Погляньте

Розчинений у воді кисень належить до найважливіших фізико-хімічних показників, які впливають на екологічний стан водних екосистем. Він є одним із найбільш потужних природних окислювачів. Його вміст у великій мірі визначає якість води завдяки інтенсифікації процесів самоочищення, фізико-хімічної трансформації й гідробіологічного кругообігу речовин.

Розчинений кисень знаходиться в природній воді у вигляді молекул O₂.

На його вміст у воді впливають дві групи протилежно спрямованих процесів: одні збільшують концентрацію кисню, інші зменшують її. До першої групи процесів, що збагачують воду киснем, варто віднести:

‒ процес абсорбції кисню з атмосфери;

‒ виділення кисню водяною рослинністю в процесі фотосинтезу;

‒ надходження до водойм з дощовими і сніговими водами, що звичайно пересичені киснем.

Абсорбція кисню з атмосфери відбувається на поверхні водного об’єкта. Швидкість цього процесу підвищується зі зниженням температури, з підвищенням тиску і зниженням мінералізації. Аерація – збагачення глибинних шарів води киснем – відбувається внаслідок перемішування водних мас, у тому числі вітрової, вертикальної температурної циркуляції тощо.

Фотосинтетичне виділення кисню відбувається при асиміляції діоксиду вуглецю водною рослинністю (прикріпленими, плаваючими рослинами і фітопланктоном). Процес фотосинтезу протікає тим інтенсивніше, чим вищими є температура води, інтенсивність сонячного освітлення і концентрація біогенних речовин (P, N і ін.) у воді. Продукування кисню відбувається в поверхневому освітленому шарі водойми, глибина якого залежить від прозорості води (для кожної водойми і сезону може коливатись від декількох сантиметрів до декількох десятків метрів).

До групи процесів, що зменшують вміст кисню у воді, відносяться реакції споживання його на окислювання органічних речовин:

біологічне (дихання організмів),
біохімічне (дихання бактерій, витрата кисню при розкладанні органічних речовин),
хімічне (окислювання Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S).

Швидкість споживання кисню збільшується з підвищенням температури, кількості бактерій та інших водних організмів і речовин, що піддаються хімічному і біохімічному окисленню. Крім того, зменшення вмісту кисню в воді може відбуватися в процесі виділення його в атмосферу з поверхневих шарів і тільки в тому випадку, якщо вода за даної температури і тиску виявиться пересиченою киснем.

У поверхневих водах вміст розчиненого кисню варіює в широких межах – від 0 до 14 мг/дм3 – і схильний до сезонних та добових коливань. Добові коливання залежать від інтенсивності процесів його продукування і споживання, сягаючи до 2,5 мг/дм3 розчиненого кисню. У зимовий і літній періоди розподіл кисню носить характер стратифікації. Дефіцит кисню частіше спостерігається у водних об’єктах із високими концентраціями забруднюючих органічних речовин та в евтрофованих водоймах, що містять велику кількість біогенних і гумусових речовин.

Концентрація кисню визначає розмір окисно-відновного потенціалу і значною мірою напрямок і швидкість процесів хімічного і біохімічного окислення органічних і неорганічних сполук. Тобто, кисневий режим має суттєвий вплив на життя водойми. Мінімальний вміст розчиненого кисню, що забезпечує нормальний розвиток риб, складає близько 5 мг/дм3. Зниження його до 2 мг/дм3 викликає масову загибель (замор) риби. Несприятливо позначається на стані водного населення і пересичення води киснем у результаті процесів фотосинтезу за недостатньо інтенсивного перемішуванні шарів води.

Як свідчать результати досліджень вітчизняних вчених (В.І. Осадчий, Н.М. Осадча), максимальний вміст кисню (12-14 мг/дм3) у водоймах України спостерігається в період, що передує льодоставу, на фоні поступового зниження температури. Останнє, з одного боку, призводить до збільшення розчинності кисню, а з іншого – до уповільнення процесів окиснення органічних речовин. У цей час у водному середовищі не накопичується значної кількості іонів амонію, наявність яких потребує значної кількості кисню для їх нітрифікації. Протягом зимової межені, внаслідок перевищення витратної частини балансу газу над прибутковою, вміст розчиненого кисню поступово зменшується.

Навесні, з початком розвитку фітопланктону кількість розчиненого кисню зростає до 10-12 мг/дм3. Однак, подальше збільшення температури води, яка максимально досягає 22-25 ºС, призводить до зменшення розчинності кисню. Не зважаючи на розвиток фітопланктону, у червні концентрація розчиненого кисню досягає мінімальних за рік значень – 3,5-4,0 мг/дм3. У літній період у воді збільшується кількість органічних речовин, на окиснення яких активно витрачається розчинений кисень.

Відповідно нормативних вимог до складу і властивостей води водойм пунктів питного і санітарного водокористування вміст розчиненого кисню в пробі, відібраної до 12 годин дня, не повинен бути нижчим 4 мг/дм3 у будь-який період року; для водойм рибогосподарського призначення концентрація розчиненого у воді кисню не повинна бути нижчою 4 мг/дм3 у зимовий період (при льодоставі) і 6 мг/дм3 – у літній.

У рибоводній практиці прийнято, що оптимальний рівень кисню для живлення та росту лососевих риб (за температури 16-19 ºС) становить 9,4-10 мг/дм3; осетрових (20-26 ºС) – 8,3-9,2 мг/дм3; коропових (27-30 ºС) – 7,1-8,4 мг/дм3.

Визначення кисню в поверхневих водах входить до обов’язкової програми спостережень з метою оцінки умов існування гідробіонтів, у тому числі риб, а також як непряма характеристика оцінки якості поверхневих вод і регулювання процесу очищення стоків. Оскільки, вміст розчиненого кисню є принципово важливим для аеробного дихання, він вважається індикатором біологічної активності (тобто фотосинтезу) у водоймі.

Вміст кисню у водоймах з різним ступенем забруднення

Відносний вміст кисню в воді, виражений у відсотках його нормального вмісту, називається ступенем насичення киснем. Ця величина залежить від температури води, атмосферного тиску і солоності.

Так, для нормального кисневого режиму характерним є те, що у холодний період року вода недонасичена киснем, а у теплий період спостерігається незначне перенасичення води О2.

Згідно даних наших вчених, лише в чотирьох річкових басейнах України спостерігається стабільний кисневий режим, при якому вміст кисню не залежить від температури води. Це басейни Дунаю (р. Веча та р.Черемош), Дністра (р. Дністер, р. Бистриця Надвірнянська, р. Бистриця Солотвинська, р. Лужанка, р. Свіча, р. Золота Липа), Дніпра (р. Псел, р. Десна, р. Трубіж, р. Стохід, р. Ірпінь, р. Хорол) й Південного Бугу (р. Південний Буг (на відтинку м. Первомайськ – смт Нова Одеса), р. Інгул, р. Кодима, р. Савранка, р. Синюха, Уманка). Коливання вмісту кисню протягом року в цих річках не перевищує 0,5-1,0 мг/дм3.

Режим недостатнього насичення характеризується недонасиченням води киснем протягом усього року. Вказаний режим відзначається у всіх основних річкових басейнах України: басейн Сіверського Дінця; басейн Дунаю – нижня частина Дунаю; басейн Дністра – р. Тисмениця; басейн Дніпра – рр. Інгулець, Мокра Московка, Сула, Удай, Конка, Остер, Каховське водосховище; у басейні Західного Бугу – р. Західний Буг на відтинку м. Буськ – м. Сокаль, р. Полтва; басейн Південного Бугу – р. Південний Буг на відтинку м. Хмельницький – м. Хмельник, рр. Бужок, Чорний Ташлик; водні об’єкти Криму – Північно-Кримський канал; річки Приазов’я – Булавин, Кальчик, Кальміус, Кринка, Міус.

Зниження концентрації кисню в воді супроводжується активізацією процесів денітрифікації і сірководневого бродіння, збільшенням розчинності органічних речовин донних відкладів, підвищенням рухомості заліза, мангану, силіцію і інших елементів. Все це різко погіршує органолептичні показники якості води і гігієнічний стан водойми.

При забрудненні водойми пестицидами і промисловими стоками, які містять сполуки, що легко окислюються, спостерігається різке зниження розчиненого кисню і при цьому ускладнюється визначення дійсного вмісту кисню у воді. Крім того, пестициди отруюють фотосинтезуючі організми, які насичують водойми киснем.

Таким чином, розчинений у воді кисень належить до найважливіших фізико-хімічних показників, які впливають на екологічний стан водних екосистем. Він є одним із найбільш потужних природних окислювачів. Його вміст у великій мірі визначає якість води завдяки інтенсифікації процесів самоочищення, фізико-хімічної трансформації й гідробіологічного кругообігу речовин.

При підготовці статті були використані матеріали:

1. Осадчий В.И., Осадча Н.М. Многолетняя динамика и внутригодовое распределение растворенного кислорода в поверхностных водах Украины // Матер. Третьої Всеукр. наук. конф. “Гідрологія, гідрохімія і гідро екологія. – К.: Ніка-центр, 2006. – С.122-123.

2. Гольд З. Г. Словарь терминов и понятий по водным экосистемам (биологическая структура, качество вод, охрана) : учеб.-метод. пособ. / З. Г. Гольд, И. И. Морозова. – Красноярск, 2004. – 94 с.

3. Романенко В. Д. Основи гідроекології / В. Д. Романенко. – Київ : Обереги, 2001. – 728 с.

Погляньте

Розчинений кисень знаходиться в природній воді у вигляді молекул O₂.

‒ процес абсорбції кисню з атмосфери;

‒ виділення кисню водяною рослинністю в процесі фотосинтезу;

‒ надходження до водойм з дощовими і сніговими водами, що звичайно пересичені киснем.

біологічне (дихання організмів),
біохімічне (дихання бактерій, витрата кисню при розкладанні органічних речовин),
хімічне (окислювання Fe2+, Mn2+, NO2-, NH4+, CH4, H2S).

У рибоводній практиці прийнято, що оптимальний рівень кисню для живлення та росту лососевих риб (за температури 16-19 ºС) становить 9,4-10 мг/дм3; осетрових (20-26 ºС) – 8,3-9,2 мг/дм3; коропових (27-30 ºС) – 7,1-8,4 мг/дм3.

Вміст кисню у водоймах з різним ступенем забруднення

При підготовці статті були використані матеріали:

3. Романенко В. Д. Основи гідроекології / В. Д. Романенко. – Київ : Обереги, 2001. – 728 с.

Евтрофікація водойм: причини та наслідки для озерної екосистеми

Насправді евтрофікація означає лише «добре підживлений», але нешкідливий вираз приховує серйозні проблеми для озер і морів. Ми пояснюємо вам, що означає евтрофікація і що ми можемо з цим зробити.

Що означає евтрофікація?

Евтрофікація це просто означає Збагачення поживними речовинами в озері або повільно проточній воді. Понад усе нітрат і фосфор надходять у водойми у великих кількостях.

Це змінює вміст кисню в ураженій воді і позбавляє багато живих істот засобів до існування. Евтрофікація також є основною проблемою в морях і океанах: Згідно з Федеральне агентство з навколишнього середовища 80 відсотків усіх морських екосистем зазнає впливу евтрофікації.

За даними Федерального агентства з навколишнього середовища, 43,2 мільйона тонн азоту і 8,6 мільйона тонн фосфору щороку потрапляють в наші моря через наші води. Також сильно постраждали Північне та Балтійське моря.

Які причини евтрофікації?

Гній сповнений поживних речовин для ґрунту – і, таким чином, сприяє евтрофікації.
(Фото: CC0 / Pixabay / Pascvii)

Основною причиною евтрофікації води є Надмірне запліднення у сільському господарстві: надлишок поживних речовин, таких як нітрати і фосфор, вимиваються, витікають на поверхні або вимиваються підземними водами і таким чином потрапляють в озера і Води. якщо суспензія Розповсюджується з корів і свиноферм на поля, це також призводить до великого надлишку поживних речовин, які потім вимиваються і забруднюють наші води.

Але також у Миючі засоби містять фосфати, які виводяться через побутові стічні води. Більшість очисних споруд не можуть фільтрувати фосфати з води – так речовини потрапляють в озера та інші водойми.

Промисловість і транспорт також приносять азот і фосфати у воду. В результаті цих техногенних процесів вміст поживних речовин збільшується в рази швидше, ніж це було б природно.

Вплив евтрофікації на екосистему озера

Якщо на поверхні водойми плаває занадто багато водоростей, нижні шари не отримують достатньо світла.
(Фото: CC0 / Pixabay / glynn424)

Високий запас поживних речовин в озері призводить до цього сильний ріст водоростей переважно з одноклітинних водоростей. Вони накопичуються у воді таким чином, що більше світла не може проникнути до нижніх шарів і більших водоростей, і вони гинуть.

Відмерлі водорості розщеплюються бактеріями, які роблять багато Споживайте кисень. Це зменшує вміст кисню у всьому водоймі. Коли водорості гинуть, утворюється одна Перетравлений шар мулу, які також люблять токсичні продукти обміну речовин метану містить. З Брак кисню призводить до масового Померти риби, молюсків, крабів і равликів. Можливий той факт, що деякі види з високими потребами в поживних речовинах переважають біорізноманіття втрачено.

Як правило, нова екологічна рівновага встановлюється лише з кількома видами у воді. У гіршому випадку озеро також може “перекидатися “. Тоді він біологічно мертвий: тобто майже все живе у воді загинуло. Балтійське море гучне з площею близько 84 000 квадратних кілометрів Федеральне агентство з навколишнього середовища це вже найбільша мертва зона в світі, в якій майже не можна знайти рибу та інших морських мешканців.

Як ми можемо уникнути евтрофікації?

Домашні миючі засоби з каштанів точно не містять фосфатів.
(Фото: CC0 / Pixabay / Couleur)

Один захід очевидний: ми повинні уникати надмірного удобрення наших сільськогосподарських угідь. Цього можна досягти, наприклад, за допомогою законів, які більш суворо регулюють використання добрив. У Німеччині вдосконалення очисних споруд вже забезпечило зниження надходження фосфору та нітратів у Північне та Балтійське моря, так що Федеральне агентство з навколишнього середовища .

результати дослідження Університету Кобленц-Ландау також рекомендують захищати водойми смугою води шириною близько десяти метрів. Його потрібно частково засадити тінистими деревами. Потім вони пригнічують ріст водоростей, оскільки вони забирають необхідне світло у водоростей і зменшують надходження поживних речовин.

Але є кілька речей, які ви можете зробити, щоб протидіяти евтрофікації озер і морів:

Купуйте органічні продукти, де заборонено використання штучних добрив, що містять нітрати.
Відректися у вашому саду, якщо можливо, повністю на штучних добривах. Ви можете знайти екологічні альтернативи в нашому списку найкращих Найкращий органічнийдобриво. Ви також можете використовувати екологічно чисті Зробіть добриво для рослин цілком природним шляхом самостійно .
Отримайте потрібну кількість миючого засобу та уникайте використання занадто великої кількості миючого засобу. Зверніть увагу при покупці безфосфатні миючі засоби. Або навіть зовсім обійтися без звичайних миючих засобів: можна Робіть миючі засоби самостійно (наприклад, від каштани ) або екологічні мийні засоби купувати.

Детальніше читайте на Utopia.de:

Вимирання видів: це основні причини
Міське фермерство: плюси і мінуси фермерства в місті
Екологія: визначення та поняття просто пояснюється