एनॉक्सिक जल

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एनॉक्सिक पानी समुद्र के पानी, ताजे पानी, या भूजल के क्षेत्र हैं जिनमें घुलित ऑक्सीजन की कमी होती है।अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण एनोक्सिक भूजल को 0.5 मिलीग्राम प्रति लीटर से कम घुलित ऑक्सीजन सांद्रता वाले भूजल के रूप में परिभाषित करता है।[1] एनोक्सिक पानी की तुलना हाइपोक्सिक पानी से की जा सकती है, जो घुलित ऑक्सीजन में कम (लेकिन कमी नहीं) है। यह स्थिति सामान्यतः पर उन क्षेत्रों में पाई जाती है जिन्होंने जल विनिमय को प्रतिबंधित किया है।

ज्यादातर मामलों में, ऑक्सीजन को एक भौतिक अवरोध के साथ-साथ एक स्पष्ट घनत्व स्तरीकरण द्वारा गहरे स्तर तक पहुंचने से रोका जाता है,[2] जिसमें, उदाहरण के लिए, भारी हाइपरसेलाइन पानी एक बेसिन की तल पर एकत्र रहते हैं। ज्यादातर मामलों में, ऑक्सीजन को एक भौतिक अवरोध के साथ-साथ एक स्पष्ट घनत्व स्तरीकरण द्वारा गहरे स्तर तक पहुंचने से रोका जाता है, जिसमें, उदाहरण के लिए, भारी हाइपरसेलाइन पानी एक बेसिन के तल पर आराम करता है। यदि जीवाणुओं द्वारा कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की दर घुलित ऑक्सीजन की आपूर्ति से अधिक है, तो अनॉक्सी स्थितियाँ उत्पन्न होंगी।

एनॉक्सिक पानी एक प्राकृतिक तथ्य है,[3] और पूरे भूगर्भीय इतिहास में घटित हुए हैं। पर्मियन -ट्राइसिक विलुप्त होने की घटना, दुनिया के महासागरों से प्रजातियों का एक बड़े पैमाने पर विलुप्त होने के परिणामस्वरूप, व्यापक रूप से एनोक्सिक स्थितियों से हो सकता है, जो समुद्र के अम्लीकरण के साथ संयुक्त रूप से कार्बन डाइऑक्साइड के बड़े पैमाने पर रिलीज द्वारा पृथ्वी के वायुमंडल में संचालित हो सकता है।[4] कई झीलों में एक स्थायी या अस्थायी एनोक्सिक परत होती है, जो श्वसन द्वारा गहनता से ऑक्सीजन की कमी और थर्मल स्तरीकरण द्वारा बनाई जाती है, जो इसकी पुन: आपूर्ति को रोकने के लिए बनाई जाती है।[5]

बाल्टिक सागर, काला सागर, कैरीको बेसिन, विभिन्न फजॉर्ड घाटियों,[6] और अन्य जगहों पर एनॉक्सिक बेसिन मौजूद हैं[7]। यूट्रोफिकेशन ने वाशिंगटन राज्य में बाल्टिक सागर, मैक्सिको की खाड़ी और हूड नहर[8] सहित क्षेत्रों में अनॉक्सी जोन की सीमा में वृद्धि की संभावना को बढ़ा दिया है,[9]

कारण और प्रभाव

घनत्व स्तरीकरण सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों के संयोजन से एनॉक्सिक की स्थिति उत्पन्न होती है,[10] कार्बनिक सामग्री या अन्य कम करने वाले एजेंट के इनपुट, और पानी के परिसंचरण के लिए भौतिक बाधाओं सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों के संयोजन से एनोक्सिक स्थितियां उत्पन्न होती हैं। बाधाएं। फजॉर्डस में, उथली दीवारें प्रवेश द्वार पर मिलकर परिसंचरण को रोक सकते हैं, जबकि महाद्वीपीय सीमाओं पर, परिसंचरण विशेष रूप से कम हो सकता है जबकि ऊपरी स्तरों पर उत्पादन से कार्बनिक सामग्री इनपुट असाधारण रूप से उच्च है।[11] अपशिष्ट जल उपचार में, अकेले ऑक्सीजन की अनुपस्थिति को एनोक्सिक का संकेत दिया जाता है, जबकि हाइपोक्सिया शब्द का उपयोग नाइट्रेट, सल्फेट या ऑक्सीजन जैसे किसी भी सामान्य इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता की अनुपस्थिति को इंगित करने के लिए किया जाता है।

जब ऑक्सीजन एक बेसिन में कम हो जाती है, तो बैक्टीरिया पहले दूसरे-सर्वश्रेष्ठ इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता जिस समुद्री जल में नाइट्रेट होता है, उस जल की तरफ चले जाते हैं। जब नाइट्रेट का तेजी से सेवन किया जाएगा तो उसे विनाइट्रीकरण कहा जाता है। कुछ अन्य मामूली तत्वों को कम करने के बाद, बैक्टीरिया रेडॉक्स सल्फेट में बदल जाएगा। इसका परिणाम हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S) के उपोत्पाद में होता है, जो कि अधिकांश बायोटा के लिए एक रासायनिक विषाक्त और विशेषता सड़े हुए अंडे की गंध और गहरे काले तलछट रंग के लिए जिम्मेदार है।:[12][13]

रासायनिक ऊर्जा
2 CH2O + SO2− 4 → 2 HCO− 3 + H2S + chemical energy

इन सल्फाइड्स को ज्यादातर ऑक्सीजन-समृद्ध पानी में सल्फेट (~ 90%) में ऑक्सीकरण किया जाएगा या निम्नलिखित रासायनिक समीकरणों के अनुसार, पाइराइट (~ 10%) में परिवर्तित और परिवर्तित किया जाएगा:[13]

  1. H2S ⇌ HS− + H+
    HS− + 2 O2 → HSO−
    4
  2. H2S ⇌ HS− + H+
    Fe2+ + HS− → FeS + H+
    FeS + H2S → FeS2 + H2

कुछ रसायन -संबंधी निम्नलिखित रासायनिक समीकरण के अनुसार, हाइड्रोजन सल्फाइड के ऑक्सीकरण को मौलिक गंधक में भी सुविधाजनक बना सकते हैं:[14]

एच2एस + ओ2 → एस + एच2O2

एनोक्सिया मैला महासागर की बोतलों में काफी आम है जहां दोनों उच्च मात्रा में कार्बनिक पदार्थ और तलछट के माध्यम से ऑक्सीजन युक्त पानी के प्रवाह के निम्न स्तर हैं।सतह से कुछ सेंटीमीटर के नीचे अंतरालीय पानी (तलछट के बीच का पानी) ऑक्सीजन मुक्त है।

एनोक्सिया आगे जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग (बीओडी) से प्रभावित है, जो कि कार्बनिक पदार्थों को तोड़ने की प्रक्रिया में समुद्री जीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा है।बीओडी उपस्थित जीवों के प्रकार, पानी, तापमान और क्षेत्र में मौजूद कार्बनिक पदार्थों के प्रकार से प्रभावित होता है।बीओडी सीधे उपलब्ध भंग ऑक्सीजन की मात्रा से संबंधित है, विशेष रूप से पानी के छोटे शरीर जैसे नदियों और धाराओं में।जैसे -जैसे बीओडी बढ़ता है, उपलब्ध ऑक्सीजन कम हो जाती है।यह बड़े जीवों पर तनाव का कारण बनता है।बीओडी प्राकृतिक और मानवजनित स्रोतों से आता है, जिनमें शामिल हैं: मृत जीव, खाद, अपशिष्ट जल और शहरी अपवाह।[15]


मानव ने एनोक्सिक की स्थिति का कारण बना

यूट्रोफिकेशन, पोषक तत्वों (फॉस्फेट/नाइट्रेट) की एक आमद, अक्सर कृषि रन-ऑफ और सीवेज डिस्चार्ज का एक उपोत्पाद, बड़े लेकिन अल्पकालिक शैवाल खिलने के परिणामस्वरूप हो सकता है।एक ब्लूम के निष्कर्ष पर, मृत शैवाल नीचे की ओर सिंक और तब तक टूट जाते हैं जब तक कि सभी ऑक्सीजन खर्च नहीं हो जाते।ऐसा मामला मेक्सिको की खाड़ी है जहां एक मौसमी मृत क्षेत्र होता है, जिसे तूफान और उष्णकटिबंधीय संवहन जैसे मौसम के पैटर्न से परेशान किया जा सकता है।सीवेज डिस्चार्ज, विशेष रूप से पोषक तत्व केंद्रित कीचड़, विशेष रूप से पारिस्थितिकी तंत्र विविधता के लिए हानिकारक हो सकता है।एनोक्सिक स्थितियों के प्रति संवेदनशील प्रजातियों को कम कठोर प्रजातियों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिससे प्रभावित क्षेत्र की समग्र परिवर्तनशीलता को कम किया जाता है।[12]

यूट्रोफिकेशन या ग्लोबल वार्मिंग के माध्यम से क्रमिक पर्यावरणीय परिवर्तन प्रमुख ऑक्सिक-एनोक्सिक शासन बदलाव का कारण बन सकते हैं।मॉडल अध्ययनों के आधार पर यह अचानक हो सकता है, साइनोबैक्टीरीया द्वारा हावी एक ऑक्सिक राज्य के बीच एक संक्रमण के साथ, और सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया और फोटोट्रॉफिक बैंगनी सल्फर बैक्टीरिया के साथ एक एनोक्सिक राज्य।[16]


दैनिक और मौसमी चक्र

पानी के एक शरीर का तापमान सीधे घुलित ऑक्सीजन की मात्रा को प्रभावित करता है जिसे वह पकड़ सकता है।हेनरी के नियम के बाद, जैसे ही पानी गर्म हो जाता है, ऑक्सीजन इसमें कम घुलनशील हो जाती है।यह संपत्ति छोटे भौगोलिक तराजू और बड़े पैमाने पर एनोक्सिया के मौसमी चक्रों पर दैनिक एनोक्सिक चक्र की ओर ले जाती है।इस प्रकार, पानी के शरीर दिन की सबसे गर्म अवधि के दौरान और गर्मियों के महीनों के दौरान एनोक्सिक स्थितियों के लिए अधिक असुरक्षित होते हैं।इस समस्या को औद्योगिक निर्वहन के आसपास के क्षेत्र में और अधिक बढ़ाया जा सकता है, जहां ठंडा मशीनरी के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला गर्म पानी उस बेसिन की तुलना में ऑक्सीजन को कम करने में सक्षम होता है, जिसमें इसे जारी किया जाता है।

दैनिक चक्र भी प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधि से प्रभावित होते हैं।प्रकाश की अनुपस्थिति में रात के घंटों के दौरान प्रकाश संश्लेषण की कमी के परिणामस्वरूप सूर्योदय के तुरंत बाद अधिकतम रात के साथ रात भर में एनोक्सिक की स्थिति हो सकती है।[17]


जैविक अनुकूलन

यूट्रोफिकेशन के लिए व्यक्तिगत प्रजातियों की प्रतिक्रियाएं व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं।उदाहरण के लिए, कुछ जीव, जैसे कि प्राथमिक निर्माता, बहुत जल्दी अनुकूलित कर सकते हैं और यहां तक कि एनोक्सिक परिस्थितियों में भी पनप सकते हैं।हालांकि, अधिकांश जीव जलीय ऑक्सीजन के स्तर में मामूली बदलाव के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं।सीधे शब्दों में कहें - अगर एक श्वसन वाले जीव को किसी भी ऑक्सीजन के साथ प्रस्तुत किया जाता है, तो इसके जीवित रहने की संभावना कम हो जाएगी।इसलिए, पानी में यूट्रोफिकेशन और एनोक्सिक स्थिति से जैव विविधता में कमी आती है।

उदाहरण के लिए, नरम कोरल ज़ेनिया उमबेलटा कम समय के लिए कुछ एनॉक्सिक स्थितियों का विरोध कर सकता है, लेकिन लगभग 3 सप्ताह के बाद, इसका मतलब है कि अस्तित्व लगभग 81% तक घट जाता है और लगभग 40% जीवित प्रजातियों का अनुभव आकार में कमी, रंग में कम, और समझौता हुआ पिननेटसंरचनाएं (सिमैंस-गिराल्डो एट अल।, 2021)।एक अतिसंवेदनशील जीव का एक और उदाहरण सिडनी कॉकल, अनादरा ट्रेपेज़िया के साथ देखा गया है।समृद्ध तलछटों का इस कॉकले पर घातक और शानदार प्रभाव पड़ता है और, जैसा कि कहा गया है कि [वडिलो गोंजालेज एट अल।, 2021] में कहा गया है, "प्राकृतिक उपचारों की तुलना में समृद्ध तलछट में कॉकल्स का आंदोलन कम हो गया था।"ये सैकड़ों हजारों जलीय प्रजातियों के कुछ उदाहरण हैं जो मौजूद हैं, लेकिन ये और अन्य उदाहरण महत्वपूर्ण परिणाम दिखाते हैं।

850 से अधिक प्रकाशित प्रयोगों को एकत्रित करने वाला एक अध्ययन जो ऑक्सीजन थ्रेसहोल्ड और/या घातक समय की रिपोर्ट करता है, कुल 206 प्रजातियों के लिए बेंटिक मेटाज़ोन की पूर्ण टैक्सोनोमिक रेंज में फैली हुई है।[18] व्यक्तिगत प्रजातियों में उनके जैविक मेकअप और उनके निवास स्थान की स्थिति के आधार पर एनोक्सिक स्थितियों के लिए अलग -अलग अनुकूली प्रतिक्रियाएं होंगी।जबकि कुछ उच्च जल स्तरों से तलछट में ऑक्सीजन को पंप करने में सक्षम हैं, अन्य अनुकूलन में कम ऑक्सीजन वातावरण के लिए विशिष्ट हीमोग्लोबिन शामिल हैं, चयापचय की दर को कम करने के लिए धीमी गति से आंदोलन, और अवायवीय बैक्टीरिया के साथ सहजीवी संबंध।सभी मामलों में, अतिरिक्त पोषक तत्वों की व्यापकता से बायोलॉजिकल गतिविधि के निम्न स्तर और प्रजातियों की विविधता के निचले स्तर का परिणाम होता है यदि क्षेत्र सामान्य रूप से एनोक्सिक नहीं होता है।[12]


एनोक्सिक बेसिन

यह भी देखें


इस पृष्ठ में गुम आंतरिक लिंक की सूची

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  • पूर्वी भूमध्यसागर
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संदर्भ

  1. ↑ "देश के भूजल और पीने के पानी की आपूर्ति कुओं में वाष्पशील कार्बनिक यौगिक: सहायक सूचना: शब्दावली". US Geological Survey. Retrieved 3 December 2013.
  2. ↑ Bjork, Mats; Short, Fred; McLeod, Elizabeth; Beer, Sven (2008). जलवायु परिवर्तन के लिए लचीलापन के लिए समुद्री-घास का प्रबंधन. Volume 3 of IUCN Resilience Science Group Working Papers. Gland, Switzerland: International Union for Conservation of Nature (IUCN). p. 24. ISBN 978-2-8317-1089-1.
  3. ↑ Richards, 1965; Sarmiento 1988-B
  4. ↑ McElwain, Jennifer C.; Wade-Murphy, Jessica; Hesselbo, Stephen P. (2005). "गोंडवाना कोयले में घुसपैठ से जुड़े एक महासागरीय एनोक्सिक घटना के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड में परिवर्तन". Nature (in English). 435 (7041): 479–482. Bibcode:2005Natur.435..479M. doi:10.1038/nature03618. ISSN 0028-0836. PMID 15917805. S2CID 4339259.
  5. ↑ Wetzel, Robert G. (2001). लिम्नोलॉजी: लेक एंड रिवर इकोसिस्टम्स (3rd ed.). San Diego: Academic Press. ISBN 0-12-744760-1. OCLC 46393244.
  6. ↑ Jerbo, 1972;Hallberg, 1974
  7. ↑ Skei, J. M. (1983). "स्थायी रूप से एनोक्सिक समुद्री बेसिन: सीमाओं के पार पदार्थों का आदान -प्रदान". Ecological Bulletins (35): 419–429. ISSN 0346-6868. JSTOR 20112877.
  8. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-09-27. Retrieved 2013-03-05.
  9. ↑ "अक्टूबर 2009 से मई 2010 (प्रारंभिक) के लिए मेक्सिको की खाड़ी में स्ट्रीमफ्लो और पोषक तत्व वितरण". Archived from the original on 2012-11-29. Retrieved 2011-02-09.
  10. ↑ Gerlach, 1994
  11. ↑ Helly, John J; Levin, Lisa A (2004). "महाद्वीपीय मार्जिन पर प्राकृतिक रूप से होने वाली समुद्री हाइपोक्सिया का वैश्विक वितरण". Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers (in English). 51 (9): 1159–1168. Bibcode:2004DSRI...51.1159H. doi:10.1016/j.dsr.2004.03.009.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 Castro, Peter; Huber, Michael E. (2005). समुद्री जीव विज्ञान (5th ed.). McGraw Hill. ISBN 978-0-07-250934-2.
  13. ↑ 13.0 13.1 Rickard, David (2012), "Sedimentary Sulfides", Sulfidic Sediments and Sedimentary Rocks, Developments in Sedimentology (in English), vol. 65, Elsevier, pp. 543–604, doi:10.1016/B978-0-444-52989-3.00014-3, ISBN 9780444529893, retrieved 2021-09-18
  14. ↑ Luther, George W.; Findlay, Alyssa J.; MacDonald, Daniel J.; Owings, Shannon M.; Hanson, Thomas E.; Beinart, Roxanne A.; Girguis, Peter R. (2011). "ऑक्सीजन द्वारा सल्फाइड ऑक्सीकरण के थर्मोडायनामिक्स और कैनेटीक्स: पर्यावरण में अकार्बनिक रूप से नियंत्रित प्रतिक्रियाओं और जैविक रूप से मध्यस्थता प्रक्रियाओं पर एक नज़र". Frontiers in Microbiology (in English). 2: 62. doi:10.3389/fmicb.2011.00062. ISSN 1664-302X. PMC 3153037. PMID 21833317.
  15. ↑ "5.2 भंग ऑक्सीजन और जैव रासायनिक ऑक्सीजन की मांग". Water: Monitoring & Assessment. US Environmental Protection Agency. Retrieved 3 December 2013.
  16. ↑ Bush; et al. (2017). "जैव-रासायनिक शासन और माइक्रोबियल समुदाय की गतिशीलता के बीच प्रतिक्रियाओं द्वारा मध्यस्थता से ऑक्सिक-एनाक्सिक शासन शिफ्ट". Nature Communications. 8 (1): 789. Bibcode:2017NatCo...8..789B. doi:10.1038/s41467-017-00912-x. PMC 5630580. PMID 28986518.
  17. ↑ "झील एरी में भंग ऑक्सीजन की कमी". Great Lakes Monitoring. US Environmental Protection Agency. Retrieved 3 December 2013.
  18. ↑ Vaquer-Sunyer, Raquel; Duarte, Carlos M. (2008). "समुद्री जैव विविधता के लिए हाइपोक्सिया की थ्रेसहोल्ड". PNAS. 105 (40): 15452–15457. Bibcode:2008PNAS..10515452V. doi:10.1073/pnas.0803833105. PMC 2556360. PMID 18824689.
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