stringtranslate.com

Эвтрофикация

Эвтрофикация может вызвать цветение водорослей, подобное этому, в реке недалеко от Чэнду , Сычуань, Китай. Они часто вредны .

Эвтрофикация — это «взрывной рост микроорганизмов до такой степени, что растворенный кислород истощается». [1] Другие определения подчеркивают роль избыточного поступления питательных веществ: «чрезмерный рост растений в результате обогащения питательными веществами». [2] [3] Его также определяют как «вызванное питательными веществами увеличение продуктивности фитопланктона ». [4]

В естественном виде эвтрофикация представляет собой медленный процесс, при котором питательные вещества, особенно соединения фосфора и органические вещества, накапливаются в водоемах. [5] Эти питательные вещества образуются в результате растворения фосфатных минералов и под действием лишайников , мхов и грибов, которые поглощают питательные вещества из камней. [6] Антропогенная или «культурная эвтрофикация» часто представляет собой более быстрый процесс, при котором питательные вещества добавляются в водоем из различных загрязняющих веществ, включая неочищенные или частично очищенные сточные воды , промышленные сточные воды и стоки удобрений . Такое загрязнение питательными веществами , форма загрязнения воды , является основной причиной эвтрофикации поверхностных вод , при которой избыток питательных веществ, обычно азота или фосфора, стимулирует рост водорослей и водных растений . Фосфат является одним из основных факторов, способствующих росту водорослей, главным образом цианобактерий. [7] Таким образом, геоинженерные материалы используются для ускорения восстановления эвтрофных водоемов и борьбы с цветением водорослей. [8]

Распространенным видимым эффектом эвтрофикации является цветение водорослей . Цветение водорослей может быть либо просто неприятностью для тех, кто хочет использовать водоем, либо стать вредным цветением водорослей , которое может вызвать существенную экологическую деградацию водоемов. [9] Этот процесс может привести к истощению кислорода в водоеме после бактериального разложения водорослей. [10]

Подходы к предотвращению и обращению вспять эвтрофикации включают в себя: минимизацию загрязнения из точечных источников из сточных вод и минимизацию загрязнения биогенными веществами в результате сельского хозяйства и других неточечных источников загрязнения. Также используются моллюски в эстуариях, выращивание морских водорослей и геоинженерия в озерах, некоторые из которых находятся на экспериментальной стадии. Термин «эвтрофикация» широко используется как учеными, так и политиками, давая ему множество определений.

Терминология

Термин «эвтрофикация» происходит от греческого euтрофos , что означает «хорошо питающийся». [11]

Водоемы с очень низким содержанием питательных веществ называются олиготрофными , а с умеренным содержанием питательных веществ — мезотрофными . Выраженную эвтрофикацию также можно назвать дистрофическими и гипертрофическими состояниями. [12] Эвтрофикация может повлиять на системы пресной или соленой воды . В пресноводных экосистемах это почти всегда вызвано избытком фосфора. [13] С другой стороны, в прибрежных водах основным питательным веществом, скорее всего, будет азот или азот и фосфор вместе. Это зависит от местоположения и других факторов. [14] [15]

Причины и механизмы

Сельское хозяйство является основным источником загрязнения биогенными веществами в Мексиканском заливе . В Чесапикском заливе основным источником является сельское хозяйство, наряду с городскими районами и атмосферными осадками.
Пример в Теннесси того, как почва с удобренных полей может быстро превратиться в сточные воды, создавая приток питательных веществ, которые попадают в местный водоем.
Основной источник(и) загрязнения биогенными веществами в отдельном водосборе зависит от преобладающего землепользования . Источниками могут быть точечные источники , неточечные источники или оба:

Загрязнение питательными веществами из некоторых источников загрязнения воздуха может происходить независимо от местного землепользования из-за переноса загрязнителей воздуха из отдаленных источников на большие расстояния. [18]

Чтобы определить, как лучше всего предотвратить эвтрофикацию, необходимо определить конкретные источники, которые способствуют нагрузке питательными веществами. Существует два распространенных источника питательных веществ и органических веществ: точечные и неточечные источники.
Путь к эвтрофикации. 1. В почву вносятся излишки питательных веществ. 2 и 3. Некоторые питательные вещества выщелачиваются в поверхностные воды. 4. Избыток питательных веществ вызывает цветение водорослей. 5. Цветение водорослей потребляет в воде кислород, создавая гипоксическое состояние – это эвтрофикация. 6. Растения и животные под цветением водорослей погибают из-за нехватки кислорода. 7. Со временем водоросли погибают. Бактерии разлагают эту биомассу водорослей, еще больше истощая оставшийся кислород. 8. Разложение приводит к обеднению воды кислородом, если водоем не регулярно перемешивается по вертикали. Более крупные формы жизни, такие как рыбы, умирают.
Трифосфат натрия , когда-то входивший в состав многих моющих средств, вносил основной вклад в эвтрофикацию.

Эвтрофикация вызвана чрезмерными концентрациями питательных веществ, чаще всего фосфатов и нитратов . [10] Высокие концентрации питательных веществ приводят к быстрому росту водных растений , как макрофитов, так и фитопланктона . [13] Поскольку все больше растительного материала становится доступным в качестве пищевого ресурса, это приводит к увеличению численности беспозвоночных и видов рыб . По мере продолжения процесса биомасса водоема увеличивается, а биологическое разнообразие уменьшается. [19] Источниками избытка фосфатов являются фосфаты в моющих средствах и удобрениях. С постепенным отказом от фосфатсодержащих моющих средств в 1970-х годах промышленные/бытовые стоки, сточные воды и сельское хозяйство стали доминирующими причинами эвтрофикации. [20] Основными источниками азотного загрязнения являются сельскохозяйственные стоки (от удобрений и отходов животноводства), сточные воды и атмосферные выпадения азота в результате сжигания или отходов животноводства. [21]

Сильно эвтрофные пресноводные воды могут стать гипоксическими на всей глубине из-за сильного цветения водорослей или разрастания макрофитов. Аналогичным образом, в морских системах как увеличение концентрации питательных веществ, так и изоляция водоемов от контакта с атмосферой могут привести к истощению кислорода, что может сделать эти воды непригодными для рыб и беспозвоночных. [22]

Ограничение продуктивности любой конкретной водной системы в любой момент времени зависит от скорости поступления питательных веществ из внешних источников, а также от скорости рециркуляции питательных веществ в водоеме. Ограничение продуктивности питательными веществами также зависит от скорости, с которой питательные вещества и водоросли физически вымываются из этой системы или региона. Кроме того, свет является важным фактором, поэтому продуктивность будет низкой на глубине и в умеренную зиму, когда уровень освещенности низкий. [23]

Пресная вода против морской эвтрофикации

Фосфор является лимитирующим фактором роста растений в большинстве пресноводных экосистем. [24] Фосфат плотно прилипает к частицам почвы, поэтому он в основном переносится за счет эрозии и стока. После перемещения в озера извлечение фосфатов в воду происходит медленно, что затрудняет обращение вспять последствий эвтрофикации. [25]

В морских экосистемах азот и железо являются основными лимитирующими питательными веществами для накопления биомассы водорослей [26] , но в более общем плане в морских системах ограничивающими факторами могут быть азот, фосфор и железо. [23]

Типы

Культурная эвтрофикация

Культурная или антропогенная эвтрофикация – это процесс, вызывающий эвтрофикацию в результате деятельности человека. [2] [27] Проблема стала более очевидной после внедрения химических удобрений в сельское хозяйство (зеленая революция середины 1900-х годов). [28] Фосфор и азот являются двумя основными питательными веществами, которые вызывают культурную эвтрофикацию, поскольку они обогащают воду, позволяя некоторым водным растениям, особенно водорослям, быстро расти и цвести при высокой плотности. Цветение водорослей может затенять бентосные растения, тем самым изменяя общее растительное сообщество. [29] Когда водоросли отмирают, их разложение бактериями удаляет кислород, потенциально создавая бескислородные условия. Эта бескислородная среда убивает аэробные организмы (например, рыб и беспозвоночных) в водоеме. Это также влияет на наземных животных, ограничивая их доступ к загрязненной воде (например, источникам питья). Отбор видов водорослей и водных растений, которые могут процветать в условиях, богатых питательными веществами, может вызвать структурные и функциональные нарушения целых водных экосистем и их пищевых сетей, что приведет к потере среды обитания и биоразнообразия видов. [30]

Существует несколько источников избыточного количества питательных веществ в результате человеческой деятельности, включая стоки с удобренных полей, газонов и полей для гольфа, неочищенные сточные воды и сточные воды, а также внутреннее сжигание топлива, вызывающее азотное загрязнение. [13] Культурная эвтрофикация может происходить как в пресноводных, так и в соленых водоемах, при этом мелководье является наиболее восприимчивым. На береговой линии и в мелких озерах отложения часто взвешиваются ветром и волнами, что может привести к высвобождению питательных веществ из отложений в вышележащие воды, что усиливает эвтрофикацию. [31] Таким образом, ухудшение качества воды, вызванное культурной эвтрофикацией, может негативно повлиять на использование человеком воды, включая питьевые источники для потребления, промышленного использования и отдыха. [32]

Естественная эвтрофикация

Хотя эвтрофикация обычно вызвана деятельностью человека, она также может быть естественным процессом, особенно в озерах. Палеолимнологи теперь признают, что изменение климата, геология и другие внешние воздействия также имеют решающее значение в регулировании естественной продуктивности озер. В некоторых озерах также наблюдается обратный процесс (мейотрофикация [33] ), когда со временем они становятся менее богатыми питательными веществами, поскольку приток бедных питательными веществами медленно вымывает более богатую питательными веществами водную массу озера. [34] [35] Этот процесс можно наблюдать в искусственных озерах и водохранилищах, которые при первом заполнении имеют тенденцию быть сильно эвтрофными, но со временем могут стать более олиготрофными. Основное различие между естественной и антропогенной эвтрофикацией заключается в том, что естественный процесс очень медленный и происходит в геологических временных масштабах. [36]

Последствия

Экологические эффекты

Эвтрофикация может иметь следующие экологические последствия: увеличение биомассы фитопланктона , изменения видового состава и биомассы макрофитов , истощение растворенного кислорода , увеличение случаев гибели рыбы , потеря желаемых видов рыб.

Снижение биоразнообразия

Когда в экосистеме увеличивается количество питательных веществ, выгоду в первую очередь пожинают первичные производители . В водных экосистемах наблюдается увеличение популяции таких видов, как водоросли (так называемое цветение водорослей ). Цветение водорослей ограничивает доступ солнечного света для донных организмов и вызывает резкие колебания количества растворенного кислорода в воде. Кислород необходим всем аэробно дышащим растениям и животным, а при дневном свете он восполняется фотосинтезирующими растениями и водорослями. В эвтрофных условиях содержание растворенного кислорода значительно увеличивается в течение дня, но значительно снижается с наступлением темноты за счет дышащих водорослей и микроорганизмов, питающихся увеличивающейся массой мертвых водорослей. Когда уровень растворенного кислорода падает до уровня гипоксии , рыбы и другие морские животные задыхаются. В результате вымирают такие существа, как рыбы, креветки и особенно неподвижные донные обитатели. [37] В крайних случаях возникают анаэробные условия, способствующие росту бактерий. Зоны, где это происходит, известны как мертвые зоны .

Вторжение новых видов

Эвтрофикация может вызвать конкурентное высвобождение из-за увеличения количества обычно лимитирующего питательного вещества . Этот процесс вызывает сдвиги в видовом составе экосистем. Например, увеличение содержания азота может позволить новым, конкурентоспособным видам вторгнуться и вытеснить первоначальные виды-населения. Было показано, что это происходит в солончаках Новой Англии . [38] В Европе и Азии карп часто обитает в естественно эвтрофных или гиперэвтрофных районах и приспособлен к жизни в таких условиях. Эвтрофикация территорий за пределами ее естественного ареала частично объясняет успех рыбы в колонизации этих территорий после завоза.

Токсичность

Некоторые вредоносные цветения водорослей, возникающие в результате эвтрофикации, токсичны для растений и животных. [2] [39] Цветение пресноводных водорослей может представлять угрозу для домашнего скота. Когда водоросли погибают или поедаются, выделяются нейро- и гепатотоксины , которые могут убить животных и представлять угрозу для человека. [40] [41] Примером того, как водорослевые токсины попадают в организм человека, является отравление моллюсками . [42] Биотоксины, образующиеся во время цветения водорослей, поглощаются моллюсками ( мидиями , устрицами ), что приводит к тому, что эти продукты питания для человека приобретают токсичность и отравляют людей. Примеры включают паралитическое , нейротоксическое и диарейное отравление моллюсками. Другие морские животные могут быть переносчиками таких токсинов, как в случае сигуатерой , где обычно хищная рыба накапливает токсин, а затем отравляет людей.

Экономические эффекты

Эвтрофикация и вредоносное цветение водорослей могут иметь экономические последствия из-за увеличения затрат на очистку воды , потерь коммерческого рыболовства и моллюсков, потерь любительского рыболовства (сокращение количества добываемой рыбы и моллюсков ) и снижения доходов от туризма (снижение воспринимаемой эстетической ценности водоема). [43] Затраты на очистку воды могут увеличиться из-за снижения прозрачности воды (повышения мутности ). Во время очистки питьевой воды также могут возникнуть проблемы с цветом и запахом.

Влияние на здоровье

Последствия для здоровья человека включают избыток нитратов в питьевой воде ( синдром голубого ребенка ); побочные продукты дезинфекции в питьевой воде. [44] Купание в воде, пораженной вредоносным цветением водорослей, может вызвать кожную сыпь и проблемы с дыханием. [45]

Причины и последствия для разных типов водоемов

Системы пресной воды

Одной из реакций на добавление питательных веществ в водные экосистемы является быстрый рост микроскопических водорослей, вызывающий цветение водорослей . В пресноводных экосистемах цветение плавающих водорослей обычно происходит за счет азотфиксирующих цианобактерий (сине-зеленых водорослей). Этот результат благоприятен, когда растворимый азот становится ограниченным, а поступления фосфора остаются значительными. [46] Загрязнение питательными веществами является основной причиной цветения водорослей и чрезмерного роста других водных растений, что приводит к перенаселению конкуренции за солнечный свет, пространство и кислород. Усиление конкуренции за добавленные питательные вещества может привести к потенциальному разрушению целых экосистем и пищевых сетей, а также к потере среды обитания и биоразнообразия видов. [30]

Когда перепроизводство макрофитов и водорослей погибает в эвтрофной воде, их разложение приводит к дополнительному расходованию растворенного кислорода. Истощенный уровень кислорода, в свою очередь, может привести к гибели рыбы и ряду других последствий, снижающих биоразнообразие. Питательные вещества могут концентрироваться в бескислородной зоне, часто в более глубоких водах, отрезанных стратификацией водной толщи, и могут снова стать доступными только во время осеннего круговорота в районах с умеренным климатом или в условиях турбулентного потока. Мертвые водоросли и органические вещества, переносимые водой, поступающей в озеро, оседают на дно и подвергаются анаэробному расщеплению с выделением парниковых газов , таких как метан и CO 2 . Некоторая часть газообразного метана может окисляться анаэробными бактериями, окисляющими метан, такими как Mmethylococcus capsulatus , которые, в свою очередь, могут служить источником пищи для зоопланктона . [47] Таким образом, может происходить самоподдерживающийся биологический процесс для создания основного источника пищи для фитопланктона и зоопланктона в зависимости от наличия достаточного количества растворенного кислорода в водоеме. [48]

Усиленный рост водной растительности, фитопланктона и цветение водорослей нарушает нормальное функционирование экосистемы, вызывая множество проблем, таких как нехватка кислорода , необходимого для выживания рыб и моллюсков . Рост плотных водорослей в поверхностных водах может затенять более глубокие воды и снижать жизнеспособность донных укрывающих растений, что в результате оказывает воздействие на более широкую экосистему. [29] [49] Эвтрофикация также снижает ценность рек, озер и эстетических наслаждений. Проблемы со здоровьем могут возникнуть там, где эвтрофические условия мешают очистке питьевой воды . [50]

Фосфор часто считают основным виновником эвтрофикации озер, подвергшихся загрязнению из «точечных источников» из канализационных труб. Концентрация водорослей и трофическое состояние озер хорошо соответствуют содержанию фосфора в воде. Исследования, проведенные в районе экспериментальных озер в Онтарио, показали взаимосвязь между добавлением фосфора и скоростью эвтрофикации. Более поздние стадии эвтрофикации приводят к цветению азотфиксирующих цианобактерий, ограничиваемому исключительно концентрацией фосфора. [51] Фосфорная эвтрофикация в пресноводных озерах рассматривалась в нескольких случаях. [2]

Прибрежные воды

Эвтрофикация — распространенное явление в прибрежных водах , где главным виновником являются источники азота. [2] В прибрежных водах азот обычно является ключевым лимитирующим питательным веществом морских вод (в отличие от пресноводных систем, где фосфор часто является лимитирующим питательным веществом). Следовательно, уровни азота более важны, чем уровни фосфора, для понимания и контроля проблем эвтрофикации в соленой воде. [52] Эстуарии , как граница между пресной и соленой водой, могут быть ограничены как по фосфору, так и по азоту, и обычно демонстрируют симптомы эвтрофикации. Эвтрофикация эстуариев часто приводит к гипоксии или аноксии придонных вод, что приводит к гибели рыбы и деградации среды обитания. [53] Апвеллинг в прибрежных системах также способствует повышению продуктивности за счет транспортировки глубоких, богатых питательными веществами вод на поверхность, где питательные вещества могут усваиваться водорослями .

Примерами антропогенных источников богатого азотом загрязнения прибрежных вод являются садковое рыбоводство и выбросы аммиака при производстве кокса из угля. [54] Помимо стоков с земель, отходов рыбоводства и промышленных выбросов аммиака, важным источником питательных веществ в открытом океане может быть атмосферный фиксированный азот . На это может приходиться около трети внешних (неперерабатываемых) запасов азота океана и до 3% ежегодной новой морской биологической продукции. [55]

Прибрежные воды охватывают широкий спектр морских местообитаний от закрытых эстуариев до открытых вод континентального шельфа. Продуктивность фитопланктона в прибрежных водах зависит как от поступления питательных веществ, так и от освещения, причем последнее является важным ограничивающим фактором в водах вблизи берега, где ресуспендирование отложений часто ограничивает проникновение света.

Питательные вещества в прибрежные воды поступают с суши через реки и подземные воды, а также через атмосферу. Существует также важный источник из открытого океана, заключающийся в смешивании относительно богатых питательными веществами глубоководных вод океана. [56] Поступление питательных веществ из океана мало изменяется в результате деятельности человека, хотя изменение климата может изменить потоки воды через шельф. Напротив, поступления питательных веществ азота и фосфора с суши в прибрежные зоны увеличились в результате человеческой деятельности во всем мире. Степень увеличения сильно варьируется от места к месту в зависимости от деятельности человека на водосборах. [57] [58] Третье ключевое питательное вещество, растворенный кремний , образуется в основном в результате выветривания отложений в реках и на море и поэтому на него гораздо меньше влияет деятельность человека.

Последствия прибрежной эвтрофикации

Увеличение поступления азота и фосфора в питательные вещества оказывает давление на прибрежные зоны в результате эвтрофикации. Это давление варьируется географически в зависимости от деятельности водосбора и связанной с ней биогенной нагрузки. Географическое положение прибрежной зоны является еще одним важным фактором, поскольку оно контролирует разбавление биогенной нагрузки и обмен кислорода с атмосферой. Последствия такого давления эвтрофикации можно увидеть по-разному:

  1. Данные спутникового мониторинга свидетельствуют о том, что количество хлорофилла как показателя общей активности фитопланктона увеличивается во многих прибрежных районах мира из-за увеличения поступления питательных веществ. [59]
  2. Видовой состав фитопланктона может измениться из-за увеличения нагрузки питательными веществами и изменения пропорций основных питательных веществ. В частности, увеличение поступления азота и фосфора, наряду с гораздо меньшими изменениями поступления кремния, приводит к изменению соотношения азота и фосфора к кремнию. Эти изменяющиеся соотношения питательных веществ приводят к изменениям в видовом составе фитопланктона, что особенно ставит в невыгодное положение виды фитопланктона, богатые кремнеземом, такие как диатомовые водоросли, по сравнению с другими видами. [56] Этот процесс приводит к развитию неприятного цветения водорослей в таких районах, как Северное море [60] (см. также Конвенцию ОСПАР ) и Черное море . [61] В некоторых случаях обогащение питательными веществами может привести к вредоносному цветению водорослей (ВЦВ). Такое цветение может происходить естественным путем, но есть убедительные доказательства того, что оно увеличивается в результате обогащения питательными веществами, хотя причинно-следственная связь между обогащением питательными веществами и ВЦВ не является прямой. [9]
  3. Истощение кислорода существовало в некоторых прибрежных морях, таких как Балтийское, на протяжении тысячелетий . В таких районах плотностная структура водного столба серьезно ограничивает перемешивание водного столба и связанное с ним насыщение глубинных вод кислородом. Однако увеличение поступления разлагаемого бактериями органического вещества в такие изолированные глубокие воды может усугубить такое истощение кислорода в океанах . Эти области с более низким содержанием растворенного кислорода увеличились во всем мире за последние десятилетия. Обычно они связаны с обогащением питательными веществами и, как следствие, с цветением водорослей. [22] Изменение климата, как правило, приводит к увеличению стратификации толщи воды и, таким образом, усугубляет проблему истощения кислорода. [62] Примером такого прибрежного истощения кислорода является Мексиканский залив , где с 1950-х годов возникла зона сезонной аноксии площадью более 5000 квадратных миль. Увеличение первичного производства, вызывающее эту аноксию, подпитывается питательными веществами, поступающими из реки Миссисипи . [63] Аналогичный процесс был зафиксирован в Черном море. [61]

Масштаб проблемы

Исследования показали, что 54% ​​озер в Азии являются эвтрофными; в Европе — 53%; в Северной Америке — 48%; в Южной Америке — 41%; и в Африке - 28%. [64] В Южной Африке исследование CSIR с использованием дистанционного зондирования показало, что более 60% обследованных водоемов были эвтрофными. [65]

Институт мировых ресурсов выявил 375 гипоксических прибрежных зон в мире, сосредоточенных в прибрежных районах Западной Европы, восточного и южного побережья США, а также Восточной Азии , особенно Японии . [66]

Профилактика

Минимизация загрязнения сточными водами

Существует множество различных способов решения проблемы культурной эвтрофикации, при этом неочищенные сточные воды являются точечным источником загрязнения. Например, очистные сооружения могут быть модернизированы для биологического удаления питательных веществ, чтобы они сбрасывали в принимающий водоем гораздо меньше азота и фосфора. Однако даже при хорошей вторичной очистке большинство конечных сточных вод очистных сооружений содержат значительные концентрации азота в виде нитратов, нитритов или аммиака. Удаление этих питательных веществ является дорогостоящим и зачастую трудным процессом.

Законы, регулирующие сброс и очистку сточных вод, привели к резкому сокращению количества питательных веществ в окружающих экосистемах. [19] Поскольку основным источником неточечных источников биогенной нагрузки на водные объекты являются неочищенные бытовые сточные воды, необходимо обеспечить очистные сооружения в высокоурбанизированных районах, особенно в развивающихся странах , в которых очистка бытовых сточных вод является дефицитом. Технология безопасного и эффективного повторного использования сточных вод , как из бытовых, так и из промышленных источников, должна стать первоочередной задачей политики в отношении эвтрофикации.

Минимизация загрязнения биогенными веществами в результате сельского хозяйства

Есть много способов помочь исправить культурную эвтрофикацию, вызванную сельским хозяйством. Некоторые рекомендации Министерства сельского хозяйства США: [67]

  1. Методы управления питательными веществами. Любой, кто использует удобрения, должен вносить удобрения в правильном количестве, в нужное время года, с правильным методом и внесением. Поля, удобренные органическими удобрениями, могут «значительно снизить вредное выщелачивание нитратов» по ​​сравнению с полями, удобренными традиционными методами. [68] Воздействие эвтрофикации в некоторых случаях выше при органическом производстве, чем при традиционном производстве. [69] В Японии количество азота, производимого животноводством, достаточно для удовлетворения потребностей сельскохозяйственной отрасли в удобрениях. [70]
  2. Круглый год - Почвенный покров - покровная культура предотвращает периоды обнажения почвы, тем самым устраняя эрозию и сток питательных веществ даже после наступления вегетационного периода.
  3. Посадка полевых буферов - путем посадки деревьев, кустарников и трав по краям полей, чтобы помочь улавливать стоки и поглощать некоторые питательные вещества до того, как вода попадет в ближайший водоем. [71] Прибрежные буферные зоны представляют собой границу между текущим водоемом и сушей и были созданы вблизи водных путей в попытке фильтровать загрязняющие вещества; осадок и питательные вещества откладываются здесь, а не в воде. Создание буферных зон рядом с фермами и дорогами — еще один возможный способ предотвратить попадание питательных веществ слишком далеко. Тем не менее, исследования показали [72] , что последствия загрязнения атмосферы азотом могут распространяться далеко за пределы буферной зоны. Это говорит о том, что наиболее эффективным средством профилактики является первоисточник.
  4. Бережливая обработка почвы. Уменьшив частоту и интенсивность обработки земли, вы увеличите вероятность впитывания питательных веществ в почву.

Политика

Рамочная программа ООН по достижению Целей устойчивого развития признает разрушительные последствия эвтрофикации для морской среды. Он установил график создания Индекса прибрежной эвтрофикации и плотности плавучего пластикового мусора (ICEP) в рамках цели устойчивого развития 14 (жизнь под водой). [73] Целью ЦУР 14 является конкретная цель: «к 2025 году предотвратить и значительно сократить загрязнение морской среды всех видов, в частности в результате наземной деятельности, включая загрязнение морским мусором и питательными веществами». [74]

Политика и нормативные акты представляют собой набор инструментов для минимизации причин эвтрофикации. [75] Рассредоточенные источники загрязнения являются основными причинами эвтрофикации, и их последствия можно свести к минимуму с помощью общепринятых методов ведения сельского хозяйства. Уменьшения количества загрязняющих веществ, попадающих в водосбор, можно добиться за счет защиты его лесного покрова, уменьшения количества эрозионного проникновения в водосбор. Кроме того, благодаря эффективному, контролируемому использованию земель с использованием устойчивых методов ведения сельского хозяйства для минимизации деградации земель можно сократить количество почвенного стока и азотных удобрений, попадающих в водосбор. [76] Технология удаления отходов представляет собой еще один фактор предотвращения эвтрофикации.

Поскольку водоем может оказывать воздействие на широкий круг людей, выходящее далеко за пределы водораздела, необходимо сотрудничество между различными организациями для предотвращения проникновения загрязняющих веществ, которые могут привести к эвтрофикации. За предотвращение эвтрофикации водных объектов отвечают различные агентства, от правительств штатов до органов управления водными ресурсами и неправительственных организаций, вплоть до местного населения. В Соединенных Штатах наиболее известным межгосударственным проектом по предотвращению эвтрофикации является Чесапикский залив . [77]

Отмена и исправление

Сокращение поступления питательных веществ является ключевым предварительным условием восстановления, но есть два предостережения: во-первых, это может занять много времени, особенно из-за хранения питательных веществ в отложениях . Во-вторых, восстановление может потребовать чего-то большего, чем простое изменение исходных данных, поскольку иногда существует несколько стабильных, но очень разных экологических состояний. [78] Восстановление эвтрофикированных озер происходит медленно, часто на это уходит несколько десятилетий. [24]

К технологиям восстановления окружающей среды по удалению питательных веществ относится биофильтрация , которая использует живой материал для улавливания и биологического разложения загрязняющих веществ. Примеры включают зеленые пояса, прибрежные территории, естественные и искусственные водно-болотные угодья, а также очистные пруды.

Биоэкстракция питательных веществ

Биоэкстракция питательных веществ — это биоремедиация с участием культивируемых растений и животных. Биоэкстракция или биосбор питательных веществ — это практика выращивания и сбора моллюсков и морских водорослей с целью удаления азота и других питательных веществ из природных водоемов. [79]

Моллюски в эстуариях

Мидии являются примером организмов, которые действуют как биоэкстракторы питательных веществ.

Было высказано предположение, что удаление азота устричными рифами может принести чистую выгоду для источников, сталкивающихся с ограничениями на выбросы азота, аналогично другим сценариям торговли питательными веществами. В частности, если устрицы поддерживают уровень азота в устьях рек ниже пороговых значений, которые могут привести к введению ограничений на выбросы, устрицы эффективно экономят источники выбросов от затрат на соблюдение требований, которые они в противном случае понесли бы. [80] Несколько исследований показали, что устрицы и мидии способны резко влиять на уровень азота в устьях рек. [81] [82] [83] Кроме того, исследования продемонстрировали способность морских водорослей повышать уровень азота. [84] [85] Фильтрационная фильтрационная деятельность считается полезной для качества воды [86] за счет контроля плотности фитопланктона и связывания питательных веществ, которые могут быть удалены из системы при добыче моллюсков, захоронены в отложениях или потеряны в результате денитрификации . [87] [88] Фундаментальная работа по идее улучшения качества морской воды посредством выращивания моллюсков была проведена Оддом Линдалем и др. с использованием мидий в Швеции. [89] В Соединенных Штатах проекты по восстановлению моллюсков проводились на восточном, западном побережьях и побережьях Персидского залива. [90] Подробное объяснение восстановления питательных веществ с помощью моллюсков см . в разделе «Загрязнение питательными веществами ».

Выращивание морских водорослей

Аквакультура морских водорослей дает возможность смягчить последствия изменения климата и адаптироваться к ним. [91] Морские водоросли, такие как ламинария, также поглощают фосфор и азот [92] и, таким образом, полезны для удаления излишних питательных веществ из загрязненных частей моря. [93] Некоторые культивируемые морские водоросли обладают очень высокой продуктивностью и могут поглощать большие количества N, P, CO 2 , производя большие количества O 2 , оказывая превосходное влияние на снижение эвтрофикации. [94] Считается, что выращивание морских водорослей в больших масштабах должно стать хорошим решением проблемы эвтрофикации прибрежных вод .

Геоинженерия

Применение сорбента фосфора в озере - Нидерланды

Одним из очевидных методов борьбы с гипоксией/эвтрофикацией в локальных ситуациях является прямая закачка сжатого воздуха, о чем свидетельствует восстановление района Солфордских доков Манчестерского судоходного канала в Англии. [95] Для небольших водоемов, таких как пруды для аквакультуры, аэрация насосом является стандартной. [96]

Химическое удаление фосфора

Удаление фосфора в принципе может устранить эвтрофикацию. [97] [98] Из нескольких фосфатных сорбентов практический интерес представляют квасцы ( сульфат алюминия ). [99] ) Исследовано много материалов. [100] [101] Сорбент фосфатов обычно наносится на поверхность водоема и опускается на дно озера, уменьшая содержание фосфатов. Такие сорбенты применяются во всем мире для борьбы с эвтрофикацией и цветением водорослей (например, под коммерческим названием Фослок ). [102] [103] [104] [105] [106] В ходе крупномасштабного исследования 114 озер контролировались на предмет эффективности квасцов по снижению фосфора. Во всех озерах квасцы эффективно снижали содержание фосфора в течение 11 лет. Хотя продолжительность жизни была разной (21 год в глубоких озерах и 5,7 года в мелких озерах), результаты отражают эффективность квасцов в контроле фосфора в озерах. [107] Обработка квасцами менее эффективна в глубоких озерах, а также в озерах со значительной внешней нагрузкой фосфором. [108]

Меры по удалению фосфора в Финляндии начались в середине 1970-х годов и были направлены на реки и озера, загрязненные промышленными и муниципальными сбросами. Эти усилия имели эффективность удаления 90%. [109] Тем не менее, некоторые целевые точечные источники не показали снижения стока, несмотря на усилия по сокращению.

История

Эвтрофикация была признана проблемой загрязнения воды в озерах и водохранилищах Европы и Северной Америки в середине 20 века. [110] Прорывные исследования, проведенные в районе экспериментальных озер (ELA) в Онтарио, Канада, в 1970-х годах [111] предоставили доказательства того, что пресноводные водоемы содержат ограниченное количество фосфора. ELA использует целостный экосистемный подход и долгосрочные исследования пресной воды по всему озеру, уделяя особое внимание культурной эвтрофикации.

Наземная эвтрофикация

Хотя эвтрофикация обычно относится к водным системам, некоторые авторы использовали термин «наземная эвтрофикация» для наземных экосистем. [112] [113] Это определяется как «обогащение экосистемы лимитирующими питательными веществами» и может быть вызвано отложением азота в наземных экосистемах. [113] Например, атмосферное удобрение CO 2 может усугубить эвтрофикацию биома бореальных лесов . [112]

Смотрите также

Внешние ссылки

Поищите эвтрофикацию в Викисловаре, бесплатном словаре.

Рекомендации

  1. ^ Моран, Шон (2023). "Загрязнение воды". Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . стр. 1–29. дои : 10.1002/0471238961.1615121205031105.a01.pub2. ISBN 9780471484943.
  2. ^ abcde Смит, Вэл Х.; Шиндлер, Дэвид В. (2009). «Наука эвтрофикации: куда нам идти дальше?». Тенденции в экологии и эволюции . 24 (4): 201–207. дои : 10.1016/j.tree.2008.11.009. ПМИД  19246117.
  3. ^ Аксель, Мириам Р. (2019). «Что такое азотный цикл и почему он важен для жизни?». Границы для молодых умов . 7 . дои : 10.3389/фрим.2019.00041 . hdl : 10044/1/71039 .
  4. ^ Чапин, Ф. Стюарт III; Мэтсон, Памела А.; Витоусек, Питер М. (2011). «Глоссарий». Принципы экологии наземных экосистем . Иллюстрировано Мелиссой К. Чапин (2-е изд.). Нью-Йорк: Спрингер. п. 459. ИСБН 978-1441995049. ОСЛК  755081405.
  5. ^ Адди, Келли (1996). «Фосфор и старение озер» (PDF) . Факты о природных ресурсах - Университет Род-Айленда . Архивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2021 г. Проверено 16 июня 2021 г.
  6. ^ Клер Н. Сойер (май 1966 г.). «Основные понятия эвтрофикации». Журнал (Федерация по контролю за загрязнением воды) . Уайли. 38 (5): 737–744. JSTOR  25035549. Архивировано из оригинала 3 июня 2021 г. Проверено 12 февраля 2021 г.
  7. ^ Карпентер, SR (2008). «Контроль за фосфором имеет решающее значение для смягчения эвтрофикации». Труды Национальной академии наук . 105 (32): 11039–11040. Бибкод : 2008PNAS..10511039C. дои : 10.1073/pnas.0806112105 . ПМК 2516213 . ПМИД  18685114. 
  8. ^ Спирс, Брайан М.; Дадли, Бернард; Райтцель, Каспер; Рыдин, Эмиль (2013). «Геоинженерия в озерах - призыв к консенсусу». Экологические науки и технологии . 47 (9): 3953–3954. Бибкод : 2013EnST...47.3953S. дои : 10.1021/es401363w . ПМИД  23611534.
  9. ^ аб Глиберт, Патрисия; Берфорд, Мишель (2017). «Глобальное изменение нагрузки питательными веществами и вредное цветение водорослей: последние достижения, новые парадигмы и постоянные проблемы». Океанография . 30 (1): 58–69. дои : 10.5670/oceanog.2017.110 . hdl : 10072/377577 . Архивировано из оригинала 21 января 2022 г. Проверено 9 февраля 2022 г.
  10. ^ аб Шиндлер, Дэвид и Валлентайн, Джон Р. (2004) Чрезмерное удобрение пресных вод и эстуариев мира , University of Alberta Press, стр. 1, ISBN 0-88864-484-1 
  11. ^ «Евтрофия», Словарь американского наследия английского языка (Пятое изд.), Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company, 2016, заархивировано из оригинала 11 марта 2018 г. , получено 10 марта 2018 г.
  12. ^ Ветцель, Роберт (1975). Лимнология . Филадельфия-Лондон-Торонто: У.Б. Сондерс. п. 743. ИСБН 0-7216-9240-0.
  13. ^ abc Шиндлер, Дэвид В., Валлентайн, Джон Р. (2008). Водорослевая чаша: чрезмерное удобрение пресных вод и эстуариев мира , University of Alberta Press, ISBN 0-88864-484-1 . 
  14. ^ Элзер, Джеймс Дж.; Бракен, Мэтью Э.С.; Клеланд, Эльза Э.; Грюнер, Дэниел С.; Харпол, В. Стэнли; Хиллебранд, Гельмут; Нгай, Жаклин Т.; Сиблум, Эрик В.; Шурин, Джонатан Б.; Смит, Дженнифер Э. (2007). «Глобальный анализ ограничения азота и фосфора первичными продуцентами в пресноводных, морских и наземных экосистемах». Экологические письма . 10 (12): 1135–1142. Бибкод : 2007EcolL..10.1135E. дои : 10.1111/j.1461-0248.2007.01113.x. hdl : 1903/7447 . ISSN  1461-0248. PMID  17922835. S2CID  12083235.
  15. ^ Ле Моал, Морган; Гаскюэль-Оду, Шанталь; Менесген, Ален; Сушон, Ив; Этрийяр, Клэр; Левейн, Аликс; Моатар, Флорентина; Паннард, Александрин; Сушу, Филипп; Лефевр, Ален; Пине, Жиль (15 февраля 2019 г.). «Эвтрофикация: новое вино в старой бутылке?» (PDF) . Наука об общей окружающей среде . 651 (Часть 1): 1–11. Бибкод : 2019ScTEn.651....1L. doi :10.1016/j.scitotenv.2018.09.139. PMID  30223216. S2CID  52311511. Архивировано (PDF) из оригинала 4 марта 2022 года . Проверено 4 марта 2022 г.
  16. ^ Немечек, Т.; Пур, Дж. (01.06.2018). «Снижение воздействия продуктов питания на окружающую среду через производителей и потребителей». Наука . 360 (6392): 987–992. Бибкод : 2018Sci...360..987P. дои : 10.1126/science.aaq0216 . ISSN  0036-8075. ПМИД  29853680.
  17. ^ «Источники и решения». Загрязнение питательными веществами . Агентство по охране окружающей среды. 2021-08-31.
  18. ^ «Эффекты: Окружающая среда». Загрязнение питательными веществами . Агентство по охране окружающей среды. 01.03.2021.
  19. ^ Аб Смит, В.Х.; Тилман, Джорджия; Некола, Дж. К. (1999). «Эвтрофикация: воздействие избыточного поступления питательных веществ на пресноводные, морские и наземные экосистемы». Загрязнение окружающей среды . 100 (1–3): 179–196. дои : 10.1016/S0269-7491(99)00091-3. PMID  15093117. S2CID  969039.
  20. ^ Вернер, Вильфрид (2002) «Удобрения, 6. Экологические аспекты». Энциклопедия промышленной биологии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. дои : 10.1002/14356007.n10_n05
  21. ^ Фаулер, Дэвид ; Койл, Мхайри; Скиба, Уте; Саттон, Марк А.; Кейп, Дж. Нил; Рейс, Стефан; Шеппард, Люси Дж.; Дженкинс, Алан; Гриззетти, Бруна; Галлоуэй, Джеймс Н.; Витоусек, Питер (2013). «Глобальный азотный цикл в XXI веке». Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 368 (1621): 20130164. doi :10.1098/rstb.2013.0164. ПМЦ 3682748 . ПМИД  23713126. 
  22. ^ abc Брейтбург, Дениз; Левин, Лиза А.; Ошлис, Андреас; Грегуар, Марилор; Чавес, Франсиско П.; Конли, Дэниел Дж.; Гарсон, Вероника; Гилберт, Денис; Гутьеррес, Дмитрий; Айзензее, Кирстен; Хасинто, Гил С. (2018). «Уменьшение количества кислорода в мировом океане и прибрежных водах». Наука . 359 (6371). Бибкод : 2018Sci...359M7240B. дои : 10.1126/science.aam7240 . PMID  29301986. S2CID  206657115.
  23. ^ Аб Мур, CM; Миллс, ММ; Арриго, КР; Берман-Франк, И.; Бопп, Л.; Бойд, П.В.; Гэлбрейт, Эд; Гейдер, Р.Дж.; Гье, К.; Жаккар, СЛ; Джикеллс, Т.Д. (2013). «Процессы и закономерности ограничения питательных веществ океана». Природа Геонауки . 6 (9): 701–710. Бибкод : 2013NatGe...6..701M. дои : 10.1038/ngeo1765. ISSN  1752-0908. S2CID  249514. Архивировано из оригинала 27 января 2022 г. Проверено 08 февраля 2022 г.
  24. ^ Аб Шиндлер, Дэвид В. (2012). «Дилемма контроля культурной эвтрофикации озер». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 279 (1746): 4322–4333. дои :10.1098/rspb.2012.1032. ПМЦ 3479793 . ПМИД  22915669. 
  25. ^ Хан, М. Насир и Мохаммад, Ф. (2014) «Эвтрофикация озер» в А. А. Ансари, С. С. Гилл (ред.), Эвтрофикация: проблемы и решения ; Том II эвтрофикации: причины, последствия и борьба с ними , Springer Science+Business Media Dordrecht. дои : 10.1007/978-94-007-7814-6_1. ISBN 978-94-007-7814-6 . 
  26. ^ Бристоу, Л.; Мор, В. (2017). «Питательные вещества, ограничивающие рост в океане». Современная биология . 27 (11): Р431–Р510. дои : 10.1016/j.cub.2017.03.030. hdl : 21.11116/0000-0001-C1AA-5 . PMID  28586682. S2CID  21052483. Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Проверено 17 июня 2021 г.
  27. ^ Культурная эвтрофикация. Архивировано 4 мая 2015 г. в Британской энциклопедии Wayback Machine (2010) . Получено 26 апреля 2010 г. из Британской онлайн-энциклопедии:
  28. ^ Смиль, Вацлав (ноябрь 2000 г.). «Фосфор в окружающей среде: естественные потоки и вмешательство человека». Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 25 (1): 53–88. дои : 10.1146/annurev.energy.25.1.53 . ISSN  1056-3466.
  29. ^ Аб Мосс, Брайан (1983). «Норфолк Бродленд: эксперименты по восстановлению сложного водно-болотного угодья». Биологические обзоры . 58 (4): 521–561. doi :10.1111/j.1469-185X.1983.tb00399.x. ISSN  1469-185Х. S2CID  83803387. Архивировано из оригинала 8 февраля 2022 г. Проверено 08 февраля 2022 г.
  30. ^ Аб Рабале, Н.Н. (март 2002 г.). «Азот в водных экосистемах». Амбио: журнал о человеческой среде . 31 (2): 102–112. Бибкод : 2002Амбио..31..102R. дои : 10.1579/0044-7447-31.2.102. PMID  12077998. S2CID  19172194.
  31. ^ Цинь, Боцян; Ян, Люянь; Чен, Фейчжоу; Чжу, Гуанвэй; Чжан, Лу; Чен, Юй (01 октября 2006 г.). «Механизм и контроль эвтрофикации озер». Китайский научный бюллетень . 51 (19): 2401–2412. Бибкод :2006ЧСБу..51.2401Q. doi : 10.1007/s11434-006-2096-y. ISSN  1861-9541. S2CID  198137333.
  32. ^ Хан, М. Насир; Мохаммад, Фироз (2014), Ансари, Абид А.; Гилл, Сарваджит Сингх (ред.), «Эвтрофикация: проблемы и решения», Эвтрофикация: причины, последствия и контроль: Том 2 , Springer Нидерланды, стр. 1–15, doi : 10.1007/978-94-007-7814-6_1 , ISBN 978-94-007-7814-6
  33. ^ Ветцель, Роберт Г. (2001). Лимнология: озерные и речные экосистемы (3-е изд.). Сан-Диего: Академическая пресса. ISBN 0-12-744760-1. OCLC  46393244. Архивировано из оригинала 2 ноября 2020 г. Проверено 08 февраля 2022 г.
  34. ^ Уокер, И.Р. (2006) «Обзор хирономид», стр. 360–366 в SA EIias (ред.) Энциклопедия четвертичной науки , Vol. 1, Эльзевир,
  35. ^ Уайтсайд, MC (1983). «Мифическая концепция эвтрофикации». Гидробиология . 103 : 107–150. дои : 10.1007/BF00028437. S2CID  19039247.
  36. ^ Каллисто, Маркос; Молоцци, Жозелин и Барбоза, Хосе Лусена Этам (2014) «Эвтрофикация озер» в А. А. Ансари, С. С. Гилл (ред.), Эвтрофикация: причины, последствия и контроль , Springer Science + Business Media Dordrecht. дои : 10.1007/978-94-007-7814-6_5. ISBN 978-94-007-7814-6 . 
  37. ^ Хорриган, Л.; Лоуренс, РС; Уокер, П. (2002). «Как устойчивое сельское хозяйство может устранить вред, наносимый промышленным сельским хозяйством окружающей среде и здоровью человека». Перспективы гигиены окружающей среды . 110 (5): 445–456. дои : 10.1289/ehp.02110445. ПМЦ 1240832 . ПМИД  12003747. 
  38. ^ Бертнесс, доктор медицины; Эванчук, П.Дж.; Силлиман, БР (2002). «Антропогенная модификация солончаковых ландшафтов Новой Англии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (3): 1395–1398. Бибкод : 2002PNAS...99.1395B. дои : 10.1073/pnas.022447299 . JSTOR  3057772. PMC 122201 . ПМИД  11818525. 
  39. ^ Андерсон Д.М. (1994). «Красные приливы» (PDF) . Научный американец . 271 (2): 62–68. Бибкод : 1994SciAm.271b..62A. doi : 10.1038/scientificamerican0894-62. PMID  8066432. Архивировано (PDF) из оригинала 11 мая 2013 г. Проверено 31 марта 2013 г.
  40. ^ Лоутон, Луизиана; Г.А. Кодд (1991). «Цианобактериальные (сине-зеленые водоросли) токсины и их значение в водах Великобритании и Европы». Журнал охраны почвы и воды . 40 (4): 87–97. doi :10.1111/j.1747-6593.1991.tb00643.x.
  41. ^ Мартин, А.; Дж. Д. Кук (1994). «Риски для здоровья в эвтрофных источниках воды». Линия озера . 14 : 24–26.
  42. ^ Шамуэй, ЮВ (1990). «Обзор воздействия цветения водорослей на моллюсков и аквакультуру». Журнал Всемирного общества аквакультуры . 21 (2): 65–104. Бибкод : 1990JWAS...21...65S. doi :10.1111/j.1749-7345.1990.tb00529.x.
  43. ^ Агентство по охране окружающей среды США, Огайо (2013). «Эффекты: Экономика». www.epa.gov . Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. Проверено 15 февраля 2022 г.
  44. ^ «Эффекты: здоровье человека». Загрязнение питательными веществами . Агентство по охране окружающей среды. 01.03.2021. Архивировано из оригинала 19 февраля 2020 г. Проверено 21 февраля 2022 г.
  45. ^ Агентство по охране окружающей среды США, Огайо (2013). «Эффекты: здоровье человека». www.epa.gov . Архивировано из оригинала 19 февраля 2020 г. Проверено 15 февраля 2022 г.
  46. ^ Шиндлер, Дэвид В.; Хекки, RE; Финдли, Д.Л.; Стейнтон, член парламента; Паркер, БР; Патерсон, MJ; Бити, КГ; Линг, М.; Касьян, SEM (август 2008 г.). «Эвтрофикацию озер невозможно контролировать путем уменьшения поступления азота: результаты 37-летнего эксперимента над всей экосистемой». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (32): 11254–11258. дои : 10.1073/pnas.0805108105 . ПМК 2491484 . ПМИД  18667696. 
  47. ^ «Климатические газы из водоемов». Архивировано из оригинала 2 февраля 2019 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
  48. ^ «Цепочка создания стоимости природы...» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2016 года . Проверено 22 сентября 2018 г.
  49. ^ Джеппесен, Эрик; Сёндергорд, Мартин; Йенсен, Йенс Педер; Хэвенс, Карл Э.; Анневиль, Орлейн; Карвалью, Лоуренс; Ковени, Майкл Ф.; Денеке, Райнер; Докулил, Мартин Т.; Фой, Боб; Гердо, Даниэль (2005). «Реакция озера на снижение нагрузки питательными веществами - анализ современных долгосрочных данных из 35 тематических исследований». Пресноводная биология . 50 (10): 1747–1771. Бибкод : 2005FrBio..50.1747J. дои : 10.1111/j.1365-2427.2005.01415.x . ISSN  1365-2427.
  50. ^ Бартрам, Дж., Уэйн В. Кармайкл, Ингрид Хор, Гэри Джонс и Олав М. Скульберг (1999). «Глава 1. Введение», в: Токсичные цианобактерии в воде: руководство по их последствиям для общественного здравоохранения, мониторингу и управлению . Всемирная организация здравоохранения . URL: документ ВОЗ. Архивировано 24 января 2007 г. на Wayback Machine.
  51. ^ Хиггинс, Скотт Н.; Патерсон, Майкл Дж.; Хекки, Роберт Э.; Шиндлер, Дэвид В.; Венкитесваран, Джейсон Дж.; Финдли, Дэвид Л. (27 ноября 2017 г.). «Биологическая фиксация азота предотвращает реакцию эвтрофного озера на пониженную нагрузку азота: данные 46-летнего эксперимента на всем озере». Экосистемы . 21 (6): 1088–1100. дои : 10.1007/s10021-017-0204-2. S2CID  26030685.
  52. ^ Паерл, Ганс В.; Вальдес, Лексия М.; Джойнер, Алан Р.; Пиелер, Майкл Ф.; Лебо, Мартин Э. (2004). «Решение проблем, возникающих в результате решений: эволюция двойной стратегии управления питательными веществами для эвтрофицирующего устья реки Нойс, Северная Каролина». Экологические науки и технологии . 38 (11): 3068–3073. Бибкод : 2004EnST...38.3068P. дои : 10.1021/es0352350. ПМИД  15224737.
  53. ^ Хуан, Цзин; Сюй, Чан-чунь; Ридутт, Брэдли; Ван, Сюэ-чунь; Рен, Пин-ан (август 2017 г.). «Потери азота и фосфора и потенциал эвтрофикации, связанные с внесением удобрений на пахотные земли в Китае». Журнал чистого производства . 159 : 171–179. doi :10.1016/j.jclepro.2017.05.008.
  54. ^ «Восстановление аммиака при производстве кокса из коксующегося угля». Испат Гуру . 2019. Архивировано из оригинала 24 июня 2021 года . Проверено 17 июня 2021 г.
  55. ^ Дуче, РА; и другие. (2008). «Воздействие атмосферного антропогенного азота на открытый океан». Наука . 320 (5878): 893–89. Бибкод : 2008Sci...320..893D. дои : 10.1126/science.1150369. hdl : 21.11116/0000-0001-CD7A-0 . PMID  18487184. S2CID  11204131.
  56. ^ Аб Джикеллс, TD (1998). «Питательная биогеохимия прибрежной зоны». Наука . 281 (5374): 217–222. дои : 10.1126/science.281.5374.217. ISSN  0036-8075. ПМИД  9660744.
  57. ^ Зейтцингер, СП; Майорга, Э.; Бауман, А. Ф.; Крозе, К.; Бойзен, AHW; Биллен, Г.; Ван Дрехт, Г.; Дюмон, Э.; Фекете, Б.М.; Гарнье, Дж.; Харрисон, Дж. А. (2010). «Глобальный экспорт питательных веществ из рек: сценарный анализ прошлых и будущих тенденций: СЦЕНАРИИ ГЛОБАЛЬНОГО РЕЧНОГО ЭКСПОРТА». Глобальные биогеохимические циклы . 24 (4): н/д. дои : 10.1029/2009GB003587. S2CID  55095122.
  58. ^ Джикеллс, Т.Д.; Буйтенхейс, Э.; Альтьери, К.; Бейкер, Арканзас; Капоне, Д.; Дуче, РА; Дентенер, Ф.; Фенхель, К.; Канакиду, М.; Ларош, Дж.; Ли, К. (2017). «Переоценка масштабов и воздействия антропогенного поступления атмосферного азота в океан: поступление атмосферного азота». Глобальные биогеохимические циклы . 31 (2): 289–305. дои : 10.1002/2016GB005586. hdl : 1874/348077 . S2CID  5158406.
  59. ^ Маур, Элижио де Раус; Тераучи, Генки; Ишизака, Джоджи; Клинтон, Николас; ДеВитт, Майкл (2021). «Глобально последовательная оценка прибрежной эвтрофикации». Природные коммуникации . 12 (1): 6142. doi : 10.1038/s41467-021-26391-9. ISSN  2041-1723. ПМЦ 8536747 . ПМИД  34686688. 
  60. ^ Ltd, Майкл Кардер. «Промежуточная оценка 2017». oap.ospar.org . Архивировано из оригинала 9 февраля 2022 г. Проверено 9 февраля 2022 г.
  61. ^ аб Ми, Лоуренс; Фридрих, Яна; Гомою, Мариан (2005). «Восстановление Черного моря во времена неопределенности». Океанография . 18 (2): 100–111. дои : 10.5670/oceanog.2005.45 . ISSN  1042-8275.
  62. ^ Ли, Гуанчэн; Ченг, Лицзин; Чжу, Цзян; Тренберт, Кевин Э.; Манн, Майкл Э.; Авраам, Джон П. (2020). «Усиление стратификации океана за последние полвека». Природа Изменение климата . 10 (12): 1116–1123. Бибкод : 2020NatCC..10.1116L. дои : 10.1038/s41558-020-00918-2. ISSN  1758-678X. S2CID  221985871. Архивировано из оригинала 18 февраля 2022 г. Проверено 18 февраля 2022 г.
  63. ^ Рабале, Нэнси Н.; Тернер, Р. Юджин (2019). «Гипоксия Мексиканского залива: прошлое, настоящее и будущее». Бюллетень лимнологии и океанографии . 28 (4): 117–124. Бибкод : 2019LimOB..28..117R. дои : 10.1002/lob.10351 . ISSN  1539-6088. S2CID  209578424.
  64. ^ ILEC/Исследовательский институт озера Бива [ред.]. 1988–1993 гг. Исследование состояния озер мира. Тома I-IV. Международный комитет по окружающей среде озер, Оцу и Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, Найроби.
  65. ^ Мэтьюз, Марк; Бернард, Стюарт (2015). «Эвтрофикация и цианобактерии в стоячих водоемах Южной Африки: вид из космоса». Южноафриканский научный журнал . 111 (5/6): 1–8. дои : 10.17159/sajs.2015/20140193 .
  66. ^ Селман, Минди (2007) Эвтрофикация: обзор состояния, тенденций, политики и стратегий. Институт мировых ресурсов.
  67. ^ «Источники и решения: сельское хозяйство». Агентство по охране окружающей среды США . 12 марта 2013 г. Архивировано из оригинала 22 июня 2021 г.
  68. ^ Крамер, С.Б. (2006). «Снижение выщелачивания нитратов и повышение активности и эффективности денитрификатора в органически удобренных почвах». Труды Национальной академии наук . 103 (12): 4522–4527. Бибкод : 2006PNAS..103.4522K. дои : 10.1073/pnas.0600359103 . ПМК 1450204 . ПМИД  16537377. 
  69. ^ Уильямс, А.Г., Одсли, Э. и Сандарс, Д.Л. (2006) Определение экологической нагрузки и использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной и садоводческой продукции. Архивировано 25 сентября 2018 г. в Wayback Machine . Основной отчет. Исследовательский проект Defra IS0205. Бедфорд: Университет Крэнфилда и Дефра.
  70. ^ Кумадзава, К. (2002). «Азотные удобрения и загрязнение нитратами подземных вод в Японии: современное состояние и меры по устойчивому сельскому хозяйству». Круговорот питательных веществ в агроэкосистемах . 63 (2/3): 129–137. дои : 10.1023/А: 1021198721003. S2CID  22847510.
  71. ^ Карпентер, СР; Карако, Северная Каролина; Коррелл, Д.Л.; Ховарт, RW; Шарпли, АН; Смит, В.Х. (август 1998 г.). «Неточечное загрязнение поверхностных вод фосфором и азотом». Экологические приложения . 8 (3): 559. дои : 10.2307/2641247. hdl : 1813/60811 . JSTOR  2641247.
  72. ^ Ангольд ПГ (1997). «Воздействие дороги на прилегающую растительность пустоши: влияние на видовой состав растений». Журнал прикладной экологии . 34 (2): 409–417. Бибкод : 1997JApEc..34..409A. дои : 10.2307/2404886. JSTOR  2404886.
  73. ^ «14.1.1 Индекс прибрежной эвтрофикации (ICEP) и плотности плавучего пластикового мусора» . ООН Окружающая среда . Архивировано из оригинала 13 августа 2020 года . Проверено 14 октября 2020 г. .
  74. ^ «Цель 14» . ПРООН . Архивировано из оригинала 30 сентября 2020 г. Проверено 24 сентября 2020 г.
  75. ^ «Планирование и управление озерами и водохранилищами: комплексный подход к эвтрофикации». Архивировано 11 ноября 2012 г. в Wayback Machine , Программа Организации Объединенных Наций по окружающей среде, информационный бюллетень и технические публикации. Международный центр экологических технологий. Гл.3.4 (2000).
  76. ^ Оглсби, RT; Эдмондсон, WT (1966). «Борьба с эвтрофикацией». Журнал (Федерация по контролю за загрязнением воды) . 38 (9): 1452–1460. JSTOR  25035632.
  77. ^ Ограничение питательных веществ. Департамент природных ресурсов, Мэриленд, США
  78. ^ Мэй, Л; Ольшевска, Дж; Ганн, IDM; Мейс, С; Спирс, Б.М. (2020). «Эвтрофикация и восстановление озер умеренного пояса». Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 535 (1): 012001. Бибкод : 2020E&ES..535a2001M. дои : 10.1088/1755-1315/535/1/012001 . ISSN  1755-1307. S2CID  225481650.
  79. ^ «Обзор биоэкстракции питательных веществ» . Стэмфорд, Коннектикут: Партнерство по исследованию звука на Лонг-Айленде. Архивировано из оригинала 6 октября 2017 г. Проверено 22 марта 2018 г.
  80. ^ Крегер, Тимм (2012). «Доллары и смысл: экономические выгоды и последствия двух проектов восстановления устричных рифов в северной части Мексиканского залива» (PDF) . Охрана природы. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 29 мая 2013 г.
  81. ^ Ньюэлл Р.И., Фишер Т.Р., Холиок Р.Р., Корнуэлл Дж.К. (2005). «Влияние восточных устриц на регенерацию азота и фосфора в Чесапикском заливе, США». В Даме Р., Оленин С. (ред.). Сравнительная роль суспензионных питателей в экосистемах . Том. 47 (Наука НАТО, Серия IV: Науки о Земле и окружающей среде, изд.). Нидерланды: Спрингер. стр. 93–120.
  82. ^ Грабовски Дж. Х., Петерсен К. М. (2007). Каддингтон К., Байерс Дж.Э., Уилсон В.Г., Гастингс А. (ред.). Восстановление устричных рифов для восстановления экосистемных услуг (Инженеры экосистем: концепции, теория и приложения под ред.). Амстердам: Elsevier-Academic Press. стр. 281–298.
  83. ^ Роуз Дж.М., Тедеско М., Викфорс Г.Х., Яриш С. (2010). «Сводный отчет международного семинара по биоэкстракционным технологиям восстановления питательных веществ». Министерство торговли США, Северо-восточный рыбный научный центр, ссылка на док. 10-19; 12 р. Доступно по адресу: Национальная служба морского рыболовства, 166 Water Street, Woods Hole, MA 02543-1026. Архивировано из оригинала 29 октября 2019 г. Проверено 15 февраля 2022 г.
  84. ^ Ким, Чан К.; Кремер, Джордж П.; Яриш, Чарльз (2014). «Полевая оценка аквакультуры морских водорослей как стратегии биоэкстракции питательных веществ в проливе Лонг-Айленд и устье реки Бронкс». Аквакультура . 433 : 148–156. Бибкод : 2014Aquac.433..148K. doi :10.1016/j.aquacultural.2014.05.034.
  85. ^ Крегер, Тимм (май 2012 г.). «Доллары и смысл: экономические выгоды и последствия двух проектов восстановления устричных рифов в северной части Мексиканского залива». Охрана природы . Архивировано из оригинала 03 августа 2020 г. Проверено 29 июля 2020 г.
  86. ^ Беркхолдер, Джоанн М. и Сандра Э. Шамуэй. (2011) «Аквакультура двустворчатых моллюсков и эвтрофикация», в журнале « Аквакультура моллюсков и окружающая среда» . Эд. Сандра Э. Шамуэй. Джон Уайли и сыновья, ISBN 0-8138-1413-8 . 
  87. ^ Каспар, ХФ; Гиллеспи, Пенсильвания; Бойер, IC; Маккензи, Алабама (1985). «Влияние аквакультуры мидий на азотный цикл и донные сообщества в проливе Кенепуру, залив Мальборо, Новая Зеландия». Морская биология . 85 (2): 127–136. Бибкод : 1985MarBi..85..127K. дои : 10.1007/BF00397431. S2CID  83551118.
  88. ^ Ньюэлл, RIE; Корнуэлл, Джей Си; Оуэнс, М.С. (2002). «Влияние смоделированного биоотложения двустворчатых моллюсков и микрофитобентоса на динамику азота отложений: лабораторное исследование». Лимнология и океанография . 47 (5): 1367–1379. Бибкод : 2002LimOc..47.1367N. дои : 10.4319/lo.2002.47.5.1367 .
  89. ^ Линдал, О.; Харт, Р.; Хернрот, Б.; Коллберг, С.; Лоо, ЛО; Олрог, Л.; Ренштам-Хольм, АО; Свенссон, Дж.; Свенссон, С.; Сиверсен, У. (2005). «Улучшение качества морской воды за счет выращивания мидий: выгодное решение для шведского общества» (PDF) . Амбио . 34 (2): 131–138. Бибкод : 2005Амбио..34..131Л. CiteSeerX 10.1.1.589.3995 . дои : 10.1579/0044-7447-34.2.131. PMID  15865310. S2CID  25371433. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2017 г. Проверено 1 ноября 2017 г. 
  90. ^ Брамбо, Р.Д. и др. (2006). Руководство для практиков по разработке и мониторингу проектов восстановления моллюсков: подход к экосистемным услугам. Архивировано 1 июля 2013 г. в Wayback Machine . Охрана природы, Арлингтон, Вирджиния.
  91. ^ Дуарте, Карлос М.; У, Цзяпин; Сяо, Си; Брюн, Аннетт; Краузе-Йенсен, Дорте (12 апреля 2017 г.). «Может ли выращивание морских водорослей сыграть роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации?». Границы морской науки . 4 . дои : 10.3389/fmars.2017.00100 .
  92. ^ «Можем ли мы спасти океаны, обрабатывая их?». Йель E360 . Архивировано из оригинала 19 октября 2019 г. Проверено 08 марта 2019 г.
  93. ^ Сяо, X .; Агусти, С.; Лин, Ф.; Ли, К.; Пан, Ю.; Ю, Ю.; Чжэн, Ю.; Ву, Дж.; Дуарте, CM (2017). «Удаление питательных веществ из прибрежных вод Китая с помощью крупномасштабной аквакультуры морских водорослей». Научные отчеты . 7 : 46613. Бибкод : 2017NatSR...746613X. дои : 10.1038/srep46613. ПМК 5399451 . ПМИД  28429792. 
  94. ^ Дуарте, Карлос М. (2009), «Исследование прибрежной эвтрофикации: новое понимание», Эвтрофикация в прибрежных экосистемах , Springer Нидерланды, стр. 263–269, doi : 10.1007/978-90-481-3385-7_22, ISBN 978-90-481-3384-0
  95. ^ Хиндл, П. (21 августа 2003 г.). «Исследование Большого Манчестера – руководство для полевых работ: флювиогляциальные гравийные хребты Солфорда и наводнения на реке Ирвелл» (PDF) . Манчестерское географическое общество . Проверено 11 декабря 2007 г.п. 13
  96. ^ «Аэрация пруда». 10 апреля 2006 г.
  97. ^ Спирс, Брайан М.; Маберли, Стивен С.; Пан, Банда; Маккей, Элли; Брюэр, Энди; Коркер, Николас; Дуглас, Грант; Эгемос, Сара; Гамильтон, Дэвид; Хаттон-Эллис, Тристан; Хузер, Брайан; Ли, Вэй; Мейс, Себастьян; Мосс, Брайан; Люрлинг, Микель; Филлипс, Джефф; Ясери, Саид; Райтцель, Каспер (2014). «Геоинженерия в озерах: кризис доверия?». Экологические науки и технологии . 48 (17): 9977–9979. Бибкод : 2014EnST...48.9977S. дои : 10.1021/es5036267. PMID  25137490. Архивировано из оригинала 21 октября 2021 г. Проверено 8 сентября 2020 г.
  98. ^ Маккей, Элеонора; Маберли, Стивен; Пан, Банда; Райтцель, Каспер; Брюэр, Энди; Коркер, Николас; Дуглас, Грант; Эгемос, Сара; Гамильтон, Дэвид; Хаттон-Эллис, Тристан; Хузер, Брайан; Ли, Вэй; Мейс, Себастьян; Мосс, Брайан; Люрлинг, Микель; Филлипс, Джефф; Ясери, Саид; Спирс, Брайан (2014). «Геоинженерия в озерах: желанная привлекательность или фатальное отвлечение?». Внутренние воды . 4 (4): 349–356. Бибкод : 2014InWat...4..349M. дои : 10.5268/IW-4.4.769. hdl : 10072/337267 . S2CID  55610343.
  99. ^ «Департамент природных ресурсов штата Висконсин» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 ноября 2009 г. Проверено 3 августа 2010 г.
  100. ^ Дуглас, Великобритания; Гамильтон, ДП; Робб, MS; Пан, Г.; Спирс, Б.М.; Лурлинг, М. (2016). «Руководящие принципы разработки и применения твердофазных адсорбентов фосфора для пресноводных экосистем» (PDF) . Водная экология . 50 (3): 385–405. Бибкод : 2016AqEco..50..385D. дои : 10.1007/s10452-016-9575-2. hdl : 10072/406333. S2CID  18154662. Архивировано (PDF) из оригинала 19 сентября 2020 г. Проверено 15 декабря 2019 г.
  101. ^ Люрлинг, Микель; Маккей, Элеонора; Райтцель, Каспер; Спирс, Брайан М. (2016). «Редакционная статья – Критический взгляд на геоинженерию для управления эвтрофикацией озер» (PDF) . Исследования воды . 97 : 1–10. Бибкод : 2016WatRe..97....1L. doi :10.1016/J.WATRES.2016.03.035. PMID  27039034. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2020 г. Проверено 15 декабря 2019 г.
  102. ^ Хузер, Брайан Дж.; Эгемос, Сара; Харпер, Харви; Хапфер, Майкл; Дженсен, Хеннинг; Пилигрим, Кейт М.; Райтцель, Каспер; Рыдин, Эмиль; Футтер, Мартин (2016). «Долговечность и эффективность добавок алюминия для уменьшения выброса фосфора в отложения и восстановления качества воды в озере». Исследования воды . 97 : 122–132. Бибкод : 2016WatRe..97..122H. дои : 10.1016/j.watres.2015.06.051 . ПМИД  26250754.
  103. ^ Люрлинг, Микель; Остерхаут, Франк ван (2013). «Контроль эвтрофикации путем комбинированного цветения осадков и инактивации фосфора в отложениях». Исследования воды . 47 (17): 6527–6537. Бибкод : 2013WatRe..47.6527L. doi :10.1016/j.watres.2013.08.019. ПМИД  24041525.
  104. ^ Нюрнберг, Гертруда К. (2017). «Попытка управления цианобактериями с помощью Фослока (глины, модифицированной лантаном) в канадских озерах: результаты и прогнозы качества воды». Управление озерами и водохранилищами . 33 (2): 163–170. Бибкод : 2017LRMan..33..163N. дои : 10.1080/10402381.2016.1265618. S2CID  89762486.
  105. ^ Эпе, Тим Себастьян; Финстерле, Карин; Ясери, Саид (2017). «Девять лет управления фосфором с помощью модифицированного лантаном бентонита (Phoslock) в эвтрофном мелководном озере в Германии». Управление озерами и водохранилищами . 33 (2): 119–129. Бибкод : 2017LRMan..33..119E. дои : 10.1080/10402381.2016.1263693. S2CID  90314146.
  106. ^ Кеннеди, Роберт Х.; Кук, Г. Деннис (июнь 1982 г.). «Контроль озерного фосфора с помощью сульфата алюминия: определение дозы и методы применения». Журнал Американской ассоциации водных ресурсов . 18 (3): 389–395. Бибкод : 1982JAWRA..18..389K. doi :10.1111/j.1752-1688.1982.tb00005.x. ISSN  1093-474X.
  107. ^ Хузер, Брайан Дж.; Эгемос, Сара; Харпер, Харви; Хапфер, Майкл; Дженсен, Хеннинг; Пилигрим, Кейт М.; Райтцель, Каспер; Рыдин, Эмиль; Футтер, Мартин (2016). Долговечность и эффективность добавления алюминия для уменьшения выделения фосфора в отложениях и восстановления качества воды в озере . Фьердинген : Уппсальский университет, Лимнологический университет Упсалы. OCLC  1233676585.
  108. ^ Кук, Дж.Д., Уэлч, Э.Б., Мартин, А.Б., Фулмер, Д.Г., Хайд, Дж.Б., и Шрив, Дж.Д. (1993). Эффективность солей Al, Ca и Fe для контроля внутренней нагрузки фосфором в мелких и глубоких озерах. Гидробиология , 253 (1), 323-335.
  109. ^ Райке, А.; Пиетиляйнен, О. -П.; Реколайнен, С.; Кауппила, П.; Питканен, Х.; Ниеми, Дж.; Раателанд, А.; Вуоренмаа, Дж. (2003). «Тенденции концентрации фосфора, азота и хлорофилла а в финских реках и озерах в 1975–2000 гг.». Наука об общей окружающей среде . 310 (1–3): 47–59. Бибкод : 2003ScTEn.310...47R. дои : 10.1016/S0048-9697(02)00622-8. ПМИД  12812730.
  110. ^ Роде, В. (1969) «Кристаллизация концепций эвтрофикации в Северной Европе». В: Эвтрофикация, причины, последствия, корректирующие меры . Национальная академия наук, Вашингтон, округ Колумбия, ISBN 9780309017008 , стр. 50–64. 
  111. ^ Шиндлер, Дэвид (1974). «Эвтрофикация и восстановление экспериментальных озер: последствия для управления озерами». Наука . 184 (4139) (4139): 897–899. Бибкод : 1974Sci...184..897S. дои : 10.1126/science.184.4139.897. PMID  17782381. S2CID  25620329.
  112. ^ аб Серройя, Роберт; Дикки, Мелани; Лэмб, Клейтон; ван Оорт, Гарри; Келли, Аллисия П.; ДеМарс, Крейг; Маклафлин, Филип Д.; Лартер, Николас К.; Эрвье, Дэйв; Форд, Адам Т.; Бутин, Стэн (2021). «Трофические последствия наземной эвтрофикации для копытных, находящихся под угрозой исчезновения». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 288 (1943): 20202811. doi :10.1098/rspb.2020.2811. ISSN  0962-8452. ПМЦ 7893279 . ПМИД  33468013. 
  113. ^ аб Кларк, Кристофер М.; Белл, Майкл Д.; Бойд, Джеймс В.; Комптон, Яна Э.; Дэвидсон, Эрик А.; Дэвис, Кристина; Фенн, Марк Э.; Гейзер, Линда; Джонс, Лоуренс; Блетт, Тамара Ф. (2017). «Вызванная азотом эвтрофикация суши: каскадные эффекты и воздействие на экосистемные услуги». Экосфера . 8 (7). Бибкод : 2017Ecosp...8E1877C. дои : 10.1002/ecs2.1877 . ISSN  2150-8925. S2CID  90692016.