Na dzisiejszych zajęciach zajmowaliśmy się badaniem zjawiska eutrofizacji z wykorzystaniem wody destylowanej i wodociągowej.
Nasze zajęcia rozpoczęła zabawa „15 x 15”. Każda z nas przygotowała sobie kartkę i przybory do pisania. Zadanie wykonywałyśmy indywidualnie, w ograniczonym czasie. Polegało ono na napisaniu dowolnej historyjki, w którą wplecione zostaną wyrazy podane przez nauczyciela. Pisanie rozpoczęło się z chwilą podania pierwszego wyrazu, a kończyło się 15 sekund po podaniu ostatniego słowa. Nauczyciel odczytywał podane słowa co 15 sekund. Na koniec każda z nas odczytała swoją historyjkę.
Następnie przygotowałyśmy stanowiska i zgromadziłyśmy potrzebne materiały, a mianowicie:
- wodę destylowaną 2000 ml
- wodę wodociągową 500ml
- 45 słoików
- nawóz azotowy
- nawóz fosforowy
- 5 zlewek
- 5 bagietek szklanych
- wagę laboratoryjną
- mikroskop
- szkiełka podstawowe i nakrywkowe
- zakraplacz
Kolejno sformułowałyśmy problem badawczy i hipotezę, a następnie rozpoczęłyśmy nasze doświadczenie. Każda z nas przygotowywała roztwór nawozu azotowego w wodzie destylowanej i wodociągowej oraz roztwór nawozu fosforowego w wodzie destylowanej i wodociągowej o innym stężeniu. Następnie z otrzymanych roztworów przygotowywałyśmy preparaty mikroskopowe i oglądałyśmy je pod obiektywem.
Na koniec odpowiedziałyśmy przy pomocy Internetu na następujące pytania:
1. Czym jest i na czym polega eutrofizacja?
Eutrofizacja – proces wzbogacania zbiorników wodnych w substancje pokarmowe (nutrienty, biogeny), jest to wzrost trofii, czyli żyzności wód. Dotyczy to nie tylko zbiorników wodnych ale również cieków.
2. Jakie są najczęstsze przyczyny eutrofizacji?
Główną przyczyną eutrofizacji jest wzrastający ładunek pierwiastków (biogenów), przede wszystkim fosforu. Wzrost dopływu pierwiastków biogennych, w tym wypadku fosforu, obejmuje nie tylko wzrost zrzutów ścieków, ale także wzrost zawartości środków piorących i innych detergentów zawierających fosfor w ściekach. Większa ilość tego biogenu związana jest także z intensyfikacją nawożenia oraz wzrostem erozji w zlewni. Wzrost dopływu azotu, drugiego z biogenów, związany jest z wzrastającą emisją tlenków azotu do atmosfery, a tym samym dużą ich zawartością w opadach atmosferycznych. Nawożenie ziemi poddanej pod uprawę, również przyczynia się do wzrostu ładunku azotu, ponieważ fosfor znajdujący sie w glebie nie jest pierwiastkiem silnie mobilnym. Silne opady deszczu mogą łatwo wypłukiwać azot z powierzchniowej warstwy gleby oraz z nawozów, przy czym do zbiornika mogą być też wniesione znaczne ilości fosforu.
3. Jakie są skutki ekologiczne eutrofizacji?
Na początku procesu eutrofizacji następuje umiarkowany wzrost produkcji biologicznej, co jest korzystne i przekłada się na wzrost liczebności ryb, ale po przekroczeniu pewnej granicy obserwuje się już wiele niepożądanych następstw tego procesu takich jak:
1. Masowy rozwój organizmów fitoplanktonowych powodujących w powierzchniowej warstwie wody tzw. zakwity i zmniejszających przezroczystość tej wody. W zbiorniku wzrasta przede wszystkim ilość sinic, które utrzymując się na powierzchni tworzą często kożuchy. Masowe nagromadzenia tych glonów powodują nie tylko śmiertelność ich samych, ale również występującej tam fauny. Ponadto niektóre szczepy sinic wydzielają toksyny i nierzadko powodują uczulenia. Wydzielanie przez glony organicznych substancji psujących smak i zapach wody dyskwalifikuje takie zbiorniki jako źródła wody pitnej. Do organizmów powodujących takie problemy należą Anabaena sp. oraz Aphanisomenon sp. wiążące azot, oraz niezdolne do wiązania azotu gatunki z rodzaju Microcystis, Limnotrix i Planktotrix. Zakwity występują nie tylko w zbiornikach, ale również w rzekach. W przypadku tych ostatnich powodowane są zwykle przez zielenice lub okrzemki, które są jednak mniej uciążliwe niż sinice, których miejscem występowania są przeważnie wody stojące.
2. Ustępowanie roślinności zanurzonej z powodu pogarszających się warunków świetlnych w strefie przybrzeżnej - litoral. Postępujące zanikanie światła pośrednio prowadzi także do przebudowy fauny tam występującej. Kożuchy glonów w tej strefie zupełnie uniemożliwiają rekreacyjne użytkowanie wody.
3. Wyczerpanie zasobów tlenu w warstwie przydennej - hypolimnionie, a zwłaszcza profundalu i w osadach dennych prowadzi do zaniku fauny głębinowej, w tym także gatunków reliktowych. Również tarło niektórych ryb nie dochodzi do skutku, co prowadzi do ustępowania cennych gatunków np. łososia. Często zdarza się że ryby giną zimą pod pokrywą lodową w wyniku braku tlenu. W warunkach anaerobowych dochodzi dodatkowo do różnych procesów chemicznych (amonifikacja, denitryfikacja) i powstawania metanu.
4. Występowanie siarkowodoru, który podczas całkowitego braku tlenu może przechodzić do warstw powierzchniowych wody, ulatniać sie i zatruwać atmosferę w okolicy.
4.Jak można przeciwdziałać eutrofizacji?
Prostym sposobem kontroli trofii zbiornika jest badanie widzialności krążka Secchiego: białego krążka o średnicy 30 cm, opuszczanego na wyskalowanej lince. Jego widzialność (ang. Secchi depth) zależy od ilości zawiesiny w wodzie, a ta z kolei – głównie od ilości glonów. Na podstawie widzialności krążka Secchiego można obliczyć tzw. wskaźnik Carlsona[1][2], na podstawie którego porównuje się trofię poszczególnych zbiorników lub zmiany trofii danego zbiornika w czasie. Tenże wskaźnik można też obliczyć, mając do dyspozycji dane o ilości chlorofilu a (pomiary fotometryczne) lub związków fosforu.
Najskuteczniejszą metodą walki z procesem eutrofizacji jest ograniczenie antropogenicznego dopływu biogenów do wód - kompostowanie odchodów w miejsce odprowadzania ich do ujścia kanalizacyjnego, redukcja zawartości fosforanów w środkach piorących używanych w gospodarstwach domowych, ograniczanie stosowania nawozów sztucznych w rolnictwie.
