9. EUTROFIZACJA

• rzeki mniej zależne od nutrientów

• w jeziorach zawartość fosforu wzrasta wskutek eutrofizacji a fosfor jest czynnikiem limitującym

• eutrofizacja jest naturalna i narasta w historii jeziora lecz nie jest liniowa

• jeziora przechodzą długą fazę oligotroficzną; fosfor wiąże się z jonami metali i strąca się depozycja w osadach dennych; cykl niedoskonały (cykl sedymentacyjny); fosfor z reguły w niedoborze

• jeśli jezioro płytkiestały dopływ fosforu wysoka koncentracja wysoka produkcja pierwotnazarastanie osady organicznerozkład wyczerpuje tlen uwalnianie fosforu z osadów

• objętość wód głębinowych większa tendencje do oligotrofizowania nie ma eutrofii

• eutrofizacja jest antropogeniczna

Objawy eutrofizacji:

• wzrost ilości sinic produkują toksyny sinicowe- śmiertelne

Remedium:

• biomanipulacja walka z objawami eutrofizacji; sposób eliminowania nadmiernej ilości glonów (np. przez konsumentów) poprzez promowanie roślinożerców

• nie oddziałuje na źródła dopływu fosforu do jezior

• niska biomasa zduszona przez konsumpcję jest niestabilna

• trzeba pozbyć się przyczyn !!!

• jeśli nadmiar materii organicznej; uda się usunąć to wpłynie na cykl biogeochemiczny fosforu w jeziorze; mniej sedymentuje; światło penetruje głębiej; fotosynteza intensywniejsza; poprawiają się warunki tlenowe w hypolimnionie

• fosforu dopływa tyle samo ale szybciej deponowany

• źródłem zagrożeń jest dopływ biogenów ze zlewni

• ścieki - źródła punktowe - przewaga; wielka ilość pierwiastków biogennych; poddają się kontroli; można oczyszczać wodę

• spływy powierzchniowe - zlewnia mała; J. tatrzańskie; niewielki ładunek fosforu ze zlewni

• jeśli zlewania bardzo duża (j. niżowe) podatne na eutrofizację

• można kierować spływające wody poza jezioro (ROWY OPASKOWE)

• opad atmosferyczny - istotne źródło p. biogennych jeziora w zlewni intensywnie wykorzystywanej gospodarczo drobiny porywane są przez wiatr i opadają do jeziora

• wiatr wywiewa materię organiczną

• dopływ fosforu może sięgać nawet 50 % całkowitego dopływu

• trudno utrzymać kontrolę trzeba promować tam roślinność

• eutrofizacja kulturowa

Jezioro Waszyngton

• fiordowe, uchodzi do Pacyfiku, w pobliżu jest miasto, z którego ścieki odprowadzane do tego jeziora

• na brzegach jeziora liczne posiadłości letniskowe

• na początku XX wieku było oligotroficzne (3 m widoczność krąszka Scch.)

• później intensywna eutrofizacja wysoka trofia w latach 50-tych (widoczność krążka 1 m)

• wzrosła biomasa fitoplanktonu

• dominuje sinica (Oscillatoria) której wcześniej nie było

• przyczyną były ścieki z miasta (50% dopływu fosforu)

• w ściekach stosunek azotu : fosforu 4:1

• proporcja Retinga - stosunek azotu do fosforu wacha się 10- 1 w ściekach fosfor jest w nadmiarze do azotu

• gwałtowne zmiany krążka Secchiego

Rekultywacja - ocalenie jeziora

• chciano odwrócić dopływ ścieków (oczyszczenie biologiczne nie usuwa fosforu)

• doprowadzono ścieki do odpływu odwrócenie ścieków - wyprowadzono je poza jezioro oligotrofizacja zwiększyła się widoczność krążka

• ilość fosforu spadła dramatyczny spadek gdy wartość osiągnęła 50 %

• najpierw zewnętrzny dopływ ustał; oligotrofizacja z pewnym opóźnieniem bo jest wewnętrzne zasilanie; pula zakumulowana

• biomasa glonów nie reaguje natychmiast

• zmiana składu gatunkowego fitoplanktonu

• może być tak że czynnikiem limitujacym staje się azot a nadmiar jest fosforu; odcięcie dopływu fosforu nie wpływa znacząco na biomasę glonów; dopiero redukcja gdy fosfor na powrót stanie się czynnikiem limitującym

• opóźnienie przezroczystości

zależność jest nieliniowa między ilością glonów a widzialnością krążka

• 
  poniżej 10 mg chlorofilu zależność zaczyna być ostra radykalny wzrost przezroczystości

• jeśli glonów mało to wzrost przezroczystości jest znaczny

• w zanieczyszczonym ściekami jeziorze dominowała Cyclopoida a Daphnia była nieobecna

• gdy znikneły ścieki to Daphnia się rozwinęły; wzrostła populacja planktonożernej stynki, która odżywia się krewetką, która jest planktonożerna i kontroowała ona Daphnia populacja Daphnia wzrosła bo była stynka i oczyściła się dzięki temu woda samoistna biomanipulacja

Udana rekultywacja odwrócenie dopływu ścieków.

Gdy nie da się odwrócić pozostaje oczyszczanie

• III - ci stopień oczyszczania chemiczne

• Eliminowanie fosforu zakaz stosowania detergentów

Oligotrofizacja - Jezioro Bodeńskie

• pierwotnie mezotroficzne; obciążenie ściekami z Renu i to doprowadziło , że stało się eutroficzne

• miasta nad Renem zaczęły oczyszczać ścieki i zredukował się dopływ fosforu

• okrzemki są małowrażliwe na deficyt fosforu korzystna przemiana struktury fitoplanktonu dzięki redukcji dopływu ścieków

• założenie oczyszczalni ścieków

Jezioro Trumen - przykład rekultywacji

• krótkie , oligotroficzne

• w XX w. Obciążone ściekami bytowymi i doprowadziło to do eutrofizacji

• zakwity sinic

• zarastanie roślinnością szuwarową

• zahamowano dopływ ścieków a ty nie doprowadził on do niczegojezioro było płytkie, fosfor stale wymywany; zasilanie wewnętrzne tak silne, że przez 10 lat była wysoka trofia

• usunięto warstwę osadu z fosforem wybrano z tego jeziora 0,5 m. Warstwy osadu

• osady hałdowano wodę gromadzono w lagunie i strącano fosfor z aluminium

• z 200 ng do 52 wzrosła przezroczystość

• z 20 cm do 85 cm światło penetrowało do dna

• redukcja biomasy glonów

• w płytkich jeziorach konieczne jest usunięcie osadów (kosztowne)

Gdy nie można zastosować tych sposobów i nie da się zredukować dopływów pierwiastków biogennych:

• Metody związane z wpływaniem na cykl biogeochemiczny fosforu Epilimnion natleniony a fosfor jest w osadach

• Mieszanie jezior- sztuczna stratyfikacja; pompowanie sprężonego powietrza i mieszanie wody destratyfikacja tlen dociera do osadu natlenienie hypolimnionu; uwalnianie fosforu

• zmiana struktury fitoplanktonu ustępują sinice, które nie lubią turbulencji

• czasowy wzrost produkcji pierwotnej

• mieszanie bez destratyfikacji 2 rury (jedna w drugiej) tłoczy się powietrze w wewnętrznej idzie powietrze do góry a w zewnętrznej opada i uwalnia się poniżej termokliny woda wraca latem gdy jest termoklina woda wraca do hypolimnionu; zimą brak termokliny; woda miesza się w całej kolumnie

• wody hypolimnionu napowietrzone bez zaburzenia stratyfikacji a fosfor nie dociera do powierzchni

• niekiedy do natlenienia osadów dennych stosuje się iniekcję azotanem, który unieruchamia fosfor wysoki stosunek azotu do fosforu działa przeciwko sinicom wykorzystujacym azot atmosferyczny

• nawożenie jezior azotem to częsta metoda rekultywacji. Azot utlenia osady i hamuje powrót fosforu

Metody skierowane ku fosforowi

• Usuwaie glonów bez działania na przyczyny ich dużej biomasy dodanie siarczanów, które są zabójcze dla glonów (miedziowanie jezior) miedź toksyczna; koncentracje dla planktonu i ryb ok. 10 mg/l u glonów są znacznie niższe. Umiarkowana ilość nie szkodzi zwierzętom a eliminuje glony zwalczanie zakwitów

• Filtrowanie takiej zawiesiny - technicznie ciężkie

• Zabiegi wobec makrofitów - koszenie makrofitów, bo jeziora nimi zarastają zgubne następstwamogą być zakwity glonów bo makrofity to konkurencja dla glonów gdy są makrofity to mniej glonów usuwanie makrofitów to usuwanie pierwiastków biogennych kumulowanych w ich masie sposób na pozbycie się pierwiastków biogennych

• Rura Olszewskiego - tamuje się wypływ z jeziora (jezioro przepływowe)tama z rurą, której koniec umieszcza się w najgłębszym miejscu syfonuje się jezioro wynosi się z jeziora wodę hypolimnetyczną (bez tlenu i biogenów) ciek taki szybko się natlenia i biogeny nie szkodzą rzece. Jezioro musi być silnie przepływowe. Gdy za silnie przepływowe to wssanie termokliny i zaburzenie stratyfikacji

• Przepłukiwanie jezior

• małe jeziora w miastach. Przepłukuje się je uzdatnioną wodą z sieci miejskiej

• glony nie mają czasu budować biomasę odcięcie dopływu fosforu

• unieruchomienie lub usunięcie fosforu