Cvetanje vode

S Vikipedije, slobodne enciklopedije

Cvetanje algi u reci blizu Čengdua, Sečuan, Kina.
Cvetanje vode

Cvetanje vode je posledica eutrofikacije vode,[1] kada uglavnom usled ljudskih delatnosti dolazi do prenamnoženosti vodenih biljaka, najčešće algi, što ima negativne posledice po vodeni živi svet. Eutrofikacije vode je proces kojim se čitavo vodeno telo, ili njegovi delovi, postepeno obogaćuje mineralima i hranljivim materijama. Takođe je definisano kao „povećanje produktivnosti fitoplanktona izazvano hranljivim materijama“.[2]‍:459 Vodena tela sa veoma niskim nivoom hranljivih materija su oligotrofna, a ona sa umerenim nivoom hranljivih materija su mezotrofna. Napredna eutrofikacija se takođe može nazvati distrofnim i hipertrofičnim stanjima.[3] Eutrofikacija u slatkovodnim ekosistemima je skoro uvek uzrokovana viškom fosfora.[4]

Pre uplitanja ljudi, ovo je bio, i nastavlja da bude, veoma spor prirodni proces u kome se hranljive materije, posebno jedinjenja fosfora i organske materije, akumuliraju u vodnim telima.[5] Ovi hranljivi sastojci potiču od degradacije i rastvora minerala u stenama i usled dejstva lišajeva, mahovina i gljivica koji aktivno sakupljaju hranljive materije iz stena.[6] Antropogena ili kulturna eutrofikacija je često mnogo brži proces u kome se hranljivi sastojci dodaju u vodno telo iz bilo kog od širokog spektra zagađujućih inputa uključujući neprečišćenu ili delimično prečišćenu kanalizaciju, industrijsku otpadnu vodu i đubrivo iz poljoprivrednih praksi. Zagađenje nutrijentima, oblik zagađenja vode, primarni je uzrok eutrofikacije površinskih voda, u kojima višak hranljivih materija, obično azota ili fosfora, stimuliše rast algi i vodenih biljaka.

Vidljivi efekat eutrofikacije je često neprijatno cvetanje algi koje može izazvati značajnu ekološku degradaciju u vodnim telima i povezanim tokovima.[7] Ovaj proces može dovesti do iscrpljivanja kiseonika u vodnom telu nakon bakterijske degradacije algi.[8]

Mehanizam i lokacija eutrofikacije[uredi | uredi izvor]

Eutrofikacija je proces povećanja proizvodnje biomase u vodnom telu uzrokovan povećanjem koncentracije biljnih nutijenata, najčešće fosfata i nitrata.[8] Povećanje koncentracije hranljivih materija dovodi do povećanja plodnosti vodenih biljaka, kako makrofita, tako i fitoplanktona.[4] Kako sve više biljnog materijala postaje dostupno kao izvor hrane, dolazi do povećanja broja beskičmenjaka i vrsta riba. Kako se proces nastavlja, biomasa vodnog tela se povećava, ali se biološka raznovrsnost smanjuje.[9] Sa većom eutrofikacijom, bakterijska degradacija viška biomase dovodi do potrošnje kiseonika, što može stvoriti stanje hipoksije barem u donjem sedimentu i dubljim slojevima vode. Hipoksične zone se obično nalaze u dubokim jezerima tokom letnje sezone zbog stratifikacije u hladni hipolimnion siromašan kiseonikom i topli epilimnion bogat kiseonikom. Snažno eutrofne slatke vode mogu postati hipoksične u celoj svojoj dubini nakon jakog cvetanja algi ili porasta makrofita.

Prema Ulmanovoj Enciklopediji,[10] „primarni ograničavajući faktor za eutrofikaciju je fosfat“. Dostupnost fosfora generalno podstiče prekomerni rast biljaka i propadanje izazivajući ozbiljno smanjenje kvaliteta vode. Fosfor je neophodna hranljiva materija za život biljaka i ograničavajući faktor za rast biljaka u većini slatkovodnih ekosistema.[11] Fosfat se čvrsto drži čestica tla, tako da se uglavnom transportuje erozijom i oticanjem. Jednom prebačen u jezera, ekstrakcija fosfata u vodu je spora, pa otuda i teškoća preokretanja efekata eutrofikacije.[12] U morskim ekosistemima azot i gvožđe su primarni ograničavajući nutrijenti za akumulaciju biomase algi.[13]

Izvori viška fosfata su fosfati u deterdžentima, industrijskim/kućnim otpadnim vodama i đubrivima. Sa postepenim ukidanjem deterdženata koji sadrže fosfate tokom 1970-ih, industrijski/domaći otpad i poljoprivreda su se pojavili kao dominantni faktori koji doprinose eutrofikaciji.[10]

Eutrofikacija je prepoznata kao problem zagađenja vode u evropskim i severnoameričkim jezerima i rezervoarima sredinom 20. veka.[14] Revolucionarna istraživanja sprovedena u Eksperimentalnoj jezerskoj oblasti (ELA) u Ontariju u Kanadi 1970-ih[15] pružila su dokaze da su slatkovodna tela ograničena na fosfor. ELA koristi ceo ekosistemski pristup i dugoročna istraživanja slatke vode u celom jezeru sa fokusom na kulturnu eutrofikaciju.

Natrijum trifosfat, nekada komponenta mnogih deterdženata, bio je glavni doprinos eutrofikaciji.
1. Višak hranljivih materija se nanosi na tlo. 2. Neki hranljivi sastojci se ispiraju u zemljište i kasnije se odvode u površinske vode. 3. Neki hranljivi sastojci otiču preko zemlje u vodeno telo. 4. Višak hranljivih materija izaziva cvetanje algi. 5. Cvetanje algi smanjuje prodiranje svetlosti. 6. Biljke ispod cvetanja algi umiru, jer ne mogu dobiti sunčevu svetlost za obavljanje fotosinteze. 7. Na kraju, cvetanje algi ugine i tone na dno jezera. Bakterijske zajednice počinju da razlažu ostatke, koristeći kiseonik za disanje. 8. Razlaganje dovodi do iscrpljivanja kiseonika u vodi. Veće životne forme, kao što su ribe, umiru.
Eutrofikacija u kanalu

Prirodna eutrofikacija[uredi | uredi izvor]

Iako je eutrofikacija obično uzrokovana ljudskim aktivnostima, ona takođe može biti prirodni proces, posebno u jezerima. Paleolimnolozi sada prepoznaju da su klimatske promene, geologija i drugi spoljni uticaji takođe kritični u regulisanju prirodne produktivnosti jezera. Nekoliko jezera takođe demonstrira obrnuti proces (mejotrofikaciju), postajući sve manje bogata hranljivim materijama s vremenom kako unos siromašnih hranljivih materija polako eluira vodenu masu jezera bogatu hranljivim materijama.[16][17] Ovaj proces se može videti u veštačkim jezerima i rezervoarima koji imaju tendenciju da budu visoko eutrofni pri prvom punjenju, ali vremenom mogu postati oligotrofniji. Glavna razlika između prirodne i antropogene eutrofikacije je u tome što je prirodni proces veoma spor i odvija se na geološkim vremenskim skalama.[18]

Kulturna eutrofikacija[uredi | uredi izvor]

Kulturna eutrofikacija je uzrokovana prekomernim sadržajem hranljivih materija u vodi što dovodi do prekomernog rasta algi koje mogu blokirati razmenu svetlosti i vazduha. Alge se na kraju razgrađuju od strane bakterija što izaziva anoksične uslove i „mrtve zone“.

Kulturna ili antropogena eutrofikacija je proces koji ubrzava prirodnu eutrofikaciju zbog ljudske aktivnosti.[19] Raščišćavanjem zemljišta i izgradnjom gradova, ubrzava se površinskog oticanja i više hranljivih materija kao što su fosfati i nitrati se isporučuju u jezera i reke, a zatim i u obalska ušća i uvale. Kulturna eutrofikacija nastaje kada višak hranljivih materija iz ljudskih aktivnosti završi u vodnim telima stvarajući zagađenje nutrijentima i ubrzavajući prirodni proces eutrofikacije.[19] Problem je postao očigledniji nakon uvođenja hemijskih đubriva u poljoprivredu (zelena revolucija sredinom 1900-ih).[20] Fosfor i azot su dve glavne hranljive materije koje izazivaju kulturnu eutrofikaciju, jer obogaćuju vodu, omogućavajući nekim vodenim biljkama, posebno algama da brzo rastu. Alge su sklone cvetanju u velikoj gustini i kada odumru, njihova degradacija od strane bakterija uklanja kiseonik, stvarajući anoksične uslove. Ovo anoksično okruženje ubija aerobne organizme (npr. ribe i beskičmenjake) u vodnom telu. Ovo takođe utiče na kopnene životinje, ograničavajući njihov pristup zahvaćenoj vodi (npr. kao izvorima za piće). Selekcija vrsta algi i vodenih biljaka koje mogu da napreduju u uslovima bogatim hranljivim materijama može izazvati strukturne i funkcionalne poremećaje u čitavim vodenim ekosistemima i njihovim mrežama ishrane, što rezultira gubitkom staništa i biodiverziteta vrsta.[21]

Postoji nekoliko izvora prekomernih hranljivih materija iz ljudske aktivnosti, uključujući oticanje sa đubrenih polja, travnjaka i golf terena, neprečišćena kanalizacija i otpadne vode i unutrašnje sagorevanje goriva.[4] Kulturna eutrofikacija može se desiti u slatkovodnim i slanim vodama, pri čemu su plitke vode najosetljivije. U obalskim linijama i plitkim jezerima, sedimenti se često resuspenduju vetrom i talasima, što može dovesti do oslobađanja hranljivih materija u vodu iznad, povećavajući eutrofikaciju.[22] Pogoršanje kvaliteta vode uzrokovano kulturnom eutrofikacijom može stoga negativno uticati na upotrebu ljudi, uključujući snabdevanje pićem za potrošnju, industrijsku upotrebu i rekreaciju.[23]

Nastajanje eutrofikacije[uredi | uredi izvor]

Eutrofikacija (eutrofizacija) započinje tako što sa njiva i drugih agroekosistema dospevaju đubriva (obično spirana kišom) u vodu. Ta đubriva su bogata fosfatima i nitratima, koji su inače ograničavajući faktor bujanja života u vodi. Uz višak ovih soli, biljke, posebno alge, često počinju da bujaju. Tada se povećava i broj uginulih algi, koje tada raslažu saprofiti pri čemu troši kiseonik. Tako opada koncentracija kiseonika u vodi i samim tim dolazi do gušenja i masovnog pomora vodenih organizama koji kiseonik troše u procesu disanja. U uslovima smanjene koncentracije kiseonika ili čak, anaerobnim uslovima (kada kiseonika nema uopšte) i samo razlaganje neće biti potpuno, pa se stvaraju produkti razlaganja koji vodi daju loš ukus, neprijatan miris i uopšte lošiji kvalitet. Takva voda ne može da se koristi za piće i može uzrokovati uginuće stoke ako se koristi kao pojilo.[24]

Uzroci[uredi | uredi izvor]

Osim đubriva koji potiču sa agroekosistema, eutrofikaciju uzrokuju i otpadne vode iz prehrambene industrije ili kanalizacione vode iz gradova, kao i sve otpadne vode bogate mineralnim i organskim supstancama.[24]

Posledice[uredi | uredi izvor]

Osim promene u kvalitetu vode, menja se i sastav vrsta, te vrste koje su prilagođene životu u čistoj vodi zamenjuju one kojima odgovaraju novonastali uslovi. Po uginuću nekih vrsta algi u vodu dospevaju takozvani endotoksini koji su po hemijskom sastavu alkaloidi, ciklični polipeptidi ili kompleksnija hemijska jedinjenja koja se međusobno razlikuju u pogledu fiziološke aktivnosti. S obzirom na dugoročnost posledica, eutrofikacija je jedan od najznačajnijih negativnih trendova u vezi sa vodama.[24]

Alge[uredi | uredi izvor]

Boja ove reke potiče od modrozelenih algi

Za ovakav, bujan rast algi u našim vodama pogoduje temperatura od oko 30 °C, što odgovara letnjem periodu. Za cvetanje kopnene vode karakteristične su modrozelene alge, kao na primer Anabaena flos-aquae i Microcystis flos-aquae. U manjoj meri, na toksičnost kopnenih voda utiču i neke vrste zelenih algi, na morsku vodu utiču predstavnici vatrenih, a brakičnu- zlatnih algi.[25]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ „eutrophia”, American Heritage Dictionary of the English Language (Fifth izd.), Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company, 2016, Pristupljeno 10. 3. 2018 
  2. ^ Chapin, F. Stuart, III (2011). „Glossary”. Principles of terrestrial ecosystem ecology. P. A. Matson, Peter Morrison Vitousek, Melissa C. Chapin (2nd izd.). New York: Springer. ISBN 978-1-4419-9504-9. OCLC 755081405. 
  3. ^ Wetzel, Robert (1975). Limnology. Philadelphia-London-Toronto: W.B. Saunders. str. 743. ISBN 0-7216-9240-0. 
  4. ^ a b v Schindler, David W., Vallentyne, John R. (2008). The Algal Bowl: Overfertilization of the World's Freshwaters and Estuaries, University of Alberta Press. ISBN 0-88864-484-1.
  5. ^ Addy, Kelly (1996). „Phosphorus and Lake Aging” (PDF). Natural Resources Facts - University of Rhode Island. Arhivirano iz originala (PDF) 28. 07. 2021. g. Pristupljeno 16. 6. 2021. 
  6. ^ Clair N. Sawyer (maj 1966). „Basic Concepts of Eutrophication”. Journal (Water Pollution Control Federation). Wiley. 38 (5): 737—744. JSTOR 25035549. 
  7. ^ Chislock, M.F.; Doster, E.; Zitomer, R.A.; Wilson, A.E. (2013). „Eutrophication: Causes, Consequences, and Controls in Aquatic Ecosystems”. Nature Education Knowledge. 4 (4): 10. Pristupljeno 10. 3. 2018. 
  8. ^ a b Schindler, David and Vallentyne, John R. (2004) Over fertilization of the World's Freshwaters and Estuaries, University of Alberta Press. ISBN 0-88864-484-1. str. 1..
  9. ^ Smith, V. H.; Tilman, G. D.; Nekola, J. C. (1999). „Eutrophication: Impacts of excess nutrient inputs on freshwater, marine, and terrestrial ecosystems”. Environmental Pollution (Barking, Essex : 1987). 100 (1–3): 179—196. PMID 15093117. S2CID 969039. doi:10.1016/S0269-7491(99)00091-3. 
  10. ^ a b Werner, Wilfried (2009). „Fertilizers, 6. Environmental Aspects”. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. ISBN 978-3527306732. doi:10.1002/14356007.n10_n05. 
  11. ^ Schindler, David W.; Hecky, R.E.; Findlay, D.L.; Stainton, M.P.; Parker, B.R.; Paterson, M.J.; Beaty, K.G.; Lyng, M.; Kasian, S. E. M. (avgust 2008). „Eutrophication of lakes cannot be controlled by reducing nitrogen input: Results of a 37-year whole-ecosystem experiment”. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 105 (32): 11254—11258. PMC 2491484 Slobodan pristup. PMID 18667696. doi:10.1073/pnas.0805108105 Slobodan pristup. 
  12. ^ Khan, M. Nasir; Mohammad, Firoz (2014). „Eutrophication: Challenges and Solutions”. Ur.: A. A. Ansari; S. S. Gill. Eutrophication: Causes, Consequences and Control. str. 1—15. ISBN 978-94-007-7813-9. doi:10.1007/978-94-007-7814-6_1. 
  13. ^ Bristow, L.; Mohr, W. (2017). „Nutrients that limit growth in the ocean”. Current Biology. 27 (11): R431—R510. PMID 28586682. S2CID 21052483. doi:10.1016/j.cub.2017.03.030. hdl:21.11116/0000-0001-C1AA-5 Slobodan pristup. 
  14. ^ Rodhe, W. (1969) "Crystallization of eutrophication concepts in North Europe". In: Eutrophication, Causes, Consequences, Correctives. National Academy of Sciences, Washington D.C. ISBN 9780309017008. str. 50–64..
  15. ^ Schindler, David (1974). „Eutrophication and Recovery in Experimental Lakes: Implications for Lake Management”. Science. 184 (4139) (4139): 897—899. Bibcode:1974Sci...184..897S. PMID 17782381. S2CID 25620329. doi:10.1126/science.184.4139.897. 
  16. ^ Walker, I. R. (2006) "Chironomid overview", pp. 360–366 in S.A. EIias (ed.) Encyclopedia of Quaternary Science, Vol. 1, Elsevier,
  17. ^ Whiteside, M. C. (1983). „The mythical concept of eutrophication”. Hydrobiologia. 103: 107—150. S2CID 19039247. doi:10.1007/BF00028437. 
  18. ^ Callisto, Marcos; Molozzi, Joseline; Barbosa, José Lucena Etham (2014). „Eutrophication of Lakes”. Ur.: A. A. Ansari; S. S. Gill. Eutrophication: Causes, Consequences and Control. str. 55—71. ISBN 978-94-007-7813-9. doi:10.1007/978-94-007-7814-6_5. 
  19. ^ a b Cultural eutrophication (2010) Encyclopedia Britannica. Retrieved April 26, 2010, from Encyclopedia Britannica Online:
  20. ^ Smil, Vaclav (novembar 2000). „Phosphorus in the Environment: Natural Flows and Human Interferences”. Annual Review of Energy and the Environment. 25 (1): 53—88. ISSN 1056-3466. doi:10.1146/annurev.energy.25.1.53 Slobodan pristup. 
  21. ^ Rabalais, NN (mart 2002). „Nitrogen in aquatic ecosystems”. AMBIO: A Journal of the Human Environment. 31 (2): 102—112. PMID 12077998. S2CID 19172194. doi:10.1579/0044-7447-31.2.102. 
  22. ^ Qin, Boqiang; Yang, Liuyan; Chen, Feizhou; Zhu, Guangwei; Zhang, Lu; Chen, Yiyu (2006-10-01). „Mechanism and control of lake eutrophication”. Chinese Science Bulletin (na jeziku: engleski). 51 (19): 2401—2412. Bibcode:2006ChSBu..51.2401Q. ISSN 1861-9541. S2CID 198137333. doi:10.1007/s11434-006-2096-y. 
  23. ^ Khan, M. Nasir; Mohammad, Firoz (2014), Ansari, Abid A.; Gill, Sarvajeet Singh, ur., „Eutrophication: Challenges and Solutions”, Eutrophication: Causes, Consequences and Control: Volume 2 (na jeziku: engleski), Springer Netherlands, str. 1—15, ISBN 978-94-007-7814-6, doi:10.1007/978-94-007-7814-6_1 
  24. ^ a b v Laušević, R. 2000. I reke ubijaju, zar ne? Društvo ekologa Srbije & Zavod za zaštitu prirode Srbije: Beograd.
  25. ^ Blaženčić, J. 2000. Sistematika algi. Beograd: NNK International. ISBN 86-23-23002-7.

Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]

Potražite Cvetanje vode u Vikirečniku, slobodnom rečniku.
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Цветање_воде&oldid=25984972”