איטרופיקציה

מנגנון התהליך

הדשנים הכימיים וחומרי ההזנה הכימיים מעשירים את מקווי המים וגורמים לפריחת אצות, במצב הזה מקווה המים מתכסה בכמויות גדולות של אצות ונצבע ירוק או אדמדם. העלייה בכמות האצות מביאה לעליה בריכוז החומר האורגני הגורם לעליה בריכוז החיידקים המפרקים אותו.
איטרופיקציה נגרמת בגופי מים שבהם יכולות להתפתח אצות. מקור האנרגיה לכל תהליכי החיים הוא קרינת השמש, האצות ומספר חיידקים (פיטופלנקטון) המטמיעים את אור השמש ובונים תרכובות אורגניות ונקראים "יצרנים ראשוניים". היצרנים הראשוניים מתים או נטרפים על ידי זאופלנקטון (חיות זעירות) הנטרפים על ידי דגים גדולים וכן הלאה בשרשרת המזון.
כך, כל החיים במקווה המים תלויים בקרינת השמש וביצרנים הראשוניים ובאיזון של שרשרת המזון. עקב הפרשה רבה של חומרים מזהמים המשמשים כמזון ליצרנים הראשוניים, עלול לקרות מצב בו יופר האיזון ועלולה להתפתח תופעה בה ישנה גדילה מהירה מאוד של אצות. עם מותן, האצות מזינות מיקרואורגניזמים במים ומגבירה את פעילותם ואת צריכת החמצן שלהם. תופעה זו גורמת לחוסר בחמצן ולעכירות גדולה של המים, מאחר שהאצות פורחות בחלק העליון של גוף המים, תופעה אשר עלולה להביא למוות כל היצורים החיים בגוף המים.
ירידה בכמות החמצן המומס במים גורמת לשינויים כימיים שונים; הגופרית במקום להתחמצן (SO₄) עוברת תהליכי חיזור (H₂S), החנקה המתקבלת, כאשר יש חמצן הופכת לאמוניה בתהליך החיזור (NH⁺₄) בנוסף יש שחרור כמויות קטנות של גז מתאן. חומרים אלו הופכים את המים לרעילים ולא מאפשרים את החיים בהם.

איטרופיקציה בכנרת

עד ראשית שנות ה-60 שימשה הכנרת בעיקר למטרות של דיג ותיירות, אך לאחר החלטת ממשלת ישראל על פרויקט המוביל הארצי השתנו סדרי העדיפויות לטובת ניצול מי האגם לשתייה, וגברה חשיבות השמירה על איכות מי האגם. אחת הסכנות אשר עלולות לפגוע במי הכנרת היא האיטרופיקציה שראשיתה בזיהום מי האגם.
מקורות הזיהום של האגם קשורים באופיו של אגן ההקוות של הכנרת. בין מקורות הזיהום ניתן למצוא עודפי חומרי דשן והדברה המשמשים בחקלאות ונשטפים אל הכנרת; הזרמתם של חומרים כימיים ואורגניים, ובפרט זרחן, שמקורם בגידול דגים או בקר באגן הניקוז של האגם; הזרמה ממערכות ביוב (במגמה חיובית של ירידה); והיות האגם אתר נופש.
החומרים הנשפכים אל האגם משמשים כמזון ליצרנים הראשוניים ולניזונים מהם, דבר הגורם לעלייה בביומסה וכתוצאה מכך למים פחות טובים לשתייה. בצירוף גורמים נוספים כגון שטפונות עולה רמת העכירות ותיתכן איטרופיקציה.
תהליך זה יכול לקרות בפתאומיות עקב פריחה בלתי נשלטת של אצות. באביב 1994 התרחשה, לראשונה בתולדות הכנרת, פריחה של אצות כחוליות. אצות אלו מסוגלות להשתמש בחנקן מהאטמוספירה, גם ללא מקור של חנקן משאר הסביבה, דבר המקנה להם יתרון תחרותי, כאשר ישנו מחסור בחנקן. ב-25 השנים האחרונות, עקב טיפול בביוב המוזרם לכנרת, ירדה כמות החנקן בה ואילו כמות הזרחן עלתה עקב הגורמים אשר נזכרו לעיל. ביחס של חנקן/זרחן הנמוך מ-29 מתרחשת פריחת כחוליות, בעוד בעבר עמד יחס זה על 54-56. אצות אלו צורכות כמויות גדולות של חמצן וכאשר ישנה עלייה מאסיבית ופתאומית במאסה שלהם תיתכן איטרופיקציה (ישנם חילוקי דעות בין החוקרים איזו אצה עדיפה לכנרת ומהו המפלס המתאים לתנאי חייהם, אך זהו דיון אחר).
האיטרופיקציה בכנרת מתרחשת מדי קיץ באופן חלקי גם מבלי שמושמדת כל אוכלוסיית החי. זהו תהליך איטרופיקציה, אשר אינו נוצר עקב זיהום, אלא על ידי "שיכוב". בחורף הכנרת מעורבלת ולכן כל עומק המים הוא בעל תכונות אחידות, בקיץ המים מתחממים ונוצרות שלוש שכבות. השכבה החמה והקלה יותר, אשר צפה למעלה, היא האפילימניון. שכבה זו נמצאת במגע עם החמצן האטמוספירי ועקב ההשפעה של הרוחות והגלים היא נמצאת ברוויון חמצן מתמיד, שוררים בה תנאים אירוביים, והאצות וכל שרשרת המזון בעקבותיהן יכולים לחיות בה בלבד.
בשכבה התחתונה (היפולימניון) עקב מיעוט האור ואי יכולת לבצע פוטוסינתזה החמצן שנצרך על ידי בעלי החיים אינו מתחדש, ונוצרים תנאי מחסור בחמצן המביאים למות השכבה. גם בשכבת הביניים הנקראת תרמוקלינה, שכבת אמצע מבחינת הטמפרטורה, חל תהליך של שינוי בכמות החמצן ולכן ניתן לקרוא לה גם אקסוקלינה.

איטרופיקציה במפרץ אילת

סוג מסוים של אצות ואלמוגים חיים בסימביוזה חזקה בה האחד לא יכול לחיות ללא השני. בתהליכים שתוארו לעיל, כגון שפיכת חומרי פסולת ודשן למפרץ אילת, ישנה גדילה של אוכלוסיית האצות הנמצאת בחלקו העליון של המים, כלובי הדגים במפרץ, גם הם גורמים לעלייה של תוצרים ביולוגיים בסביבת, דבר המעלה את הביומאסה של אותם אצות בחלק העליון, אצות אלו צורכות את החמצן וגורמות לאיטרופיקציה לאצות הנמצאות על האלמוגים, הן מתות ואיתם האלמוגים. השפעה נוספת היא חסימת האור על ידי אותם אורגניזמים, אשר לא מאפשרים לאצות החיות על האלמוגים לחיות.