Эвтрофирование озёр


Эвтрофирование озёр, повышение биол. продуктивности вод, способствующее старению озер. Примером формирования водных экосистем, их эвтрофирования, могут служить озера междуречья Миасса и Уя, располож. на терр. Южного Зауралья. Эти озера отличаются мелководностью и хорошей открытостью котловин. Большинство из них бессточные или имеют периодич. сток. В процессе естеств. эволюции они постепенно мелеют, зарастают и превращаются в болота. В результате ветровой и водной эрозии, а также антропогенного воздействия (распашка водосборов, вырубка лесов, внесение удобрений) происходят вынос с водосбора и накопление в водной среде биогенных и органич. веществ; хим. элементы накапливаются в процессе хим. и биохим. выветривания с водосборных площадей. Вода в озерах насыщена биогенными элементами, осн. масса к-рых поступает с водосбора в период весеннего половодья, когда стекает до 80—90% объема год. стока. Большое значение в поступлении в озера соединений азота и фосфора имеют с.-х. поля на водосборах. Как показали исслед., более пресные водоемы, имеющие периодич. сток, содержат меньшие концентрации общего фосфора и азота, чем бессточные. Мелководность озер способствует интенсивному зарастанию их макрофитами. Степ. зарастания изменяется от 20% в соленых до 70—90% в пресных озерах. Биомасса фитопланктона за вегетационный период колеблется от 0,6—0,7 г/м3 в соленых озерах, до 5— 25 г/м3 в пресных и солоноватых. Следовательно, за счет развития фитопланктона и высшей водной растительности в исследов. озерах образуется значит. кол-во автохтонного органич. вещества. Продукция органич. вещества превышает деструкцию; излишки органики поступают в донные отложения (см. Донные отложения озёр). Высокая биопродуктивность в озерах отражается на своеобразии их газового режима. Несмотря на мелководность и ветровое перемешивание водной массы, в летний период наблюдается стратификация нек-рых биогенных элементов и раствор. кислорода. В придонных слоях концентрация кислорода даже летом падает до 10—20% насыщения. В озерах с обильным развитием макрофитов придонные слои обычно обогащены кислородом. В поверхностной части озер насыщение воды кислородом постоянно превышает 100% (достигает значений 150 и даже 200%) в связи с активным фотосинтезом. В подледный период содержание кислорода в воде снижается, вплоть до полн. его поглощения. В последнее время во мн. озерах отмечено резкое возрастание скорости эвтрофирования. Идет интенсивное увеличение продуктивности, ухудшение качества воды, ее природных свойств. Подобный негативный процесс может быть ослаблен, остановлен и даже направлен в др. сторону с помощью соответствующих методов, в результате чего может быть восстановлено качество воды. Существуют разные подходы к восстановлению загрязн. озер: предусматривается очистка самого озера или осуществление меропр. на водосборе. Очевидно, что только сочетание меропр. на водосборе и в самом озере может улучшить состояние озерной экосистемы. Работы на водосборе должны быть направлены на уменьшение или полн. прекращение поступления в водоем биогенных и загрязняющих веществ из рассеянных (с.-х. угодья) и точечных (пром.-бытовые, животноводч. стоки) источников, увеличение скорости водообмена. Осн. внимание должно быть уделено регулированию стока воды на водосборе, снижению интенсивности эрозионных процессов методом агро-, луто-, лесо- и гидромелиорации. Для устранения точечных источников загрязнения рекомендуется строить очистные сооружения и установки по доочистке стоков, создавать навозохранилища при каждой ферме. Для удаления фосфора используются квасцы, известь. На озере положит. эффект могут дать дноуглубит. работы, способствующие увеличению глубины водоема и снижению негативного влияния на водную массу загрязн. донных отложений. Изъятие донных отложений наиб. эффективно производить на мелководных дистрофных заил. озерах. В отдельных случаях дноуглубление рекомендуется производить на небольших участках озерной котловины путем рытья каналов или ям, к-рые могут служить зимовалами для рыб. Изоляция дна озера создает физ. барьер на поверхности раздела «вода — донные отложения», с помощью к-рого предотвращается перенос биогенных веществ со дна в водную среду. Этот метод используется для снижения распространения биогенных веществ из донных отложений в толщу воды, является относительно дешевым и достаточно эффективным. Один из способов создания барьера — покрытие перфорир. пластиковой пленкой поверхности озера после его замерзания. Когда лед тает, это покрытие погружается на дно озера и закрывает донные отложения, а песок становится новым отложением озера, обедн. биогенным веществом. В качестве изоляционного мат-ла обычно используются почва, пепел, зола, гидроксиды металлов, являющиеся отличными адсорбентами фосфатов. В придонной области эвтрофных озер нередко отмечается недостаток раствор. кислорода, особенно зимой, когда озеро покрыто льдом и не происходит обогащения водной массы кислородом, а также летом в связи с возрастающим расходом кислорода на окисление органич. вещества в донных отложениях. Для повышения содержания O2 в придонной области рекомендуется аэрация воды и отведение вод гиполимниона (глубинных слоев). Хим. методы связаны с добавкой в воду хим. веществ, способствующих осаждению биогенных элементов или преобразованию их в менее доступную для микроорганизмов форму. Для подавления активности фосфора используются квасцы, хлопья к-рых оседают на донные отложения и впитываются в них. Применяется также метод хим. обработки воды путем разбрызгивания или опыления поверхности зеркала. Эго приводит к осаждению фосфора из водной среды, увеличению сорбционной способности донных отложений, снижению выделения фосфора из грунта. В районах выпадения кислотных атм. осадков эффективным способом предупреждения избыточного подкисления поверхностных вод является внесение извести в водоемы. Кроме того, в кислые озера вносят кислофильные водоросли, способные в них развиваться. Эти водоросли, размножаясь, подщелачивают воду и тем самым способствуют развитию норм. водорослей. Постепенно гидробиол. режим озер восстанавливается, и в них возрождается жизнь. Биол. методы осн. на регулировании в озере биомассы макрофитов, водорослей путем сбора и изъятия их из водоема. Вместе с биомассой удаляются и содержащиеся в ней биогенные элементы. Биол. контроль за ростом макрофитов может осуществляться путем разведения растительноядных рыб (белый амур, толстолобик, карп) и водоплавающих птиц, поедающих ростки и молодые побеги макрофитов. При всех достоинствах перечисл. методы не решают проблемы полн. изъятия фосфора и органич. вещества из озер с замедл. водообменом. В то же время комплексное их использование может способствовать замедлению Э. о. и улучшению их природных свойств.