Кратко — избыточные нитраты и фосфаты подпитывают рост фитопланктона и макрофитов, что запускает цепочку процессов, приводящую к эвтрофикации: избыток биомассы → её массовая гибель и разложение → потребление растворённого кислорода → гипоксия/аноксия и сдвиг сообщества.
Детали и биологические механизмы (по шагам):
1. Источник и формы питательных веществ: чаще поступают в виде нитратов $\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{-}$, аммония $\mathrm{N}{\mathrm{H}}_4^{+}$ и фосфатов $\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{3-}$.
2. Усиленная первичная продукция: фотосинтез водорослей и цианобактерий ускоряется (упрощённо)
$\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+\mathrm{питательные}\mathrm{вещества}->\mathrm{органическая}\mathrm{масса}+{\mathrm{O}}_2$.
В результате — цветение (bloom), часто короткий цикл интенсивного роста.
3. Свет и экосистема: плотные цветения повышают мутность и сокращают светопроникновение, что приводит к отмиранию глубинной подводной растительности (водные растения страдают от затенения).
4. Смерть и минерализация: большая часть образовавшейся биомассы вскоре гибнет и разлагается микробами. Процесс разложения (аэробное дыхание) потребляет растворённый кислород:
$\mathrm{органическая}\mathrm{масса}+{\mathrm{O}}_2->\mathrm{C}{\mathrm{O}}_2+{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$.
5. Гипоксия/аноксия: при массовом разложении концентрация кислорода падает, часто до опасных уровней (${\mathrm{O}}_2<2\mathrm{mg}{\mathrm{L}}^{-1}$ — гипоксия). Это вызывает массовую гибель рыбы и беспозвоночных, нарушение пищевых сетей.
6. Вредные эффекты цианобактерий: некоторые цветения продуцируют токсины (например микотоксины), опасные для животных и человека.
7. Внутреннее обогащение (утяжеление цикла): при аноксии фосфор, связанный в донных осадках, может освобождаться обратно в воду (освобождение $\mathrm{P}{\mathrm{O}}_4^{3-}$), что подпитывает новые цветения — положительная обратная связь.
8. Азотный цикл: часть азота уходит через денитрификацию в газообразный азот ($\mathrm{N}{\mathrm{O}}_3^{-}->{\mathrm{N}}_2$) в анаэробных зонах, но при избытке фосфора азот может оставаться нелимитирующим фактором роста; некоторые цианобактерии фиксируют атмосферный азот и усугубляют проблему.
9. Климато‑ и гидрологические модификаторы: тёплая погода, стоячая вода, медленный обмен с речной/морской водой усиливают эффект (повышают скорость роста и уменьшают перемешивание кислорода).
Итог: нитраты и фосфаты приводят к чрезмерной биопродуктивности, что через разложение органики и кислородное истощение вызывает гибель обитателей, снижение биоразнообразия, токсические вспышки и смену экосистемного состояния (эвтрофикация с возможной долговременной деградацией водоёма).