Эвтрофирование и самоочищение водоёмов. Мероприятия по борьбе с эвтрофикацией водоёмов В процессе антропогенной эвтрофикации водоемов наблюдается
Антропогенное изменение состава воды в водоёме - это увеличение нагрузки водоёма растворенными химическими и взвешенными веществами. Среди них преобладают чаще всего минеральные биогенные вещества, но нередко попадают и вещества токсичные для водных организмов, поэтому химическую нагрузку называют
загрязнением водоёма, изменяющим в нем качество воды. В восстановлении природного качества воды в водоёмах участвует ансамбль взаимосвязанных физических, физико-химических, биологических и гидрологических процессов. Наряду с тремя важнейшими процессами (см. раздел 12.1) в нем участвуют и многие другие упоминавшиеся процессы. Их подразделяют на две группы - процессы, изменяющие концентрацию загрязняющих веществ, и процессы, уменьшающие массу загрязняющего вещества в воде и приводящие ее к самоочищению (рис. 12.12).
Рис. 12.12.
Процесс смешения атмосферных и речных вод формирует в водоёме его основную водную массу (ОВМ) с равномерным распределением химических веществ и наиболее мелких фракций взвеси, обеспечивая тем самым однородность абиотических факторов развития планктонных организмов. На участках водоёмов, в которые производится сброс сточных вод, процесс смешения особенно важен, поскольку снижает их токсическое действие на водные организмы. Немаловажно для них и смешение талой, насыщенной кислородом воды, образующейся при таянии снежно-ледяного покрова, с верхним слоем зимних вод водоёма.
В это время начинается ранневесенняя вспышка развития диатомового наннопланктона , олигокарбофильных форм бактерио- планктона, а за ними - зоопланктона. Большая их численность обеспечивает усиление биоседиментации и самоочищения водной толщи от приносимых в половодье загрязняющих веществ.
Концентрирование растворенных веществ в поверхностном микрослое воды происходит вследствие испарения с открытой водной поверхности и при льдообразовании зимой. Оно способствует развитию микроконвекции , которая благоприятна для продукциейно- деструкционных процессов в трофогенном слое. Она регулирует в нем равномерность насыщения воды биогенными веществами и кислородом вокруг использующих их организмов фито-, зоо- и бакте- риопланктона.
Концентрирование в водных организмах техногенных веществ (ионы тяжелых металлов, радиоактивные вещества и пр.) при поедании одних гидробионтов другими, более высокого уровня трофической пирамиды, - один из главных механизмов изъятия ядовитых веществ из водоёма. С одной стороны, этот процесс создаёт опасность пищевых отравлений при чрезмерном накоплении таких веществ в вылавливаемой рыбе. Но, с другой стороны, гораздо важнее то, что биоконцентрированием и биоседиментацией обеспечивается захоронение основной массы этих веществ в донные отложения.
Фотосинтез и сорбция растворенных веществ на минеральной и органической взвеси снижают их концентрацию в воде, преобразуя во взвешенное ОВ, органоминеральные комплексы и обогащенную ими аллохтонную и абразионную минеральную взвесь. Эти процессы служат первым, подготовительным этапом самоочищения водной экосистемы седиментацией от избыточных количеств биогенных элементов и ядовитых веществ, а фотосинтез, кроме того, пополняет запас растворенного 0 2 , необходимого для разложения органических загрязняющих веществ. Образование гидрооксида железа в слоях воды с высоким содержанием 0 2 и сорбция на нем фосфорсодержащих соединений, а затем их соосаждение могут приводить к понижению концентрации фосфора в воде на 5-10 % и достигать 30-40 % в периоды максимального накопления железа в гиполимнионе 1 . На Братском водохранилище" медь выводится из его водной массы гли-
нистыми минералами, гидроокисью железа и марганца, другие тяжелые металлы связываются растворенными органическими соединениями в комплексы, что обеспечивает детоксикацию воды.
Трансформация гумусовых веществ, определяющих природную цветность воды, происходит вследствие коагуляции и соосаждения коллоидов с мелкой взвесью и окисным железом, а также фотохимического и биохимического окисления (Даценко, 2007). Скорость этого процесса минимальна в феврале, когда в водоёме наименьшая концентрация взвеси. Обесцвечивание достигает 30 % и более в «фазу чистой воды» (рис. 12.13 л), благодаря седиментации и биоседиментации мелких фракций взвеси, поглощения солнечной радиации (см. раздел 7.1).
Рис. 12.13. Снижение среднемесячных значений цветности воды в Учинском водохранилище («) и среднегодовых значений в зависимости от годового водообмена, Кв, год -1 , (б) (по: Даценко, 2007)
Чем продолжительнее воздействие этих процессов, тем больше обесцвечивание воды в годы с наиболее замедленным водообменом (рис. 12.13 б).
Самоочищение загрязнённых вод в водных объектах происходит в двух зонах . У места выпуска сточных вод образуется зона токсикации биоценоза, где одни виды гидробионтов гибнут, а другие (сапрофиты) бурно развиваются, разлагая антропогенные органические вещества, снижая их токсичность. На это расходуется содержащийся в воде кислород. Здесь ещё более ухудшаются органолептические характеристики - вкус, запах, нередко - цвет воды, но одновременно она обогащается СО2, нитратами, фосфатами.
На периферии этой зоны, в которой происходит первичная природная переработка даже очищенных на станциях аэрации сточных вод, образуется более обширная зона эвтрофикации биоценоза В ней, используя возникшие биогенные вещества, бурно развиваются организмы фито-, зоо- и бактериопланктона. Рост их биомассы увеличивает мутность воды, но при этом вода очень интенсивно насыщается фотосинтетическим кислородом. Усиливается соосаждение фосфатов, тяжелых металлов, нефтепродуктов с биогенными взвесями (пеллета- ми). Аэробными бактериями завершается окисление антропогенных органических веществ, что восстанавливает природные органолептические свойства воды. В результате этих процессов самоочищения водной экосистемы на внешней периферии зоны эвтрофикации состав и концентрация химических веществ, биомасса и состав гидробионтов становятся подобными фоновому экологическому состоянию водной массы рек, водохранилищ, озёр или иного водоприемника.
Под ледяным покровом на замерзающих зимой локально загрязняемых водных объектах восстановление нормального функционирования водной экосистемы сильно замедляется из-за недостатка света для фотосинтеза водных растений. Поэтому зона токси- кации расширяется, превращаясь в обширную зону замора, где из-за дефицита кислорода гибнут рыбы и другие водные организмы. Самоочищение водоёмов путем окисления веществ, осевших на дно, продолжается в донных отложениях до тех пор, пока расход кислорода в этом процессе не исчерпает его запас в придонном слое воды.
Вторичное загрязнение - это вынос в водную толщу со дна растворенных биогенных соединений азота, фосфора, закисного железа, СО2, сероводорода, метана и других продуктов бактериального разложения преимущественно детрита, десорбции соосажденных со взвесью веществ вследствие возникновения при дефиците 0 2 в ги- полимнионс и илах восстановительных условий. Нередко ко вторичному загрязнению относят и ресуспензию взвешенных веществ на мелководьях в шторм, поскольку этот процесс увеличивает концентрацию веществ в водной массе водоёма.
Негативная роль этих двух процессов в ухудшении качества воды невелика, локальна и многократно меньше, чем первичное, антропогенное их загрязнение. Одна из причин малой роли вторичного загрязнения воды в водохранилищах - в целом благополучный их кислородный режим, так как выделяющиеся в воду продукты распада органических веществ окисляются в аэробных условиях. Вторая причина малой вероятности вторичного загрязнения - чередование синоптически обусловленных состояний водной толщи - плотностной стратификации в штилевую и солнечную погоду и штормового и/или конвективного вертикального перемешивания толщи воды в холодную и пасмурную погоду. Нередки случаи, когда эти процессы поочередно стимулируют самоочищение воды в водоёмах.
Антропогенное эвтрофирование. Эвтрофирование 1 - явление накопления органического вещества в воде водоёма. В ГОСТе 17.1.1.01-77: «Эвтрофированием называется повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления биогенных элементов под действием антропогенных или естественных факторов». Главным естественным фактором служит аккумуляция взвешенных веществ на дне водоёма и его постепенное заиление аллохтонными и автохтонными минеральными и органическими веществами. Скорость заиления озёр изменяется из-за колебаний климата и стока веществ с их водосборов, и может ускоряться и замедляться вертикальными движениями литосферы в течение длительных гидроклиматических эпох и геологических периодов.
Антропогенное эвтрофирование (эвтрофикация ) - явление, вызванное увеличением потоков биогенных веществ в гидрографической сети водосборов вследствие роста населения и его хозяйственной деятельности. Оно обнаружено в начале XX века в Центральной Европе и стало повсеместным. На сессии ЮНЕП" в 1984 г. эвтрофикация водоёмов, рек и прибрежных участков морей поставлена на первое место по степени опасности глобального антропогенного воздействия на окружающую среду. Главная опасность эвтрофикации в том, что это явление труднообратимо (Даценко, 2007). Оно изменяет пастбищный тип круговорота веществ на детритный, а вслед за этим упрощает биотическую структуру экосистемы, сокращая число видов водных организмов. В отличие от естественного, антропогенное эвтрофирование убыстряется из-за нарастающей массы веществ, участвующих в большом и малом биохимических ее круговоротах, и вследствие возрастающей внутренней нагрузке биогенными веществами.
Состав взаимообусловленных процессов - признаки эвтрофи- рования:
- рост фосфорной нагрузки на водную экосистему (ортофосфаты - ведущий компонент минерального питания водных растений, фитопланктона, так как при недостатке азота нитратов более десятка видов синезеленых водорослей способны использовать растворенный в воде N 2) (Кузнецов, 1970);
- увеличение годовой продукции органического вещества до величины его деструкции или даже до ППв >Д, вспышки продолжительного «цветения» синезелёных и динофитовых водорослей, что ведет к накоплению в водной экосистеме ежегодно всё большего количества органических веществ;
- сильное пересыщение воды кислородом в эпилимнионе и его дефицит в гиполимнионе;
- зарастание литорали погруженными и воздушно-водными растениями, появление среди них покрова из плавающей ряски, а на поверхности - донных отложений вне пояса макрофитов - водорослевых матов (плотного слоя отмирающего фитопланктона) из сине- зеленых и динофитовых водорослей;
- сокращение видового разнообразия планктона и бентоса, исчезновение ценных пород рыб (для них неблагоприятно снижение концентрации 0 2 ниже 6 мг/л) - явные признаки деградации биотической структуры водной экосистемы;
- ухудшение органолептических показателей качества воды, из-за чего она становится непригодной для водоснабжения и рекреации, утрачивается рекреационная привлекательность водоёмов, рек и морских пляжей.
В результате эвтрофикации водоёмов уменьшается толщина трофогенного слоя из-за снижения его прозрачности. А при отмирании сетных (некормовых) видов водорослей в афотической толще микробное их разложение истощает растворённый в воде СЬ. Из-за этого в трофолитической толще водоёма и в его илах деструкция детрита происходит анаэробными микроорганизмами с выделением озёрных газов и органических соединений, придающих воде сильные и неприятные запахи, вкус и окраску. Ускоряется накопление в илах недоразложившихся автохтонных ОВ - источника вторичного загрязнения водной толщи при её конвективно-динамическом перемешивании от поверхности до дна.
Для ограничения эвтрофирования предлагают затенять рекреационные пруды, периодически очищать их от ила, аэрировать гипо- лимнион сжатым воздухом. Для крупных водоемов наиболее радикальное средство - прекращение сброса загрязняющих веществ.
Не будь водохранилищ, техногенные тяжелые металлы в биологически доступной форме частично осаждались бы в многоводные половодья на волжской пойме, включались затем в наземный биохимический цикл микроэлементов с прогрессирующим их накоплением в луговых травах, молоке и мясе скота. Другая часть их стока в меженные периоды поступала бы в волжскую дельту и на мелководное устьевое взморье реки с концентрацией, превышающей ПДК в летнюю и зимнюю межень. В незарегулированной Волге при сё современной химической нагрузке заход осетровых рыб на нерест прекратился бы. Вполне вероятно, что и сама дельта утратила бы рыбохозяйственное значение крупнейшего в мире ареала нагула осетровых рыб вследствие токсикоза и прогрессирующего эвтрофи- рования водных объектов дельтовой области.
Принципы экологической реконструкции водохранилищ. С целью регулирования биологической продуктивности, интенсификации самоочищения воды и предотвращения гипертрофии водохранилищ разработаны принципы управления внутренним водообменом водохранилищ (Эдельштейн, 1998). Для этого требуется осуществить экологическую реконструкцию уже существующих водохранилищ, превращая (при необходимости) водоемы глубокого сезонного и многолетнего регулирования стока в пол и секционные водохранилища .
Для эффективного управления внутренним водообменом определяется оптимальное число водоохранных секций в пределах акватерритории водохранилища. Намечается положение межсекционных дамб, отделяющих их от глубоководной главной секции, В этой секции необходимо сохранить наилучшее качество воды при мезотроф- но-эвтрофном статусе и «пастбищном» типе круговорота биогенных и органических веществ.
В многолопастных водохранилищах водоохранными секциями могут стать заливы в устьях несудоходных притоков. При организации полисскционного водоёма следует предусмотреть:
I - неизменность внешнего водообмена и утвержденного диспетчерского графика, гарантирующего проектный режим использования водных ресурсов;
II - локализацию наибольшей части внешней химической нагрузки и притока наносов в водоохранных секциях, в которых уровень воды поддерживается у НПУ в течение всего вегетационного периода (рис. 12.14) для наиболее полной утилизации биоценозом мелководий поглощаемой водой солнечной энергии на процессы самоочищения воды и захоронения загрязняющих веществ;
Рис. 12.14. Уровень воды в полисек- ционном морфологически простом водохранилище многолетнего регулирования стока: а - весной по окончании половодья; б осенью в конце вегетационного периода; в - зимой;
1 - уровень в многоводное и 2 - в маловодное половодье; 3 - межсекционная дамба; 4 - главная секция; 5 - водоохранная секция; 6 - гидроузел.
III - сработку воды из водоохранных секций в предзимний период (при надобности) в главную для пополнения в ней водных ресурсов. Весной речными водами (наиболее мутными и загрязнёнными на подъёме половодья) в первую очередь заполнять эти секции. После этого замедленным в этих секциях транзитным потоком воды наполняется главная секция. При аварийных ситуациях водоохранные секции могут быть подготовлены досрочной сработкой к приёму особенно загрязнённых вод для предотвращения их поступления в главную секцию. Летом в штилевые дни, когда водоросли концентрируются у поверхности воды, вода сбрасывается в главную секцию через придонные водоводы, а при взмучивании илов в водоохранных секциях и поступлении в них паводковых вод сброс воды производится через водосливы. Стабильный уровень в водоохранных секциях оптимален для развития макрофитов- антагонистов сетного фитопланктона, вызывающего «цветение» водохранилищ. При необходимости предзимнего опорожнения водоохранных секций улучшатся условия зимовки макрофитов. Оголившиеся при быстрой сработке воды участки дна покроются снегом. Благодаря низкой теплопроводности снежного покрова не будут вымерзать корневища макрофитов, а весной выдираться льдом из дна при наполнении секций водой.
При реализации проектов реконструкции решается проблема хозяйственного использования осушаемых мелководий путем превращения водоохранных секций в рыбоводные хозяйства или охот- ничье-рыболовные угодья, зарастающие макрофитами, а затем при их ускоряющемся заилении - в сельскохозяйственные польдеры. В главной секции расширяются песчаные пляжи при летней сработке, способствующие не только повышению рекреационной привлекательности водохранилища, но и очищению воды псаммоном. Его роль в минерализации сетного фитопланктона возрастает в 4-5 раз в жаркую и штилевую погоду, когда развитие синезелёных и динофи- товых водорослей достигает «цветения».
Регулирование водообмена между секциями через поверхностные и придонные водопропускные отверстия позволяет обеспечить миграции туводных рыб на нерест в водоохранные секции, нагул там молоди рыб и предзимний их скат в главную секцию на зимовку, стимулированный ускоренной сработкой воды из водоохранных секций. Это повысит рыбопродуктивность водохранилищ и увеличит улов рыб старших возрастов в миграционное время. Зимой придонный слой главной секции аэрируется плотностным течением 1 . Летом при закрытых донных отверстиях межсекционных дамб резко сокращается фосфорная нагрузка на трофолитический район .
В неизбежно постепенно стареющих из-за заиления водохранилищах их площадь после реконструкции будет сокращаться быстрее, чем их объём, поскольку водоохранные секции заилятся в первую очередь. Замедлится заиление главной секции. Следовательно, будет возрастать средняя глубина реконструированного водоёма и уменьшаться потеря воды на испарение, продлится время его существования, в чем заинтересованы все отрасли водного хозяйства, использующие его водные, биологические и рекреационные ресурсы.
Контрольные вопросы:
- 1. Какие основные процессы осуществляют внутриводоёмную трансформацию энергии и веществ?
- 2. Что называется первичной продукцией и деструкцией веществ в водоёмах, биогенными веществами?
- 3. Какие процессы участвуют в газообмене водоёма с атмосферой, от каких факторов зависит интенсивность этих процессов?
- 4. Почему при интенсивном фотосинтезе водорослей выделяется кислород, увеличивается щелочность воды и происходит формирование хемогенного кальцита?
- 5. Какова роль аэробных, анаэробных и железобактерий в трансформации веществ в воде и донных илах?
- 6. На какие группы делят водные организмы по месту их обитания в водоёмах?
- 7. Какие водные организмы - автотрофы, гетеротрофы, консументы, редуценты?
- 8. Что такое трофическая пирамида, трофические уровни, бактериальная петля, пастбищный и дстритный трофические циклы?
- 9. Каков принцип скляночного метода определения первичной продукции (валовой и чистой) и деструкции в водном объекте?
- 10. Какие органические вещества считают стойкими, лабильными, каков генезис растворенных и взвешенных ОВ?
- 11. В чем проявляется различие водоёмов четырёх основных типов трофического состояния?
- 12. Каковы различия продуктивности водоёмов арктических, умеренных и внутритропических широт?
- 13. Какими процессами начинается и заканчивается вегетационный период в водоёмах арктических и умеренных широт?
- 14. В чём причина и различия весеннего и летнего «цветения» эв- трофных водоёмов?
- 15. Почему наступает «фаза чистой воды» в начале лета в биологически продуктивных водоёмах?
- 16. Какие процессы участвуют в формировании большого и малого круговорота веществ в димиктичсских и мономиктических водоёмах?
- 17. В чем различие трофогенного и трофолитического слоёв в водоеме? Что такое «компенсационная точка, и каково изменение её глубины в течение суток и при различной погоде?
- 18. Что такое кислородный гистерезис? Ортоградная и клиноград- ная стратификация растворенного кислорода? В водоёмах каких трофических типов они наблюдаются?
- 19. Какими процессами различаются две стадии трофического состояния долинных водохранилищ? В чем различие в них трофогенного и трофолитического районов?
- 20. Какие внутриводоемные процессы изменяют концентрацию веществ в воде водоёмов и какие ведут к сё загрязнению и самоочищению?
- 21. Какие процессы способствуют самоочищению воды в очаге ее загрязнения в зонах токсикации и эвтрофикации?
- 22. От каких факторов зависит удержание веществ в водоёмах? Почему в водохранилищах коэффициент удержания веществ больше, чем в озёрах?
- 23. Чем отличается природное эвтрофирование водоёмов от их эвтрофикации?
- 24. Какими мероприятиями возможно деэвтрофировать пруд, озеро, водохран ил и ще?
Для эвтрофных водоемов характерны богатые и разнообразные литоральной и сублиторальной растительность, обилие планктона. Разбалансирована эвтрофикация может приводить к взрывному развитию одноклеточных водорослей («цветение воды»), дефициту кислорода и, как следствие, гибели высшей растительности, рыб и других животных.
Механизм воздействия гипер-эвтрофикации на экосистемы водоемов является следующим:
Воды искусственно евтрофикованои экспериментальной водоемы (внизу справа), разделенные перегородкой от вод водоемы в природно-сбалансированном состоянии (вверху слева) 1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь планктонных водорослей, а также водорослей – обрастальникив) и увеличение численности зоопланктона, питающийся фитопланктоном. Как следствие прозрачность воды резко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, что приводит к гибели донных растений от недостатка света. После гибели донных растений происходит гибель организмов, чей жизненный цикл был с ними связан.
2. Водоросли и бактерии, сильно размножились в верхних горизонтах водоема, имеют гораздо большую суммарную поверхность тела и биомассу, чем нормальный растительный комплекс при постоянном уровне эвтрофикации водоема. При этом в ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, а процесс дыхания продолжается, что требует затрат кислорода. В результате в предрассветной часа, особенно в теплые дни, кислород в верхних горизонтах воды оказывается почти исчерпанным, и наблюдается гибель организмов, обитающих в приповерхностных водах, от недостатка кислорода (так называемый «летний замор»).
3. Большое количество отмерших организмов из верхних слоев водоема опускаются на дно, где проходит их разложения. Но, как указано в п. 1, донная растительность гибнет на ранних стадиях эвтрофикации, и производство кислорода здесь почти не происходит. Если же учесть, что биопродуктивность благодаря эвтрофикации увеличивается (см. п. 2), между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно уходит, и все это приводит к гибели бентосных организмов, даже не связанных с придонной растительностью. Аналогичное явление, наблюдаемое во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, известное как «зимние заморы».
4. В донном грунте, лишенном кислорода, проходит ферментация разложение отмерших организмов с образованием таких сильных ядов как фенолы и сероводород, вызывающие отравление организмов во всех эшелонах водоемы, шо вызывает ше более массированное отмирания, как следствие – дополнительное увеличение потребления кислорода при разложении органики, и т. д.
Евтрофикацийний возгорание в северной части Каспийского моря, спутниковый снимок Как следствие массированной и несбалансированной эвтрофикации большая частно флоры и фауны водоема может быть уничтожена, а экосистема водоема – резко и катастрофически изменена.
Надо заметить, что жизнь на Земле с момента его появления сопровождалось проявлениями эвтрофикации, то есть это явление не характерно исключительно для современной геологической эпохи. Именно грандиозным по масштабам евтрофикацийним явлениям мы обязаны наличием залежей угля, нефти, природного газа и других полезных ископаемых биогенного происхождения (вплоть до некоторых видов железных руд).
К биогенных элементов, что именно и вызывают эвтрофикацию, относятся прежде азот, фосфор и кремний в различных соединениях. Наибольшее значение имеют фосфор и азот, являются обязательными элементами тканей любого живого организма.
Концентрация биогенных элементов и их режим зависят от интенсивности биологических и биохимических процессов в водоеме и от количества биогенов, попадающих в водоем со сточными водами и поверхностным стоком на площади водосбору. Концентрации азота и фосфора характеризуют трофность («кормнисть») водоемы. Режим биогенных элементов рассматривают как исходный показатель потенциальной эвтрофикации.
Считается, что чрезмерная эвтрофикация водоемов начинается при содержании в воде азота в концентрации 0.2-0.3 мг / л, фосфора – 0.01-0.02 мг / л.
При переходе от олиготрофных водоемов к мезотрофни и эвтрофных существенно растет доля аммонийного азота в его общей численности.
Примечания
Отрывок, характеризующий Эвтрофикация
Французы, как доносил лазутчик, перейдя мост в Вене, усиленным маршем шли на Цнайм, лежавший на пути отступления Кутузова, впереди его более чем на сто верст. Достигнуть Цнайма прежде французов – значило получить большую надежду на спасение армии; дать французам предупредить себя в Цнайме – значило наверное подвергнуть всю армию позору, подобному ульмскому, или общей гибели. Но предупредить французов со всею армией было невозможно. Дорога французов от Вены до Цнайма была короче и лучше, чем дорога русских от Кремса до Цнайма.В ночь получения известия Кутузов послал четырехтысячный авангард Багратиона направо горами с кремско цнаймской дороги на венско цнаймскую. Багратион должен был пройти без отдыха этот переход, остановиться лицом к Вене и задом к Цнайму, и ежели бы ему удалось предупредить французов, то он должен был задерживать их, сколько мог. Сам же Кутузов со всеми тяжестями тронулся к Цнайму.
Пройдя с голодными, разутыми солдатами, без дороги, по горам, в бурную ночь сорок пять верст, растеряв третью часть отсталыми, Багратион вышел в Голлабрун на венско цнаймскую дорогу несколькими часами прежде французов, подходивших к Голлабруну из Вены. Кутузову надо было итти еще целые сутки с своими обозами, чтобы достигнуть Цнайма, и потому, чтобы спасти армию, Багратион должен был с четырьмя тысячами голодных, измученных солдат удерживать в продолжение суток всю неприятельскую армию, встретившуюся с ним в Голлабруне, что было, очевидно, невозможно. Но странная судьба сделала невозможное возможным. Успех того обмана, который без боя отдал венский мост в руки французов, побудил Мюрата пытаться обмануть так же и Кутузова. Мюрат, встретив слабый отряд Багратиона на цнаймской дороге, подумал, что это была вся армия Кутузова. Чтобы несомненно раздавить эту армию, он поджидал отставшие по дороге из Вены войска и с этою целью предложил перемирие на три дня, с условием, чтобы те и другие войска не изменяли своих положений и не трогались с места. Мюрат уверял, что уже идут переговоры о мире и что потому, избегая бесполезного пролития крови, он предлагает перемирие. Австрийский генерал граф Ностиц, стоявший на аванпостах, поверил словам парламентера Мюрата и отступил, открыв отряд Багратиона. Другой парламентер поехал в русскую цепь объявить то же известие о мирных переговорах и предложить перемирие русским войскам на три дня. Багратион отвечал, что он не может принимать или не принимать перемирия, и с донесением о сделанном ему предложении послал к Кутузову своего адъютанта.
Перемирие для Кутузова было единственным средством выиграть время, дать отдохнуть измученному отряду Багратиона и пропустить обозы и тяжести (движение которых было скрыто от французов), хотя один лишний переход до Цнайма. Предложение перемирия давало единственную и неожиданную возможность спасти армию. Получив это известие, Кутузов немедленно послал состоявшего при нем генерал адъютанта Винценгероде в неприятельский лагерь. Винценгероде должен был не только принять перемирие, но и предложить условия капитуляции, а между тем Кутузов послал своих адъютантов назад торопить сколь возможно движение обозов всей армии по кремско цнаймской дороге. Измученный, голодный отряд Багратиона один должен был, прикрывая собой это движение обозов и всей армии, неподвижно оставаться перед неприятелем в восемь раз сильнейшим.
Ожидания Кутузова сбылись как относительно того, что предложения капитуляции, ни к чему не обязывающие, могли дать время пройти некоторой части обозов, так и относительно того, что ошибка Мюрата должна была открыться очень скоро. Как только Бонапарте, находившийся в Шенбрунне, в 25 верстах от Голлабруна, получил донесение Мюрата и проект перемирия и капитуляции, он увидел обман и написал следующее письмо к Мюрату:
Au prince Murat. Schoenbrunn, 25 brumaire en 1805 a huit heures du matin.
«II m"est impossible de trouver des termes pour vous exprimer mon mecontentement. Vous ne commandez que mon avant garde et vous n"avez pas le droit de faire d"armistice sans mon ordre. Vous me faites perdre le fruit d"une campagne. Rompez l"armistice sur le champ et Mariechez a l"ennemi. Vous lui ferez declarer,que le general qui a signe cette capitulation, n"avait pas le droit de le faire, qu"il n"y a que l"Empereur de Russie qui ait ce droit.
«Toutes les fois cependant que l"Empereur de Russie ratifierait la dite convention, je la ratifierai; mais ce n"est qu"une ruse.Mariechez, detruisez l"armee russe… vous etes en position de prendre son bagage et son artiller.
«L"aide de camp de l"Empereur de Russie est un… Les officiers ne sont rien quand ils n"ont pas de pouvoirs: celui ci n"en avait point… Les Autrichiens se sont laisse jouer pour le passage du pont de Vienne, vous vous laissez jouer par un aide de camp de l"Empereur. Napoleon».
антропогенная эвтрофикация водоемов и водотоков, под которой подразумевают связанное с деятельностью человека повышение уровня трофии водоемов, возникающее в результате избыточного поступления в них биогенов (азота, фосфора) и сопровождающееся характерным комплексом изменения экосистем.
Для оценки степени эвтрофикации водоемов используют биологические, химические и физические показатели, различные для поверхностных и глубинных вод. Главными агентами эвтрофирования могут выступать соединения азота и фосфора, главным образом в виде нитратов и фосфатов. При эвтрофировании водная экосистема последовательно проходит несколько стадий. Сначала происходит накопление минеральных солей азота и/или фосфора в воде. Эта стадия, как правило, непродолжительна, так как поступающий лимитирующий элемент немедленно вовлекается в кругооборот и наступает стадия интенсивного развития водорослей. Нарастает биомасса фитопланктона, увеличивается мутность воды, повышается концентрация кислорода в верхних слоях воды. Затем наступает стадия отмирания водорослей, происходят аэробная деградация детрита. Интенсивно отлагаются донные илы с повышенным содержанием органики. Отмечаются изменения зооценоза (замещение лососевых рыб карповыми).Наконец, наступает полное исчезновение кислорода в глубинных слоях и начинается анаэробное брожение. Характерно образование сероводорода, сероорганических соединений и аммиака.
Экологическая последствия создания водохранилищ
Экологические последствия создания водохранилищ Негативные: Затопление значительных площадей плодородных земель, подтопление прилегающей территории; Изменение режима подземных вод (засоление, заболачивание и др.); Переработка берегов; Активизация сейсмической деятельности. Позитивные: Увеличение устойчивого речного стока; Снижение разрушительных последствии паводков; Аккумулирование стока воды водохранилища; Снижение процессов зарастания озер заливов в устьях рек
Защита гидросферы
Поверхностные воды охраняют от засорения (загрязнения крупным мусором), загрязнения и истощения.
Для предупреждения засорения принимают меры, исключающие попадание в поверхностные водоемы и реки строительного мусора, твердых отходов, остатков лесосплава и других предметов, негативно влияющих на качество вод, условия обитания рыб и др. Важнейшая и наиболее сложная проблема - защита поверхностных вод от загрязнения С этой целью предусматриваются следующие экозащитные мероприятия:развитие безотходных и безводных технологий; внедрение систем оборотного водоснабжения; очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и др.); закачка сточных вод в глубокие водоносные горизонты; очистка и обеззараживание поверхностных вод, используемых для водоснабжения и других целей. Ввиду огромного многообразия состава сточных вод существуют различные способы их очистки: механический, физико-химический, химический, биологический и др. При механической очистке из производственных сточных вод путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляются до 90% нерастворимых механических примесей различной степени дисперсности (песок, глинистые частицы, окалину и др.), а из бытовых сточных вод - до 60%. К основным химическим способам относят нейтрализацию и окисление. В первом случае для нейтрализации кислот и щелочей в сточные воды вводят специальные реагенты (известь, кальцинированную соду, аммиак), во втором - различные окислители. С их помощью сточные воды освобождаются от токсичных и других компонентов При физико-химической очистке используются: коагуляция - введение в сточные воды коагулянтов (солей аммония, железа, меди, шламовых отходов и пр.) для образования хлопьевидных осадков, которые затем легко удаляются; сорбция - способность некоторых веществ (бентонитовые глины, активированный уголь, цеолиты, силикагель, торф и др.) поглощать загрязнение. Методом сорбции возможно извлечение из сточных вод ценных растворимых веществ и последующая их утилизация; флотация - пропускание через сточные воды воздуха. Газовые пузырьки захватывают при движении вверх поверхностно-активные вещества, нефть, масла и другие загрязнения и образуют на поверхности воды легко удаляемый пенообразный слой. биологический (биохимический) метод. Метод основан на способности микроорганизмов использовать для своего развития органические и некоторые неорганические соединения, содержащиеся в сточных водах (сероводород, аммиак, нитриты, сульфиды и т. д.). Очистку ведут в естественных условиях (поля орошения, поля фильтрации, биологические пруды и др.) и в искусственных сооружениях (аэротенки, биофильтры, циркуляционные окислительные каналы). Для борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, пригодных для целей питьевого водоснабжения, предусматривают различные меры, в том числе: регулирование режима водоотбора подземных вод; более рациональное размещение водозаборов по площади; определение величины эксплуатационных запасов как предела их рационального использования; введение кранового режима эксплуатации самоизливающихся артезианских скважин.Меры борьбы с загрязнением подземных вод: подразделяют на: 1) профилактические и 2) специальные, задача которых - локализовать или ликвидировать очаг загрязнения.
Аральская катастрофа. Варианты решения Аральской проблемы.
Деградация Аральского моря явилась результатом «планомерного» техногенного аграрного развития в течение 30 лет. И говорить здесь о случайности, внезапности гибели Арала не приходится. Аральский кризис можно назвать планомерной катастрофой, вызванной некомпетентным и природоразрушающим планированием развития экономики Аральского региона, ярким проявлением которого явились «хлопковая монополия», недоучет и игнорирование долгосрочных негативных экологических последствий. На нужды орошаемого земледелия забирается подавляющая часть воды, потребляемой в регионе. В условиях засушливого климата, дефицита воды, несовершенства оросительной инфраструктуры это приводит к практически полному изъятию водных ресурсов. В последние годы в море поступало всего 4-8 км3воды, тогда как только для поддержания его уровня требуется 33-35 км3. К числу негативных экологических последствий Аральского кризиса следует отнести ежегодное снижение уровня моря на 80-100 см, уменьшение объема почти в 4 раза, возрастание содержания соли в воде в 2,5 раза. Арал питают две реки - Сырдарья и Амударья, и в отдельные годы последняя вообще не доходит до моря. К чрезвычайно опасным последствиям относится огромный вынос песка и соли с обнажившегося дна бывшего моря. Ежегодно ветрами поднимается около 75 млн. т песка и соли и переносится на сотни километров вокруг. Катастрофически уменьшилось разнообразие видов живой природы. Если ранее в регионе моря обитало 178 видов животных, то теперь это количество сократилось до 38! Вода в Арале чрезвычайно загрязнена остатками ядохимикатов и минеральных удобрений. Это следствие чрезмерной химизации сельского хозяйства региона Экологический кризис Приаралья изменил и экономические структуры региона, уничтожил многие традиционные виды деятельности Закрылись и заводы по переработке рыбы. Такая же печальная судьба постигла морской транспорт. Как памятники экологической катастрофы Арала за десятки километров от современной береговой линии моря, посреди пустыни стоят десятки морских судов.Эколого-экономический кризис Приаралья породил и такое негативное социальное явление, как массовая безработица. Здесь самый известный проект - переброска части стока сибирских рек в Центральную Азию. О грандиозности и циклопичности этого проекта говорят такие цифры: длина канала из Сибири должна была составить около 2400 км, ширина - до 200 м, стоимость в ценах 80-х гг. - 90 млрд. руб. По сравнению с этим каналом Великая китайская стена и египетские пирамиды - детские игрушки. Проект переброски был практически необоснован ни экологически, ни экономически, ни технически.
Более реальным представляется появившийся не так давно вариант-близнец: проект строительства канала из Каспийского моря. Он обладает теми же недостатками, что и сибирский вариант. Для реализации проекта необходимо прорыть канал в пустыне длиной в 500 км. Кроме того, в связи с наклоном земной поверхности от Аральского моря к Каспийскому, для того чтобы вода текла, ее необходимо предварительно поднять на высоту 80 м. Это потребует колоссальных энергетических затрат.
Эвтрофикация
Эвтрофикация в лесу у цитадели г. Лилль, Франция
Для эвтрофных водоёмов характерны богатая литоральная и сублиторальная растительность, обильный планктон . Искусственно несбалансированная эвтрофикация может приводить к бурному развитию водорослей («цветению» вод), дефициту кислорода, замору рыб и животных. Этот процесс можно объяснить малым проникновением солнечных лучей вглубь водоёма (за счёт фитопланктона на поверхности водоёма) и, как следствие, отсутствием фотосинтеза у надонных растений, а значит и кислорода.
Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий.
1. Повышение содержания биогенных элементов в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие растений в этой зоне (в первую очередь фитопланктона, а также водорослей-обрастателей) и увеличение численности питающегося фитопланктоном зоопланктона. В результате прозрачность воды резко снижается, глубина проникновения солнечных лучей уменьшается, и это ведет к гибели донных растений от недостатка света. После отмирания донных водных растений наступает черед гибели прочих организмов, которым эти растения создают места обитания или для которых они являются вышерасположенным звеном пищевой цепи.
2. Сильно размножившиеся в верхних горизонтах воды растения (особенно водоросли) имеют намного большую суммарную поверхность тела и биомассу. В ночные часы фотосинтез в этих растениях не идет, тогда как процесс дыхания продолжается. В результате в предутренние часы теплых дней кислород в верхних горизонтах воды оказывается практически исчерпанным, и наблюдается гибель обитающих в этих горизонтах и требовательных к содержанию кислорода организмов (происходит так называемый «летний замор»).
3. Отмершие организмы рано или поздно опускаются на дно водоема, где происходит их разложение. Однако, как мы отметили в пункте 1, донная растительность из-за эвтрофикации погибает, и производство кислорода здесь практически отсутствует. Если же учесть, что общая продукция водоема при эвтрофикации увеличивается (см. пункт 2), между производством и потреблением кислорода в придонных горизонтах наблюдается дисбаланс, кислород здесь стремительно расходуется, и все это ведет к гибели требовательной к кислороду донной и придонной фауны. Аналогичное явление, наблюдающееся во второй половине зимы в замкнутых мелководных водоемах, называется «зимним замором».
4. В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан. В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения.
Антропогенная эвтрофикация
Основные антропогенные источники фосфора и азота: необработанные сточные воды (в особенности из животноводческих комплексов) и смыв удобрений с полей. Во многих странах запрещено использование ортофосфата натрия в стиральных порошках для уменьшения эвтрофикации водоёмов.
См. также
Wikimedia Foundation . 2010 .
Синонимы :
