Peamine probleem -- räni kontsentratsioonid langevad ja selle põhjusena võib kahtlustada inimtegevust

 

Lahustunud räni kontsentratsioonid langevad nii jõgedes kui rannikumeres.

Näiteks on allolev joonis: pikad andmeread Mississipi jõe vee lahustunud räni ja lämmastiku (nitraadi) kontsentratsioonide kohta. Nitraat on aastakümnetega tõusnud, põhjus on ilmne -- inimtekkeline eutrofeerumine, reostus põllumajandusest ja punktreostusallikates. Räni emissioone inimtegevus ei suurenda, aga ei peaks ka vähendama! Ometi räni kontsentratsioonid langevad ning on lõpptulemusena samas suurusjärgus lämmastikuga. Räni on vähenenud ca 100 µmol L^-1 võrra!

Põhjused

 

1. Eutrofeerumine rannikumeres
   1. räni lahustub aeglasemalt kui mineraliseeruvad orgaaniline N ja P
2. Eutrofeerumine jõgedes ja järvedes
   1. tulemuseks on räni kontsentratsioonide langemine jõgede ja järvede vees. S.t. juba eos kandub rannikumerre vähem järjest vähem räni
3. Muudatused hüdroloogias
   1. Tammitamine, tammide taga, paisjärvedes, toimib sama eutrofeerumise mehhanism nagu punktis 1
   2. Vee kokkupuude maismaataimestikuga väheneb

 

 

---

... ja nüüd olulistest mehhanismidest täpsemalt:

 

• Inimtegevuse tagajärjel jõuab järjest rohkem bioloogiliselt kättesaadavaid lämmastiku ja fosforiühendeid pinnaveekogudesse. See on tavaline antropogeenne eutrofeerumine.
• Toitainete juurdevool suureneb ja vetikatel läheb hästi. Kõigil vetikatel. Sealhulgas ränivetikatel. Biomassid suurenevad ning selle käigus seotakse vette sattunud lämmastik, fosfor ja ka räni vetikate biomassi.
• Kui vetikad surevad, mineraliseeritakse nende biomass algloomade ja bakterite poolt. Orgaaniline lämmastik ja fosfor muudetakse taas mineraalseks, mis muutub sellega kättesaadavaks uutele vetikatele. Ring kordub.
• Biogeenset räni paraku ei mineraliseerita -- see on juba mineraalne ja ei algloomad ega bakterid seda ei kasuta. See ainult lahustub, kui lahustumine on väga aeglane protsess. Aeglane, võrreldes orgaanilise N ja P lagunemisega.
• Tühad ränivetikate rakukestad (biogeenne räni) settivad veekogu põhja. Mattudes setetesse aeglustub räni lahustumine veelgi. Tulemusena eemaldatakse veest selektiivselt räni, samas kui N ja P on suuresti ringluses ja taaskasutuses.
• Inimtegevus ei too uut räni veekogudesse, kaudselt koguni vastupidi (v.t. muudatused hüdroloogias).
• Seega vaesub vesi räni suhtes. See viib ränivetikatele oluliste toitainete suhete muutusteni. Väheneb Si:N suhe ja ränivetikad võivad jääda räni nälga. Kui nii juhtub omastavad ränivetikad ka vähem lämmastikku ja fosforit. See omakorda jätab rohkem olulisi toitaineid teistele vetikarühmadele, sealhulgas vaguviburlastele ja sinivetikatele, kellest paljud on kurikuulsad toksiliste õitsengute põhjustajad nii mage- kui merevees.

Ülaltoodud mehhanism toimib samal viisil nii:

1. Jõgedes
2. Jõgedele ehitatud tammide taga kunstlikes veehoidlates
3. Rannikumeres

Tulemus:

• Isegi kui rannikumerre tulevate jõgede ränisisaldus püsiks muutumatu, viib eutrofeerumine rannikumere vaesumiseni räni suhtes, mis vähendab ränivetikate konkurentsivõimet ja suurendab teiste vetikate õitsengute sagenemist
• Reaalselt väheneb sama mehhanismi järgi juba jõgede ränisisaldus ja see võimendab ränipuudust rannikumeres

Kaks olulist mehhanismi, kuidas inimtegevus mõjutan (vähendab) ränisisaldust jõgedes:

• Ülalmainitud eutrofeerumine ja räni selektiivne eemaldamine aktiivsest ringest setetesse, tänu räni aeglasemale lahustumisele võrreldes orgaanilise N ja P remineralisatsiooniga
• Tammitamise tagajärjel väheneb vee kontakt maismaataimedega. Vee kontakt maismaataimestikuga, eriti juuretsooniga on aga ülioluline pinnavee rikastumiseks räniga. Seega tammitamine vähendab kahel viisil räni kontsentratsioone:
  • Tammide taga tehisjärvedes toimub eriti tõhus räni selektiivne eemaldamine settesse (eutrofeerumise effekt)
  • Vesi ei puut kokku maismaataimede juurestikuga, väheneb porsumine ja bioloogiliselt aktiivse räni moodustumine. S.t. juba eos on vesi tammide taga (ja hiljem jões) oluliselt ränivaesem!