Цветение воды

Цвете́ние воды́ — развитие фитопланктона, вызывающее изменение цвета воды. Вызывается быстрым размножением водорослей в водоёме. Может произойти и в пресной, и в морской воде, но в основном наблюдается в пресных стоячих водах (пруды, бассейны, озёра). Как правило, только один или небольшое число видов фитопланктона участвуют в конкретном цветении. Окраска воде придаётся в связи с высокой концентрацией пигментированных клеток. Вода часто становится зелёного, но также может быть жёлто-коричневого или красного цвета (например, при быстром размножении (эвглены кровавой)), в зависимости от вида водорослей.

Цветение воды — важная проблема природопользования.

Подразделяется на цветение воды в солёных и пресноводных водоёмах. Цветение пресноводных рек и озёр, наиболее часто наблюдаемое населением, вопреки распространённым заблуждениям, является непосредственным результатом бесхозяйственного и избыточного применения неорганических минеральных удобрений, преимущественно фосфатных, а также карбонатных, нитратных и их соединений, вместе со сточными и грунтовыми водами попадающих в реки и вызывающими сезонное или круглогодичное цветение воды, характеризующееся болезнетворными микроорганизмами и стойким неприятным запахом.

Количественные показатели

Несмотря на отсутствие официально признанного порогового уровня, нормальным показателем можно считать концентрацию водорослей от сотен до тысяч клеток на миллилитр, в зависимости от их размера. При цветении концентрация водорослей может достигать миллиона клеток на миллилитр. Для мониторинга цветения воды используется измерение биомассы водорослей в сочетании с анализом их видового состава. Широко используется оценка биомассы через измерение концентрации хлорофилла. Пиковое значение концентрации хлорофилла для (бедных органикой) озёр составляет около 1–10 мкг/л, в то время как для (богатых органикой) оно может достигать 300 мкг/л, в случае максимум может достигать 3000 мкг/л.

Развитие цветения

Спутниковое изображение цветения Берингова моря, вызванного кокколитофоридами, 1998 год.

Цветение воды является результатом наличия в воде избыточных питательных веществ, особенно фосфора. Избыток углерода или азота не является причиной цветения воды. Введение в фосфатов в высоких концентрациях вызывает рост и размножение водорослей и высших растений. Последние в этих условиях вытесняются и отмирают. Мёртвое органическое вещество становится пищей для бактерий, которые его разлагают. Чем больше пищи, тем больше развивается бактерий и тем меньше в воде растворённого кислорода, используемого ими. Когда содержание растворённого кислорода уменьшается, многие рыбы и водные насекомые начинают погибать. Цветение может приводить к образованию зон замора.

Методы борьбы

Для борьбы с причинами и последствиями «цветений» водоемов цианобактериями необходимо  принимать  соответствующие  меры.  Набор возможных мер по сокращению этих вредных «цветений» варьирует  от  технических  решений  по  прямому  сокращению  цианобактериальных  биомасс  до вмешательства  в  экологическое состояние озера.Существуют два подхода к восстановлению водоемов:  

1. Профилактические меры - воздействие  на  водосборный бассейн  с  целью  снижения  внешней  нагрузки,  включающее строительство  локальных  очистных  сооружений  и  повышение эффективности очистки сточных вод, ограничение сброса сточных вод, сокращение объемов загрязняющих веществ, поступающих  с  ливневыми  сточными  водами  с  водосборной  площади, установление и соблюдение режима водоохранных зон, ограничение рекреационной нагрузки и др.

1. Оздоровительные меры - снижение  уже  возникшего  цианобактериального  «цветения».  Меры борьбы  оказывают непосредственное  влияние  на  уровень  вегетации  цианобактерий  путем  удаления  биомассы,  разбавления или перемешивания; механический сбор биомассы и др.  

Факты

• Ярко-зелёное цветение является результатом размножения синезелёных водорослей, которые фактически являются бактериями (цианобактерии). Цветение также может вызываться макроводорослями, которые не относятся к планктону. Его можно узнать по крупным лопастям водорослей, прибиваемых к берегу и делающих воду тёмной. Впервые «чёрные воды» были описаны во (Флоридском заливе) в январе 2002 года.
• Некоторые виды водорослей производят нейротоксины, в больших концентрациях эти яды могут вызвать серьёзные последствия для живой природы.
• Цветение водорослей иногда происходит в питьевой воде. В таких случаях от токсинов можно избавиться с помощью стандартных процедур (очистки воды).
• Цветение можно наблюдать в пресноводных аквариумах, когда рыб перекармливают и избыточные питательные вещества не поглощаются растениями. Оно обычно не опасно для рыбы, и ситуация может быть исправлена путём замены воды, а затем уменьшения количества выдаваемой пищи.
• Цветение водоёмов может происходить и под толстым ледовым покровом

См. также

• Фитопланктон
• Эвтрофикация
• (Красный снег)
• Красный прилив
• Мёртвая зона (экология)

Примечания

1. Gilbert, P. A.; Dejong, A. L. (1977). "The use of phosphate in detergents and possible replacements for phosphate". Ciba Foundation Symposium. Novartis Foundation Symposia (57): 253–268.
2. Diersling, Nancy. "Phytoplankton Blooms: The Basics от 15 октября 2011 на Wayback Machine" (PDF). NOAA FKNMS.
3. Hochanadel, Dave (10 December 2010). "Limited amount of total phosphorus actually feeds algae, study finds от 29 октября 2013 на Wayback Machine". Lake Scientist.
4. Zohary, T.; and R. D. Roberts. Hyperscums and the population dynamics of Microcystis aeruginosa (англ.) // ^[англ.] : journal. — 1990. — Vol. 12, no. 2. — P. 423—432. — ISSN 0142-7873. — doi:10.1093/plankt/12.2.423.
5. Bartram, J.; Wayne W. Carmichael, Ingrid Chorus, Gary Jones, and Olav M. Skulberg. Chapter 1. Introduction // Toxic Cyanobacteria in Water: A guide to their public health consequences, monitoring and management (англ.). — World Health Organization, 1999. — . 24 января 2007 года.
6. Чтобы водоем не «цвел», надо снизить поступление в него фосфора от 20 ноября 2012 на Wayback Machine Элементы.ру
7. Scientists solve riddle of toxic algae blooms  (неопр.). Victoria Times Colonist (22 июля 2008). Дата обращения: 22 июля 2008. Архивировано 14 марта 2012 года.
8. Л. Г. Корнева, А.Н. Шаров, С. И. Сиделев, А. А. Зубишина, Н. Г. Медведева, Г. А. Лазарева. «Цветение» воды цианобактериями и методы борьбы с их массовым развитием : учебное пособие / — Дуб- на : Гос. ун-т «Дубна», 2023. — 258, [2] с. (рус.). — Дубна: Гос. ун-т «Дубна», 2023. — С. 258 с.. — .
9.   (неопр.). Florida Marine Research Institute (4 мая 2002). Дата обращения: 9 июня 2007. Архивировано из оригинала 3 августа 2002 года.
10. Mysterious Black Water in Florida Bay от 12 октября 2012 на Wayback Machine Astronomy Picture of the Day, NASA, 2002-04-02
11. Фитопланктон цветет под полутораметровой арктической ледяной толщей от 7 апреля 2013 на Wayback Machine Элементы.ру