Eutrofización antropogénica. Medidas para luchar contra la eutrofización de las masas de agua

Eutrofización - es el proceso de deterioro de la calidad del agua debido a la ingesta excesiva de los llamados "elementos biogénicos" en el embalse. Se trata de la saturación de cuerpos de agua con nutrientes, acompañada de un aumento de la productividad biológica de las cuencas hídricas. La eutrofización puede ser el resultado tanto del envejecimiento natural de un embalse como de impactos antropogénicos. Durante un largo período, normalmente varios miles de años, los lagos cambian naturalmente su estado de oligotróficos (pobres en nutrientes) a eutróficos (ricos en ellos) o incluso distróficos, es decir, con un alto contenido de sustancias orgánicas en lugar de minerales en el agua. Sin embargo, en el siglo XX. Se ha producido una eutrofización antropogénica acelerada de muchos lagos, mares interiores (en particular, el Báltico, el Mediterráneo, el Negro) y ríos de todo el mundo. La eutrofización es un proceso natural normal asociado con el constante flujo de nutrientes del territorio a los cuerpos de agua. Cuenca de drenaje. Sin embargo, en Últimamente en territorios con alta densidad población o con agricultura intensiva, la intensidad de este proceso ha aumentado muchas veces debido a la descarga de aguas residuales municipales, aguas residuales de granjas ganaderas y empresas a cuerpos de agua. Industria de alimentos, así como por la eliminación de los fertilizantes aplicados excesivamente de los campos.

Los principales elementos químicos que contribuyen a la eutrofización son los "elementos biogénicos": fósforo y nitrógeno.

Los embalses eutróficos se caracterizan por una rica vegetación litoral y sublitoral y abundante plancton. La eutrofización artificialmente desequilibrada puede provocar un rápido desarrollo de algas (floraciones de agua), deficiencia de oxígeno y la muerte de peces y animales. Este proceso puede explicarse por la baja penetración rayos de sol en lo profundo del depósito y, como consecuencia, la falta de fotosíntesis en las plantas del fondo y, por tanto, de oxígeno.

Mecanismo El impacto de la eutrofización en los ecosistemas acuáticos es el siguiente.

1. Un aumento en el contenido de nutrientes en los horizontes superiores del agua provoca un rápido desarrollo de las plantas en esta zona (principalmente fitoplancton, así como algas incrustantes) y un aumento en la cantidad de zooplancton que se alimenta de fitoplancton. Como resultado, la transparencia del agua rara vez disminuye, la profundidad de penetración de la luz solar disminuye y esto conduce a la muerte de las plantas del fondo por falta de luz. Después de la muerte de las plantas acuáticas del fondo, comienza el turno de la muerte de otros organismos para los que estas plantas crean hábitats o para los que son un eslabón superior en la cadena alimentaria.

2. Las plantas (especialmente las algas) que se han multiplicado mucho en los horizontes superiores del agua tienen una superficie corporal total y una biomasa mucho mayores. Por la noche, la fotosíntesis no se produce en estas plantas, mientras continúa el proceso de respiración. Como resultado, en las horas previas al amanecer de los días cálidos, el oxígeno en los horizontes superiores del agua prácticamente se agota y se observa la muerte de los organismos que necesitan oxígeno y que viven en estos horizontes (se produce la llamada "muerte de verano"). .

3. Los organismos muertos tarde o temprano se hunden en el fondo del depósito, donde se descomponen. Sin embargo, como señalamos en el párrafo 1, la vegetación del fondo muere debido a la eutrofización y aquí prácticamente no hay producción de oxígeno. Si tenemos en cuenta que la producción total de un embalse aumenta durante la eutrofización (ver punto 2), hay un desequilibrio entre la producción y el consumo de oxígeno en los horizontes del fondo, aquí el oxígeno se consume rápidamente y todo esto conduce a la muerte. del fondo demandante de oxígeno y de la fauna bentónica. Un fenómeno similar que se observa en la segunda mitad del invierno en cuerpos de agua cerrados y poco profundos se llama "muerte de invierno".

4. En el suelo del fondo, privado de oxígeno, se produce una descomposición anaeróbica de organismos muertos con la formación de venenos tan fuertes como los fenoles y el sulfuro de hidrógeno, y un "gas de efecto invernadero" tan poderoso (en su efecto a este respecto, es 120 veces mayor que el dióxido de carbono) como el metano. Como resultado, el proceso de eutrofización destruye la mayoría de las especies de flora y fauna del embalse, destruyendo casi por completo o transformando en gran medida sus ecosistemas, y deteriora enormemente las cualidades sanitarias e higiénicas de sus aguas, hasta su total inadecuación para el baño y suministro de agua potable.

1. La eutrofización es el proceso de deterioro de la calidad del agua debido a la ingesta excesiva de los llamados "elementos biogénicos" en el embalse, principalmente compuestos de nitrógeno y fósforo. La eutrofización es un proceso natural normal asociado con el constante flujo de nutrientes a los cuerpos de agua desde el territorio de la cuenca de drenaje. Sin embargo, recientemente, en áreas con alta densidad de población o agricultura intensiva, la intensidad de este proceso ha aumentado muchas veces debido a la descarga de aguas residuales municipales, la escorrentía de granjas ganaderas y empresas de la industria alimentaria a cuerpos de agua, así como debido a la eliminación del exceso de fertilizantes de los campos.

El mecanismo de impacto de la eutrofización en los ecosistemas de cuerpos de agua es el siguiente.

1. Un aumento en el contenido de nutrientes en los horizontes superiores del agua provoca un rápido desarrollo de las plantas en esta zona (principalmente fitoplancton, así como algas incrustantes) y un aumento en la cantidad de zooplancton que se alimenta de fitoplancton. Como resultado, la transparencia del agua disminuye drásticamente, la profundidad de penetración de la luz solar disminuye y esto conduce a la muerte de las plantas del fondo por falta de luz. Después de la muerte de las plantas acuáticas del fondo, comienza el turno de la muerte de otros organismos para los que estas plantas crean hábitats o para los que son un eslabón superior en la cadena alimentaria.

2. Las plantas (especialmente las algas) que se han multiplicado mucho en los horizontes superiores del agua tienen una superficie corporal total y una biomasa mucho mayores. Por la noche, la fotosíntesis no se produce en estas plantas, mientras continúa el proceso de respiración. Como resultado, en las horas previas al amanecer de los días cálidos, el oxígeno en los horizontes superiores del agua prácticamente se agota y se observa la muerte de los organismos que necesitan oxígeno y que viven en estos horizontes (se produce la llamada "muerte de verano"). .

3. Los organismos muertos tarde o temprano se hunden en el fondo del depósito, donde se descomponen. Sin embargo, como señalamos en el párrafo 1, la vegetación del fondo muere debido a la eutrofización y aquí prácticamente no hay producción de oxígeno. Si tenemos en cuenta que la producción total de un embalse aumenta durante la eutrofización (ver punto 2), hay un desequilibrio entre la producción y el consumo de oxígeno en los horizontes del fondo, aquí el oxígeno se consume rápidamente y todo esto conduce a la muerte. del fondo demandante de oxígeno y de la fauna bentónica. Un fenómeno similar que se observa en la segunda mitad del invierno en cuerpos de agua cerrados y poco profundos se llama "muerte de invierno".

4. En el suelo del fondo, privado de oxígeno, se produce una descomposición anaeróbica de organismos muertos con la formación de venenos tan fuertes como los fenoles y el sulfuro de hidrógeno, y un "gas de efecto invernadero" tan poderoso (en su efecto a este respecto, es 120 veces mayor que el dióxido de carbono) como el metano. Como resultado, el proceso de eutrofización destruye la mayoría de las especies de flora y fauna del embalse, destruyendo casi por completo o transformando en gran medida sus ecosistemas, y deteriora enormemente las cualidades sanitarias e higiénicas de sus aguas, hasta su total inadecuación para el baño y suministro de agua potable.

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1. Eutrofización de masas de agua

1. La eutrofización es el proceso de deterioro de la calidad del agua debido a la ingesta excesiva de los llamados "elementos biogénicos" en el embalse, principalmente compuestos de nitrógeno y fósforo. La eutrofización es un proceso natural normal asociado con el constante flujo de nutrientes a los cuerpos de agua desde el territorio de la cuenca de drenaje. Sin embargo, recientemente, en áreas con alta densidad de población o agricultura intensiva, la intensidad de este proceso ha aumentado muchas veces debido a la descarga de aguas residuales municipales, la escorrentía de granjas ganaderas y empresas de la industria alimentaria a cuerpos de agua, así como debido a la eliminación del exceso de fertilizantes de los campos.

El mecanismo de impacto de la eutrofización en los ecosistemas de cuerpos de agua es el siguiente.

1. Un aumento en el contenido de nutrientes en los horizontes superiores del agua provoca un rápido desarrollo de las plantas en esta zona (principalmente fitoplancton, así como algas incrustantes) y un aumento en la cantidad de zooplancton que se alimenta de fitoplancton. Como resultado, la transparencia del agua disminuye drásticamente, la profundidad de penetración de la luz solar disminuye y esto conduce a la muerte de las plantas del fondo por falta de luz. Después de la muerte de las plantas acuáticas del fondo, comienza el turno de la muerte de otros organismos para los que estas plantas crean hábitats o para los que son un eslabón superior en la cadena alimentaria.

2. Las plantas (especialmente las algas) que se han multiplicado mucho en los horizontes superiores del agua tienen una superficie corporal total y una biomasa mucho mayores. Por la noche, la fotosíntesis no se produce en estas plantas, mientras continúa el proceso de respiración. Como resultado, en las horas previas al amanecer de los días cálidos, el oxígeno en los horizontes superiores del agua prácticamente se agota y se observa la muerte de los organismos que necesitan oxígeno y que viven en estos horizontes (se produce la llamada "muerte de verano"). .

3. Los organismos muertos tarde o temprano se hunden en el fondo del depósito, donde se descomponen. Sin embargo, como señalamos en el párrafo 1, la vegetación del fondo muere debido a la eutrofización y aquí prácticamente no hay producción de oxígeno. Si tenemos en cuenta que la producción total de un embalse aumenta durante la eutrofización (ver punto 2), hay un desequilibrio entre la producción y el consumo de oxígeno en los horizontes del fondo, aquí el oxígeno se consume rápidamente y todo esto conduce a la muerte. del fondo demandante de oxígeno y de la fauna bentónica. Un fenómeno similar que se observa en la segunda mitad del invierno en cuerpos de agua cerrados y poco profundos se llama "muerte de invierno".

4. En el suelo del fondo, privado de oxígeno, se produce una descomposición anaeróbica de organismos muertos con la formación de venenos tan fuertes como los fenoles y el sulfuro de hidrógeno, y un "gas de efecto invernadero" tan poderoso (en su efecto a este respecto, es 120 veces mayor que el dióxido de carbono) como el metano. Como resultado, el proceso de eutrofización destruye la mayoría de las especies de flora y fauna del embalse, destruyendo casi por completo o transformando en gran medida sus ecosistemas, y deteriora enormemente las cualidades sanitarias e higiénicas de sus aguas, hasta su total inadecuación para el baño y suministro de agua potable.

2. Formas de prevenir la escasez de agua dulce

2. La gente necesita cada vez más agua dulce y su disponibilidad en el planeta es cada vez más difícil de predecir.

El crecimiento del consumo de agua dulce por parte de la población del planeta se estima entre un 0,5 y un 2% anual. Se espera que a principios del próximo siglo el consumo total de agua sea de 12.000 a 24.000 km3. El consumo de agua aumenta debido al aumento de la prosperidad, como se puede ver en el siguiente ejemplo. El consumo de agua por habitante de una ciudad en las regiones del sur de Rusia es: en una casa sin alcantarillado 75, en una casa con alcantarillado 120, con un calentador de agua a gas 210 y con todas las comodidades 275 l/día.

Para la ciudad en carril central En Rusia, la norma de consumo de agua según las "Normas de consumo doméstico y de bebida para asentamientos"(SNiP-I.31-74) es: en casas sin baños 125-160, con baños y calentadores 160-230 y con suministro centralizado de agua caliente 250-350 l/día.

Las pérdidas de agua dulce aumentan con el crecimiento del consumo per cápita y están asociadas con el uso de agua para las necesidades domésticas. En la mayoría de los casos, esto se debe a una tecnología imperfecta en la producción industrial, agrícola y en los servicios públicos. Las pérdidas de agua en las comunicaciones por agua en las ciudades rusas ascienden al 30-35%. En las ciudades de importancia regional, las pérdidas de agua ascienden a aproximadamente entre 10 y 15 millones de toneladas por año y se duplican cada 5 años. Se producen grandes pérdidas de agua dulce durante el desarrollo de depósitos minerales y durante la construcción de drenaje de áreas urbanas.

Formas de reducir las pérdidas.

Es necesario implementar políticas de precios razonables que promuevan una mejor conservación del agua en los sectores residencial e industrial. En el pasado, el precio del agua dulce en Estados Unidos y otras economías importantes era demasiado bajo para alentar a los usuarios a conservarla. A menudo la gente explota un recurso natural, sin importarles las pérdidas si se obtiene casi gratis.

instalar más altos precios sobre el agua en todas partes y fomentar medidas como la reutilización sistemática de aguas residuales domésticas no residuales (las llamadas “aguas grises”) para fines no potables.

El aumento de los precios también mejorará la condición de los sistemas de suministro de agua y reducirá las pérdidas de agua. Una de las consecuencias más importantes de los precios demasiado bajos del agua es que no se asignan fondos suficientes para el desarrollo y mantenimiento de los sistemas de suministro de agua. Los servicios pertinentes normalmente no se esfuerzan por detectar fugas a tiempo, sino que comienzan a repararlas solo después de que las tuberías han estallado por completo.

AHORRE AGUA PARA RIEGO
El riego agrícola consume enormes cantidades de agua; una reducción del diez por ciento en el consumo de riego ahorrará más agua de la que utilizan todos los demás consumidores. Esto se puede lograr eliminando las fugas en el sistema para transportarlo a los campos, almacenando la humedad bajo tierra para reducir las pérdidas por evaporación, utilizando sistemas de riego por aspersión y cambiando al cultivo de variedades de plantas que puedan soportar menos humedad.

Es necesario utilizar otra estrategia importante, dirigida a los mayores consumidores. El objetivo de esta estrategia es el riego de tierras agrícolas: si comparamos la agricultura con cualquier otro tipo de consumo de agua por separado, aquí se puede ahorrar mucha más agua dulce. Una investigación realizada por el Instituto Internacional de Gestión del Agua muestra que para alimentar a la población mundial en 2050 sin ninguna innovación tecnológica en la producción agrícola de regadío, los agricultores necesitarán un aumento significativo en la cantidad de agua que consumen (un aumento de los actuales 2.700 a 4.000 litros cúbicos). kilómetros).

Por otro lado, incluso un aumento muy modesto del diez por ciento en la eficiencia del riego liberará más agua de la que se desperdicia por evaporación en todos los demás tipos de actividad humana. Por lo tanto, es necesario eliminar las fugas en el sistema de transporte de agua e implementar métodos de conservación del agua, así como formas más eficientes de entregarla directamente a las plantas.

COBRAR MÁS DINERO POR EL AGUA
El agua dulce en Estados Unidos y otras potencias económicas ha tenido tradicionalmente tales precio bajo que los usuarios no tenían incentivos suficientes para guardarlo. El aumento de los precios ayudará a ahorrar agua y también conducirá a inversiones en infraestructura de suministro de agua, lo que reducirá las pérdidas.

Otro enfoque para conservar el agua es almacenar la humedad destinada al riego en un almacenamiento subterráneo entre las temporadas de crecimiento. En la mayoría de las regiones del mundo, la acumulación de agua de lluvia y nieve y su escorrentía hacia los ríos alcanza un máximo entre las estaciones de crecimiento, cuando la necesidad de agua para riego es mínima. La tarea principal es conservar el agua y utilizarla durante la temporada en la que la necesidad para regar los campos es especialmente grande.

La forma más sencilla es retener agua mediante represas, pero una cantidad importante se evapora de la superficie abierta de los embalses. Las pérdidas por evaporación se pueden reducir almacenando humedad bajo tierra. Se pueden utilizar grandes tanques subterráneos que se pueden llenar fácilmente con fuentes de agua superficiales y luego bombearlos para riego según sea necesario.

El mayor uso de sistemas de riego por aspersión, que minimizan el consumo de agua al permitir que fluya lentamente desde la capa del suelo o directamente desde la zona de las raíces de las plantas, es una medida eficaz para reducir el uso de agua para riego. Invertir en nuevas variedades de plantas que puedan tolerar el estrés hídrico, la sequía y el riego salino también puede reducir aún más el uso de agua de riego.

CONSERVAR EL AGUA: GOTA A GOTA
Una pequeña acción -si se realiza constantemente durante un largo período de tiempo y si se suma un número importante de personas- permitirá, al menos parcialmente, resolver problema global. Aquí tienes algunas formas sencillas de ahorrar agua.

• Crea una pila de abono y deshazte de la trituradora. Desechos alimentarios
• Utilice únicamente lavadoras y lavavajillas de alta eficiencia (clasificación Energy Star) y cárguelos siempre por completo.
• Instale en el inodoro un tanque con doble botón de descarga (lo que le permitirá desperdiciar menos agua en la descarga), o un armario seco y un sistema de limpieza y reciclaje de aguas residuales.
• Coloca un pequeño chorro de agua en la ducha y usa el agua de la bañera para regar tus flores.

· Regar el césped temprano en la mañana o en la noche para evitar pérdidas por evaporación

La comunidad internacional puede reducir la probabilidad de una crisis mundial del agua si trabaja en conjunto. Simplemente es necesario acelerar la introducción de los métodos existentes para preservar y aumentar las fuentes de agua. Resolver la escasez no será fácil, pero lo conseguiremos si empezamos ahora y somos coherentes. De lo contrario, la mayor parte del mundo tendrá sed.

Documento sin título EUTROFICACIÓN ANTROPOGENICA.

Aunque la eutrofización de las masas de agua es un proceso natural y su desarrollo se evalúa en escalas de tiempo geológico, en los últimos siglos el hombre ha aumentado significativamente el uso de nutrientes, especialmente en la agricultura, como fertilizantes y detergentes. En muchos embalses, durante las últimas décadas, se ha observado un aumento del trofeo, acompañado de un fuerte aumento en la abundancia de fitoplancton, un crecimiento excesivo de vegetación acuática en las aguas costeras poco profundas y un cambio en la calidad del agua. Este proceso pasó a denominarse eutrofización antropogénica.

Shilkrot G.S. (1977) define la eutrofización antropogénica como un aumento en la producción primaria de un embalse y el cambio asociado en varias de sus características de régimen como resultado de la creciente adición de nutrientes minerales al embalse. En el Simposio Internacional sobre Eutrofización de Aguas Superficiales (1976), se adoptó la siguiente formulación: “la eutrofización antropogénica es un aumento en el suministro de nutrientes vegetales al agua debido a la actividad humana en las cuencas hidrográficas y el consiguiente aumento en la productividad de las algas y plantas acuáticas superiores”.

La eutrofización antropogénica de las masas de agua comenzó a considerarse como un proceso independiente, fundamentalmente diferente de la eutrofización natural de las masas de agua.

La eutrofización natural es un proceso muy lento en el tiempo (miles, decenas de miles de años), que se desarrolla principalmente debido a la acumulación de sedimentos del fondo y el somerimiento de cuerpos de agua.

La eutrofización antropogénica es un proceso muy rápido (años, decenas de años), sus consecuencias negativas para las masas de agua a menudo se manifiestan de forma muy aguda y fea.

INDICADORES DE EUTROFIZACIÓN ANTROPOGÉNICA

Abiótico

1. Distribución capa por capa de oxígeno en un reservorio, expresada en forma de "curva de oxígeno" y deficiencia de oxígeno en el hipolimnion (la más utilizada). Sin embargo, no es aplicable a embalses tropicales, en los que, en condiciones de alto calentamiento, se establece un hipolimnio anaeróbico independientemente del nivel trófico. Un desequilibrio en el oxígeno refleja cambios en el suministro.
2. Reducción de la claridad del agua.
3. Un indicador directo es el contenido de nitrógeno y fósforo.

biótico

1. La proporción de producción y destrucción.
2. Cambios en la estructura de las biocenosis.
3. "Floración" constante de agua.
4. Crecimiento excesivo de aguas costeras poco profundas en rápido aumento.
5. 5. Desarrollo masivo de algas filamentosas.
6. Colmatamiento de riberas con restos de vegetación acuática.
7. La aparición de un olor desagradable como resultado de masas podridas de algas filamentosas moribundas y vegetación acuática superior.

Si estos indicadores aparecen y se desarrollan en un tiempo más o menos corto, se vuelven específicos de la eutrofización antropogénica.

Durante la última década, muchos autores han debatido la cuestión de los indicadores que serían específicos de la eutrofización antropogénica. Los pocos indicadores propuestos corresponden al nivel actual de conocimiento. Como señalan muchos expertos, ninguno de ellos nos permite distinguir con seguridad la eutrofización antropogénica de la natural. Generalmente se acepta como único criterio el ritmo de desarrollo de la eutrofización, que puede determinarse mediante observaciones a largo plazo (seguimiento).

Alguna posibilidad de diagnosticar las etapas iniciales de la eutrofización aparece cuando este fenómeno ocurre en grandes masas de agua, caracterizadas por áreas de agua muy disecadas y una topografía del fondo compleja. En determinadas zonas aisladas, tramos o cuencas individuales de dichos embalses, bajo la influencia de los nutrientes procedentes de las partes adyacentes de la zona de captación, pueden aparecer y desarrollarse signos de eutrofización a un ritmo que se puede determinar fácilmente en comparación con otras zonas del embalse. que no estén directamente expuestos a sustancias eutrofizantes. Se pueden comparar dos embalses que son similares en su posición y características: uno bajo influencia antropogénica y el otro bajo control.

FACTORES QUE DETERMINAN LA EUTROFIZACIÓN ANTROPOGENICA

Un aumento de las reservas de sustancias minerales y orgánicas en un embalse se produce bajo la influencia de factores tanto naturales como antropogénicos.

Factores naturales

Abiótico

1. El aporte de sustancias minerales y orgánicas de los suelos. Enriquecimiento de agua mín. y org. sustancias en medios. El grado depende de los suelos que forman el lecho. Los suelos podzólicos con bajo contenido de humus son pobres en nutrientes y los reservorios de este tipo suelen clasificarse como distróficos. Los suelos con un alto contenido de humus son chernozémicos de pradera, podzólicos y se caracterizan por un alto contenido de compuestos móviles que ingresan al agua. Los suelos pantanosos de tipo humus-turbera o turberas, junto con un aumento de la mineralización del agua, contribuyen a su enriquecimiento con sustancias orgánicas de origen turba. La influencia de las rocas subyacentes en el enriquecimiento del agua con nutrientes y sustancias orgánicas se manifiesta especialmente durante la construcción de embalses. La cantidad máxima de nutrientes ingresa al agua en las primeras 120 horas de interacción entre el suelo y el agua. Esto juega un papel importante durante el aumento del nivel de las inundaciones y durante las fluctuaciones de nivel como resultado del funcionamiento de las estructuras hidráulicas.

2. Recepción de sustancias minerales y orgánicas de la atmósfera. En las últimas décadas, la contaminación del agua debido a precipitación atmosférica está adquiriendo proporciones significativas. Se estima que el nivel actual de emisiones a la atmósfera es suficiente para contaminar una capa de entre 1 y 3 km de espesor hasta la concentración máxima permitida. Un impacto significativo lo causa la erosión de sustancias tóxicas y oligoelementos de las montañas minerales, así como la evaporación anual a la atmósfera de alrededor de 350 mil toneladas de solventes para limpieza en seco y aproximadamente el 2,5% de la gasolina producida (para los EE. UU. esto es 10 millones de toneladas).

En total, más de 200 sustancias diferentes entran al aire. Por lo tanto, en 50 años, el nivel de contaminación del aire, incluso lejos de los países industrializados, se ha duplicado.

Junto con la dispersión en el espacio, una proporción importante de sustancias son arrastradas por la precipitación y terminan en la superficie de la tierra y en los cuerpos de agua. En particular, el agua de lluvia que aún se encuentra en la atmósfera puede contener 53 e incluso 102 mg/l de sólidos en suspensión. Por lo tanto, se produce un enriquecimiento significativo de los cuerpos de agua con nutrientes durante las crecidas debido a las inundaciones después de la precipitación.

Debido al fuerte aumento de la contaminación antropogénica y la migración atmosférica, el fósforo ocupa un lugar especial entre los elementos químicos. Al estudiar 55 lagos del norte y centro. En algunas partes de Florida se ha descubierto que las precipitaciones en la zona de agua proporcionan entre el 12 y el 59% de la ingesta total de fósforo, y en el Mar Báltico, el 30%, que proviene de la escorrentía de los ríos. Aún no se ha determinado la cantidad de componente atmosférico. Los residuos de plantas, las esporas y el polen ingresan a la atmósfera, las plantas suministran productos metabólicos volátiles, mineral-org. secreción de hojas y agujas. Se sabe que la humedad atmosférica que se filtra a través de las copas de los árboles contiene 5 veces más fósforo que el agua de lluvia recogida en un lugar abierto. La lluvia sobre el océano contiene un orden de magnitud menos fósforo que sobre la tierra, lo que confirma la idea de que predominan las fuentes continentales de fósforo. Como primera aproximación, la proporción de fósforo soluble en los sedimentos es...50% de su contenido total. Si la eliminación de fósforo con las aguas superficiales es mayor que su entrada con las precipitaciones, entonces la cuenca experimenta una mayor carga antropogénica.

3. La entrada de residuos vegetales alóctonos al embalse. Un gran número de Las sustancias biogénicas y orgánicas son liberadas al agua por áreas de bosques y prados que se inundan periódicamente, así como por los restos de vegetación arbórea y arbustiva de la zona costera. Se sabe que la escala del ciclo biológico. minerales bajo el dosel de vegetación herbácea en flor es 2-3 veces más alto que bajo el dosel de los bosques de árboles de hoja caduca, y varias veces más alto que bajo el dosel de un bosque de coníferas. La vegetación herbácea en flor, moribunda y mineralizante, devuelve toda la masa de su materia orgánica al suelo y enriquece la parte superior del perfil del suelo con compuestos de nitrógeno, fósforo, carbono, calcio, etc., de donde sale la principal escorrentía hacia los cuerpos de agua. ocurre. La descomposición de los residuos vegetales se produce a diferentes velocidades dependiendo de su composición bioquímica, temperatura, pH, grado de saturación de oxígeno y otros factores.

Por ejemplo, durante la descomposición de 1 g de madera fresca (sauce, álamo, arce, pino), en 1 litro entran 0,59-2,22 mg/l de NH 4 -N; 0,05-0,6 NO3-N; 0,07-1,07 P en total. ; 10.9-19.2 Corg., así como N org. , aminoácidos, azúcares.

Factores bioticos

El enriquecimiento de los reservorios con sustancias orgánicas se produce debido a los procesos de fotosíntesis y fijación de nitrógeno, como resultado de lo cual se une y ingresa al reservorio el dióxido de carbono y el nitrógeno atmosféricos.

La producción mundial anual total de fotosíntesis en la tierra y en los océanos se estima en 80 mil millones de toneladas, cifra que es aproximadamente 14 veces mayor que la cantidad de combustible producido anualmente en el mundo (en términos de contenido calórico, es de 7 a 8 veces más alto).

El fitoplancton y los macrófitos, al unir una cantidad significativa de carbono durante la fotosíntesis, contribuyen a la reposición de compuestos orgánicos en el ecosistema del embalse y también involucran en el ciclo elementos biogénicos enterrados en el espesor de los sedimentos del fondo.

Junto con los procesos fotosintéticos, la fijación de nitrógeno juega un papel importante en la reposición de las reservas de nutrientes en los cuerpos de agua debido a la actividad vital de las algas y bacterias verdiazules (Azotobacter - aeróbico, Clostridium - anaeróbico).

Así, el proceso de eutrofización natural es causado por una serie de factores naturales: lixiviación de los suelos, escorrentía superficial, afluencia de sustancias alóctonas debido a la entrada de residuos vegetales y animales al embalse, destrucción de las riberas, precipitación atmosférica, fotosíntesis y fijación de nitrógeno, debido al cual se produce el enriquecimiento con sustancias minerales y orgánicas.

Cuando los factores antropogénicos se unen a los factores de enriquecimiento natural de las masas de agua, aumenta la tasa de eutrofización.

Factores antropogénicos

Los factores de impacto antropogénico incluyen la construcción de ingeniería hidráulica asociada a la regulación o transferencia de escorrentías, escorrentías superficiales de áreas cultivadas (escorrentías agrícolas, aguas pluviales urbanas). Flujo de aguas residuales (domésticas, industriales, ganaderas, etc.).

1. Ingeniería hidráulica

En el mundo se han creado unos 10X103 embalses. La construcción de embalses, junto con un impacto positivo en la formación de la calidad del agua, una mayor productividad de los peces, una mayor dilución, una reducción del olor, el color y una mayor transparencia del agua, fue una de las razones de su importante eutrofización y la manifestación de una serie de efectos negativos. consecuencias asociadas a una disminución de su capacidad de autodepuración en comparación con el río.

Un resultado importante de la construcción es el aumento de los niveles freáticos, la remodelación de las orillas y los cambios en las condiciones climáticas. El aumento de las reservas de nutrientes y sustancias orgánicas en el embalse, en comparación con el río, se debe a importantes aportes de suelos inundados, descomposición de la vegetación atrapada en la zona de inundación, intercambio y flujo de agua más lento, disminución del nivel de oxígeno. saturación y aumento del grado de recuperación, lo que debilita la mineralización y aumenta el aporte de sustancias de los sedimentos del fondo. Así, en los primeros años después de la construcción de la central hidroeléctrica de Volzhskaya, la cantidad de nitrógeno amoniacal aumentó 10 veces, la de nitrato y fosfato de fósforo entre 1,5 y 2 veces.

2. Escorrentía de nutrientes y sustancias orgánicas de tierras agrícolas.

Los fertilizantes aplicados a los cultivos agrícolas son arrastrados por la escorrentía superficial y subterránea, así como por la descarga de aguas colectoras y de drenaje en áreas de agricultura de regadío. En los lagos rodeados de tierras cultivables se producen intensamente procesos de sedimentación y crecimiento excesivo. La proporción de nutrientes transportados a un depósito desde las tierras agrícolas depende de las condiciones geológicas de la región, el cultivo, el tipo de suelo, el sistema de prácticas agrícolas y, en primer lugar, la cantidad y el tipo de fertilizantes aplicados. El nitrógeno se elimina en la cantidad máxima, el potasio y el fósforo en la mínima.

7. Recepción de nutrientes y sustancias orgánicas de complejos ganaderos.

Enriquecimiento de cuerpos de agua por escorrentía superficial de precipitación atmosférica y enriquecimiento de escorrentía intrasuelo.

8. Escorrentía superficial de las zonas urbanas

Ya a finales del siglo XIX. Las aguas de lavado son reconocidas como un factor importante en la contaminación de las masas de agua en diferentes países. Esto se explica por el hecho de que llevan consigo polvo, hojas, escombros, productos derivados del petróleo y productos químicos.

Por ejemplo, el agua de lluvia en la atmósfera contiene hasta 53 mg/l de sólidos en suspensión. Al rodar por los tejados, el contenido de sustancias en suspensión aumenta a 440 mg/l, y al correr por calles y plazas, hasta 40X103 mg/l.

3. Aguas residuales (alcantarillado, empresas industriales).

Una de las principales causas de la eutrofización y la contaminación son los vertidos de aguas residuales. Incluso las aguas sometidas a tratamiento biológico contienen cantidades de nitratos y fosfatos que son suficientes para el crecimiento y desarrollo de muchas algas. El análisis a largo plazo de las aguas residuales por año muestra que el contenido de nitrógeno entre 1959 y 1970 fue de 6,6 a 14,7 g/día por habitante. El contenido de fósforo (g/día) por habitante es de 2,2 a 11,2 con una tendencia creciente. Esto se explica por un aumento en el consumo doméstico de detergentes que contienen fósforo.

La proporción de la participación de cada uno de los factores enumerados en la eutrofización de las masas de agua varía de manera diferente según área geográfica, grado de intensificación de la industria y la agricultura. Sin embargo, independientemente de la región, la característica común es la dirección unidireccional del flujo de nutrientes y sustancias orgánicas hacia el embalse, lo que resulta en la acumulación de materia y energía y la alteración del equilibrio ecológico con todas las consecuencias consiguientes.

CAMBIOS ANTROPOGÉNICOS EN EL CICLO DE SUSTANCIAS ORGÁNICAS Y BIOGÉNICAS

Un aumento de la carga de nutrientes y una reestructuración de los flujos de fósforo y nitrógeno conllevan importantes alteraciones en el funcionamiento de los ecosistemas, lo que altera el ciclo de la materia orgánica en la biosfera. La tecnogénesis, que a finales del siglo XX había alcanzado una escala acorde con los procesos geoquímicos naturales, altera significativamente el ciclo natural de las sustancias en la biosfera. Se considera que la principal razón de los cambios de ciclo es el crecimiento de la población del planeta y los cambios en la tecnología en la agricultura y la industria. El problema de los cambios fundamentales en la estructura de la circulación se planteó como uno de los principales en los años 70.

Actualmente, para la biosfera en su conjunto, es prácticamente imposible cuantificar los ciclos “naturales” y “antropógenos” reales. Los flujos naturales y antropogénicos están estrechamente entrelazados, el funcionamiento de los ecosistemas naturales ha cambiado y se ha producido un reemplazo significativo de los ecosistemas naturales por otros creados artificialmente. Se producen alteraciones en el ciclo de C, N, P. La esencia de los cambios antropogénicos en el ciclo de C y nutrientes en la biosfera es una alteración de los procesos metabólicos: la conexión activa de la materia inanimada de la litosfera con los procesos biológicos.

Se sabe que a lo largo de la existencia y evolución de la biosfera, las cantidades de reservas y flujos de materia en sus distintas partes han cambiado repetidamente. Sin embargo, en general, no se violó la jerarquía de la biosfera, los cambios se produjeron en el marco del ciclo natural general de la materia en el contexto de cambios evolutivos.

Los ciclos planetarios modernos de materia orgánica y nutrientes son el resultado de interferencias antropogénicas a largo plazo en el ciclo natural. Hay varios aspectos principales de tal intervención.

1. La materia de la litosfera está incluida en el ciclo que ocurre en la biosfera en cantidades proporcionales a los principales flujos biológicos.
2. Hay un reemplazo artificial gradual de los ecosistemas naturales por antropogénicos con los correspondientes cambios en las características de los ciclos locales (reemplazo de agroecosistemas forestales y esteparios).
3. Los circuitos cerrados están rotos. ciclo biológico se traduce en un patrón de movimiento de tránsito: litosfera - actividad económica - hidrosfera.
4. Se alteran las barreras geoquímicas naturales que controlan la migración de elementos.

Hay 6 etapas del impacto humano en el ciclo de la materia:

1. Hasta el siglo XVII- lento desarrollo de la agricultura y la ganadería, pequeña población urbana total, cambios locales en los ecosistemas, la contribución de los flujos antropogénicos al ciclo biológico no superó el 1%.
2. 18-19 siglos- intensificación de la deforestación y su sustitución por ecosistemas agrícolas, crecimiento de la población urbana.
3. Comienzo siglo 20. Urbanización rápida, uso cada vez mayor de las reservas de la litosfera junto con combustible y minerales. Inicio del aprovechamiento de las reservas litosféricas de P, K, S, fijación de N atmosférico a escala industrial.
4. Finales de los 40 - 60- rápido desarrollo de las explotaciones agrícolas. actividades en los países desarrollados, explosión demográfica, mayor urbanización, quimización de la agricultura y la vida cotidiana, deterioro gradual de la calidad de las aguas naturales, el aire y los suelos: al final del período, el volumen de los flujos de P antropogénico se volvió igual a los flujos de natural. origen.
5. Ser. 60-mediados. años 80- un aumento significativo de todos los flujos antropogénicos, el deterioro de la situación ecológica a nivel planetario - un rápido aumento de la eutrofización de las masas de agua, la acumulación de CO2 en la atmósfera que causa el efecto invernadero, el comienzo del adelgazamiento de la capa de ozono, el comienzo de una búsqueda activa de formas de corregir la situación a través de medidas legislativas tanto en los estados individuales como a nivel de proyectos interestatales.
6. Mediados - finales de los 80- situaciones críticas con la calidad del agua y el aire en determinadas regiones: el inicio del registro instrumental de los cambios globales, la transición a tecnologías con el máximo aislamiento, intentos de desarrollar mecanismos internacionales para regular la actividad económica.

La base para la división en estas etapas fue el análisis de los cambios que se producen en la calidad del agua en las masas de agua continentales, en particular en relación con el proceso de eutrofización antropogénica, que provoca un aumento en el flujo de nutrientes hacia la masa de agua. Las estimaciones más fiables se refieren a los cambios en los flujos de fósforo: así, la carga total de fósforo planetario en las aguas terrestres ha aumentado actualmente 2,5 veces en comparación con la carga natural.

EN mayor evolución En la biosfera, las consecuencias de aumentar el ciclo, por ejemplo, el carbono, mediante el enriquecimiento de la atmósfera con dióxido de carbono y una disminución en el suministro de humus en el suelo, pueden tener consecuencias contradictorias: un aumento y un cambio en la productividad. de la parte terrestre de la biosfera con un claro aumento de la productividad de la hidrosfera.

El factor más importante de los cambios estructurales en los ciclos de los nutrientes son los cambios en los indicadores de apertura de los ciclos. En la biosfera natural, el valor de W para el carbono es -2x10- ⁴, ahora ha aumentado a 0,3. La integridad del ciclo del fósforo disminuyó de 0,98 - 0,99 a 0,5 - 0,6 para territorios individuales y a 0,91 en general.

Todos los cambios asociados con el flujo de sustancias orgánicas y nutrientes hacia la hidrosfera crean las condiciones para el desarrollo. proceso global Eutrofización antropogénica. En casi todos los países desarrollados se observa un aumento de la productividad de las masas de agua, lo que lleva a una reestructuración radical de los ecosistemas acuáticos.

CONSECUENCIAS DE LA EUTROFIZACIÓN ANTROPOGENICA

La eutrofización antropogénica conduce a cambios en las características químicas de los cuerpos de agua. El estado del ciclo planetario moderno del carbono indica el enriquecimiento de la hidrosfera con materia orgánica en el proceso de redistribución del carbono entre los ecosistemas terrestres y acuáticos durante la tecnogénesis, que actualmente es comparable con la natural. procesos geoquímicos. De 1965 a 1985, el componente antropogénico del fósforo que ingresa a los cuerpos de agua desde la tierra alcanzó el 81% del elemento total y el aumento anual fue del 3%.

La proporción de sustancias antropogénicas en la escorrentía de materia orgánica es mucho menor que en la escorrentía de nutrientes.(no supera el 45% para los grandes ríos de la antigua URSS). Por tanto, en el proceso de enriquecimiento de las aguas superficiales con sustancias orgánicas, el componente alóctono no juega un papel dominante.

La redistribución de sustancias de los ecosistemas terrestres a los ecosistemas acuáticos se reduce a 3 procesos principales: movimiento mecánico; transformación de las formas de elementos químicos y acumulación en cuerpos de agua. Los procesos de producción-destrucción son la transformación de formas de carbono. Según el significado funcional de los procesos nombrados en la redistribución de la materia orgánica, los cuerpos de agua se dividen en 2 tipos:

1. Cursos de agua no regulados (ríos), donde domina la función migratoria. El proceso de transformación de sustancias es significativo aquí, pero la producción y acumulación de materia orgánica es insignificante.
2. Embalses de lento intercambio de agua (lagos), donde predominan los procesos de acumulación y transformación, incluida la producción y destrucción; El movimiento migratorio juega un papel menor, siendo significativo a escala local.

Las características de los cambios en las características químicas de los reservorios de lento intercambio de agua en el proceso de redistribución antropogénica (eutrofización) de la materia orgánica se pueden formular en general de la siguiente manera:

1. Aumento del contenido de nutrientes en agua y sedimentos del fondo.
2. Aumento de materia orgánica. Sin embargo, esta conexión no siempre es obvia debido al papel enmascarador de los compuestos orgánicos alóctonos, la alta variabilidad de destrucción y utilización de la materia orgánica sintetizada, así como la magnitud de los procesos metabólicos en la interfaz del fondo del agua.
3. Los reservorios estratificados se caracterizan por un aumento en el contraste en la composición química del agua entre el epilimnion y el hipolimnion.
4. Creación de deficiencia de oxígeno durante períodos de estancamiento.
5. La aparición de condiciones reductoras en la zona inferior. Fortalecimiento de los procesos del metabolismo anaeróbico. Acumulación de sulfuro de hidrógeno y metano. Los más importantes son la reducción de sulfatos y la metanogénesis.
6. Cuando se regula el flujo, hay un aumento de fósforo orgánico y NH ₄-N 2 veces. (Según la eficiencia de absorción de NH ₄-N excede NO ₃-N 10 veces).

Transformación antropogénica de los ecosistemas acuáticos.

La base para clasificar los cuerpos de agua según su nivel de trofeo es la producción primaria y el contenido de clorofila “a” en el agua. En yacimientos oligotróficos P/R<1, т.е. наблюдается отрицательный биотический баланс, в мезотрофных и эвтрофных P/R 1. В водохранилищах с неустоявшимся режимом P/R>1.

En un embalse que no está sujeto a un fuerte impacto antropogénico, se pueden observar balances tanto positivos como negativos en diferentes años, es decir, Los yacimientos se encuentran en un estado de equilibrio móvil y normalmente la desviación del estado de equilibrio no supera el 30-40% en promedio.

Con la eutrofización, se produce un fuerte aumento de la biomasa y la producción primaria de fitoplancton, aparecen en masa algas verdiazules que provocan el “florecimiento” del agua y se producen cambios estructurales en las comunidades. Las formas grandes con ciclos largos son reemplazadas por otras pequeñas de ciclo corto, los planctívoros dominan entre los peces, los rotíferos y cladóceros predominan en el zooplancton y la diversidad de especies disminuye. Aumenta el dominio de un determinado grupo de animales y plantas en diferentes niveles tróficos. Cambio en la diversidad hacia la simplificación de las comunidades acuáticas. Desarrollo de especies mejor adaptadas a las condiciones cambiantes. Amplitud creciente de las fluctuaciones demográficas.

CONSECUENCIAS DE LA EUTROFIZACIÓN

Una de las manifestaciones más obvias de las consecuencias de la eutrofización es el “florecimiento” del agua. EN agua dulce Es causada por el desarrollo masivo de algas verdiazules y, en las algas marinas, por dinoflagelados. La duración de la floración del agua varía de varios días a 2 meses. El cambio periódico en el número máximo de especies individuales de algas planctónicas en los cuerpos de agua es un fenómeno natural causado por fluctuaciones estacionales en la temperatura, la iluminación, el contenido de nutrientes, así como por procesos intracelulares determinados genéticamente. Entre las algas que forman numerosas poblaciones hasta la escala de "floración" del agua, el papel más importante en términos de tasas de reproducción, biomasa formada y consecuencias ambientales lo desempeñan las algas verdiazules de los géneros Microcystis, Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria. El estudio científico de este fenómeno comenzó en el siglo XIX, y solo en el medio se dio una explicación racional y un análisis de los mecanismos de reproducción masiva de los verdes azules. Siglo XX en EE.UU. por la escuela limnológica de J. Hutchinson. Guseva K.A. llevó a cabo estudios similares en el IBVV RAS (Borok). y en los años 60-70 por el equipo del Instituto de Hidrobiología (Ucrania), a finales de los 70, por el Instituto de los Grandes Lagos (EE.UU.).

Las algas que provocan la “floración” del agua se encuentran entre las especies capaces de saturar extremadamente sus biotopos. Los embalses del Dnieper, Volga y Don están dominados principalmente por Microcystis aeruginosa, M. wesenbergii, M. holsatica, Oscillatoria agardhii, Aphanizomenoen flos-aquae, especies del género Anabaena.

Se estableció que el biofondo inicial microcistis en invierno se encuentra en la capa superficial de los depósitos de limo. microcistis pasa el invierno en forma de colonias viscosas, dentro de las cuales acumulaciones de células muertas cubren a la única viva. A medida que aumenta la temperatura, la célula central comienza a dividirse, siendo las células muertas la fuente de alimento en la primera etapa. Después del colapso de las colonias, las células comienzan a utilizar sustancias orgánicas y biogénicas del lodo.

Aphanizomenon y Anabaena pasan el invierno en forma de esporas y despiertan a la vida activa cuando la temperatura sube a +6 C. ⁰. Otra fuente del biofondo de algas verdiazules son sus acumulaciones arrastradas a las costas y que pasan el invierno en una capa de costras secas. En primavera se mojan y comienza una nueva temporada de crecimiento.

Inicialmente, las algas se alimentan osmóticamente y la biomasa se acumula lentamente, luego emergen y comienzan a realizar la fotosíntesis activamente. En poco tiempo, las algas pueden capturar todo el espesor del agua y formar una alfombra continua.

En mayo suelen dominar Anabaena, en junio - Afanizomenon, desde finales de junio - julio - agosto - microcistis Y Afanizomenon.

El mecanismo de reproducción explosiva de las algas fue revelado por el trabajo del Great Lakes Institute (EE.UU.). Teniendo en cuenta el enorme potencial de reproducción de las algas verdiazules (hasta 10 ²⁰ descendientes de una célula por temporada), uno puede imaginar claramente la escala que toma este proceso. Por tanto, un factor de eutrofización primaria de los embalses es su aporte de fósforo debido a la inundación de tierras fértiles de llanura aluvial y a la descomposición de la vegetación. El factor de eutrofización secundaria es el proceso de sedimentación, ya que el limo es un sustrato ideal para las algas.

Después de una reproducción intensiva, bajo la influencia de fuerzas electrostáticas de contracción, comienza la formación de colonias, las colonias se juntan en agregados y se fusionan formando películas. Se forman "campos" y "manchas de flores" que, bajo la influencia de las corrientes, migran a través del área de agua y son arrastradas hacia las costas, donde se forman acumulaciones en descomposición con una enorme biomasa, de hasta cientos de kg/m. ³.

La descomposición va acompañada de una serie de fenómenos peligrosos: deficiencia de oxígeno, liberación de toxinas, contaminación bacteriana y formación de sustancias aromáticas. Durante este período, pueden producirse interferencias en el suministro de agua debido a la obstrucción de los filtros en las estaciones de suministro de agua, la recreación se vuelve imposible y se producen muertes de peces. El agua saturada con productos del metabolismo de las algas es alergénica, tóxica y no apta para beber.

Puede provocar más de 60 enfermedades, especialmente del tracto gastrointestinal, y se sospecha, aunque no probada, su oncogenicidad. La exposición a metabolitos y toxinas de color verde azulado causa la "enfermedad de Gaff" en peces y animales de sangre caliente, cuyo mecanismo de acción se reduce a la aparición de B. ₁ Avitaminosis.

Con la muerte masiva de los verdiazules, se produce una rápida desintegración y lisis de las colonias, especialmente durante la noche. Se supone que la causa de la muerte masiva puede ser el envenenamiento masivo con las propias toxinas, y el impulso pueden ser virus simbióticos que no son capaces de destruir las células, pero que pueden debilitar sus funciones vitales.

La oleada de masas de algas verdiazules que se derrumban adquieren un desagradable color marrón amarillento y se extienden por toda la zona del agua en forma de acumulaciones malolientes, colapsando gradualmente en otoño. Todo este complejo de fenómenos se llama " autocontaminación biológica". Un pequeño número de colonias mucosas se depositan en el fondo y pasan el invierno. Esta reserva es suficiente para la reproducción de nuevas generaciones.

Las algas verdiazules son grupo más antiguo organismos, que se encuentran incluso en depósitos arcaicos. Las condiciones modernas y la presión antropogénica no han hecho más que revelar su potencial y darles un nuevo impulso para el desarrollo.

Los verdes azulados alcalinizan el agua y crean condiciones favorables para el desarrollo de microflora patógena y patógenos de enfermedades intestinales, incluido Vibrio cholerae. Al morir y pasar a un estado de fitodetrito, las algas afectan el oxígeno de las capas profundas de agua. Los verdes azulados absorben fuertemente las longitudes de onda corta durante la floración luz visible, se calientan y son una fuente de radiación ultracorta, que puede afectar el régimen térmico del depósito. El valor de la tensión superficial disminuye, lo que puede provocar la muerte de los organismos acuáticos que viven en la película superficial. La formación de una película superficial que bloquea la penetración de la radiación solar en la columna de agua provoca una falta de luz en otras algas y ralentiza su desarrollo.

Por ejemplo, la biomasa total de algas verdiazules producidas durante la temporada de crecimiento en los embalses del Dnieper alcanza valores del orden de 10 ⁶ t (en peso seco). Esto corresponde a la masa de la nube de langosta, que V.I. Vernadsky lo llamó "roca en movimiento" y lo comparó con la masa de cobre, plomo y zinc extraída en todo el mundo durante el siglo XIX.

Efectos de la eutrofización sobre el fitoplancton

La eutrofización antropogénica conduce a cambios en la naturaleza de la dinámica estacional del fitoplancton. A medida que aumenta el trofeo de masas de agua, aumenta el número de picos en la dinámica estacional de su biomasa. En la estructura de las comunidades, el papel de las diatomeas y las algas doradas disminuye y aumenta el papel de los azul verdosos y los dinófitos. Los dinoflagelados son característicos de los lagos estratificados de aguas profundas. También está aumentando el papel de las algas clorocócicas verdes y euglena.

Consecuencias de la eutrofización para el zooplancton.

Predominio de especies de ciclo vital corto (cladóceras y rotíferos), predominio de formas pequeñas. Alta producción, baja proporción de depredadores. La estructura estacional de las comunidades se simplifica: una curva de un solo pico con un máximo en verano. Menos especies dominantes.

Consecuencias de la eutrofización para el fitobentos.

Mayor desarrollo de algas filamentosas. La desaparición de las algas carófitas, que no toleran altas concentraciones de nutrientes, especialmente fósforo. Un rasgo característico es la expansión de las áreas de crecimiento excesivo de caña común, espadaña de hoja ancha y pasto maná, y algas de peine.

Consecuencias de la eutrofización para el zoobentos.

La violación del régimen de oxígeno en las capas inferiores provoca cambios en la composición del zoobentos. El signo más importante de eutrofización es la disminución de larvas de efímera hexania en el lago. Erie es una importante fuente de alimento. Salmón En el lago. Las larvas de algunos insectos dípteros, que son menos sensibles a la falta de oxígeno, están adquiriendo cada vez más importancia. La densidad de población de gusanos oligoquetos está aumentando. El bentos se está volviendo más pobre y monótono. La composición está dominada por organismos adaptados a bajos niveles de oxígeno. En las últimas etapas de la eutrofización, quedan pocos organismos adaptados a las condiciones del metabolismo anaeróbico en la región profunda de los embalses.

Consecuencias de la eutrofización para la ictiofauna.

La eutrofización de las masas de agua afecta a la población de peces de dos formas principales:

• efecto directo sobre los peces

La influencia directa es relativamente rara. Se manifiesta como una muerte única o masiva de huevos y peces juveniles en zona costera y ocurre cuando ingresan aguas residuales que contienen concentraciones letales de compuestos minerales y orgánicos. Este fenómeno suele ser de carácter local y no abarca el embalse en su totalidad.

• Influencia indirecta manifestada a través de diversos cambios en los ecosistemas acuáticos.

La influencia indirecta es la más común. Con la eutrofización puede surgir una zona con bajo contenido de oxígeno e incluso una zona muerta. En este caso, se reduce el hábitat de los peces y se reduce el suministro de alimentos disponible para ellos. La floración del agua crea un régimen hidroquímico desfavorable. Un cambio en las asociaciones de plantas en la zona costera, a menudo acompañado de un aumento de los procesos de encharcamiento, conduce a una reducción de las zonas de desove y de alimentación de larvas y peces juveniles.

Los cambios en la ictiofauna de los cuerpos de agua bajo la influencia de la eutrofización se manifiestan de las siguientes formas:

Disminución del número y luego desaparición de las especies de peces más exigentes (stenobiontos).

Cambios en la productividad pesquera de un embalse o de sus zonas individuales.

La transición de un embalse de un tipo de pesquería a otro según el esquema:

salmón-pescado blanco → dorada-lucioperca → dorada-cucaracha → cucaracha-perca-carpa cruciana.

Este esquema es similar a la transformación de las ictiocenosis lacustres durante el desarrollo histórico de los ecosistemas acuáticos. Sin embargo, bajo la influencia de la eutrofización antropogénica, se produce a lo largo de varias décadas. Como resultado, primero desaparecen. pescado blanco(y en casos raros salmón). En cambio, los protagonistas son los ciprínidos (besugo, cucaracha, etc.) y, en menor medida, las percas (lucioperca, perca). Además, entre las especies de carpas, la dorada está siendo reemplazada gradualmente por la cucaracha; entre las especies de percas, domina la perca. En casos extremos, los embalses se vuelven moribundos y están habitados principalmente por carpas crucianas.

En los peces, se confirman los patrones generales de cambios en la estructura de las comunidades: las especies de ciclo largo son reemplazadas por especies de ciclo corto. Hay un aumento en la productividad pesquera. Sin embargo, al mismo tiempo, las valiosas especies de pescado blanco son sustituidas por especies de baja calidad comercial. Primero, los de tamaño grande: besugo, lucioperca, luego los de tamaño pequeño: cucaracha, perca.

A menudo las consecuencias para las poblaciones de peces son irreversibles. Cuando el nivel trófico vuelve a su estado original, no siempre aparecen especies extintas. Su restauración sólo es posible si existen rutas de reasentamiento accesibles desde los cuerpos de agua vecinos. Para las especies valiosas (pescado blanco, vendace, lucioperca), la probabilidad de tal dispersión es baja.

CONSECUENCIAS DE LA EUTROFICACIÓN DE RESERVORIOS PARA LOS HUMANOS

El principal consumidor de agua son los humanos. Como es sabido, cuando hay una concentración excesiva de algas, la calidad del agua se deteriora.

Los metabolitos tóxicos, en particular los de las algas verdiazules, merecen una atención especial. Las algotoxinas exhiben una actividad biológica significativa hacia varios hidrobiontes y animales de sangre caliente. Las algotoxinas son compuestos altamente tóxicos. La toxina azul verdosa actúa sobre el sistema nervioso central de los animales, lo que provoca la parálisis de las extremidades traseras y la desincronización del ritmo del sistema nervioso central. En la intoxicación crónica, la toxina inhibe los sistemas enzimáticos redox, la colinesterasa, aumenta la actividad de la aldolasa, como resultado de lo cual se altera el metabolismo del carbono y las proteínas y se acumulan productos poco oxidados del metabolismo de los carbohidratos en el ambiente interno del cuerpo. Una disminución en la cantidad de glóbulos rojos y la inhibición de la respiración de los tejidos causan hipoxia de tipo mixto. Como resultado de una profunda interferencia en los procesos metabólicos y la respiración de los tejidos de los animales de sangre caliente, la toxina azul verdosa tiene una amplia gama de efectos biológicos y puede clasificarse como un veneno protoplásmico de alta actividad biológica. Todo esto indica la inadmisibilidad de utilizar agua para beber procedente de lugares donde se acumulan algas y embalses sujetos a fuertes proliferaciones, ya que la sustancia tóxica de las algas no es neutralizada por los sistemas convencionales de tratamiento de agua y puede ingresar a la red de suministro de agua tanto en forma disuelta como en forma conjunta. con células de algas individuales, no con filtros de retención.

La contaminación y el deterioro de la calidad del agua pueden afectar la salud humana a través de varios vínculos tróficos. Así, la contaminación del agua con mercurio provocó su acumulación en los peces. El consumo de este tipo de pescado provocó una enfermedad muy peligrosa en Japón: la enfermedad de Minimata, que provocó numerosas muertes, así como el nacimiento de niños ciegos, sordos y paralizados.

Se ha establecido una conexión entre el surgimiento de la infancia metahemoglobinemia y los niveles de nitrato en el agua, lo que resultó en más del doble de la tasa de mortalidad de las niñas nacidas durante los meses en que los niveles de nitrato eran altos. Se han reportado altos niveles de nitratos en pozos del cinturón maicero de Estados Unidos. A menudo, el agua subterránea no es apta para beber. Aparición meningoencefalitis en los adolescentes ocurre después de un largo baño en un estanque o río en un cálido día de verano. Se sospecha una conexión entre la enfermedad. meningitis aséptica, encefalitis y nadar en cuerpos de agua, lo que se asocia con una mayor contaminación viral del agua.

Las enfermedades infecciosas se han vuelto ampliamente conocidas debido a los hongos microscópicos que caen del agua a las heridas y causan graves daños en la piel de los humanos.

El contacto con algas, beber agua de cuerpos de agua propensos a florecer o peces que se alimentan de algas tóxicas provoca " enfermedad de gaffa", conjuntivitis Y alergias.

A menudo en últimos años parpadea cólera programado para coincidir con el período de "floración".

El desarrollo masivo de algas en el embalse, junto con la interferencia en el suministro de agua y el deterioro de la calidad del agua, complica significativamente el uso recreativo. fuente de agua, y también provoca interferencias en el suministro técnico de agua. Aumenta la aparición de bioincrustaciones en las paredes de las tuberías de agua y de los sistemas de refrigeración. Cuando el ambiente se alcaliniza debido al desarrollo de algas, se forman depósitos de carbonatos duros y, debido a la sedimentación de partículas y algas, la conductividad térmica de los tubos de los dispositivos de intercambio de calor disminuye.

Así, la acumulación excesiva de algas durante el período de intensa "floración" del agua es la causa de la contaminación biológica de los cuerpos de agua y un deterioro significativo de la calidad de las aguas naturales.

El proceso de reproducción de las algas debe regularse y mantenerse en un nivel óptimo mientras domina su función positiva en los procesos de autodepuración. Es necesaria la purificación del agua mediante filtros y cloración. La cloración elimina 1/4 de las algas. La coagulación y la ozonización son efectivas si las diatomeas dominan en el fitoplancton.

La eutrofización es el proceso de deterioro de la calidad del agua debido a la ingesta excesiva de los llamados "elementos biogénicos" en el embalse, principalmente compuestos de nitrógeno y fósforo. La eutrofización es un proceso natural normal asociado con el flujo constante de nutrientes a los cuerpos de agua desde el territorio de la cuenca de drenaje y puede ser el resultado del envejecimiento natural del embalse. Sin embargo, recientemente, en áreas con alta densidad de población o con aguas intensivas En la agricultura, la intensidad de este proceso ha aumentado muchas veces debido a la descarga de aguas residuales municipales, aguas residuales de granjas ganaderas y empresas de la industria alimentaria a los cuerpos de agua, así como a la eliminación del exceso de fertilizantes de los campos. El mecanismo de impacto de la eutrofización en los ecosistemas de cuerpos de agua es el siguiente.

1. Un aumento en el contenido de nutrientes en los horizontes superiores del agua provoca un rápido desarrollo de las plantas en esta zona (principalmente fitoplancton, así como algas incrustantes) y un aumento en la cantidad de zooplancton que se alimenta de fitoplancton. Como resultado, la transparencia del agua rara vez disminuye, la profundidad de penetración de la luz solar disminuye y esto conduce a la muerte de las plantas del fondo por falta de luz. Después de la muerte de las plantas acuáticas del fondo, comienza el turno de la muerte de otros organismos para los que estas plantas crean hábitats o para los que son un eslabón superior en la cadena alimentaria.

2. Las plantas (especialmente las algas) que se han multiplicado mucho en los horizontes superiores del agua tienen una superficie corporal total y una biomasa mucho mayores. Por la noche, la fotosíntesis no se produce en estas plantas, mientras continúa el proceso de respiración. Como resultado, en las horas previas al amanecer de los días cálidos, el oxígeno en los horizontes superiores del agua prácticamente se agota y se observa la muerte de los organismos que necesitan oxígeno y que viven en estos horizontes (se produce la llamada "muerte de verano"). .

3. Los organismos muertos tarde o temprano se hunden en el fondo del depósito, donde se descomponen. Sin embargo, como señalamos en el párrafo 1, la vegetación del fondo muere debido a la eutrofización y aquí prácticamente no hay producción de oxígeno. Si tenemos en cuenta que la producción total de un embalse aumenta durante la eutrofización (ver punto 2), hay un desequilibrio entre la producción y el consumo de oxígeno en los horizontes del fondo, aquí el oxígeno se consume rápidamente y todo esto conduce a la muerte. del fondo demandante de oxígeno y de la fauna bentónica. Un fenómeno similar que se observa en la segunda mitad del invierno en cuerpos de agua cerrados y poco profundos se llama "muerte de invierno".

4. En el suelo del fondo, privado de oxígeno, se produce una descomposición anaeróbica de organismos muertos con la formación de venenos tan fuertes como los fenoles y el sulfuro de hidrógeno, y un "gas de efecto invernadero" tan poderoso (en su efecto a este respecto, es 120 veces mayor que el dióxido de carbono) como el metano. Como resultado, el proceso de eutrofización destruye la mayoría de las especies de flora y fauna del embalse, destruyendo casi por completo o transformando en gran medida sus ecosistemas, y deteriora enormemente las cualidades sanitarias e higiénicas de sus aguas, hasta su total inadecuación para el baño y suministro de agua potable.

5. Las principales fuentes antropogénicas de fósforo y nitrógeno: aguas residuales no tratadas (especialmente de complejos ganaderos) y escorrentías de fertilizantes de los campos. Muchos países han prohibido el uso de ortofosfato de sodio en detergentes en polvo para reducir la eutrofización de las masas de agua.

· La contaminación puede indicarse mediante signos como peces muertos, pero existen métodos más sofisticados para detectarla.

La contaminación del agua dulce se mide en términos de demanda bioquímica de oxígeno (DBO)- es decir, cuánto oxígeno absorbe el contaminante del agua. Este indicador le permite evaluar el grado de falta de oxígeno de los organismos acuáticos. Mientras que el estándar de DBO para los ríos en Europa es de 5 mg/l, en aguas residuales domésticas no tratadas esta cifra alcanza los 350 mg/l.

· La situación que se ha desarrollado en los últimos 20 años es alarmante, ya que una parte importante de los cuerpos de agua se ha cubierto de vegetación y se ha vuelto tóxica debido a su contaminación. El agua dulce se convierte en un caldo de cultivo para especies de bacterias, protozoos y hongos potencialmente peligrosos. Bacterias como la salmonella y la listeria, así como protozoos como el criptosporidio, no son menos peligrosos para la salud humana que el cólera en la Europa del siglo XIX.

· Las algas en la superficie del agua actúan como un espeso dosel forestal, bloqueando la luz solar. Esto tiene un efecto perjudicial sobre las algas productoras de oxígeno de las que dependen los invertebrados y vertebrados acuáticos. Además, ciertos tipos alga verde azul emiten sustancias tóxicas que afectan a los peces y otros organismos acuáticos. Como resultado, muchas actividades recreativas acuáticas están prohibidas durante los meses de verano debido al crecimiento de algas y su toxicidad. La causa de la proliferación de estos últimos en lagos y embalses también puede ser la deforestación y la fertilización del suelo forestal; en ambos casos, los nutrientes llegan al agua.

La lluvia ácida ha causado una serie de graves desastres ambientales en Canadá, Estados Unidos y el noroeste de Europa. El agua de 16.000 de los 85.000 lagos de Suecia se ha vuelto ácida y 5.000 de ellos han perdido completamente sus peces. Desde 1976, se ha añadido cal a 4.000 lagos para neutralizar el ácido y restablecer el equilibrio químico. Escocia y Noruega están recurriendo a las mismas medidas, donde, por una razón similar, las poblaciones de peces han disminuido un 40%. En el este de Estados Unidos, la pérdida anual de truchas causada por la acidificación en aguas de pesca deportiva asciende a mil millones de dólares. Sin embargo, las comunidades costeras pagan el precio del encalado de los lagos. Así, el exceso de calcio provocó la muerte del 90% de la turba, el lino de cuco y el musgo que crecían cerca. Parte sustancial lluvia ácida Llega a Escandinavia desde el oeste, donde la industria inglesa produce alrededor de 3,7 millones de toneladas de dióxido de azufre al año.

· Como regla general, la contaminación de los cuerpos de agua provoca la muerte de la vida silvestre, principalmente de los peces. Pero es posible una rápida recolonización y restauración de las poblaciones, especialmente con asistencia humana. Algunos invertebrados llegan a las zonas afectadas desde lugares río arriba; otros vuelan aquí en cuestión de horas. Algunos organismos (como las lapas de río, cuyas branquias se obstruyen con barro) son sensibles a las alteraciones del equilibrio ecológico, mientras que otras especies (incluidas las efímeras) no están nada contentas. niveles altos contaminación. Los gusanos tubícolas consumen bacterias y larvas. diferentes tipos campanillas y sanguijuelas (entre ellas Helobdella stagnalis) toleran fácilmente la eutrofización y los bajos niveles de oxígeno.

Pregunta 6 protección del río

Zona de protección del agua Es un territorio adyacente a las aguas de ríos, lagos, embalses y otros cuerpos de agua superficiales, donde se establece un régimen especial de actividad económica o de otro tipo. Dentro de sus límites, se asigna una franja costera protectora con un régimen de protección más estricto, en el que se introducen restricciones adicionales a la gestión ambiental. El establecimiento de zonas de protección del agua tiene como objetivo prevenir la contaminación, obstrucción, sedimentación y agotamiento de las masas de agua, así como preservar el hábitat de los animales y flora embalses.

El ancho mínimo de las zonas de protección del agua para lagos y embalses se acepta para una superficie de agua de hasta 2 metros cuadrados. km - 300 m, desde 2 metros cuadrados. km o más - 500 m.

Las normas dentro de las zonas de protección del agua prohíben:

· - realización de trabajos químicos para la aviación;

· - uso de medios químicos para controlar plagas, enfermedades de las plantas y malezas;

· - utilización de desechos de estiércol para fertilizar los suelos;

· - colocación de almacenes para pesticidas, fertilizantes minerales y combustibles y lubricantes; sitios para recarga de equipos con pesticidas, complejos ganaderos y granjas, sitios de almacenamiento y entierro de desechos industriales, domésticos y agrícolas, cementerios y cementerios de ganado, tanques de almacenamiento de aguas residuales;

· - almacenamiento de estiércol y basura;

· - repostar, lavar y reparar automóviles y otras máquinas y mecanismos;

· - colocación de parcelas de campo y jardín con un ancho. zona de protección del agua menos de 100 my la pendiente de las pendientes de las áreas adyacentes es superior a 3 grados;

· - colocación de estacionamientos Vehículo, incluso en los territorios de casas de veraneo y parcelas de jardín;

· - realización de cortas finales;

La anchura mínima de las franjas protectoras costeras se establece en función del tipo de terreno y de la pendiente de las pendientes de las zonas adyacentes a la masa de agua, y oscila entre 15 y 100 m.

Dentro franjas costeras protectoras Además de las restricciones anteriores, están prohibidos lo siguiente:

Arando la tierra;

Aplicación de fertilizantes;

Almacenamiento de botaderos de suelos erosionados;

Pastoreo y organización de campamentos ganaderos de verano (excepto el uso de abrevaderos tradicionales),

Instalación de campamentos de tiendas de campaña estacionarios estacionales, colocación de cabañas de verano y parcelas de jardín y asignación de parcelas para construcción individual;

Movimiento de automóviles y tractores, excepto vehículos especiales.

DISCONTINUACIÓN Y DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES. USO RACIONAL DE LOS RECURSOS HÍDRICOS

En los ríos y otros cuerpos de agua se produce un proceso natural de autopurificación del agua. Sin embargo, avanza lentamente. Si bien los vertidos industriales y domésticos fueron pequeños, los propios ríos los hicieron frente. En nuestra era industrial, debido al fuerte aumento de los residuos, ha surgido la necesidad de neutralizar, depurar las aguas residuales y eliminarlas.

Eliminar las aguas residuales de la contaminación es un proceso complejo.

Como cualquier otra producción, cuenta con materias primas: aguas residuales y productos terminados- agua purificada.

Los métodos de tratamiento de aguas residuales se pueden dividir en mecánicos, fisicoquímicos y biológicos. Cuando se utilizan juntos, el método de tratamiento y neutralización de aguas residuales se denomina combinado. El uso de uno u otro método en cada caso concreto viene determinado por la naturaleza de la contaminación y el grado de nocividad de las impurezas. ;

La esencia del método mecánico es que las impurezas mecánicas se eliminan de las aguas residuales mediante sedimentación y filtración. Las partículas gruesas, según su tamaño, se capturan mediante rejillas y tamices de diversos diseños, y los contaminantes de la superficie se capturan mediante trampas de aceite, trampas de aceite y alquitrán, etc. El tratamiento mecánico permite separar hasta 1/3 de las impurezas insolubles de aguas residuales domésticas y más de 9/10 de aguas residuales industriales.

Con el método de tratamiento fisicoquímico, se eliminan de las aguas residuales las impurezas inorgánicas finamente dispersas y disueltas y se destruyen las sustancias orgánicas, no oxidables y poco oxidables.

Aplicación amplia encuentra electrólisis. Implica descomponer la materia orgánica de las aguas residuales y extraer metales, ácidos y otras sustancias inorgánicas. El tratamiento electrolítico de aguas residuales se lleva a cabo en estructuras especiales: electrolizadores. Es eficaz en empresas de plomo y cobre, en pinturas y barnices y en algunas otras industrias. La limpieza química consigue una reducción del contenido de impurezas insolubles al 95% y de impurezas solubles al 25%.

Los métodos fisicoquímicos incluyen flotación, extracción, adsorción, intercambio iónico, oxidación, evaporación, etc.

Flotación permite acelerar la clarificación de aguas residuales industriales y eliminar de ellas tanto sólidos en suspensión como aceites, productos derivados del petróleo, grasas y tensioactivos. La esencia de este proceso es saturar las aguas residuales con aire, a cuyas burbujas se adhieren partículas de sustancias sólidas y, junto con ellas, flotan hacia la superficie.

Extracción Las aguas residuales se liberan de sustancias orgánicas concentradas en disolventes (tetracloruro de carbono, cloroformo, éter dibutílico, acetato de butilo isobutilo, benceno, clorobenceno, nitrobenceno, etc.).

Adsorción Se utiliza cuando el contenido de sustancias orgánicas en las aguas residuales es bajo. Como adsorbentes se utilizan carbón activado y sorbentes orgánicos sintéticos.

Métodos de intercambio iónico El tratamiento de aguas residuales industriales permite extraer y devolver sustancias valiosas: zinc, níquel, fenoles, detergentes, compuestos radiactivos, etc. Para estos fines se utilizan resinas sintéticas de intercambio iónico. En el método de intercambio iónico se sustituyen iones de hidrógeno ligeros o de metales alcalinos por iones de metales pesados ​​y no ferrosos. Es valioso porque la sustancia que se elimina se concentra y no se destruye.

oxidación - uno de los métodos prometedores de tratamiento de aguas residuales. Para oxidar sustancias orgánicas residuales disueltas en agua que son resistentes a la destrucción biológica se utilizan ozono, cloro, dióxido de cloro, permanganato de potasio y otros agentes oxidantes.

En evaporación el agua residual se calienta hasta hervir. El vapor de agua saturado elimina las impurezas de las aguas residuales. Luego, el vapor pasa a través de un absorbente calentado, que atrapa las impurezas.

Si es necesario, se utiliza un tratamiento adicional de las aguas residuales que han sido sometidas a tratamiento mecánico y biológico. Por tanto, se considera la tercera etapa de purificación. Los métodos más comunes de tratamiento terciario de aguas residuales incluyen la filtración a través de filtros de arena y el almacenamiento a largo plazo de aguas residuales en estanques de almacenamiento.

Los matorrales de juncos deben protegerse del exterminio, ya que, junto con las bacterias y las algas, actúan como filtros vivos que absorben muchos contaminantes y destruyen las bacterias patógenas con sus secreciones. Los densos matorrales de juncos en un área de 1 hectárea absorben del agua y el suelo y acumulan hasta 5-6 toneladas de diversas sales en sus tejidos, mejorando la salud de ríos y embalses.

El suelo de los sistemas de riego purifica bien las aguas residuales; La reutilización de aguas residuales tratadas reduce la necesidad de agua limpia al reducir la cantidad de aguas residuales vertidas a las alcantarillas. La superficie total de sistemas de riego en el país que utilizan aguas residuales es de 230 mil hectáreas. Esto permite evitar la contaminación de 10 km 3 de agua por meta.

En condiciones semidesérticas, las aguas residuales se eliminan en campos de filtración, lo que en zonas sin agua, donde el agua de riego es especialmente valorada, no puede considerarse racional, ya que según una serie de indicadores de riego, las aguas residuales son adecuadas para regar plantaciones de árboles de diversas categorías. . Además. La concentración de aguas residuales en grandes volúmenes empeora significativamente el estado del área adyacente a los campos de filtración. Por tanto, es aconsejable realizar plantaciones de árboles en lugar de crear campos de filtración. En este caso, como resultado de la transpiración, se produce la depuración ideal de las aguas residuales industriales, la humidificación del aire de la cuenca y, en general, la mejora del microclima y las condiciones sanitarias de las ciudades.

Las aguas residuales contaminadas también se depuran mediante ultrasonidos. Ozono y alta presión. La limpieza mediante cloración ha demostrado su eficacia.

El método biológico de tratamiento de aguas residuales, basado en el uso de las leyes de la autopurificación bioquímica y fisiológica de los ríos y otras masas de agua, debe desempeñar un papel importante. Existen varios tipos de dispositivos de tratamiento biológico de aguas residuales: biofiltros, estanques biológicos y tanques de aireación.

EN biofiltros El agua residual pasa a través de una capa de material grueso recubierto con una fina película bacteriana. Gracias a esta película, se producen intensamente procesos de oxidación bioquímica. Son el principio activo de los biofiltros.

EN estanques biológicos Todos los organismos que habitan el embalse participan en el tratamiento de aguas residuales.

tanques aéreos - enormes tanques de hormigón armado. El principio de limpieza aquí es el lodo activado de bacterias y animales microscópicos. Todos estos seres vivos se están desarrollando rápidamente, lo que se ve facilitado por las sustancias orgánicas de las aguas residuales y el exceso de oxígeno que ingresan a los tanques de aireación con el flujo de aire suministrado. Las bacterias se unen formando escamas y secretan enzimas que mineralizan los compuestos orgánicos. El lodo con escamas se sedimenta rápidamente y se separa del agua purificada. Ciliados, flagelados, amebas, rotíferos y otros animales diminutos, devorando bacterias que no se pegan en escamas, rejuvenecen la masa bacteriana de lodo.

Antes del tratamiento biológico, las aguas residuales se someten a un tratamiento mecánico, y luego, para eliminar las bacterias patógenas, se someten a un tratamiento químico, cloración con cloro líquido o lejía. Para la desinfección también se utilizan otras técnicas físicas y químicas (ultrasonidos, electrólisis, ozonización, etc.).

El método biológico da buenos resultados en el tratamiento de aguas residuales municipales. También se utiliza para limpiar residuos de la refinación de petróleo, de las industrias de pulpa y papel y de la producción de fibras artificiales.

En el complejo de tareas de proteger el agua de la contaminación, su condición sanitaria e higiénica es importante. El agua utilizada para beber debe ser inofensiva. Por lo tanto, el estado biológico, químico y bacteriológico de las fuentes de abastecimiento de agua está bajo constante supervisión.

Las fuentes de contaminación de las masas de agua, como ya se señaló, son principalmente aguas residuales industriales y en parte domésticas. El volumen de aguas residuales que ingresan a los cuerpos de agua está aumentando.

calidad del flujo en varios ríos.

El reciclaje del suministro de agua es una reserva importante para ahorrar agua y mantener limpias las masas de agua. Pero debe llevarse a cabo y al mismo tiempo mejorar los procesos de producción que ayuden a reducir los residuos nocivos.

Las aguas residuales se vierten en embalses teniendo en cuenta los requisitos sanitarios y técnicos de calidad del agua, regulados por las Normas para la protección de las aguas superficiales contra la contaminación por aguas residuales. De acuerdo con estas Reglas, se considera que la concentración máxima permitida (MAC) de impurezas en el agua es aquella en la que se elimina por completo su efecto nocivo sobre el cuerpo humano y el olor, sabor y color del agua no cambian. Estos requisitos varían según el tipo de uso del agua. Las concentraciones máximas permitidas de sustancias nocivas para las masas de agua potable son muchas veces más bajas que para las masas de agua destinadas a la natación, la recreación y la industria.

Se presta especial atención a las fuentes de suministro de agua potable. La norma estatal vigente en la República de Bielorrusia garantiza un agua potable de alta calidad. Debe cumplir plenamente con los estándares MPC y no contener organismos patógenos, películas ni aceites minerales. El agua potable debe ser purificada en las plantas de abastecimiento de agua.

Varios organismos gubernamentales llevan a cabo el control de la protección de los recursos hídricos contra la contaminación. Llevan a cabo un control interdepartamental estatal sobre el uso y la protección de los recursos hídricos contra la contaminación y el agotamiento. Se han registrado las principales empresas industriales, agrícolas y municipales que vierten decenas de millones de dólares en cuerpos de agua. metros cubicos aguas residuales por día. En los sitios controlados, se verifica sistemáticamente la implementación de medidas de protección del agua, se analiza la composición de las aguas residuales y se desarrollan medidas para mejorar el funcionamiento de las instalaciones de tratamiento existentes.

Las autoridades de los servicios sanitarios y epidemiológicos vigilan la preservación de la pureza de las aguas utilizadas como fuente de abastecimiento de agua potable y de los embalses que sirven como objetos de uso cultural y doméstico.

En la protección integral de los recursos hídricos, el ahorro de agua limpia es de gran importancia. Para estos fines, se reducen las normas de su consumo para procesos tecnológicos, se introduce el suministro de agua reciclada, se combaten las fugas, se sustituye la refrigeración por agua por refrigeración por aire, etc. Se presta mucha atención a la conservación de la vegetación, cuyo valor de conservación del agua es enorme.

El agua es uno de los factores de cosecha. En condiciones de agricultura de regadío, es necesario destinar todos los fondos a salvarla y mantener limpios los ríos y embalses. Es necesario esforzarse por aumentar la eficiencia de los sistemas de riego y combatir la filtración y otras pérdidas de humedad. Reservas importantes para ahorrar agua de riego son aumentar aún más el rendimiento de los cultivos, reducir el consumo de agua por unidad de masa vegetal y mecanizar el riego.

Para ahorrar agua en tierras no irrigadas, la alta tecnología agrícola es especialmente importante. La labranza otoñal y las medidas agroforestales contribuyen a la acumulación de humedad. Desafortunadamente, esta característica del balance hídrico de las tierras de secano a menudo no se tiene en cuenta al planificar el uso y la protección de los recursos hídricos. Mientras tanto, un aumento de la productividad de la agricultura de secano se asocia con un aumento del consumo de agua y una disminución de la escorrentía fluvial de origen superficial.

Cada año, se expande el área de sistemas de riego que utilizan aguas residuales (WWW): sistemas de recuperación especializados para recibir aguas residuales pretratadas con el fin de utilizarlas para riego y fertilización de tierras agrícolas, así como para el tratamiento posterior en condiciones naturales. .

Impacto de las aguas residuales en complejos naturales No se ha estudiado lo suficiente. El principal objetivo de la investigación es establecer el impacto de estos escurrimientos sobre la cobertura del suelo, aguas naturales, atmósfera, cambios en la calidad de los productos agrícolas, salud humana y animal.

La mayoría de los investigadores creen que el factor decisivo que excluye o debilita mala influencia aguas residuales en ambiente, - modo de riego. Garantizar la máxima eficiencia de los campos de riego agrícola (AIF) como medida de conservación y recuperación del agua (disponibilidad de red de riego, drenaje, zonas de amortiguamiento, plantaciones forestales, etc.) depende en gran medida de la cultura de su funcionamiento y del grado de mejora.

En las condiciones de recursos hídricos extremadamente limitados en la zona árida, el uso de aguas residuales municipales (RS) de las ciudades para la producción de forrajes de campo en suelos ligeros del WPO permite resolver simultáneamente una serie de problemas acuciantes: el desarrollo de la producción de forrajes. base de la ganadería suburbana, aspectos sanitarios, higiénicos y ambientales, uso racional agua.

En determinadas condiciones, el uso de altas tasas de riego de aguas residuales va acompañado de la formación de un “montículo en expansión” desalinizado de agua subterránea debajo del vertedero y puede provocar una salinización secundaria del suelo. Por lo tanto, la necesidad de construir un sistema de drenaje está determinada por la situación hidrogeológica específica (profundidad del agua, composición de las rocas acuíferas, condiciones de salida del agua subterránea, etc.). El agua de drenaje se envía para su reutilización a la ZPO.

Ciertas categorías de aguas residuales, caracterizadas por la complejidad de su composición química y la presencia de una serie de sustancias tóxicas, no se utilizan para el riego de cultivos agrícolas. Así, las aguas residuales contaminadas químicamente de la planta química de Volzhsky, después de pasar por sistemas de tratamiento mecánico y biológico, se envían a la evaporación natural, lo que requirió la asignación de unas 5.000 hectáreas de valiosa tierra agrícola para el evaporador. La acumulación de grandes volúmenes de agua contaminada químicamente supone un grave peligro para el medio ambiente.

Es aconsejable utilizar estas categorías de aguas residuales para el riego de plantaciones de árboles. La presencia en estas aguas de sustancias residuales que tienen propiedades acumulativas y cancerígenas, en en este caso No importa, estas plantaciones no están destinadas a fines alimentarios o forrajeros.

El método más fiable y rentable de eliminación de lodos es el uso de WWS como fertilizante para cultivos agrícolas, siempre que sea necesario excluir la posibilidad de contaminación del suelo.

Para mantener la fertilidad del suelo, el volumen de aplicación de los tipos tradicionales de fertilizantes orgánicos es insuficiente. Su déficit es especialmente grande en las granjas suburbanas. Según la mayoría de los expertos, el aprovechamiento agrícola de los residuos es una de las formas de resolver una serie de problemas: prevenir la contaminación de la biosfera; eliminar la amenaza de escasez de agua dulce; aumentar la producción y el uso de fertilizantes orgánicos, transformar las plantas de tratamiento de aguas residuales y las plantas de procesamiento de residuos en empresas rentables y autosostenibles.

La tecnología para reciclar lodos mediante WWS es la siguiente. Los lodos se fermentan en digestores a una temperatura de 50 °C, luego se secan en plataformas de lodos, con este proceso tecnológico se reduce el contenido de agua en los lodos, se simplifica su transporte y prácticamente se destruyen todos los helmintos, por lo que Desde el punto de vista sanitario e higiénico, los lodos no representan ningún peligro cuando se utilizan como fertilizante. Los sedimentos secados sobre plataformas de lodos se almacenan en pilas, tienen un contenido de humedad de hasta el 50% y son de color gris oscuro o oscuro. color, un olor específico. Después de los análisis correspondientes para detectar la presencia de sales de metales pesados, se puede utilizar como fertilizante. Según el contenido de nitrógeno y fósforo, es superior al estiércol, pero inferior a él en contenido de potasio. La experiencia extranjera lo demuestra que entre el 70 y el 80 % de los lodos de depuradora se utilicen como fertilizantes y se obtengan mayores rendimientos.

Según experimentos de campo, cuando se añade WWS al suelo en una dosis de 40 a 60 t/ha, el aumento del rendimiento del trigo de primavera en chernozem lixiviados oscila entre el 27,7 y el 48,6%. Los resultados de experimentos de cultivo de tres años con maíz, patatas, tomates y pasto Sudán muestran que en las variantes que utilizan sedimentos puros y sus mezclas con el suelo, la biomasa de los cultivos es 2-3 veces mayor que en el control. Los resultados del análisis químico de cultivos agrícolas cultivados sobre lodos limpios indican que la concentración de sales de metales pesados ​​en ellos no excede los estándares máximos permitidos y los indicadores de control.

Para evitar las consecuencias negativas de las precipitaciones y limitar la introducción de compuestos nocivos en el suelo, se permite el uso de WWS en el mismo campo no más de una vez cada 5 años.

El trabajo insuficiente en la etapa de prediseño como resultado de una mala formación ambiental de los especialistas a menudo conduce a consecuencias negativas y ahorros imaginarios. He aquí un ejemplo. En la granja estatal de Krasnodonsky hay una granja de cerdos con una capacidad de 108 mil cabezas (la más grande de la región de Volgogrado). Sin embargo, debido a que el diseño no tuvo en cuenta la posibilidad de uso agrícola de las aguas residuales, la finca estatal no tiene suficientes recursos de agua y tierra para organizar el riego. Actualmente sólo existen dos líneas de riego con una superficie total de 505 hectáreas, lo que es claramente insuficiente para aprovechar todo el volumen de residuos de estiércol. Los campos de riego trabajan bajo carga pesada. Además, los campos de riego no reciben agua de río y se riegan con estiércol sin diluir. Esto crea una amenaza de contaminación del suelo, las plantas y las aguas subterráneas.

Se ha comprobado que la composición química de las aguas residuales de los complejos ganaderos permite su utilización para el riego subterráneo de alfalfa después de una clarificación preliminar y una dilución triple. Esto conduce a un ahorro en fertilizantes minerales y aumenta la fertilidad del suelo.

La experiencia del desarrollo de arena en Siria, Libia, Argelia y otros países muestra que cuando se cultivan muchas frutas y cultivos agrícolas sobre arena, se puede utilizar agua con un nivel de mineralización de hasta 10 g/l. En algunos de estos países, debido a la escasez de agua dulce, típica también de la región del Caspio, se aprobó una ley que obliga a los campesinos a mezclar agua dulce y mineral para el riego. Esto permite un uso más eficiente de los recursos hídricos. Al mismo tiempo, en Israel y Argelia, el riego de tierras arenosas se realiza por aspersión y exclusivamente por la noche, lo que reduce los procesos de evaporación, aumenta la productividad de la fotosíntesis y, en general, mejora el consumo de agua por parte de las plantas.

La autopurificación del agua se produce no sólo en los campos agrícolas de riego y de filtración, sino también en el propio lecho del río. Aquí tienen lugar procesos bioquímicos y físico-químicos, gracias a los cuales se restablecen las cualidades químicas y biológicas del agua. Los líquidos residuales y las aguas residuales que ingresan a los cuerpos de agua se diluyen con agua. Algunos microbios se depositan en el fondo y allí son destruidos. Las bacterias patógenas mueren bajo la influencia de la luz, la temperatura desfavorable para ellas y el efecto bactericida del oxígeno disuelto en el agua. Una gran cantidad de bacterias son consumidas por protozoos unicelulares, crustáceos y otros organismos zooplanctónicos.

La plenitud y el grado de contaminación de cualquier río dependen en gran medida de sus afluentes. Los ríos pequeños son una especie de capilares que alimentan a los grandes. arterias de agua, por lo que necesitan cuidados especiales. Un ejemplo de la actitud de los propietarios hacia los ríos pequeños es la experiencia de la región de Bryansk. Decenas de ríos discurren por su territorio o nacen aquí. En las últimas décadas se han vuelto superficiales. Para mejorar la salud de estos ríos y darles una segunda vida, se ha desarrollado y se está implementando un conjunto de medidas. No se permite la destrucción de la vegetación a lo largo de las orillas de los embalses, se recubren y aseguran las orillas de los ríos, barrancos y barrancos, se refuerza la protección de los embalses contra la contaminación y se construyen presas reguladoras del agua. Los miembros colectivos de la Sociedad para la Conservación de la Naturaleza (granjas colectivas y granjas estatales) participan activamente en la mejora de los pequeños ríos.

Sin embargo, esta actitud hacia los ríos pequeños no se manifiesta en todas partes. Los bosques y arbustos costeros a menudo se talan, lo que crea condiciones propicias para la erosión. Esto es completamente inaceptable, ya que los bosques de llanura aluvial, como protectores del agua y del suelo, pertenecen a la primera categoría, donde la tala, excepto con fines sanitarios, está prohibida.