Эвтрофикация

редактировать
Чрезмерный рост растений в ответ на избыток питательных веществ Эвтрофикация реки Потомак очевидна из ярко-зеленая вода, вызванная плотным цветением цианобактерий. Эвтрофикация в канале

Эвтрофикация (от греч. eutrophos, «хорошо питающийся»), дистрофия или гипертрофия, это когда водоем становится чрезмерно обогащенным минералами и питательными веществами, которые вызывают чрезмерный рост водорослей. Этот процесс может привести к кислородному истощению водоема после бактериального разложения водорослей. Одним из примеров является «цветение водорослей » или значительное увеличение фитопланктона в пруду, озере, реке или прибрежной зоне в ответ на повышенные уровни питательных веществ. Эвтрофикация часто вызывается сбросом нитрата или фосфат -содержащих детергентов, удобрений или сточных вод в водная система. Эвтрофикация озер стала глобальной проблемой загрязнения воды. Хлорофилл-а, общий азот, общий фосфор, биологическая или химическая потребность в кислороде и глубина по Секки являются основными показателями для оценки уровня эвтрофикации озера. Задача 14.1 из Цель 14 в области устойчивого развития предотвращение всех видов загрязнения морской среды, включая загрязнение биогенными веществами, которое представляет собой эвтрофикацию.

Содержание

  • 1 Механизм эвтрофикации
    • 1.1 Культурная эвтрофикация
    • 1.2 Озера и реки
    • 1.3 Естественное эвтрофикация
    • 1.4 Прибрежные воды
  • 2 Наземные экосистемы
  • 3 Экологические последствия
    • 3.1 Уменьшение биоразнообразия
    • 3.2 Вторжение новых видов
    • 3.3 Токсичность
  • 4 Источники высоких питательных веществ сток
    • 4.1 Точечные источники
    • 4.2 Неточечные источники
      • 4.2.1 Удержание почвы
      • 4.2.2 Сток в поверхностные воды
      • 4.2.3 Атмосферное осаждение
    • 4.3 Другие причины
  • 5 Профилактика и реверсирование
    • 5.1 Моллюски в устьях рек: уникальные решения
    • 5.2 Выращивание морских водорослей
    • 5.3 Минимизация неточечных загрязнений: будущая работа
      • 5.3.1 Прибрежные буферные зоны
      • 5.3.2 Политика предотвращения
      • 5.3. 3 Тестирование и моделирование азота
      • 5.3.4 Органическое земледелие
    • 5.4 Геотехника в озерах
  • 6 Структура Организации Объединенных Наций
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Механизм эвтрофикации

Эвтрофикация чаще всего возникает из-за избытка питательных веществ, чаще всего азота или фосфора, что приводит к чрезмерному росту растений и водорослей в водных экосистемах. После гибели таких организмов бактериальная деградация их биомассы приводит к потреблению кислорода, в результате чего возникает состояние гипоксии.

. Согласно энциклопедии Ульмана, «основным ограничивающим фактором эвтрофикации является фосфат». Доступность фосфора обычно способствует чрезмерному росту и гниению растений, отдавая предпочтение простым водорослям и планктону по сравнению с другими более сложными растениями, и вызывает серьезное снижение качества воды. Фосфор является необходимым питательным веществом для жизни растений и является ограничивающим фактором роста растений во многих пресноводных экосистемах. Фосфат плотно прилипает к почве, поэтому переносится в основном эрозией. После переноса в озера извлечение фосфата в воду происходит медленно, отсюда и трудность обращения вспять эффектов эвтрофикации. Однако во многих литературных источниках сообщается, что азот является основным питательным веществом, ограничивающим накопление биомассы водорослей.

Источниками этих избыточных фосфатов являются фосфаты в моющих средствах, промышленных / бытовых сточных водах и удобрения. С постепенным отказом от фосфатсодержащих моющих средств в 1970-х годах промышленные / бытовые сточные воды и сельское хозяйство стали основными факторами, способствующими эвтрофикации.

Трифосфат натрия, когда-то входивший во многие моющие средства, был основным источником этого фактора. к эвтрофикации. 1. В почву вносят излишки питательных веществ. 2. Некоторые питательные вещества попадают в почву, где могут оставаться в течение многих лет. В конце концов они попадают в водоем. 3. Некоторые питательные вещества стекают по земле в водоем. 4. Избыток питательных веществ вызывает цветение водорослей. 5. Цветение водорослей блокирует попадание солнечного света на дно водоема. 6. Растения, находящиеся под цветением водорослей, умирают, потому что они не могут получать солнечный свет для фотосинтеза. 7. В конце концов цветение водорослей умирает и опускается на дно озера. Бактерии начинают разлагать останки, расходуя кислород для дыхания. 8. В результате разложения вода становится обедненной кислородом. Более крупные формы жизни, например, рыбы, задыхаются. Этот водоем больше не может поддерживать жизнь.

Культурная эвтрофикация

Культурная или антропогенная эвтрофикация - это процесс, который ускоряет естественное эвтрофикацию из-за деятельности человека. В связи с расчисткой земель и застройкой городов сток земли ускоряется, и в озера и реки поступает больше питательных веществ, таких как фосфаты и нитраты, и затем к прибрежным устьям и заливам. Дополнительные питательные вещества также поставляются очистными сооружениями, полями для гольфа, удобрениями, фермами (включая рыбные фермы), а также неочищенными сточными водами во многих странах.

Озера и реки

Эвтрофикация Моно Озеро, которое является цианобактериями богатым содовым озером.

Когда водоросли умирают, они разлагаются, а питательные вещества, содержащиеся в этом органическом веществе, превращаются микроорганизмами в неорганическую форму. Этот процесс разложения потребляет кислород, что снижает концентрацию растворенного кислорода. Низкий уровень кислорода, в свою очередь, может привести к гибели рыбы и ряду других эффектов, уменьшающих биоразнообразие. Питательные вещества могут концентрироваться в бескислородной зоне и могут снова стать доступными только во время осеннего цикла или в условиях турбулентного потока. Мертвые водоросли и органическая нагрузка, переносимая притоком воды в озеро, оседают на его дне и подвергаются анаэробному перевариванию с выделением парниковых газов, таких как метан и CO 2. Некоторая часть газообразного метана потребляется анаэробными бактериями окисления метана, которые, в свою очередь, служат источником пищи для зоопланктона. Если в озере нет дефицита растворенного кислорода на всех глубинах, аэробные бактерии окисления метана, такие как Methylococcus capsulatus, могут потреблять большую часть метана, выделяя CO 2, что, в свою очередь, способствует производству водоросли. Таким образом, может иметь место самоподдерживающийся биологический процесс для создания первичного источника пищи для фитопланктона и зоопланктона в зависимости от наличия достаточного количества растворенного кислорода в водоемах, которые подвержены более высокому органическому загрязнению. нагрузки. Поскольку водоросли усиливают растворенный кислород, выделяя кислород в результате фотосинтеза во время солнечного света, и потребляют кислород, выделяя CO 2 из своего дыхания в отсутствие солнечного света, адекватный наличие растворенного кислорода в водоемах очень важно для рыбного промысла и устранения выбросов парниковых газов, особенно при отсутствии солнечного света в эвтрофных водоемах. CO 2, выделяемый водорослями в отсутствие солнечного света, накапливается в воде за счет уменьшения щелочности воды и pH для его использования во время солнечного света.

Усиленный рост водной растительности или фитопланктон и цветение водорослей нарушает нормальное функционирование экосистемы, вызывая множество проблем, таких как недостаток кислорода необходимы для выживания рыб и моллюсков. Вода становится мутной, обычно окрашивается в зеленый, желтый, коричневый или красный цвет. Эвтрофикация также снижает ценность рек, озер и эстетических удовольствий. Проблемы со здоровьем могут возникать, когда эвтрофные условия мешают питьевой очистке воды.

Деятельность человека может ускорить скорость поступления питательных веществ в экосистемы. Сток от сельского хозяйства и развития, загрязнения из септических систем и канализации, распространения осадка сточных вод и другой деятельности, связанной с деятельностью человека, увеличивают сток как неорганических питательных веществ, так и органических веществ в экосистемы. Повышенные уровни атмосферных соединений азота могут увеличить доступность азота. Фосфор часто рассматривается как главный виновник эвтрофикации озер, подверженных «точечному» загрязнению из канализационных труб. Концентрация водорослей и трофическое состояние озер хорошо соответствуют уровню фосфора в воде. Исследования, проведенные в районе экспериментальных озер в Онтарио, показали взаимосвязь между добавлением фосфора и скоростью эвтрофикации. Это связано с тем, что рост азотфиксирующих цианобактерий зависит от уровней концентрации фосфора в озерах. Человечество увеличило скорость круговорота фосфора на Земле в четыре раза, в основном за счет производства и применения сельскохозяйственных удобрений. В период с 1950 по 1995 год около 600000000 тонн фосфора было внесено на поверхность Земли, в основном на пахотные земли.

Естественное эвтрофикация

Хотя эвтрофикация обычно вызывается деятельностью человека, это также может быть естественный процесс, особенно в озерах. Например, эвтрофия встречается во многих озерах на лугах умеренного пояса. Палеолимнологи теперь признают, что изменение климата, геология и другие внешние воздействия имеют решающее значение для регулирования естественной продуктивности озер. Некоторые озера также демонстрируют обратный процесс (), становясь со временем менее богатыми питательными веществами. Основное различие между естественной и антропогенной эвтрофикацией заключается в том, что естественный процесс протекает очень медленно и происходит в геологических временных масштабах.

Прибрежные воды

Эвтрофикация - обычное явление в прибрежных водах. В отличие от пресноводных систем, где фосфор часто является ограничивающим питательным веществом, азот чаще является основным ограничивающим питательным веществом морских вод; таким образом, уровни азота имеют большее значение для понимания проблем эвтрофикации в соленой воде. Эстуарии, как граница раздела между пресной и соленой водой, могут ограничиваться как фосфором, так и азотом и обычно проявляют симптомы эвтрофикации. Эвтрофикация в устьях рек часто приводит к гипоксии / аноксии придонной воды, что приводит к гибели рыб и деградации среды обитания. Апвеллинг в прибрежных системах также способствует повышению продуктивности за счет переноса глубоких, богатых питательными веществами воды на поверхность, где питательные вещества могут ассимилироваться водорослями. Примеры антропогенных источников богатого азотом загрязнения прибрежных вод включают засорение рыбоводства и сбросы аммиака при производстве кокса из угля.

Институт мировых ресурсов выявил 375 гипоксических прибрежных зон в мире, сосредоточенных в прибрежных зонах Западной Европы, восточного и южного побережья США, а также Восточная Азия, особенно Япония.

Помимо стоков с суши, отходов рыбоводства и промышленных выбросов аммиака, атмосферный фиксированный азот может быть важным источником питательных веществ в открытом океане. Исследование, проведенное в 2008 году, показало, что на это может приходиться около одной трети внешнего (не рециркулируемого) запаса азота в океане и до 3% ежегодной новой морской биологической продукции. Было высказано предположение, что накопление химически активного азота в окружающей среде может оказаться столь же серьезным, как попадание углекислого газа в атмосферу.

Наземные экосистемы

Наземные экосистемы подвержены аналогичным неблагоприятным воздействиям от эвтрофикации. Повышенное содержание нитратов в почве часто нежелательно для растений. Многие виды наземных растений находятся под угрозой исчезновения в результате эвтрофикации почвы, например, большинство видов орхидей в Европе. Луга, леса и болота характеризуются низким содержанием питательных веществ и медленнорастущими видами, адаптированными к этим уровням, поэтому они могут зарастать более быстрорастущими и более конкурентоспособными видами. На лугах высокие травы, которые могут использовать более высокий уровень азота, могут изменить территорию, так что естественные виды могут быть потеряны. Богатые видами болота могут быть заменены видами тростника или вейника. Лесной подлесок, пострадавший от стока с близлежащего удобренного поля, можно превратить в заросли крапивы и ежевики.

Химические формы азота чаще всего вызывают озабоченность в связи с эвтрофикацией, поскольку растениям предъявляются высокие требования к азоту, поэтому добавление соединений азота будет стимулировать рост растений. Азот не всегда доступен в почве, потому что N 2, газообразная форма азота, очень стабильна и недоступна непосредственно для высших растений. Наземные экосистемы полагаются на микробную фиксацию азота для преобразования N 2 в другие формы, такие как нитраты. Однако существует предел того, сколько азота можно использовать. Экосистемы, получающие больше азота, чем требуется растениям, называются азотонасыщенными. Таким образом, насыщенные наземные экосистемы могут вносить как неорганический, так и органический азот в процесс эвтрофикации пресных вод, прибрежных и морских вод, где азот также обычно является ограничивающим питательным веществом. То же самое и с повышенным уровнем фосфора. Однако поскольку фосфор обычно гораздо менее растворим, чем азот, он выщелачивается из почвы с гораздо меньшей скоростью, чем азот. Следовательно, фосфор гораздо более важен в качестве ограничивающего питательного вещества в водных системах.

Экологические эффекты

Эвтрофикация проявляется в виде повышенной мутности в северной части Каспийское море, снято с орбиты.

Эвтрофикация была признана проблемой загрязнения воды озер и водохранилищ Европы и Северной Америки в середине 20 века. С тех пор он получил более широкое распространение. Опросы показали, что 54% ​​озер в Азии являются эвтрофными ; в Европе - 53%; в Северной Америке - 48%; в Южной Америке - 41%; и в Африке - 28%. В Южной Африке исследование CSIR с использованием дистанционного зондирования показало, что более 60% обследованных плотин были эвтрофными. Некоторые южноафриканские ученые полагают, что эта цифра может быть выше, поскольку основным источником являются дисфункциональные очистные сооружения, производящие более 4 миллиардов литров в день неочищенных или, в лучшем случае, частично очищенных сточных вод, которые сбрасываются в реки и плотины.

Многие экологические последствия могут возникать в результате стимулирования первичной продукции, но есть три особенно тревожных экологических воздействия: сокращение биоразнообразия, изменения в составе и преобладании видов и эффекты токсичности.

Уменьшение биоразнообразия

Когда в экосистеме увеличивается количество питательных веществ, первичные производители первыми получают выгоду. экосистемы, такие виды, как водоросли, испытывают прирост популяции (так называемое цветение водорослей ). Цветение водорослей ограничивает доступ солнечного света для донных организмов и вызывает широкий кругозор Из-за количества растворенного кислорода в воде. Кислород требуется всем аэробно дышащим растениям и животным, и он пополняется при дневном свете фотосинтезом растений и водорослей. В условиях эвтрофии растворенный кислород значительно увеличивается в течение дня, но значительно уменьшается после наступления темноты дышащими водорослями и микроорганизмами, которые питаются растущей массой мертвых водорослей. Когда уровень растворенного кислорода снижается до гипоксического уровня, рыба и другие морские животные задыхаются. В результате гибнут такие существа, как рыбы, креветки и особенно неподвижные обитатели дна. В крайних случаях возникают анаэробные условия, способствующие росту бактерий. Зоны, где это происходит, известны как мертвые зоны.

Вторжение новых видов

Эвтрофикация может вызвать конкурентное высвобождение, делая изобилие обычно ограничивающим питательным веществом. Этот процесс вызывает сдвиги в видовом составе экосистем. Например, увеличение содержания азота может позволить новым, конкурентоспособным видам вторгнуться и вытеснить первоначальные обитающие виды. Было показано, что это происходит в Новой Англии солончаках. В Европе и Азии карп часто обитает в естественных эвтрофных или гиперэвтрофных районах и приспособлен к жизни в таких условиях. Эвтрофикация территорий за пределами естественного ареала частично объясняет успех рыб в колонизации этих территорий после того, как они были завезены.

Токсичность

Некоторые цветение водорослей в результате эвтрофикации, иначе называемое «вредоносным цветением водорослей», токсично для растений и животных. Токсичные соединения могут попасть в пищевую цепочку, что приведет к гибели животных. Цветение пресноводных водорослей может представлять угрозу для домашнего скота. Когда водоросли умирают или поедаются, выделяются нейро - и гепатотоксины, которые могут убивать животных и представлять угрозу для человека. Примером того, как токсины водорослей попадают в организм человека, является отравление моллюсками. Биотоксины, образующиеся во время цветения водорослей, поглощаются моллюсками (мидиями, устрицами), что приводит к тому, что эти человеческие продукты становятся токсичными и отравляют людей. Примеры включают паралитическое, нейротоксическое и диарротическое отравление моллюсками. Другие морские животные могут быть переносчиками таких токсинов, как в случае ciguatera, где обычно хищная рыба накапливает токсин, а затем отравляет людей.

Источники высокого стока биогенных веществ

Характеристики точечных и неточечных источников поступления химических веществ (по данным Новонти и Олем, 1994 г.)
Точечные источники

  • Сточные воды (муниципальные и промышленные)
  • Сток и фильтрат из систем удаления отходов
  • Сток и инфильтрация с загонов для животных
  • Сток с шахт, нефтяных промыслов, промышленных площадок без канализации
  • Переливы комбинированных ливневых и бытовых канализаций
  • Сток со строительных площадок менее 20 000 м² (220 000 футов²)
  • Неочищенные сточные воды

. Неточечные источники

  • Сток от сельского хозяйства из-за удобрений и пестицидов / орошения
  • Сток с пастбищ и диапазон
  • Городские стоки с участков без канализации
  • Выщелачивание септиков
  • Сток со строительных площадок>20 000 м² (220 000 футов²)
  • Сток из заброшенных шахт
  • Атмосферное осаждение над водной поверхностью
  • Прочие виды деятельности на суше, образующие загрязняющие вещества

Чтобы определить, как лучше всего р Чтобы предотвратить эвтрофикацию, необходимо определить конкретные источники, которые способствуют загрузке питательными веществами. Существует два общих источника питательных веществ и органических веществ: точечные и неточечные источники.

Точечные источники

Точечные источники напрямую связаны с одним влиянием. В точечных источниках отходы питательных веществ перемещаются прямо из источника в воду. Точечные источники относительно легко регулировать.

Неточечные источники

Неточечные источники загрязнения (также известные как «диффузное» или «сточное» загрязнение) - это загрязнения из неопределенных и диффузных источников. Неточечные источники трудно регулировать, и они обычно изменяются в пространстве и во времени (с сезоном, осадками и другими нерегулярными событиями ).

Было показано, что перенос азота коррелирует с различными показателями деятельности человека в водосборных бассейнах, в том числе с уровнем развития. Вспашка в сельском хозяйстве и развитие - это виды деятельности, которые больше всего способствуют загрузке питательными веществами. Неточечные источники вызывают особую озабоченность по трем причинам:

Удержание в почве

Питательные вещества от деятельности человека, как правило, накапливаются в почве и остаются там в течение многих лет. Было показано, что количество фосфора, потерянного в поверхностные воды, увеличивается линейно с увеличением количества фосфора в почве. Таким образом, большая часть питательных веществ в почве в конечном итоге попадает в воду. Аналогичным образом азот имеет время оборота десятилетий.

Сток в поверхностные воды

Питательные вещества от деятельности человека обычно перемещаются с суши в поверхностные или грунтовые воды. Азот, в частности, удаляется через ливневые стоки, канализационные трубы и другие формы поверхностных стоков. Потери питательных веществ в стоках и фильтрата часто связаны с сельским хозяйством. Современное сельское хозяйство часто предполагает внесение питательных веществ на поля для увеличения урожайности. Однако фермеры часто применяют больше питательных веществ, чем поглощается посевами или пастбищами. Нормы, направленные на минимизацию экспорта биогенных веществ из сельского хозяйства, как правило, гораздо менее жесткие, чем правила, установленные для очистных сооружений и других точечных источников загрязнения. Следует также отметить, что озера в лесных массивах также подвержены влиянию поверхностного стока. Сток может вымывать минеральный азот и фосфор из детрита и, как следствие, снабжать водоемы, что приводит к медленному естественному эвтрофикации.

Атмосферное осаждение

Азот выбрасывается в воздух из-за аммиак улетучивание и производство закиси азота. сжигание ископаемого топлива является крупным источником загрязнения атмосферы азотом по инициативе человека. Атмосферный азот достигает земли посредством двух различных процессов, первый - это влажное осаждение, такое как дождь или снег, а второй - сухое осаждение, которое представляет собой частицы и газы, обнаруженные в воздухе. Атмосферное осаждение (например, в форме кислотного дождя ) также может влиять на концентрацию питательных веществ в воде, особенно в высокоиндустриальных регионах.

Другие причины

Любой фактор, вызывающий повышенную концентрацию питательных веществ, потенциально может привести к эвтрофикации. При моделировании эвтрофикации скорость обновления воды играет решающую роль; стоячая вода может собирать больше питательных веществ, чем тела с пополненными запасами воды. Также было показано, что высыхание водно-болотных угодий вызывает увеличение концентрации питательных веществ и последующее цветение эвтрофикации.

Профилактика и обращение вспять

Эвтрофикация представляет собой проблему не только для экосистемы, но и людям тоже. Снижение эвтрофикации должно стать ключевой задачей при рассмотрении будущей политики, и устойчивое решение для всех, включая фермеров и владельцев ранчо, кажется возможным. Хотя эвтрофикация действительно создает проблемы, люди должны знать, что естественный сток (который вызывает цветение водорослей в дикой природе) является обычным явлением в экосистемах и, следовательно, не должен обращать концентрации питательных веществ выше нормального уровня. Меры по очистке в основном, но не полностью, были успешными. В Финляндии меры по удалению фосфора были начаты в середине 1970-х годов и были направлены на реки и озера, загрязненные промышленными и муниципальными стоками. Эти усилия дали эффективность удаления 90%. Тем не менее, некоторые целевые точечные источники не показали снижения стока, несмотря на усилия по сокращению.

Моллюски в эстуариях: уникальные решения

Одно из предлагаемых решений для остановки и обращения вспять эвтрофикации в эстуариях - восстановление популяций моллюсков, таких как устрицы и мидии. Устричные рифы удаляют азот из водной толщи и отфильтровывают взвешенные твердые частицы, что впоследствии снижает вероятность или степень вредоносного цветения водорослей или бескислородных условий. Считается, что фильтрующая активность влияет на качество воды за счет контроля плотности фитопланктона и связывания питательных веществ, которые могут быть удалены из системы во время добычи моллюсков, захоронены в отложениях или потеряны в результате денитрификации. Фундаментальная работа в направлении улучшения качества морской воды за счет выращивания моллюсков была проведена Odd Lindahl et al. С использованием мидий в Швеции. В Соединенных Штатах проекты восстановления моллюсков проводились на восточном, западном побережье и побережьях Персидского залива. См. загрязнение питательными веществами для более подробного объяснения восстановления питательными веществами с использованием моллюсков.

Выращивание морских водорослей

Аквакультура морских водорослей дает возможность смягчить последствия изменения климата и адаптироваться к ним. Водоросли, такие как водоросли, также поглощают фосфор и азот и, таким образом, полезны для удаления излишков питательных веществ из загрязненных частей моря. Некоторые культивируемые водоросли обладают очень высокой продуктивностью и могут поглощать большие количества N, P, CO2, производя большое количество O2, что оказывает превосходное влияние на снижение эвтрофикации. Считается, что крупномасштабное выращивание морских водорослей должно стать хорошим решением проблемы эвтрофикации в прибрежных водах.

Сведение к минимуму неточечного загрязнения: работа в будущем

Неточечное загрязнение - самый сложный источник питательных веществ, которым управлять. Однако в литературе предполагается, что, когда эти источники находятся под контролем, эвтрофикация снижается. Следующие шаги рекомендуются для минимизации количества загрязнения, которое может попасть в водные экосистемы из неоднозначных источников.

прибрежные буферные зоны

Исследования показывают, что улавливание неточечных загрязнений между источником и водой является успешным средством предотвращения. прибрежные буферные зоны являются стыками между текущими водоем и суша, и были созданы около водных путей в попытке отфильтровать загрязняющие вещества; осадок и питательные вещества откладываются здесь, а не в воде. Создание буферных зон возле ферм и дорог - еще один способ предотвратить слишком большое перемещение питательных веществ. Тем не менее, исследования показали, что последствия загрязнения атмосферы азотом могут распространяться далеко за пределы буферной зоны. Это говорит о том, что наиболее эффективные средства профилактики исходят из первоисточника.

Политика предотвращения

Законы, регулирующие сброс и очистку сточных вод, привели к резкому сокращению количества питательных веществ в окружающих экосистемах, но в целом считается, что политика, регулирующая использование удобрения и отходы животноводства. В Японии количества азота, производимого животноводством, достаточно для удовлетворения потребностей сельского хозяйства в удобрениях. Таким образом, вполне разумно приказать владельцам скота убирать отходы животноводства, которые, оставаясь в застойном состоянии, вымываются в грунтовые воды.

Политику предотвращения и сокращения эвтрофикации можно разделить на четыре сектора: технологии, участие общественности, экономические инструменты и сотрудничество. Термин «технология» используется в широком смысле, имея в виду более широкое использование существующих методов, нежели присвоение новых технологий. Как упоминалось ранее, неточечные источники загрязнения являются основными причинами эвтрофикации, и их последствия можно легко минимизировать с помощью обычных сельскохозяйственных методов. Уменьшение количества загрязняющих веществ, попадающих в водораздел, может быть достигнуто за счет защиты его лесного покрова, уменьшая количество эрозии, проникающей в водораздел. Кроме того, за счет эффективного контролируемого использования земель с использованием устойчивых методов ведения сельского хозяйства для сведения к минимуму деградации земель можно уменьшить количество почвенного стока и азотных удобрений, попадающих в водораздел. Технологии удаления отходов представляют собой еще один фактор предотвращения эвтрофикации. Поскольку основным источником неточечной загрузки биогенных веществ в водные объекты являются неочищенные бытовые сточные воды, необходимо обеспечить очистные сооружения в сильно урбанизированных районах, особенно в слаборазвитых странах, где очистка бытовых сточных вод является недостаточной. Технология безопасного и эффективного повторного использования сточных вод, как из бытовых, так и из промышленных источников, должна стать первоочередной задачей политики в отношении эвтрофикации.

Роль общественности - главный фактор эффективного предотвращения эвтрофикации. Чтобы политика имела какой-либо эффект, общественность должна осознавать свой вклад в проблему и способы уменьшения ее воздействия. Программы, созданные для содействия участию в переработке и удалении отходов, а также обучение по вопросам рационального использования воды необходимы для защиты качества воды в городских районах и прилегающих водных объектах.

Экономические инструменты, "которые включают, среди прочего, права собственности, водные рынки, фискальные и финансовые инструменты, системы сборов и системы ответственности, постепенно становятся существенным компонентом набора инструментов управления, используемых для борьбы с загрязнением и водными ресурсами. решения о распределении ". Стимулы для тех, кто практикует чистые, возобновляемые технологии управления водными ресурсами, являются эффективным средством поощрения предотвращения загрязнения. Интернализируя затраты, связанные с негативным воздействием на окружающую среду, правительства могут поощрять более чистое управление водными ресурсами.

Поскольку водоем может оказывать воздействие на людей, выходящих далеко за пределы водораздела, необходимо сотрудничество между различными организациями для предотвращения проникновения загрязняющих веществ, которые могут привести к эвтрофикации. За предотвращение эвтрофикации водных объектов несут ответственность различные агентства, от правительств штатов до органов управления водными ресурсами и неправительственных организаций, вплоть до местного населения. В Соединенных Штатах наиболее известной межгосударственной инициативой по предотвращению эвтрофикации является Чесапикский залив.

Азотное тестирование и моделирование

Тестирование почвенного азота (N-тестирование) - это метод, который помогает фермерам оптимизировать количество удобрений, вносимых в посевы. Проведя испытания полей с помощью этого метода, фермеры увидели снижение затрат на внесение удобрений, уменьшение потерь азота в окружающие источники или и то, и другое. Благодаря тестированию почвы и моделированию необходимого минимального количества удобрений фермеры получают экономические выгоды при сокращении загрязнения.

Органическое сельское хозяйство

Было проведено исследование, которое показало, что поля, удобренные органическими удобрениями, «значительно снижают вредное выщелачивание нитратов» по ​​сравнению с полями, удобренными традиционным способом. Однако более недавнее исследование показало, что воздействие эвтрофикации в некоторых случаях выше от органического производства, чем от обычного производства.

Геотехника в озерах

Применение сорбента фосфора в озере - Нидерланды

Геоинженерия - это манипулирование биогеохимическими процессами, обычно циклом фосфора, для достижения желаемой экологической реакции в экосистеме. В геоинженерных технологиях обычно используются материалы, способные химически инактивировать фосфор, доступный для организмов (например, фосфат) в толще воды, а также блокировать высвобождение фосфата из осадка (внутренняя нагрузка). Фосфат является одним из основных факторов, способствующих росту водорослей, в основном цианобактерий, поэтому после снижения уровня фосфатов водоросли не могут разрастаться. Таким образом, геоинженерные материалы используются для ускорения восстановления эвтрофных водоемов и управления цветением водорослей. В литературе есть несколько сорбентов фосфатов из солей металлов (например, квасцов, сульфата алюминия,), минералов, природных глин и местных почв, промышленных отходов, модифицированных глин (например) и другие. Фосфатный сорбент обычно наносится на поверхность водоема, и он опускается на дно озера, снижая уровень фосфатов, такие сорбенты применялись во всем мире для борьбы с эвтрофикацией и цветением водорослей.

Рамки Организации Объединенных Наций

В рамках Организации Объединенных Наций для Целей устойчивого развития признается разрушительное воздействие эвтрофикации на морскую среду и установлен график для создания Индекса прибрежной эвтрофикации и плотности плавающего пластикового мусора ( ICEP). Цель 14 в области устойчивого развития конкретно направлена ​​на предотвращение и значительное сокращение всех видов загрязнения, включая загрязнение питательными веществами (эвтрофикацию) к 2025 году.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

Поиск эвтрофикации в Викисловарь, бесплатный словарь.
Последняя правка сделана 2021-05-19 08:08:43
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте