Цветение воды: причины и последствия

Цветения воды – естественный процесс, причиной которого является активное размножение микроскопических водорослей (преимущественно сине-зеленых). В результате вмешательства человека это явление стало более частым и вызывает ряд проблем:

• загрязнение питьевой воды токсинами, продуктами гниения;
• гибель рыбы, водных млекопитающих в реках, морях и рыбных хозяйствах;
• экономические убытки из-за снижения привлекательности туристических регионов.

К борьбе с вредным цветением воды привлечены не только природоохранные организации. В частности, NASA постоянно осуществляет мониторинг цветения воды из космоса с помощью спектрального анализа. Эта миссия называется Coastal Ocean (HICO) и первоначально планировалась как однолетнее исследование, однако NASA продлило на 3 года, и ее мощности до сих пор используются для мониторинга состояния вод [1].

Эта система мониторинга показала, как экосистема озера Эри пострадала от цветения воды, что принесло значительный экономический ущерб для региона и затронуло сразу 2 страны – США и Канаду. Когда были приняты меры, ситуация значительно улучшилась.

Однако в Украине, из-за отсутствия контроля над факторами, которые вызывают цветение водоемов, мы наблюдаем цветение Днепра, его притоков, а также прибрежной акватории Черного моря несколько раз в год.

Об этой проблеме пишут в СМИ, ее активно освещают экологические и природоохранные организации, такие как Всеукраинская экологическая лига. Они подчеркивают необходимость профилактики и правильной борьбы с цветением водоемов в Украине [2].

На фото ниже – цветение Черного моря, зафиксированное в июне 2019 года. Подобное массовое явление впервые наблюдалось в 2010 году и охватывало 80% прибрежных вод. С тех пор оно происходит ежегодно и в 2020 году продолжалось рекордные 2 месяца [3].

Какие водоросли вызывают цветение?

Вредное цветение воды чаще всего вызывают три типа водорослей:

• цианобактерии;
• динофлагелляты;
• диатомовые водоросли.

Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли, активно размножаются в пресноводных озерах, реках или лиманах. Они выделяют опасные для людей и животных токсины, которые при высокой концентрации могут не выводиться водоочистными сооружениями. Кроме того, водоросли блокируют доступ кислорода и солнечных лучей в толщу воды, что вызывает массовую гибель обитателей водоемов.

Диатомовые водоросли и динофлагелляты обычно вызывают “красные приливы” на побережье океана, морей или заливов. Они вырабатывают токсины, способные накапливаться в моллюсках и вызывать отравление людей, птиц и животных, которые их потребляют.

Почему цветение воды стало таким массовым именно в последнее десятилетие?

В природе массовое цветение фитопланктона является редким явлением, однако в результате глобализации экономики оно начало распространяться даже на нетипичные для него регионы.

Например, в 2016 году в Атлантическом океане было зафиксировано сине-зеленое цветение.

Основными причинами цветения воды по всему миру являются:

• высокая концентрация питательных веществ в воде. К ним относятся соединения азота и фосфора. Эти вещества попадают в водоемы со стоковыми водами с полей, где использовались минеральные удобрения, а также с канализационными водами, которые получают фосфаты из стиральных порошков и других моющих средств. Этим процессам также способствуют вырубка лесов и эрозия почв;
• стабильная высокая температура. Когда весной вода прогревается до 20°C и солнечного света становится достаточно для фотосинтеза, масса водорослей поднимается к поверхности и начинает активно размножаться;
• стабильные условия. Засуха, добыча воды для орошения, потребления и запасания, регулирование рек водохранилищами и дамбами – все это способствует ослаблению потоков воды в речных системах. Вода движется медленнее или становится стоячей, что стимулирует рост водорослей [5].

Для Украины наиболее массовым является сине-зеленое цветение воды, которое кроме изменения цвета воды создает еще и неприятный запах. Распространение цветения водоемов в нашей стране имеет антропогенную природу:

• замедление течения воды в реках, превращение их в каскады водохранилищ;
• увеличение антропогенной нагрузки: избыток сточных вод, поступающих из городов, промышленных и аграрных предприятий, содержащих соединения азота, фосфора, железа, кремния и органические вещества;
• применение в сельскохозяйственном производстве минеральных (фосфатных, азотных) и органических удобрений;
• домашнее использование определенных моющих средств (стиральные порошки, средства для мытья посуды, чистящие порошки), что способствует загрязнению фосфором.

При достаточно высокой температуре воды все эти виды загрязнения вод становятся источником питания для сине-зеленых водорослей, которые быстро размножаются, превращаясь в экологическую катастрофу [2].

В последние 10 лет активное хозяйствование и отсутствие регуляции загрязнения сточных вод существенно повлияли на состояние украинских водоемов. Согласно данным Национального университета биоресурсов и природопользования Украины, именно в последнее десятилетие в водоемы попало большое количество соединений азота и фосфора, которые являются катализаторами цветения воды. Выброс канализационных стоков, аварии на очистных станциях также вносят вклад в обогащение водоемов питательными веществами. Наконец, активное использование воды заводами и фермерскими хозяйствами приводит к обмелению рек, что создает оптимальные условия для роста водорослей.

Чем опасно цветения водоемов?

Как уже отмечалось, цветение водоемов вызывает массовую гибель рыбы, водных млекопитающих, а также растительности на дне. Некоторые виды водорослей выделяют токсины в процессе роста, другие разлагаются с образованием ядовитых веществ, и такая вода становится непригодной для питья и купания.

Исследование американских ученых в 2018 показало связь между ухудшением здоровья новорожденных, детей дошкольного возраста и цветением пресной воды [6]. В результате было обнаружено, что благодаря мерам очистки водозаборных водоемов были сэкономлены значительные средства, которые тратились на госпитализацию и лечение детей (в среднем $ 768 500 на каждую локальную общину).

Значительный ущерб от цветения воды испытывают туристические регионы: запрет купаться и неприглядный вид туристических локаций снижают местные доходы.

Цветение водоемов рыбных хозяйств также имеет неблагоприятные последствия для людей, даже если рыба не погибает: продукция таких хозяйств может быть токсичной (особенно это касается моллюсков и раков). Массовое вымирание рыбы может привести к банкротству малого и среднего бизнеса [7].

Можно ли остановить цветение водоемов?

На сегодня уже существуют различные виды средств, которые сдерживают рост микроскопических водорослей, убивают их и осаждают вредные продукты их жизнедеятельности. К ним относятся:

• органические и неорганические альгициды;
• микробиологические препараты, которые конкурируют с вредными водорослями за питательные вещества, но безопасны для экосистемы;
• специальные порошки, которые осаждают сине-зеленые водоросли, механически удаляя их биомассу из водоемов [8, 9].

Однако, использование этих средств на таких больших территориях, как Днепр, его притоки или побережье Черного моря, требует государственного регулирования: дотаций на очистку водоемов, более жесткого регулирования использования водных ресурсов, качества фильтрации стоковых и канализационных вод [10].

Укргидроэнерго на своей официальной странице также подчеркивает необходимость регуляции состава моющих средств (в большинстве стран ЕС уже введены ограничения по использованию фосфатов в их составе) и необходимость мер по оздоровлению водных экосистем [11].

Может ли обычный человек бороться с цветением воды?

Основным бытовым загрязнителем канализационных вод являются стиральные порошки, моющие средства на основе фосфатов и фосфонатов. Поэтому каждый может внести свою лепту, отказавшись от их использования. Существует большое количество экологичных средств бытовой химии: бесфосфатных стиральных порошков, гелей для стирки, средств для мытья посуды и т.д., которые можно легко приобрести на нашем сайте.

Своевременное выявление цветения воды также зависит от людей. Если вы заметили массовый рост водорослей в водоеме, необходимо обратиться на горячую телефонную линию местного органа управления водными ресурсами. Например, для реки Днепр эту функцию выполняет Укргидроэнерго; однако существуют также локальные областные Управления Государственного агентства рыбного хозяйства, Государственная Экологическая Инспекция.

Выводы

Цветение воды – актуальная проблема не только для экономики, но и для медицины. Улучшение качества питьевой воды должно быть приоритетом не только для государства, но и для каждого сознательного человека. Своевременный мониторинг цветения водоемов, ответственное использование бытовых химикатов, распространение информации об этой проблеме – несложные действия, которые имеют большие последствия в первую очередь для нашего с вами благополучия.

Использованные источники

1. https://www.nasa.gov/mission_pages/station/research/news/HICO_algal_blooms
2. https://www.facebook.com/all.ukrainian.environmental.league/posts/
3. https://www.dei.gov.ua/posts/448
4. https://1news.com.ua/ukraine/bilya-odesy-sposterigayetsya-czvitinnya-morya-ale-plyazhy-ne-zakryvatymut.html
5. https://www.discovermagazine.com/environment/earth-the-north
6. https://cees.iupui.edu/research/algal-toxicology/bloomfactors
7. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii
8. http://nubip.edu.ua/sites/default/files/u104.pdf
9. http://www.cearac-project.org/wg3/publications/HAB_Booklet.pdf
10. https://darg.gov.ua/_prichini_cvitinnja_vodi_i_jak_0_0_0_7563_1.html
11. https://uhe.gov.ua/media_tsentr/novyny/problema-cvitinnya-vodi-v-ukraini-yak-ii-virishiti