Eitrofikācija ir augu pirmprodukcijas kāpināšana, ko izraisījis barības vielu koncentrācijas pieaugums ūdenī vai arī barības vielu pastiprināta izmantošana. 

Ūdenstilpju eitrofikācija un ūdens ekosistēmu degradācija ir atzīta par prioritāru vides problēmu Latvijā. Tās izpausmes ir vērojamas gan iekšējos ūdeņos, gan jūrā. Latvijā lielākā daļa ezeru (>70%) atrodas dažādās eitrofikācijas pakāpēs. ASV, piemēram, 85% no lielākajiem ezeriem ir dažādās eitrofikācijas pakāpēs. Globālā mērogā, pēc starptautisko ekspertu vērtējuma pēdējo divu gadsimtu laikā ūdenstilpju eitrofikācija ir pieaugusi par 50%. Viena no pasaulē viseitrofākajām jūrām ir Baltijas jūra.

Ar vārdu „eitrofs” apzīmē apstākļus, kad ūdenstilpē, pateicoties biogēno elementu koncentrācijas pieaugumam, ievērojami palielinās bioloģisko procesu intensitāte, kas sākumā novērojama kā aļģu attīstība, organisko vielu uzkrāšanās un kopumā noved pie ievērojamas ūdens kvalitātes pasliktināšanās, tomēr eitrofikācijas process ir dabisks un uzskatāms par vienu no pamatstadijām ūdenstilpes attīstības procesā, kad tā no oligotrofa stāvokļa, attīstoties dzīvības procesiem un pieplūstot biogēniem elementiem no sateces baseina, pārvēršas eitrofā, bet noslēgumā aizaug.

 

1.attēls. Ezera evolūcijas un aizaugšanas gaita

Tomēr ūdeņu antropogēnais piesārņojums ievērojami paātrina šo procesu un rada antropogēno eitrofikāciju. Ar antropogēno piesārņojumu saprot visu to izkliedēto piesārņojumu, kas veidojies cilvēka darbības rezultātā un ūdeņos nāk no lauksaimniecībā izmantojamajām zemēm, nokrišņiem, apdzīvotām vietām, mazdārziņiem, nosēdakām, pārplūdēm u.c.

Eitroficētos ūdeņus raksturo augsts biogēno elementu koncentrācijas līmenis ūdenī un nogulumos, augsts organisko vielu saturs ūdenī, augsta ūdeņu bioloģiskā produktivitāte, duļķains ūdens, skābekļa deficīts piegrunts zonā, tipiski anoksiska vide zemledus periodā, bioloģiskās daudzveidības samazināšanās, bet dzīvo organismu kopējās masas pieaugums ūdeņos. Eitrofikācijai vairāk pakļautas ūdenstilpes ar nelielu dziļumu.

Vērtējot eitrofikācijas procesu pēc cilvēkam noderīgās bioloģiskās produkcijas apjoma, līdz noteiktai pakāpei eitroficēšanās ir pat vēlama. Zivju produktivitāte maz vai mēreni eitrofos ezeros ir lielāka nekā ar barības vielām nabagos ezeros.

Ezeri savā vēsturiskajā attīstībā mainās no tīrām, ar barības vielām nabagām un mazproduktīvām ūdenstilpēm par ļoti produktīviem, bet sliktas ūdens kvalitātes baseiniem. Laika gaitā mainās ezeru bioloģiskās īpašības. Pēc ūdens krāsas ezeri tiek iedalīti dzidrūdens un brūnūdens ezeros. Atkarībā no barības vielu daudzuma tajos un izmantošanas iespējām izdalīti 3 tipi: oligotrofais, eitrofais un distrofais.

 

Oligotrofi ezeri – ezeri ar dzidru ūdeni un zemu pirmprodukcijas daudzumu, tajos ir zems organisko vielu saturs, zema bioloģiskā produktivitāte, augsts skābekļa saturs ūdenī, augsta bioloģiskā daudzveidība ūdeņos, bet zema dzīvo organismu kopējā masa. Par pirmprodukciju sauc ezera spēju ražot organiskās vielas. Ja ezera ūdens dzidrs, augājs nabadzīgs – ezera pirmprodukcija zema, turpretī ezeriem ar zaļu ūdeni, leknu augāju pirmprodukcija ir augsta.

Eitrofi ezeri – ezeri ar augstu pirmprodukcijas līmeni, ūdens ir tumšs, tajā daudz peldošu dūņu daļiņu.

Distrofi ezeri – ezeri ar augstu humusvielu daudzumu un zemu pirmprodukciju.

Šo klasifikāciju trijos pamattipos izmanto visā pasaulē. Taču katra šī pamattipa ietvaros vēl var būt diezgan liela daudzveidība, tādēļ ikdienā lieto vēl citus ezeru tipu nosaukumus.

Izšķir mezotrofus ezerus – strapstadiju staro oligotrofiem un mezotrofiem ezeriem, hipereitrofus ezerus, kas ir piesārņoti eitrofi ezeri, diseitrofus ezerus, kuros apvienojušās distrofu un eitrofu ezeru īpašības, un hāru ezerus – tie ir ezeri ar dzidru ūdeni, kuru grunti sedz bieza mieturaļģu (hāru) sega.

Ilgākā laika posmā ezeri mainās, jo notiek eitrofikācija (ūdenī izšķīdušo barības vielu daudzuma palielināšanās) un šie ezeru tipi secīgi nomaina cits citu – oligotrofie ezeri kļūst mezotrofi, mezotrofie kļūst eitrofi. Eitrofi ezeri savukārt var kļūt hipereitrofi. Tipiskā ezeru evolūcija notiek no oligotrofā tipa pārejot eitrofajā, pēc tam distrofajā tipā, un beidzas ar purvu izveidošanos. Starp minētajiem pamattipiem ir arī vairāki pārejas tipi, piemēram, mezotrofais tips ir pāreja no oligotrofā uz eitrofo. Ir arī pāreja starp oligotrofo un distrofo tipu, kad sāk pārpurvoties oligotrofie ezeri, apejot eitrofo stadiju.

Ja eitrofikācija noris dabiskos apstākļos, bez cilvēka iejaukšanās, tad ezeri eitroficējas ļoti lēni. Kā rāda ģeoloģiskie pētījumi, eitroficēšanās vienmēr ir bijusi saistīta ar radikālām klimatisko apstākļu izmaiņām. Paaugstinoties ūdens temperatūrai paātrinās mikroskopisko un makroskopisko ūdensaugu attīstība. Ar to arī sākas ezeru eitroficēšanās.

Ezeru trofijas pakāpes bioloģiskai noteikšanai lieto dažādu organismu grupu attiecības vai arī organismus – indikatorus. Zooplanktona un fitoplanktona biomasu attiecība parāda, ka, samazinotiesatrofijas pakāpei, samazinās arī šī attiecība, jo zooplanktona biomasas pieaug, izēdot fitoplanktonu. Ezeru eitrofikācijas līmeņa novērtēšanai arī lieto galveno barības vielu- slāpekļa, fosfora, oglekļa – attiecības ūdenī. Ūdeņu dzīvās organiskās vielas biomasu var izteikt ar formulu C₁₀₆H₁₈₀O₄₅N₁₆P, no kuras atomārās C, N, P attiecības ir 106:16:1. Aļģu masveida savairošanās gaidāma tajos ūdeņos, kuros galveno barības vielu attiecības ir tuvas šo triju elementu atomārajām attiecībām aļģu biomasā. Slāpekļa un fosfora attiecības ūdeņos dažādi spēj ietekmēt aļģu augšanu. Mainoties šo elementu attiecībām, mainās to kā augšanu limitējošo faktoru nozīme:

• Ja N:P ir lielāks par 12, tad P ir limitējošais faktors;

• Ja N:P ir mazāks par 7, tad N ir limitējošais faktors;

• Ja N:P ir mazāks par 12 un lielāks par 7, tad abi šie elementi nav eitrofikāciju kā aļģu strauju augšanu limitējošie faktori.

Vienkāršota metode ezeru atrofiskā stāvokļa novērtēšanai pamatojas uz atrofiskā stāvokļa indeksa (TSI) izmantošanu. Saskaņā ar šo metodi tiek izmantoti trīs savstarpēji saistīti ūdeņus raksturojoši parametri: ūdens caurredzamība, kopējais P savienojumu daudzums ūdenī un aļģu produkcijas intensitāte, tās noteikšanai izmantojot hlorofila koncentrāciju. TSI izmantošanai ir priekšrocības:

• Šis indeks balstsā uz trīs integrētiem rādītājiem – caurredzamību pēc Seki diksa, hlorofila-a koncentrāciju, kopējā P saturu;

• Ezeru atrofisko stāvokli novērtē skaitliski, nevis aprakstoši, līdz ar to iespējama ezeru salīdzināšana laikā un telpā;

• Datu ieguve un apstrāde ir vienkārša un ērta.