Eutrofizáció: jelentése, kialakulása, következményei

Az eutrofizáció, vagy vízvirágzás neve szépen cseng, csak éppen borzalmas folyamatot jelöl. Habár a laikus számára jó dolognak tűnhet, hogy az élő vizekben egyre dúsabbá válik a növényzet, az eutrofizáció mindig annak a jele, hogy felborult az egyensúly, és egyre rosszabb irányba változik helyzet.

Mivel Magyarországon az édesvízi területeket érő klímaváltozás kifejezetten jelentős, az ország nem védett az eutrofizációval szemben. Ideje tehát jobban megismernünk a vízvirágzás folyamatát.

Mit jelent az eutrofizáció vagy vízvirágzás?

Az eutrofizáció az a folyamat, amelynek során a felesleges tápanyagok, elsősorban nitrogén és foszfor, felhalmozódnak az élővizekben, ami az algák és más vízi növények túlszaporodásához vezet.

A biomassza ebből eredő növekedése a víz oxigénszintjének csökkenéséhez vezethet, ami viszont a halak és más vízi állatok pusztulásához vezethet, ami utána a vízinövényekre is károsan hat. Olyan az egész folyamat, mintha „elhíznának” a vizek – és pont annyira halálos, mint a kóros túlsúly.

Az elhízott embereknek azt tanácsolják, hogy mozogjanak többet és egyenek kevesebbet. Az élővizeknél a mozgással nincs gond, viszont rajtunk is múlik, hogy mennyire „híznak el” a tavaink (vagy akinek van, a tengere).

Hogyan alakul ki az eutrofizáció folyamata?

Az eutrofizáció természetes úton is előfordulhat, de elsősorban az emberi tevékenységek, például a mezőgazdaság, az urbanizáció és az ipari folyamatok okozzák.

Amikor műtrágyát, állati hulladékot és más tápanyagokban gazdag anyagokat juttatnak ki a földekre, e tápanyagok egy része a közeli vízfolyásokba szivároghat, ami a víz nitrogén- és foszforszintjének növekedéséhez vezet.

Hasonlóképpen, a városi területekről lefolyó víz a gyepekről, kertekből és más forrásokból származó tápanyagokat a közeli folyókba és tavakba juttathatja. Jó dolog a trágyázás, kell is a földnek, ám itt is fontos a mérték – ahogy az ember, úgy a Föld is „el tud hízni”.

Az eutrofizáció szakaszai

1. A felesleges tápanyagok a talajba kerülnek.
2. Egyes tápanyagok a vízben oldódnak, és a mélyebb talajrétegekbe szivárognak vagy mosódnak. Végül egy víztestbe, például egy tóba vagy tengerbe kerülnek.
3. Egyes tápanyagok a talaj és a talaj felett közvetlenül a vízbe folynak.
4. Az extra tápanyagok algavirágzást okoznak.
5. Az algák elzárják a napfényt.
6. A víz alatti növények fotoszintézise és növekedése gyengül, vagy esetleg leáll.
7. Ezután az algavirágzás megszűnik és a víztest fenekére merül. Ezután a baktériumok elkezdik lebontani vagy szétbontani a maradványokat, és eközben oxigént használnak fel.
8. A bomlási folyamat hatására a vízben csökken az oxigénszint, ami „holt zónákhoz” vezet. A nagyobb életformák, például a halak nem tudnak lélegezni, és elpusztulnak. A víztest ekkor eutrofizálódott.

Mi az eutrofizáció fő oka?

Az eutrofizáció alapvető oka tehát a tápanyagok bemosódása az élő vizekbe a szárazföldről – ez viszont önmagában természetes folyamat. Eutrofizáció emberi beavatkozás nélkül is létrejön, éppen úgy, mint ahogy nem kell emberi tevékenység a drasztikus éghajlatváltozáshoz sem (gondoljunk csak a Középső-Szahara elsivatagosodására az emberi civilizáció hajnalán).

Azonban attól, hogy valami természetes, még nem feltétlen jó, illetve azt sem jelenti, hogy az ember ne idézhetné elő. Olyan ez, mint a medvetámadás: természetes is, meg ember is előidézheti, de senkinek se jó. Kiváltképpen annak, akinek a medve igazítja meg a frizuráját.

Az tehát, hogy a vízvirágzás mind gyakrabban fordul elő mind több helyen, elsősorban az emberi tevékenységek következménye, például a mezőgazdaságé, az urbanizációé és az ipari folyamatoké.

Az eutrofizáció és a nitrogénkörforgás

A nitrogén alapvető eleme a földi bioszférának, már csak amiatt is, mert a levegő 78%-át ez a gáz alkotja. Amellett, hogy az emberi élet számára is szükséges elem, a növényeknek is létfontosságú a nitrogén.

Csakhogy amikor műtrágyát, állati hulladékot és más tápanyagokban gazdag anyagokat juttatnak ki a földekre, e tápanyagok egy része a közeli vízfolyásokba szivároghat, ami a víz nitrogén- és foszforszintjének növekedéséhez vezet. Hasonlóképpen, a városi területekről lefolyó víz a gyepekről, kertekből és más forrásokból származó tápanyagokat a közeli folyókba és tavakba juttathatja.

E forrásokon kívül a szennyvíztisztító telepek is hozzájárulhatnak az eutrofizációhoz, ha nem megfelelően tervezik vagy tartják karban őket. Amikor a szennyvíz folyókba vagy tavakba kerül, nagy mennyiségű tápanyagot tartalmazhat, ami hozzájárulhat az eutrofizációhoz. A szennyvíztisztító telepek korszerűsítése és a zöld infrastrukturális megoldások alkalmazása segíthet csökkenteni a vízfolyásokba kerülő tápanyagok mennyiségét.

Milyen tápanyagok járulnak hozzá a vízvirágzáshoz?

Sokféle növényi tápanyag létezik, a két legfontosabb és legelterjedtebb kémiai elemük nem a szén és az oxigén, hanem a nitrogén és a foszfor. A nitrogén és a foszfor persze eltérő mennyiségben szükséges a különböző élőlényeknek (igen, az ember számára is lényegesek), viszont a növénytermesztésben kifejezetten sok szükséges belőlük.

Az intenzív növénytermesztés és a klímaváltozás külön-külön is csökkenti a termőtalajban természetes úton előforduló nitrogén- és foszfor szintet, ám együtt durva hatással vannak az agráriumra. Ezért folyamatosan, mesterségesen kell utánpótolni a földeken ezt a két elemet.

Onnan viszont bemosódnak a talajvízbe és a folyóvizekbe, tavakba, sőt a tengerek és óceánok élővilágát is veszélyeztetik.

A nitrogén és foszfor három leggyakoribb előfordulása az agráriumban

A természetes vizekben a nitrogén elsődleges formái közé tartozik az AMMÓNIA (NH3) és az AMMÓNIUM (NH4+). Az ammónia mérgező lehet a halakra. Vízben is oldódik, és a legtöbb környezetben viszonylag instabil. Az ammónia elegendő oldott oxigént tartalmazó vizekben könnyen átalakul nitráttá (NO3-), illetve oldott oxigént nem tartalmazó vizekben nitrogéngázzá.

A nitrát (NO3-) a nitrogén másik elsődleges formája a tavakban és patakokban. A nitrát nagyon jól oldódik a vízben, és a környezeti feltételek széles skáláján marad stabil. Könnyedén szétterjed a talajvízben és a patakokban. Az ivóvízben lévő nitrát túlzott mennyisége egészségügyi problémákat okozhat.

A foszfátok (PO43- tartalmúak) a foszfor leggyakoribb formája a természetes vizekben. A foszfátok csak mérsékelten oldódnak, és a nitráthoz képest nem túl mobilak a talajban és a talajvízben. A foszfátok általában a talajrészecskékhez kötődve maradnak, ezért az erózió jelentős mennyiségű foszfátot szállíthat a patakokba és tavakba.

Eutrofizáció: milyen következményei vannak?

Habár az eutrofizáció nem minősül szennyezésnek, a vízvirágzáshoz vezető folyamat szennyezés miatt jön létre, és a vízminőség romlásának egyik típusa. Ezért azt mondhatjuk, hogy az eutrofizáció ténylegesen a vízszennyezés egyik formájának tekinthető, hiszen jelentős káros hatással bír a vízi ökoszisztémák és a bennük élő szervezetek egészségére.

A túlzott tápanyag utánpótlás az algák és más vízi növények túlszaporodását okozhatják, ami viszont a víz oxigénszintjének csökkenéséhez vezet. Ez törvényszerűen a halak és más vízi állatok pusztulását okozhatja, és egyéb negatív hatással bír az ökoszisztémára.

Az eutrofizáció rossz hatással van az éghajlatváltozásra?

Mindebből következik, hogy az eutrofizáció közvetve hozzájárulhat az éghajlatváltozáshoz az üvegházhatású gázok, például a metán és a szén-dioxid kibocsátásának növelése révén.

Amikor az algák és más vízi növények túlburjánzása a víz oxigénszintjének csökkenéséhez vezet és ezzel egy időben a szerves anyagok, például az elhalt algák és más növényi anyagok egyre nagyobb mértékben bomlanak le a víztestekben, ami szintén az üvegházhatású gázok kibocsátását növeli.

Milyen hatásai vannak a vízvirágzásnak?

Az eutrofizáció hatásai jelentősek lehetnek, és akár egész régiókra kiterjedhetnek. A víz oxigénszintjének csökkenése a vízi állatvilág pusztulása mellett a káros algavirágzások (angolul Harmful Algal Bloom, azaz HAB) kialakulását is előidézi, amely már az emberi egészségre és a környezetre is káros toxinok termelődését eredményezi.

Ezt számos különböző algafaj okozhatja az édesvízi ökoszisztémákban. Egyik fő oka, ahogy írtuk fentebb, a túl sok tápanyag beáramlása.

A leggyakoribb és legsúlyosabb algavirágzást jellemzően a cianobaktériumok okozzák. Ezek alkotják az egyetlen olyan ismert édesvízi algát, amely képesek elég erős toxinokat termelni ahhoz, hogy károsítsák az emberi egészséget.

A ciano-algavirágzások veszélyeztethetik az emberi és a vízi ökoszisztémák egészségét, továbbá az ezzel kapcsolatos gazdasági károk közé tartozik a rekreációs bevételek kiesése, az ingatlanok értékének csökkenése és az ivóvízkezelési költségek növekedése.

A vízvirágzás egyértelműen negatív gazdasági hatásokkal bír, mivel csökkentheti a rekreációs célú vízi utak és halászterületek értékét. Emellett a káros algavirágzással szennyezett ivóvíz kezelésének költségei is jelentősen megnőnek.

A tengerekben is előfordul vízvirágzás

Mint már említettük, a tengerek és óceánok sincsenek biztonságban. A felesleges algák és növényi anyagok ugyebár lebomlanak, mindeközben nagy mennyiségű szén-dioxidot termelnek, ami pedig lecsökkenti a tengervíz pH-értékét, ami az óceánok savasodását erősítő folyamat.

A savasabb víz lassítja a halak és kagylók növekedését, és megakadályozhatja a kéthéjú kagylók héjának kialakulását. Ez a kereskedelmi és szabadidős halászat fogásainak csökkenéséhez vezet, ami kisebb fogást és drágább tenger gyümölcseit eredményez.

Az eutrofizáció négy elsődleges hatása

Az eutrofizáció négy igazán jelentős hatással bír:

1. A káros algavirágzások kialakulása, amikor a túlzott tápanyagszint HAB kialakulásához vezet, amely az emberekre és az élővilágra káros toxinokat termel.
2. Az oxigén kimerülését okozza az a folyamat, ahogy az algák és más vízi növények növekednek és elpusztulnak, mert eközben oxigént fogyasztanak a vízből. Ez oxigénhiányhoz vezethet, ami károsíthatja a halakat és más vízi állatokat.
3. Csökkenő biológiai sokféleség is ide tartozik, mert az eutrofizáció a víztestben élő fajok sokaságát pusztítja, hiszen csak pár vízi növény- és állatfajnak kedvez a megnövekedett tápanyagtartalmú környezet, a többinek a pusztulását okozza.
4. A vízkezelés költségeinek növekedése szintén az eutrofizáció számlájára írandó. A fentebb taglalt folyamatok a vízkezelés költségeit súlyosbítja, mivel a biztonságos ivóvíz garantálása érdekében a felesleges tápanyagokat el kell távolítani a vízforrásokból.

Mit lehet az eutrofizáció ellen tenni?

Az eutrofizáció csökkentésére számos lépést tesznek évtizedek óta a világ fejlett országaiban. Az egyik legfontosabb megközelítés a vízbe jutó nitrogén és foszfor mennyiségének csökkentése a jobb földhasználati gyakorlatok révén.

Ide tartozik például a mezőgazdasági földeken használt műtrágya mennyiségének csökkentése, a talajművelést megóvó gyakorlatok alkalmazása, valamint a tápanyagok talajban tartását segítő takarónövények használata.

Egy előremutató példa Amerikából

2017 szeptemberében Andrew M. Cuomo, New York kormányzója bejelentette, hogy 10,4 millió dollár összértékű projektbe kezdenek Long Island vízminőségének javítására, valamint a part menti közösségek gazdaságának és ellenálló képességének megerősítésére azáltal, hogy helyreállítják a part menti vizek őshonos kagylóállományát.

Az állam öt új védett terület létrehozását tervezi Suffolk és Nassau megyékben, ahová magról kagylókat és osztrigákat telepítenek át, valamint egy erre a célra létrehozott támogatási program révén állami kagylókeltető állomásokat bővítenek a két megyében.

Az eutrofizációnak jelentős gazdasági hatásai vannak a Long Island Soundon, ahol a kereskedelmi célú kagylóhalászat 1985 óta évente több millió dollárt veszít a tenger elsavasodása miatt. A legújabb előrejelzések szerint beavatkozás nélkül a Sound 2030-ra elveszítheti az összes tengeri fűágyat, és a Sound kétharmadában nem lesz elegendő oxigén a halak túléléséhez.

Mit tesz az EU az eutrofizáció visszaszorításáért?

Az EU már évek óta tesz lépéseket a környezet nitrogén- és foszforterhelésének csökkentése érdekében, nevezetesen több kulcsfontosságú jogszabály elfogadása révén:

• A nitrátokról szóló irányelv (1991) célja a vízminőség védelme Európa-szerte azáltal, hogy megakadályozza a felszín alatti és felszíni vizek mezőgazdasági eredetű nitrátszennyezését, és elősegíti a helyes mezőgazdasági gyakorlat alkalmazását.
• A települési szennyvíz kezeléséről szóló irányelv (1991) célja a környezet védelme a települési szennyvízkibocsátás és egyes ipari ágazatokból származó kibocsátások káros hatásaitól.
• A vízügyi keretirányelv (2000) stratégiát határoz meg a vízszennyezés elleni küzdelemre, beleértve a vízi környezetre vagy a vízi környezeten keresztül jelentős kockázatot jelentő egyes szennyező anyagok vagy szennyező anyagcsoportok által okozott szennyezés elleni egyedi intézkedések elfogadását.

Négy pontos tennivalólista

Átolvasva a témában született szaksajtót, négy elsődleges tennivaló alkotja a használható stratégiák alapját:

1. A tápanyagbevitel csökkentése.
2. A mezőgazdasági gyakorlatok javítása.
3. A szennyvíztisztítás korszerűsítése.
4. Zöld infrastruktúra létrehozása.

Mit tehetünk átlagemberként az eutrofizáció ellen?

Valószínűleg a legelső lépés annak felismerése, hogy az eutrofizáció globális probléma, és hatásait a világ minden táján megfigyelhetjük az élő vizekben. Egyes országok azonban jobban érintettek, mint mások.

Általánosságban elmondható, hogy a nagy mezőgazdasági szektorral és jelentős urbanizációval rendelkező országokban nagyobb valószínűséggel fordul elő eutrofizáció. Ide tartozik hazánk is, hiszen az agrárium az egyik vezető gazdasági ágazatunk.

Elsőként tehát azt fontos felismerned, hogy Te magad is közvetlenül érintett vagy.

Második lépés annak realizálása, hogy a világ számos tengerparti régiójában tapasztalható eutrofizáció a mezőgazdaságból, az iparból és a városiasodásból származó nagy mennyiségű tápanyag beszivárgása miatt.

Emellett a nagy népsűrűségű területeken, mint például Kína és India egyes részein, az emberi hulladékból és más forrásokból származó tápanyagok nagy mennyiségű vízbe jutása miatt súlyosabb eutrofizáció tapasztalható.

Európában például a Balti-tenger az egyik leginkább eutrofizált víztest. Hasonlóképpen a Mexikói-öböl is erősen eutrofizált, ami nagyrészt a Mississippi vízgyűjtőjéből származó mezőgazdasági szennyvíznek köszönhető.

Teljesen hétköznapi polgárként is létezik nyolc módja annak, ahogyan te is segíthetsz az eutrofizáció megelőzésében:

1. Használj őshonos növényeket a kertedben.
2. Tartsd be a magyarországi műtrágyázási előírásokat.
3. Gondoskodj a háziállatok ürülékének ártalmatlanításáról.
4. Ültess őshonos növényeket a tó vagy tó partja közelébe, hogy pufferzónát hozz létre.
5. Vásárolj olyan szappanokat és mosószereket, amelyek nem tartalmaznak foszfátokat.
6. Lépj fel a jobb hulladékgazdálkodási létesítményekért a környékeden.
7. Ne hagyd, hogy a fűnyesedéket az utcára fújja a szél, ahol azok a csapadékcsatornákba mosódnak.

Tájékoztass másokat is arról, hogyan segíthetnek az eutrofizáció megelőzésében.

Dr. Rónay P. Tamás | Korábbi egyetemi oktató, szövegíró. Főként humán, illetve természettudományos cikkeket ír. Otthonosan mozog az okostechnológiák és megújuló erőforrások, zöld technológiák világában.