stringtranslate.com

Эвтрофикация

Эвтрофикация может вызвать вредоносное цветение водорослей, подобное этому в реке недалеко от Чэнду , Китай.

Эвтрофикация — это общий термин, описывающий процесс, при котором питательные вещества накапливаются в водоеме, что приводит к увеличению роста микроорганизмов , которые могут истощать воду кислородом . [1] [2] Эвтрофикация может происходить естественным путем или в результате действий человека. Искусственная или культурная эвтрофикация происходит, когда сточные воды , промышленные сточные воды , стоки удобрений и другие источники питательных веществ попадают в окружающую среду. [3] Такое загрязнение питательными веществами обычно вызывает цветение водорослей и рост бактерий, что приводит к истощению растворенного кислорода в воде и вызывает существенную деградацию окружающей среды . [4]

Подходы к предотвращению и устранению эвтрофикации включают минимизацию точечного источника загрязнения от сточных вод и сельского хозяйства, а также других неточечных источников загрязнения. [1] Кроме того, внедрение бактерий и водорослепрепятствующих организмов, таких как моллюски и морские водоросли , также может помочь снизить загрязнение азотом, что, в свою очередь, контролирует рост цианобактерий , основного источника вредоносного цветения водорослей . [5]

История и терминология

Термин «эвтрофикация» происходит от греческого слова eutrophos , что означает «хорошо питаемый». [6] Водоемы с очень низким уровнем питательных веществ называются олиготрофными , а с умеренным уровнем питательных веществ называются мезотрофными . Продвинутая эвтрофикация может также называться дистрофическими и гипертрофными состояниями. [7] Таким образом, эвтрофикация определяется как «ухудшение качества воды из-за обогащения питательными веществами, что приводит к чрезмерному росту и гниению растений (в основном водорослей)». [8]

Эвтрофикация была признана проблемой загрязнения воды в европейских и североамериканских озерах и водохранилищах в середине 20-го века. [9] Прорывные исследования, проведенные в районе экспериментальных озер (ELA) в Онтарио, Канада, в 1970-х годах, предоставили доказательства того, что пресноводные водоемы ограничены по фосфору. ELA использует подход всей экосистемы и долгосрочные исследования всего озера пресной воды, фокусируясь на культурной эвтрофикации. [10]

Причины

Трифосфат натрия , который когда-то входил в состав многих моющих средств, был одним из основных факторов эвтрофикации.
Пример того, как почва с удобренных полей в Теннесси может превратиться в сток после шторма, создавая поток питательных веществ, которые попадают в местные водоемы, такие как озера и ручьи.

Эвтрофикация вызвана избыточной концентрацией питательных веществ, чаще всего фосфатов и нитратов , [11] хотя это зависит от местоположения. До того, как их постепенно вывели из эксплуатации в 1970-х годах, фосфатсодержащие моющие средства способствовали эвтрофикации. С тех пор сточные воды и сельское хозяйство стали доминирующими источниками фосфатов. [12] Основными источниками загрязнения азотом являются сельскохозяйственные стоки, содержащие удобрения и отходы животноводства, сточные воды и атмосферные отложения азота, образующиеся в результате сжигания или отходов животноводства. [13]

Ограничение производительности в любой водной системе зависит от скорости поступления (из внешних источников) и удаления (вымывания) питательных веществ из водоема. [14] Это означает, что некоторые питательные вещества более распространены в определенных областях, чем другие, и разные экосистемы и среды имеют разные ограничивающие факторы. Фосфор является ограничивающим фактором для роста растений в большинстве пресноводных экосистем, [15] и поскольку фосфат прочно прилипает к частицам почвы и тонет в таких областях, как водно-болотные угодья и озера, [16] из-за его распространенности в настоящее время все больше и больше фосфора накапливается внутри пресноводных водоемов. [17] [18] В морских экосистемах азот является основным ограничивающим питательным веществом; закись азота (образующаяся при сгорании ископаемого топлива ) и ее осаждение в воде из атмосферы привели к повышению уровня азота, [19] а также к повышенному уровню эвтрофикации в океане. [20]

Культурная эвтрофикация

Культурная или антропогенная эвтрофикация — это процесс, который вызывает эвтрофикацию из-за деятельности человека. [21] [22] Проблема стала более очевидной после внедрения химических удобрений в сельское хозяйство (зеленая революция середины 1900-х годов). [23] Фосфор и азот — два основных питательных вещества, которые вызывают культурную эвтрофикацию, поскольку они обогащают воду, позволяя некоторым водным растениям, особенно водорослям, быстро расти и цвести в высокой плотности. Цветение водорослей может затенять бентосные растения, тем самым изменяя общее растительное сообщество. [24] Когда водоросли отмирают, их деградация бактериями удаляет кислород, потенциально создавая бескислородные условия. Эта бескислородная среда убивает аэробные организмы (например, рыбу и беспозвоночных) в водоеме. Это также влияет на наземных животных, ограничивая их доступ к пораженной воде (например, в качестве источников питья). Отбор видов водорослей и водных растений, которые могут процветать в богатых питательными веществами условиях, может вызвать структурные и функциональные нарушения целых водных экосистем и их пищевых цепей, что приведет к потере среды обитания и биоразнообразия видов. [25]

Существует несколько источников избыточных питательных веществ от человеческой деятельности, включая стоки с удобренных полей, газонов и полей для гольфа, неочищенные сточные воды и внутреннее сгорание топлива, создающее загрязнение азотом. [26] Культурная эвтрофикация может происходить в пресноводных и соленых водоемах, мелководье является наиболее восприимчивым. В прибрежных линиях и мелководных озерах отложения часто повторно взмучиваются ветром и волнами, что может привести к выбросу питательных веществ из отложений в вышележащие воды, усиливая эвтрофикацию. [27] Ухудшение качества воды, вызванное культурной эвтрофикацией, может, таким образом, негативно повлиять на использование человеком, включая питьевое снабжение для потребления, промышленного использования и отдыха. [28]

Эвтрофикация озера Моно , представляющего собой содовое озеро, богатое цианобактериями .

Естественная эвтрофикация

Эвтрофикация может быть естественным процессом и происходит естественным образом посредством постепенного накопления осадка и питательных веществ. Естественно, эвтрофикация обычно вызывается естественным накоплением питательных веществ из растворенных фосфатных минералов и мертвых растительных веществ в воде. [29] [30]

Естественная эвтрофикация хорошо охарактеризована в озерах. Палеолимнологи теперь признают, что изменение климата, геология и другие внешние воздействия также имеют решающее значение в регулировании естественной продуктивности озер. Несколько искусственных озер также демонстрируют обратный процесс (мейотрофикацию [31] ), становясь менее богатыми питательными веществами со временем, поскольку бедные питательными веществами поступления медленно вымывают более богатую питательными веществами водную массу озера. [32] [33] Этот процесс можно наблюдать в искусственных озерах и водохранилищах, которые, как правило, являются высокоэвтрофными при первом заполнении, но могут стать более олиготрофными со временем. Главное различие между естественной и антропогенной эвтрофикацией заключается в том, что естественный процесс очень медленный, происходящий в геологических масштабах времени. [34]

Эффекты

Эвтрофикация проявляется в виде повышенной мутности в северной части Каспийского моря , полученной с помощью спутниковых снимков.

Экологические эффекты

Эвтрофикация может иметь следующие экологические последствия: увеличение биомассы фитопланктона , изменение видового состава и биомассы макрофитов , истощение растворенного кислорода , увеличение случаев гибели рыб , потеря желаемых видов рыб. [35]

Сокращение биоразнообразия

Когда экосистема испытывает увеличение питательных веществ, первичные производители пожинают плоды первыми. В водных экосистемах такие виды, как водоросли, испытывают рост популяции (называемый цветением водорослей ). Цветение водорослей ограничивает солнечный свет, доступный для обитающих на дне организмов, и вызывает большие колебания количества растворенного кислорода в воде. Кислород необходим всем аэробно дышащим растениям и животным, и он восполняется в дневное время фотосинтезирующими растениями и водорослями. В эвтрофных условиях растворенный кислород значительно увеличивается в течение дня, но значительно уменьшается после наступления темноты дышащими водорослями и микроорганизмами, которые питаются увеличивающейся массой мертвых водорослей. Когда уровень растворенного кислорода падает до гипоксического уровня, рыбы и другие морские животные задыхаются. В результате такие существа, как рыбы, креветки и особенно неподвижные донные обитатели, погибают. [36] В экстремальных случаях возникают анаэробные условия, способствующие росту бактерий. Зоны, где это происходит, известны как мертвые зоны .

Вторжение новых видов

Эвтрофикация может вызвать конкурентное высвобождение, сделав обильным обычно ограничивающее питательное вещество . Этот процесс вызывает сдвиги в видовом составе экосистем. Например, увеличение азота может позволить новым, конкурентоспособным видам вторгнуться и вытеснить первоначальные виды-поселенцы. Было показано, что это происходит в солончаках Новой Англии . [37] В Европе и Азии карп обыкновенный часто обитает в естественно эвтрофных или гиперэвтрофных районах и приспособлен к жизни в таких условиях. Эвтрофикация районов за пределами его естественного ареала частично объясняет успех рыбы в колонизации этих районов после интродукции.

Токсичность

Некоторые вредоносные цветения водорослей , возникающие в результате эвтрофикации, токсичны для растений и животных. [21] [38] Цветение пресноводных водорослей может представлять угрозу для скота. Когда водоросли умирают или их едят, выделяются нейро- и гепатотоксины , которые могут убивать животных и представлять угрозу для людей. [39] [40] Примером того, как водорослевые токсины попадают в организм человека, является отравление моллюсками . [41] Биотоксины, образующиеся во время цветения водорослей, поглощаются моллюсками ( мидиями , устрицами ), что приводит к тому, что эти продукты питания приобретают токсичность и отравляют людей. Примерами служат паралитическое , нейротоксическое и диарейное отравление моллюсками. Другие морские животные могут быть переносчиками таких токсинов, как в случае с сигуатерой , где обычно токсин накапливается хищной рыбой, которая затем отравляет людей.

Экономические эффекты

Эвтрофикация и вредоносное цветение водорослей могут иметь экономические последствия из-за увеличения затрат на очистку воды , потерь от коммерческого рыболовства и моллюсков, потерь от любительского рыболовства (сокращение количества вылавливаемой рыбы и моллюсков ) и снижения доходов от туризма (снижение воспринимаемой эстетической ценности водоема). [42] Расходы на очистку воды могут быть увеличены из-за снижения прозрачности воды (повышение мутности ). Также могут возникнуть проблемы с цветом и запахом во время очистки питьевой воды.

Влияние на здоровье

Влияние на здоровье человека включает избыток нитратов в питьевой воде ( синдром синюшного ребенка ); побочные продукты дезинфекции в питьевой воде. [43] Плавание в воде, затронутой вредоносным цветением водорослей, может вызвать сыпь на коже и проблемы с дыханием. [44]

Причины и следствия для различных типов водоемов

Цветение водорослей в озере Валенсия, крупнейшем пресноводном озере Венесуэлы. С 1976 года озеро страдает от эвтрофикации, вызванной сточными водами.

Пресноводные системы

Одним из ответов на добавление питательных веществ в водных экосистемах является быстрый рост микроскопических водорослей, что приводит к цветению водорослей . В пресноводных экосистемах образование плавающих цветущих водорослей обычно происходит за счет азотфиксирующих цианобактерий (сине-зеленых водорослей). Такой результат благоприятствует, когда растворимый азот становится ограниченным, а поступление фосфора остается значительным. [45] Загрязнение питательными веществами является основной причиной цветения водорослей и избыточного роста других водных растений, что приводит к чрезмерной конкуренции за солнечный свет, пространство и кислород. Усиление конкуренции за добавленные питательные вещества может привести к потенциальному нарушению целых экосистем и пищевых цепей, а также к потере среды обитания и биоразнообразия видов. [25]

Когда перепроизводимые макрофиты и водоросли умирают в эвтрофной воде, их разложение дополнительно потребляет растворенный кислород. Истощенные уровни кислорода, в свою очередь, могут привести к гибели рыбы и ряду других эффектов, сокращающих биоразнообразие. Питательные вещества могут концентрироваться в бескислородной зоне, часто в более глубоких водах, отрезанных стратификацией водной толщи, и могут быть снова доступны только во время осеннего оборота в умеренных зонах или в условиях турбулентного течения. Мертвые водоросли и органическая нагрузка, переносимая притоками воды в озеро, оседают на дно и подвергаются анаэробному брожению, выделяя парниковые газы, такие как метан и CO2 . Часть метанового газа может окисляться анаэробными бактериями окисления метана, такими как Methylococcus capsulatus , которые, в свою очередь, могут служить источником пищи для зоопланктона . [46] Таким образом, может иметь место самоподдерживающийся биологический процесс, создающий первичный источник пищи для фитопланктона и зоопланктона в зависимости от наличия достаточного количества растворенного кислорода в водоеме. [47]

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 густых водорослей в поверхностных водах может затенять более глубокие воды и снижать жизнеспособность бентосных растений-убежищ, что в результате оказывает воздействие на более широкую экосистему. [24] [48] Эвтрофикация также снижает ценность рек, озер и эстетическое наслаждение. Проблемы со здоровьем могут возникнуть там, где эвтрофные условия мешают очистке питьевой воды . [49]

Фосфор часто считается основным виновником в случаях эвтрофикации в озерах, подверженных загрязнению «точечным источником» из канализационных труб. Концентрация водорослей и трофическое состояние озер хорошо соответствуют уровням фосфора в воде. Исследования, проведенные в районе экспериментальных озер в Онтарио, показали связь между добавлением фосфора и скоростью эвтрофикации. Более поздние стадии эвтрофикации приводят к цветению азотфиксирующих цианобактерий, ограниченному исключительно концентрацией фосфора. [50] Эвтрофикация на основе фосфора в пресноводных озерах рассматривалась в нескольких случаях.

Прибрежные воды

Эвтрофикация является распространенным явлением в прибрежных водах , где азотные источники являются основными виновниками. [21] В прибрежных водах азот обычно является ключевым ограничивающим питательным веществом морских вод (в отличие от пресноводных систем, где фосфор часто является ограничивающим питательным веществом). Поэтому уровни азота более важны, чем уровни фосфора для понимания и контроля проблем эвтрофикации в соленой воде. [52] Эстуарии , как интерфейс между пресной и соленой водой, могут быть ограничены как фосфором, так и азотом и обычно демонстрируют симптомы эвтрофикации. Эвтрофикация в эстуариях часто приводит к гипоксии или аноксии придонных вод, что приводит к гибели рыбы и деградации среды обитания. [53] Подъем глубинных вод в прибрежных системах также способствует повышению производительности, перемещая глубокие, богатые питательными веществами воды на поверхность, где питательные вещества могут усваиваться водорослями .

Примерами антропогенных источников загрязнения прибрежных вод азотом являются садковое выращивание рыбы и выбросы аммиака при производстве кокса из угля. [54] Помимо стока с суши, отходов от рыбоводства и промышленных выбросов аммиака, атмосферный фиксированный азот может быть важным источником питательных веществ в открытом океане. Это может составлять около трети внешнего (непереработанного) азотного снабжения 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 питательных веществ, так и от светового обеспечения, причем последнее является важным ограничивающим фактором в водах вблизи берега, где повторное взвесь осадка часто ограничивает проникновение света.

Питательные вещества поступают в прибрежные воды с суши через реки и грунтовые воды, а также через атмосферу. Также существует важный источник из открытого океана, через смешивание относительно богатых питательными веществами глубинных океанских вод. [56] Поступления питательных веществ из океана мало изменяются в результате деятельности человека, хотя изменение климата может изменить потоки воды через разлом шельфа. Напротив, поступление с суши в прибрежные зоны питательных веществ азота и фосфора увеличилось в результате деятельности человека во всем мире. Степень увеличения сильно варьируется от места к месту в зависимости от деятельности человека в водосборах. [57] [58] Третье ключевое питательное вещество, растворенный кремний , в основном поступает из- за выветривания осадков в реки и из прибрежных вод и, следовательно, гораздо меньше подвержено влиянию деятельности человека.

Эффекты прибрежной эвтрофикации

Эти растущие поступления азота и фосфора оказывают давление эвтрофикации на прибрежные зоны. Это давление варьируется географически в зависимости от деятельности водосбора и связанной с этим нагрузки по питательным веществам. Географическое положение прибрежной зоны является еще одним важным фактором, поскольку оно контролирует разбавление нагрузки по питательным веществам и обмен кислородом с атмосферой. Эффекты этого давления эвтрофикации можно увидеть несколькими различными способами:

  1. Спутниковый мониторинг свидетельствует 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 питательных веществ и изменения пропорций ключевых питательных веществ. В частности, увеличение поступления азота и фосфора, наряду с гораздо меньшими изменениями поступления кремния, приводит к изменениям в соотношении азота и фосфора к кремнию. Эти изменяющиеся соотношения питательных веществ приводят к изменениям в видовом составе фитопланктона, особенно ставя в невыгодное положение виды фитопланктона, богатые кремнием, такие как диатомовые водоросли, по сравнению с другими видами. [56] Этот процесс приводит к развитию неприятного цветения водорослей в таких областях, как Северное море [60] (см. также Конвенцию OSPAR ) и Черное море . [61] В некоторых случаях обогащение питательными веществами может привести к вредоносному цветению водорослей (ВЦВ). Такое цветение может происходить естественным образом, но есть веские доказательства того, что оно усиливается в результате обогащения питательными веществами, хотя причинно-следственная связь между обогащением питательными веществами и ВЦВ не является прямой. [62]
  3. Кислородное истощение существовало в некоторых прибрежных морях, таких как Балтийское, в течение тысяч лет . В таких областях структура плотности водной толщи серьезно ограничивает смешивание водной толщи и связанное с этим насыщение кислородом глубоких вод. Однако увеличение поступления бактериально разлагаемых органических веществ в такие изолированные глубокие воды может усугубить такое кислородное истощение 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 последующим цветением водорослей. [51] Изменение климата, как правило, имеет тенденцию к увеличению стратификации водной толщи и, таким образом, усугубляет эту проблему кислородного истощения. [63] Примером такого прибрежного кислородного истощения является Мексиканский залив , где с 1950-х годов образовалась область сезонной аноксии площадью более 5000 квадратных миль. Увеличенная первичная продукция, вызывающая эту аноксию, подпитывается питательными веществами, поставляемыми рекой Миссисипи . [64] Похожий процесс был зарегистрирован в Черном море. [61]
  4. Гиполимнетическое кислородное истощение может привести к летнему «умерщвлению». Во время летней стратификации , поступления органических веществ и осаждение первичных производителей могут увеличить скорость дыхания в гиполимнионе . Если кислородное истощение становится экстремальным, аэробные организмы (например, рыбы) могут погибнуть, что приводит к так называемому «летнему умерщвлению». [65]

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%. [66] В Южной Африке исследование, проведенное CSIR с использованием дистанционного зондирования, показало, что более 60% обследованных водоемов были эвтрофными. [67]

Институт мировых ресурсов выявил 375 гипоксических прибрежных зон в мире, сосредоточенных в прибрежных районах Западной Европы, восточного и южного побережья США и Восточной Азии , особенно в Японии . [68]

Профилактика

Как общество, мы можем предпринять определенные шаги для минимизации эвтрофикации, тем самым уменьшая ее вредное воздействие на людей и другие живые организмы с целью поддержания здоровой нормы жизни, некоторые из которых приведены ниже:

Минимизация загрязнения сточными водами

Существует множество различных способов устранения культурной эвтрофикации, когда неочищенные сточные воды являются точечным источником загрязнения. Например, очистные сооружения могут быть модернизированы для биологического удаления питательных веществ, чтобы они сбрасывали гораздо меньше азота и фосфора в принимающий водоем. Однако даже при хорошей вторичной очистке большинство конечных стоков из очистных сооружений содержат значительные концентрации азота в виде нитрата, нитрита или аммиака. Удаление этих питательных веществ является дорогостоящим и часто сложным процессом.

Законы, регулирующие сброс и очистку сточных вод, привели к резкому сокращению питательных веществ в окружающих экосистемах. [69] Поскольку основным источником неточечного источника нагрузки питательных веществ в водоемах 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 быть основной заботой политики в отношении эвтрофикации.

Минимизация загрязнения питательными веществами в сельском хозяйстве

Есть много способов помочь исправить культурную эвтрофикацию, вызванную сельским хозяйством. Некоторые рекомендации, выпущенные Министерством сельского хозяйства США: [70]

  1. Методы управления питательными веществами - Любой, кто использует удобрения, должен применять удобрения в правильном количестве, в правильное время года, правильным методом и размещением. Органически удобренные поля могут «значительно сократить вредное выщелачивание нитратов» по ​​сравнению с традиционно удобренными полями. [71] В некоторых случаях воздействие эвтрофикации выше при органическом производстве, чем при традиционном. [72] В Японии количество азота, производимого скотом, достаточно для удовлетворения потребностей в удобрениях для сельскохозяйственной отрасли. [73]
  2. Круглогодичное покрытие почвы — покровная культура предотвратит периоды голой земли, тем самым предотвратив эрозию и вымывание питательных веществ даже после окончания вегетационного периода.
  3. Посадка буферных зон на полях - путем посадки деревьев, кустарников и трав вдоль краев полей, чтобы помочь уловить сток и поглотить некоторые питательные вещества до того, как вода попадет в близлежащий водоем. [74] Прибрежные буферные зоны являются интерфейсами между текущим водоемом и землей и были созданы вблизи водных путей в попытке отфильтровать загрязняющие вещества; осадок и питательные вещества откладываются здесь, а не в воде. Создание буферных зон вблизи ферм и дорог - еще один возможный способ предотвратить перемещение питательных веществ слишком далеко.
  4. Противоэрозионная обработка почвы. Снижение частоты и интенсивности обработки почвы повышает вероятность впитывания питательных веществ в почву.
Эвтрофикация в канале.

Политика

Рамочная программа ООН по целям в области устойчивого развития признает разрушительные последствия эвтрофикации для морской среды. Она установила временные рамки для создания Индекса прибрежной эвтрофикации и плотности плавающего пластикового мусора (ICEP) в рамках Цели устойчивого развития 14 (жизнь под водой). [75] В ЦУР 14 конкретно указана задача: «к 2025 году предотвратить и существенно сократить загрязнение морской среды всех видов, в частности, в результате деятельности на суше, включая загрязнение морским мусором и питательными веществами». [76]

Политика и правила представляют собой набор инструментов для минимизации причин эвтрофикации. [77] Неточечные источники загрязнения являются основными факторами эвтрофикации, и их воздействие можно минимизировать с помощью общепринятых методов ведения сельского хозяйства. Сокращение количества загрязняющих веществ, которые достигают водораздела, может быть достигнуто путем защиты его лесного покрова, уменьшения количества эрозии, просачивающейся в водораздел. Кроме того, посредством эффективного контролируемого использования земли с использованием устойчивых методов ведения сельского хозяйства для минимизации деградации земель , можно сократить количество почвенного стока и азотных удобрений, достигающих водораздела. [78] Технология утилизации отходов представляет собой еще один фактор предотвращения эвтрофикации.

Поскольку водоем может оказывать влияние на широкий круг людей, выходящее далеко за пределы водораздела, необходимо сотрудничество между различными организациями для предотвращения проникновения загрязняющих веществ, которые могут привести к эвтрофикации. Агентства, начиная от правительств штатов и заканчивая организациями по управлению водными ресурсами и неправительственными организациями, вплоть до местного населения, несут ответственность за предотвращение эвтрофикации водоемов. В Соединенных Штатах наиболее известным межгосударственным усилием по предотвращению эвтрофикации является Чесапикский залив . [79]

Отмена и исправление

Сокращение поступления питательных веществ является важнейшим предварительным условием для восстановления. Тем не менее, есть два предостережения: во-первых, это может занять много времени, в основном из-за хранения питательных веществ в отложениях . Во-вторых, восстановление может потребовать больше, чем простое изменение поступления, поскольку иногда существует несколько стабильных, но очень разных экологических состояний. [80] Восстановление эвтрофированных озер происходит медленно, часто требуя нескольких десятилетий. [18]

В экологической реабилитации технологии удаления питательных веществ включают биофильтрацию , которая использует живой материал для захвата и биологического разложения загрязняющих веществ. Примерами служат зеленые пояса, прибрежные зоны, естественные и искусственные водно-болотные угодья и очистные пруды.

Прогнозирование цветения водорослей

Национальное управление океанических и атмосферных исследований США создало инструмент прогнозирования для таких регионов, как Великие озера. [81]

Биоэкстракция питательных веществ

Биоэкстракция питательных веществ — это биоремедиация с участием культивируемых растений и животных. Биоэкстракция питательных веществ или биоуборка — это практика выращивания и сбора моллюсков и водорослей для удаления азота и других питательных веществ из природных водоемов. [82]

Моллюски в эстуариях

Мидии являются примером организмов, которые действуют как биоэкстракторы питательных веществ. Они потребляют азот из воды, истощая водоросли их питательными веществами.

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 уровни азота в эстуариях ниже пороговых значений, то устрицы эффективно предотвращают ответные меры и расходы на соблюдение требований, которые в противном случае понесли бы стороны, ответственные за выбросы азота. [83] Несколько исследований показали, что устрицы и мидии могут существенно влиять на уровни азота в эстуариях. [84] [85] [86] Фильтрующая деятельность считается полезной для качества воды [87] за счет контроля плотности фитопланктона и секвестрации питательных веществ, которые могут быть удалены из системы через сбор моллюсков, захоронены в отложениях или потеряны через денитрификацию . [88] [89] Основополагающая работа по идее улучшения качества морской воды путем выращивания моллюсков была проведена Оддом Линдалем и др. с использованием мидий в Швеции. [90] В Соединенных Штатах проекты по восстановлению моллюсков были реализованы на восточном, западном и побережье Мексиканского залива. [91]

Выращивание морских водорослей

Исследования продемонстрировали потенциал морских водорослей для улучшения уровня азота. [92] [93] Аквакультура морских водорослей дает возможность смягчить и адаптироваться к изменению климата. [94] Морские водоросли, такие как ламинария, также поглощают фосфор и азот [95] и, таким образом, помогают удалять излишки питательных веществ из загрязненных частей моря. [96] Некоторые культивируемые морские водоросли обладают очень высокой продуктивностью и могут поглощать большие количества N, P, CO 2 , производя большие количества O 2 , что оказывает превосходное влияние на снижение эвтрофикации. [97] Считается, что выращивание морских водорослей в больших масштабах должно стать хорошим решением проблемы эвтрофикации в прибрежных водах .

Геоинженерия

Применение фосфорного сорбента в озере - Нидерланды

Другим методом борьбы с гипоксией /эвтрофикацией в локальных ситуациях является прямая инъекция сжатого воздуха, метод, используемый при восстановлении района Солфорд-Докс Манчестерского судоходного канала в Англии. [98] Для водоемов меньшего масштаба, таких как пруды аквакультуры, стандартным является аэрация с помощью насоса. [99]

Химическое удаление фосфора

Удаление фосфора может устранить эвтрофикацию. [100] [101] Из нескольких фосфатных сорбентов практический интерес представляют квасцы ( сульфат алюминия ). [102] ) Было исследовано множество материалов. [103] [104] Фосфатный сорбент обычно применяется на поверхности водоема, и он опускается на дно озера, восстанавливая фосфат, такие сорбенты применялись во всем мире для управления эвтрофикацией и цветением водорослей (например, под коммерческим названием Phoslock ). [105] [106] [107] [108] [109] В ходе масштабного исследования 114 озер контролировались на предмет эффективности квасцов в снижении содержания 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 лет в мелких озерах), результаты демонстрируют эффективность квасцов в контроле фосфора в озерах. [110] Обработка квасцами менее эффективна в глубоких озерах, а также в озерах со значительной внешней нагрузкой фосфора. [111]

Финские меры по удалению фосфора начались в середине 1970-х годов и были нацелены на реки и озера, загрязненные промышленными и муниципальными сбросами. Эти усилия имели 90% эффективность удаления. [112] Тем не менее, некоторые целевые точечные источники не показали снижения стока, несмотря на усилия по сокращению.

Смотрите также

Внешние ссылки

Найдите информацию об эвтрофикации в Викисловаре, бесплатном словаре.

Ссылки

  1. ^ ab "Питательные вещества и эвтрофикация | Геологическая служба США". www.usgs.gov . Получено 9 февраля 2024 г. .
  2. ^ Aczel MR (2019). «Что такое азотный цикл и почему он имеет ключевое значение для жизни?». Frontiers for Young Minds . 7. doi : 10.3389/frym.2019.00041 . hdl : 10044/1/71039 .
  3. ^ "Культурная эвтрофикация | экология | Britannica". www.britannica.com . Получено 9 февраля 2024 г. .
  4. ^ Carpenter SR (2008). «Контроль фосфора имеет решающее значение для смягчения эвтрофикации». Труды Национальной академии наук . 105 (32): 11039–11040. Bibcode : 2008PNAS..10511039C. doi : 10.1073/pnas.0806112105 . PMC 2516213. PMID  18685114 . 
  5. ^ «Эвтрофикация и аквакультура устриц в эстуарии реки Потомак». Веб-сайт прибрежной науки NCCOS . Получено 9 февраля 2024 г.
  6. ^ "eutrophia", American Heritage Dictionary of the English Language (пятое издание), Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company, 2016, архивировано из оригинала 11 марта 2018 г. , извлечено 10 марта 2018 г.
  7. ^ Wetzel R (1975). Лимнология . Филадельфия-Лондон-Торонто: WB Saunders. стр. 743. ISBN 0-7216-9240-0.
  8. ^ Смил В. «Азотный цикл и мировое производство продовольствия» (PDF) .
  9. ^ Роде, В. (1969) «Кристаллизация концепций эвтрофикации в Северной Европе». В: Эвтрофикация, причины, последствия, коррективы . Национальная академия наук, Вашингтон, округ Колумбия, ISBN 9780309017008 , стр. 50–64. 
  10. ^ Schindler D (1974). «Эвтрофикация и восстановление в экспериментальных озерах: последствия для управления озерами». Science . 184 (4139) (4139): 897–899. Bibcode :1974Sci...184..897S. doi :10.1126/science.184.4139.897. PMID  17782381. S2CID  25620329.
  11. ^ Шиндлер, Дэвид и Валлентайн, Джон Р. (2004) Чрезмерное удобрение пресных вод и эстуариев мира , Издательство Альбертского университета, стр. 1, ISBN 0-88864-484-1 
  12. ^ Вернер, Вильфрид (2002) «Удобрения, 6. Экологические аспекты». Энциклопедия промышленной биологии Ульмана , Wiley-VCH, Вайнхайм. doi :10.1002/14356007.n10_n05
  13. ^ Fowler D , Coyle M, Skiba U, Sutton MA, Cape JN, Reis S, Sheppard LJ, Jenkins A, Grizzetti B, Galloway JN, Vitousek P (2013). "Глобальный цикл азота в двадцать первом веке". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 368 (1621): 20130164. doi :10.1098/rstb.2013.0164. PMC 3682748 . PMID  23713126. 
  14. ^ Мур CM, Миллс MM, Арриго К.Р., Берман-Франк I, Бопп Л., Бойд П.В., Гэлбрейт Э.Д., Гейдер Р.Дж., Гиё С., Жаккард С.Л., Джикеллс Т.Д., Ла Рош Дж., Лентон Т.М., Маховальд Н.М., Мараньон Э. (сентябрь) 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.
  15. ^ Elser JJ, Bracken ME, Cleland EE, Gruner DS, Harpole WS, Hillebrand H, Ngai JT, Seabloom EW, Shurin JB, Smith JE (июль 2007 г.). «Глобальный анализ ограничения азота и фосфора первичными продуцентами в пресноводных, морских и наземных экосистемах». Ecology Letters . 10 (12): 1135–1142. Bibcode : 2007EcolL..10.1135E. doi : 10.1111/j.1461-0248.2007.01113.x. hdl : 1903/7447 . ISSN  1461-023X. PMID  17922835. S2CID  12083235.
  16. ^ "Основы фосфора: понимание форм фосфора и их круговорота в почве". Alabama Cooperative Extension System . Получено 10 февраля 2024 г.
  17. ^ US EPA OW (27 ноября 2013 г.). «Индикаторы: Фосфор». www.epa.gov . Получено 10 февраля 2024 г. .
  18. ^ ab Schindler DW (2012). «Дилемма контроля культурной эвтрофикации озер». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 279 (1746): 4322–4333. doi :10.1098/rspb.2012.1032. PMC 3479793. PMID  22915669 . 
  19. ↑ Reay D (9 ноября 2002 г.). «Источники закиси азота — океаны». ghgonline . Архивировано из оригинала 7 декабря 2023 г. . Получено 11 февраля 2024 г. .
  20. ^ Bristow L, Mohr W (2017). «Питательные вещества, ограничивающие рост в океане». Current Biology . 27 (11): R431–R510. Bibcode : 2017CBio...27.R474B. doi : 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. Получено 17 июня 2021 г.
  21. ^ abc Smith VH, Schindler DW (2009). «Наука об эвтрофикации: куда мы идем отсюда?». Trends in Ecology & Evolution . 24 (4): 201–207. doi :10.1016/j.tree.2008.11.009. PMID  19246117.
  22. ^ Культурная эвтрофикация Архивировано 4 мая 2015 г. в Wayback Machine (2010) Encyclopedia Britannica . Получено 26 апреля 2010 г. из Encyclopedia Britannica Online:
  23. ^ Смил В. (ноябрь 2000 г.). «Фосфор в окружающей среде: естественные потоки и вмешательство человека». Ежегодный обзор энергетики и окружающей среды . 25 (1): 53–88. doi : 10.1146/annurev.energy.25.1.53 . ISSN  1056-3466.
  24. ^ ab Moss B (1983). «Норфолкский Бродленд: Эксперименты по восстановлению сложного водно-болотного угодья». Biological Reviews . 58 (4): 521–561. doi :10.1111/j.1469-185X.1983.tb00399.x. ISSN  1469-185X. S2CID  83803387. Архивировано из оригинала 8 февраля 2022 г. . Получено 8 февраля 2022 г. .
  25. ^ ab Rabalais NN (март 2002 г.). «Азот в водных экосистемах». Ambio: Журнал окружающей среды человека . 31 (2): 102–112. Bibcode :2002Ambio..31..102R. doi :10.1579/0044-7447-31.2.102. PMID  12077998. S2CID  19172194.
  26. ^ Шиндлер, Дэвид В., Валлентайн, Джон Р. (2008). Водорослевая чаша: избыточное удобрение пресных вод и эстуариев мира , Издательство Альбертского университета, ISBN 0-88864-484-1 . 
  27. ^ Qin B, Yang L, Chen F, Zhu G, Zhang L, Chen Y (1 октября 2006 г.). «Механизм и контроль эвтрофикации озер». Chinese Science Bulletin . 51 (19): 2401–2412. Bibcode : 2006ChSBu..51.2401Q. doi : 10.1007/s11434-006-2096-y. ISSN  1861-9541. S2CID  198137333.
  28. ^ Хан МН, Мохаммад Ф (2014), Ансари АА, Гилл СС (ред.), «Эвтрофикация: проблемы и решения», Эвтрофикация: причины, последствия и контроль: том 2 , Springer Netherlands, стр. 1–15, doi :10.1007/978-94-007-7814-6_1, ISBN 978-94-007-7814-6
  29. ^ Clair N. Sawyer (май 1966 г.). «Основные концепции эвтрофикации». Журнал (Федерация контроля за загрязнением воды) . 38 (5). Wiley: 737–744. JSTOR  25035549. Архивировано из оригинала 3 июня 2021 г. . Получено 12 февраля 2021 г. .
  30. ^ Addy K (1996). "Фосфор и старение озер" (PDF) . Факты о природных ресурсах - Университет Род-Айленда . Архивировано (PDF) из оригинала 28 июля 2021 г. . Получено 16 июня 2021 г. .
  31. ^ Wetzel RG (2001). Лимнология: экосистемы озер и рек (3-е изд.). Сан-Диего: Academic Press. ISBN 0-12-744760-1. OCLC  46393244. Архивировано из оригинала 2 ноября 2020 г. . Получено 8 февраля 2022 г. .
  32. ^ Уокер, IR (2006) «Обзор хирономид», стр. 360–366 в SA EIias (ред.) Encyclopedia of Quaternary Science , том 1, Elsevier,
  33. ^ Whiteside MC (1983). «Мифическая концепция эвтрофикации». Hydrobiologia . 103 : 107–150. doi : 10.1007/BF00028437. S2CID  19039247.
  34. ^ Каллисто, Маркос; Молоцци, Хоселин и Барбоса, Хосе Лусена Этам (2014) «Эвтрофикация озер» в AA Ansari, SS Gill (ред.), Эвтрофикация: причины, последствия и контроль , Springer Science+Business Media Dordrecht. doi :10.1007/978-94-007-7814-6_5. ISBN 978-94-007-7814-6 . 
  35. ^ «Питательные вещества и эвтрофикация | Геологическая служба США». www.usgs.gov . Получено 29 сентября 2024 г. .
  36. ^ Хорриган Л., Лоуренс Р. С., Уокер П. (2002). «Как устойчивое сельское хозяйство может решить проблему вреда, наносимого индустриальным сельским хозяйством окружающей среде и здоровью человека». Перспективы охраны окружающей среды и здоровья . 110 (5): 445–456. doi :10.1289/ehp.02110445. PMC 1240832. PMID  12003747 . 
  37. ^ Bertness MD, Ewanchuk PJ, Silliman BR (2002). «Антропогенная модификация ландшафтов солончаков Новой Англии». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 99 (3): 1395–1398. Bibcode : 2002PNAS...99.1395B. doi : 10.1073 /pnas.022447299 . JSTOR  3057772. PMC 122201. PMID  11818525. 
  38. ^ Anderson DM (1994). "Красные приливы" (PDF) . Scientific American . 271 (2): 62–68. Bibcode :1994SciAm.271b..62A. doi :10.1038/scientificamerican0894-62. PMID  8066432. Архивировано (PDF) из оригинала 11 мая 2013 г. . Получено 31 марта 2013 г. .
  39. ^ Лоутон Л., GA Codd (1991). «Токсины цианобактерий (сине-зеленых водорослей) и их значение в водах Великобритании и Европы». Журнал охраны почв и водных ресурсов . 40 (4): 87–97. doi :10.1111/j.1747-6593.1991.tb00643.x.
  40. ^ Мартин А., Г. Д. Кук (1994). «Риски для здоровья в эвтрофных источниках воды». Lake Line . 14 : 24–26.
  41. ^ Shumway SE (1990). «Обзор воздействия цветения водорослей на моллюсков и аквакультуру». Журнал Всемирного общества аквакультуры . 21 (2): 65–104. Bibcode : 1990JWAS...21...65S. doi : 10.1111/j.1749-7345.1990.tb00529.x.
  42. ^ US EPA OW (2013). "The Effects: Economy". www.epa.gov . Архивировано из оригинала 28 сентября 2022 г. . Получено 15 февраля 2022 г. .
  43. ^ "The Effects: Human Health". Nutrient Pollution . EPA. 1 марта 2021 г. Архивировано из оригинала 19 февраля 2020 г. Получено 21 февраля 2022 г.
  44. ^ US EPA OW (2013). «Влияние: здоровье человека». www.epa.gov . Архивировано из оригинала 19 февраля 2020 г. . Получено 15 февраля 2022 г. .
  45. ^ Schindler DW, Hecky R, Findlay D, Stainton M, Parker B, Paterson M, Beaty K, Lyng M, Kasian SE (август 2008 г.). «Эвтрофикацию озер нельзя контролировать путем сокращения поступления азота: результаты 37-летнего эксперимента с экосистемой». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 105 (32): 11254–11258. doi : 10.1073/pnas.0805108105 . PMC 2491484. PMID  18667696 . 
  46. ^ "Климатические газы из водоемов". Архивировано из оригинала 2 февраля 2019 г. Получено 22 сентября 2018 г.
  47. ^ "Nature's Value Chain..." (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2016 г. . Получено 22 сентября 2018 г. .
  48. ^ Jeppesen E, Søndergaard M, Jensen JP, Havens KE, Anneville O, Carvalho L, Coveney MF, Deneke R, Dokulil MT, Foy B, Gerdeaux D (2005). «Реакция озер на снижение нагрузки биогенными веществами — анализ современных долгосрочных данных из 35 тематических исследований». Freshwater Biology . 50 (10): 1747–1771. Bibcode :2005FrBio..50.1747J. doi : 10.1111/j.1365-2427.2005.01415.x . ISSN  1365-2427.
  49. ^ Bartram, J., Wayne W. Carmichael, Ingrid Chorus, Gary Jones и Olav M. Skulberg (1999). "Глава 1. Введение", в: Токсичные цианобактерии в воде: руководство по их последствиям для здоровья населения, мониторингу и управлению . Всемирная организация здравоохранения . URL: Документ ВОЗ Архивировано 24 января 2007 г. на Wayback Machine
  50. ^ Higgins SN, Paterson MJ, Hecky RE, Schindler DW, Venkiteswaran JJ, Findlay DL (27 ноября 2017 г.). «Биологическая фиксация азота предотвращает реакцию эвтрофного озера на снижение нагрузки азота: данные 46-летнего эксперимента на всем озере». Экосистемы . 21 (6): 1088–1100. doi :10.1007/s10021-017-0204-2. S2CID  26030685.
  51. ^ ab Breitburg D, Levin LA, Oschlies A, Grégoire M, Chavez FP, Conley DJ, Garçon V, Gilbert D, Gutiérrez D, Isensee K, Jacinto GS (2018). "Снижение уровня кислорода в мировом океане и прибрежных водах". Science . 359 (6371). Bibcode :2018Sci...359M7240B. doi : 10.1126/science.aam7240 . PMID  29301986. S2CID  206657115.
  52. ^ Paerl HW, Valdes LM, Joyner AR, Piehler MF, Lebo ME (2004). «Решение проблем, возникающих в результате решений: Эволюция стратегии двойного управления питательными веществами для эвтрофирующего эстуария реки Ньюз, Северная Каролина». Environmental Science and Technology . 38 (11): 3068–3073. Bibcode : 2004EnST...38.3068P. doi : 10.1021/es0352350. PMID  15224737.
  53. ^ Huang J, Xu Cc, Ridoutt B, Wang Xc, Ren Pa (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. ^ "Recovery of Ammonia during Production of Coke from Coking Coal". Ispat Guru . 2019. Архивировано из оригинала 24 июня 2021 г. Получено 17 июня 2021 г.
  55. ^ Duce RA, et al. (2008). «Влияние атмосферного антропогенного азота на открытый океан». Science . 320 (5878): 893–89. Bibcode :2008Sci...320..893D. doi :10.1126/science.1150369. hdl : 21.11116/0000-0001-CD7A-0 . PMID  18487184. S2CID  11204131.
  56. ^ ab Jickells TD (1998). «Биогеохимия питательных веществ прибрежной зоны». Science . 281 (5374): 217–222. doi :10.1126/science.281.5374.217. ISSN  0036-8075. PMID  9660744.
  57. ^ Зейцингер С.П., Майорга Э., Бауман А.Ф., Кроэзе С., Бойсен А.Х., 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. ^ Jickells TD, Buitenhuis E, Altieri K, Baker AR, Capone D, Duce RA, Dentener F, Fennel K, Kanakidou M, LaRoche J, Lee K (2017). «Переоценка величины и воздействия антропогенных атмосферных выбросов азота на океан: атмосферные поступления азота». Глобальные биогеохимические циклы . 31 (2): 289–305. doi :10.1002/2016GB005586. hdl : 1874/348077 . S2CID  5158406.
  59. ^ Maúre Ed, Terauchi G, Ishizaka J, Clinton N, DeWitt M (2021). «Глобально согласованная оценка прибрежной эвтрофикации». Nature Communications . 12 (1): 6142. doi :10.1038/s41467-021-26391-9. ISSN  2041-1723. PMC 8536747. PMID  34686688 . 
  60. ^ Ltd MC. "Промежуточная оценка 2017". oap.ospar.org . Архивировано из оригинала 9 февраля 2022 г. . Получено 9 февраля 2022 г. .
  61. ^ ab Mee L, Friedrich J, Gomoiu M (2005). «Восстановление Черного моря во времена неопределенности». Океанография . 18 (2): 100–111. doi : 10.5670/oceanog.2005.45 . ISSN  1042-8275.
  62. ^ Glibert P, Burford M (2017). «Глобально меняющиеся нагрузки питательных веществ и вредоносное цветение водорослей: последние достижения, новые парадигмы и продолжающиеся проблемы». Oceanography . 30 (1): 58–69. doi : 10.5670/oceanog.2017.110 . hdl : 10072/377577 . Архивировано из оригинала 21 января 2022 г. . Получено 9 февраля 2022 г. .
  63. ^ Li G, Cheng L, Zhu J, Trenberth KE, Mann ME, Abraham JP (2020). «Увеличение стратификации океана за последние полвека». Nature Climate Change . 10 (12): 1116–1123. Bibcode : 2020NatCC..10.1116L. doi : 10.1038/s41558-020-00918-2. ISSN  1758-678X. S2CID  221985871. Архивировано из оригинала 18 февраля 2022 г. Получено 18 февраля 2022 г.
  64. ^ Rabalais NN, Turner RE (2019). «Гипоксия Мексиканского залива: прошлое, настоящее и будущее». Limnology and Oceanography Bulletin . 28 (4): 117–124. Bibcode : 2019LimOB..28..117R. doi : 10.1002/lob.10351 . ISSN  1539-6088. S2CID  209578424.
  65. ^ Wetzel, RG (2001). Лимнология: Озерные и речные экосистемы . Сан-Диего: Academic Press.
  66. ^ ILEC/Lake Biwa Research Institute [редакторы]. 1988–1993 Обзор состояния озер мира. Тома I–IV. Международный комитет по охране окружающей среды озер, Оцу и Программа ООН по окружающей среде, Найроби.
  67. ^ Мэтьюз М., Бернард С. (2015). «Эвтрофикация и цианобактерии в стоячих водоемах Южной Африки: взгляд из космоса». Южноафриканский научный журнал . 111 (5/6): 1–8. doi : 10.17159/sajs.2015/20140193 .
  68. ^ Селман, Минди (2007) Эвтрофикация: обзор состояния, тенденций, политики и стратегий. Институт мировых ресурсов.
  69. ^ Смит В. Х., Тилман Г. Д., Некола Дж. К. (1999). «Эвтрофикация: влияние избыточного поступления питательных веществ на пресноводные, морские и наземные экосистемы». Загрязнение окружающей среды . 100 (1–3): 179–196. doi :10.1016/S0269-7491(99)00091-3. PMID  15093117. S2CID  969039.
  70. ^ "Источники и решения: сельское хозяйство". Агентство по охране окружающей среды США . 12 марта 2013 г. Архивировано из оригинала 22 июня 2021 г.
  71. ^ Kramer SB (2006). «Снижение выщелачивания нитратов и повышение активности и эффективности денитрификаторов в органически удобренных почвах». Труды Национальной академии наук . 103 (12): 4522–4527. Bibcode : 2006PNAS..103.4522K. doi : 10.1073/pnas.0600359103 . PMC 1450204. PMID  16537377 . 
  72. ^ Уильямс, АГ, Одсли, Э. и Сандарс, ДЛ (2006) Определение нагрузки на окружающую среду и использования ресурсов при производстве сельскохозяйственных и садоводческих товаров Архивировано 25 сентября 2018 г. в Wayback Machine . Основной отчет. Исследовательский проект DEFR IS0205. Бедфорд: Университет Крэнфилда и DEFR.
  73. ^ Кумазава К (2002). «Азотное удобрение и загрязнение нитратами грунтовых вод в Японии: современное состояние и меры по обеспечению устойчивого сельского хозяйства». Круговорот питательных веществ в агроэкосистемах . 63 (2/3): 129–137. doi :10.1023/A:1021198721003. S2CID  22847510.
  74. ^ Carpenter SR, Caraco NF, Correll DL, Howarth RW, Sharpley AN, Smith VH (август 1998 г.). «Неточечное загрязнение поверхностных вод фосфором и азотом». Ecological Applications . 8 (3): 559. doi :10.2307/2641247. hdl : 1813/60811 . JSTOR  2641247.
  75. ^ "14.1.1 Индекс прибрежной эвтрофикации (ICEP) и плотность плавающего пластикового мусора". Программа ООН по окружающей среде . Архивировано из оригинала 13 августа 2020 г. Получено 14 октября 2020 г.
  76. ^ "Goal 14 tasks". ПРООН . Архивировано из оригинала 30 сентября 2020 г. Получено 24 сентября 2020 г.
  77. ^ «Планирование и управление озерами и водохранилищами: комплексный подход к эвтрофикации». Архивировано 11 ноября 2012 г. в Wayback Machine Программа ООН по окружающей среде, Информационный бюллетень и технические публикации. Международный центр экологических технологий. Гл. 3.4 (2000).
  78. ^ Оглсби, Р. Т., Эдмондсон, У. Т. (1966). «Контроль эвтрофикации». Журнал (Федерация по контролю за загрязнением воды) . 38 (9): 1452–1460. JSTOR  25035632.
  79. ^ Ограничение питательных веществ. Департамент природных ресурсов, Мэриленд, США.
  80. ^ May L, Olszewska J, Gunn ID, Meis S, Spears BM (2020). «Эвтрофикация и восстановление в умеренных озерах». Серия конференций IOP: Науки о Земле и окружающей среде . 535 (1): 012001. Bibcode : 2020E&ES..535a2001M. doi : 10.1088/1755-1315/535/1/012001 . ISSN  1755-1307. S2CID  225481650.
  81. ^ "Прогноз вредоносного цветения водорослей на озере Эри". NCCOS . NOAA . Получено 12 февраля 2024 г. .
  82. ^ "Обзор биоэкстракции питательных веществ". Стэмфорд, Коннектикут: Партнерство по изучению залива Лонг-Айленд. Архивировано из оригинала 6 октября 2017 г. Получено 22 марта 2018 г.
  83. ^ Kroeger T (2012). «Доллары и смысл: экономические выгоды и последствия двух проектов по восстановлению устричных рифов в северной части Мексиканского залива» (PDF) . The Nature Conservancy. Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Получено 29 мая 2013 г.
  84. ^ Newell RI, Fisher TR, Holyoke RR, Cornwell JC (2005). «Влияние восточных устриц на регенерацию азота и фосфора в заливе Чесапик, США». В Dame R, Olenin S (ред.). Сравнительная роль суспензиофагов в экосистемах . Т. 47 (NATO Science Series IV: Earth and Environmental Sciences ed.). Нидерланды: Springer. стр. 93–120.
  85. ^ Grabowski JH, Petersen CM (2007). Cuddington K, Byers JE, Wilson WG, Hastings A (ред.). Восстановление устричных рифов для восстановления экосистемных услуг (Ecosystem Engineers: Concepts, Theory and Applications ed.). Амстердам: Elsevier-Academic Press. стр. 281–298.
  86. ^ Rose JM, Tedesco M, Wikfors GH, Yarish C (2010). «Международный семинар по биоэкстракционным технологиям для рекультивации питательных веществ. Сводный отчет». Министерство торговли США, Северо-Восточный рыбный научный центр. Справочный документ. 10–19; 12 стр. Доступно по адресу: Национальная служба морского рыболовства, 166 Water Street, Woods Hole, MA 02543-1026. Архивировано из оригинала 29 октября 2019 г. Получено 15 февраля 2022 г.
  87. ^ Беркхолдер, Джоанн М. и Сандра Э. Шамвэй. (2011) «Аквакультура двустворчатых моллюсков и эвтрофикация», в книге « Аквакультура моллюсков и окружающая среда ». Ред. Сандра Э. Шамвэй. John Wiley & Sons, ISBN 0-8138-1413-8 . 
  88. ^ Kaspar HF, Gillespie PA, Boyer IC, MacKenzie AL (1985). «Влияние аквакультуры мидий на азотный цикл и бентосные сообщества в заливе Кенепуру, залив Мальборо, Новая Зеландия». Marine Biology . 85 (2): 127–136. Bibcode : 1985MarBi..85..127K. doi : 10.1007/BF00397431. S2CID  83551118.
  89. ^ Newell RI, Cornwell JC, Owens MS (2002). «Влияние имитированного биологического осаждения двустворчатых моллюсков и микрофитобентоса на динамику азота в осадках: лабораторное исследование». Лимнология и океанография . 47 (5): 1367–1379. Bibcode :2002LimOc..47.1367N. doi : 10.4319/lo.2002.47.5.1367 .
  90. ^ Lindahl O, Hart R, Hernroth B, Kollberg S, Loo LO, Olrog L, Rehnstam-Holm AS, Svensson J, Svensson S, Syversen U (2005). «Улучшение качества морской воды с помощью выращивания мидий: прибыльное решение для шведского общества» (PDF) . Ambio . 34 (2): 131–138. Bibcode :2005Ambio..34..131L. CiteSeerX 10.1.1.589.3995 . doi :10.1579/0044-7447-34.2.131. PMID  15865310. S2CID  25371433. Архивировано (PDF) из оригинала 22 сентября 2017 г. . Получено 1 ноября 2017 г. 
  91. ^ Брамбо, Р. Д. и др. (2006). Практическое руководство по разработке и мониторингу проектов восстановления моллюсков: подход с точки зрения экосистемных услуг. Архивировано 1 июля 2013 г. в Wayback Machine . Охрана природы, Арлингтон, Вирджиния.
  92. ^ Ким Дж. К., Крамер Г. П., Яриш К. (2014). «Оценка в полевых условиях аквакультуры морских водорослей как стратегии биоэкстракции питательных веществ в проливе Лонг-Айленд и эстуарии реки Бронкс». Аквакультура . 433 : 148–156. Bibcode : 2014Aquac.433..148K. doi : 10.1016/j.aquaculture.2014.05.034.
  93. ^ Kroeger T (май 2012 г.). «Доллары и смысл: экономические выгоды и последствия двух проектов по восстановлению устричных рифов в северной части Мексиканского залива». The Nature Conservancy . Архивировано из оригинала 3 августа 2020 г. Получено 29 июля 2020 г.
  94. ^ Duarte CM, Wu J, Xiao X, Bruhn A, Krause-Jensen D (12 апреля 2017 г.). «Может ли выращивание морских водорослей сыграть роль в смягчении последствий изменения климата и адаптации?». Frontiers in Marine Science . 4. doi : 10.3389/fmars.2017.00100 . hdl : 10754/623247 .
  95. ^ «Можем ли мы спасти океаны, размножая их?». Yale E360 . Архивировано из оригинала 19 октября 2019 г. Получено 8 марта 2019 г.
  96. ^ Xiao X, Agusti S, Lin F, Li K, Pan Y, Yu Y, Zheng Y, Wu J, Duarte CM (2017). «Удаление питательных веществ из прибрежных вод Китая крупномасштабной аквакультурой морских водорослей». Scientific Reports . 7 : 46613. Bibcode :2017NatSR...746613X. doi :10.1038/srep46613. PMC 5399451 . PMID  28429792. 
  97. ^ Duarte CM (2009), «Исследование прибрежной эвтрофикации: новое понимание», Эвтрофикация в прибрежных экосистемах , Springer Netherlands, стр. 263–269, doi :10.1007/978-90-481-3385-7_22, ISBN 978-90-481-3384-0
  98. ^ Хиндл, П. (21 августа 2003 г.). «Исследование Большого Манчестера – руководство по полевым работам: флювиогляциальные гравийные хребты Солфорда и наводнения на реке Ирвелл» (PDF) . Manchester Geographical Society . Получено 11 декабря 2007 г.стр. 13
  99. ^ "Аэрация пруда". 10 апреля 2006 г.
  100. ^ Spears BM, Maberly SC, Pan G, MacKay E, Bruere A, Corker N, Douglas G, Egemose S, Hamilton D, Hatton-Ellis T, Huser B, Li W, Meis S, Moss B, Lürling M, Phillips G, Yasseri S, Reitzel K (2014). «Геоинженерия в озерах: кризис уверенности?». Environmental Science & Technology . 48 (17): 9977–9979. Bibcode : 2014EnST...48.9977S. doi : 10.1021/es5036267. PMID  25137490. Архивировано из оригинала 21 октября 2021 г. Получено 8 сентября 2020 г.
  101. ^ MacKay E, Maberly S, Pan G, Reitzel K, Bruere A, Corker N, Douglas G, Egemose S, Hamilton D, Hatton-Ellis T, Huser B, Li W, Meis S, Moss B, Lürling M, Phillips G, Yasseri S, Spears B (2014). «Геоинженерия в озерах: желанное притяжение или фатальное отвлечение?». Inland Waters . 4 (4): 349–356. Bibcode : 2014InWat...4..349M. doi : 10.5268/IW-4.4.769. hdl : 10072/337267 . S2CID  55610343.
  102. ^ "Wisconsin Department of Natural Resources" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 28 ноября 2009 г. . Получено 3 августа 2010 г. .
  103. ^ Douglas GB, Hamilton DP, Robb MS, Pan G, Spears BM, Lurling M (2016). «Руководящие принципы разработки и применения твердофазных адсорбентов фосфора для пресноводных экосистем» (PDF) . Aquatic Ecology . 50 (3): 385–405. Bibcode :2016AqEco..50..385D. doi :10.1007/s10452-016-9575-2. hdl :10072/406333. S2CID  18154662. Архивировано (PDF) из оригинала 19 сентября 2020 г. . Получено 15 декабря 2019 г. .
  104. ^ Lürling M, MacKay E, Reitzel K, Spears BM (2016). «Редакционная статья – Критическая перспектива геоинженерии для управления эвтрофикацией в озерах» (PDF) . Water Research . 97 : 1–10. Bibcode :2016WatRe..97....1L. doi :10.1016/J.WATRES.2016.03.035. PMID  27039034. Архивировано (PDF) из оригинала 31 июля 2020 г. . Получено 15 декабря 2019 г. .
  105. ^ Huser BJ, Egemose S, Harper H, Hupfer M, Jensen H, Pilgrim KM, Reitzel K, Rydin E, Futter M (2016). «Долговечность и эффективность добавления алюминия для снижения выделения фосфора из осадка и восстановления качества воды в озере». Water Research . 97 : 122–132. Bibcode : 2016WatRe..97..122H. doi : 10.1016/j.watres.2015.06.051 . PMID  26250754.
  106. ^ Lürling M, Oosterhout Fv (2013). «Контроль эвтрофикации путем комбинированного цветения осадков и инактивации фосфора в осадках». Water Research . 47 (17): 6527–6537. Bibcode : 2013WatRe..47.6527L. doi : 10.1016/j.watres.2013.08.019. PMID  24041525.
  107. ^ Нюрнберг Г. К. (2017). «Попытка управления цианобактериями с помощью Phoslock (модифицированная лантаном глина) в канадских озерах: результаты и прогнозы качества воды». Lake and Reservoir Management . 33 (2): 163–170. Bibcode : 2017LRMan..33..163N. doi : 10.1080/10402381.2016.1265618. S2CID  89762486.
  108. ^ Эпе ТС, Финстерле К, Яссери С (2017). «Девять лет управления фосфором с помощью модифицированного лантаном бентонита (Phoslock) в эвтрофном мелководном озере для купания в Германии». Lake and Reservoir Management . 33 (2): 119–129. Bibcode : 2017LRMan..33..119E. doi : 10.1080/10402381.2016.1263693. S2CID  90314146.
  109. ^ Кеннеди Р. Х., Кук Г. Д. (июнь 1982 г.). «Контроль фосфора в озере с помощью сульфата алюминия: определение дозы и методы применения». Журнал Американской ассоциации водных ресурсов . 18 (3): 389–395. Bibcode : 1982JAWRA..18..389K. doi : 10.1111/j.1752-1688.1982.tb00005.x. ISSN  1093-474X.
  110. ^ Хузер Б.Дж., Эгемос С., Харпер Х., Хупфер М., Дженсен Х., Пилигрим К.М., Райтцель К., Райдин Э., Футтер М. (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.
  111. ^ Кук, Г. Д., Уэлч, Э. Б., Мартин, А. Б., Фулмер, Д. Г., Хайд, Дж. Б. и Шрив, Г. Д. (1993). Эффективность солей Al, Ca и Fe для контроля внутренней фосфорной нагрузки в мелких и глубоких озерах. Гидробиология , 253 (1), 323-335.
  112. ^ 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.