Eutrophisation

ollution

L'eutrophisation , à proprement parler, signifie une augmentation en aliments chimiques -- compose typiquement contenir l'azote ou le phosphore -- dans un écosystème . Il peut se produire sur la terre ou dans l'eau . Le terme est cependant employé souvent pour signifier l'augmentation résultante de la productivité primaire du de l'écosystème -- en d'autres termes croissance et affaiblissement de plantes excessifs -- et encore d'autres impacts, y compris le manque de l'oxygène et de réductions graves de qualité de l'eau et dans les poissons et d'autres populations animales.

Lacs, fleuves, et océans

L'eutrophisation est fréquemment un résultat de pollution nutritive telle que le dégagement de l'effluent et de l'écoulement d'eaux d'égout des engrais de pelouse dans les eaux normales (des fleuves ou des côtes) bien qu'il puisse également se produire naturellement dans les situations où les aliments s'accumulent (par exemple les environnements dépositionnels) ou où ils coulent dans des systèmes sur une base éphémère (par exemple remontée intermittente dans les systèmes côtiers). L'eutrophisation favorise généralement la croissance de plantes et l'affaiblissement excessifs, certaines espèces weedy de faveurs au-dessus de d'autres, et est susceptible de causer des réductions graves de qualité de l'eau. Dans les environnements aquatiques, la croissance augmentée de la végétation ou du phytoplancton aquatique choking (c'est-à-dire, une fleur d'algues de ) perturbe le fonctionnement normal de l'écosystème, posant une série de problèmes tels qu'un manque de l'oxygène dans l'eau, requis pour les poissons et les mollusques et crustacés pour survivre. L'eau devient alors nuageuse, coloré une nuance de vert, de jaune, de brun, ou le rouge. La société humaine est aussi bien effectuée : l'eutrophisation diminue la valeur de ressource des fleuves, des lacs, et des estuaires tels que la récréation, la pêche, la chasse, et le plaisir esthétique sont gênés. Les problèmes relatifs à la santé peuvent se poser où les conditions eutrophiques interfèrent le traitement de l'eau potable .

L'eutrophisation a été identifiée comme problème de la pollution dans les lacs et les réservoirs européens et nord-américains en siècle de mid-20th. Depuis lors, elle est devenue plus répandue. Les aperçus ont prouvé que 54% de lacs dans le Asie sont eutrophiques ; dans le l'Europe , 53% ; dans le Amérique du Nord , 48% ; dans le Amérique du Sud , 41% ; et dans le Afrique , 28%.

L'eutrophisation peut être un processus normal dans les lacs, car ils complètent par le temps géologique, bien que d'autres lacs soient connus pour démontrer le processus renversé, devenant moins de riches d'éléments nutritifs du temps. Les estuaires tendent également à être naturellement eutrophiques parce que des aliments terre-dérivés sont concentrés où l'écoulement écrit l'environnement marin dans un canal confined.

L'eutrophisation peut également être un processus normal dans les zones inondables tropicaux de façon saisonnière inondés tels que le zone inondable de Barotse de du fleuve de Zambezi . Les premières eaux de la crue pour abaisser le zone inondable après le début de la saison des pluies , appelé le " ; waters" rouge ; , sont habituellement le hypoxique et tuent beaucoup de poissons en raison de l'eutrophisation apportée dessus par le matériel pris par l'inondation de la plaine telle que le fumier de bétail, et par l'affaiblissement de la végétation qui s'est développé pendant la saison sèche. Le processus peut être rendu plus mauvais en employant des engrais dans les récoltes telles que le maïs, le riz et la canne à sucre cultivés sur le zone inondable.

Les activités humaines peuvent accélérer le taux auquel les aliments entrent dans l'écoulement des écosystèmes de l'agriculture et développement de , de la pollution des systèmes septiques et des égouts et toute autre augmentation humain-connexe de d'activités le flux des aliments inorganiques et des substances organiques dans des écosystèmes marins terrestres, aquatiques, et côtiers (récifs coraliens y compris). Les composés atmosphériques Elevated de l'azote peuvent augmenter la disponibilité d'azote du sol .

Du phosphore est souvent considéré comme le coupable principal dans les cas de l'eutrophisation dans les lacs soumis à la pollution de source ponctuelle des eaux d'égout. La concentration des algues et l'état trophique de lacs correspondent bien aux niveaux de phosphore dans l'eau. Les études entreprises dans la région expérimentale de lacs dans Ontario ont montré un rapport entre l'addition du phosphore et le taux d'eutrophisation. L'humanité a augmenté le taux de phosphore faisant un cycle sur terre par quatre fois, principalement dû à la production et à l'application agricoles d'engrais. Entre 1950 et 1995, 600.000 tonnes de phosphore ont été appliquées à la surface terrestre, principalement sur des croplands (charpentier et autres 1998). La commande des sources ponctuelles de phosphore ont eu comme conséquence la commande rapide de l'eutrophisation, principalement due aux modificatons de police.

Écosystèmes terrestres

Bien qu'ait traditionnellement pensé à comme l'enrichissement des systèmes aquatiques par l'addition des engrais dans les compartiments des lacs ou d'autres eaux partiellement enfermées (même les fleuves lents , des écosystèmes terrestres sont sujets à des impacts pareillement défavorables. Le plus grand contenu des nitrates dans le sol mène fréquemment aux changements indésirables de la composition en végétation et beaucoup d'espèces d'usine sont mises en danger en raison de l'eutrophisation dans des écosystèmes terrestric, par exemple majorité des espèces d'orchidée en Europe. Des écosystèmes (comme des certains prés, forêts et marais qui sont caractérisés par le bas contenu nutritif et espèce-riche, végétation lentement croissante adaptée à des niveaux nutritifs plus bas) sont envahis par une végétation espèce-pauvre plus à croissance plus rapide et plus concurrentielle, comme les herbes grandes, qui peuvent tirer profit niveau anormalement élevé d'azote et le secteur peuvent être changés au delà de l'identification et des espèces vulnérables peuvent être perdues. Par exemple des marais espèce-riches sont rattrapés par le roseau ou des espèces de carex, broussaille spectaculaire de forêt affectée par l'écoulement du champ fertilisé voisin est transformées en arbuste épais d'ortie et de mûre.

Les formes chimiques d'azote sont concernées le plus souvent en ce qui concerne l'eutrophisation parce que les usines ont des conditions élevées d'azote de sorte que les additions des composés azotés stimulent la croissance de plantes (production primaire ). C'est également le cas avec les plus grands niveaux du phosphore. L'azote n'est pas facilement disponible dans le sol parce que N2, une forme gazeuse d'azote, est très stable et indisponible directement à de plus hautes usines. Les écosystèmes terrestres se fondent sur le fixation de l'azote microbien de du pour convertir N2 en d'autres formes physiques (telles que le nitrate . Cependant, il y a une limite à combien d'azote peut être utilisé. Les écosystèmes recevant plus d'azote que les usines exigent s'appellent le azote-saturé par . Les écosystèmes terrestres saturés contribuent l'azote inorganique et organique à l'eutrophisation d'eau douce, côtière, et marine, où l'azote est également typiquement un limitant l'aliment . Cependant, parce que le phosphore est généralement beaucoup moins soluble que l'azote, c'est lixivié par du sol à un taux beaucoup plus lent que l'azote. En conséquence, le phosphore est beaucoup plus important comme aliment limiteur dans les systèmes aquatiques.

Effets écologiques

Beaucoup d'effets écologiques peuvent résulter de la production primaire stimulant, mais il y a trois en particulier impacts écologiques préoccupants : biodiversité diminuée, changements de la composition en espèces et de la dominance, et effets de toxicité.
Par

plus grande biomasse du phytoplancton
Espèces toxiques ou non comestibles de phytoplancton
Augmentations en fleurs de zooplancton gélatineux
Biomasse diminuée des algues benthiques et épiphytes
Changements de la composition en espèces de macrophyte et de la biomasse
Diminutions en transparent de l'eau (turbidité accrue )
Couleur, odeur, et problèmes de traitement de l'eau
Épuisement dissous d'oxygène
Plus grandes incidences des mises à mort de poissons
Perte d'espèces souhaitables de poissons
Réductions en poissons et mollusques et crustacés harvestable
Diminutions en valeur esthétique perçue du corps de l'eau

Biodiversité diminuée

Quand un écosystème connaît une augmentation en aliments, les producteurs primaires retirent les avantages d'abord. Dans des écosystèmes aquatiques, les espèces telles que des algues connaissent une augmentation de population (appelée un la fleur d'algues ). Les fleurs d'algues limitent la lumière du soleil disponible aux organizations de fond-logement et causent les oscillations larges dans la quantité d'oxygène dissous dans l'eau. L'oxygène est exigé par tout le respirant des usines de et des animaux et lui est complétés le niveau en jour par le photosynthétisant des usines et des algues de . Dans des conditions eutrophiques, l'oxygène dissous augmente considérablement pendant le jour, mais est considérablement réduit après l'obscurité par les algues de respiration et par les micro-organismes qui alimentent en augmentation la masse des algues mortes. Quand les niveaux dissous d'oxygène diminuent aux niveaux hypoxiques du , les poissons et d'autres animaux marins suffoquent. En conséquence, les créatures telles que les poissons, la crevette, et particulièrement les habitants inférieurs immobiles meurent au loin. Dans des cas extrêmes, les états anaérobies du s'ensuivent, favorisant la croissance des bactéries telles que le clostridium botulinum de qui produit les toxines extrêmement aux oiseaux et aux mammifères. Des zones où ceci se produit sont connues comme zones en angle mort .

Nouvelle invasion d'espèces

L'eutrophisation peut causer le dégagement concurrentiel en faisant abondant normalement un limitant l'aliment . Ce processus cause des décalages dans la composition d'espèces des écosystèmes. Par exemple, une augmentation en azote pourrait permettre espèces concurrentielles les nouvelles, de à envahir et dehors-concurrencer des espèces originales d'habitant. Ceci a été montré pour se produire dans les marais de sel de de la Nouvelle Angleterre

Toxicité

Quelques fleurs d'algal de ont autrement appelé le " ; algae" d'ennui ; ou " ; fleurs d'algues nocives, " ; sont le toxique aux usines et les animaux. Les composés toxiques qu'ils produisent peuvent faire leur manière vers le haut de la chaîne alimentaire , ayant pour résultat la mortalité animale. Les fleurs d'algues d'eau douce peuvent constituer une menace au bétail. Quand les algues meurent ou sont mangées, le neuro- - et les hépatotoxines sont libérées qui peuvent tuer des animaux et peuvent constituer une menace aux humains. Un exemple des toxines d'algues fonctionnant leur manière dans des humains est le cas de l'empoisonnement des mollusques et crustacés . Des biotoxines créées pendant les fleurs d'algues sont prises par des mollusques et crustacés (moules, huîtres), menant à ces nourritures humaines acquérant la toxicité et empoisonnant des humains. Les exemples incluent le empoisonnement diarrhoetic paralytique de , neurotoxic, et de mollusques et crustacés. D'autres animaux marins peuvent être les vecteurs pour de telles toxines, comme dans le cas de Ciguatera , où c'est typiquement un poisson prédateur qui accumule la toxine et puis empoisonne des humains. L'azote peut également causer des effets toxiques directement. Quand cet aliment est lixivié par dans les eaux souterraines , l'eau potable potable peut être affectée parce que des concentrations de l'azote ne sont pas filtrées dehors. Le nitrate (NO3) de s'est avéré toxique aux bébés humains. C'est parce que les bactéries peuvent vivre dans leur région digestive qui convertissent le nitrate en nitrite (NO2) de . Le nitrite réagit avec de l'hémoglobine à la méthémoglobine , une forme de de forme qui ne porte pas l'oxygène. Le de bébé essentiellement suffoque pendant que son corps reçoit l'oxygène insuffisant.

Sources de haut écoulement nutritif

Sources ponctuelles

Les sources ponctuelles sont directement attribuables à une influence. Dans des sources ponctuelles la perte d'éléments nutritifs voyage directement de la source à l'eau.

Sources de Nonpoint

La pollution de source de Nonpoint (également connue sous le nom de pollution « répandre » ou de « écoulement ») est cela qui vient des sources mal définies et diffuses. Il est difficile régler et varier habituellement des sources de Nonpoint dans l'espace et temporellement (avec saison , précipitation , et d'autres événements irréguliers ).

On lui a montré que le transport d'azote est corrélé avec de divers index d'activité humaine dans les lignes de partage, y compris la quantité de développement. que la quantité de phosphore a perdu aux eaux de surface augmente linéairement avec la quantité de phosphore dans le sol. Ainsi une grande partie du chargement nutritif dans le sol fait par la suite sa manière d'arroser. L'azote, pareillement, a un temps de chiffre d'affaires des décennies ou de plus.

Écoulement à l'eau de surface et à la lixiviation aux eaux souterraines
Les aliments des activités humaines tendent à voyager de la terre à l'eau de surface ou souterraine. L'azote en particulier est enlevé par les drains d'orage de , les pipes d'eaux d'égout, et d'autres formes des eaux de surface . Des pertes nutritives dans le lixiviat d'écoulement et de sont souvent associées à l'agriculture . L'agriculture moderne implique souvent l'application des aliments sur des champs afin de maximiser la production. Cependant, les fermiers appliquent fréquemment plus d'aliments que sont pris par des récoltes ou des pâturages. Les règlements ont visé à réduire au minimum les exportations nutritives de l'agriculture sont en général loin moins rigoureux que ceux placés sur des installations de traitement d'eaux d'égout (charpentier et autres, 1998) et d'autres pollueurs de source ponctuelle.
Dépôt atmosphérique
L'azote est déchargé dans l'air en raison de la volatilisation de l'ammoniaque et de la production de protoxyde d'azote. La combustion des combustibles fossiles est un grand contribuant humain-lancé à la pollution atmosphérique d'azote. Le dépôt atmosphérique (par exemple, sous forme de pluies acides ) peut également effectuer la concentration nutritive dans l'eau, particulièrement dans des régions fortement industrialisées.

Autre causes

N'importe quel facteur qui cause des concentrations nutritives accrues peut potentiellement mener à l'eutrophisation. En modelant l'eutrophisation, le taux de renouvellement de l'eau joue un rôle critique ; On permet à l'l'eau stagnante de rassembler plus d'aliments que des corps avec les approvisionnements en eau complétés le niveau. On lui a également montré que le séchage des marécages cause une augmentation de concentration nutritive et de perches suivantes d'eutrophisation.

Empêchement et inversion

L'eutrophisation pose un problème non seulement aux écosystèmes, mais aux humains aussi bien. La réduction de l'eutrophisation devrait être un souci principal en considérant la future politique, et une solution soutenable pour chacun, y compris des fermiers et des propriétaires d'un ranch, semble faisable. Tandis que l'eutrophisation pose des problèmes, les humains devraient se rendre compte que l'écoulement normal (qui cause les fleurs d'algues dans le sauvage) soit commun dans les écosystèmes et ne devraient pas renverser ainsi des concentrations nutritives au delà des niveaux normaux.

Efficacité

Les mesures de nettoyage ont été la plupart du temps, mais pas complètement, réussi. Les mesures finlandaises d'enlèvement de phosphore du ont commencé au milieu des années 70 et ont visé des fleuves et des lacs pollués par des décharges industrielles et municipales. Ces efforts ont eu une efficacité de déplacement de 90%. Toujours, quelques sources ponctuelles visées n'ont pas montré une diminution d'écoulement en dépit des efforts de réduction.

Pollution de minimisation de nonpoint : travaux futurs

La pollution de Nonpoint est la source la plus difficile des aliments à contrôler. La littérature suggère, bien que, que quand ces sources sont commandées, l'eutrophisation diminue. Les étapes suivantes sont recommandées pour réduire au minimum la quantité de pollution qui peut écrire des écosystèmes aquatiques des sources ambiguës.

Zones-tampons ripicoles
Exposition d'études que la pollution de interception de non-point entre la source et l'eau est un moyen réussi d'empêchement (charpentier et autres, 1998). Les zones-tampons ripicoles , une interface entre une eau superficielle d'écoulement et terre, ont été créées près des voies d'eau afin d'essayer de filtrer des polluants ; Le sédiment et les aliments sont déposés ici au lieu de dans l'eau. La création des zones-tampons près des fermes et des routes est une autre manière possible d'empêcher des aliments de voyager trop loin. Toujours, les études ont prouvé que les effets de la pollution atmosphérique d'azote peuvent atteindre lointain après la zone-tampon. Ceci suggère que le moyen le plus efficace de l'empêchement soit de la source primaire.

Politique d'empêchement
Les lois réglant la décharge et le traitement des eaux usées ont mené aux réductions nutritives dramatiques aux écosystèmes environnants, ainsi, il n'est pas peu raisonnable de commander des propriétaires de bétail de nettoyer les déchets des animaux - qui quand l'épuisement stagnant laissé de volonté dans les eaux souterraines.

Essai et modélisation d'azote
L'essai d'azote de sol (N-Essai) est une technique qui aide des fermiers à optimiser la quantité d'engrais appliquée aux récoltes. Par l'essai met en place avec cette méthode, fermiers a vu une diminution en coûts d'application d'engrais, une diminution en azote perdu aux sources environnantes, ou toutes les deux. En examinant le sol et en modelant la quantité minimum nue d'engrais a eu besoin, des fermiers retirent les avantages économiques tandis que l'environnement demeure propre.

Agriculture biologique

Les chercheurs à l'Académie des Sciences nationale ont trouvé cela ce " de champs organiquement de fertilisation ; réduire de manière significative le leaching" nocif de nitrate ; au-dessus des champs par convention fertilisés.

État normal de fleurs d'algues

Bien que l'intensité, la fréquence et l'ampleur des fleurs d'algues ait aient tendu à augmenter en réponse à l'activité humaine et à l'eutrophisation humain-induite, les fleurs d'algues sont un phénomène naturel. L'élévation et la chute des populations d'algues, comme avec la population d'autres choses vivantes, est un dispositif d'un écosystème sain.
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