- •Опорный конспект лекций
- •Донецк, 2017 г.
- •1. Цель и задачи освоения дисциплины
- •Философия
- •1.2 Структура современной экологии
- •Тема 2. Экосистемы и законы их функционирования (2ч)
- •Лекция № 2 (2 ч ).
- •2.1 Структура и функционирование экосистем
- •2.2 Виды экосистем
- •2.3 Общие закономерности организации биосферы Земли как глобальной экосистемы
- •Тема 3. Энергия в экосистемах (2ч)
- •Лекция № 3 Энергия в экосистемах (2 ч ).
- •3.1 Законы преобразования энергии
- •3.2 Формы и качество энергии
- •3.3 Поток энергии и продуктивность экосистемы
- •3.4 Энергетические типы экосистем
- •3.5 Энергия и деньги
- •Тема 4. Круговорот веществ (2 ч ).
- •Лекция № 4 Круговорот веществ (2 ч ).
- •4.1 Глобальный круговорот веществ
- •4.2 Круговороты газообразных веществ
- •4.3 Осадочные циклы
- •4.4 Возврат веществ в кругооборот
- •Тема 5. Условия существования живых организмов на Земле (2 ч ).
- •Лекция № 5. Условия существования живых организмов на Земле(2 ч ).
- •5.1 Абиотические, биотические и антропогенные факторы среды
- •5.2 Адаптационные возможности живых систем. Гомеостаз.
- •5.3 Лимитирующие факторы среды. Правило Либиха
- •Тема 6. Глобальные проблемы (2 ч ).
- •Лекция № 6. Глобальные проблемы (2 ч ).
- •6.1 Проблемы цивилизации
- •6.2 Энергетические источники
- •6.3 Демографическаяи продовольственная проблемы
- •6.4 Парниковый эффект
- •6.5 Озоновые дыры
- •6.6 Кислотные дожди
- •6.7 Антропогенное эвтрофирование
- •6.8 Деградация наземных экосистем
- •Тема 7. Окружающая среда и здоровье человека (2 ч ).
- •Лекция № 7. Окружающая среда и здоровье человека (2 ч ).
- •7.1 Состояние биосферы и болезни
- •7.2 Биологические факторы риска
- •7.3 Химические факторы
- •7.4 Физические факторы
- •7.5 Добровольный риск
- •Тема 8. Решение экологических проблем антропогенного происхождения (3 ч ).
- •Лекция № 8. Решение экологических проблем антропогенного происхождени(3 ч ).
- •8.1 Экологическая защита и экологическая безопасность
- •8.2 Государственный экомониторинг и производственный контроль
- •8.3 Санитарно- гигиеническое нормирование
- •8.4 Отходы, их классификация и утилизация
- •8.5 Экономические аспекты экологической безопасности.
- •Ставки налога за временное хранение радиоактивных отходов их производителями сверх установленного условиями разрешения срока:
- •3. Литература
- •Internet-ресурсы
- •Содержание
6.7 Антропогенное эвтрофирование
Одним из проявлений воздействий человека на природную среду является антропогенное эвтрофирование водоемов (гр. trophe - пища, ей - хороший, избыточный).
Трофность водоемов как термин был введен в 1921 г. немецкими гидробиологами А. Тинеманом и Э. Науманом для обозначения способности водоемов фотосинтезировать органическое вещество как основу кормовой базы для рыб. Эвтрофирование может происходить естественным путем и в результате деятельности человека - антропогенное эвтрофирование. Естественный процесс длится сотни и тысячи лет. При антропогенном эвтрофировании скорость фотосинтеза резко увеличивается вследствие поступления в водоемы питательных веществ со сточными водами и поверхностным стоком.
Наиболее очевидным проявлением антропогенного эвтрофирования является массовое развитие микроскопических планктонных водорослей, обитающих в толще воды - фитопланктона, и высшей водной растительности.
Антропогенное эвтрофирование ведет к вторичному загрязнению воды и нарушению всех видов водопользования. Прежде всего, из-за засорения фильтров, водоприемных устройств, трубопроводов массой водорослей требуется их промывка, что серьезно затрудняет водоснабжение. Повышение уровня трофности сопровождается изменением состава фитопланктона: начинают преобладать синезеленые водоросли (90 - 95 % от общей численности фитопланктона). Некоторые виды этих водорослей придают воде неприятный запах и вкус, могут выделять токсичные вещества. При отмирании водорослей в местах их массового скопления поглощается кислород и возникают заморные явления.
При разложении водорослей в воде увеличивается концентрация свободной углекислоты, аммиака, сероводорода, восстановленных соединений железа, марганца и других веществ. Это приводит к резкому ухудшению качества питьевой воды, иногда делает ее токсичной. В водопроводной сети выпадает осадок гидрооксида железа. Увеличивается агрессивность воды относительно бетона, разрушаются материалы, применяемые в гидростроительстве. Ресурсная деградация водоемов и нарушение всех видов водопользования ставят проблему антропогенного эвтрофирования в ряд глобальных.
Причины антропогенного эвтрофирования - избыточное поступление в водоемы биогенных веществ. Основными питательными для водорослей (биогенными) веществами являются минеральные формы углерода, азота и фосфора. Содержание углерода в воде в форме углекислоты, дикарбонатов и органических веществ практически всегда достаточно; лимитируют или стимулируют развитие водорослей обычно соединения фосфора и азота. Связь эвтрофирования водоемов с обогащением их фосфором и азотом не нуждается в специальных доказательствах и вытекает из схемы балансового уравнения фотосинтеза:
106СО2+90Н2О+16NO-3 +РО4 3-=C106H180O46N16P+154О2
Согласно закону действующих масс при увеличении концентрации азота и фосфора скорость прямой реакции, т. е. скорость фотосинтеза, возрастает, что и приводит к эвтрофированию. Это положение подтверждено многочисленными исследованиями на водоемах.
Основные источники антропогенного поступления биогенных веществ в воду - бытовые и промышленные сточные воды, поверхностный сток с городских территорий, рекреационные зоны и смыв с полей минеральных удобрений. При этом соотношение азота и фосфора для разных источников различно. При разработке мероприятий по предотвращению антропогенного эвтрофирования, прежде всего, должен решаться вопрос о предельно допустимом сбросе (ПДС) биогенных веществ в конкретный водоем. Для инженерных расчетов ПДС эвтрофирующих веществ необходимо располагать нормативами на предельно допустимые концентрации их в водоеме, хотя бы для основных регуляторов трофности - азота и фосфора.