एनॉक्सिक जल
एनॉक्सिक जल समुद्र के जल, ताजे जल, 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 जल की तुलना हाइपोक्सिक जल से की जा सकती है, जो घुलित ऑक्सीजन में कम (लेकिन उपयुक्त मात्रा में) है। यह स्थिति सामान्यतः उन क्षेत्रों में पाई जाती है जिन्होंने जल विनिमय को प्रतिबंधित किया है।
ज्यादातर स्थिति 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 जल एक बेसिन के तल पर एकत्र रहते हैं। यदि जीवाणुओं द्वारा कार्बनिक पदार्थों के ऑक्सीकरण की दर घुलित ऑक्सीजन की आपूर्ति से अधिक है, तो एनॉक्सी स्थितियाँ उत्पन्न होंगी।
एनॉक्सिक जल एक प्राकृतिक तथ्य है,[3] और पूरे भूगर्भीय इतिहास में घटित हुए हैं। पर्मियन -ट्राइसिक के विलुप्त होने की घटना, दुनिया के महासागरों से प्रजातियों का एक बड़े पैमाने पर विलुप्त होने के परिणाम, पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड के बड़े पैमाने पर जारी होने से संचालित समुद्र के अम्लीकरण के साथ संयुक्त रूप से व्यापक अनॉक्सी स्थितियों का परिणाम 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 गहराई पर ऑक्सीजन को कम करने और इसकी पुन: आपूर्ति को रोकने वाले थर्मल स्तरीकरण द्वारा बनाई जाती है।
बाल्टिक सागर, काला सागर, कैरीको बेसिन, विभिन्न फजॉर्ड घाटियों,[5] और अन्य जगहों पर एनॉक्सिक बेसिन उपस्थितहैं[6]। यूट्रोफिकेशन ने वाशिंगटन राज्य में बाल्टिक सागर, मैक्सिको की खाड़ी और हूड नहर[7] सहित क्षेत्रों में अनॉक्सी क्षेत्र की सीमा में वृद्धि की संभावना को बढ़ा दिया है,[8]
कारण और प्रभाव
घनत्व स्तरीकरण सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों के संयोजन से एनॉक्सिक की स्थिति उत्पन्न होती है,[9] कार्बनिक सामग्री या अन्य कम करने वाले एजेंट के इनपुट, और जल के परिसंचरण के लिए भौतिक बाधाओं सहित पर्यावरणीय परिस्थितियों के संयोजन से एनोक्सिक स्थितियां उत्पन्न होती हैं। 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।[10] 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 सामान्यतत्वों 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।:[11][12]
- 2 CH2O + SO2− 4 → 2 HCO− 3 + H2S + रासायनिक ऊर्जा
निम्नलिखित रासायनिक समीकरणों के अनुसार, इन सल्फाइडों को अधिक ऑक्सीजन युक्त जल में या तो सल्फेट्स (~ 90%) में ऑक्सीकृत किया जाएगा या अवक्षेपित किया जाएगा और पाइराइट (~ 10%) में परिवर्तित किया जाएगा।:[12]
निम्नलिखित रासायनिक समीकरण के अनुसार, कुछ केमोलिथोट्रॉफ़ हाइड्रोजन सल्फाइड के ऑक्सीकरण को प्राथमिक सल्फर में भी सुगम बना सकते हैं:[13]
- H2S + O2 → S + H2O2
एनोक्सिया कीचड़ भरे समुद्र के तल में काफी सामान्य है जहां तलछट के माध्यम से कार्बनिक पदार्थ की उच्च मात्रा और ऑक्सीजन युक्त जल के निम्न स्तर दोनों होते हैं।
एनोक्सिया आगे जैव रासायनिक ऑक्सीजन मांग/बायोकेमिकल ऑक्सीजन डिमांड (बीओडी) से प्रभावित है, जो कि कार्बनिक पदार्थों के विघटन की प्रक्रिया में समुद्री जीवों द्वारा उपयोग की जाने वाली ऑक्सीजन की मात्रा है। बीओडी उपस्थित जीवों के प्रकार, जल, तापमान और क्षेत्र में उपस्थितकार्बनिक पदार्थों के प्रकार से प्रभावित होता है। बीओडी सीधे उपलब्ध घुलित ऑक्सीजन की मात्रा से संबंधित है, विशेष रूप से जल के छोटे निकायों जैसे नदियों और नालों से संबंधित है। 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 सम्मिलित हैं: मृत जीव, खाद, अपशिष्ट जल और शहरी अपवाह।[14]
मानव एनोक्सिक की स्थिति का कारण बना
यूट्रोफिकेशन, पोषक तत्वों (फॉस्फेट/नाइट्रेट) का एक प्रवाह, जो अक्सर कृषि रन-ऑफ और सीवेज डिस्चार्ज का एक उपोत्पाद होता है, जिसके परिणामस्वरूप बड़े लेकिन अल्पकालिक शैवाल खिल सकते हैं। एक ब्लूम के समापन पर, मृत शैवाल नीचे तक डूब जाते हैं और तब तक टूट जाते हैं जब तक कि सभी ऑक्सीजन का उपयोग नहीं हो जाता। ऐसा मामला मेक्सिको की खाड़ी का है जहां एक मौसमी मृत क्षेत्र होता है, जो मौसम के पैटर्न जैसे तूफान और उष्णकटिबंधीय संवहन से प्रभावित हो सकता है। सीवेज डिस्चार्ज, विशेष रूप से पोषक तत्व केंद्रित कीचड़, विशेष रूप से पारिस्थितिकी तंत्र विविधता के लिए हानिकारक हो सकता है। एनोक्सिक परिस्थितियों के प्रति संवेदनशील प्रजातियों को कम सख्त प्रजातियों द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जिससे प्रभावित क्षेत्र की समग्र परिवर्तनशीलता कम हो जाती है।[11]
यूट्रोफिकेशन या ग्लोबल वार्मिंग के माध्यम से धीरे-धीरे पर्यावरणीय परिवर्तन प्रमुख ऑक्सी-एनोक्सिक शासन बदलाव का कारण बन सकते हैं। मॉडल अध्ययनों के आधार पर यह अचानक हो सकता है, साइनोबैक्टीरीया के प्रभुत्व वाले ऑक्सी अवस्था के बीच संक्रमण और सल्फेट-कम करने वाले बैक्टीरिया और फोटोट्रोफिक सल्फर बैक्टीरिया के साथ एक अनॉक्सी अवस्था के बीच संक्रमण हो सकता है।
दैनिक और मौसमी चक्र
एक शरीर में उपस्थित जल का तापमान सीधे घुलित ऑक्सीजन की मात्रा को प्रभावित करता है। हेनरी के नियम के अनुसार, जैसे ही जल गर्म हो जाता है, ऑक्सीजन इसमें कम घुलनशील हो जाती है। यह गुण छोटे भौगोलिक पैमानों पर दैनिक अनॉक्सी चक्र और बड़े पैमाने पर एनोक्सिया के मौसमी चक्र की ओर ले जाती है। इस प्रकार, शरीर में उपस्थित जल दिन की सबसे गर्म अवधि और गर्मी के महीनों के दौरान अनॉक्सी स्थितियों के प्रति अधिक संवेदनशील होते हैं। इस समस्या को औद्योगिक निर्वहन के आसपास के क्षेत्र में और अधिक बढ़ाया जा सकता है, जहां मशीनरी को ठंडा करने के लिए प्रयोग किया जाने वाला गर्म जल उस बेसिन की तुलना में ऑक्सीजन को धारण करने में कम सक्षम होता है, जिसमें इसे छोड़ा जाता है।
दैनिक चक्र भी प्रकाश संश्लेषक जीवों की गतिविधि से प्रभावित होते हैं। प्रकाश की अनुपस्थिति में रात के दौरान प्रकाश संश्लेषण की कमी के परिणामस्वरूप सूर्योदय के कुछ ही समय बाद पूरी रात एनोक्सिक स्थितियाँ तीव्र हो सकती हैं।[15]
जैविक अनुकूलन
यूट्रोफिकेशन के लिए व्यक्तिगत प्रजातियों की अभिक्रियाएं व्यापक रूप से भिन्न हो सकती हैं। उदाहरण के लिए, कुछ जीव, जैसे कि प्राथमिक उपभोक्ता, इनका अनुकूलन बहुत आसान होता है और यहां तक कि ये एनोक्सिक परिस्थितियों में भी पनप सकते हैं। हालांकि, अधिकांश जीव जलीय ऑक्सीजन के स्तर में सामान्य बदलाव के लिए अतिसंवेदनशील होते हैं। सीधे शब्दों में कहें - अगर एक जीव को किसी भी ऑक्सीजन युक्त या ऑक्सीजन रहित वातावरण में रखा जाये तो, तो इसके जीवित रहने की संभावना कम हो जाएगी। इसलिए, जल 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, औसत उत्तरजीविता घटकर लगभग 81% हो जाती है और लगभग 40% जीवित प्रजातियों के आकार में कमी, रंग में कमी, और पिननेट संरचनाओं से समझौता होता है (सिमैंस-गिराल्डो एट अल, 2021)। 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 [वडिलो गोंजालेज एट अल 2021] कहा गया है, "प्राकृतिक उपचारों की तुलना में समृद्ध तलछटों में कॉकल की गति कम हो गई थी। "ये सैकड़ों हजारों जलीय प्रजातियों के कुछ उदाहरण हैं जो उपस्थित हैं, लेकिन ये और अन्य उदाहरण महत्वपूर्ण परिणाम दिखाते हैं।
एक अध्ययन में 850 से अधिक प्रकाशित प्रयोग "रिपोर्टिंग ऑक्सीजन थ्रेसहोल्ड या घातक कुल 206 प्रजातियों के लिए बेंथिक मेटाज़ोन्स की पूर्ण टैक्सोनॉमिक रेंज में फैली हुई है।"[16]
अलग-अलग प्रजातियों की जैविक संरचना और उनके आवास की स्थिति के आधार पर अनॉक्सी स्थितियों के लिए अलग-अलग अनुकूली प्रतिक्रियाएं होंगी। अन्य अनुकूलन में कम ऑक्सीजन वातावरण के लिए विशिष्ट हीमोग्लोबिन, उपापचय की दर को कम करने के लिए धीमी गति, और अवायवीय बैक्टीरिया के साथ सहजीवी संबंध सम्मिलित हैं। सभी स्थिति 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।[11] अलग-अलग प्रजातियों की जैविक संरचना और उनके आवास की स्थिति के आधार पर अनॉक्सी स्थितियों के लिए अलग-अलग अनुकूली प्रतिक्रियाएं होंगी।
एनोक्सिक बेसिन
- लेवेंटिन सागर, पूर्वी भूमध्य सागर में बैनॉक बेसिन ;
- काला सागर बेसिन, पूर्वी यूरोप से, 50 मीटर (150 फीट) से नीचे;
- कैस्पियन सागर बेसिन, 100 मीटर (300 फीट) से नीचे;
- कैरीको बेसिन, उत्तर मध्य वेनेजुएला से दूर;
- गोटलैंड बेसिन , स्वीडन से बाल्टिक में;
- ल'अटलांते बेसिन, पूर्वी भूमध्य सागर
- मारियागर फोजोर्ड , ऑफ डेनमार्क ;
- ऑर्का बेसिन , मेक्सिको के उत्तर -पूर्व खाड़ी;
- सानीच इनलेट, ऑफ वैंकूवर द्वीप, कनाडा ;
यह भी देखें
- एनोक्सिक घटना
- मृत क्षेत्र (पारिस्थितिकी)
- हाइपोक्सिया (पर्यावरण)
- मेरोमिक्टिक
- मोर्टिच्निया
- महासागर डीऑक्सीजनेशन
- ऑक्सीजन न्यूनतम क्षेत्र
संदर्भ
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