Цветение воды в водоемах
Многим приходилось наблюдать, как в колодце, пруду, даже в аквариуме, вода зеленела, начинала неприятно пахнуть. Причина изменения свойств жидкости — цветение воды.
Какое явление называют цветением воды
Природное явление, при котором происходит многократное увеличение концентрации сине-зеленых водорослей в водоеме, называется цветением воды. При этом вода чаще всего приобретает зеленый цвет, но может пожелтеть, покраснеть, и даже стать коричневой. Причина ее окрашивания заключается в высокой концентрации пигмента в клетках водорослей. Явление встречается как в пресной, так и в морской воде.
Чаще всего картина наблюдается в стоячих неглубоких водоемах, таких как пруды, озера, заводи рек, бассейны.
Под воздействием солнечных лучей и жаркой погоды усиленно развиваются одноклеточные особи и отдельные водоросли (фитопланктон). Из-за этого вода меняет не только цвет, но и свойства. Таким образом, причиной мутной воды в теплую погоду являются не паводки и наносы, а цветение.
Процесс зацветания водоемов в большинстве случаев начинается в конце июля или в первой декаде августа. Его продолжительность составляет 10-14 дней.
Причины и последствия явления
В связи с тем, что основными причинами цветения воды в водоемах являются водоросли и мусор, в большинстве случаев вода зацветает в водоемах, где нет течения или оно слабое.
Процесс развивается следующим образом:
- Вода застаивается, засоряется. Водный режим становится неблагоприятным из-за минеральных удобрений, органических веществ, микробов, вызывающих цветение. Они попадают в водоем со сточными водами с полей, находящихся рядом.
- Делением клеток развиваются множество водорослей. Их становится так много, что они захватывают всю площадь водоема (со дна доверху). На воде получается густая биомасса, которая не пропускает свет в толщу воды, из-за чего другие водоросли не развиваются. Позднее они загнивают, выделяют пигмент, из-за которого вода зеленеет и неприятно пахнет.
- Выделяется не только пигмент, а ядовитые вещества, которые губят все живое.
- В процессе разложения водоросли усиленно используют кислород, в воде его остается мало, из-за чего рыбам нечем дышать.
По строению клетки сине-зеленых водорослей схожи с клетками бактерий, поэтому они получили название цианобактерий.
Благоприятные условия: жаркая погода, отсутствие дождей способствуют моментальному размножению водорослей делением клеток. Их масса удваивается за несколько часов, скопление насчитывает миллионы клеток в миллилитре воды.
Каждый водоем цветет по-особенному. Бывают такие, где даже в самую жару нет зацветания воды, и такие, где вся водная поверхность зеленая.
Процесс цветения водоемов негативно сказывается на их экологическом состоянии и качестве воды:
- Ядовитые вещества из-за разложения цианобактерий отравляют все живые организмы экосистемы: рыбу, водоплавающих птиц, млекопитающих.
- Рыбе не хватает кислорода, поскольку его запасы поглощают сине-зеленые водоросли. Без кислорода жизни не существует.
- Купаться человеку в такой воде опасно: есть риск возникновения кожных заболеваний. У домашнего скота после водопоя в такой воде заболевают органы пищеварения. Есть рыбу из водоема с обильным цветением опасно.
- Водоснабжение населения нарушается. Пучки водорослей засоряют фильтры водопроводов. Трубопроводы, электростанции, оборудование, плотины обрастают водорослями (биокоррозия).
Меры борьбы
Ученые исследуют природу цветения воды, разрабатывают методику сдерживания роста цианобактерий. Созданы отдельные водоохранные программы, подавляющие зацветание в водоеме, как прямым воздействием, например, альгицидами (средства, уничтожающие водные растения), так и косвенным, нацеленным на устранение факторов зацветания.
Подавляет развитие цианобактерий растительноядная рыба, например, белый толстолобик, амур. Но не всегда заселение толстолобика дает нужный результат.
Специальные организации пытаются бороться с этим губительным явлением:
- с помощью химии;
- механическим уничтожением водорослей (очистка водоемов);
- биологическими способами (подсаживание рыбы).
К сожалению, перечисленные меры борьбы не дают нужного эффекта. Кроме того они очень материально и трудозатратны.
Водоемам и его обитателям нет никакой пользы от зацветания. Ученые пока не знают, как точно сбалансировать водный режим, чтобы урегулировать рост и развитие сине-зеленых водорослей. Они считают, что глобальная причина увеличения ядовитых цианобактерий — прирост населения на планете Земля. Вместе с этим усиленно развиваются промышленность и сельское хозяйство. Отсутствие экологической грамотности у руководителей предприятий и хозяйств усугубляет ситуацию.
Жители городов, деревень обязаны активно помогать в сохранности чистых водоемов, участвовать в их очистке. И в первую очередь — не засорять. Сохранить чистую воду на планете — значит сохранить жизнь.
Источник
Почему цветет вода и чем это опасно
Цветением воды в водоёме обычно называют процесс появления фитопланктона, то есть водорослей и одноклеточных организмов. Внешне это выражается в изменении цвета воды – она становится зелёной. Конечно, возможны и другие варианты окраски (жёлтый, красноватый или коричневый), но это случается в редких случаях.
Причины цветения воды
Чаще всего вода цветет в тех водоёмах, где отсутствует какое-либо течение. Со временем в них начинает накапливаться большое количество минеральных веществ, которые непосредственно влияют на рост водорослей. Почему это происходит? В природе во всех водоемах соблюден баланс в количестве растворенных веществ, однако в результате изменений условий окружающей среды данное равновесие нарушается.
Эти изменения могут быть следующих видов:
- изменение температуры;
- химического состава;
- видов живых организмов.
Все эти факторы во многом взаимосвязаны. Одна причина может породить другую, и недавно красивый пруд превращается в чуть ли не болото.
В результате концентрация водорослей значительно превышает норму, которая составляет около ста до несколько тысяч одноклеточных на 1 мл воды. В водоеме, где началось цветение, эта концентрация составляет миллион или более одноклеточных. Из-за такого количества невозможно видеть воду, так как она полностью затянута ряской.
Тем не менее не стоит забывать о влиянии человека на этот процесс. Так, засорение водоёма в результате сельскохозяйственной деятельности приводит к повышению содержания в нём органических веществ. Они также способствуют росту водорослей.
К чему приводит активный рост водорослей
При цветении водоема последствия таковы, что вода становится непригодной как для питья, так и жизни. Следовательно, постепенно умирают все обитатели: рыбы и микроорганизмы. Происходит это по причине работы процесса эвтрофикации (с греческого переводится «хорошее питание»). Его суть заключается в том, что в водоем попадают вещества, которые способствуют стремительному росту растений, в том числе водорослей. В итоге последние полностью вытесняют всех живых существ из водоема.
Послужить началу процесса эвтрофикации могут как естественные причины, так и деятельность человека. Например, одна из естественных причин – попадание в водоем азотистых и фосфорных соединений. Зачастую остатки от минеральных удобрений выбрасываются в реки или озера, и представить сложно, сколько лет в них ещё будет цвести вода. Это пример деятельности человека, вредящей водоемам Земли. С течением времени процесс переходит в такое состояние, когда водоем превращается в болото, где на дне прорастают грибы, а в воде царствуют бактерии. Часто от такого места исходит запах гнили и сероводорода.
Стадии цветения водоёма:
- без анализа состава воды на глаз невозможно определить, что вода начала цвести;
- только при тщательном рассмотрении можно увидеть первые следы начала цветения;
- цветение заметно при обычном просмотре;
- начало изменений в развитии микроорганизмов;
- полное изменение цвета водоёма и появление цветущих участков.
Однако не стоит путать цветение с обычным зарастанием водоема растениями вроде камышей или кувшинок, так как в результате этого не меняется состав и параметры воды. Впоследствии здесь может образоваться заболоченная низина или даже суша.
Можно ли купаться
Можно ли купаться в реке или озере с цветущей водой? Ответ однозначный – нет, нельзя. Связано это со многими вредными микробами и нитратами, которые могут вызвать отравление у человека. К тому же после купания в подобном водоёме можно заразиться такими болезнями, как менингит и конъюнктивит, не говоря уже о различных видах аллергической реакции.
Да и ловить рыбу в подобном месте тоже не стоит, если она ещё сохранилась. При цветении воды многие советуют искать рыбу в местах впадения в озеро или реку других ручьев и речушек, так как здесь цветения почти не бывает. Другой вариант – искать рыбу рядом с берегом, где случается прибой. Вообще, в больших водоемах по типу озера на глубине рыба всё ещё способна прокормить себя. Следовательно, улов можно найти и там.
Решение проблемы цветения
Конечно, решить данную проблему в рамках больших рек или озер очень сложно. Однако совсем другое дело – дачный пруд, в котором начала зеленеть вода. Так, существует несколько способов для борьбы с этим.
Первый способ – заменить воду. Однако работа это сложная и трудоёмкая. К тому же понадобится довольно дорогостоящее оборудование, которое способно доставить воду в пруд. В общем, придётся долго думать о системе обеспечения водой.
Применить химические вещества – решение не самое лучшее в плане экологии. Тем не менее проблема с водорослями не будет вас больше волновать. Стоит помнить, что при таком решении из водоёма уходят не только водоросли, но и вообще всё живое.
Восстановление водоёма. Для этого необходимо заселить водоём теми организмами, которые очищают воду. Среди них есть роголистник, ирис болотный, рогоз и другие.
Обратите внимание! Можно воспользоваться и водными гиацинтами, но они в свою очередь через некоторое время займут собой весь пруд.
Также хорошими помощниками в очищении водоёма могут стать рачки дафний или моллюски. Вообще, в водоем можно добавить несколько растительноядных рыб. Данный способ считается самым оптимальным из всех.
Есть еще один способ, который подойдёт только для маленьких водоемов. Нужно просто накрыть поверхность воды каким-нибудь тёмным материалом. Через несколько суток все водоросли должны перестать существовать.
Одна из профилактических мер – добавление в пруд различных кувшинок и чилима. Их корни находятся в грунте, однако сами листья будут расти по поверхности воды, создавая тень, препятствующую формированию водорослей. К тому же данные растения потребляют большое количество минеральных веществ, которые являются важным компонентом для роста водорослей. В итоге цветение просто не случится.
Некоторые особенности
В некоторых ситуациях цветение воды может наблюдаться не только в пресной воде, но и в солёной. К тому же данный процесс способен проходить под толщей льда, где мы никогда не сможем этого увидеть. Ещё один неприятный факт – может начаться цветение даже питьевой воды. В этом случае необходимо просто применить стандартные процедуры очистки воды.
Если же начала цвести вода в аквариуме, то это значит, что рыбок перекармливают и избыточные питательные вещества никем не поглощаются и просто оседают на дне. Здесь решение довольно простое – нужно просто заменить воду, почистить аквариум и давать рыбам меньше есть.
Источник
Цветение воды
Цвете́ние во́ды в водоёмах – природное явление, вызываемое массовым размножением фитопланктона – свободно парящих в воде микроводорослей. Этот термин объединяет виды, входящие в 13 групп водорослей. Весной и осенью в водоёмах преобладают холоднолюбивые диатомовые водоросли, имеющие большие клетки с кремневым панцирем. Следует заметить, что при отмирании панцирь диатомовых опускается на дно и может сохраняться долгое время. На этом основан так называемый диатомовый анализ – метод реконструкции условий, которые были в данном водоёме многие годы назад (сотни и тысячи лет). Это позволяет оценить изменения экологических условий в водном объекте.
Большинство водорослей насыщает воду кислородом в процессе фотосинтеза, нейтрализует многие химические соединения, поглощает нитраты и углекислый газ при разложении органики, контролирует развитие бактерий. Многие одноклеточные виды служат пищей для мальков рыбы, рачков, коловраток и т.д.
Длительное время доминирующее развитие одного или нескольких видов фитопланктона в водоёмах в отдельные периоды интересовало лишь узкий круг специалистов-гидробиологов. Однако с середины ХХ в. цветение воды природных водоёмов стало принимать характер серьезной глобальной экологической проблемы. В летний период негативные последствия массового развития группы сине-зелёных водорослей стали принимать угрожающие масштабы. По особенностям строения клетки эта группа водорослей близки к бактериям, поэтому их иначе называют цианобактериями. Среди тысяч описанных видов цианобактерий имеются формы одноклеточные, колониальные и нитчатые. Высокая приспособляемость сине-зелёных водорослей к условиям окружающей среды обусловила их широкое распространение в природе. В неблагоприятных условиях сине-зелёные водоросли формируют покоящиеся клетки – споры, или акинеты. Осенью при снижении температуры эти споры опускаются на дно, перезимовывают, сохраняя жизнеспособность популяции, а весной прорастают и вплывают на поверхность воды к свету.
При возникновении благоприятных условий клетки сине-зелёных водорослей размножаются с огромной скоростью простым делением. Удвоение их массы происходит в считанные часы и концентрация в воде достигает миллионов клеток в миллилитре. Цветение воды классифицируют по биомассе водорослей: слабое – до 1 мг/л, умеренное – 1–10 мг/л, интенсивное – 10–50 мг/л, гиперцветение – более 50 мг/л. В водоёмах средней полосы России среди сине-зелёных доминируют виды родов Microcystis, Anabaena и Aphanizomenon. Мониторинг цветения осуществляется путём анализа видового состава с измерением биомассы водорослей. Широко применяется оценка биомассы через измерение концентрации хлорофилла. Этот пигмент синтезируется в клетках фитопланткона и обеспечивает оптимальное функционально-активное состояние растительной клетки. Процессы образования и разрушения хлорофилла связаны с общим метаболизмом растительного организма. Поэтому по хлорофиллу оценивают степень развития водорослей, их биомассу и первичную продукцию, судят об уровне трофии и нагрузке биогенными элементами водоёма в целом. Спектрометические методы определения хлорофилла позволяют проводить мониторинг этого пигмента из космоса, отслеживая крупные пятна цветения внутренних водоёмов и морей.
В интенсивно цветущих водоёмах концентрация этого пигмента может достигать 300 мкг/л.
Во время массового развития сине-зелёных водорослей наблюдаются характерные «пятна цветения» (в англоязычной литературе для их обозначения используется термин «bloom») вызванные ветровым переносом лёгких, концентрирующихся у поверхности клеток водорослей. Наиболее высоких концентраций водоросли достигают в заливах, где в результате нагона образуются плотные слои сине-зелёного цвета.
Цветение воды сине-зелёными водорослями имеет серьезные негативные последствия для экологического состояния водоёма и качества воды. Для экосистемы водоёма важнейший итог регулярного цветения – неблагоприятная трансформация трофических связей и общая деградация экосистемы. Для качества воды, помимо изменения цвета воды и увеличения мутности, наиболее значительным отрицательным следствием следует считать выделение водорослями токсических веществ, наносящих вред живым организмам, обитающим в экосистеме. Контакт с водой или потребление рыбы из водоёма, подверженного интенсивному развитию цианобактерий, может стать причиной возникновения гаффской болезни, которая получила название по географическому месту её первого обнаружения Первая вспышка этого заболевания была отмечена в 1924–1925 гг. среди рыбаков Фришес-Гаффского залива Балтийского моря и описана немецкими учеными как Гаффская болезнь. . При отмирании и разложении массы водорослей в воде водоёма появляются неприятные запахи. Интенсивность и характеристика возникающих запахов определяются видом водорослей и их количеством.
При оседании водорослей на дно происходит окисление органического вещества. В летний и зимний периоды при стратификации водной толщи не происходит обогащения кислородом нижних слоёв воды верхними, возникает аноксия, т.е. бескислородный режим. Химическое состояние в придонных слоях и донных осадках сдвигается от окислительных к восстановительным условиям, благоприятствующим выделению из донных осадков токсикантов, например тяжёлых металлов.
Резкий скачок потребления кислорода разлагающейся органической массой в это время приводит к возникновению кислородных дефицитов и рыбных заморов. Цветение воды наносит существенный ущерб рыбному хозяйству и создаёт серьезные проблемы для муниципального водоснабжения. Известны случаи забивания фильтров водопроводных станций сгустками цианобактерий. Наконец, существенным отрицательным следствием развития сине-зелёных следует считать явление биокоррозии – обрастания трубопроводов, оборудования электростанций, плотин биопленками цианобактерий. Таким образом, проблема цветения водоёмов сине-зелёными водорослями должна волновать не только гидробиологов и гидроэкологов, но и государственные органы, ответственные за охрану здоровья и защиту окружающей среды.
Причиной возрастающих масштабов цветения водоёмов сине-зелёными водорослями считается избыточная нагрузка на водоёмы биогенных веществ, прежде всего фосфора. Это явление, называемое антропогенным эвтрофированием, приобрело глобальный характер и в настоящее время является предметом активных исследований. При этом массовое развитие сине-зелёных водорослей наблюдается не только в водоёмах замедленного водообмена, но и в реках. Обычно массовое развитие цианобактерий связывают с высокими концентрациями минерального фосфора в воде водоёма, низким отношением содержания в воде азота к фосфору, низкой концентрацией в воде дафний, способных потреблять некоторые виды сине-зелёных, благоприятным температурным режимом для теплолюбивых видов фитопланктона. Важное значение для быстрого развития цианобактерий и образования пятен цветения имеет сравнительно слабый пресс более высоких трофических уровней, поскольку крупные колонии сине-зелёных водорослей непригодны в качестве пищи для зоопланктона, предпочитающего другие группы. К сожалению, если физиология и экология цианобактерий в значительной мере изучена, то полного понимания механизмов цветения пока наукой не достигнуто. В настоящее время не существует не только универсальных, но даже и для отдельных водоёмов теоретически обоснованных методик прогнозирования развития фитопланктона. Причина этого – чрезвычайная сложность и многофакторность этого явления; при этом определяющие цветение факторы действуют одновременно и с разной интенсивностью.
Серьёзные негативные последствия цветения обусловили активную разработку их научного исследования и поиск мер, направленных на сдерживание развития токсичных цианобактерий. Помимо специальных водоохранных программ по снижению внешней нагрузки на водоёмы биогенных веществ разрабатываются мероприятия для подавления цветения в самом водоёме. Эти мероприятия включают как прямые методы подавления цветения, например применение альгицидов, так и косвенные, направленные на усиление лимитирующих факторов цветения и понижения способности экосистемы к фотосинтезу. Определённую роль может играть культивирование и ежегодное скашивание конкурентов фитопланктона – макрофитов. Среди попыток направленного воздействия на экосистемы особое место занимают биологические методы, называемые биоманипуляцией. Известным биологическим способом подавления массового развития цианобактерий является вселение в водоём растительноядной рыбы – белого толстолобика, хотя этот метод далеко не всегда оказывается успешным. В любом случае для реализации методов биоманипуляции необходимы широкие полевые испытания биохимических методов и разработка научных способов внесения биологических субстанций в водоёмы. Очевидно, что перспектива борьбы с цианобактериальным цветением водоёмов связана с применением комплексных экотехнологий, сочетающих различные методы подавления цветения.
Источник
