duimnael|240px|Eutrofikasie van die Potomac-rivier is duidelik uitkenbaar aan die helder groen water. duimnael|240px|Eutrofikasie van die Potomac-rivier.
Eutrofikasie of voedingstofverryking verwys na die stadige toename in die konsentrasie van fosfor, stikstof en ander plantvoedingstowwe. Dit kan natuurlik voorkom, maar dit gebeur ál meer en meer weens menslike aktiwiteite. Die toename in fosfor en stikstof lei tot groot biologiese aktiwiteit en hoë konsentrasies plankton. Eutrofikasie veroorsaak dat water groen en troebel raak en dat die volume van water verklein weens die ophoping van organiese materiaal.
Eutrofiese mere sal natuurlikerwys 75 g – 250 g koolstof per vierkante meter per jaar produseer, terwyl mere wat eutrofikasie weens menslike aktiwiteite ondergaan 75 g – 750 g koolstof per vierkante meter per jaar kan produseer. In Suider-Afrika is daar baie damme wat eutrofies raak. 'n Voorbeeld is die Karibadam in Zimbabwe, waar 'n dik, groen varinglaag, bekend as die watervaring, dikwels die oppervlak bedek. Die suurstofkonsentrasie in die onderste water is só laag dat die visse begin vrek.
Dit is nie slegs varswatergebiede wat eutrofikasie ondergaan nie, maar ook kusgebiede kan deur dié proses getref word. Op 'n globale skaal is die inset van organiese materiaal deur riviere na die oseane vandag twee keer soveel as in prehistoriese tye, en die byvoeging van stikstof en fosfor lei ook tot eutrofikasie van marienestelsels.
Proses In sy eenvoudigste vorm geskied die eutrofikasieproses soos volg:
In die boonste laag water vloei die konsentrasie voedingstowwe, wat in hierdie omgewing aanleiding gee tot die ontwikkeling van mikroplantegroei (hoofsaaklik fitoplankton en alge) en die soöplankton na hierdie laag lok om die fitoplankton te vreet. Hierdie toename in plantegroei maak die water minder deursigtig, sodat die sonlig nie tot op die bodem kan deurdring nie. Die plante op die bodem of onderste laag van die meer, dam of reservoir begin vrek, omrede hulle nie kan fotosinteer nie. Die verwelking en vrektes van die bodemplante lei weer tot die dood van ander organismes vir wie die bodemplante as habitat en voedselbron dien.
Die temperatuur van die boonste waterlaag is afhanklik van die aktiwiteit van die toenemende plantbiomassa (veral alge). Saans geskied geen fotosintese nie, maar die respirasie duur onverpoos voort. In die somer en die vroeë oggendure van warm dae daal die suurstofgehalte in die boonste waterlae en die vrektes van die aërobiese organismes wat hierdie lae bewoon en suurstof benodig kan bespeur word. Die soöplankton vrek dus ook.
Dooie organismes val op die bodem van die reservoir of watermassa en word ontbind deur aërobiese bakterie. Die dooie bodemplante kan egter nie meer volhoubaar suurstof verskaf om die ontbindingsproses aan die gang te hou nie. Suurstof word meer uit die water onttrek om die ontbinding van die dooie organismes te bewerkstellig. Daar vind nou ook 'n wanbalans plaas tussen die suurstofproduksie en -verbruik op die bodem. Weens die suurstoftekort begin die bodemdiere ook nou vrek.
Noudat die diepste bodem suurstofvry is, begin die anaërobiese afbreking van dooie organismes wat sterk giftige verbindings soos waterstofsulfied, karbolsuur en metaan laat ontstaan. As gevolg van die eutrofikasieproses is die vernietiging van die grootste deel van die plante- en dierelewe van die watermassa afgehandel, en die hele ekostelsel is verander, sodat die watergehalte erg aangetas word en nie meer vir bad- of drinkwater geskik is nie.
Voordele van eutrofikasie Volgens Fanie Brink (onafhanklike landbou-ekonoom en biobrandstofkenner) is alge die mees ekonomiese produk vir die opwekking van bio-elektrisiteit. Ondersoeke moet wel nog bepaal tot watter mate eutrofikasie benut kan word vir bio-energieverskaffing. Oortollige alge kan vir bemesting gebruik word.
Probleme veroorsaak deur eutrofikasie duimnael|350px|Eutrofikasie is 'n natuurlike proses wat deur verstedeliking en landbou- en nywerheidsgebruike versnel kan word, soos te sien by hierdie plaasdam. Eutrofikasie is die verryking van water met plantvoedingstowwe. Dit is 'n natuurlike proses wat deur verstedeliking en landbou- en nywerheidsgebruike versnel kan word; hierdie versnelling staan as 'kulturele eutrofikasie' bekend. Kunsmis, (rou en behandelde) riool en veemis uit kampies en krale, maar ook ontbossing, kan ook lei tot die opbou, deursypeling, verspoeling en/of uitloging van grondnitrate en -fosfate na stroompies, riviere en die grondwater, totdat 'n groot watermassa in 'n laagliggende deel bereik word. So verhoog die konsentrasie grondnitrate en -fosfate in byvoorbeeld 'n dam. Die storting of uitloging van uitvloeisel wat ryk aan oplosbare voedingstowwe soos fosfate en stikstof is, bevorder die oormatige groei van alge en ander waterplante. Dit gee aanleiding tot 'n toenemende verswakking in watergehalte en verminder die water se geskiktheid vir alle gebruike behalwe vir besproeiing (hoewel die eutrofikasiesiklus slegs voortgesit en vererger word). Dit belemmer ontspanningsbenutting en beïnvloed die behandeling en vervoer van water.
Die oormatige toename in alge, waterplante of albei in die opgegaarde water gee aanleiding tot die volgende probleme:
Watersuiweringskoste styg as gevolg van die blokkasie van filtreerders, die verhoogde chemiese dosering vir koagulasie (stolling) en die meer gesofistikeerde behandelingsprosesse wat nodig is om smake, reuke en ander newe-effekte wat deur alge in die water veroorsaak word, te verwyder.
Hoër peile van bedryfs- en beheerkundigheid word vereis om veilige drinkbare water te lewer.
Gifstowwe wat deur sekere soorte alge soos mikrosistis ('n genus van bloualge) voortgebring word, kan veeverliese en visvrektes tot gevolg hê. Hierdie toksiene kan moontlik ook dodelik vir die mens wees. 'n Bloei van giftige alge kan vrektes onder vee en vis veroorsaak. Gevalle is by die mens opgeteken van maag- en dermontsteking wat veroorsaak is deur 'n giftige stof wat deur mikrosistis voortgebring word. Bloualge kan by die mens ook die volgende siektes veroorsaak: hooikoors, veluitslag, oog-irritasies, braking, gastro-enteritis, diarree, koors en spier- en gewrigpyne.Waterwise.co.za: Middels wat besoedeling in riviere veroorsaak Daar bestaan ook bewyse van gesondheidsrisiko's wat voortspruit uit die toename van die bevolkingsdigtheid van die mollusk (slaksoorte) of dipteran (vliegsoorte)-vektore van malaria, filariase, lewerslakbesmetting en skistosomiase (bilharzia/slakkoors/rooiwater). Buitesellulêre samestellings wat deur alge in die water vrygestel word, is verdagte voorlopers van kankerwekkende trihalometane.
Omvattende suurstofonttrekking van die dieper lae van stilstaande waterliggame soos damme en mere (deur onder meer die ontbinding of verrotting van dooie waterplante, wat suurstof verbruik) kan versteurings in die biologiese aktiwiteit en waterchemie veroorsaak en die vermoë om gewenste visspesies te onderhou, beïnvloed. Sedimente van ontbindende alge en waterplante kan aanleiding gee tot veranderinge in die verskeidenheid visspesies en die oorheersing van ongewenste bodemvreters.
Alge aan kanaalvoerings veroorsaak verlies van waterkapasiteit, wat met die besproeiing van gewasse kan inmeng. Beperkings op watervoorsiening is ondervind vanweë die oormatige ontwikkeling (in die 1980’s en vroeër) van alge in verspreidingskanale op Staatswaterskemas soos Hartebeespoort, Kalkfontein, Vaalharts, Albasini, Loskop en Rooikraal. Die algbestryding in die kanale onderkant die Hartebeespoortdam gedurende 1981 het ongeveer R55 000 bedra. Inkomste is ook verloor omdat die hoeveelheid water wat voorsien kon word, ingekort moes word.
Die natuurskoongehalte van die wateroppervlakte word verminder. Estetiese probleme word hoofsaaklik deur die vrektes van alge veroorsaak, wat onaangename reuke afgee. Probleme van hierdie aard word geredelik deur die publiek opgemerk, wat sterk druk vir die nodige optrede kan uitoefen.
Die ontspanningsgebruik van wateroppervlakke vir sportsoorte soos bootry, hengel en waterski word nadelig beïnvloed.
Die waarde van oewereiendomme daal vanweë die negatiewe estetiese eienskappe van algbelaaide watermassas. Die gevolge van eutrofikasie kan die waarde van omliggende grond beïnvloed aangesien die lewensvatbaarheid van oewerontwikkeling wat in die begin belowend gelyk het, bedreig kan word.
Kankerwekkende trihalometane kan gevorm word wanneer water uit geëutrofiseerde bronne gedurende watersuiwering gechloreer word.
Die alge verstop boerderye se siwwe, inlaatkleppe en spruitpype van waterpompe. Dit verhoog ook die produksiekoste, omdat die boer meer gereeld instandhouding van die besproeiingsinfrastruktuur moet doen.
Verhoogde soutkonsentrasies in die water veroorsaak die neerslag van sediment en verminder troebelheid. Onder sekere omstandighede word die groei van alge en ander waterplante deur die gevolglike dieper ligindringing bevorder.
Voorgestelde oplossings 'n Eutrofikasiebestuurstrategie het ernstige ekonomiese implikasies. Die verwydering van fosfate uit afvalwater sal 'n groot kapitaalbesteding vereis om afvalwaterbehandelingsaanlegte te bou of te verbeter en dit sal ook die indiensneming van beter, gekwalifiseerde operateurs meebring. Besluitnemers op die gebied van waterhulpbronbeplanning en -bestuur sal gevolglik realistiese voorspellings van die gevolge van alternatiewe keuses vereis.
Die verkieslikste wyse om eutrofikasie te verminder is om voedingstofladings by die oorsprong daarvan te beheer. Die meeste ontwikkelingswerk en toepassings in die praktyk is op hierdie benadering gegrond. Ongelukkig is beheer by die oorsprong nie altyd doenlik nie. Ander benaderings word gevolglik bestudeer en in beperkte mate geïmplementeer. Die volgende is 'n oorsig van die algemeenste maatreëls wat toegepas word (na Vollenweider, R.A. 1981. 'Eutrophication – a global problem'):
Voorkomingsmaatreëls buite reservoirs: Behandeling van afvalwater, bv. deur die verwydering van fosfate en stikstof. Volledige wegkering van afvalwater, bv. deur kringkanalisering. Voedingstofverwydering deur voorafopdamming Besinking van fosfate in strome en riviere stroom-op van damme. Opvanggebiedbeskerming, bv. deur herbebossing en deur beperkinge op die gebruik van kunsmis en op die daarstelling van potensiële voedingstofbronne in rivieropvanggebiede. Die vervanging van fosfate in wasmiddels vir wasgoed deur bestanddele wat minder skadelik vir die omgewing is. Herstelmaatreëls binne reservoirs: Fisiese manipulasie, bv. deur destratifikasie, hipolimnetiese belugting, onttrekking van hipolimnetiese water en wysiging van uitspoelingsregimes. Chemiese manipulasie, bv. deur voedingstofbesinking binne die watermassa en deur die sediment onaktief te maak en te verwyder. Biologiese manipulasie, bv. deur meganiese versameling van die biomassa (makrofiete, alge en vis), aanwending van giftige stowwe (onkruiddoders, algdoders en plaagdoders) en regstreekse manipulasie van die voedselketting. Verbeteringsmaatreëls by of na die punt van onttrekking uit reservoirs: Fisiese verwydering van alge en makrofiete, bv. deur mikrofiltrering en flottering. Voorafchlorering om alge dood te maak, gevolg deur die fisiese verwydering van dooie alge deur sedimentering, flottering en filtrering. Oksidasie om (waterstofsulfied) H2S, (yster) Fe2+ en (mangaan) Mn2+-ione te verwyder. Geaktiveerdekoolstofbehandeling om opgeloste organiese verbindings en voorlopers van trihalometane te verwyder. Die gebruik van osoon as 'n ontsmettingsmiddel in plaas van chloor om die kanse van trihalometaanvorming in waterbehandeling te verminder.