Problem of ecological safety of aquatic environment in conditions of anthropogenic eutrophication

Authors

  • Ела Олександрівна Аристархова Zhytomyr National Agroecological University Blvd Stary, 7, Zhytomyr, Ukraine, 10008, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18276

Keywords:

phytoplankton, seasonal changes, anthropogenic eutrophication, ''algal bloom'', mathematical model

Abstract

The state of any aquatic ecosystem, its trophic level, pollution degree and other constituents of environmental monitoring are reliably characterized by means of studying and monitoring the species composition and the number of planktonic algae. The most typical negative anthropogenic impact on the aquatic environment is drastic propagation of phytoplankton, called ''algal bloom''. It is caused mainly by the flow of nutrients into the water, which stimulate the intensive propagation of algae. Another factor that influences phytoplankton propagation is temperature. In this regard, the important question is the effect of temperature on the dynamics of phytoplankton expansion in aquatic ecosystems.

The correlation analysis of algae propagation depending on the water temperature in a water intake (for example, the reservoir of the Teteriv River, a tributary of the Dnieper River) was made in the paper. The analysis indicated a significant influence of the temperature on algae propagation that allowed using trigonometric series in mathematical description of the dynamics of their propagation.

According to the studies, an adequate mathematical model describing the dynamics of phytoplankton expansion in aquatic ecosystems was developed and its adequacy (model relative error) was estimated. The analysis of the relative error shows that the developed mathematical model adequately describes the dynamics of phytoplankton expansion in aquatic ecosystems. It should be noted that the proposed model can be simplified. However, this will increase the relative error, and, therefore, the model will not adequately correspond to the original.

Author Biography

Ела Олександрівна Аристархова, Zhytomyr National Agroecological University Blvd Stary, 7, Zhytomyr, Ukraine, 10008

Candidate of biological Sciences, the senior lecturer

Chair of monitoring of surrounding environment

References

  1. Романенко, В. Д. Основы гидроэкологии [Текст]: учебник для вузов / В. Д. Романенко. – К. : Генеза, 2004. – 664 с.
  2. Топачевский, А. В. Пресноводные водоросли Украинской ССР [Текст] / А. В. Топачевский, Н. П. Масюк. – К. : Вища шк. Головное изд-во, 1984. – 336 с.
  3. Shcherbak, V. I. Phytoplancton as a Model Object of Evaluating the Influence of Power Complexes on Water Ecosystems [Text] / V. I. Shcherbak // Engineering Simulation. – 1999. – Vol. 16. – Р. 513–519.
  4. Аристархова, Е. О. Математичне моделювання сезонних змін розвитку фітопланктону у водозаборі „Відсічне” річки Тетерів [Текст] / Е. О. Аристархова, І. А. Пількевич // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2013. – №3/4 (63). – С. 36–39.
  5. Масюк, Н. П. Водорості в системі органічного світу: монографія [Текст] / Н. П. Масюк, І. Ю. Костіков. – К.: Академперіодика, 2002. – 178 с.
  6. Хоружая, Т. А. Глобальная экология [Текст]: учебное пособие / Т. А. Хоружая, А. М. Никаноров. – М.: Изд-во „Книга сервис”, 2003. – 288 с.
  7. Аристархова, Э. А. Влияние температуры на динамику развития фитопланктона в водных экосистемах [Текст] : материалы VII междунар. конф., 21-24 октября 2013. / Э. А. Аристархова, И. А. Пилькевич // ZOOCENOS-2013 – Днепропетровск: Изд-во ДНУ, 2013. – С. 136–142.
  8. Эрхард, Ж. П. Планктон. Состав, экология, загрязнение [Текст] : пер. с фр. / Ж. П. Эрхард, Ж. Сежен. –– Л.: Гидрометеоиздат, 1984. – 256 с.
  9. Пількевич, І. А. Обгрунтування якості узагальненої логістичної моделі динаміки популяцій [Текст] / І. А. Пількевич, О. В. Маєвський, В. І. Котков // Східно-Європейський журнал передових технологій. – 2012. – №1/4 (55). – С. 63–66. Режим доступу : URL : http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3325
  10. Пилькевич, И. Математическое моделирование динамики популяций [Текст] / Игорь Пилькевич, Александр Маевский // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – T. 3, № 6(45). – С. 50-53. Режим доступу : URL : http://journals.uran.ua/eejet/article/view/2849
  11. Пилькевич, И. Мониторинг копытных животных, обитающих в охотничьих хозяйствах Украины [Текст] / Игорь Пилькевич, Александр Маевский // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – T. 5, № 4(47). – С. 35-40. Режим доступу : URL : http://journals.uran.ua/eejet/article/view/3113
  12. Пилькевич, И. А. Повышение точности оценивания характеристик динамики популяций [Текст] / И. А. Пилькевич, А. В.Маевский // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. – 2010. – №4/4 (46). – С. 48-52. Режим доступу : URL : http://journals.uran.ua/eejet/article/view/2965
  13. Пількевич, І. А. Математическая модель динамики популяций животного мира [Текст] : зб. наук. пр. / І. А. Пількевич, О. В. Маєвський // ИПМЭ НАНУ. Моделювання та інформаційні технології. – 2011. – № 59. – С. 32-41.
  14. Герасименко, С. С. Статистика [Текст]: підручник / С. С. Герасименко, А. В. Головач, А. М. Єріна та ін.; за наук. ред. д-ра екон. наук С. С. Герасименка. – 2-ге вид., перер. і доп. – К. : КНЕУ, 2000. – 467 с.
  15. Romanenko, V. D. (2004). The fundamentals of hydro-ecology [Heat transfer]. Kiev: Heneza, 664.
  16. Topachevsky, A. V., Masiuk, N. P. (1984). Freshwater algae of the Ukrainian Soviet Socialist Republic. Kiev: Vyssha shkola, Head of publishing house, 336.
  17. Shcherbak, V. I. (1999). Phytoplancton as a Model Object of Evaluating the Influence of Power Complexes on Water Ecosystems. Engineering Simulation, Vol. 16, 513-519.
  18. Аrystarkhovа, E. O., Pilkevych, I. А. (2013). Mathematical modeling of the seasonal changes of phytoplankton development in the water „Vidsichne” the river Teteriv. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(4(63)), 36-39.
  19. Masiuk, N. P., Kostikov, I. Yu. (2002). Algae in the system of the organic world [monograph]. Kiev: Academic periodicals, 178.
  20. Khoruzhaia, T. A., Nikanorov, A. M. (2003). Global ecology [Manual]. Moscow: Publishing House „Kniga servis”, 288.
  21. Аrystarkhovа, E. A., Pilkevich, I. А. (2013). Influence of temperature on the dynamics of ontogenesis of phytoplankton in water ecosystems. Mezhdunar. kong. „ZOOCENOS-2013”. Dnepropetrovsk, 136-142.
  22. Yerkhard, Zh. P., Sezhen, Zh. (1984). Plankton. Composition, ecology, pollution [Translation from French]. Leningrad: Gidrometeoizdat, 256.
  23. Pilkevych, I. А., Kotkov, V. I., Mayevsky, O. V. (2012). Ground of quality of the generalized logistic model of dynamics of populations. Eastern-European journal of Enterprise Technologies, Vol. 1(4(55)), 63-66.
  24. Pil'kevich, I., Maevskii, A. (2010). Mathematical modelling of populations dynamics. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 3(6(45)), 50-53
  25. Pil'kevich, I., Maevskii, A. (2010). Monitoring of hoofed animals in ukraine hunting farms. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 5(4(47)), 35-40.
  26. Pil'kevich, I., Maevskii, A. (2010). Increasing the accuracy of characteristics estimation of dynamics populations. Eastern-European Journal Of Enterprise Technologies, 4(4(46)), 48-52.
  27. Pіl'kevich, І. A., Maevskii, O. V. (2011). Matematicheskaia model' dinamiki populiatsii zhivotnoho mira. IPME NANU. Modeliuvannia ta іnformatsіinі tekhnolohіi, 59, 32-41.
  28. Herasimenko, S. S., Holovach, A. V., Yerina, A. M. (2000). Statistics [Tutorial]. Kiev: KNEU, 467.

Published

2013-10-29

How to Cite

Аристархова, Е. О. (2013). Problem of ecological safety of aquatic environment in conditions of anthropogenic eutrophication. Technology Audit and Production Reserves, 5(4(13), 47–49. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2013.18276