Proses eutrofikasi, penyebab, konsekuensi, solusi

Itu Eutrofikasi Ini adalah kelebihan nutrisi yang berkontribusi pada badan air, menghasilkan ledakan populasi ganggang, cyanobacteria dan tanaman air. Fenomena ini pada gilirannya menyebabkan penurunan oksigen terlarut dalam air dan, oleh karena itu, mempengaruhi kehidupan di bawah air.

Oksigen terlarut berkurang karena pengurangan fotosintesis oleh ganggang dan tanaman yang terendam. Ini terjadi baik oleh blokade sinar matahari karena proliferasi tanaman superfisial, dan dengan tingkat konsumsi oksigen tertinggi untuk populasi ini.

Akumulasi eutrofikasi.

Eutrophicisasi dapat terjadi karena penyebab alami dengan mengurangi dimensi atau aliran tubuh atau tubuh yang luar biasa yang menyeret beban nutrisi ke badan air. Namun, dalam kebanyakan kasus eutrofikasi terjadi karena penyebab yang dihasilkan oleh manusia (antropik).

Masalah eutrofisasi tumbuh di seluruh dunia dan lebih dari setengah danau dunia menderita pada tingkat tertentu. Demikian pula, daerah mati berkembang biak di laut karena terjadinya fenomena ini, mengidentifikasi lebih dari 700 di antaranya.

[TOC]

Proses dari Eutrofikasi

Eutrofikasi dimulai dengan kontribusi air dari jumlah nutrisi yang tidak biasa, terutama nitrogen (N) dan fosfor (P). Kontribusi ini dapat berasal dari sumber alami dan manusia (antropik), tetapi dalam hal apa pun mereka adalah produk dan penyebab ketidakseimbangan ekologis.

Organisme yang disukai

Penghasilan luar biasa dari nutrisi penting untuk pertumbuhan tanaman mendukung pengembangan alga air invasif dan tanaman. Ini bisa berupa fitoplankton dan makroalga dan juga proliferasi cyanobacteria juga.

Proliferasi alga eutrofikasi. Sumber: Felix Andrews (Floybix) [CC BYS-S (http: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0/]]

Organisme ini memiliki tingkat reproduksi yang tinggi dan berkembang pesat, jadi menghitung nutrisi yang cukup, mereka memiliki keunggulan kompetitif. Mereka tumbuh di permukaan tubuh air, dan menutupi seluruh permukaan.

Cahaya

Terapung ganggang air dan tanaman yang menutupi permukaan mencegah sinar matahari dapat menembus ke lapisan air yang lebih rendah. Karena itu, ganggang yang terendam dan tanaman tidak dapat melakukan fotosintesis dan mulai mati.

Oksigen terlarut

Pemblokiran fotosintesis bawah air karena proliferasi permukaan massa tanaman ini, juga menyiratkan penurunan oksigen terlarut dalam air. Selain itu, sumber oksigen terlarut lainnya terbatas seperti pertukaran dengan atmosfer karena blokade yang diberikan massa tanaman permukaan.

Permintaan oksigen

Di bawah permukaan, aktivitas organisme dekomponen, terutama bakteri dan lengkungan meningkat. Ini menyiratkan peningkatan permintaan oksigen terlarut, yang berkurang.

Peningkatan aktivitas terurai adalah konsekuensi dari penyediaan produk bahan organik terbesar dari populasi yang dangkal meledak. Itu juga mempengaruhi peningkatan kematian organisme bawah air.

Kontribusi internal bahan organik dan eksternal dengan limbah yang terkontaminasi membutuhkan lebih banyak oksigen untuk stabilisasi biokimia (permintaan biokimia oksigen). Saat oksigen langka, bahan organik semi-tersandung terakumulasi, seluruh ekosistem memasuki krisis dan kehidupan menghilang.

Penyebab

Eutrofikasi disebabkan oleh zat nutrisi yang lebih unggul dari keseimbangan ekosistem yang biasa. Yang dapat terjadi untuk penyebab alami dan buatan, meskipun yang pertama jarang.

- Penyebab alami

Di laut

Arus air dingin yang dalam dapat menyebabkan semburan populasi fitoplankton dengan menyeret nutrisi dari dasar samudera ke permukaan (keadaan darurat). Demikian pula, proliferasi atau singkapan alga adalah fenomena alam yang disebabkan oleh berbagai faktor yang disukai untuk pertumbuhan fitoplankton.

Dalam kondisi yang menguntungkan ini, populasi yang tidak biasa meningkat pada dinoflagellated dan diatom terjadi. Beberapa spesies mikroalga tidak berbahaya dan bermanfaat, tetapi yang lain adalah ganggang beracun, seperti genus dinoflagellat Alexandrium. 

Toksisitas ini disebabkan oleh emisi oleh mikroalga racun seperti saxitoxin, ciguatoxin dan gonyatoxins.

Di air tawar

Sungai dalam derivasi mereka di sepanjang saluran menghasilkan berkelok -kelok atau kurva yang ditandai, yang terkadang tetap terisolasi. Dengan cara ini, horseshoe laguna terjadi, yang memakan air hujan, limpasan atau luapan periodik sungai.

Dapat melayani Anda: 10 karakteristik minyak terpenting

Dalam endapan air ini ada konsentrasi nutrisi yang lebih unggul dari sungai, karena tidak ada aliran keluar. Oleh karena itu, fenomena eutrofikasi alami dengan proliferasi ganggang dan vegetasi air terjadi.

- Penyebab antropik

Penyebab terpenting dari eutrofikasi saat ini adalah kontaminasi badan air dengan aktivitas manusia. Terutama limbah tanpa perlakuan yang memadai dan kontaminasi pertanian yang terpisah yang merupakan yang paling penting di seluruh dunia.

Pupuk dan pestisida

Pupuk kimia terdiri dari senyawa yang diformulasikan khusus untuk memberikan nutrisi penting untuk pertumbuhan tanaman. Formula pupuk utama termasuk nitrogen (N), fosfor (P) dan kalium (k).

Eutrofikasi. Sumber: f. LAMIOT (karya sendiri) [CC BY-SA (https: // CreativeCommons.Org/lisensi/by-sa/2.5)]

Dalam sistem pertanian, aplikasi produk ini tidak efisien, sehingga sekitar 60% dicuci oleh air limpasan. Nutrisi ini berakhir di badan air seperti sungai atau akhirnya danau dan lautan, diangkut dengan air limpasan.

Limbah perkotaan

Rumah tangga, kantor, dan pabrik menyumbangkan sejumlah besar bahan organik dan zat anorganik yang mempromosikan eutrofikasi. Limbah domestik membawa banyak bahan organik yang jika tidak halus mencapai badan air.

Sabun dan deterjen yang digunakan dalam kebersihan pribadi, rumah dan fasilitas lainnya, juga termasuk fosfat dan nitrat.

Hujan asam

Industri memancarkan gas yang mengandung nitrogen oksida di antara senyawa lainnya. Gas -gas ini saat bereaksi dengan uap air menghasilkan asam yang mengendap dan mencapai tubuh air.

Senyawa ini adalah sumber tambahan nitrat yang merupakan salah satu nutrisi utama yang mempromosikan proliferasi tanaman.

Pemanasan global

Peningkatan suhu global mendukung eutrofikasi, karena air hangat meningkatkan proliferasi alga air dan tanaman. Di sisi lain, jumlah oksigen terlarut berkurang sebanding dengan peningkatan suhu air.

- Faktor Adjuvant

Faktor -faktor lain berkontribusi pada pengembangan eutrofikasi, termasuk kurangnya mobilitas air, kedalaman rendah, pengurangan aliran dan suhu air yang tinggi. Semakin sedikit air yang ada di ekosistem perairan atau lebih lambat adalah laju pembaruannya, semakin cepat saturasi nutrisi tercapai.

Konsekuensi

Eutrofisasi adalah masalah serius yang terutama mempengaruhi. Di seluruh dunia.

- Hilangnya kehidupan di ekosistem

Konsekuensi utama dari eutrofikasi adalah penurunan keanekaragaman hayati dalam ekosistem dan akhirnya hilangnya kehidupan air. Pada tahap awal, kelebihan nutrisi mendukung proliferasi organisme yang menyerang yang menunjukkan pertumbuhan dan reproduksi yang cepat dalam kondisi ini.

Eutrofikasi di Sungai Potomac (Amerika Serikat). Sumber: Alexandr Trubetskoy [CC BYS-S (https: // CreationCommons.Org/lisensi/by-sa/3.0)]

Sejauh spesies ini mendominasi, mereka pindah ke sisa spesies ekosistem, mengurangi keanekaragaman hayati mereka. Saat eutrofikasi maju, kondisi di tingkat bawah air menjadi tidak menguntungkan bagi kehidupan dan organisme mati.

Dengan cara ini, ikan, ganggang dan tanaman menghilang, serta organisme akuatik lainnya dengan tidak memiliki oksigen dan cahaya. Tujuan akhir, jika eutrofikasi adalah hilangnya kehidupan akuatik yang hampir total.

Gas beracun

Aktivitas bakteri anaerob menghasilkan gas beracun seperti hidrogen sulfida, menyebabkan kematian besar organisme air.

Dampak di seluruh area

Dampaknya meluas ke ekosistem darat, karena makhluk hidup yang bergantung pada tubuh air juga binasa atau bermigrasi. Ini karena hilangnya sumber makanan dan degradasi kualitas air minum.

Itu bisa melayani Anda: hutan basah tropis

- Penurunan produksi makanan

Di daerah eutrofisasi, produksi pangan berkurang dengan mengurangi penangkapan ikan karena organisme pertama yang terpengaruh adalah ikan. Ini, dalam kasus sungai dan laut, dipaksa meninggalkan daerah itu, sementara di danau mereka akhirnya menghilang.

- Kehilangan sumber air minum

Air minum harus memenuhi kondisi berkualitas, termasuk tingkat oksigen terlarut, pH dan tidak adanya pengotor organik dan anorganik. Saat eutrofikasi terjadi, air ekosistem mengurangi kandungan oksigen terlarut dan mengakumulasi sejumlah besar bahan dekomposisi organik.

Ini pada gilirannya berbahaya bagi kesehatan dan menyebabkan bau buruk dan perubahan warna, tidak sesuai dengan penggunaannya sebagai air minum. PH air diubah, menjadi lebih asam karena adanya asam organik.

Kondisi kesehatan

Kesehatan Masyarakat Dapat Dipengaruhi oleh Konsumsi Air yang Tidak Dapat Dipotret Dari Badan Air Eutrofik. Selain itu, proliferasi mikroalga tertentu memberikan racun ke air dan organisme yang mengkonsumsinya.

Demikian pula, peningkatan bakteri anaerob menghasilkan emisi gas beracun seperti hidrogen sulfida dan metana.

- Penurunan aktivitas wisata

Ekosistem perairan adalah kutub penting dari objek wisata, menghasilkan sumber kerja dan pengembangan lokal. Manfaat -manfaat ini terancam oleh eutrofisasi, karena mempengaruhi keanekaragaman hayati dan nilai -nilai lanskap daerah tersebut.

- Kerugian ekonomi

Sebagai konsekuensi dari semua hal di atas, eutrofikasi membawa kerugian ekonomi besar dalam hal penurunan penangkapan ikan, pendapatan wisata dan penggunaan air.

Solusi

Solusi untuk masalah eutrofikasi harus difokuskan dari perspektif pencegahan fenomena dan dari remediasinya.

- Pencegahan

Titik awal untuk pencegahan eutrofisasi adalah kesadaran warga negara tentang keberadaan, penyebab dan konsekuensinya. Dengan cara ini, warga dapat melakukan tekanan untuk langkah -langkah yang diperlukan untuk diambil.

Hindari polusi air

Solusi substantif untuk masalah eutrofikasi karena penyebab antropik adalah pengurangan polusi air. Untuk ini, perlu untuk mengimplementasikan perlakuan yang tepat dari limbah domestik dan industri sebelum dikeluarkan dalam badan air.

Penting juga untuk mengendalikan sumber polusi air tidak langsung lainnya, seperti emisi gas yang menghasilkan hujan asam.

Model pertanian dan ternak baru

Polusi air yang disebabkan oleh kegiatan pertanian dan ternak tersebar, yaitu, mereka tidak dapat mengidentifikasi sumber yang berpolusi dengan tepat. Sedemikian rupa sehingga solusi untuk masalah kontribusi polutan untuk kegiatan ini adalah mengubah skema produksi teknologi.

Diperlukan pertanian yang menggunakan lebih sedikit pasokan, terutama pupuk dan herbisida, senyawa yang menyediakan nitrit dan fosfat untuk air. Dengan demikian, sistem pertanian sirkulasi nutrisi tertutup seperti hidroponik kurang polutan dalam hal kontribusi untuk ekosistem.

Perhatian terhadap pengelolaan limbah organik, pengumpulan dan pengolahan limbah dalam sistem produksi hewan juga diperlukan.

- Remediasi

Setelah proses eutrofisasi dari badan air, ada beberapa alternatif untuk memperbaiki masalah.

Ekstraksi massa tanaman

Mengingat proliferasi tanaman air mengambang seperti Lenna (Lennaceae), Bora (Eichhornia Crassipes) atau orang lain, layak untuk mengimplementasikan program pengumpulan. Ini terdiri dari menghilangkan tanaman secara besar -besaran dari permukaan tubuh air dengan drag maya.

Pemurnian Air

Dalam kasus kontaminasi yang parah, air dapat menjalani perawatan pemurnian yang mengalami resirkulasi dari badan air ke tanaman pengolahan.

Kontrol Biologis

Ada beberapa organisme yang mengonsumsi ganggang air dan tanaman yang berkembang biak dalam eutrofikasi. Protista lambung pendeta heterotrofik telah digunakan, yaitu, mereka mengkonsumsi mikroalga untuk mengurangi populasi yang mengembang.

Dapat melayani Anda: dispersi benih

Jamur juga telah digunakan Piaropi Cercospora untuk mengendalikan Eichhornia Crassipes, angiosperma mengambang yang berkembang biak dalam kondisi eutrofik.

Kontrol Kimia

Menyebabkan flokulasi dan presipitasi mikroalga adalah alternatif, terutama dalam kasus proliferasi alga beracun. Ini dicapai dengan menambahkan produk seperti natrium hipoklorit (NAOCL), lempung (caolinite) atau kombinasi seperti polyalumin klorida dengan bentonit. Produk -produk ini menarik dan menempel pada flok atau massa yang membentuk mikroalga yang kemudian mengendap ke latar belakang.

Contoh Area dengan Eutrofikasi

Eutrofikasi di Laut Kaspia. Sumber: Jeff Schmaltz, MODIS Rapid Response Team, NASA/GSFC [Domain Publik]

- Daerah atau daerah mati laut

Program Lingkungan Perserikatan Bangsa -Bangsa menunjukkan keberadaan lebih dari 700 daerah mati di lautan dunia. Daerah mati ini disebabkan oleh konsentrasi oksigen terlarut yang rendah karena eutrofisasi dan area perkiraannya lebih besar dari 240.000 km².

Zona mati Teluk Meksiko

Salah satu daerah mati laut paling luas di dunia adalah zona mati yang disebut SO Teluk Meksiko. Ini lebih dari 20.700 km² Laut menderita masalah eutrofikasi yang serius, dengan proliferasi mikroalga makro dan mengambang.

Penyebab utama eutrofisasi daerah ini adalah perairan Sungai Mississippi yang terkontaminasi yang memiliki mulut di Teluk. Mississippi melintasi sebagian besar zona pertanian Amerika Utara, menjadi cekungan pengumpulan air dengan banyak polutan pertanian.

- Laut Hitam

Di laut bagian dalam ini yang terletak di antara Eropa dan Asia, sejak tahun 1970 -an peningkatan proliferasi ganggang telah ditunjukkan. Ini telah mengakibatkan penurunan populasi spesies dangkal.

Menurut informasi dari Badan Lingkungan Eropa, semua musim panas terjadi fenomena produk hipoksia dan anoksia dari aktivitas ganggang. Semua ini karena eutrofikasi oleh nutrisi yang disediakan oleh kegiatan pertanian dan industri di cekungan laut ini.

Sensitivitas eutrofikasi

Menjadi laut bagian dalam yang satu -satunya hubungan samudera tidak langsung adalah saluran Bosphorus, pembaruan perairannya sangat lambat. Ini, bersama -sama dengan tingginya tingkat kontaminasi cekungan yang memberinya makan, membuatnya sangat rentan terhadap eutrofikasi.

Faktanya, konsentrasi rata -rata nitrat dan fosfat telah meningkat 18 kali dari tahun 1960 hingga 1992. Kontribusi polutan terbesar berasal dari Danube, Dnieper dan Dniéster Rivers.

- Danau Valencia

Danau ini, juga disebut Danau Tacariguas, terletak di pusat utara Venezuela dengan luas 344 km². Membentuk cekungan endorheic, artinya tertutup, 3.140 km². Banyak anak sungainya yang melalui kota -kota di pusat negara seperti Valencia dan Maracay, dengan populasi tinggi dan kawasan industri.

Cekungan Danau Valencia (Venezuela). Sumber: FEV [domain publik]

Sebagian besar air limbah perkotaan dan industri dituangkan ke sungai yang dikonversi menjadi saluran drainase tanpa pengolahan yang tepat. Ini telah menghasilkan polutan dalam jumlah besar, termasuk nutrisi organik dan anorganik telah terakumulasi selama beberapa dekade.

Sejak 1974, konsentrasi nitrogen telah berlipat ganda dan rangkap tiga fosfor di danau. Terletak di atas apa yang diterima di 146% untuk nitrogen dan 250% untuk fosfor. Semua ini telah menyebabkan fenomena eutrofikasi yang luas yang sangat maju saat ini.

Referensi

1. Band-Schmidt, c.J., Bustillos-Guzman, J.J., López-Cortés, d.J., Núñez-Vázquez, e. dan hernández-sandoval, f.DAN. (2011). Keadaan saat ini studi tentang alga berbahaya yang berkembang di Meksiko. Hidrobiologis.
2. Calow, hlm. (Ed.) (1998). Ensiklopedia Ekologi dan Manajemen Lingkungan.
3. Margalef, r. (1974). Ekologi. Edisi Omega.
4. Odum, e.P. dan Warrett, G.W. (2006). Dasar -dasar Ekologi. Edisi Kelima. Thomson.
5. Romero, J. (2017). Studi tentang perilaku historis bahan organik dan nutrisi yang disumbangkan oleh sungai pajak Danau Los Tacariguas. Universitas Carabobo, Fakultas Teknik, Direktorat Studi untuk Lulusan, Master di bidang Teknik Lingkungan.
6. Ruiz-Vanoye, J.KE. dan Díaz-Parra, atau. (2015). Cluster daerah mati di laut. Majalah Sains.
7. Sar, e.KE., Ferrario, m.DAN. Dan reguera, b. (Eds., 2002). Bunga alga yang berbahaya di kerucut Amerika Selatan. Institut Oseanografi Spanyol. https: // unesdoc.UNESCO.Org/ark:/48223/pf0000215417
8. Institut Sumber Daya Dunia, Eutrofikasi & Peta Interaktif Hipoksia. (Lihat 7 Februari. 2020). Diambil dari: https: // www.WRI.Org/kerja kami/proyek/eutrofikasi-dan-hipoksia/interaktif-map-eutrofikasi-hipoksia