استفاده از فناوری نانوحباب می‌تواند با تعدیل وضعیت تغذیه گرایی در دریاچه‌ها، به چرخه سالم‌تر این اکوسیستم‌های آبی کمک کند.
بهبود وضعیت دریاچه‌ها با فناوری‌نانوحباب قابل انجام است
اصطلاح پَروَردگی دریاچه (Trophics Lake)، به وضعیت فراوانی مواد مغذی یک دریاچه اشاره داشته که نقش مهمی در شکل دادن به سلامت کلی و پویایی اکولوژیکی اکوسیستم آبزیان دارد. دریاچه‌ها بر اساس سطح مواد مغذی آن‌ها به حالت‌های مختلف پروردگی طبقه‌بندی می‌شوند، از اُلیگوتروفیک (سطح مواد مغذی پایین) گرفته تا مِزوتروفیک (سطح مواد مغذی متوسط) و اتروفیک (سطح مواد مغذی بالا) می‌توان دریاچه‌ها را طبقه‌بندی کرد. در حالی که هر حالت پروردگی دارای ویژگی‌های زیست‌محیطی خود است، انتقال از الیگوتروفیک به اتروفیک به دلیل پدیده‌ای که به عنوان اوتریفیکاسیون (Eutrophication) یا تغذیه‌گرایی شناخته می‌شود، به صورت ویژه مورد توجه است.
ارتباط بین میزان فسفر و رنگ آب دریاچه
تغذیه‌گرایی دریاچه چیست؟
تغذیه‌گرایی یک فرآیند طبیعی است که درطول زمان ممکن است در یک دریاچه رخ دهد و طی آن مواد مغذی نظیر فسفر و نیتروژن در اکوسیستم آبی جمع می‌شود. فعالیت‌های انسانی، مانند کشاورزی، توسعه شهری و فرآیندهای صنعتی، می‌تواند با وارد کردن مواد مغذی بیش از حد به آب، این روند را تسریع کند. این اضافه بار مغذی منجر به رشد سریع جلبک‌ها و سایر گیاهان آبزی می‌شود و ممکن است جلبک به سرعت سطح دریاچه را بپوشاند.
تغذیه‌گرایی چالش مهمی در سلامت دریاچه بوده که در این میان، رشد بیش از حد جلبک‌ها ممکن است روی تنوع زیستی دریاچه تاثیر منفی بگذارد. رشد جلبک، در حالی که در ابتدا موجب تنوع زیستی می‌شود، می‌تواند به هنگام پوسیدگی منجر به اثرات مضر در اکوسیستم شود. فرآیند تجزیه این میهمانان ناخوانده آبی، اکسیژن مصرف می‌کند و شرایط هیپوکسیک را در آب ایجاد می‌کند. کاهش اکسیژن می‌تواند منجر به کشته شدن ماهی‌ها شود و بر دیگر موجودات آبزی تأثیر منفی بگذارد و تعادل ظریف اکوسیستم دریاچه را مختل کند. علاوه بر این، تجمع مواد آلی در پایین دریاچه منجربه رسوب شده و باعث کاهش کیفیت آب می‌شود. کاهش کیفیت آب می‌تواند منابع آب آشامیدنی را به خطر بیاندازد، فرصت‌های کسب و کار در اکوسیسیتم آبی را کاهش داده و به صنعت شیلات آسیب برساند و بر اقتصاد محلی و رفاه جوامع اطراف دریاچه تأثیر گذارد.
سلامت اکوسیستم بهتر در دریاچه‌هایی با فناوری نانوحباب
نقش اکسیژن در اکوسیستم‌های دریاچه: افزایش اکسیژن محلول در دریاچه‌ها، به ویژه در بخش کف دریاچه، می تواند شرایط را برای رشد جلبک‌ها نامطلوب کند و همچنین به رشد و گسترش باکتری‌ها و موجودات مفید برای فرآیندهای طبیعی دریاچه کمک نماید و با این کار به کاهش اثر تغذیه‌گرایی تاثیر زیادی گذارد.
سطح اکسیژن کافی در بهبود سلامت باکتری‌های هوازی که به تجزیه طبیعی مواد آلی و مواد مغذی موجود در آب کمک می‌کنند، ضروری است. در شرایط خوب اکسیژن، باکتری‌ها می‌توانند به طور مؤثر مواد آلی را تجزیه کنند و از انتشار مواد مغذی بیش از حد که باعث رشد جلبک می‌شود، جلوگیری کنند. علاوه بر این، اکسیژن از فرآیندهای اکسیداتیو که ترکیبات نیتروژن را تغییر می‌دهند، پشتیبانی می‌کند و باعث مهار آلاینده‌های مضر مبتنی بر نیترات می‌شود. با حفظ سطح کافی اکسیژن دریاچه‌ها می‌توانند محیطی را ایجاد کنند که چرخه مواد مغذی متعادل باشد و خطر تغذیه‌گرایی را کاهش دهد.
افزایش اکسیژن محلول در دریاچه‌ها می‌تواند نتایج ذیل را داشته باشد:
بهبود شفافیت آب
کاهش جلبک‌ها
کاهش بوی نامطبوع
حمایت از سلامت گیاهان و جانوران آبزی
فناوری نانوحباب به افزایش سطح اکسیژن آب کمک شایانی می‌کند و از این طریق چرخه اکوسیستم دریاچه به حالت طبیعی خود باز می‌گردد. نانوحباب‌ها به حدی کوچک هستند که به طور پایدار در آب معلق می‌مانند و به مدت طولانی می‌توانند خود را به بستر دریاچه برسانند.
نانوحباب‌ها می‌توانند در دریاچه نتایج ذیل را به دنبال داشته باشند:
اکسیژن را به لایه رسوبی در کف دریاچه می‌رساند
کیفیت آب را بهبود داده
رشد جلبک را کاهش می‌دهند
بوی بد را مهار می‌کنند
در سیستم‌های هوادهی سنتی دریاچه، مانند هوادهی مکانیکی، حباب‌های بزرگی ایجاد می‌شود که به سرعت به سطح آب می‌رسند. این سیستم‌ها در انتقال اکسیژن، به ویژه در لایه رسوبی کف دریاچه مؤثر نیستند. اما فناوری نانوحباب می‌تواند تا ۸۵ درصد راندمان انتقال اکسیژن (OTE) را به دنبال داشته باشد. چنین حجم اکسیژن رسانی می‌تواند مانع گسترش جلبک‌ها شده و تجزیه مواد آلی را توسط باکتری‌ها و اکسیداسیون تسریع کند. همچنین شفافیت آب به بیشینه مقدار خود رسیده و اکوسیستم آبی شرایط سالم‌تری را تجربه می‌کند. این فناوری نانوحباب برای رشد آبزیان نیز مفید است.
فناوری نانوحباب در دریاچه السینور کالیفرنیای جنوبی، در آمریکا، اجرا شده که تاثیر شگرفتی در بهبود وضعیت این دریاچه داشته است. این دریاچه به وسعت ۱۲ کیلومتر مربع و عمق شش متر، یکی از دریاچه‌هایی است که به دلیل فعالیت‌های انسانی و کاهش باران دستخوش تغییراتی شده است که فناوری‌نانوحباب توانسته تاثیر شگرفی در بهبود وضعیت آن داشته باشد.
