Случай: в реке обнаружены повышенные концентрации нитратов и фосфатов, что вызвало цветение водорослей и гибель рыбы — проанализируйте возможные источники загрязнения, химические и биологические механизмы эвтрофикации и предложите мер по снижению вреда

8 Окт в 11:37
5 +2
0
Ответы
1

Коротко и по делу — разберём возможные источники повышенных нитратов и фосфатов, как это ведёт к эвтрофикации и какие меры можно принять сейчас и в перспективе.

1) Возможные источники загрязнения

Сельское хозяйство:
Поверхностный сток удобрений нитраты,растворимыефосфатынитраты, растворимые фосфатынитраты,растворимыефосфаты после дождей.Вынос из полей через мелкие канавы и дренажи вт.ч.контролируемыйдренажв т.ч. контролируемый дренажвт.ч.контролируемыйдренаж.Навоз и выгребные массы, неадекватное хранение/распространение.Бытовые и коммунальные стоки:
Несанкционированные/недостаточно очищенные сточные воды от поселений, старые септики.Переливы/аварии на очистных сооружениях.Промышленность:
Пищевые и перерабатывающие производства, заводы моющих средств фосфатывдетергентах,еслииспользуютсяфосфаты в детергентах, если используютсяфосфатывдетергентах,еслииспользуются.Городской сток и ливневая канализация:
Смыв удобрений с газонов, парковых участков, сточные воды с дорог.Аквакультура:
Корм, продукты метаболизма рыб/моллюсков.Атмосферные осадки и грунтовые воды:
Атмосферное выпадение, миграция нитратов через грунт подозрительно,еслиестьинтенсивныйподземныйстокподозрительно, если есть интенсивный подземный стокподозрительно,еслиестьинтенсивныйподземныйсток.Внутренние источники:
«Внутренняя загрузка» — фосфор, связанный в донных отложениях, который высвобождается при анаэробии.

2) Химические и биологические механизмы эвтрофикации упрощённоупрощённоупрощённо

Избыток доступных питательных веществ NиPN и PNиP стимулирует бурный рост фитопланктона и сине‑зелёных водорослей cyanobacteriacyanobacteriacyanobacteria.Быстрый рост ведёт к цветению воды HAB—harmfulalgalbloomHAB — harmful algal bloomHABharmfulalgalbloom. Некоторые виды продуцируют токсины микроцистинидр.микроцистин и др.микроцистинидр..Световой режим ухудшается повышеннаямутность,плавающиематрицыводорослейповышенная мутность, плавающие матрицы водорослейповышеннаямутность,плавающиематрицыводорослей, подводная растительность макрофитымакрофитымакрофиты гибнет.Суточные колебания O2: в световой период фотосинтез повышает O2, ночью и при отсутствии света дыхание/разложение уменьшают O2.Разложение большого биомасса бактериальнаяминерализациябактериальная минерализациябактериальнаяминерализация потребляет много кислорода повышенныйBODповышенный BODповышенныйBOD, что вызывает гипоксию/аноксию → гибель рыбы и бентоса.При аноксии изменяются редокс‑условия: Fe3+ восстанавливается → связанный фосфор освобождается из илов усилениевнутреннейзагрузкиусиление внутренней загрузкиусилениевнутреннейзагрузки.Азот: при анаэробных участках возможна денитрификация, но для удаления азота нужна органика и условия; иначе нитраты остаются в системе или мигрируют.Доп. эффекты: изменения пищевых цепочек, сокрытие донного субстрата илом, выделение неприятного запаха, эмиссия метана/других парниковых газов.

3) Немедленные экстренныеэкстренныеэкстренные мероприятия — что можно сделать в ближайшие дни/недели

Предупредить население: запрещение купания, рыбной ловли, информирование о рисках при токсичных цветениях.Удаление погибшей рыбы быстробыстробыстро, чтобы уменьшить дальнейшее потребление кислорода и санитарные риски.Аэрация/окисление:
Поверхностные аэраторы, погружные компрессоры, распределённые диффузоры для повышения DO; осторожно — эффективность зависит от объёма/стратификации.Дестратификация мешалкимешалкимешалки в стоячих водоёмах, чтобы избежать аноксии в гиполимнионе.Ограничение дальнейших поступлений:
Приостановить слив сточных вод, временно перекрыть очаги загрязнения.Применение временных барьеров/ловушек в притоках осаждающиепруды,геотекстильосаждающие пруды, геотекстильосаждающиепруды,геотекстиль.Осторожно с альгицидными препаратами:
Медленно действующие средства например,пероксиднапример, пероксиднапример,пероксид могут быть опцией, но химическое уничтожение массовых биомасс чревато резким падением DO при разложении — применяется с аэрированием и под контролем.Медики и экологи должны оценить риски токсикантов медь,перекисьит.д.медь, перекись и т.д.медь,перекисьит.д..

4) Среднесрочные и долгосрочные меры устранениеисточниковивосстановлениеустранение источников и восстановлениеустранениеисточниковивосстановление

Снижение внешних нагрузок приоритетприоритетприоритет:
Сельское хозяйство: буферные полосы при берегах, полосы задержки стока, кант‑стримы, террасирование, контроль норм внесения удобрений оптимизациядозировки,времявнесенияоптимизация дозировки, время внесенияоптимизациядозировки,времявнесения, покровные культуры, разделение поливов и внесения удобрений, улучшенное хранение навоза и его обработка.Дренаж: установка контролируемых дренажей, устройства для денитрификации saturatedbufferssaturated bufferssaturatedbuffers, водоудерживающие сооружения.Бытовые стоки: ремонт/замена септиков, подключение к централизованным очистным сооружениям, модернизация очистки биологическаяочистка+удалениеNиPбиологическая очистка + удаление N и Pбиологическаяочистка+удалениеNиP.Город: зелёная инфраструктура инфильтрацияливня,приветливыегазоны,дождевыесадыинфильтрация ливня, приветливые газоны, дождевые садыинфильтрацияливня,приветливыегазоны,дождевыесады, снижение фосфатов в моющих средствах.Технические методы удаления P и контроля цветений:
Химическая инертизация фосфора: внесение сульфата алюминия alumalumalum или модифицированных глин лантановыепродуктытипаPhoslockлантановые продукты типа PhoslockлантановыепродуктытипаPhoslock. Должно выполняться специалистами: дозировка, pH, токсичность, влияние на донную биоту.Конструкции для задержки и осаждения частиц: отстойники, пруды первичного отложения, искусственные водно‑растительные зоны constructedwetlandsconstructed wetlandsconstructedwetlands.Биологическая биомануипуляция: восстановление популяции зоопланктона грызуныгрызуныгрызуны, регулирование промысловых видов, чтобы усилить контроль над фитопланктоном; сложно и рисково, требует научной проработки.Борьба с внутренней загрузкой:
Аэрация или кислородное насыщение донных слоёв гиполимнальнаяаэрациягиполимнальная аэрациягиполимнальнаяаэрация для предотвращения восстановления Fe и высвобождения P.Сбор и удаление донного ила еслизапасPбольшойесли запас P большойеслизапасPбольшой — дорого и вмешательство в экосистему.Управление речным бассейном и план действий:
Разработка бассейнового плана управления по принципу «от источника к устью» WFD‑подобноWFD‑подобноWFDподобно, включающий аграрные субсидии/стимулы, регулирование, мониторинг, вовлечение заинтересованных сторон.

5) Мониторинг — что и как измерять

Физико‑химия: нитраты NO3−NO3-NO3, нитриты NO2−NO2-NO2, аммоний NH4+NH4+NH4+, общие и реактивные фосфаты TotalP,SRPTotal P, SRPTotalP,SRP, BOD, COD, pH, температура, растворённый кислород профильпоглубинепрофиль по глубинепрофильпоглубине, проводимость, мутность, Secchi.Биологические индикаторы: хлорофилл‑a плотностьфитопланктонаплотность фитопланктонаплотностьфитопланктона, видовой состав фитопланктона определитьтоксичныевидыопределить токсичные видыопределитьтоксичныевиды, зоопланктон, донные сообщества, погибшая рыба.Дополнительно: содержание токсинов микроцистиныидр.микроцистины и др.микроцистиныидр. при подозрении на сине‑зелёные цветения.Уровень и поток воды в реке расходрасходрасход и картирование источников нагрузки ланд‑юзкарталанд‑юз карталандюзкарта.Частота: в начале — ежедневный мониторинг DO и токсичности во время кризиса; затем недельный/ежемесячный план, пока не стабилизируется, и долгосрочный сезонный мониторинг.

6) Рекомендации по приоритетам действий

Срочно: информирование населения, удаление трупов рыбы, локальная аэрация, остановка очевидных источников стока есливозможноесли возможноесливозможно.Среднесрочно недели‑месяцынедели‑месяцынеделимесяцы: обследование и локализация источников контрольныепробывпритокахконтрольные пробы в притокахконтрольныепробывпритоках, временные заграждения/осадительные пруды, планирование химической инертизации P только после оценки рисков.Долгосрочно мес‑годымес‑годымесгоды: комплекс мер по снижению внешних нагрузок с/хпрактики,модернизацияочистныхс/х практики, модернизация очистныхс/хпрактики,модернизацияочистных, создание/восстановление прибрежных полос, постоянный мониторинг, образовательные и регуляторные меры.

7) Предостережения и риски

Использование альгицидов и сильных химикатов может резко ухудшить ситуацию массоваягибельводорослей→ещёбольшейпотреблениеO2приразложениимассовая гибель водорослей → ещё большей потребление O2 при разложениимассоваягибельводорослейещёбольшейпотреблениеO2приразложении. Если применять — параллельно аэрация и под контролем специалистов.Химическая обработка донных отложений и уборка ила дорого и может навредить донной биоте.Решения должны быть основаны на данных мониторинга и научной оценке причин источник,режимтечения,типводоёмаисточник, режим течения, тип водоёмаисточник,режимтечения,типводоёма.

8) Рекомендуемые следующие шаги практическипрактическипрактически

Срочно взять серию проб: в реке несколькоточекпотечениюнесколько точек по течениюнесколькоточекпотечению, в притоках, у точек возможного сброса; измерить NO3-, NH4+, SRP, Total P, DO, хлорофилл‑a, определить фитопланктон.Составить карту предполагаемых источников фермы,очистные,промплощадки,притокифермы, очистные, промплощадки, притокифермы,очистные,промплощадки,притоки.Включить в работу органы водного надзора, санитарную службу, сельхозслужбу и местное самоуправление; при необходимости привлечь экологов/лаборатории.Разработать временный план действий аэрация/заграждения/информированиеаэрация/заграждения/информированиеаэрация/заграждения/информирование и долгосрочную программу снижения поступлений N и P.

Если хотите, могу:

Составить чек‑лист проб и параметров для срочного мониторинга.Помочь спланировать краткий аварийный план для администрации чтоделатьвпервые48–72часачто делать в первые 48–72 часачтоделатьвпервые48–72часа.Оценить вероятные источники по карте местности, если пришлёте данные по землепользованию и расположению притоков.
8 Окт в 12:42
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир