Самоочищення водних об'єктів
Гідроліз - реакція іонного обміну між різними речовинами і водою. Гідроліз є одним з ведучих факторів хімічного перетворення речовин у водних об'єктах. Кількісною характеристикою цього процесу є ступінь гідролізу, під якою розуміють відношення гідролізованої частини молекул до загальної концентрації солі. Для більшості солей вона складає кілька відсотків і підвищується зі збільшенням розведення і температури води. Гідролізу піддаються й органічні речовини. При цьому гідролітичне розщеплення найчастіше відбувається по зв'язку атома вуглецю з іншими атомами.
Біохімічне самоочищення
є наслідком трансформації речовин, здійснюваної гідробіонтами. Як правило, біохімічні механізми вносять основний вклад у процес самоочищення і тільки при пригніченні водних організмів (наприклад, під дією токсикантів) більш істотну роль починають відігравати фізико-хімічні процеси. Біохімічна трансформація речовин відбувається в результаті їх включення в трофічні мережі і здійснюється в ході процесів продукції і деструкції.
Особливо важливу роль відіграє первинна продукція, тому що вона визначає більшість внутрішньо-водоймових процесів. Основним механізмом новотворення органічної речовини є фотосинтез. У більшості водних екосистем ключових первинних продуцентів є фітопланктон. У процесі фотосинтезу енергія Сонця безпосередньо трансформується в біомасу. Побічним продуктом цієї реакції є вільний кисень, утворений за рахунок фотолізу води. Поряд з фотосинтезом у рослинах йдуть процеси дихання з витратою кисню.
Автотрофна продукція і гетеротрофна деструкція - дві найважливіші сторони перетворення речовини й енергії у водних екосистемах. Характер і інтенсивність продукційно-деструкційних процесів і, отже, механізм біохімічного самоочищення визначаються структурою конкретної екосистеми. Тому вони можуть істотно розрізнятися в різних водних об'єктах.
У водотоках у силу інтенсивного перемішування і невеликих глибин вертикальна зональність не виражена. По живому перетині потоку розрізняють рипаль - прибережну зону і медіаль - відкриту зону, що відповідає стержню річки. Для рипалі характерні невисокі швидкості течії, зарослі макрофітів, високі значення кількісного розвитку гідробіонтів. У медіалі швидкості руху води вищі, кількісний розвиток гідробіонтів нижчий. За подовжнім профем розрізняють зони плесів і зони перекатів. У зоні плесів, що характеризуються уповільненими течіями, кількісно багатше видове різноманіття, але якісно бідніше. Для перекатів характерна зворотна картина. Комплекси екологічних умов позначаються на процесах самоочищення у водотоках. Для уповільнених течій характерні сприятливі умови для фотосинтезу, інтенсивні процеси трансформації речовин, процеси осадження. Для зон з підвищеними швидкостями характерні інтенсивні процеси перемішування, газообміну і деструкції речовин.
У водоймах екологічна зональність виявляється чіткіше, ніж у водотоках. У водоймах по горизонтальному профілю виділяють літораль - зону прибережних мілководь і пелагіаль (лімнічна зона) - зону відкритої води. У глибоких водоймах у водній масі пелагіалі по вертикалі виділяють три зони - епілімніон, металімніон і гіполімніон. Металимніон, або термоклин, є зоною, що розділяє епілимніон і гіполимніон. Він характеризується різким зниженням температури води (1 градус на 1 м глибини). Вище металимніону розташований епілимніон. Для епілимніону характерна перевага продукційних процесів. Зі збільшенням глибини, у міру зниження фотосинтетично активної радіації (ФАР) відбувається зменшення інтенсивності фотосинтезу. Глибина, при якій продукція стає рівна деструкції, називається компенсаційним обрієм. Вище його розташовується трофогенна зона, де переважають продукційні процеси, а нижче - трофолітична, де переважають процеси дихання і розкладання. Трофогенна зона знаходиться в епілимніоні, а трофолітична, як правило, охоплює металімніон і гіполімніон [18].
У придонній зоні водойм, крім літоралі, виділяють профундаль - глибоководну частину, що приблизно збігається з частиною ложа водойми, заповненого водами гіполімніону.
Евтрофування
, під яким розуміють гіперпродукцію органічної речовини у водному об'єкті під дією зовнішніх (алохтонних) і внутрішньо-водоймних (автохтонних) факторів, є однієї із серйозних екологічних проблем, з яким зіштовхуються майже всі країни. Евтрофуванню піддані практично будь-які водні об'єкти, однак найбільше яскраво воно виявляється у водоймах. Евтрофування водойм є природним процесом, його розвиток оцінюється геологічним масштабом часу. У результаті антропогенного надходження біогенних речовин у водні об'єкти відбулося різке прискорення евтрофування. Підсумком цього процесу, названого антропогенним евтрофуванням, є зменшення тимчасового масштабу евтрофування від тисяч років до десятиліть. Особливо інтенсивно процеси евтрофування протікають на урбанізованих територіях, властивим міським водним об'єктам.
Цікаві статті з розділу
Екологічне дослідження забруднення повітря автотранспортом
Кому загрожує небезпека? Усім. Хіба ви не
бачите, що перед вами терези, на одній шальці
яких ваша могутність, а на іншій-ваша
відповідальність?
В. Гюго. Людина, що сміється.
...
Фітотоксичність та хімічне забруднення ґрунтів м. Біла Церква
Прогресуюча дія господарської діяльності людства на природне
середовище досягла рівня, при якому відбуваються істотні зміни в хімічному
складі ґрунтового покриву широких територій. У загальн ...
Екологічна криза сучасності
Стосунки біологічної системи і довкілля в процесі еволюції прагнуть
оптимальності. Але вони не завжди є гармонійними. Зміни життєвоважливих для
біологічної системи параметрів зовнішного сере ...