.2. Eutrofizarea

Cel mai important indicator reprezentativ pentru starea ecologic a unui lac de acumulare este nivelul de eutrofizare. Datorit acestui fapt, se realizeaz, la nivel global, monitorizarea calitii apei din lacurile de acumulare.Acest monitorizare const n: evaluarea vizual- prin aceasta sunt semnalate orice tip de modificari legate de aspectul calitativ al apei (miros, transparen, culoare, gust, apariia unor pelicule la suprafaa apei, fenomene legate de fondul piscicol, etc.), fiind interzise orice activiti n zona de protecie aferent lacului, care pot duna calitii apei (depozitare deeuri, evacuri de reziduri nocive, etc). analize periodice ale apei din lac. Analizele fizico-chimice i biologice urmresc n mod curent urmtorii indicatori:a) indicatori ai regimului de oxigen -O2 dizolvat, CCO-Mn, CCO-Cr, CBO5;b) indicatori ai regimului de nutrieni - amoniu, azotii,azotai, fosfai;c) indicatori ai produciei primare care constau n supravegherea calitativ i cantitativ a biocenozei planctonice (fitoplancton, zooplancton) i a biomasei umede fitoplanctonice;d) indicatori fizico-chimici i bacteriologici auxiliari - pH, CO2, Mn, Fe,alcalinitate, bacili coliformi totali, etc.Recoltarea probelor din lac se realizeaz din profile i paliere de adncime reprezentative.

DefiniiiPentru o mai bun nelegere a procesului de eutrofizare a bazinelor acvatice, n continuare, se vor prezenta mai multe definiii:Eutrofizarea este un proces care se ntlnete n evoluia unui bazin acvatic staionar i const n acumularea elementelor nutritive n interiorul acestuia. Cele mai afectate bazine acvatice staionare sunt lacurile.Apariia acestui proces pe cale natural, se produce, de regul, lent.n condiii normale, din momentul apariiei, lacurile trec prin mai multe stadii, n funcie de care se clasific n: lacuri oligotrofe - coninutul de biomas de maxim 10 mg/L; lacuri mezotrofe - biomas ntre 10-20 mg/L; lacuri eurotrofe - biomas peste 20 mg/L.Biomasa algal reprezint un elementul de baz pentru cuantificarea gradului de eutrofizare a unui lac tiind c n mod direct aceasta influeneaz starea ecofiziologica a unui lac. Acesta reprezint masa algal existent n lac, la un moment dat, funcie de cantitatea de nutrienti disponibili.n final, are loc "mbtrnirea" i dispariia lacului. n condiii naturale, durata de via a unui lac este de 10-100.000 ani.Eutrofizarea este fenomen caracteristic lacurilor, ce const n dezvoltarea excesiv a unor specii fitoplantonice, ndeosebi alge albastre, alge verzi, flagelate, diatome, ca rezultat al ptrunderii unor compui ai azotului, carbonului sau fosforului. Fenomenul de nflorire a bazinelor nchise i a apelor marine litorale este datorat diferitelor tipuri de alge care apar n urma polurii cu substane biogene a mediului acvatic.Procesul de eutrofizare const n "mbogirea" lacurilor cu substane nutritive pentru plante, cu urmtoarele efecte: proliferare excesiv a algelor i a altor plante acvatice; deteriorarea calitii apei din punct de vedere igienic i estetic; dificulti n utilizarea ei n scop potabil, agricol sau industrial.Eutrofizarea reprezint o form a polurii de tip organic. Procesul este extrem de complex i, totodata, urmat de multiple efecte cu impact negativ asupra mediului.Clasificare1. Eutrofizare natural prezint urmtoarele aspecte: procesul se desfoar lent; nutrienii care conduc la apariia procesului sunt de origine natural;n timpul desfurrii procesului exist creterii i scderi ale concentraiilor de nutrieni, n concordan cu aspectele climatice.2. Eutrofizarea artificial se caracterizeaz prin urmtoarele: ritm de evoluie accelerat; impact negativ intens asupra mediului nconjurtor; este rezultatul aportului de substane nutritive sintetice provenite din activitile desfurate de om ca de pild: utilizarea ngrmintelor n agricultur, industrializarea, creterea animalelor defriarea pdurilor, urbanizarea etc.Creterea continu a cantitilor de nutrieni ntr-un lac nu d voie sistemului s ating starea de echilibru, ceea ce conduce la apariia procesului de eutrofizare.Cauzele apariiei eutrofizriiSursele care duc la apariia procesului de eutrofizare se pot clasifica n: Surse difuze care pot fi la rndul lor:- naturale (precipitaiile sub forma lichid sau solid i procesele de eroziune i splare a solurilor)- artificiale (practicile agricole i silvice care implic utilizarea ngrmintele organice, irigaiile i deeuri de natur vegetal); Surse punctuale- naturale sau artificiale reprezentate de exemplu de afluenii care ajung n ecosistemele lacustre.Fazele de desfurare a procesuluiEfectele notabile ale creteri concentraiei de substane biogene peste valorile normale n apa lacului pot fi descrise n urmtorul mod:n prima faza are loc proliferarea i dezvoltarea excesiv a algelor i a plantelor acvatice (nflorireaapelor);n al doilea rnd se observ descompunerea algelor i a altor plante acvatice care determin creterea consumului de oxigen i ulterior apariia condiiilor anaerobe n ap, implicit apariia unor substane formate n timpul eutrofizrii ca de exemplu: amoniac, hidrogen sulfurat, dioxid de carbon, mangan, .a.Substanele biogene care parcurg circuitul biologic, n cadrul cruia suport multiple transformri biochimice n lan ajung, n final, tot n mediul acvatic. Se poate constata o asemnare cu reaciile n lan, n care elementele biogene i produii de metabolism iau parte n calitate de transportori ai lanului n metabolismul ecologic.n lipsa aciunii omului, iniierea procesului de eutrofizare n lan este rezultatul reaciilor care au loc n interiorul lacului. Ptrunderea n mediul acvatic a formelor minerale ale azotului, fosforului sau a substanelor organice uor asimilabile reprezint nceputul desfurrii lanului (ciclului) metabolic.Ciclul metabolic se poate reprezenta ca n Fig.3.2.1 i reprezint doar o schem calitativ a circuitului substanelor biogene n interiorul bazinului acvatic.

Fig.3.2.1. Reprezentarea schematic a ciclului metabolicn - lungimea lanului metabolic (transformarea Bn conduce la apariia formelor biogene iniiale ale elementului B);k1 - constanta vitezei de transformare biochimic a lui B n prima verig a lanului metabolic;Bi, Bn - formele intermediare ale transformrii elementului B.n natur, se realizeaz o multitudine de cicluri metabolice de tipul celui prezentat n Fig. 3.2.1 care se interconecteaz. n condiii staionare, cantitatea transportorului lanului metabolic Bi se poate aprecia n funcie de constantele vitezelor de formare i respectiv transformrile suportate ulterior. ns atingerea strii staionare se realizeaz n situaia egalizrii vitezelor de iniiere i respectiv de rupere. Ruperea lanului metabolic se poate face prin evacuarea substanelor biogene din lac, prin stocarea n sedimentele de pe fundul lacului, concomitent cu ndeprtarea petilor din lac n timpul pescuitului etc.Iniierea lanului metabolic n lac are ca rezultat mrirea produciei primare, care semnific cantitatea de substane organice rezultat n unitate de timp din procesul de fotosintez. Dac viteza de livrare a elementului B (substant biogen sau segment al lanului trofic) n lac este mai mic fa de viteza de "iniiere" natural pe baza produciei primare din lac, contribuia adaosului lui B este nesemnificativ cu privire la procesul de eutrofizare i semnificativ la mrirea bioproductivitii lui. La viteze mari de livrare a lui B n lac, deopotriv cu creterea biodiversitii are loc i intensificarea vitezei de apariie a procesului de eutrofizare cuantificat prin: acumularea lui B sau a intermediarilor lui n sedimentele de pe fundul lacului; creterea concentraiei transporturilor substanelor biogene n lanul metabolic; schimbarea modului de rupere a lanului.Dezechilibrul legturilor ecochimice dintre componentele ecosistemului se datoreaz valorii mai mari a vitezei de iniiere antopogen fa de producia primar; situaie n care starea dinamic de echilibru a ecosistemului va fi nlocuit de starea staionar sau cvasi-staionar. Se produce o accelerare a procesului de eutrofizare cand are loc nflorirea a apei i se instaleaz deficitului de oxigen ca urmare a implicrii lui n desfurarea procesele metabolice.Practic, concentraia transportatorilor lanului metabolic, este influenat att de procesele din interiorul bazinului acvatic ct i de factorii externi.Scderea bioproductivitii bazinului acvatic prin pierderea unor segmente ale lanului trofic este datorat i poluarea mediului acvatic cu substane toxice (de exemplu: splarea ngrmintelor azotoase i fosforice de pe cmpuri, deversarea apelor uzate, etc.).n plus fa de substanele biogene exist i ali factori care determin apariia eutrofizrii, cum ar fi: micorarea schimbului de ap; construirea digurilor; poluarea apei; formarea zonelor de ap stttoare.Procesul de eutrofizare determin pierderea strii sanitare a lacului deoarece se nmulesc n exces paraziii, viruii i apar nbolnviri ale psrilor nnottoare i animalelor, punndu-se n pericol sntatea oamenilor prin intermediul crora n timp se poate ajunge la apariia hepatitei, holerei, etc.nflorirea mediului acvatic cu alge albastru-verzui i cu categorii de alge toxice, reprezint de asemenea un alt mare pericol. Aceste alge sunt o specie intermediar ntre bacterii i plante, fiind numite i cianobacterii. Proveniena lor are la baz de regul algele diatomee i cele verzi. Algele albastru-verzui au un rol foarte important n ecosistemul mediului acvatic, pentru c sunt singurele care pot asimila patru gaze: (pentru fotosintez), (respiraie), (azotfixare) i (n hemosintez).Aceste alge sunt deosebit de rezistente n condiii mai puin prielnice, fiind gsite n izvoarele fierbini (temperatura de maxim 800C) ale bazinelor acvatice, pe suprafaa zpezii, n interiorul i deasupra solului i n depunerile de fund. Fa de celelalte tipuri de alge, fotosinteza nu necesit intensiti mare ale luminii. n concluzie, cauzele principale de apariie a nfloririi apei datorit algelor albastre-verzui sunt urmtoarele:Suprasaturarea cu compui de fosfor i azot. Fosforul (P) este considerat elementul biogen limitativ, dar sunt i situaii cnd azotul (N) are acelai rol.Construcia digurilor;Reducerea regimului de curgere a apelor i de aici la crearea zonelor de ap stttoare.Regimul termic.

Mediul optim de nmulire a algelor albastre-verzui, este n apele stttoare de adnci mimici, cu temperaturi cuprinse ntre 20 i 300 C; raportul matematic de la care are loc nflorirea bazinelor acvatice este de 10.Primele semne observate n cazul nfloririi apei cu algele albastre-verzui sunt dispariia animalelor i a psrilor nottoare. Toxinele acestor alge sunt compui organici cu structur complex, care nu au miros, culoare, nu dispar prin sterilizarea apei la temperaturi ridicate i muli dintre ei sunt solubili n ap. Este strict interzis consumul de ap potabil care conine algotoxine, deoarece valoarea toxicitii lor nu poate fi nc comparat cu nimic. Procesele de formare a toxinelor nu sunt nc tiute, nici mcar ncercrile din laborator nu au avut rezultatele notabile i din acest motiv se consider c toxinele acestor alge sunt o arm chimic mpotriva altor microorganismelor acvatice.Consecinele apariiei eutrofizriiO parte din consecinele eutrofizrii bazinele acvatice sunt enumerate n continuare: creterea biomasei de alge planctonice n corpul de ap schimbarea coloraiei apei care fi verde, datorit coninutul mare de alge verzi sau diatome sau roie,conferit algele albastru-verzi sau maronii; modificrilor organoleptice (culoare, gust, miros i turbiditate) ale apei; defeciuni n staiile de tratare alimentate direct din lac prin colmatarea filtrelor i grtarelor instalaiilor de captare i tratare i totodat corodarea instalaiilor de nmagazinare a apei datorit apariiei reaciilor de precipitare a fierului i manganului. Acelai efect are loc atunci cnd n ap sunt speciile de cianoficee (Oscillatoria), care n prezena luminii corodeaz rezervoarele de oel; colmatarea biologic a lacului i reducere volumului util datorat creterii coninutului de materie organic respectiv de detritus organic la fundul lacului; scderea accentuat a coninutului de oxigen dizolvat, mai ales n zona de fund a lacului, datorit intensificrii reaciilor de descompunere a materiei organice; creterea accentuat a concentraiei de bioxid de carbon, fier, mangan, amoniac i hidrogen sulfurat datorit condiiilor anaerobe; dispariia unor specii valoroase de peti. apariia n ap a substanelor toxice eliminate de anumite specii de cinobacterii (Microcystis aeroginosa i Anabaena flos-aquae), care provoac afeciuni grave omului.Analiza principalelor metale dizovate sau aflate n suspensie n apa de ploaie, ru i de mare este prezentat n tabelele 3.2.1., 3.2.2. i 3.2.3.