Biologia AR Szczecin

Jeden z tematów był : Problem eutrofizacji - azot i fosfor w wodach...


Wklejam co znalazłam w necie:



Azot i fosfor w środowisku wodnym.

Związki azotu i fosforu, jako niezbędne dla życia roślin, muszą być zwracane glebie w postaci obornika i nawozów mineralnych. Pobierane przez zwierzęta i człowieka jako pasza i pokarm są przez nie wydalane jako metabolity.

Związki obu tych pierwiastków dostają się zatem do wód podziemnych i powierzchniowych, przy czym najbardziej ruchliwymi w glebie są azotany. Azot amonowy, chociaż jest sorbowany przez glebę, to jednak ulega nitryfikacji zwiększając pulę azotanów w glebie i ładunek odpływający do wód powierzchniowych. Tak więc gleby tracą azotany - cenny związek pokarmowy, wody zaś zostają nimi zanieczyszczane.

Ten odpływ azotu w postaci azotanów waha się w Polsce w zależności od rodzaju gleby, gatunku uprawianej rośliny i ilości opadów atmosferycznych od 5 do 25 kg N/ha/rok. Związki fosforu pochodzą głównie ze ścieków, odpływających z miast i osiedli wiejskich. W glebach ulegają one sorpcji chemicznej i tylko nieznaczna ich ilość (najczęściej 50-150 g/ha) odpływa do wód powierzchniowych. Duży udział (50%) w zanieczyszczeniu wód przez fosforany stanowią detergenty, zawierają one około 15% związków fosforu. W Polsce nie ma niestety zakazu stosowania środków piorących, produkowanych na bazie fosforanów.

Związki fosforu (rzadziej azotu) przyczyniają się do masowego rozwoju glonów głównie w wodach stojących. Masowy rozwój glonów (wtórne zanieczyszczenie wód) następuje już wtedy, gdy stężenie fosforu w wodzie przekracza 0,010 mg/dm3, a związków azotu 0,30 mg. W wodach rzek i zbiorników zaporowych stężenia tych związków są 5-20 razy większe.

Należy wspomnieć, że o rozwoju glonów w wodach płynących decydują stężenia związków fosforu i azotu, w wodach stojących zaś ładunki tych związków, które dopływają w ciągu roku. Ulegają one bowiem akumulacji w zbiorniku (dotyczy to głównie fosforu) i mogą stanowić o tzw. wewnętrznym zaopatrywaniu wody w składniki pokarmowe.

Przy średniej głębokości jeziora czy zbiornika, równej 10 m ładunki niebezpieczne wynoszą dla azotu 3 gN/m2, a dla fosforu 0,20 g P/m2. Obciążenie Zbiornika Dobczyckiego na rzece Rabie dla związków obu tych pierwiastków jest 10-krotnie większe.

Aby zahamować postępujący proces eutrofizacji wód w Polsce konieczne jest przede wszystkim ograniczenie dopływu związków, w tym głównie fosforu, do wód powierzchniowych.

Źródło: Książka Ekotesty










Azot i fosfor - substancje biogenne

Azot wchodzi w skład białka roślinnego i zwierzęcego. Oprócz azotu mineralnego w wodach znajdują się rozpuszczone organiczne związki azotu, często w postaci koloidalnej. Poza tym występują białka i aminokwasy zawarte w szczątkach organizmów.

Ilości i formy azotu w wodach ulegają znacznym wahaniom okresowym. Podczas lata, wskutek intensywnego rozwoju glonów może następować silne zmniejszenie stężenia związków azotu w wodzie. Zimą natomiast wzrasta ilość azotanów (V) [1-4].

W wodach powierzchniowych fosfor występuje w postaci nierozpuszczalnych związków mineralnych, w biomasie organizmów żywych oraz w związkach uwalnianych z biomasy. Rośliny przyswajając fosfor wprowadzając go do obiegu. Część fosforu deponowana jest w osadach skąd może być ponownie uwalniana do toni wodnej [1-4].

Zwiększenie zawartości substancji odżywczych (głównie azotu i fosforu) w wodzie prowadzi do procesu eutrofizacji („użyźnienia”). Nadmierne ilości biogenów są wprowadzane do wód głównie ze ściekami komunalnymi, bytowo – gospodarczymi i przemysłowymi. Pochodzą także ze spływu z terenów rolniczych, gdyż stanowią składniki nawozów mineralnych. Wypłukiwanie składników biogennych z gleb do wód występuje w przypadku, gdy zasób składników jest większy od możliwości przyswojenia przez roślinę i większy od zdolności sorpcyjnej gleby [5-7].

Nadmierny wzrost żyzności jest szczególnie szkodliwy dla jezior i przybrzeżnych wód morskich. W użyźnionych wodach następuje bujny rozwój fitoplanktonu i jego sezonowe zakwity. Rozwijające się sinice powodują zmętnienie wody w warstwie powierzchniowej, co ogranicza rozwój roślinności płytkowodnej z powodu braku światła. Podczas zakwitu, sinice produkują substancje toksyczne, które stanowią zagrożenie dla organizmów zwierzęcych oraz dla zdrowia i życia ludzkiego. Mogą wywołać podrażnienia i schorzenia skóry oraz zatrucia.

Po zakwicie następuje szybkie obumieranie i opadanie na dno. Przy dostatecznym dopływie tlenu biomasa ta rozkłada się i ulega przekształceniu w związki nieorganiczne, które ponownie stają się źródłem pożywienia. Przyrost masy organicznej i brak odpowiedniej ilości tlenu do jej rozkładu prowadzi do zalegania tej masy na dnie. W wyniku procesów beztlenowych wydzielają się takie gazy jak siarkowodór i metan oraz aminy i inne produkty rozkładu aminokwasów. Deficyty tlenowe prowadza do zwiększenia śmiertelności wielu gatunków ryb. Gromadzenie się dużych ilości osadu wpływa na spłycenie zbiornika i jego zamulenie.

Proces eutrofizacji powoduje znaczne pogorszenie jakości wody słodkiej. Zmienia się jej smak, zapach, wzrasta mętność. Utrudnia to jej wykorzystanie do celów gospodarczych i przemysłowych [1-3,5].

W celu zahamowania procesu eutrofizacji konieczne jest ograniczenie dopływu substancji biogennych do wód. Z tego względu szczególną uwagę zwraca się na usuwanie biogenów ze ścieków [8].

Do usuwania azotu wykorzystuje się biologiczne metody oczyszczania ścieków. W wyniku procesu denitryfikacji azot ulatnia się do atmosfery w postaci gazowej.

W oczyszczalniach ścieków usuwanie azotu wymaga współuczestnictwa kilku różnych kategorii bakterii podczas procesów oczyszczania biologicznego. Spośród różnych biologicznych technologii oczyszczania ścieków największą popularność zdobyła metoda osadu czynnego.

Fosfor może być bardzo skutecznie usuwany ze ścieków metodami chemicznymi. W warunkach tlenowych fosforany są łatwo wytrącane przez związki żelaza i glinu. Najczęściej stosuje się symultaniczne wytrącanie fosforu w komorach z osadem czynnym. Technologie te są ciągle udoskonalane i optymalizowane [8].

Eutrofizacja wód śródlądowych jest problemem ogólnoświatowym. Obecnie coraz większy nacisk kładzie się na uświadomienie rolnikom, farmerom i właścicielom gospodarstw rolnych, chlewni itp., że rozprowadzanie na polach zbyt dużej ilości obornika , nawozów mineralnych oraz nieodpowiednie składowanie gnojowicy przyczynia się do eutrofizacji wód.

Szeroko prowadzone są także kampanie ekologiczne np. dotyczące stosowania proszków do prania, mające na celu wzrost świadomości ekologicznej w społeczeństwie.

Literatura;

1. Bojanowska I., Bielicka A., Ganczarek P., Świerk K., Azot i fosfor – substancje odżywcze czy toksyczne, Konferencja Centrum Edukacji Nauczycieli, Polska Chemia w Unii Europejskiej, Gdańsk, 08.06.2004
2.Curt Forsberg, Eutrophication of the Baltic Sea, The Baltic Sea Environment, BUP Uppsala University, Sweden 1993
3. Stańczykowska A., Ekologia naszych wód, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1997
4.Podbielkowski Z., Glony, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1996
5.Dojlido J. R., Chemia wód powierzchniowych, Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Białystok 1995
6.Szperliński Z., Chemia w ochronie i inżynierii środowiska, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2002
7.Dubel K., Ochrona i kształtowanie środowiska, Fundacja Centrum Edukacji Ekologicznej Wsi, Krosno 2001
8.Fiałkowska E., Fyda J., Pajdak-Stoś A., Więckowski K., Osad czynny – biologia i analiza mikroskopowa, Oficyna Wydawnicza Impuls, Kraków 2005.

Ostatnio edytowany przez annoula (2007-06-16 00:13:18)

Jeszcze raz eutrofizacja.




Eutrofizacja jezior

Większość jezior jest utworami krótkotrwałymi w skali geologicznej. Na terenie Polski, gdzie jeziora naturalne są pochodzenia lodowcowego, w ciągu 10-11 tysięcy lat istnienia tych jezior znikło już 2/3 ich powierzchni. Zajmując obniżenia terenu, jeziora w sposób naturalny wypełniają się różnego rodzaju materiałem: jest to materia allochtoniczna znoszona do jeziora ze zlewni czyli cząstki mineralne i fragmenty organizmów, głównie roślin żyjących na obszarze zlewni oraz materia autochtoniczna która składa się z cząstek organicznych pochodzących z ciał i szkieletów żyjących w jeziorze roślin i zwierząt. Wyprodukowana w zbiorniku substancja organiczna i zawarte w niej sole mineralne są częściowo włączane w obieg materii, a częściowo są odkładane na dnie zbiornika. Odkładanie powoduje stopniowe wypłycanie i lądowienie zbiornika, natomiast nadmiar nieodłożony na dnie powoduje wzrost żyzności, wzrost zawartości soli mineralnych, w tym nutrietów w wodzie, a w konsekwencji bujny rozwój fitoplanktonu, w środowiskach bardzo żyznych jako zakwity, z wszelkimi ich niekorzystnymi konsekwencjami. Te właśnie procesy wzrostu żyzności i jego konsekwencje nazywamy eutrofizacją i jeśli jest ona umiarkowana i jej efekty korzystne traktuje się ją jako użyźnienie, jeśli nadmierna i efekty są niekorzystne jako zanieczyszczenie. Do pewnego momentu wzrost żyzności wody powoduje wzrost obfitości wszystkich lub większości zespołów organizmów w jeziorze. Następuje ogólne zwiększenie bogactwa i intensywności życia. Jednakże po osiągnięciu nadmiernego poziomu żyzności substancja organiczna powoduje zakłócenie w normalnym funkcjonowaniu ekosystemu. Następują wtedy deficyty tlenowe i gromadzenie się siarkowodoru w całym hipolimnionie jeziora, a także okresowo w epilimnionie jeziora. Taki stan zbiornika gdy dusi się on nadmiarem substancji organicznej i nie jest zdolny jej zużyć nazywamy saprotrofią.

Rodzaje jezior:
Pod względem trofii czyli zasobności w nutrienty wyróżniamy 2 zasadnicze grupy jezior:
-Eutroficzne-o dużej ilości substancji odżywczych rozpuszczonych w wodzie, o wysokiej produkcji materii organicznej szczególnie w litoralu. Występują w tych jeziorach często zakwity planktonu. Są to jeziora stosunkowo płytkie.
-Oligotroficzne-są głębsze, produkcja w litoralu jest niższa i stężenie substancji odżywczych w wodzie jest na tyle niskie że nie dochodzi do zakwitów.
W jeziorach typu eutroficznego zawartość materii organicznej w suchej masie osadów wacha się od 18,1% do 60,9%, natomiast w jeziorach oligotroficznych od 11,2% do20%.
Specjalnym typem są jeziora dystroficzne-bagniste i zatorfione o brązowawej wodzie, zakwaszonej kwasami huminowymi. Osady denne tych jezior mogą zawierać do 90%materii organicznej.

Strefy jezior:
-Litoral- w naszych jeziorach z reguły porośnięty jest roślinnością, stanowi naturalną barierę dla substancji dopływających spoza jeziora. Stopień rozwoju litoralu, jego charakter oraz zmienność sezonowa odgrywają niewątpliwie istotną rolę w funkcjonowaniu całego ekosystemu jeziornego, w tym w procesach eutrofizacji.
-Pelagial-otwarta toń wodna stanowi zwykle główną część powierzchni i objętości jeziora i jego główne zasoby wodne. Większość allochtonicznych substancji eutrofizujących trafia do pelagialu przez litoral lub z litoralu. Bezpośrednio do pelagialu dochodzą tylko substancje opadające na powierzchnię zbiornika z atmosfery, niekiedy także ścieki wprowadzone rurami.
- Profundal- strefa głębinowa jezior, obejmująca osady denne i przyległe warstwy wody, jest głównie strefą odkładania i wytrącania się substancji na dłuższe lub krótsze okresy. Jest ona jednak również głównym magazynem tych substancji, które w odpowiednich warunkach mogą być znowu włączone do obiegu w ekosystemie.
Dla stanu trofii wód powierzchniowych zbiornika ważne jest mieszanie jego wód. W jeziorach płytkich woda jest stale mieszana do dna, co powoduje jej jednolitość pod względem termiki i innych cech fizykochemicznych. W jeziorach głębszych po wiosennym wyrównaniu temperatury (homotermii)w całej masie wód, na skutek ich wiosennej cyrkulacji, następuje zróżnicowanie temperatury i podział jeziora na trzy warstwy:
• powierzchniową czyli epilimnion o wyrównanej w zasadzie temperaturze i innych czynnikach fizykochemicznych, warstwa ta jest stale mieszana przez wiatr. Intensywność procesów życiowych jest tutaj największa
• głębinową czyli hipolimnion o stosunkowo niskiej i względnie jednolitej, mało zmiennej temperaturze oraz bardzo słabych ruchach wody
• pośrednią czyli metalimnion- strefa skoku termicznego od wartości stosunkowo wysokich (zwykle latem ponad 20˚C) w epilimnionie do niskich (poniżej 10˚C) w hipolimnionie.
W naszej strefie klimatycznej dominują jeziora dimiktyczne mieszane do dna wczesną wiosną i późną jesienią oraz polimiktyczne mieszane stale lub wielokrotnie w ciągu roku. Są to z reguły jeziora o małej głębokości bezwzględnej lub względnej, w których wiatry nie pozwalają na wytworzenie się trwałej stratyfikacji termicznej. Rzadkie są wypadki jezior meromiktycznych z reguły o dużej głębokości względnej, w których część głębinowa nigdy nie ulega mieszaniu z powierzchniową strefą jeziora.

Tempo akumulacji
Średnie tempo akumulacji osadów w jeziorach wynosi 0,5-1mm, maksymalne tempo w zagłębieniach mis jeziornych, do których zsuwają się osady wynosi do 4mm rocznie. Zatem jeziora powoli ale stale wypełniają się osadami. Do wypełnienia misy jeziora do głębokości kilku metrów światło zaczyna docierać do dna i rozwijają się na nim miękkie rośliny niższe, a gdy jezioro wypłyci się do ok. 2m wkraczają do niego makrolity czyli wysoka roślinność przybrzeżna ich produkcja jest duża , stwarzają one korzystne warunki do rozwoju drobnych, wysokoproduktywnych organizmów unoszących się w toni wodnej (plankton) i przytwierdzonej do podłoża (perifiton), tak że wypłycanie jeziora postępuje dość szybko i na teren jeziora wkracza roślinność lądowa- zwykle tworząca torfowisko.

Fosfor:
Głównym czynnikiem eutrofizującym jest fosfor, w niewielkim procencie azot, a w wyjątkowych sytuacjach węgiel. Sole fosforu i azotu umożliwiają intensywny rozwój fitoplanktonu i naczyniowej roślinności litoralnej.



Usunięcie 1kg fosforu ze zbiornika wodnego zapobiegłoby wytworzeniu ok. 1 tony świeżej masy glonów, zaś usunięcie 1kg węgla tylko 25kg glonów. Przy tym usuwanie węgla jest niecelowe także i z tego powodu, że jest on łatwo uzupełniany z atmosfery i z procesów destrukcji w zbiorniku. Natomiast usuwanie fosforu jest nieodzowne i potwierdzone w praktyce. Fosfor jest usuwany ze ścieków metodą chemiczną lub metodą oczyszczania glebowego w oczyszczalniach trzeciego stopnia. Fosfor jest łatwo absorbowany na cząsteczkach zawiesiny organicznej i nieorganicznej, tworzy też trudno rozpuszczalne związki z żelazem, glinem, wapniem. Cechy te powodują że jest on dobrze utrzymywany w glebie, a także łatwo usuwalny ze ścieków a nawet ze zbiorników wodnych przez wytrącanie chemiczne. Sytuacja jest jeszcze o tyle korzystniejsza , że w wielu przypadkach głównym źródłem fosforu są ścieki, a więc punktowe łatwe do opanowania źródło eutrofizacji.

Skutki eutrofizacji:
• pierwszy etap to niewielki wzrost produkcji biologicznej. W tym etapie dobrze rozwijają się ryby i jest to nawet pożądane z punktu widzenia gospodarki rybackiej;
• późniejsze etapy to już zakwity (szczególnie groźne - sinicowe) glonów. Zmniejszają one przeźroczystość wody, wydzielają toksyny powodujące zły smak i zapach wody, aż w końcu ograniczają ilość tlenu (O2) powodując przyduchy, co z kolei prowadzi do masowych śnięć ryb;
• w strefie litoralu złe warunki świetlne powodują obumieranie roślinności zanurzonej. Dzieje się to na skutek wzrostu pierwiastków biogennych - fitoplankton w takich warunkach rozwija się bardzo intensywnie porastając powierzchnię roślin zanurzonych. W efekcie makrofity są wypierane przez nitkowate formy fitoplanktonu (Cladophora, Spirogyra);
• osady denne i hypolimnion zostaje odtleniony i tworzą się tam warunki beztlenowe. W takich warunkach organizmy tlenolubne nie mają racji bytu. Ryby pelagiczne nie mogą się rozmnażać, gdyż tarło mają właśnie w strefie przydennej ale natlenionej ...
• warunki beztlenowe sprzyjają zachodzeniu takich procesów jak: desulfurykacja, denitryfikacja, amonikfikacja, czy wreszcie powstawanie metanu i siarkowodoru;
• uruchamiane zostaje wewnętrzne nawożenie jeziora - z osadów dennych w warunkach beztlenowych następuje uwalniane znacznych ładunków fosforu co jeszcze bardziej wzmaga proces eutrofizacji.

ja znalazłam w wykładach ze rośliny zakwitu letniego to sinice i zielenice

A czy ktoś wie , jakie są 3 przewodnie rośliny jeziora ramienicowego??(wiem tylko że zielenice)

Tx

hepl

Rząd: Cladocera - wioślarki np. Daphnia pulex

Tułów zaopatrzony w liściowate, turgorowe odnóża (u form filtrujących), służą do oddychania i chwytania (odcedzania) pokarmu. Na tych odnóżach znajdują się między innymi blaszki skrzelowe oraz szczeciny - przy ich  pomocy wioślarki filtrujące odfiltrowują czynnie pokarm - fitoplankton, pierwotniaki, a nawet bakterie.