Могат ли да се съживят „мъртви“ водоеми?

Може ли създаването на циркулация към дълбоките части на езерата. моретата и океаните на богата с кислород вода от повърхността да съживи „мъртвите зони“? Изследване, проведено от научен екип от Института Карнеги (Carnegie Institution for Science) под ръководството на Дейвид Коуик (David Koweek) и Кен Калдейра (Ken Caldeira) отговаря на този въпрос положително. Резултатите от изследването са публикувани в списание Science of the Total Environment.

Водоемите се замърсяват благодарение на човешката дейност. В реките попадат вещества, които се превръщат в хранителна среда за микрорганизмите. Протича процеса, известен с наименованието еутрофикация, при който в резултат на излишък на хранителни вещества протичат доста неблагоприятни процеси. Един от тях е бурното развитие на водорасли (цъфтенето на водата), водещо до това, че растенията в по-дълбоките части не могат да фотосинтизират. Увеличава се също количеството на цианобактериите, отделящи токсини. По този начин по-голяма част от водната флора или се задъхва, или умира от отравяне.

“Бедните на кислород мъртви зони са един от най-разпространените проблеми, поразяващи както морските, така и сладководните екосистеми в целия свят и представлява сериозна опасност за общностите, които зависят от риболовството“ – обяснява Коуик.

Усилията в борбата с хипоксията (недостиг на кислород) обикновено е насочена към съкращаване на изтичането на води от селскостопански земи към водни обекти. Така се предотвратява попадането на излишъци от хранителни вещества в тези водоеми. Но това е много бавен процес, който включва в себе си промяна на методите на водене на селскостопанските процеси, модернизация на пречиствателните съоръжения и промяна на практиките в използването на изкуствените торове.

Екипът на Коуик и Калдейра е предложил решение, което може да помогне в регулирането на нивото на хранителни вещества във водата. Предлага се създаване на циркулация на по-наситената с кислород вода от повърхността към дълбоките части на поразения водоем. Този процес е известен като даунуелинг (downwelling).

„Теоретически даунуелингът създава вертикално смесване на водата, разпределяйки кислорода и предотвратявайки хипоксията – обяснява Коуик – Ние искахме да проверим тази идея и да видим действително ли тя ще проработи.“

Екипът е създал математически модели за сравняване на даунуелинга с двата най-често използвани технологични метода за предотвратяването на образуването на мъртви зони– разполагане на въздушен компресор на дъното и разпръскване на водата по повърхността. Моделите показват, че създаването на низходящ поток е от три до сто пъти по-ефективно от компресора и от десет хиляди до милион пъти по-ефективно от фонтаните.

Проведени са и полеви експерименти на едно от водохранилищата в Калифорния, които показали, че низходящия поток може да увеличи насищането с кислород от 10 до 30% в местата, разположени близко до помпите, създаващи циркулацията.Това е достатъчно да облекчи хипоксичния стрес за много от морските организми. Но този ефект се разпространявал само на няколко метра около тръбите, по които се осъществявала циркулацията. Това означава, че за осъществяване на по-големи проекти за борба с мъртвите зони в икономически важен или екологично чувствителен район е необходима мрежа от такива съоръжения.

По мнението на изследователите, тяхното изследване показва , че тази технология може да е полезна в райони, където ежегодно се образуват мъртви зони, водещи до екологични и икономически бедствия. За САЩ те посочват районите на Чесапикския и Мексикански заливи.

Разбира се, идеята съвсем не е евтина. Само енергията необходима за захранване на помпите ще струва десетки милиони ежегодно. Експлоатацията на помпите, създаващи низходяща циркулация само в Чесапикския залив може да струва от 4 до 47 милиона, а в Мексиканския залив – от 26 до 263 милиона щатски долара.

Но тези разходи не са особено големи в сравнение с тези, които се отделят за модернизация на пречиствателните съоръжения и програмите, насочени към съкращаване на използването на изкуствените торове и ограничаващи постъпването на хранителни вещества във водните обекти. Технологията на даунуелинг може да се използва заедно с дългосрочните програми за съкращаване на замърсяванията в световния океан с биогенни вещества.

„Намаляването на замърсяванията с хранителни вещества е единствения начин завинаги да се отстрани хипоксията – казва Калдейра – То от друга страна нашето изследване показва, че даунуелинга се явява технологично решение, което може да намали риска от възникването на бедни с кислород мъртви зони в процеса на регулиране на нивото на хранителните вещества във водата.“