Павлодар, 2021

6.1 Антропогендік эвтрофтанудың пайда болуы және себептері


Эвтрофтану дәрежесін бағалау үшін беткейлік және терең су қабаттарына тән биологиялық, химиялық және физикалық көрсеткіштер пайдалынылады. Мысалы, эпилимнион үшін мұндай көрсеткіштер – балдырлардың түрлік құрамы, саны, биомассасы және өнімдері, сапрофиттердің саны, макрофиттердің түрлік құрамы, көктемгі су айналымы барысындағы Р–РО4 мөлшері, фосфатаздар мен нитрогенездер белсенділігі. Гиполимнион үшін эвтрофтану дәрежесін анықтайтын көрсеткіштер – жазғы стагнацияның аяқ шеніндегі судағы О2 мөлшері, оттегінің биохимиялық тұтынылу, СО2-ның бөліну,  Р–РО4 мен азоттың еріген қосындыларының жинақталу, түпкейлік түзілімдерде метанның, күкіртсутектің қалыптасу мөлшерлері.

Фолленвайдер (1977) статикалық талдау негізінде судағы жалпы фосфордың, азоттың, «а»-хлорофилдің мөлшері (мг/м3 өлшемімен өлшенген) және сол судың мөлдірлігі (Секки дискісіндегі метр өлшемімен) тұрғысынан трофиялар жіктемесін ұсынды. Бұл көрсеткіштер төмендегі кестеде келтірілген.

 

1-кесте Су қоймасындағы трофи дәреесінің мөлшері

Су қоймасындағы трофия дәрежесі

Р,

мг/м3

N,

мг/м3

«а»-хлоро-фил, м

Мөлді-рлік, м

Олиготрофтылар үшін

8

660

1,7

9,9

Мезотрофтылар үшін

27

753

4,2

4,2

Эвтрофтылар үшін

84

1875

14,3

2,45

 

Антропогендік эвтрофтанудың жоғары дәрежелері континенттік су қоймаларына (көлдер, өзендер, суқоймалар) тән, алайда бұл құбылыс теңіздерде де ұшырасады.

Антропогендік эвтрофтанудың ең маңызды жағымсыз көріністерінің бірі – су қоймаларының гүлденуі (әдетте Mіcrocystіs, Anabacna, Aphanіztenon цианды бактериялары). Балдырлардың шамадан тыс қаулай өсуі судың ішімдік қасиетін күрт төмендетеді, (суға әр түрлі жағымсыз иіс пен дәм беретін метаболиттердің бөлінуі), ішімдік суды ұйымдастыруда сол суды тазартып өңдеу процесін қиындатады (сүзгілердің қоқыстануы). Өлгеннен кейін қалқып шыққан цианды балдырлар су бетінде тұтас желек сияқты төселеді, сөйтіп судың атмосфералық аэрациясын нашарлатады. Өлген балдырлардың ыдырауы анаэробты ыдырау өнімдерінің қалыптасу процесімен ұштаса өтеді. Жағалауға лақтырылған балдырлар массасының шіруі су алаптарының, олардың ішінде суқоймалардың рекреациялық мүмкіндіктерін пайдалану шараларын азайтады.

Цианды бактериялардың жаппай дамуы барысында «гүлдену ноқаттары» пайда болады. Бұл ноқаттар ауданы кейде бірнеше гектарға жетуі мүмкін, және де олар планктонда орналасқандардан анық дараланады. Осыған сәйкес, гүлдену ноқаттарында түрлі-түрлі белдемдер жекеленеді, олар: клеткалар қалқыған күйде болатын планктондық гүлдену ноқаттары, клеткалардың ботқа тектес және жалқаяқ массаларынан тұратын гипонейстондық гүлдену ноқаттары, сол сияқты аталған ноқаттың орта тұсында судың беткі жазықтығында жинақталған лас көпіршікті массалардан тұратын деструкциялық гүлдену ноқаттары.

Гүлдену ноқаттары штормдармен бұзылған жағдайда клеткалардың белгілі бір массалары қайраңдарға және жағалауға жапсарлас саяз өңірлерге шашылып қалады да, олардың өлген генерациялары гүлдену ноқаттарының жаңа аралдарын құрай бастайды, сөйтіп жақын өңірлер аталған бактериялардың жаңа популяциялары кеңінен дамыған «резерваттарға» айналады.

Су қоймаларының эвтрофтануына жағдай туғызатын заттар өздерінің құрамы, физиологиялық және экологиялық мәні жағынан әртүрлі болып келеді. Олардың ішіндегі ең бастылары – Р, N, сирегірек көміртек, кремний, тағы басқа. Алғашқы екеуінің ішінде фосфордың маңызы айырықша.

Эвтрофтанудағы фосфордың жетекші рөлі Шиндлер (1977) тәжрибелерінде көрсетілген. Канаданың көлдері оларға фосфордың келіп түсуі тоқталысымен-ақ тез арада өздерінің қалыпты жағдайына келе бастаған, және де бұл процесс осы көлдерге азот пен көміртегінің келіп түсуі толастамаған жағдайда жүзеге асқан. Көлдердің тереңдігі артқан сайын фосфордың шектік мөлшері де өсе түседі. Мысалы, фосфордың 0,02–0,5 г/см2 мөлшерге сәйкес келетін концентрациясы тереңдігі 5–15 м аралығындағы көлдердің эвтрофтануына әкеліп соқтырады, ал бұлардан тереңдеу көлдер фосфордың көрсетілген мөлшері жағдайында мезатрофты, тіпті олиготрофты болып қала береді.

 

2-кесте – Фосфор мен азоттың тереңдікке байланысты шектік мөлшерлері

Тереңдік, м

5

10

50

100

Фосфордың шектік мөлшері, мг/м2

70

100

250

400

Азоттың шектік мөлшері, г/мг2

1

1,5

4

6

Фосфордың екі есе көбеюі антропогендік эвтрофтануға әкеліп соқтырады.

Су қоймаларының термофикциясы – белгілі бір кәсіпорындардан, бірінші кезекте жылу электр орталықтарынан азды-көпті жылыған сулардың келіп түсуіне байланысты су қоймасы температуралық режимінің өзгерістерге ұшырауы. Су температурасының өсуі экожүйедегі зат айналу процесін, мәселен, алғашқы өнім қалыптасуды (биогендер жеткілікті мөлшерде болғанда) жылдамдатады, мұның өзі су қоймалары эвтрофтануына қосымша жағдай туғызады. Табиғи температуралық режимнің өзгеруі су қоймаларындағы флора мен фаунаның өзгеруіне әкеліп соқтырады, мұның өзі қалыпты экожүйе құрылымы мен функцияларына айтарлықтай өзгерістер енгізіп, сол экожүйені барынша нашарлатады.

Фауна мен флораның күрт азаюы температура көрсеткіші  30 °С-тан асқан жағдайда жүзеге асады.

Гидробионттар үшін судың жылыну дәрежесі ғана амас, температуралық өзгерістердің жылдамдығы да өте маңызды. Судың бірте-бірте жай ғана жылынуын гидробионттар жеңілірек көтереді, бұл жағдайда олардың жаппай қырылу температурасы да жоғарлай түседі. Гидробионттар әсіресе температураның күрт төмендеуін көтере алмайды. Салқындықтан талықсу жылулық талықсуға қарағанда қауіптірек болып келеді, бұл жайтты атом электр станцияларын азғантай уақытқа қана тоқтатқан жағдайда да қатты ескеру керек.

Су температурасының жоғарылауы гидробионттар физиологиясына күрделі түрде әсер етеді. Мысалы, бұл жағдайда балықтар қанының буферлігі төмендейді, олардың қаңқасының қалыптасу процесі өзгерістерге ұшырайды (карбонаттар концентрациясының төмендеуі), қанның рН көрсеткіші артады, вегетациялық мерзімін ұзартады, санын азайтады, түрлерін кемітеді.