Eutrofizare

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Eutrofizare evidentă pe râul Potomac, cauzată de o creștere mare a cianobacteriilor.

Eutrofizarea (din franceză eutrophisation) reprezintă îmbogățirea apelor curgătoare, dar mai ales a celor stătătoare, cu nutrienți, în special cu compuși ai azotului și/sau ai fosforului, determinând o creștere accelerată a algelor și a altor forme vegetale superioare, care conduce la o perturbare nedorită a echilibrului organismelor acvatice și asupra calității apei[1], în special prin creșterea masei organice din apele stătătoare.[2]

Eutrofizarea poate fi un proces natural de evoluție a unui lac. Din momentul formării sale, bazinul acvatic trece, în condiții naturale, prin câteva stadii de dezvoltare: ultraoligotrofic, oligotrofic, mezotrofic, iar în final bazinul acvatic devine eutrofic și hipereutrofic (are loc “îmbătrânirea” și pieirea bazinului acvatic). Spre deosebire de cea naturală, eutrofizarea antropogenă este considerată o poluare nutrițională.[3] Aceasta este reacția de răspuns a unui ecosistem (acvatic) la adăugarea diverselor substanțe artificiale sau naturale, cum ar fi nitrații și fosfații.[4]

Eutrofizarea apare în special în lacurile unde circulația (aerarea) apei este redusă. Iazurile se transformă treptat în mlaștini, creându-se condiții specifice pentru acest tip de biotop.[5]

Conducând la o creștere puternică a algelor și macrofitelor (așa-numita „înflorire algală”) care apoi mor, eutrofizarea are consecințe grave, dintre care principalele sunt:[6]

  • scăderea calității apei (culoare, gust, miros, tulburare, scăderea oxigenului, creșterea concentrației de fier, mangan, bioxid de carbon, amoniu, metan, hidrogen sulfurat etc.);
  • corodarea conductelor;
  • afectarea funcțiunilor recreative ale lacurilor (turbiditate crescută a apei și miros ce o fac neatractivă, afectarea înotătorilor prin dermatite și conjunctivite de contact cu apa alcalină, risc crescut de diverse boli ex. Schistostomiază, risc boli diareice la înghițirea apei încărcate cu toxice algale);
  • afectarea pisciculturii (mortalitate piscicolă, dezvoltarea speciilor nedorite);
  • alte consecințe diverse (înfundarea filtrelor, țevilor etc.)

Definiție și mecanism[modificare | modificare sursă]

Excedentele de azot în Europa (2005)

Termenul „eutrofic” provine din grecescul eutrophos care înseamnă „bine hrănit” și a fost folosit pentru prima dată de botanistul german Carl Albert Weber. Termenii „eutrofic”, „mezotrofic” și „oligotrofic” au fost folosiți în limnologie doisprezece ani mai târziu de botanistul suedez Einar Naumann pentru a descrie tipurile de lacuri de apă dulce care conțin concentrații mari, medii sau scăzute de fosfor, azot și calciu.[7]

Eutrofizarea în sensul cel mai larg este definită ca acumularea de nutrienți în ecosisteme și în compartimentele ecosistemelor. Eutrofizarea în sens restrâns este îmbogățirea naturală, dar mai ales artificială a apelor stătătoare sau a celor cu curgere lentă cu nutrienți (în primul rând azot și fosfor, dar și siliciu, potasiu, calciu, fier sau mangan), precum și impactul unei astfel de acumulări asupra ecosistemelor acvatice.[8]

Creșterea concentrațiilor de nutrienți duce la creșterea accelerată a plantelor acvatice, atât a macrofitelor (plantelor acvatice superioare), cât și a fitoplanctonului. Pe măsură ce tot mai multe plante devin disponibile ca sursă de hrană, vor fi tot mai multe specii de nevertebrate și pești. Apoi biomasa în corpul de apă crește, iar diversitatea biologică scade. Odată cu o eutrofizare mai pronunțată, descompunerea bacteriană a biomasei în exces duce la un consum mare de oxigen, care poate rezulta în insuficiență de oxigen începând cu sedimentele de pe fund și apele mai adânci. Zone hipoxice (adică cu concentrații scăzute de oxigen) apar adesea în lacurile adânci în timpul verii. Cauză este formarea unui strat rece de adâncime, sărac în oxigen și a unui strat cald de suprafață, bogat în oxigen. Apele foarte eutrofice pot deveni hipoxice pe toată adâncimea lor după proliferarea în masă a algelor (înflorirea algelor) sau creșterea excesivă a macrofitelor. În cazuri extreme, acest lucru poate duce la moartea tuturor organismelor superioare, cum ar fi peștii.[9]

Cauzele eutrofizării[modificare | modificare sursă]

Îngrășămintele plantelor agricole (fosforul și azotul) stimulează creșterea plantelor și algelor în șanțul de-a lungul câmpului cultivat

Organismele vii au nevoie de aproximativ 40 de elemente pentru a-și susține creșterea și reproducerea. Dintre toate elementele derivate din scoarța terestră care sunt prezente în țesutul vegetal, fosforul este unul dintre elementele a cărui procentaj este mai mic în litosferă decât în ​​țesutul vegetal. Prin urmare, fosforul poate fi considerat candidatul principal pentru a fi un factor limitativ. Dintre elementele derivate din atmosferă sau hidrosferă, azotul poate fi limitativ, deoarece se găsește în mare parte în stare gazoasă, care nu poate fi utilizată direct de către plante. Dispariția acestor factori limitativi poate fi văzută drept cauza finală a eutrofizării.[10]

Pentru a înțelege eutrofizarea, este necesar să se facă distincția între efectele naturale ale umplerii și succesiunii care afectează lent un lac și rezultatele livrării accelerate de nutrienți din bazinul său hidrografic. Ecologul american Raymond Lindeman a definit pentru prima dată eutrofizarea ca fiind o etapă naturală a vieții unui lac, care se umple cu sedimente erodate din bazinul său hidrografic și cu materie organică din propriul metabolism. Începând cu o etapă oligotrofă cu productivitate scăzută, un lac temperat tipic din regiunile glaciare își crește rapid productivitatea pe măsură ce nutrienții se acumulează, până atinge o stare stabilă de eutrofie. Acest lucru poate dura mult timp - mii de ani - până lacul devine prea puțin adânc pentru creșterea eficientă a fitoplanctonului sau regenerarea nutrienților și se transformă într-o mlaștină.[11]

În ceea ce privește eutrofizarea artificială, despădurirea poate fi identificată ca fiind una dintre cauzele sale imediate. Studiile asupra bazinelor hidrografice împădurite au arătat că spălarea nutrienților este foarte scăzută acolo, deoarece ciclurile în cadrul vegetației ecosistemului terestru sunt foarte strânse. Scurgerea de pe terenurile arabile este cea mai bogată în nutrienți, în timp ce cea de pe pășunile naturale sau secundare conține și mai mulți nutrienți decât scurgerea de pe terenurile împădurite.[12] Pe de altă parte, studiile au constatat că concentrațiile de azot din scurgerea de pe terenurile defrișate au revenit la nivelurile scăzute ale pădurilor neperturbate în trei ani după ce a fost permisă regenerarea vegetației.[13]

Intensificarea agriculturii duce la fel la o spălare mai puternică a nutrienților. Volumul exact al pierderilor depinde de diverși factori; acestea includ, mai întâi de toate, tipul de sol, drenajul solului, precipitațiile, tipul și întinderea vegetației, tipul și cantitatea de îngrășăminte aplicate și densitatea animalelor domestice. Pierderile de azot cresc odată cu intensitatea utilizării terenului și aplicarea îngrășămintelor mai mult decât pierderile de fosfor datorită mobilității mai mari a compușilor de azot solubili.[14]

Pierderile de fosfor din culturile intensive rămân comparativ scăzute, cu excepția cazului în care are loc eroziunea solului sau suprasaturarea cu apă. Inundarea câmpului face fosforul (P) mai solubil; de exemplu, terenurile din California cultivate cu orez au pierdut până la 530 g P/ha/an în comparație cu doar 80-200 g în cazul lucernei. Creșterea pantei cauzează o creștere mai puternică a spălării fosforului decât celei a azotului (N) deoarece crește mobilitatea particulelor; o creștere a pantei de la 8° la 20° a sporit pierderile de fosfor cu 360% (de la 450 g P/ha), însă doar a dublat pierderile de azot (de la 16 kg N/ha).[15]

Un alt aspect este că până în anii 1930 a fost ca îngrășământ în cea mai mare parte bălegarul. Acest tip de fertilizare duce rareori la pierderi de nutrienți mai mari decât din solul nefertilizat. Pierderile cresc atunci când sunt aplicate atât bălegarul lichid, cât și îngrășământul artificial, cele două forme cel mai des folosite de întreprinderile agricole moderne. Animale crescute în cadrul unor complexe agroindustriale mari sunt acum hrănite mai degrabă cu siloz (iarba compostată) decât cu fân (iarbă uscată), rezultând un bălegar mai lichid.[16]

O altă sursă agricolă de nutrienți, în special în zonele muntoase, este piscicultura. Crescătoriile de pește, mai ales de salmonide, generează probleme deoarece sunt situate în zone în care scurgerea de nutrienți este în mod natural relativ scăzută, iar calitatea apei este ridicată.[17]

Apa uzată din gospodăriile casnice și industrie este o sursă importantă de azot și fosfor în corpurile de apă. O proporție semnificativă de fosfați în apa reziduală menajeră provine din detergenții de rufe și detergenții pentru mașini de spălat vase. În Uniunea Europeană detergenții de rufe destinați consumatorilor cu un conținut de fosfor ≥ 0,5 g sunt interziși de la 30 iunie 2013 și detergenții de spălat vase destinați consumatorilor cu un conținut de fosfor ≥ 0,3 g de la 1 ianuarie 2017.[18] Industriile care produc cei mai mulți nutrienți sunt companiile de prelucrare a alimentelor precum fabricile de bere, fabricile de lapte, abatoarele, fabricile de conserve, rafinăriile de zahăr, dar și șantierele de construcții.[19] În unele țări, cum ar fi, de exemplu, Marea Britanie, sistemele de canalizare menajeră și pluvială sunt combinate. aceasta având dezavantajul că la multe stații de epurare pe timp de furtună au loc revărsări de apă netratată sau numai cu o sedimentare minimă. Apa reziduală prezintă importanță ca sursă de fosfor, în timp ce agricultura este mai importantă ca sursă de azot.[20]

Efectele eutrofizării[modificare | modificare sursă]

Unul dintre cele mai vizibile efecte biologice ale eutrofizării este proliferarea fitoplanctonului (așa-numita înflorire a apei) și modificarea compoziției speciilor de fitoplancton[21]. Aportul sporit de nutrienți favorizează speciile care utilizează diferite strategii fiziologice și ecologice pentru a se adapta la capacitatea de susținere a corpului de apă față de cele care își maximizează ritmul de creștere și populațiile cărora pot varia semnificativ. Taxonii de alge responsabili pentru astfel de înfloriri în apă dulce sunt de obicei cianobacteriile[22]. Biomasa totală a zooplanctonului crește, de asemenea, odată cu procesele de eutrofizare, care duc și la o dominație tot mai mare a formelor mai mici care pot să se hrănească cu cianobacterii[23].

Bibliografie[modificare | modificare sursă]

  • Harper, David, Eutrophication of freshwaters. Londra, Ed. Chapman&Hall, 1992
  • Ansari, Abid; Gill, Sarvajeet; Lanza, Guy; Rast, Walter. (Editori) Eutrophication: Causes, Consequences and Control. Dordrecht, Heidelberg, London, New York, Ed. Springer, 2011

Referințe[modificare | modificare sursă]

  1. ^ Terminologie specifică epurării apelor (conform HG nr.188/2002 modificată și completată cu HG nr.352/2005)
  2. ^ Eutrofizare” la DEX online Accesat pe 24 iulie 2014
  3. ^ Introducere în protecția mediului
  4. ^ Schindler, David and Vallentyne, John R. (2004) Over fertilization of the World's Freshwaters and Estuaries, University of Alberta Press, p. 1, ISBN 0-88864-484-1
  5. ^ „Troficitatea unor lacuri din municipiul Chișinău” (PDF). Arhivat din original (PDF) la . Accesat în . 
  6. ^ Eutrofizarea apei
  7. ^ Harper, David (). Eutrophication of freshwaters. Chapman&Hall. p. 2. 
  8. ^ „LEXIKON DER GEOWISSENSCHAFTEN: Eutrophierung”. Spektrum. 
  9. ^ Smith, V. H.; Tilman, G. D.; Nekola, J. C. (1999). "Eutrophication: Impacts of excess nutrient inputs on freshwater, marine, and terrestrial ecosystems". Environmental Pollution (Barking, Essex : 1987). 100 (1–3): 179–196. doi:10.1016/S0269-7491(99)00091-3. PMID 15093117.
  10. ^ Harper 1992, p. 29-30.
  11. ^ Harper 1992, p. 5.
  12. ^ Harper 1992, p. 36.
  13. ^ Harper 1992, p. 43.
  14. ^ Harper 1992, p. 45.
  15. ^ Harper 1992, p. 46.
  16. ^ Harper 1992, p. 47-49.
  17. ^ Harper 1992, p. 50.
  18. ^ „Regulament UE 259 din 2012”. EurLex. Accesat în . 
  19. ^ Carpenter, S. R.; Caraco, N. F.; Correll, D. L.; Howarth, R. W.; Sharpley, A. N.; Smith, V. H. (August 1998). "Nonpoint Pollution of Surface Waters with Phosphorus and Nitrogen". Ecological Applications. 8 (3): 559. doi:10.2307/2641247 Arhivat în , la Wayback Machine.. hdl:1813/60811. JSTOR 2641247.
  20. ^ Harper 1992, p. 51-54.
  21. ^ Ansari 2011, p. 250.
  22. ^ Harper 1992, p. 111-113.
  23. ^ Harper 1992, p. 127.

Legături externe[modificare | modificare sursă]