Эвтрофирование водоёмов

Эвтрофирование водоёмов (эвтрофикация) — это повышение уровня первичной продукции водных экосистем за счёт увеличения концентрации биогенных элементов, главным образом азота и фосфора. Интенсивное развитие водных растений и фитопланктона приводит к накоплению органического вещества, которое из-за неполной минерализации аккумулируется в водоёме.

Переход водоёма от олиготрофного (бедного питательными веществами) состояния через мезотрофное (среднее) к эвтрофному (богатому) связан с двумя процессами:

Накоплением донных отложений (сапропеля).
Уменьшением объёма водной толщи, что при прежней скорости поступления биогенов ведёт к росту их концентрации.

Различают два типа эвтрофирования:

Естественное — длится тысячелетиями и является частью природной сукцессии озёр.
Антропогенное (культурное) — происходит гораздо быстрее, особенно в водоёмах с замедленным водообменом: озёрах, водохранилищах, прудах и внутренних морях (часто в прибрежной зоне).

Источники поступления биогенных элементов

Основными источниками поступления азота и фосфора в водоёмы являются:

Сельскохозяйственный сток: смыв минеральных и органических удобрений с полей.
Коммунально-бытовые стоки: неочищенные или недостаточно очищенные сточные воды, содержащие фосфаты из моющих средств.
Промышленные стоки.
Атмосферные осадки, приносящие соединения азота от сжигания ископаемого топлива.
Эрозия почв, усиливающаяся при распашке земель и сведении лесов.

Интересно, что основной эвтрофирующий элемент различается:

Для морских водоёмов ключевым чаще является азот.
Для пресноводных — фосфор (иногда азот).

Последствия эвтрофирования

Повышение первичной продукции на начальных этапах создаёт богатую кормовую базу для рыб и других гидробионтов, что может привести к росту их численности. Однако дальнейшее развитие процесса ведёт к негативным последствиям:

«Цветение» воды (массовое развитие цианобактерий и водорослей).
Зарастание мелководий высшей водной растительностью.
Снижение прозрачности воды.
Дефицит растворённого кислорода, особенно в придонных слоях (из-за разложения отмирающей органики).
В конечном итоге — заморы рыб и гибель других аэробных организмов.

Борьба с эвтрофированием

Эвтрофирование — процесс обратимый. Наиболее эффективные меры борьбы направлены на сокращение поступления биогенов:

Технические: строительство современных очистных сооружений с глубокой очисткой от азота и фосфора, преграждение доступа стоков в водоём.
Агротехнические и лесохозяйственные: применение правил «хорошей сельскохозяйственной практики», создание водоохранных зон и прибрежных защитных полос для уменьшения выноса биогенов с водосборной площади.
Внутриводоёмные: для борьбы с последствиями гипоксии применяют искусственную аэрацию водоёмов или удаление бедных кислородом глубинных вод.

Современный контекст

Сегодня антропогенное эвтрофирование признано одной из глобальных экологических проблем. Особую озабоченность вызывает эвтрофикация замкнутых и полузамкнутых морских акваторий, таких как Балтийское, Чёрное и Азовское моря, где формируются обширные сезонные «мёртвые зоны» — области с критически низким содержанием кислорода. Современные стратегии управления направлены на комплексный подход к водосборным бассейнам (бассейновый принцип) и разработку экологических нормативов по допустимой нагрузке биогенными веществами.