Культурная эвтрофикация - это когда поток избыточных питательных веществ от человеческой деятельности добавляется в местный сток, который, в свою очередь, ускоряет естественный эвтрофикация. Это вызвано деятельностью человека, эта проблема стала очевидной после того, как в прошлом веке началась зеленая революция и промышленная революция. Фосфаты и нитраты - два основных питательных вещества, вызывающих эвтрофикацию культур, поскольку они обогащают воду, позволяя водным растениям, таким как водоросли, быстро расти. Водоросли склонны к цветению в больших количествах, удаляя кислород из воды, вызывая бескислородные условия. Эта бескислородная среда убивает любые организмы в водоеме и затрудняет доступ наземных животных к воде для питья. Усиление конкуренции за добавленные питательные вещества может вызвать потенциальное нарушение целостности экосистем и пищевых сетей, а также потерю среды обитания и биологического разнообразия видов.
Существует множество способов добавления питательных веществ в результате деятельности человека, в том числе но не ограничиваясь этим: очистные сооружения, поля для гольфа, удобрение газонов, сжигание ископаемого топлива и методы ведения сельского хозяйства. Культурное эвтрофикация может происходить в пресноводных и соленых водоемах, обычно мелководье наиболее восприимчиво. В мелководных озерах отложения часто нарушаются ветровой волной и ресуспендируются, что приводит к огромному выбросу питательных веществ в вышележащие воды. Кроме того, мелководные участки обычно находятся там, где стоки достигают первыми и имеют меньше воды для разбавления избыточных питательных веществ. Это начинает создавать множество проблем для дикой природы поблизости, а также создавать развлекательные мероприятия для людей. Эвтрофикация ограничивает использование воды для рыболовства, отдыха, промышленности и питья из-за увеличения роста нежелательных водорослей и водных сорняков и нехватки кислорода, вызванной их гибелью и разложением.
Одной из реакций на добавленное количество питательных веществ в водной экосистеме является быстрый рост микроскопических водорослей, также известный как цветение водорослей. В пресноводных системах цветение плавающих водорослей обычно обусловлено азотфиксирующими цианобактериями (сине-зелеными водорослями). Такой результат благоприятен, когда поступление азота снижено, а поступление фосфора увеличено. Большое количество водорослей снижает количество растворенного кислорода, доступного для других организмов в воде, что увеличивает смертность рыб. Загрязнение питательными веществами является основной причиной цветения водорослей, однако избыток питательных веществ также способствует росту других водных растений. Вследствие этого происходит перенаселенность, и растения конкурируют за солнечный свет, пространство и кислород. Разрастание водных растений также блокирует солнечный свет и кислород для водных организмов в воде, что угрожает их выживанию. Усиление конкуренции за добавленные питательные вещества может вызвать потенциальное нарушение целостности экосистем и пищевых сетей, а также потерю среды обитания и биологического разнообразия видов.
Район экспериментальных озер (ELA), которая простирается от Мичигана, США до Онтарио, Канада, представляет собой полностью оборудованную, круглогодичную постоянную полевую станцию, которая использует весь экосистемный подход и долгосрочные исследования всего озера пресная вода с упором на культурное эвтрофикацию. В настоящее время ELA спонсируется Департаментом окружающей среды, рыболовства и океанов Канады, которому поручено исследовать водные эффекты широкого спектра нагрузок на озера и их водосборы.
Неочищенные сточные воды вносят большой вклад в культурную эвтрофикацию, поскольку сточные воды очень богаты в питательных веществах. Сброс неочищенных сточных вод в большой водоем называется сбросом сточных вод, что является большой проблемой в современном обществе даже в развитых странах. Существует несколько различных способов устранения культурной эвтрофикации, когда неочищенные сточные воды являются точечным источником загрязнения. Сбор, сжигание и обработка отходов стали обычной практикой в промышленно развитых частях мира. Станция очистки сточных вод - это место, где вода будет фильтроваться в обычную воду перед сбросом обратно в большой водоем. В некоторых районах сжигание используется, когда твердые отходы подвергаются воздействию высоких температур, превращая их в золу. Системы конвективного сжигания ила в основном загружают обезвоженный ил непосредственно в установку для сжигания. Создание анаэробной среды - это еще один метод, при котором микроорганизмы разлагают отходы без использования кислорода. Анаэробная система может использоваться для предварительной обработки перед сбросом на городские очистные сооружения. Метод сжигания и анаэробные методы являются наиболее экологически безопасными по сравнению с другими. Анаэробная обработка потребляет значительно меньше энергии, требует меньше химикатов и требует меньших затрат на обработку ила по сравнению с аэробной обработкой; Кроме того, производимый биогаз является источником возобновляемой энергии для производства электроэнергии. Аналогичным образом при сжигании тонны отходов на комбайнах по выработке тепла и электроэнергии производится электроэнергия, эквивалентная 52,1 кВтч / тонну горючих отходов; это количество заменяет электроэнергию, которая была бы обеспечена электростанцией, использующей ископаемое топливо в Корее.
После сельскохозяйственного бума в 1910-х и снова в 1940-х годах, чтобы удовлетворить рост спроса на продовольствие, сельскохозяйственное производство в значительной степени зависит от использования удобрений. Удобрения натуральное или химически модифицированное вещество, которое помогает почве стать более плодородной. Эти удобрения содержат большое количество фосфора и азота, что приводит к попаданию в почву избыточного количества питательных веществ. Азот, фосфор и калий являются основными питательными веществами «большой тройки» коммерческих удобрений, каждый из этих основных питательных веществ играет ключевую роль в питании растений. Когда азот и фосфор не используются полностью растущими растениями, они могут быть потеряны с полей фермы и негативно повлияют на качество воздуха и воды ниже по течению. Эти питательные вещества могут в конечном итоге попасть в водные экосистемы и способствовать усилению эвтрофикации. Когда фермеры разбрасывают удобрения, будь то органические или синтетические, большая часть удобрений превратится в стоки, которые собираются ниже по течению, вызывая эвтрофикацию культур.
Есть много способов исправить культурную эвтрофикацию, вызванную сельским хозяйством. Безопасные методы ведения сельского хозяйства - это способ номер один решить проблему. Вот некоторые меры предосторожности: