Цветение воды - естественный природный феномен, обусловленный избыточным размножением микроскопических (одноклеточных и многоклеточных) водорослей в водоёме под действием избыточного солнечного (или искусственного) света и при достаточной концентрации в воде питательных веществ. Следует упомянуть, что в зависимости от содержания в организме водорослей тех или иных типов пластид (например, хлоропластов или хромопластов) цвет воды может меняться от мутноватого и слегка зеленоватого до изумрудно-зеленого или темно-коричневого и даже красноватого (при размножении эвглены красной или багряных водорослей).
Как правило, эта проблема начинает беспокоить жителей нашей страны с первой половины июня до конца лета - то есть, до окончания длинных световых дней. Как правило, данный феномен сочетается со снижением уровня воды в водоёмах и иногда выглядит совершенно апокалиптично.
Механизмы цветения воды и в природных водоёмах, и в уличных бассейнах и прудах абсолютно одинаковы и заключаются в быстром размножении водорослей в условиях достаточного количества света и наличия надлежащего количества пластического субстрата (из него строится тело растения). Дополнительное ухудшение экологического состояния водоема (сброс бытовых и производственных отходов, смыв минеральных удобрений с полей и т.п.) способствует ускорению процессов цветения воды и увеличению степени их выраженности.
Важными факторами, способствующими цветению, также являются высокая температура воды и изменение скорости и характера течения или его отсутствие. Наиболее ярко это можно проиллюстрировать при сравнительном описании в летний период маленьких мелких прудов (иногда все лето имеющих характерную зелено-коричневатую окраску) и быстрых горных речек с пронзительно холодной водой, прозрачной в любое время года.
Удивительным фактом является различный видовой состав водорослей - виновников этого феномена. Так в водоёмах Северного полушария цветение воды обусловлено преимущественно лавинообразным размножением цианобактерий (сине-зелёных водорослей), а в Южном полушарии - преимущественно диатомовыми водорослями. Дополнение им составляют и другие, хорошо известные нам со школьной скамьи растения и простейшие организмы - например, хлорелла, эвглены различных видов, вольвокс и другие. Вне зависимости от таксономического положения все эти виды водорослей объединяет их высокая способность к быстрому размножению, устойчивость к действию неблагоприятных факторов, в том числе, дефициту кислорода, и фиксации соединений азота и фосфора.
Почему это вредно? Во время интенсивного размножения одноклеточных водорослей, помимо эстетического ухудшения восприятия водоёма, формируются условия для ухудшения жизни всех других гидробионтов, а также существенно снижаются возможности его хозяйственного использования.
Даже сравнительно умеренное цветение воды приводит к резкому снижению содержания кислорода в воде в течение суток. Это прежде всего связано с тем, что одноклеточные водоросли - источники цветения являются такими же живыми организмами как и все остальные, и если в течение светового периода они умеренно фотосинтезируют, то в темное время суток они только дышат, то есть потребляют значительное количество растворенного кислорода. Это создает на определенный промежуток времени существенный дефицит последнего в воде и, как следствие, формирует предпосылки для гибели животных от гипоксии. Кроме того, снижение прозрачности воды также сказывается на количестве света для высших многоклеточных водорослей и других водных растений, что приводит к их дистрофии и дополнительному уменьшению продукции кислорода в водоёме. Авторам не доводилось наблюдать лично случаи гибели рыбы в водоёмах от цветения воды, однако такое явление довольно широко описано в профильной литературе.
Другим явным негативным последствием цветения воды является способность одноклеточных водорослей усваивать и, в ряде случаев, дополнительно метаболизировать целый ряд токсинов из внешней среды или вырабатывать их непосредственно в своих организмах. Спектр патологических эффектов этих токсинов (прежде всего, соединений нейротропного действия) очень широк - от дисфункции желудочно-кишечного тракта до остановки дыхания и летального исхода. От токсинов погибают различные гидробионты (например, морские черепахи), наземные животные, пьющие воду, и, иногда, человек - при употреблении в пищу некоторых моллюсков (мидии, устрицы), накапливающих токсины в собственном организме на пике цветения воды (это явление типично для т.н. "красных приливов").
Особенно тяжелая экологическая ситуация в водоёме складывается в момент массовой гибели водорослей, вызвавших феномен цветения (а рано или поздно это произойдет). В этот период на поверхности воды образуется комковатая пленка отмирающих организмов простейших...она оседает на дно и выбрасывается волнами на берег, распространяя по всему побережью удушливый гнилостный запах. Как правило, он совпадает с гибелью рыб, моллюсков и животного планктона.
Что делать? Существует несколько способов борьбы с цветением воды и с определенной степенью условности их можно объединить в две большие группы: профилактические и восстанавливающие мероприятия.
Профилактика. На современном уровне развития науки это, за редкими исключениями, основной метод борьбы с цветением крупных природных водоёмов, заключающийся в снижении воздействия на него природных и антропогенных факторов - инициаторов вспышки размножения одноклеточных водорослей. Можно выделить несколько направлений:
- строительство эффективных очистных сооружений, препятствующих сбросу промышленных и бытовых отходов в водоёмы (основное мероприятие!);
- устранение препятствий свободному току воды (например, бобровых плотин - массово распространившихся в России вследствие ограничений на добычу бобров);
- полный запрет вырубки лесных массивов вдоль водоёмов для уменьшения поверхности водного зеркала, подвергающегося воздействию прямых солнечных лучей;
- оптимизация процессов внесения минеральных и органических удобрений на поля, возведение сооружений, препятствующих смыву удобрений в водоёмы;
- уменьшение антропогенной нагрузки и борьба со стихийными свалками вдоль водоёмов и другие мероприятия.
Восстановление. В случае с небольшими садовыми прудами или домашними аквариумами существует целый набор методов - от временного затенения, принудительной большеобъёмной фильтрации (в т.ч. с применением ультрафиолетовых установок) и увеличения аэрации до сложных химических реагентов. А вот в случае с большими природными водоёмами выбор восстановительных мероприятий довольно скуден:
- механический сбор избыточной биомассы в водоёмах и по берегам;
- вселение в водоёмы растительноядных рыб - фильтраторов (например, толстолобика), способных переводить растущую массу водорослей в ценное мясо;
- обращение к сверхестественным силам (шутка, а что еще делать?...).
Цветение воды - крайне неприятный природный феномен частота возникновения и интенсивность которого существенно возросли с изменением климата. Вопрос этот в настоящее время практически не решается, к сожалению, а на наш взгляд, уже требует решений профильных министерств и, прежде всего, Минсельхоза. Он сложен даже не столько сам по себе, сколько как компонент комплексных негативных изменений водоёмов нашей страны. Об этих проблемах мы уже писали ранее и они, безусловно, требуют внимания:
В завершении хотелось бы поделиться надеждой, что наблюдаемые нами изменения не являются необратимыми и не только мы, но и наши дети и внуки будут любоваться прекрасной природой России!