OVERGJØDSLING: PROSESS, ÅRSAKER, KONSEKVENSER, LØSNINGER - MILJØ - 2026

Den overgjødsling er et overskudd av næringsstoffer bidratt til et legeme av vann, noe som skaper en populasjon eksplosjon av alger, cyanobakterier og vannplanter. Dette fenomenet forårsaker på sin side nedgangen i oppløst oksygen i vannet og påvirker derfor livet under vann.

Oppløst oksygen avtar på grunn av redusert fotosyntese av nedsenkede alger og planter. Dette skjer både på grunn av blokkering av sollys på grunn av spredning av overflateplanter, så vel som den høyere oksygenforbruk av disse populasjonene.

Akkumulering av alger ved overgjødsling.

Overgjødsling kan oppstå på grunn av naturlige årsaker når størrelsen eller strømmen av en vannmasse reduseres eller eksepsjonelle regn som fører næringsbelastninger til vannmasser. Imidlertid forekommer overgjødsling i de fleste tilfeller av menneskeskapte (antropiske) årsaker.

Problemet med overgjødsling vokser over hele verden, og mer enn halvparten av verdens innsjøer lider av det på et eller annet nivå. Tilsvarende spredes døde soner i sjøene på grunn av forekomsten av dette fenomenet, og identifiserer mer enn 700 av dem.

Prosess av

Overgjødsling begynner med bidraget til vannet med uvanlige mengder næringsstoffer, spesielt nitrogen (N) og fosfor (P). Disse bidragene kan komme fra både naturlige og menneskelige (antropiske) kilder, men i alle fall er de produktet og årsaken til en økologisk ubalanse.

De foretrukne organismer

Det eksepsjonelle inntaket av viktige næringsstoffer for plantevekst favoriserer utviklingen av invasive vannplanter og alger. Det kan være både planteplankton og makroalger, og spredning av cyanobakterier forekommer også.

Spredning av alger ved overgjødsling. Kilde: Felix Andrews (Floybix)

Disse organismer har høy reproduksjonshastighet og vokser raskt, så med nok næringsstoffer har de konkurransefortrinn. De vokser på overflaten av vannmassen, og dekker hele overflaten.

Lyset

Flytende alger og vannplanter som dekker overflaten forhindrer at sollys trenger inn i de nedre vannlagene. På grunn av dette kan ikke de nedsenkete algene og plantene fotosynteses og begynne å dø.

Oppløst oksygen

Blokkering av fotosyntesen under vann ved denne overfladiske spredningen av plantemasse innebærer også reduksjon av oppløst oksygen i vannet. I tillegg er andre kilder til oppløst oksygen, for eksempel utveksling med atmosfæren, begrenset på grunn av blokkeringen som utøves av den overfladiske plantemassen.

Oksygenetterspørsel

Under overflaten øker aktiviteten til nedbrytende organismer, spesielt bakterier og archaea. Dette innebærer en økning i etterspørselen etter oppløst oksygen, som reduseres.

Økningen i nedbrytningsaktivitet er en konsekvens av den større tilførselen av organisk materiale som et resultat av eksplosjonen i overflaten. Økningen i døden av organismer under vann påvirker også.

Det interne bidraget fra organisk materiale og det ytre av forurensede avløp krever mer oksygen for dets biokjemiske stabilisering (Biochemical Oxygen Demand). Når det er mangel på oksygen, akkumuleres halvdeponert organisk materiale, hele økosystemet går i krise og livet forsvinner.

Fører til

Overgjødsling er forårsaket av en næringstilførsel som er høyere enn den vanlige balansen i økosystemet. Noe som kan skje både av naturlige og kunstige årsaker, selv om de førstnevnte er sjeldne.

- Naturlige årsaker

På sjøen

Strømmer av dypt kaldt vann kan forårsake planteplankton-utbrudd ved å trekke næringsstoffer fra havbunnen til overflaten (oppwelling). På samme måte er algeoppblomstring eller blomstring naturfenomener forårsaket av forskjellige faktorer som favoriserer vekst av planteplankton.

Under så gunstige forhold forekommer uvanlige befolkningsøkninger av dinoflagellater og kiselalger. Noen arter av mikroalger er ufarlige og gunstige, men andre er giftige alger, for eksempel dinoflagellater av slekten Alexandrium.

Denne toksisiteten skyldes utslipp av mikroalger av giftstoffer som saksitoksin, ciguatoksin og gonyatoksiner.

I ferskvann

Elvene i deres avledning langs kanalen genererer bukter eller markerte kurver, som noen ganger forblir isolerte. På denne måten produseres hestesko laguner, som blir matet av regnvann, avrenning eller periodiske overløp av elven.

I disse vannmagasinene er det en høyere konsentrasjon av næringsstoffer enn elven, fordi det ikke er utstrømning. Derfor oppstår naturlige overgjødslingsfenomener med spredning av alger og akvatisk vegetasjon.

- Antropiske årsaker

Den viktigste årsaken til overgjødsling i dag er forurensning av vannmasser ved menneskelige aktiviteter. Spesielt avløpsvann uten tilstrekkelig behandling og diffus forurensning fra landbruket, som er det viktigste i hele verden.

Gjødsel og plantevernmidler

Kjemisk gjødsel består av forbindelser som er spesielt formulert for å gi viktige næringsstoffer for plantevekst. Hovedgjødselformelen inkluderer nitrogen (N), fosfor (P) og kalium (K).

Eutrofiering. Kilde: F. lamiot (eget arbeid)

I landbrukssystemer er anvendelsen av disse produktene ineffektiv, slik at nær 60% vaskes med avrenningsvann. Disse næringsstoffene havner i vannmasser som elver eller til slutt innsjøer og hav, transportert med avrenningsvann.

Byavløp

Kloakk fra hjem, kontorer og fabrikker gir en stor mengde organisk materiale og uorganiske stoffer som fremmer overgjødsling. Innvendig avløpsvann har en stor belastning med organisk materiale som, hvis ikke behandlet, når vannforekomstene.

Såper og vaskemidler som brukes i personlig hygiene, husholdningsanlegg og andre fasiliteter, inkluderer også fosfater og nitrater.

Sur nedbør

Industrier slipper ut gasser som inneholder nitrogenoksider blant andre forbindelser i atmosfæren. Disse gassene produserer syrer som utfeller og når vannmasser når de reagerer med vanndamp.

Disse forbindelsene er ytterligere kilder til nitrater som er en av de viktigste næringsstoffene som fremmer plantevekst.

Global oppvarming

Økningen i globale temperaturer favoriserer overgjødsling, siden varme farvann fremmer spredning av alger og vannplanter. På den annen side synker mengden oppløst oksygen i forhold til økningen i vanntemperatur.

- Medvirkende faktorer

Andre faktorer bidrar til utviklingen av overgjødsling, inkludert mangel på vannmobilitet, grunne dybde, lav strømning og høye vanntemperaturer. Jo mindre vann det er i det akvatiske økosystemet, eller jo saktere fornyelsesgraden er, desto raskere når næringsmettet.

konsekvenser

Overgjødsling er et alvorlig problem som hovedsakelig påvirker ferskvannsøkosystemer, men det forekommer også i marine økosystemer. På verdensbasis har rundt halvparten av innsjøene noe overgjødsling, og mange elver så vel som kystområder har døde områder på grunn av denne årsaken.

- Livets forsvinning i økosystemet

Hovedkonsekvensen av overgjødsling er nedgangen i biologisk mangfold i økosystemet og til slutt forsvinningen av vannlevende liv. I de tidlige stadiene favoriserer overskuddet av næringsstoffer spredningen av invaderende organismer som viser rask vekst og reproduksjon under disse forholdene.

Overgjødsling i Potomac River (USA). Kilde: Alexandr Trubetskoy

I den grad disse artene dominerer, fortrenger de resten av artene i økosystemet, og reduserer deres biologiske mangfold. Når overgjødslingen fortsetter, blir forholdene på undervannsnivået ugunstige for livet og organismer dør.

På denne måten forsvinner nedsenket fisk, alger og planter, samt andre vannlevende organismer på grunn av mangel på oksygen og lys. Den endelige destinasjonen, hvis overgjødsling fortsetter, er den nesten totale forsvinningen av vannlevende liv.

Giftige gasser

Aktiviteten til anaerobe bakterier produserer giftige gasser som hydrogensulfid, noe som forårsaker store dødsfall av vannlevende organismer.

Påvirkning i hele området

Påvirkningen strekker seg til landlige økosystemer, siden de levende vesener som er avhengige av vannmassen også omkommer eller vandrer. Dette skyldes både tapet av matkilden og nedbrytningen av drikkekvaliteten til vannet.

- Nedgang i matproduksjonen

I eutrofierte områder avtar matproduksjonen etter hvert som fisket minker fordi de første organismene som blir berørt er fisk. Disse, når det gjelder elver og hav, blir tvunget til å forlate området, mens de i sjøene forsvinner.

- Tap av drikkevannskilder

Drikkevann må oppfylle kvalitetsbetingelser, inkludert oppløst oksygennivå, pH og fravær av organiske og uorganiske urenheter. Når overgjødsling skjer reduserer vannet i økosystemet innholdet av oppløst oksygen og akkumulerer store mengder nedbrytende organisk materiale.

Dette er igjen helseskadelig og forårsaker dårlig lukt og fargeendringer, uforenlig med bruken som drikkevann. PH i vannet endres, og blir surere på grunn av tilstedeværelsen av organiske syrer.

Helsetilstander

Folkehelsen kan påvirkes av forbruk av ikke-drikkevann fra eutrofiske vannmasser. I tillegg bidrar spredning av visse mikroalger giftstoffer til vannet og organismer som konsumerer det.

På samme måte genererer økningen i anaerobe bakterier utslipp av giftige gasser som hydrogensulfid og metan.

- Nedgang i turistaktiviteten

Akvatiske økosystemer er viktige poler i turistattraksjonen, og skaper arbeidskilder og lokal utvikling. Disse fordelene trues av overgjødsling, siden det påvirker både det biologiske mangfoldet og landskapsverdiene i området.

- Økonomiske tap

Som en konsekvens av alt det ovennevnte fører overgjødsling til store økonomiske tap når det gjelder redusert fiske, turistinntekter og vannbruk.

Solutions

Løsninger på problemet med overgjødsling må tilnærmes fra perspektivet å forhindre fenomenet og fra dets sanering.

- Forebygging

Utgangspunktet for forebygging av overgjødsling er borgerbevissthet om dens eksistens, årsaker og konsekvenser. På denne måten kan innbyggerne lobbye for de nødvendige tiltakene som skal iverksettes.

Unngå forurensning av vann

Den grunnleggende løsningen på problemet med overgjødsling på grunn av antropiske årsaker er reduksjon av vannforurensning. For dette er det nødvendig å implementere adekvat behandling av innenlandsk og industrielt kloakk før det slippes ut i vannmasser.

Det er også nødvendig å kontrollere andre indirekte kilder til vannforurensning, for eksempel gassutslipp som genererer sur nedbør.

Ny jordbruks- og husdyrmodell

Vannforurensning forårsaket av landbruks- og husdyraktiviteter er diffus, det vil si at de forurensende kildene ikke kan identifiseres nøyaktig. På en slik måte at løsningen på problemet med forurensningens bidrag gjennom disse aktivitetene er å endre de teknologiske produksjonsordningene.

Det kreves jordbruk som bruker færre tilførsler, spesielt gjødsel og ugressmidler, forbindelser som bidrar med nitriter og fosfater til vann. Dermed er landbrukssystemer med lukket sirkulasjon av næringsstoffer som hydroponics mindre forurensende når det gjelder bidrag til økosystemer.

Det kreves også oppmerksomhet rundt håndtering av organisk avfall, innsamling og behandling av kloakk i dyreproduksjonssystemer.

- Sanering

Når overgjødslingsprosessen for en vannmasse er i gang, er det flere alternativer for å avhjelpe problemet.

Utvinning av grønnsaksmassen

Gitt spredning av flytende vannplanter som lenna (Lennaceae), bora (Eichhornia crassipes) eller andre, er det mulig å implementere innsamlingsprogrammer. Dette består i å fjerne plantene massivt fra overflaten av vannmassen ved å dra mayaer.

Vannrensing

I alvorlige tilfeller av forurensning kan vannet underkastes rensebehandlinger ved å resirkulere fra vannforekomsten til renseanlegg.

Biologisk kontroll

Det er noen organismer som konsumerer alger og vannplanter som spredes i overgjødsling. Heterotrofiske beiteprotister er blitt brukt, det vil si at de forbruker mikroalger for å redusere populasjonene som spredes ved overgjødsling.

På samme måte har soppen Cercospora piaropi blitt brukt til å kontrollere Eichhornia crassipes, en flytende angiosperm som spredes under eutrofiske forhold.

Kjemisk kontroll

Å forårsake flokkulering og nedbør av mikroalger er et alternativ, spesielt i tilfeller av giftige algeoppblomstringer. Dette oppnås ved å tilsette produkter som natriumhypokloritt (NaOCl), leire (kaolinitt) eller kombinasjoner som polyaluminiumklorid og bentonitt. Disse produktene tiltrekker seg og fester mikroalgene, og danner flokker eller masser som deretter faller til bunnen.

Eksempler på områder med overgjødsling

Overgjødsling i Det Kaspiske hav. Kilde: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA / GSFC

- Marine døde soner eller områder

FNs miljøprogram indikerer eksistensen av mer enn 700 døde områder i verdens hav. Disse døde sonene skyldes en lav konsentrasjon av oppløst oksygen på grunn av overgjødsling og deres estimerte areal er større enn 240.000 km².

Den døde sonen i Mexicogulfen

En av de mest omfattende marine døde sonene i verden er den såkalte Dead Zone i Mexicogulfen. Det er mer enn 20 700 km² hav som har alvorlige problemer med overgjødsling, med spredning av flytende makro- og mikroalger.

Den sentrale årsaken til overgjødsling av dette området er det forurensede vannet i Mississippi-elven som har sin munning i Gulf. Mississippi renner gjennom store deler av landbrukssonen i Nord-Amerika, og er et nedslagsbasseng med stor belastning forurensninger fra landbruket.

- Svartehavet

I dette innlandshavet som ligger mellom Europa og Asia, er det rapportert om en økning i algeoppblomstring siden 1970-tallet. Dette har resultert i synkende bestander av grunt vann.

Ifølge informasjon fra Det europeiske miljøbyrået, forekommer hypoksiske og anoksiske fenomener hver sommer som et resultat av algenes aktivitet. Alt dette på grunn av overgjødsling av næringsstoffer levert av landbruks- og industrivirksomhet i bassenget i dette havet.

Følsomhet for overgjødsling

Fornyelsen av vannet er veldig treg, fordi det er et innlandshav med den eneste indirekte havforbindelse Bosphorus-kanalen. Dette, sammen med de høye nivåene av forurensning i kumene som mater den, gjør det spesielt utsatt for overgjødsling.

Faktisk har de gjennomsnittlige konsentrasjonene av nitrater og fosfater økt 18 ganger fra 1960 til 1992. De største bidragene fra miljøgifter kommer fra bassengene i Donau, Dnepr og Dniester.

- Valencia innsjøen

Denne innsjøen, også kalt Los Tacariguas innsjø, ligger i det nordlige sentrum av Venezuela med et område på 344 km². Det danner et endorheisk basseng, det vil si lukket, på 3.140 km². Mange av dens sideelver går gjennom byer i sentrum av landet som Valencia og Maracay, med høye bestander og industrisoner.

Valencia-bassenget (Venezuela). Kilde: Fev

Størstedelen av by- og industrielt avløpsvann slippes ut i elver omgjort til avløpskanaler uten tilstrekkelig behandling. Dette har resultert i enorme mengder miljøgifter som har samlet seg opp over flere tiår, inkludert organiske og uorganiske næringsstoffer.

Siden 1974 har nitrogenkonsentrasjonen doblet seg og fosfor tredoblet seg i sjøen. Ligger over det som er tillatt i 146% for nitrogen og 250% for fosfor. Alt dette har forårsaket et omfattende fenomen med overgjødsling som nå er langt fremme.

referanser

1. Band-Schmidt, CJ, Bustillos-Guzmán, JJ, López-Cortés, DJ, Núñez-Vázquez, E. og Hernández-Sandoval, FE (2011). Den nåværende statusen for studien av skadelige algeoppblomstringer i Mexico. Hydrobiologiske.
2. Calow, P. (Red.) (1998). Oppslagsverket for økologi og miljøledelse.
3. Margalef, R. (1974). Økologi. Omega-utgaver.
4. Odum, EP og Warrett, GW (2006). Grunnleggende om økologi. Femte utgave. Thomson.
5. Romero, J. (2017). Studie av den historiske oppførselen til organisk materiale og næringsstoffer bidratt av sideelver i elven Los Tacariguas. University of Carabobo, Fakultet for ingeniørvitenskap, Directorate of Studies for Graduate, Master in Environmental Engineering.
6. Ruiz-Vanoye, JA og Díaz-Parra, O. (2015). Klynger av døde soner i havet. Science Magazine.
7. Sar, EA, Ferrario, ME og Reguera, B. (Eds., 2002). Skadelig algeoppblomstring i den amerikanske sørkotten. Spansk institutt for oseanografi. https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000215417
8. World Resources Institute, Eutrophication & Hypoxia Interactive Map. (Som sett 7. februar 2020). Hentet fra: https: //www.wri.org/our-work/project/eutrophication-and-hypoxia/interactive-map-eutrophication-hypoxia