Wykład 6ściąga.docx

Eutrofizacja wód

Eutrofizacja- wzbogacanie na drodze naturalnej, bądź sztucznej w mineralne składniki pokarmowe, masowy rozwój roślin wodnych stymulowany przez te składniki oraz skutki nadmiernej produkcji substancji organicznej.

Efekty Eutrofizacji:

Nadmierny rozwój roślin fito planktowych

W strefie litoralu pogorszenie warunków świetlnych w efekcie nadmiernego rozwoju fitoplanktonu powoduje ustępowanie roślinności zanurzonej

Masowy rozwój glonów nitkowych (szczególnie w litoralu)- kożuch na dnie i na roślinności zanurzonej

Zanik tlenu w strefach głębinowych powoduje wyginięcie większości gatunków zwierząt, przy wzroście trofii w hypolimnionie występuje siarkowodór

W sytuacjach skrajnych następuje zupełne wyczerpanie tlenu i występowanie siarkowodoru zachodzi także w warstwach powierzchniowych (zwłaszcza w okresach bezwietrznych i przy wysokiej trofii)

Zmiany w litoralu a także deficyty tlenowe powodują znaczne pogorszenie warunków tarła i rozrodu ryb, a w konsekwencji zasadnicze zmiany składu i stosunku dominacji w zespołach ryb. Ustępują ryby łososiowate, ustępuje szczupak, zaczynają dominować ryby karpiowate.

Deficyty tlenowe w strefach głębionych oraz zanik roślinności litoralnej potęgują eutrofizację

Zmiany własności organoleptycznych wody- zmiana smaku i zapachu

Pogorszenie bakteriologii wody- wzrost liczebności mikroorganizmów

1.          Mechaniczne metody zwalczania organizmów roślinnych

Mechaniczne usuwanie organizmów roślinnych ze zbiornika wodnego może odbywać się za pomocą specjalnie do tego celu przystosowanych jednostek pływających. Odnosi się do usuwania z powierzchni wody kożucha organizmów spychanych przez wiatr w stronę jednego z brzegów lub zatok, szczególnie przy sinicowych zakwitach wody.

2.          Metody fizyczne

nagłe obniżenie temperatury wody- naddenne napowietrzanie lub pompowanie wód naddennych z odprowadzaniem na powierzchnię jeziora.

sztuczne silne zmętnienie wody, np. przez wprowadzenie do niej ilastych zawiesin. W następstwie tego zabiegu ogranicza się przepływanie światła do wody, pogarszając warunki fotosyntezy. Opadające na dno cząsteczki zawiesin adsorbują na powierzchnii bakterie i plankton, zmniejszając ich ilość w toni wodnej. Metoda ta jest skuteczna w odniesieniu do sinic i części zielenic.

wytrącanie ich koagulantami- siarczanem glinu i tlenkiem glinu. Tlenek glinu zmniejsza o ponad 50% liczbę komórek sinicy. Siarczan glinu w bezwodnej substancji oczyszcza wodę z zakwitu sinicowego, który sedyment uje na dno. Do poprawy jakości zabiegu można dodatkowo wprowadzić kwas krzemkowy do 10-15 % dawki koagulanta

przemywanie

siarczan miedzi- 0,3-0,8 mg/dm3

Chlorowanie- wapno chlorowane, podchloryn wapnia, podchloryn sodu, dwutlenek chloru- 0,5-1,0 mgCl2/dm3

Nadmanganian potasu

Woda amoniakalna  2,5-2,8 mg NH3/dm3

Pochodne chinonu

Sól sodowa kwasów huminowych, nazywana preparatem torfowym

Herbicydy monurom, synazyna, amitrol

Inne środki chemiczne: srebro katodowe, antybiotyki, organiczne zw. cynku, metyloamina

Biomanipulacja- Polega ona na ingerencji w najwyższe ogniwa piramidy troficznej w zbiorniku prowadzącej do ograniczenia presji ryb planktonożernych na zooplankton. Rozwijający się licznie zooplankton, zwłaszcza duże gatunki wioślarek, utrzymują fitoplankton na niskim poziomie liczebności. Ingerencja człowieka na ekosystem polega na

1.       selektywnym wytruciu wszystkich ryb przy użyciu rotenonu

2.       intensywnym odłowieniu ryb lub

3.       zarybieniu zbiornika dużymi partiami ryb drapieżnych utrzymujących niskie pogłowie planktonożernych

wprowadzenie do jeziora tołpygi białej- typowej przedstawicielki ryb fitoplanktożernych, sprzyja ograniczonemu rozwoju fitoplanktonu.

Metoda ta często stosowana ujawniła funkcjonujące w ekosystemie mechanizmy sprzężenia zwrotnego, które w wielu przypadkach ograniczyły lub wręcz udaremniły pozytywny jej wpływ na jakość wody. Oto kilka mechanizmów:

rozwój dużych organizmów fitoplanktonowych, które nie mogą być odfiltrowane przez zooplankton (zwłaszcza kolonijnych gatunków sinic)

rozwój glonów toksycznych, które rozwijają się masowo, ponieważ nie są wyżerane przez zooplankton

rozwój drapieżnych bezkręgowców odżywiających się zooplanktonem

mała przeżywalność introdukowanych ryb, zwłaszcza narybku ryb drapieżnych, która zwykle nie przekracza kilkunastu procent

szybkie odradzanie się licznych populacji planktonożernych w wyniku ich migracji z wodami dopływów oraz intensywnego rozmnażania się w zbiorniku

Samooczyszczanie wód powierzchniowych jest zjawiskiem fizyczno-biochemicznym polegającym na samoistnym zmniejszaniu się stopnia zanieczyszczenia wód. Procesy te występują w wodach płynących i stojących, jednak różnią się intensywnością.

Biologiczne mechanizmy samooczyszczania:

Mineralizacja:- enzymatyczny tlenowy rozkład zw. organicznych; może być procesem dwuetapowym

Mineralizacja jest procesem tlenowym. Gdy zachodzi ona intensywnie, może następić poważny deficyt tlenu lub nawet całkowite jego wyczerpanie.

W warunkach anaerobowych rozkład materii organicznej prowadzić mogą tylko bakterie należące tylko do względnych lub bezwzględnych tlenowców. Na rozkład ten składa się gnicie lub fermentacja. Produktami końcowymi są kwasy organiczne, aminy, amoniak, metan, siarkowodór, indol i skatol, itp.

Bioakumulacja:

Proces pobierania z wody pewnych związków lub jonów i gromadzenia ich w komórce w coraz większych ilościach. Kumulacji podlegają związki niepodatne na rozkład biologiczny bądź jony, których komórka metabolizować nie potrafi. Do takich należą: pestycydy, zwłaszcza węglowodory chlorowane, sole metali ciężkich.

Gromadzą się one w różnych częściach komórki doprowadzając do niekorzystnych zmian np. do wakuolizacji cytoplazmy, obniżenia aktywności enzymatycznej, wydłużenia czasu generacji, zaniku chlorofilu u glonów itp.

Biosorpcja- zatrzymanie zw. chemicznych na powierzchni żywych komórek, proces krótkotrwały

Ma charakter fazy wstępnej prowadzącej do właściwego rozkładu substratu. Powierzchnia komórki jest miejscem wymiany składników dyfundujących do wnętrza komórki oraz przenikania produktów przemiany materii i pewnych enzymów (ektoenzymów) w kierunku przeciwnym

ImmobilacjaUnieruchomienie, które polega na przekształceniu nieorganicznych form pierwiastków w struktury organiczne i wbudowaniu ich w składniki.

Drobnoustroje wskaźnikowe są to formy, które przystosowały się do życia w określonych warunkach i stanowią dominującą mikroflorę nad innymi grupami w biocenozie. Na podstawie obecności tych drobnoustrojów wnioskować można o stopniu zanieczyszczenia wody.

Ocenę opartą na zmianach jakie zachodzą w zespołach organizmów zasiedlających strefy o różnej saprobowości, zwanych saprobami lub saprobiontami, zapoczątkował Cohn i Mez, a opracował Kolkwitz i Marsson z późniejszymi zmianami.

System Kolkwitza i Marssona opiera się na obecności tzw. gatunków wskaźnikowych. Są to formy, które dominują nad innymi w biocenozie charakterystycznej dla poszczególnych stref saprobowych.

System ten wyróżnia następujące strefy sprobowe:

a)          polisprobową

b)         a-mezosprobową

c)          β- mezosaprobową

d)         oligosaprobową
 

Typowe wskaźniki występujące w strefie a-mezasaprobowej