Антропогенна евтрофікація внутрішніх водоймищ. Причини, механізм, наслідки, шляхи подолання

Міністерство  науки та освіти України

Запорізька  державна інженерна академія

Кафедра охорони праці і екології металургійного виробництва 
 
 
 

Контрольна  робота:

з дисципліни «Екологія»

на тему: «Антропогенна евтрофікація внутрішніх водоймищ. Причини, механізм, наслідки, шляхи подолання» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Виконав:                                                                                                            Іванов О.О 
 

Перевірив:                                                                                                Румянцев В.Р.

Запоріжжя 2009

    Зміст

         1. Антропогенна евтрофікація внутрішніх водоймищ. Причини, механізм, наслідки, шляхи подолання……………………………………………………………3

         2. Задача1………………………………………………………………………17

         3. Задача2………………………………………………………………………18

         4. Задача3……………………………………………………………………….20

         5. Задача4……………………………………………………………………….22

         6. Задача5……………………………………………………………………….24

         7. Задача6……………………………………………………………………….29

    Антропогенна евтрофікація внутрішніх водоймищ. Причини, механізм, наслідки, шляхи подолання.

   Забруднення водних экосистем становить величезну  небезпеку для всіх живих організмів й, зокрема, для людини.

   Прісноводні экосистемы. Установлено, що під впливом  забруднюючих речовин у прісноводних экосистемах відзначається падіння  їхньої стійкості внаслідок порушення  харчової піраміди й ламання сигнальних зв'язків у біоценозі, мікробіологічного  забруднення, эвтрофирования й інших украй несприятливих процесів. Вони знижують темпи росту гідробіонтів, їхня плідність, а в ряді випадків приводять до їхньої загибелі.

   Найбільш  вивчений процес эвтрофирования водойм. Цей природний процес, характерний  для всього геологічного минулого планети, звичайно протікає дуже повільно й поступово, однак в останні десятиліття, у зв'язку зі зрослим антропогенним впливом, швидкість його розвитку різко збільшилася.

     Антропогенна  эвтрофикация водойм, (від гр. eu - добре  й trophe - харчування й лат. facio - роблю),- різке посилення первинного продукування у водоймах, що супроводжується появою цілого комплексу порушень у стані экосистемы внаслідок надлишкового надходження биогенов- азоту, фосфору й інших елементів у вигляді добрив, що миють речовин, (разом зі стічними водами із с.-х. полів, животноводч. кому плексов, підприємств, населених пунктів , атмосферних аерозолів і т.д.

   Антропогенне  эвтрофирование досить негативно впливає  на прісноводні экосистемы, приводячи  до перебудови структури трофічних зв'язків гідробіонтів, різкому зростанню біомаси фітопланктону завдяки масовому розмноженню синезеленых водоростей, що викликають “цвітіння” води, що погіршують її якість й умови життя гідробіонтів (до того ж виділяють небезпечні не тільки для гідробіонтів, але й для людини токсини). Зростання маси фітопланктону супроводжується зменшенням розмаїтості видів, що приводить до непоправної втрати генофонду, зменшенню здатності экосистем до гомеостазу й саморегуляції. 

     Процеси антропогенної эвтрофикации охоплюють багато великих озер миру - Великі Американські озера, Балатон, Ладожское, Женевське й ін., а також водоймища й річкові экосистемы, у першу чергу малі ріки. На цих ріках, крім катастрофічно зростаючої біомаси синезеленых водоростей, з берегів відбувається заростання їхньою вищою рослинністю. Самі ж синезеленые водорості в результаті своєї життєдіяльності роблять найсильніші токсини, що представляють небезпеку для гідробіонтів і людини.

   Крім  надлишку біогенних речовин на прісноводні  экосистемы згубний вплив роблять й інші забруднюючі речовини: важкі метали (свинець, кадмій, нікель й ін.), феноли, СПАВШИ й ін. Так, наприклад, водні організми Байкалу, що пристосувалися в процесі тривалої еволюції до природного набору хімічних сполук припливів озера, виявилися нездатними до переробки далеких природним водам хімічних сполук (нафтопродуктів, важких металів, солей й ін.). У результаті відзначене збідніння гідробіонтів, зменшення біомаси зоопланктону, загибель значної частини популяції байкальської нерпи й ін. 

   Эвтрофикация, обумовлена діяльністю людини. Розвивається в результаті збагачення водойми  біогенними елементами, що надходять  зі стічними водами, а також з  поверхневим стоком з полів, що вдобрюють; приводить до "цвітіння" води й  до різкого погіршення її якості.

   Эвтрофикация  може знизити рекреаційну цінність поверхневих вод і можливості їхнього використання для лову риби, купань і т.п., а, отже, може спричинити соціальні наслідки й економічні втрати.

   Надходження часток ґрунту в поверхневому стоці  у водойми також негативно позначається на якості води. У результаті змиву відбувається помутніння води й погіршення кисневого режиму у воді. Перше особливо добре помітно після сильних заливних дощів, коли змив часток ґрунту із прибережних територій, у тому числі й сільськогосподарських, збільшується в кілька разів. У результаті цього відбувається погіршення рекреаційних достоїнств водойм: відразливий вид, мутність води, небезпека для що купаються й т.п.

   Очищення  водойм  від органічного й біогенного забруднення, відновлення біологічного балансу й самоочищення.

   Розрізняють природну, стічну й денатуровану воду. Природна вода - це вода, що якісно й  кількісно формується під впливом  природних процесів при відсутності  антропогенного впливу і якісні показники  якої перебувають на природному среднемноголетнем рівні. Стічна вода - це вода, що була в побутовому, виробничому або сільськогосподарському вживанні, а також минула через яку-небудь забруднену територію, у тому числі населеного пункту. Природна вода, що піддає антропогенному забрудненню, наприклад, шляхом змішання зі стічною водою, називається денатурованої або природно-антропогенної.

          Природна водойма являє собою  біологічно збалансовану екологічну cистему настроєну на самоочищення  й самовідновлення. Це природний стан біологічного балансу може бути порушене як у результаті природного старіння водойми, нагромадження у водоймі природної органіки: листя, гілок, екскрементів риб і водоплавних птахів, що відмерли водяних рослин, так й у результаті інтенсивного забруднення водойми органічними речовинами й живильними (біогенними) елементами: сміття, зливові стічні води, нанос із полів і доріг, погано очищені стічні води, каналізація, добрива удосталь доставляють у водойму органікові. Потрапивши у водойму, органічні речовини частково розчиняються у воді, частково опускаються на дно водойми, де з них формується органічна біомаса донного мулу, що піддається безперервному розкладанню гнильними бактеріями й грибками. При розкладанні, органічні речовини інтенсивно забирають із води розчинений кисень, виділяючи у воду продукти розпаду - живильні (біогенні) елементи азоту, фосфору. Надлишок у водоймі органічних речовин і живильних елементів приводить спочатку до порушення біологічної рівноваги й придушенню біологічного самоочищення водойми, а потім до зміни типу экосистемы ставка або озера на эвтрофный - тобто до заболочування. Ознаками інтенсивного забруднення є високий рівень донного осаду, висока мутність води особливо в теплий період, плівка на поверхні водного дзеркала, неприємний захід, активне газоутворення, періодичні замори, неконтрольоване розмноження фітопланктону: синьо-зелені водорості, твань, ряска. Спалаху розмноження cине-зеленых водоростей ("цвітіння" водойми) чергуються із заморами, тому що розкладання біомаси синьо-зелених водоростей, що відмирають, забирає з води життєво необхідний кисень і виробляє живильні елементи для нового масового "цвітіння".

   Забруднення водойми в першу чергу негативно  впливає на ключовий елемент біологічної  рівноваги й самоочищення водойми - склад корисної мікрофлори водойми (біоценоз). Число корисних мікроорганізмів в 1 мол. забрудненої води різко скорочується, збіднюється й змінюється їхній видовий склад, у той же час у брудній воді активно розвиваються потенційно небезпечні мікроорганізми функціонуючі при +30-37 С, у такий спосіб забрудненням придушуються мікробне самоочищення й самознезаражування водойми. Водойми з порушеним мікробіологічним самоочищенням швидше перенасичуються неокисленою органікою й біогенними елементами, що необратимо приводить до эвтрофикации (заболочування) водойми - зміні типу водної экосистемы ставка або озера на болотний. Для порятунку й відновлення водойми необхідне інтенсивне очищення води й донних відкладень від гниючої органіки й біогенних елементів, відновлення кисневого режиму й механізмів біологічного самоочищення водойми. Боротьба із забрудненням водойми синьо-зеленими водоростями, тванню, ряскою також не розглядається окремо від очищення водойми від органічного й біогенного забруднення, відновлення біологічного балансу й самоочищення.  

   Забруднення стічними водами в результаті промислового виробництва, а також комунально-побутовими стоками веде до эвтрофикации водойм -приводящему до загибелі інших водних экосистем з непротічною водою (озер, ставків), а іноді до заболочування місцевості.

   Досить  шкідливим забруднювачем промислових  вод є фенол. Він утримується  в стічних водах багатьох нафтохімічних  підприємств. При цьому різко  знижуються біологічні процеси водойм, процес їхнього самоочищення, вода здобуває специфічний захід карболки.

   На  життя населення водойм згубно впливають  стічні води целюлозно-паперової промисловості. Окислювання деревної маси супроводжується  поглинанням значної кількості  кисню, що приводить до загибелі ікри, мальків і дорослих риб. Волокна й інші нерозчинні речовини засмічують воду й погіршують її фізико-хімічні властивості. На рибах і на їхньому кормі - безхребетних - несприятливо відбиваються молевые сплави. Із гниючої деревини й кори виділяються у воду різні дубильні речовини. Смола й інші екстрактивні продукти розкладаються й поглинають багато кисню, викликаючи загибель риби, особливо молоді й ікри. Крім того, молевые сплави сильно засмічують ріки, а затонула колода нерідко повністю забиває їхнє дно, позбавляючи риб нерестовищ і кормових місць.

   Нафтопродукти

   Ступінь впливу нафтопродуктів на водне середовище визначається насамперед їхнім складом. У високомолекулярних фракціях нафти  втримується до 5 % сірки, 1% азоту  й кисню, а також різні комплексообразущие метали. У водному середовищі нафтопродукти утворять плівку, що взаємодіє із природною поверхневою плівкою, збільшуючи її товщину й образуя квазиравновесную систему. Одна тонна нафти може розтікатися й покрити поверхня води, рівну 20 км², протягом 6-7 доби. До 25 % від загальної маси (легколетучие компоненти) випаровується за кілька днів. Важкі фракції осідають на дно водойми, змінюючи біологічні особливості середовища перебування.

   Нефть і нафтопродукти на сучасному  етапі є основними забруднювачами внутрішніх водойм, вод і морів, Світового океану. Потрапляючи у водойми, вони створюють різні форми забруднення: плаваючу на воді нафтову плівку, розчинені або эмульгированные у воді  нафтопродукти, що осіли на дно важкі фракції й т.д. Це утрудняє процеси фотосинтезу у воді через припинення доступу сонячних променів, а також викликає загибель рослин і тварин. При цьому змінюється захід, смак, фарбування, поверхневий натяг, в'язкість води, зменшується кількість кисню, з'являються  шкідливі органічні речовини, вода здобуває токсичні властивості і  являє загрозу не тільки для людини. 12 м нафти роблять непридатної для вживання тонну води. Кожна тонна нафти створює нафтову плівку на площі до 12 кв. км. Відновлення уражених экосистем займає 10-15 років.

   Атомні  електростанції радіоактивними відходами  забруднюють ріки. Радіоактивні речовини концентруються дрібними планктонними мікроорганізмами й рибою, потім по ланцюзі харчування передаються іншою твариною. Установлено, що радіоактивність планктонних мешканців у тисячі разів вище, ніж води, у якій вони живуть.

   Стічні  води, що мають підвищену радіоактивність (100 кюрі на 1л і більше), підлягають похованню в підземні безстічні  басейни й спеціальні резервуари.

   Радіоактивне  забруднення.

   Радіоактивні  ізотопи хімічних елементів можуть попадати в навколишнє середовище, насамперед у водойми, з неочищеними й недоочищеними радіоактивними стічними водами, при ненадійному похованні рідких і твердих відходів атомних електростанцій і хімічних підприємств по переробці ядерного палива, а також внаслідок випадання радіоактивних часток з атмосфери на поверхню Землі разом з дощем і снігом.

   При вживанні забруднені води, молока і їжі радіоізотопи легко проникають у клітки організму, накопичуються в ньому й, випромінюючи потужні a -, b - або g -промені, вражають організм, викликають лейкемію, рак, генетичні ушкодження кліток. Наприклад, радіоактивні уран, торий і радій, що випромінюють важкі a -частки, дуже легко руйнують молекули ДНК у ядрах кліток і тому вважаються найбільш токсичними із всіх радіоактивних елементів.