UPJU PIESĀRŅOJUMS: CĒLOŅI, PIESĀRŅOTĀJI UN SEKAS - BIOLOĢIJA - 2025

Upe piesārņojums ir mainīšanu vai degradācija dabiskā stāvokļa šo ūdenstilpņu, ieviešot ķīmisko vai fizikālo elementu, kas apdraud tās bilanci par ekosistēmu.

Šo svarīgo ekosistēmu piesārņojums apdraud dzīvību un saldūdens pieejamību uz planētas. Upes un ar tām saistītās ekosistēmas nodrošina mūs ar dzeramo ūdeni, kas nepieciešams mūsu pārtikai un rūpnieciskajiem procesiem, tāpēc tie ir nepieciešami cilvēku labklājībai.

Atkritumu izgāšana Huallaga upē Peru. Avots: Averyaudio, no Wikimedia Commons

Saldā ūdens, kas pieejams uz Zemes, ir ierobežots resurss. Tikai 2,5% no kopējā planētas ūdens ir saldūdens. Apmēram 70% no tā ir ledāji, bet pārējais - gruntsūdeņu, ezeru, upju, vides mitruma veidā.

Pēdējās desmitgadēs pasaules saldūdens pieprasījums ir palielinājies, ņemot vērā iedzīvotāju skaita pieaugumu un ar to saistītos faktorus, piemēram, urbanizāciju, industrializāciju, palielinātu ražošanu un pārtikas, preču un pakalpojumu patēriņu.

Neskatoties uz upju atzīto nozīmi un saldūdens avotu trūkumu, tās joprojām ir piesārņotas. Tiek lēsts, ka visā pasaulē katru dienu divi miljardi tonnu ūdens tiek piesārņoti ar diviem miljoniem tonnu atkritumu.

Cēloņi

Piesārņojums ir antropogēnas parādības, kas sistemātiski ietekmē upes un ar tām saistītās ekosistēmas. Tādējādi šo svarīgo ūdenstilpņu piesārņojošie cēloņi ir jāinterpretē saskaņā ar ekosistēmas pieeju.

Strukturālā nozīmē cēloņus rada globālie ūdens lietošanas, apsaimniekošanas un novadīšanas modeļi, kas saistīti ar neilgtspējīgu dzīvesveidu, kurā tūlītējie ekonomiskie mainīgie ir prioritāri nekā vides un sociālie mainīgie.

Piemēram, ir aprēķināts, ka viena kg papīra iegūšanai nepieciešami apmēram 250 litri ūdens. Lauksaimniecībā 1 kg kviešu vai cukura saražošanai nepieciešami 1500 un 800 litri. Metalurģijā ir nepieciešami 100 000 litri, lai iegūtu 1 kilogramu alumīnija. Vai daba var nodrošināt šīs prasības?

Kopumā cēloņus, kas ietekmē upju un citu lotoso ekosistēmu piesārņošanu, var izklāstīt:

• Tiešie, piemēram, elementi, aktivitātes un faktori, kas tieši ietekmē ūdeni.
• Netiešs, ko veido virkne faktoru, kas ļauj tiešajiem cēloņiem padarīt labvēlīgu un labvēlīgu ietekmi.

Starp tiešajiem cēloņiem var minēt izpratnes un izglītības trūkumu par ekosistēmu piesārņojuma draudiem, nepilnības tiesību aktos un to ieviešanā dažādos līmeņos, ētikas trūkumu, kā arī sociālo nevienlīdzību.

Sadzīves atkritumi

Galvenais upju piesārņojuma avots ir šķidrie atkritumi no pilsētu centriem, kas rodas notekūdeņu / notekūdeņu nepareizas attīrīšanas dēļ.

Turklāt virszemes noteces ūdeņi var sasniegt upes, kurās ir piesārņotāji, piemēram, mazgāšanas līdzekļi, eļļas, tauki, plastmasa un citi naftas atvasinājumi.

Rūpnieciskie atkritumi

Cietie, šķidrie vai gāzveida rūpniecības atkritumi ir ļoti piesārņoti, ja tie netiek atbilstoši apstrādāti. Šie atkritumi var potenciāli piesārņot upes, izmantojot nozares notekūdeņu / notekūdeņu sistēmu.

Vēl viens piesārņojošs faktors ir skābs lietus, kas rodas sēra un slāpekļa oksīdu emisijas rezultātā. Šie ķīmiskie savienojumi reaģē ar ūdens tvaikiem un noved pie skābēm, kuras pēc tam nogulsnē lietus.

Skābes ieguves kanalizācija Centrālijā, Amerikas Savienotajās Valstīs. Avots: Michael C. Rygel, no Wikimedia Commons

Ieguves rūpniecība un eļļa

Ieguves rūpniecība un naftas ieguve ir visnopietnākie upju piesārņojuma cēloņi. Atklātā šahtā zelta ieguvē augsnes virskārta tiek iznīcināta, tādējādi palielinot eroziju un noteci.

Arī ūdens, ko izmanto aluviālā materiāla mazgāšanai, nonāk upēs, izraisot smagu piesārņojumu, ieskaitot smagos metālus.

Viens no nopietnākajiem kalnrūpniecības piesārņojuma gadījumiem rodas, ja zelta ieguvei izmanto dzīvsudrabu vai cianīdu. Abi savienojumi ir ļoti toksiski.

Lauksaimniecības darbības

Mūsdienu lauksaimniecība izmanto lielu skaitu ķīmisku vielu, piemēram, biocīdus kaitēkļu un slimību kontrolei vai mēslojumu.

Šie ķīmiskie produkti, kas tieši uzklāti uz augsnes vai kultūraugu lapotnēm, lielākoties tiek mazgāti ar apūdeņošanas ūdeni vai lietu. Atkarībā no augsnes veida, reljefa topogrāfijas un ūdens līmeņa, šie piesārņotāji bieži nonāk upēs.

Dažām kultūrām, piemēram, kokvilnai, lielas biocīdu devas tiek izsmidzinātas no gaisa (fumigācijas plaknes). Šajos gadījumos vējš var būt šo ķīmisko produktu transporta līdzeklis upēm.

No otras puses, daudzi biocīdi nav viegli noārdāmi, tāpēc tie paliek ilgu laiku, piesārņojot ūdeņus un ietekmējot bioloģisko daudzveidību.

Mēslošanas līdzekļi ietekmē ūdens spējas, jo tajos ir augsts slāpekļa, fosfora un kālija līmenis.

Intensīvā lopkopība, mājputnu un cūkkopība ir upju piesārņojuma avoti, galvenokārt ekskrementu uzkrāšanās dēļ. Intensīvā cūkkopība ir ļoti piesārņojoša darbība lielā fosfora un slāpekļa satura dēļ ekskrementos.

Piesārņojošās sastāvdaļas

Naftas atvasinājumi

Naftas noplūdes ir visgrūtākie piesārņojuma gadījumi, kas jānovērš sakarā ar naftas slāņa uzkrāšanos ūdens virsmā un iespējamo iekļaušanos piekrastes ekosistēmās, piemēram, mangrovju audzēs, purvos vai purvos. Tā rezultātā tiek zaudēta ūdens izmantojamība, tiek nogalinātas daudzas ūdens sugas un mainītas ekosistēmas.

Naftā esošie ogļūdeņraži un smagie metāli kaitē zivīm un citām dzīvnieku un augu sugām, kas ietilpst upju ekosistēmās. Šie bojājumi var būt hroniski (ilgtermiņa) vai akūti (īstermiņa), un tie var ietvert nāvi.

Naftas piesārņojums, Ekvadora. Avots: Džūljena Gomba, izmantojot vietni Wikimedia Commons

Asfaltēniem bagāto smago naftas produktu noplūdes ir ļoti satraucošas. Asfaltenīni uzkrājas dzīvnieku taukaudos un rada biacumulāciju.

Mazgāšanas līdzekļi

Mazgāšanas līdzekļi nav viegli bioloģiski noārdāmi, tāpēc ir grūti tos noņemt no ūdens vides. Turklāt tie satur virsmaktīvos savienojumus, kas kavē skābekļa šķīdību ūdenī, tādējādi izraisot ūdens faunas nāvi.

Lauksaimniecības un lopkopības produkti

Starp lauksaimniecības produktiem, kas var piesārņot upes, ir biocīdi (herbicīdi, insekticīdi, rodenticīdi un akaricīdi) un mēslošanas līdzekļi (organiski un neorganiski). Starp problemātiskākajiem ir hlorētie pesticīdi un slāpekļa un fosfora mēslojumi.

Purīni (visi organiski atlikumi ar spēju raudzēties), kas rodas lauksaimniecības un lopkopības darbībās, ir piesārņotāji tuvējās upēs. Starp piesārņojošākajiem un bagātīgākajiem ir lauksaimniecības dzīvnieku ražotie ekskrementi.

Piesārņojums, ko rada lauksaimnieciskas darbības Vairarapā, Jaunzēlandē. Alans Liefings no Wikimedia Commons

Smagie metāli, metalloīdi un citi ķīmiskie savienojumi

Ķīmiskie savienojumi, kas radušies rūpniecībā un ieguves rūpniecībā, ir ļoti toksiski piesārņotāji. Tajos ietilpst dažādi smagie metāli, piemēram, dzīvsudrabs, svins, kadmijs, cinks, varš un arsēns.

Ir arī vieglāki metāli, piemēram, alumīnijs un berilijs, kas ļoti piesārņo. Arī citi nemetāliski elementi, piemēram, selēns, var nokļūt upēs, izšļakstoties kalnrūpniecības vai rūpniecības darbībām.

Metalloīdi, piemēram, arsēns vai antimons, ir upju piesārņojuma avots. Tos rada pesticīdu lietošana, kā arī sadzīves un rūpniecības notekūdeņi.

Organiskas vielas un fekālu izcelsmes mikroorganismi

Upes ūdenī nonāk dažādas slimību izraisošo baktēriju, vienšūņu un vīrusu sugas. Ienākšanas ceļš ir sadzīves atkritumu un lopkopības saimniecības bez notekūdeņu attīrīšanas, kuras tiek nogremdētas tieši upju gultnēs.

Šo mikroorganismu uzkrāšanās ūdenī var izraisīt dažāda smaguma slimības.

Efektu rediģēšana

Dzeramais ūdens

Upes ir svarīgs dzeramā ūdens avots gan cilvēkiem, gan savvaļas dzīvniekiem. Tāpat daudzos gadījumos tie nodrošina ūdeni, kas vajadzīgs lauksaimniecības un lopkopības darbībām.

Upju piesārņojums izslēdz ūdeni cilvēku vai dzīvnieku patēriņam un ārkārtējos gadījumos padara to tikpat nelietojamu apūdeņošanas ūdenim. Turklāt fekālo izcelsmes patogēno mikroorganismu klātbūtne veicina slimību izplatīšanos.

Bioloģiskā daudzveidība

Ūdens piesārņojums izraisa sugu izzušanu piekrastes ekosistēmās. Var izzust gan ūdens, gan piekrastes sugas, kā arī dzīvnieki, kas patērē ūdeni no piesārņotām upēm.

Apūdeņošanas ūdens

Apūdeņošanai nav piemēroti upju ūdeņi, kas piesārņoti ar neapstrādātiem pilsētas ūdeņiem vai no lopkopības saimniecībām. Tas pats notiek ar upju ūdeni netālu no ieguves darbībām vai rūpniecības zonām.

Ja apūdeņošanai izmanto piesārņotu ūdeni, fekālijas un toksiski savienojumi vai patogēni organismi var apmesties uz augu epidermas vai absorbēt saknes. Piesārņoti lauksaimniecības produkti kļūst bīstami veselībai, ja tos patērē cilvēki.

tūrisms

Upes un ar tām saistītās ekosistēmas var būt ekonomiski nozīmīgas tūristu teritorijas iedzīvotājiem. To piesārņojums samazina to vērtību un rada ekonomiskus zaudējumus.

Piesārņotas upes var radīt veselības apdraudējumu patogēno mikroorganismu vai toksisko atkritumu klātbūtnes dēļ. Turklāt tas zaudē savu gleznaino vērtību, jo īpaši cieto atkritumu uzkrāšanās dēļ.

Kā izvairīties no upju piesārņojuma?

Globālās darbības

Virszemes tekošo ūdens ekosistēmu piesārņojuma samazināšana ir globāls mērķis, kuru var sasniegt tikai tad, ja ir iespējams strukturāli mainīt globālos ūdens lietošanas, pārvaldības un novadīšanas modeļus, kas saistīti ar neilgtspējīgiem dzīves veidiem.

Vispārējā nozīmē likumi būtu jānostiprina visos vides aizsardzības līmeņos. Turklāt jāveicina tāda izglītība, kas papildus izpratnes veidošanai veido arī cieņas pret dabu vērtības.

Dažas valstu darbības

Likumdošana

Lai samazinātu piesārņojuma radīto kaitējumu, upju aizsardzībai ir nepieciešama stingra tiesību sistēma.

Viens no vissvarīgākajiem aspektiem, kas jāregulē, ir notekūdeņu attīrīšana. Vēl viens tiesību aktu interešu aspekts ir regulēt darbības, kuras var veikt krastos un ūdensteču aizsargjoslā.

Izmeklēšana

Upes veido baseinus, kas ir lielas teritorijas, kuru dabiskās vai mākslīgās notekas saplūst galvenās upes pieteku tīklā. Tāpēc tās ir sarežģītas sistēmas, kuras jāpēta, lai ierosinātu pārvaldības plānus.

Nepieciešams pastāvīgi uzraudzīt ūdens kvalitāti un ekosistēmas darbību.

Piekrastes veģetācijas saglabāšana

Piekrastes veģetācija piedalās barības vielu apritē, apkārtējās vides sanitārijā un mazina klimata pārmaiņu ietekmi. Tāpēc ir svarīgi veicināt to saglabāšanu un aizsardzību.

Dažas vietējas darbības

Attīrīšanas iekārtas

Galvenais upju piesārņojuma avots ir notekūdeņi no pilsētu un rūpniecības centriem. Lai mazinātu tā ietekmi, ir nepieciešams atbilstoši attīrīt piesārņoto ūdeni, uzstādot attīrīšanas iekārtas.

Attīrīšanas iekārtās tiek izmantotas dažādas sistēmas atkarībā no piesārņotāju veida. Tie ietver cieto atkritumu dekantēšanu, ūdens filtrēšanu, ķīmiskās attīrīšanas attīrīšanu un bioloģisko sanāciju.

Sanācijas prakse

Kad upe ir piesārņota, jāveic sanācijas pasākumi. Šie pasākumi atšķiras atkarībā no piesārņotāja veida.

Viens no šiem pasākumiem ir mehāniskā tīrīšana. Šim nolūkam upēs izmesto cieto atkritumu ieguvi veic, izmantojot bagarēšanas mašīnas un savākšanas iekārtas.

Vēl viena no izplatītākajām praksēm ir fitoremediācija. Tiek izmantotas dažas augu sugas, kas ir efektīvas smago metālu ieguvei no piesārņotām upēm. Piemēram, kadmija un vara absorbēšanai ir izmantotas Eichhornia crassipes (ūdensrozes). Tāpat Azolla-Anabaena azollae simbiosistēma tiek izmantota ar arsēnu un citiem metalloīdiem piesārņotu upju biorehabilitācijai.

Dažas baktēriju sugas un noteiktus sēnīšu atvasinājumus izmanto piesārņojošo savienojumu sadalīšanai upēs (bioloģiskā noārdīšanās). Acinetobacter, Pseudomonas un Mycobacterium ģinšu baktēriju sugas noārda attiecīgi monoaromātiskos un poliaromātiskos alkānus.

Atsauces

1. Alcalá-Jáuregui JA, JC Rodríguez-Ortiz, A Hernández-Montoya, F Villarreal-Guerrero, A Cabrera-Rodríguez, FA Beltrán-Morales and PE Díaz Flores (2014) Smago metālu piesārņojums piekrastes teritorijas nogulumos San Luis Potosi, Meksika. FCA UNCUYO 46: 203-221.
2. Alarcón A un R Ferrera-Cerrato (koordinatori) (2013) Ar organiskiem un neorganiskiem savienojumiem piesārņotu augsņu un ūdeņu biorehabilitācija. Trillas, Meksika, 333 lpp.
3. Arcos-Pulido M, SL Ávila, SM Estupiñán-Torres un AC Gómez-Prieto (2005) Ūdens avotu piesārņojuma mikrobioloģiskie rādītāji. Nova 3: 69-79.
4. Barboza-Castillo E, MA Barrena-Gurbillón, F Corroto, OA Gamarra-Torres, J Rascón-Barrios and LA Taramona-Ruiz (2018). Sezonas avoti Utcubamba upes baseinā, Amazones reģionā, Peru. Arnaldoa 25: 179-194.
5. Euliss K, Ho, AP Schwab, S Rock un MK Banks (2008) Siltumnīcefekta un lauka novērtējums naftas piesārņotāju fitoremediācijai piekrastes joslā. Bioresource Technology, 99: 1961–1971.
6. Fennessy MS un JK Cronk (1997). Krasta piekrastes ekotonu efektivitāte un atjaunošanas potenciāls, lai pārvaldītu piesārņojumu, kas nav tiešs avots, jo īpaši nitrāti. Kritiskas atsauksmes vides zinātnē un tehnoloģijā. 27: 285-317.
7. Gamarra-Torres OA, MA Barrena-Gurbillón, E Barboza-Castillo, J Rascón-Barrios, F Corroto and LA Taramona-Ruiz (2018). Sezonālā piesārņojuma avoti Utcubamba upes baseinā, Amazones reģionā, Peru Arnaldoa 25: 179 - 194.
8. Lowrance R, R Leonard un J Sheridan (1985) Pārbauda piekrastes ekosistēmas, lai kontrolētu tiešo piesārņojumu. Žurnāls Augsnes un ūdens aizsardzība 40: 87-91
9. Sowder AG, PM Bertsch un PJ Morris (2003) Urāna un niķeļa sadalīšana un pieejamība piesārņotos piekrastes nogulumos. Vides kvalitātes žurnāls. 32: 885.
10. Pasaules ūdens novērtēšanas programma. Apvienoto Nāciju Organizācijas ziņojums par ūdens resursiem pasaulē 2015. gadā. 12. lpp.