какие водоросли вызывают цветение воды
Цветение воды
Во второй половине лета можно заметить, что вода в прудах, озерах, реках, морях меняет цвет, становится зеленой, желтой или даже коричневой. Это явление называется цветением воды, но никакого отношения к появлению на поверхности красивых бутонов оно не имеет.
Условия и причины цветения воды
Пруд, в котором еще неделю назад купались дети, а деревенские жительницы полоскали белье, вдруг затянулся зеленой ряской и стал непригоден для использования человеком. Цветение водоема вызывают микроорганизмы, количественный баланс которых в воде нарушается по разным причинам. Возбудителями процесса являются сине-зеленые водоросли трех видов, размножающиеся делением клеток:
Это полезные микроорганизмы, положительно влияющие на жизнь в водоемах, обогащающие воду кислородом. В сбалансированном количестве они не заметны глазу и определяются только в лабораторных условиях. Но когда бактерий становится слишком много, пигмент водорослей окрашивает воду.
Из красивого пруда водоем может превратиться в болото по разным причинам:
Главное условие, которое вызывает этот процесс – застой воды. Это оптимальная ситуация для скоротечного развития фитопланктона. Его концентрация составляет 1 миллион и более одноклеточных на 1 миллилитр воды. Но цветение может происходить и в реках с устойчивым течением, наблюдаться в пресных стоячих водоемах, в соленых заливах и лиманах морей. Не мешает явлению даже ледяной покров.
Последствия для водоемов
Критичная концентрация микроорганизмов приводит к непригодности воды для использования человеком. Ее нельзя пить, так как вредные микробы могут вызвать сильнейшее отравление. Не рекомендуется купаться. Попав в организм, бактерии вызывают серьезные инфекции, конъюнктивит, менингит, аллергически реакции.
Страдают и сами водоемы. Ядовитые вещества, выделяемые водорослями, губят все живое. Застой и засорение прудов приводит к снижению уровня кислорода, от чего страдают рыбы. Отравленную рыбу съедают водоплавающие птицы, млекопитающие, человек – последствия летальные, страдают все звенья длинной цепочки эко-системы.
Поскольку растения будет некому съедать, умирая, они оседают на дне водоема, провоцируя образование грибов, на которых поселяются гнилостные бактерии. Они в свою очередь самоуничтожаются, не справляясь с потреблением углекислого газа, который сами же и выделяют. Из красивого водоема с прозрачной водой пруд превращается в гнилостную зловонную яму.
Борьба с цветением воды
Для сдерживания роста численности цианобактерий применяется целый комплекс мер, но в крупных водоемах добиться их эффективности сложно. Используются:
Целесообразность вышеперечисленных способов вызывает сомнения. Внесение химикатов нарушает баланс минералов, очистить все реки, озера и пруды вручную невозможно, а рыбы не всегда справляются с поставленной задачей. Поэтому главный способ не допустить цветения – заботиться о сохранности эко-системы, не засорять водоемы, беречь природу.
Цветение воды в водоемах
Многим приходилось наблюдать, как в колодце, пруду, даже в аквариуме, вода зеленела, начинала неприятно пахнуть. Причина изменения свойств жидкости — цветение воды.
Какое явление называют цветением воды
Природное явление, при котором происходит многократное увеличение концентрации сине-зеленых водорослей в водоеме, называется цветением воды. При этом вода чаще всего приобретает зеленый цвет, но может пожелтеть, покраснеть, и даже стать коричневой. Причина ее окрашивания заключается в высокой концентрации пигмента в клетках водорослей. Явление встречается как в пресной, так и в морской воде.
Чаще всего картина наблюдается в стоячих неглубоких водоемах, таких как пруды, озера, заводи рек, бассейны.
Под воздействием солнечных лучей и жаркой погоды усиленно развиваются одноклеточные особи и отдельные водоросли (фитопланктон). Из-за этого вода меняет не только цвет, но и свойства. Таким образом, причиной мутной воды в теплую погоду являются не паводки и наносы, а цветение.
Процесс зацветания водоемов в большинстве случаев начинается в конце июля или в первой декаде августа. Его продолжительность составляет 10-14 дней.
Причины и последствия явления
В связи с тем, что основными причинами цветения воды в водоемах являются водоросли и мусор, в большинстве случаев вода зацветает в водоемах, где нет течения или оно слабое.
Процесс развивается следующим образом:
По строению клетки сине-зеленых водорослей схожи с клетками бактерий, поэтому они получили название цианобактерий.
Благоприятные условия: жаркая погода, отсутствие дождей способствуют моментальному размножению водорослей делением клеток. Их масса удваивается за несколько часов, скопление насчитывает миллионы клеток в миллилитре воды.
Каждый водоем цветет по-особенному. Бывают такие, где даже в самую жару нет зацветания воды, и такие, где вся водная поверхность зеленая.
Процесс цветения водоемов негативно сказывается на их экологическом состоянии и качестве воды:
Меры борьбы
Ученые исследуют природу цветения воды, разрабатывают методику сдерживания роста цианобактерий. Созданы отдельные водоохранные программы, подавляющие зацветание в водоеме, как прямым воздействием, например, альгицидами (средства, уничтожающие водные растения), так и косвенным, нацеленным на устранение факторов зацветания.
Подавляет развитие цианобактерий растительноядная рыба, например, белый толстолобик, амур. Но не всегда заселение толстолобика дает нужный результат.
Специальные организации пытаются бороться с этим губительным явлением:
К сожалению, перечисленные меры борьбы не дают нужного эффекта. Кроме того они очень материально и трудозатратны.
Водоемам и его обитателям нет никакой пользы от зацветания. Ученые пока не знают, как точно сбалансировать водный режим, чтобы урегулировать рост и развитие сине-зеленых водорослей. Они считают, что глобальная причина увеличения ядовитых цианобактерий — прирост населения на планете Земля. Вместе с этим усиленно развиваются промышленность и сельское хозяйство. Отсутствие экологической грамотности у руководителей предприятий и хозяйств усугубляет ситуацию.
Жители городов, деревень обязаны активно помогать в сохранности чистых водоемов, участвовать в их очистке. И в первую очередь — не засорять. Сохранить чистую воду на планете — значит сохранить жизнь.
Цветение воды
Цвете́ние во́ды в водоёмах – природное явление, вызываемое массовым размножением фитопланктона – свободно парящих в воде микроводорослей. Этот термин объединяет виды, входящие в 13 групп водорослей. Весной и осенью в водоёмах преобладают холоднолюбивые диатомовые водоросли, имеющие большие клетки с кремневым панцирем. Следует заметить, что при отмирании панцирь диатомовых опускается на дно и может сохраняться долгое время. На этом основан так называемый диатомовый анализ – метод реконструкции условий, которые были в данном водоёме многие годы назад (сотни и тысячи лет). Это позволяет оценить изменения экологических условий в водном объекте.
Большинство водорослей насыщает воду кислородом в процессе фотосинтеза, нейтрализует многие химические соединения, поглощает нитраты и углекислый газ при разложении органики, контролирует развитие бактерий. Многие одноклеточные виды служат пищей для мальков рыбы, рачков, коловраток и т.д.
Длительное время доминирующее развитие одного или нескольких видов фитопланктона в водоёмах в отдельные периоды интересовало лишь узкий круг специалистов-гидробиологов. Однако с середины ХХ в. цветение воды природных водоёмов стало принимать характер серьезной глобальной экологической проблемы. В летний период негативные последствия массового развития группы сине-зелёных водорослей стали принимать угрожающие масштабы. По особенностям строения клетки эта группа водорослей близки к бактериям, поэтому их иначе называют цианобактериями. Среди тысяч описанных видов цианобактерий имеются формы одноклеточные, колониальные и нитчатые. Высокая приспособляемость сине-зелёных водорослей к условиям окружающей среды обусловила их широкое распространение в природе. В неблагоприятных условиях сине-зелёные водоросли формируют покоящиеся клетки – споры, или акинеты. Осенью при снижении температуры эти споры опускаются на дно, перезимовывают, сохраняя жизнеспособность популяции, а весной прорастают и вплывают на поверхность воды к свету.
При возникновении благоприятных условий клетки сине-зелёных водорослей размножаются с огромной скоростью простым делением. Удвоение их массы происходит в считанные часы и концентрация в воде достигает миллионов клеток в миллилитре. Цветение воды классифицируют по биомассе водорослей: слабое – до 1 мг/л, умеренное – 1–10 мг/л, интенсивное – 10–50 мг/л, гиперцветение – более 50 мг/л. В водоёмах средней полосы России среди сине-зелёных доминируют виды родов Microcystis, Anabaena и Aphanizomenon. Мониторинг цветения осуществляется путём анализа видового состава с измерением биомассы водорослей. Широко применяется оценка биомассы через измерение концентрации хлорофилла. Этот пигмент синтезируется в клетках фитопланткона и обеспечивает оптимальное функционально-активное состояние растительной клетки. Процессы образования и разрушения хлорофилла связаны с общим метаболизмом растительного организма. Поэтому по хлорофиллу оценивают степень развития водорослей, их биомассу и первичную продукцию, судят об уровне трофии и нагрузке биогенными элементами водоёма в целом. Спектрометические методы определения хлорофилла позволяют проводить мониторинг этого пигмента из космоса, отслеживая крупные пятна цветения внутренних водоёмов и морей.
В интенсивно цветущих водоёмах концентрация этого пигмента может достигать 300 мкг/л.
Во время массового развития сине-зелёных водорослей наблюдаются характерные «пятна цветения» (в англоязычной литературе для их обозначения используется термин «bloom») вызванные ветровым переносом лёгких, концентрирующихся у поверхности клеток водорослей. Наиболее высоких концентраций водоросли достигают в заливах, где в результате нагона образуются плотные слои сине-зелёного цвета.
При оседании водорослей на дно происходит окисление органического вещества. В летний и зимний периоды при стратификации водной толщи не происходит обогащения кислородом нижних слоёв воды верхними, возникает аноксия, т.е. бескислородный режим. Химическое состояние в придонных слоях и донных осадках сдвигается от окислительных к восстановительным условиям, благоприятствующим выделению из донных осадков токсикантов, например тяжёлых металлов.
Резкий скачок потребления кислорода разлагающейся органической массой в это время приводит к возникновению кислородных дефицитов и рыбных заморов. Цветение воды наносит существенный ущерб рыбному хозяйству и создаёт серьезные проблемы для муниципального водоснабжения. Известны случаи забивания фильтров водопроводных станций сгустками цианобактерий. Наконец, существенным отрицательным следствием развития сине-зелёных следует считать явление биокоррозии – обрастания трубопроводов, оборудования электростанций, плотин биопленками цианобактерий. Таким образом, проблема цветения водоёмов сине-зелёными водорослями должна волновать не только гидробиологов и гидроэкологов, но и государственные органы, ответственные за охрану здоровья и защиту окружающей среды.
Причиной возрастающих масштабов цветения водоёмов сине-зелёными водорослями считается избыточная нагрузка на водоёмы биогенных веществ, прежде всего фосфора. Это явление, называемое антропогенным эвтрофированием, приобрело глобальный характер и в настоящее время является предметом активных исследований. При этом массовое развитие сине-зелёных водорослей наблюдается не только в водоёмах замедленного водообмена, но и в реках. Обычно массовое развитие цианобактерий связывают с высокими концентрациями минерального фосфора в воде водоёма, низким отношением содержания в воде азота к фосфору, низкой концентрацией в воде дафний, способных потреблять некоторые виды сине-зелёных, благоприятным температурным режимом для теплолюбивых видов фитопланктона. Важное значение для быстрого развития цианобактерий и образования пятен цветения имеет сравнительно слабый пресс более высоких трофических уровней, поскольку крупные колонии сине-зелёных водорослей непригодны в качестве пищи для зоопланктона, предпочитающего другие группы. К сожалению, если физиология и экология цианобактерий в значительной мере изучена, то полного понимания механизмов цветения пока наукой не достигнуто. В настоящее время не существует не только универсальных, но даже и для отдельных водоёмов теоретически обоснованных методик прогнозирования развития фитопланктона. Причина этого – чрезвычайная сложность и многофакторность этого явления; при этом определяющие цветение факторы действуют одновременно и с разной интенсивностью.
Серьёзные негативные последствия цветения обусловили активную разработку их научного исследования и поиск мер, направленных на сдерживание развития токсичных цианобактерий. Помимо специальных водоохранных программ по снижению внешней нагрузки на водоёмы биогенных веществ разрабатываются мероприятия для подавления цветения в самом водоёме. Эти мероприятия включают как прямые методы подавления цветения, например применение альгицидов, так и косвенные, направленные на усиление лимитирующих факторов цветения и понижения способности экосистемы к фотосинтезу. Определённую роль может играть культивирование и ежегодное скашивание конкурентов фитопланктона – макрофитов. Среди попыток направленного воздействия на экосистемы особое место занимают биологические методы, называемые биоманипуляцией. Известным биологическим способом подавления массового развития цианобактерий является вселение в водоём растительноядной рыбы – белого толстолобика, хотя этот метод далеко не всегда оказывается успешным. В любом случае для реализации методов биоманипуляции необходимы широкие полевые испытания биохимических методов и разработка научных способов внесения биологических субстанций в водоёмы. Очевидно, что перспектива борьбы с цианобактериальным цветением водоёмов связана с применением комплексных экотехнологий, сочетающих различные методы подавления цветения.
«Цветущий» водоем. Осторожно, токсичные водоросли!
Всем известно, что вода в природных водоемах вблизи городской черты не отличается кристальной чистотой. Мало кому придет в голову пробовать её на вкус. Даже места для купания санэпидстанция выбирает с особой тщательностью. И не только по причине загрязнения сточными водами и опасного рельефа дна. Сегодня я расскажу вам, почему ещё не следует купаться в незнакомых водоемах.
Случалось ли вам когда-либо наблюдать такую вот картину?
С середины лета и до глубокой осени многие стоячие водоемы начинают «цвести». “Цветение” возникает вследствие массового развития микроскопических водорослей. Вода при этом становится мутной, окрашивается в желтовато-бурый или сине-зеленый цвет, приобретает неприятный запах тины. При «гиперцветении» водоем и вовсе покрывается вязкой зеленоватой пленкой. В умеренных масштабах “цветение” повышает биологическую продуктивность водоёмов, а “гиперцветение”, напротив, сопровождается ухудшением органолептических свойств воды, вызывает замор рыб и других водных обитателей, создаёт серьёзную угрозу для здоровья и жизни людей и животных.
Опасные Сине-Зеленые.
Дело в том, что среди водорослей, вызывающих «цветение» много токсичных видов. В основном это представители отдела Cyanoprokaryota (Cyanophyta, Cyanobacteria) – сине-зеленые водоросли. В пресных водоемах Башкирии встречается около 10 видов микроводорослей, способных продуцировать гепато- и нейротоксины, опасные не только для водных обителей, диких и домашних животных, но и для человека.
Так, гепатотоксины, выделяемые некоторыми видами водоросли Микроцистис (Microcystis aeruginosa, M. viridis и M. wesenbergii) губительны для рыб и домашнего скота. Некоторые штаммы Анабены (Anabaena lemmermannii) также выделяют нейро– и гепатотоксины. Отдельные популяции Афанизоменона (Aphanizomenon flos-aquae) синтезируют афантоксины, токсическое действие которых также установлено на животных.
Колонии Микроцистиса.
Нитчатая сине-зеленая водоросль Анабена.
Массовое размножение Афанизоменона.
Чем чревато купание в цветущих водоемах?
Купание в «цветущих» водоемах может вызывать дерматиты и другие кожные заболевания. Употребление в пищу рыбы, выловленной из них, приводит к отравлениям и кишечным расстройствам. Ученые полагают, что при постоянном употреблении в пищу воды из цветущих водоемов возможно развитие онкологических и желудочно-кишечных заболеваний, Гаффской болезни, врожденных пороков развития и т.д.
Меры безопасности.
Цветение, как правило, чаще возникает в закрытых водоемах (стоячих озерах, прудах, старицах рек, карьерах). Особенно обильно скопление водорослей именно в прибойной полосе, куда их приносит течением и ветром. Поэтому цветущий водоем можно определить сразу. Если у вас на даче установлен бассейн, то за качеством воды в нем тоже необходимо следить: пользоваться специальными средствами против цветения или чаще менять воду. Интенсивность цветения зависит также от того, насколько водоем антропогенно эвтрофирован: чем более он загрязнен бытовыми и промышленными отходами, тем цветение обильнее. Хотя, умеренное цветение часто фиксируется учеными и в водах Особо Охраняемых Природных Территорий (заповедниках, заказниках, национальных парках). Поэтому, будьте осторожны и не купайтесь в незнакомых водоемах. И уж тем более не пейте из них воду, даже кипяченую.
Цветение микроводорослей.
Цветение ряски.
ПРИМЕЧАНИЕ: не путать цветение водорослей с массовым разрастанием ряски! Маленькое растеньице ряски можно разглядеть невооруженным взглядом. Водоросли же можно обнаружить только в микроскоп. Цветение ряски безопасно, это растение с удовольствием поедается утками, курами, гусями и домашними черепахами.
Почему цветет вода и как решить проблему
Ни один земельный участок не может обойтись без воды. Дачники и огородники запасаются ею для полива, накапливая в больших емкостях, обустраивают пруды, но, рано или поздно сталкиваются с проблемой цветения. Вода становится зеленой, покрывается налетом и становится непригодной. Если рассмотреть каплю под микроскопом, можно увидеть водоросли. Как и все растения, они фотосинтезируют, поэтому их клетки зеленеют из-за выработки хлорофилла.
Процесс цветения воды в природе
В искусственных водоемах на дачных участках находятся одноклеточные сине-зеленые водоросли, представляющие собой цианобактерии. Почти 2,4 миллиардов лет назад эти микроорганизмы и образовали кислород в атмосфере Земли. Наряду с цианобактериями в прудах проживают простейшие, в том числе и динофлагелляты, участвующие в цветении.
Возможно, вас это удивит, но в воде на самом деле ничего не цветет. Этот термин – народный, а не научный. Дело в том, что активное размножение микроорганизмов методом деления провоцирует избыток тепла и питательных веществ. Из-за этого вода и приобретает зеленый оттенок. Происходит это не только в водоемах и в емкостях на дачных участках, но и в реках, озерах, морях и океанах. Выглядит это зрелище фантастично, и увидеть его можно даже из космоса. Экологи бьют тревогу, так как в последнее время это явление перестало быть сугубо естественным и стало причиной антропогенного загрязнения водных экосистем, к которому добавилось и глобальное потепление.
В водоемах северных регионов преобладают сине-зеленые водоросли, придающие воде зеленый цвет. В других местах планеты можно встретить бурую, красную или розовую воду, так как в ней находятся другие виды микроскопических организмов. В американских штатах Калифорния и Флорида, например, не редкость красные приливы. Такие цвета воде придают огромные популяции динофлагеллятов. Ученые и историки предполагают, что именно это явление описано в первой из «Десяти казней египетских» («Наказание кровью»): «…И вся вода в реке превратилась в кровь…».
Срок жизни бактерий очень короткий. Во время цветения они отмирают, дружно опускаясь на дно. Их в воде – миллиарды, поэтому процесс их гниения сопровождается поглощением кислорода, из-за чего погибает рыба и другое население водоемов. Но это – не единственная причина мора. Продукты гниения микроорганизмов токсичны. Не допускается употребление в пищу рыбы из сильно цветущих водоемов. Такие «дары морей» способны вызвать сильное отравление и серьезные заболевания.
Как избежать цветения водоемов на дачном участке
Решить проблему цветения воды в морях и океанах вряд ли получится, но справиться с этой неприятностью на своей территории вполне реально. Некоторые владельцы прудов и вовсе никак не борются с зеленой водой, считая цветение природным явлением. В водоемах со здоровым микроклиматом такой процесс продолжается недолго – неделю-две, после чего вода вновь приобретает прозрачность. Если вы не собираетесь мириться с зеленью в пруду, возьмите себе на вооружение несколько советов.
Создайте гармоничный водный мир
Цианобактерии– это начало пищевой цепочки, ее первейшее звено. Чтобы предотвратить активацию бактерий, запустите в водоем тех, кто будет ими питаться. Даже в том случае, если микроорганизмы размножаются с высокой активностью, они не станут причиной цветения воды, так как будут съедены рыбами и другим населением.
Самыми продуктивными в плане уничтожения вредоносных микроорганизмов считаются раки и некоторые виды рыб, например, амур. Такое население естественным образом будет поддерживать чистоту вашего пруда.
Берегите пруд от жары
Сине-зеленые водоросли любят тепло. В сильную жару они размножаются особенно быстро. Повлиять на погоду человек не в силах, но понизить температуру воды можно. Предпринимать меры начинайте на этапе организации водоема. Размещайте его не под открытым солнцем, а в затенении, и позаботьтесь об углублении дна, так как в мелких водоемах вода нагревается быстро.
Хорошее решение – помешать фотосинтезу бактерий. Для этого разведите водные растения с крупными листьями. Больше всего подходят кувшинки и плавающий рдест. Желательно, чтобы листья покрывали порядка трети поверхности пруда. Если нет желания ухаживать за растениями, воспользуйтесь специальными красками для затенения воды. Их можно найти в продаже.
Сократите количество питательных веществ
Бактерии очень любят фосфор: контролируйте его содержание. Для этих целей своевременно убирайте из пруда опавшую листву, отмершие водные растения и остатки кормов для рыб. Уборку можно осуществлять ручным методом, а можно и установить специальные фильтры, которые будут убирать мусор за вас. Эти устройства продаются в специализированных магазинах и называются скиммерами. Недостатком этого оборудования считается то, что против ила он бессилен, поэтому здесь не обойтись без сопутствующих мероприятий. И еще один важный момент: четко соблюдайте дозировку удобрений для водных растений, если вы их вносите.
Большим спросом у дачников пользуются водные пылесосы. По принципу работы они не отличаются от бытовых устройств, которые есть в каждом доме. Водные варианты втягивают в себя жидкость, а потом ее фильтруют. Ил попадает в грязесборник, а чистая вода отправляется обратно в пруд.
Водный пылесос используется для очистки прудов, дно которых выполнено из бетона или покрыто пленкой. Если на дне галька, то это устройство неминуемо испортится.
Боритесь с застоем воды и контролируйте уровень рН
Стоячая вода зацветает моментально. Зная это, многие владельцы земельных участков обустраивают проточные водоемы. Но такая возможность есть не всегда и не у всех. Самое простое решение – установить фонтан. Во-первых, это предотвратит цветение, а, во-вторых, добавит привлекательности вашему участку. Альтернативу фонтану составит аэратор. Главная задача – бороться с застойными явлениями любыми доступными вам методами. Население водоема в этом случае будет чувствовать себя лучше и станет активнее питаться микроорганизмами.
Контролировать уровень рН не менее важно. Он должен быть либо нейтральным, либо слегка кислым.
Специальные средства против цветения
Если вы не соблюдали рекомендаций по предупреждению цветения водоема, то бороться с проблемой вам помогут специальные средства. В продаже можно найти альгициды, имеющие самый разный состав. Если в вашем водоеме есть культурные растения и рыбы, то выбирайте такие, которые безвредны для них.
Уничтожить цианобактерии можно и природными альгицидами, к которым относится солома ячменя – самый дешевый и недефицитный продукт. Просто погрузите пучок соломы в сетке на дно пруда или бассейна, можете также оставить на поверхности, но эффект в этом случае будет не таким сильным. Если соломы нет, замените ее тысячелистником. Действуйте по такому же принципу.
Разведите растения, отвечающие за очистку воды. В этом отношении хороша эйрохония, которую также называют водным гиацинтом. Со своей задачей растение справляется отлично, поэтому его применяют на очистных станциях. Эйрохония не только полезна, но и красива.
На помощь придут и ультрафиолетовые лампы, свет которых уничтожает микроорганизмы, причем, не только на суше, но и в воде. Сине-зеленые водоросли тоже боятся этого света, поэтому перестают размножаться и прекращают рост. Такие лампы не оказывают пагубного влияния на биологический состав воды и не препятствуют развитию микрофлоры. Если микроклимат в вашем пруду неблагоприятный, одного ультрафиолета недостаточно. В дополнение к нему используйте и другие рекомендуемые средства.
Если вы хотите, чтобы ваш водоем радовал, уделяйте ему как можно больше внимания. Большего эффекта можно добиться, если использовать перечисленные методы в комплексе.