УОБИЧАЈЕНЕ ЗАГАЂУЈУЋЕ МАТЕРИЈЕ (ПОЛУТАНТИ)
Неки од најчешћих полутаната су:
· нутријенти (азот и фосфор),
· супстанце које троше кисеоник,
· температура,
· салинитет,
· суспендоване чврсте материје.
О сваком од наведених полутаната ће касније бити више речи.
У принципу, ефекти најчешћих загађивача су хронични и доводе до погоршања услова током времена. Те загађујуће материје имају потенцијал да узрокују акутне ефекте (непосредна штета) по акватичну заједницу. Велике количине отпадних сировина, или концентрованог ђубрива, или брзо повећање или смањење температуре воде може да доведе до непосредних и често смртоносних последица по акватичну заједницу.
БИЉНИ НУТРИЈЕНТИ
Нутријенти, пре свега азот и фосфор, су неопходни за раст биљака. Међутим, под одређеним околностима могу да постану полутанти. Ниво раста биљка је контролисан лимитирајућим нутријентима, првенствено азотом и фосфором, мада то могу да буду било који есенцијални минерали неопходни за раст. Лимитирајући нутријенти су они који су доступни у мањим количинама него што је потребно акватичним биљкама да достигну максималан развој.
Када су количине лимитирајућих нутријената исцрпљене, раст престаје чак иако осталих нутријената има у одговарајућим количинама. Водени басени са високим садржајем нутријената који омогућавају бујан раст алги и макрофита су означени као еутрофни. Префикс "еу" значи добар или довољан, а трофија (trophic) се односи на потребе за нутријентима. Додавање нутријената у површинске воде услед људских активности се означава као еутрофизација (енгл. cultural eutrophication).
Главни извори хранљивих материја обухватају ђубрива и стајњаке који потичу од пољопривредних активности, урбане отпадне воде које садрже ђубрива из травњака и терена за голф, као и домаће и индустријске отпадне воде.
Амонијак, нитрити и нитрати учествују у процесу нитрификације, који представља оксидацију амонијака и нитрита. У присуству кисеоника, амонијак оксидишу посебне бактерије (Nitromonas) до нитрита, као међупроизвод. Нитрите тада оксидишу друге специјализоване бактерије (Nitrobacter) до нитрата.
Нитрити (NO2-) су, као и амонијак, изузетно токсични за акватичне организме, али се не убрајају у највеће проблеме по околину, јер се налазе у релативно малим количинама. Нитрати (NO3-) су релативно нетоксични за акватичне организме, а представљају уобичајене нутријенте за биљке.
Амонијак се природно јавља у површинским водама као производ разградње органских материја. Такође, може доспети у површинске воде из антропогених извора, као што су канализациони одводи, употреба ђубрива, или из отпадних вода са сточном храном. Амонијак спада у неколико категорија: кисеоник захтевне супстанце, нутријенте и токсичне материје. Као уобичајени загађивач, амонијак је једна од најтоксичнијих супстанци за акватични живот. За додатне информације о амонијаку погледати поглавље "Токсичне супстанце".
Ефекти нутријената на квалитет воде
Биљни нутријенти су неопходни за раст биљака, али могу имати негативан утицај на квалитет воде и на акватичну средину. Уколико је превелики унос (доток) нутријената, онда то може бити "окидач" за низ догађаја који ће довести до смањења садржаја кисеоника у води.
Природне варијације. Током 24 часа ниво раствореног кисеоника (РК) природно варира у већини акватичних екосистема. Продукција кисеоника – тј. фотосинтеза – нормално варира зато што зависи од количине светлости. Како се Сунце уздиже на хоризонту, акватичне макрофите и алге – тј. фотосинтетички организми – почињу да производе кисеоник, чија концентрација расте током дана. Производња кисеоника је већа од његове потрошње. Око сумрака престаје производња кисеоника, а садржај РК почиње да опада услед дисања и потрошње од стране акватичних организама (Сл. 3-2).
Најнижи ниво садржаја раствореног кисеоника је пред зору. Поред фотосинтезе, извор кисеоника у води је и путем природне аерације (ветар, кише, водене струје).
У целини, потрошња кисеоника (респирација) се може третирати као одлив из акватичних система, дању и ноћу. Уношење кисеоник-зависних-супстанци, тј. супстанци којима је потребан кисеоник због њихове хемијске природе, такође доводи до смањења садржаја раствореног кисеоника (повећава се његова потрошња, тј. одлив кисеоника из акватичног екосистема). На пример, приликом разградње органских материја се троши кисеоник. Недостатак кисеоника је уобичајена појава у воденим басенима, посебно током топлих и сувих летњих месеци.
Слика 3-2. Природне флуктуације раствореног кисеоника. (DО).
Смањење садржаја раствореног кисеоника – је обично повезано са прекомерним уносом нутријената и отпадних материја којима је потребан кисеоник. Низак ниво РК је последица поремећене равнотеже између производње кисеоника и физичких, хемијских и биолошких процеса.
Цветање алги. Повећан унос нутријената може изазвати појаву коју означавамо као цветање алги. Веће количине нутријената могу да узрокују повећан раст алги и њихову репродукцију до те мере да се пренамноже ("цветање"), као што ђубрива доводе до бржег раста житарица.
Током периода цветања алги, популациони раст премашује капацитет система. Цветање алги може довести до промене боје воде услед огромног броја алги. Вода је тада често тамније боје, али њена боја првенствено зависи од тога које врсти алги су доминантне.
Последице цветања алги. Током периода цветања алги, ниво РК током дана може бити веома висок, често виши од 10 mg/L тј. од 10 ppm. Међутим, током ноћи, када опада продукција кисеоника а расте респирација, ниво РК може опасти до леталних вредности. Цветање алги може да изазове озбиљне поремећаје а, у неким случајевима, помор риба и других акватичних организама.
Последице цветања алги се додатно повећавају током облачних дана. Смањена количина сунчеве светлости доводи до смањене продукције кисеоника, што за последицу има нето губитак РК (Сл. 3-3). Високе температуре током лета још додатно погоршавају последице цветања алги.
Слика 3-3. Последице цветања алги
Густа маса кончастих (филаментозних) алги и флотантне биљке такође могу да смање количину светлости која допире до субмерзних биљака, што утиче на смањену продукцију кисеоника. Када алге, које су довеле до цветања, и биљке угину, падају на дно где започиње њихова разградња што повећава потрошњу кисеоника, а за последицу може имати и његово потпуно одсуство.
Веома штетна цветања алги
Шта су веома штетна цветања алги? Веома штетна цветања алги (engl. harmful algal bloom – HAB) је посебан тип цветања алги када долази до продукције токсина који су веома штетни по биљке и животиње. До угинућа риба услед цветања алги долази услед потрошње кисеоника, а код овог типа цветања токсини који том приликом настају су увек летални по акватичне организме.
Помор риба који је забележен у Тексасу 1985. године узроковала је златна алга (Prymnesium parvum, Chrysophyta). Иако је ова алга прво забележена у реци Пекос, веома брзо се раширила и довела до помора риба у многим другим речним басенима.
Prymnesium parvum
Prymnesium parvum се може наћи широм света у естуарима (естуари су зоне мешања слатке воде из река са морском водом на местима где се уливају реке у мора), као и у неким слатководним басенима са релативно високим садржајем соли. Помор риба изазван овом алгом може бити од великог значаја. Иако нема директне опасности по здравље људи када су у питању токсини ових алги, постоје јако велики утицаји на околину и економију дате области.
