Jeziora - artykuły
Dodano: 13 maja 2004
- Eutrofizacja
- Przyczyny eutrofizacji
- Źródła biogenów
- Skutki eutrofizacji
- Planowanie przestrzenne
- Nawożenie wewnętrzne i jego rola
- Trzy fazy degradacji jeziora
Eutrofizacja jest to zjawisko, które przejawia się poprzez zwiększanie trofii (żyzności) wód. Chodzi tu głównie o wzrost stężenia związków biogennych (fosforu P i azotu N), które dostarczane są do zbiornika w dwóch formach:
- mineralnej
- organicznej, która to ulegając rozkładowi przechodzi w formę mineralną np. azotu i fosforu.
Proces eutrofizacji jest jak najbardziej naturalnym. Obecnie jednak na skutek zintensyfikowania rozwoju gospodarki, zrzutu ścieków, nawożenia pół uprawnych i degradacji obszarów lesistych zjawisko to zaczęło się nasilać, aż wreszcie stało się najpoważniejszym zagrożeniem dla naszych jezior.
- wzrost dopływu ze zlewni pierwiastków biogennych, głównie azotu (N) i fosforu (P),
- nadmierne obciążenie odbiorników (jezior i rzek) ściekami, które zawierają ogromne ilości detergentów (fosforanów),
- nadmierna emisja tlenków azotu do atmosfery powoduje, że wraz z opadami atmosferycznymi dostają się znaczne i coraz większe ilości azotu, zwłaszcza do dużych zbiorników,
- nieprawidłowe nawożenie pól i nieprawidłowa orka powoduje, że z powierzchniowych warstw gruntu wymywane są znaczne ilości azotu;
- erozja wietrzna też ma znaczący wkład, głównie na terenach suchych, gdzie łatwo wiatr może poderwać cząstki gleby wraz z substancjami biogennymi i przenieść je do zbiornika;
- melioracje i likwidowanie zbiorników retencyjnych - terenów bagiennych i drobnych zbiorników wodnych co powoduje mieneralizację substancji organicznej;
- Obszarowe (przestrzenne) - składniki gleby są wymywane przez wody deszczowe, wraz ze związkami biogennymi. Dostają się one do zbiorników przez wody wgłębne, spływ powierzchniowy, rowami melioracyjnymi. Źródła te są bardzo trudne do oszacowania w większości przypadków praktycznie niemożliwe. W tym celu wyznacza się jednostkowe współczynniki spływu, przeprowadza badania lizymetryczne, drenarskie.
- Punktowe - są ujścia kolektorów ściekowych i dopływy powierzchniowe do zbiorników. Łatwo można je oszacować i zlikwidować.
- Rozproszone - są to ścieki z terenów nieskanalizowanych. Zaliczyć do nich można: ścieki nie ujęte w system kanalizacji, rozdeszczowywanie ścieków na polach, nieszczelne szamba. Są one trudne do oszacowania i likwidacji.
- Liniowe - spłukiwane są z dróg. Wbrew pozorom są to znaczne ilości azotu i fosforu. By je obliczyć stosuje się odpowiednie współczynniki spływu powierzchniowego N i P.
- pierwszy etap to niewielki wzrost produkcji biologicznej. W tym etapie dobrze rozwijają się ryby i jest to nawet pożądane z punktu widzenia gospodarki rybackiej;
- późniejsze etapy to już zakwity (szczególnie groźne - sinicowe) glonów. Zmniejszają one przeźroczystość wody, wydzielają toksyny powodujące zły smak i zapach wody, aż w końcu ograniczają ilość tlenu (O2) powodując przyduchy, co z kolei prowadzi do masowych śnięć ryb;
- w strefie litoralu złe warunki świetlne powodują obumieranie roślinności zanurzonej. Dzieje się to na skutek wzrostu pierwiastków biogennych - fitoplankton w takich warunkach rozwija się bardzo intensywnie porastając powierzchnię roślin zanurzonych. W efekcie makrofity są wypierane przez nitkowate formy fitoplanktonu (Cladophora, Spirogyra);
- osady denne i hypolimnion zostaje odtleniony i tworzą się tam warunki beztlenowe. W takich warunkach organizmy tlenolubne nie mają racji bytu. Ryby pelagiczne nie mogą się rozmnażać, gdyż tarło mają właśnie w strefie przydennej ale natlenionej ...
- warunki beztlenowe sprzyjają zachodzeniu takich procesów jak: desulfurykacja, denitryfikacja, amonikfikacja, czy wreszcie powstawanie metanu i siarkowodoru;
- uruchamiane zostaje wewnętrzne nawożenie jeziora - z osadów dennych w warunkach beztlenowych następuje uwalniane znacznych ładunków fosforu co jeszcze bardziej wzmaga proces eutrofizacji.
Planowanie przestrzenne w ochronie naszych wód jest to odpowiedni sposób użytkowania zlewni bezpośredniej i pośredniej:
- zwiększenie powierzchni łąk i pastwisk
- wytyczenie wyraźnych granic między lasami, gruntami ornymi i użytkami zielonymi
- pozostawianie powierzchni z roślinnością naturalną
- wykorzystywanie naturalnych barier dla biogenów w zlewni
- tworzenia małych zbiorników śródpolnych
- odcięcie i zebranie w jeden kolektor spływów powierzchniowych
- zakładanie kanalizacji opaskowej
- oszczędność wody
- likwidacja drenów i melioracji, które obniżają zwierciadło wód
- budowa wiejskich oczyszczalni ścieków
- likwidacją dróg zgodnych ze spadkiem terenu
- prawidłowa orka, prostopadła do nachylenia terenu
- rozproszenie ośrodków wczasowych
- zakrzewianie brzegów zbiorników wodnych i pozostawianie pasów trzcin
Nawożenie wewnętrzne i jego rola
Nawożenie wewnętrzne jezior związane jest silnie z procesem eutrofizacji. Ogromną rolę odgrywają tu osady denne i brak tlenu w zbiorniku.
Jeżeli w interfazie (strefa stykania się osadów dennych z wodą) panują warunki tlenowe to jony żelaza (Fe3+) wiążą wtedy trwale jony fosforanowe (PO43-) stanowiąc dla nich swoistego rodzaju pułapkę. Powoduje to, że w wodzie jest coraz mniej związków biogennych (fosforanów) i w efekcie woda jest czysta ...
Jeżeli w wodzie zaczyna brakować tlenu, w hypolimnionie i w interfazie go brakuje, żelazo Fe3+ przechodzi w Fe2+ i następuje rozpad kompleksów żelaza i fosforu, a to z kolei powoduje uwalnianie z osadów biogenów do wody i wewnętrzne nawożenie jeziora. Podobnie dzieje się w warunkach redukcyjnych z azotem i siarką - NO3- przechodzi do NO2-, a następnie NO2- do NH4; SO4 do S.
Jak zatem widać nasze biedne jezioro nie dość, że dostaje sporo biogenów ze zlewni, z zewnątrz, to jeszcze przy braku tlenu, osady denne stanowią dodatkowe źródło zanieczyszczeń. W osadach dennych znajduje się bardzo dużo związków biogennych bo prawie 95%, pozostałe 5% zmagazynowane jest w organizmach zamieszkujących jezioro.
Reasumując, wraz ze wzrostem dopływu związków biogennych ze zlewni zwiększa się produkcja pierwotna - im większa jest produkcja pierwotna w strefie trofogenicznej (twórczej), tym więcej związków organicznych wpada do strefy niższej trofolitycznej (rozpadu) - im więcej biogenów w tej strefie tym szybciej wyczerpywany jest tlen na procesy rozkładu i szybciej obniża się potencjał oksydoredukcyjny - tym intensywniej uwalniane są związki biogenne z osadów dennych, które wynoszone są np. na pęcherzykach metanu (CH4) do strefy trofogenicznej i KOŁO się zamyka ...
Jeżeli "koło" zostanie zamknięte, w większości przypadków jest już za późno na ratunek jeziora. Czasami można zdążyć, przez odcięcie dopływu biogenów ze zlewni w przypadku a- b mezotrofii.
Trzy fazy degradacji jeziora według pana Mortimera:
- Powolny wzrost produkcji przy dodatnim potencjale redoks, mało żelaza (Fe) - przejście z oligotrofii do b-mezotrofii.
- Przyspieszony wzrost produkcji, żelazo (Fe3+) absorbuje biogeny, fosforany strącane do osadów ale na krótko.
- Faza jałowa, żelazo strącane do siarczków, niski potencjał redoks - saprotrofia i hypertrofia.