Почему «цветение» водоемов — это глобальная проблема Человечества
Материал подготовлен на основе современных исследований российских ученых, занимающихся изучением сине-зелёных водорослей (цианобактерий)
К сезонному цветению воды жители Подмосковья в большинстве относятся как к нормальному явлению природы. «Всегда так было», «вы что в первый раз увидели как вода цветёт» и подобные комментарии часто оставляются под постами людей, фиксирующими очередное «чудо природы». Авторы постов интуитивно понимают, что такое поведение природы не нормально и является следствием какого-то воздействия на водоём.
Мы разобрали по порядку причины и следствия бурного размножения синие-зелёных водорослей, основываясь на исследованиях российских ученых. Первоисточники мы закрепили в конце статьи, чтобы любой желающий смог подробнее ознакомиться.
Основная причина «цветения» водоема — заражение и наличие благоприятных условий для размножения в нем вредных сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Продукты жизнедеятельности цианобактерий токсичны и опасны для человека. С цианобактериями связаны серьезные экономические и социальные проблемы, определяющиеся расходами на очистку воды от токсинов и устранение неприятного вкуса и запаха питьевой воды. Многие специалисты отмечают, что в глобальном масштабе эти проблемы со временем будут только усиливаться.
Причины, усиливающие «цветение» — глобальное потепление и человеческий фактор. Все, что мы выливаем и врываем в грунт и воду, то обязательно возвращается ответной реакцией. И в большинстве случаях эта реакция зловонна и токсична.
Глобальное потепление
Цианобактериальные «цветения» наблюдаются, в основном, когда температура воды достигает 20–25°С, поскольку при увеличении температуры скорость роста возрастает.
Повышение среднегодовых температур может не только способствовать росту цианобактерий, но и оказывать влияние на образование токсинов.
Согласно многочисленным исследованиям, не обладающие токсичными свойствами цианобактерии при высоких температурах начинают синтезировать токсины из-за наличия особых генов у этих организмов.
Человеческий фактор
На протяжении последнего столетия наблюдается постоянный рост количества эвтрофированных водоемов (водоёмов с высокими содержанием азота и фосфора), связанный с интенсивным развитием сельского хозяйства, ростом городов и развитием промышленности.
Азот и фосфор, внесённые в почву, легко попадают в поверхностные воды с талыми водами, осадками.
⚙️Механизм воздействия эвтрофикации на экосистемы водоемов следующий.
Повышенное содержание азота и фосфора в верхних горизонтах воды вызывает бурное развитие фитопланктона и сине-зелёных водорослей. В результате прозрачность воды редко снижается, солнечные лучи на глубину почти не поступают, что приводит к гибели донных растений от недостатка света.
⛓
Вслед за отмиранием донных водных растений начинают умирать прочие организмы из пищевой цепочки. Часто происходят заморы рыб из-за недостатка кислорода в разных толщах воды.
⛓
В донном грунте, лишенном кислорода, идет анаэробный (бескислородный) распад отмерших организмов с образованием таких сильных ядов, как фенолы и сероводород, и столь мощного «парникового газа» (по своему эффекту в этом плане превосходящего углекислый газ в 120 раз), как метан.
В результате процесс эвтрофикации уничтожает большую часть видов флоры и фауны водоема, практически полностью разрушая или очень сильно трансформируя его экосистемы, и сильно ухудшает санитарно-гигиенические качества его воды, вплоть до ее полной непригодности для купания и питьевого водоснабжения ⚙️
Существуют исследования, согласно которым, некоторые органические соединения, которые попадают в водоемы из-за деятельности человека,
стимулируя рост и токсинообразование цианобактерий. К таким соединениям относят, например,
▪️гербицид пентахлорфенол,
▪️антибиотик амоксилин,
▪️нонифенол (ПАВ),
▪️азольные соединения.
☠️Токсичность
Основным негативным и опасным свойством цианобактерий является образование метаболитов (продуктов жизнедеятельности), обладающих повышенной токсичностью, так называемых цианотоксинов. В пресноводных объектах к токсигенным относятся до 70% цианобактерий.
Установлено, что цианотоксины могут вызывать различные заболевания, в том числе лихорадку, нервные расстройства, гастроэнтерит, болезни печени и почек, злокачественные опухоли и многие другие. Степень поражения при отравлении цианотоксинами в зависимости от полученной дозы может быть от лёгкой до летальной.
В организм человека и животных цианотоксины попадают с питьевой водой, пищей, при купании в реках и озерах, особенно во время «цветения» воды.
Многочисленные случаи заболеваний человека и животных, связанные с цианотоксинами, зафиксированы в Европе, Азии, Африке, Австралии и Америке. В последние десятилетия цианобактериальные «цветения» всё чаще регистрируются на территории Российской Федерации, в водоёмах обнаружено более 20 потенциально токсичных видов цианобактерий.
На сегодняшний момент, в РФ отсутствует национальная программа по мониторингу токсичных «цветений»и изучению их возбудителей.
🚰Питьевая вода
Продукты жизнедеятельности цианобактерий значительно ухудшают вкус и запах питьевой воды.
Цианобактериальные обрастания трубопроводов, плотин, оборудования электростанций приводят к биокоррозии.
Вывод
Не вызывает сомнений тот факт, что совокупный эффект на распространение цианобактерий вызывает глобальное потепление и человеческий фактор.
Наносимый цианобактериями ущерб, проблемы в хозяйственной деятельности, негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека, свидетельствуют о необходимости объединении усилий биологов, химиков, экологов в исследовании процессов глобального распространения цианобактерий.
О массовом цветении водоёмов в регионе, в частности, и на всей территории страны, пора говорить как о серьезной экологической проблеме, непостредственно влияющей на здоровье и жизнь человека.
Источники:
Сухаревич В. И., Поляк Ю. М. Глобальное распространение цианобактерий: причины и последствия (обзор) // Биология внутренних вод, 2020, № 6, с. 562–572
Чернова Е. Н., Русских Я. В. Жаковская З. А. Токсичные метаболиты синие-зелёных водорослей и методы их определения // Вестник СПбГУ. Физика и химия. 2017. Т. 4 (62). Вып. 4
Об эфтрофикации — https://bigenc.ru/biology/text/4939370
http://www.biodiversity.ru/coastlearn/bio-rus/boxes/eutro.html
