1.3.2. Антропогенное эвтрофирование и загрязнение

Антропогенное эвтрофирование и загрязнение - это основные процессы, вызывающие деградацию рек, водохранилищ, озерных систем и ухудшение качества воды. Хотя главной причиной обоих процессов являются отходы хозяйственной деятельности, поступающие в водоемы с водосбора, каждый из процессов имеет свою специфику.

Загрязнение водоемов токсическими веществами техногенного происхождения зачастую затрудняет либо делает невозможным использование воды для питьевых целей.

Кроме того, загрязняющие вещества накапливаются в донных отложениях, а также в фито- и зоопланктоне, высшей водной растительности и рыбах. При этом нередко образуются новые, более токсичные соединения и возникают очаги вторичного загрязнения воды.

Угроза антропогенного эвтрофирования водоемов стала осознаваться только во второй половине прошлого столетия. Для водоемов, особенно озерных экосистем, избыточное поступление биогенных веществ не менее опасно, чем токсическое загрязнение. Когда содержание в воде фосфора, азота, калия превышает критический уровень, ускоряются жизненные процессы водных организмов. Как следствие, получают массовое развитие планктонные водоросли ("цветение" воды), вода приобретает неприятный запах и привкус, ее прозрачность снижается, увеличивается цветность, повышается содержание растворенных и взвешенных органических веществ. Перенасыщение воды органическими соединениями стимулирует развитие сапрофитных бактерий (в том числе особо опасных болезнетворных), водных грибов, резко обостряя эпидемиологическую обстановку на водных объектах.

При избытке органического вещества в воде образуются устойчивые органоминеральные комплексы с тяжелыми металлами, в некоторых случаях более токсичные, чем сами металлы. На окисление огромного количества новообразованного органического вещества расходуется значительная часть растворенного в воде кислорода - возникает кислородный дефицит, что крайне отрицательно воздействует на ценные породы рыб и их кормовую базу - зообентос. Кроме того, дефицит кислорода приводит к тому, что из донных отложении в воду более активно выделяется ряд веществ, в том числе фосфор, а это, в свою очередь, интенсифицирует процесс эвтрофирования. Таким образом, начиная с какого-то момента, эвтрофирование, получая внутриводоемное ускорение, становится необратимым, вызывая деградацию озерных систем и водохранилищ.

Начиная с 50-х годов XX в. происходит резкое увеличение поступления биогенных элементов в водоемы. Это связано, прежде всего, с ростом применения минеральных удобрений и новых моющих средств (на фосфорной основе). С поверхностным стоком эти вещества попадают в водоемы. Так, например, в СССР попадание действующего вещества от различных антропогенных источников составляло в 1960 г. по азоту 2806 тыс. т, по фосфору - около 450 тыс. т, а в 1985 г. - соответственно 9233 и 893 тыс. т (Пастухова, 1987). Распределяется это количество очень неравномерно. Если в среднем по стране минеральных удобрений приходится 30 кг/га, то в Средней Азии - 480- 600 кг/га. Только за счет смыва удобрений с полей поверхностным стоком в водоемы у нас поступает ежегодно около 2, 5 млн. т удобрений.

Дополнительным источником поступления эвтрофирующих веществ в водоемы является атмосферный перенос выбросов промышленности. Так, с осадками в Швеции поступает 1-3 кг/га азота, в ряде районов ФРГ- 12-16 кг/га, в европейской части в 50-е годы поступало 3-4,5 кг/га. Фосфора с атмосферными осадками - примерно втрое меньше.

Огромное количество биогенных элементов поступает и в моря. Ежегодное количество азота, сбрасываемого Финляндией и Швецией только в Ботнический залив Балтийского моря, составляло в 70-75-е годы 81 тыс. т, а фосфора - 6, 2 тыс. т.

В результате в короткий исторический срок, за 20-25 лет, происходит интенсивное старение водоемов. Практически повсеместно, на 1-2 порядка, повышается трофический статус озер и водохранилищ, наблюдается превращение олиготрофных озер порой в эвтрофные, а мезотрофных в гипертрофные. Этот процесс коснулся не только малых и средних, но и крупных озер, таких, как Великие Озера, Ладожское, Севан, Балатон, и даже морей - Балтийского, Черного и др. Происходит так называемое цветение воды, при котором биомасса водорослей достигает десятков и даже сотен граммов на 1 м³. Отмирая и разлагаясь, эта органика образует на дне морей и их заливов гигантские по своей площади мертвые участки. Площадь таких зон в Балтийском море уже в 1975 г. занимала 20 % поверхности дна (84 тыс. км²).

Увеличение трофического статуса водоема ведет к резкому изменению видового состава и численности рыбного населения. Для северных пресноводных водоемов эта последовательность изменений хорошо известна: лососевые - сиговые - корюшковые - окуневые - карповые. При этом, как правило, длинноцикловые и более ценные виды рыб заменяются короткоцикловыми и с рыбохозяйственной точки зрения значительно менее ценными видами.

РОЗДЕЛ ІІ ТЕНДЕНЦИИ В ЭВТРОФИКАЦИИ ВОД