أزمة المياه فى العالم العربي - الجزء الأول

-٤البن :من المحاصيل التي تدخل في التجارة الدولية وتحتاج إلي ح اررة مرتفعة وأمطار غزيرة وتربة خصبة

وتعد اليمن أولي دول إنتاجه يليها السودان.

ثالثا :الأشجار المثمرة والفاكهة :يزرع الوطن العربي عديدا من الأشجار المثمرة والفاكهة وبلغ إنتاجه من

الفاكهة ٢٨.٧مليون طن عام .٢٠٠٧

الفاكهة والاشجار المثمرة :

* -التمر ) النخيل ( يضم الوطن العربى %٩٠من اشجار النخيل فى العالم وتحتل العراق المركز الأول فى

انتاج التمر ٠

* -العنب ) الكروم ( تتركز زراعته على سفوح المرتفعات وتحتل دول المغرب العربى المرتبة الاولى فى انتاجه

٠

* -الموالح يسهم الوطن العربى بنحو %١٠من الانتاج العالمى وتعد فلسطين اولى الدول العربية انتاجا له ٠ * -الزيتون تنتشر زراعته فى المناطق المطلة على البحر المتوسط وتعد دول المغرب العربى أولى الدول فى

انتاجة ٠

الثروة الحيوانية في وطننا العربي :يمتلك الوطن العربي ثروة حيوانية متنوعة فقد وهبة الله أراضي خصبة ومراعي تربي بها الحيوانات التي توفر لنا اللحوم والألبان والجلود والأصواف والدواجن التي توفر اللحم والبيض وبه مسطحات مائية عذبة ومالحة بها عديد من الكنوز والثروات من أهمها الأسماك والكائنات البحرية بأنواعها وأشكالها المتعددة ويجب استغلال هذه الثروات المختلفة لسد الحاجة من الغذاء.

أولا :الحيوانات :تربي الحيوانات في الوطن العربي اما في الأراضي الزراعية أو في المراعي وتبلغ مساحة المراعي الطبيعية %٢٥من مساحة الوطن العربي ومعظم هذه المراعي توجد في كل من السعودية والصومال والسودان والجزائر والمغرب وتنقسم إلي مراعي معتدلة في الشمال ومراعي حارة في الجنوب.

الثروة الحيوانية تتركز أما في الشمال حيث توجد المراعي المعتدلة وتربي بها الأغنام والماعز واما في الجنوب حيث المراعي الحارة وتربي بها الماشية والأغنام.

أكثر الدول التي تمتلك ثروة حيوانية دولة السودان.

تربية الجاموس تقتصر علي مصر والعراق حيث البيئة الفيضية وذلك لأن الجاموس لا يتحمل الجفاف أو

البرودة الشديدة.

الأبقار تتركز في السودان ومصر والمغرب وسوريا والصومال حيث المراعي الغنية.

الأغنام تتركز في السودان والمغرب والجزائر.

الماعز تتركز في الصومال والسودان.

الخيول العربية الأصيلة في مصر والمغرب والعراق.

الإبل تتركز في السودان حيث تضم نحو نصف أعداد الإبل في الوطن العربي .ويتميز الوطن العربي بالإبل العربية ذات الشهرة الكبيرة فهي تتميز بسرعتها وجمالها وتستخدم هذه الإبل في سباق الهجن كما في

الإمارات والسعودية ومصر.

رغم هذه الإعداد من الحيوانات إلا إن إنتاج اللحوم في الوطن العربي قليل نتيجة فقر المراعي وعدم كفاية العناية الطبية وعدم تحسين السلالات وتشغيل الحيوانات في أعمال الحقل.

ولهذه الحيوانات المختلفة أهمية كبيرة تتمثل في أنها:

مصد ار للحوم والجلود الذي تصنع منه الملابس والأحذية. ترتبط بها عديد من الصناعات مثل صناعة الزبد والجبن. تستخدم بعضها في النقل وأعمال الحقل.ثانيا :تربية الدواجن :للحصول علي بديل للحوم الحمراء تقوم الدول العربية بتربية الدواجن في المزارع وذلك لاستفادة من لحمها وبيضها ومن أكبر الدول إنتاجا للدواجن السعودية ومصر وتونس.

ثالثا :الثروة السمكية :الوطن العربي غني بثرواته المائية المتعددة ذات القيمة الاقتصادية الكبيرة وذلك بسبب ما وهبه الله من سواحل طويلة وبحار متعددة ومجار مائية عذبة وقد عرف سكان الوطن العربي هذه الثروات منذ أقدم العصور واستخدموها في غذائهم وزينتهم .وتشكل الأسماك أهم موارد الثروة المائية في الوطن العربي وأكثرها استغلالا لأنها تمد سكان هذا الوطن بغذاء بروتيني أساسي يحميهم من الأمراض ويعوض النقص في الثروة الزراعية والحيوانية كما أن زيادة الإنتاج السمكي تؤدي إلي ازدهار مشروعات التصنيع التي من أهمها صناعة حفظ وتعليب الأسماك ويمتلك الوطن العربي مصايد أسماك متعددة.

٦٢

المصايد البحرية مثل بحيرات مصر الشمالية وبحيرة قارون وبحيرة جنوب مصر.

المصايد البحرية مثل مصايد المحيط الأطلنطي والمحيط الهندي ومصايد البحر المتوسط والبحر الأحمر

والبحر العربي والخليج العربي.

بالإضافة للمصايد السابقة ينتشر في بعض دول الوطن العربي المزارع السمكية وتشكل %٣.٣من جملة إنتاج الأسماك في الوطن العربي .ويصل إنتاج الوطن العربي من الأسماك قرابة ٣.٧مليون طن وتأتي المغرب في مقدمة الدول العربية في إنتاج الأسماك ويليها مصر وموريتانيا وعمان واليمن .وبالرغم من توافر المسطحات المائية المتنوعة إلا أن إنتاج الوطن العربي من الثروة السمكية قليل ولا يتناسب مع الامكانيات المتاحة .

أسباب قلة انتاج السمك :

استخدام الصيادين الاساليب البدائية فى عمليات الصيد ٠ التلوث الذى يؤدى الى قتل اعداد كبيرة من الاسماك ٠ ترك السكان لحرفة الصيد واتجاههم الى استخراج البترول والصناعة ٠ الصيد فى الاوقات الممنوعة او باستخدام شباك ضيقة ٠ -تخلف وسائل نقل وحفظ الاسماك ٠

مفاهيم :

تصحر :عدم قدرة الأرض علي إنتاج النبات .

محاصيل غذائية :محاصيل يعتمد عليها الإنسان في غذائه مثل القمح والأرز والذرة الشامية والذرة الرفيعة.

محاصيل صناعية وتجارية :محاصيل تدخل في الصناعة أو في التجارة مثل القطن وقصب السكر وبنجر

السكر والبن.

سباق الهجن )الجمال( :رياضة شعبية تمارس في الوطن العربي وفي هذه الرياضة تتسابق الهجن بسرعة

تصل إلي ٦٤كم/س في أماكن مخصصة لهذا السباق.

مراعي طبيعية :المراعي تنمو طبيعيا دون تدخل الإنسان وتربي بها حيوانات مختلفة حسب غني هذه

المراعي.

٦٣

علم البحيرات Limnology

علم البحيرات يهتم بالبيئة المائية فى البحيرات والانهار خاصة من الناحية البيئية والبيولوجية وهذا العلم limnologyمشتق من الكلمة اليونانية Limneوتعني البحيرة أو المستنقع .وتشمل بيئة البحيرات:

loticتشمل بيئة الأنهار

) (١المياه الجارية

lenticتشمل بيئة البحيرات الساكنة المعالم

) (٢المياه الساكنة

وتؤثر عوامل الترسيب والنحر داخل البحيرات على مورفولوجيا البحيرة وتمر أي بحيرة بعدة مراحل تشمل ميلادها نتيجة العوامل الجيولوجية ثم حياة البحيرة ويصحبها ترسيب المواد الصلبة من أصل نباتى أو معدنى فى القاع وعندما تمتلئ بهذه الرسوبيات ثم ينتهي الأمر بموت البحيرة.

أنواع البحيرات:

-١بحيرات فقيرة الإنتاج :لونها أزرق أو اخضر عالية الشفافيه عميقة المياه يتوفر بها الأكسجين وفقيرة فى

إنتاج الاسماك.

-٢بحيرات عاليه الإنتاج :قليلة الشفافية قليلة العمق تحتوى على كمية عالية من الأملاح المعدنية المغذية للطحالب) فوسفور -نيتروجين( .البحيرة إذا كانت عذبة تسود فيها الطحالب الخضراء المزرقه التي تميز المياه الخصبة فى إنتاج الطحالب .ويقل الأكسجين الذائب فى المياه القاعية للبحيرات المعينة نتيجة التحلل البكتيرى للمواد العضوية الموجودة فى القاع ومعدلات التنفس العالية للبكتريا فوق القاع وتتحول المواد العضوية المترسبة فوق قاع البحيرة إلى ثاني اكسيد الكربون وأملاح النيتروجين والفوسفات ومركبات عضوية.

تصنيف البحيرات:

) (١بحيرات فقيرة الإنتاج :إنتاج الطحالب فيها أقل من ٢٥جم كربون فى السنة لكل متر مربع من مساحة

البحيرة.

) (٢بحيرات متوسطة الإنتاج :إنتاج الطحالب فيها ٧٥-٢٥جم كربون فى السنة لكل متر مربع من مساحة

البحيرة.

) (٣بحيرات عالية الإنتاج:إنتاج الطحالب فيها ٢٥٠-٧٥جم كربون فى السنة لكل متر مربع من مساحة

البحيرة.

) (٤بحيرات ملوثة بالأسمدة المعدنية :إنتاج الطحالب فيها ٧٠٠-٣٥٠جم كربون فى السنة لكل متر مربع

من مساحة البحيرة.

) (٥بحيرات الصودا :بحيرات عالية فى الاشعاع الشمسى فى المناطق الاستوائية ذات موسم نمو طول ٠ وانتاج الطحالب فيها ٣- ١.٢كجم وقد يصل إلى ٥كجم كربون فى السنة لكل متر مربع من مساحة البحيرة

وهى بحيرات غنية فى كربونات الصوديوم .

وصف البحيرات :المناطق الشاطئية: Littoral zone :هي المحيط الخارجي للبحيرة القليل نسبيا فى عمق المياه ،يقع فى اطراف البحيرة والمياه ضحلة وتتخللها اشعة الشمس حتي القاع ،اقصى عمق هو العمق الذى عنده شدة الضوء %١من شدة الضوء على سطح الماء .وتنمو النباتات المائية فى قاع المناطق الشاطئية ويوجد عديد من البيئات المتنوعة وينتج فيها الاكسجين بمعدلات عالية فى البحيرة .

المناطق تحت الشاطئية : Sublittoral zone :تمتد من نهاية المنطقة الضوئية وتشمل المناطق المعتمة التي يقل فيها شدة الضوء عن %١من شدة الضوء عند سطح الماء .وهذه المناطق منخفضة الإضاءة لا تساعد النبات على النمو .وتقل الكائنات الحيوانية فوق القاع وذلك لنقص البيئات داخل هذه المنطقة وقلة التنوع البيئى .والقاع يتكون من حبيبات تربة أكثر نعومة من المناطق الشاطئية .ويوجد بها المحار ربما الاصداف والقواقع تعيش فوق قاع المناطق الشاطئية ولكن تدفن بعد الموت فى المناطق تحت الشاطئية .وفى هذه المناطق تحت الشاطئية يكون تركيز الأكسجين وثاني اكسيد الكربون فى المياه متوسط.

المناطق القاعية : Profundal zone :هي المنطقة العميقة من البحيرة ،باردة حتي فى فصل الصيف وتماثل المنطقة المعتمه فى البحيرة التي يغيب فيها ضوء الشمس .ومستوى الاكسجين فى المياه قليل جدا وقد ينعدم .بينما غازات ثاني أكسيد الكربون والميثان فهي متوفرة جدا ودرجة تركيز أيون الهيدروجين منخفضة بسبب وجود حمض الكربونيك وحتي منطقة تحلل المادة العضوية بالبكتريا.

المصدر :الثروة السمكية فى البحيرات المصرية ونهر النيل .

أولا :بيئة البحيرات المصرية ونهر النيل – دكتور محمد النادي احمد محمد.٢٠٠٥

٦٤

المناطق البلاجية : Open water zone :هي المسطح المائي الذى يشمل المنطقة الضوئية التي تقع فوق المناطق العميمة من البحيرة .وتوجد فى مركز مسطح البحيرة التالي للمنطقة الشاطئية المعروفة بالحزام المغذى .وقاع البحيرة اسفل هذه المناطق السطحية البلاجية يكون عميق نسبيا أي أن الضوء شدته فوق القاع أقل من %١من شدته فوق سطح البحيرة )القاع مظلم لا ينمو اية نباتات مائية به(.

ويمكن قياس عمق المنطقة المضيئة بالنسبة لعمق المنطقة المظلمة من البحيرة كمؤشر لخصوبة البحيرة

عمق المنطقة المضيئة

=

عمق المنطقة المظلمة

فإذا كان عمق المنطقة المضيئة كبيرة يؤدي إلى نفاذ واستهلاك الأكسجين فوق قاع البحيرة بسرعة لأن كمية الأكسجين فى المياه القاعية المظلمة يكون قليل لانخفاض حجم المياه القاعية الموجودة فى المنطقة المظلمة من

البحيرة.

الخواص الطبيعية لمياه البحيرات والأنهار:

) (١عكارة المياه :

-١العكارة الناتجة عن الطمي والسلت المعلق فى المياه وهي قليلة فى مياه بحيرة ناصر ومياه نهر النيل لأن معظم الطمي يترسب فى مياه الفيضان فى بحيرة النوبة والجزء الجنوبى من بحيرة ناصر .ولذلك فإن معظم مياه بحيرة ناصر قليله فى العكارة غير البيولوجية التي سببها وجود الطمي والسلت المعلق فى الماء.

-٢العكارة البيولوجية والتي تسببها الطحالب والكائنات المائية )البلانكتون الحيوانى( والكبتريا.

-٣العكارة الناتجة عن المواد الذائبة فى الماء والتي تسبب تلون المياه.

) (٢لون مياه البحيرات : color of lakes :يدل لون البحيرات على لون الضوء الخارج من سطح المياه فى البحيرة .ولون هذا الضوء يختلف من اللون الأزرق للمياه النقية إلى اللون الأخضر المصفر وأحيانا البني واللون الأزرق للمياه النقية ينشأ من البعثرة الجزيئية التي تقوم بها جزئيات الماء .والضوء الناتج عن المواد العضوية أو غير العضوية يمكن ان يعطي ألوان أخرى بين الأخضر إلى الأصفر ،ولون مياه البحيرة ينشأ من لون الضوء الخارج منها والذى لم يتم امتصاصه بواسطة الماء أو الجزئيات الذائبة أو العالقة فى مياه البحيرة .ولون البحيرات الأخضر ينتج عن الحياة البيولوجية فى البحيرة )طحاب – كلوروفيل( والمادة العضوية النقية تعطي اللون البني أو الأصفر .ولون البحيرات شديدة العضوية يكون لون المياه فيها أصفر .ولون ماء البحيرات قليلة العمق فى المياه فى المناطق شبه الجافة يكون رمادى ويتكون من رسوبيات القاع التي يكون

لونها أصفر رمادى.

ويرجع لون البحيرات المصبنة الى وجود الطحالب الخضراء المزرقة التي تعطي اللون الأخضر الذى يميل للزرقة ،أما اللون الأحمر أو الأرجواني ينشأ من أنواع معينة من الطحالب الخض ارء المزرقة أثناء صعودها من المياه القاعية إى المياه السطحية فى البحيرة أثناء فصل الخريف والشتاء عند حدوث انقلاب حرارى فى المياه.

) (٣درجة حرارة مياه البحيرة :البحيرات قليلة العمق تكون ذات مياه دافئة فى الصيف لأن اشعة الشمس تعمل على تسخين طبقة ضحلة من المياه لأن الشكل المورفولوجى للخزان للبحيرة يؤثر على درجة الح اررة وتكون درجة ح اررة المياه متجانسة فى جميع الأعماق فى فصل الشتاء .بينما خلال الربيع والصيف تبدأ أشعة الشمس فى تسخين الطبقة السطحية من المياه بمعدل يتناقص تدريجيا مع زيادة عمق المياه فى البحيرة.

العوامل التى تؤثر على درجة حرارة مياة البحيرة :

-١تبخير المياه من الفيلم المائى الذى يغلف السطح العلوى للمياة فى البحيرة ويعمل على تبريد المياه السطيحة٠ -٢تبريد المياه يتم عن طريق فقد الموجات الضوئية المبعثرة فى مياه المنطقة الضوئية الى الهواء الجوى وفقد

الح اررة المحبوسة خاصة اثناء الليل ٠

-٣تعمل الرياح على خلط الطبقة السطحية من مياة البحيرة وهذا يعمل على توليد التيارات المائية ويؤدى الى خلط الماء ونقل الح اررة من الطبقات السطحية الى الطبقات الاكثر عمقا فى البحيرة ٠ العوامل التي تؤثر على تحديد عمق طبقة التدرج الحراري السريع:

-١قوة الرياح السائدة العامل الأكثر أهمية.

-٢خط العرض الجغرافى .Latitude

-٣كمية الح اررة التي تدخل مياه البحيرة .heat flux العوامل التي تؤثر على دورة الحرارة فى البحيرات:

٦٥

-١خط العرض.

-٢الارتفاع عن سطح البحر.

-٣طبيعة الطقس السائد بالقرب من البحر أو بعيدا عنه.

تصنيف البحيرات حراريا :

-١بحيرات من الدرجة الثانية :يحدث فيها ترتيب طبقي حرارى فى فصل الصيف ويحدث فيها انقلاب حرارى واحد أو انقلابين ،وهي بحيرات متوسطه العمق.

-٢بحيرات من الدرجة الثالثة :بحيرات لا يحدث فيها ترتيب طبقى حرارى والمياه دائمة الحركة في جميع الأعماق في البحيرة على مدار السنة وهي بحيرات ضحلة.

ميزانية الحرارة فى البحيرة : Heat Budget :تعرف ميزانية الح اررة السنوية θ abكالورى/سم ٢وهي الكمية الكلية للح اررة التي تدخل مياه البحيرة خلال الفترة بين أدنى محتوى حرارى فى البحيرة فى الشتاء إلى فترة

أعلى محتوى حرارى فى فصل الصيف.

طريقة حساب ميزانية الحرارة:

الطريقة الأولي:

-١تحسب كمية الطاقة الح اررية المخزنة تحت السنتيمتر المربع من مساحة البحيرة )كالورى/سم (٢عند اقصى درجة ح اررة فى مياه البحيرة فى فصل الصيف )شهرى يوليو وأغسطس(.

-٢تحسب كمية الطاقة الح اررية المخزنه تحت السنتيمتر المربع من مساحة البحيرة )كالورى /سم (٢عند أدنى درجة ح اررة فى مياه البحيرة ،فى فصل الشتاء )يناير(.

-٣يحسب الفرق بين أقصى طاقة ح اررية فى مياه البحيرة من أدنى طاقة ح اررية في مياه البحيرة.

الطريقة الثانية:

-١يحسب متوسط عمق البحيره.

-٢متوسط درجة الح اررة فى شهر أغسطس.

-٣متوسط درجة الح اررة فى شهر يناير.

-٤ميزانية الح اررة السنوية = عمق البحيرة)درجة ح اررة اغسطس – درجة ح اررة يناير (

= كالورى /سم.٢

ملحوظة :البحيرات الاستوائية والقطبية توجد بها اقل ميزانية ح اررة لأن درجة الح اررة فى الصيف لا تختلف كثي ار عن درجة الح اررة فى الشتاء أما بحيرات المناطق المعتدلة كلما زاد عمق المياه وحجم المياه فى البحيرة كلما زادت

ميزانية الح اررة فى هذه البحيرات.

) (٤ميكانيكية حركة المياه فى البحيرات : Hydromechanicsمن الممكن اعتبار أن مياه البحيرات فى حركة مستمرة داخل البحيرة سواء هذه الحركة تشتمل جميع مياه البحيرة أو تكون حركة جزيئية فى الطبقة العليا من المياه السطحية المتحركة تحت تأثير الرياح .وتنقسم حركة المياه إلى :

-١التيارات المائية وحيدة الاتجاه المولدة تحت تأثير الرياح.

-٢حركات المياه الوقتية خاصة حركة الامواج.

وبالنسبة للبحيرات عمق ١متر فقط مثل البحيرات الشمالية فى جمهورية مصر العربية فإن سرعة المياه عند السطح إذا زادت عن ٠.٣سم /ثانية تكون الحركة turbulentواذا قلت عن هذا الحد تكون الحركة Laminar وهذا الحد يسمي رقم رينولد ) (Reوهو ذات أهمية فى الحركة الميكانيكية للمياه التى تؤثر على البلانكتون ، وحركة المياه Laminarليس لها أهمية فى المياه السطحية وأهميتها فقط فوق قاع البحيرة /فى مناطق الحزام

الخضرى فى البحيرة.

لزوجة الدوامات المائية : Eddy viscosity :يمكن نقل المحتوى الحرارى والمواد الذائبة فى الماء وطاقة قوة الرياح فوق سطح المياه إلى الطبقات المائية المختلفة فى البحيرة عن طريق نظام الدوامات المائية eddy systemوتحدث لزوجة الدوامة نتيجة حركة المياه بقوة وتلعب دو ار هاما فى الطبيعة داخل البحيرات حيث تمنع ترسيب الطمي والسلت العالق فى الماء أثناء حركة المياه فيظل الطمي معلق فى مياه النهر نتيجة سرعة المياه وزيادة معامل اللزوجة وتمنع لزوجة الدوامات المائية ترسيب الكائنات الدقيقة )البلانكتون( التي تكون معلقة فى الماء نتيجة تأثير زيادة لزوجة المياه المتحركة.

العوامل التي تؤثر على حركة المياه فى البحيراتturbulence :

-١سرعة حركة المياه.

-٢طاقة الحركة.

٦٦

-٣لزوجة الحركة.

التيارات المائية : Currents :تتحرك المياه داخل البحيرات باستمرار بسرعات مختلفة وهذه تكون التيارات

المائية فى البحيرة التي تنقسم إلى:

-١تيارات مائية غير مرتبطة بالوقت:وتشمل التيارات المائية المولدة بالقوة الخارجية مثل التوربينات أو التسخين غير المتساوى فى المياه أو اختلاف فى سرعة الرياح أو الاختلاف فى الضغط الجوى فوق سطح البحيرة وتسرب المواد الذائبة فى طمى القاع إلى مياه البحيرة.

-٢تيارات مائية مرتبطة بالوقت :ترجع هذه التيارات إلى تأثير الجهد الذى تبذله الرياح أو تغيرات فى الضغط الجوى وتذبذب سطح المياه فى البحيرة أو حركة المياه السطحية نتيجة هذا الجهد سواء يشمل البحيرة

كلها أو جزء منها.

وتسبب سرعة الرياح فوق سطح مياه البحيرة قوى احتكاك تتناقص تدريجا مع زيادة عمق المياه اسفل سطح

البحيرة.

حركة المياه فى البحيرات الكبيرة: Cyclonic swirls:تشبه حركة المياه فى البحيرات الكبيرة حركة المياه فى المحيطات فالمياه تتحرك فى هذه البحيرات فى اتجاه دائرى ضد اتجاه عقارب الساعة فى المحيط الخارجي من مياه البحيرة نتيجة دوران الكرة الأرضية حول نفسها فتتحرك المياه فى اتجاه دائرى فى الطبقة

السطحية من المياه نتيجة العوامل التالية:

-١تأثير قوى الجاذبية الأرضية.

-٢تأثير قوى دوران الأرض حول نفسها.

-٣تأثير قوى احتكاك المياه سواء بالقاع أو نتيجة العوامل الخارجية )اتجاه الرياح(.

تيارات الميل : Stop currents :فى حالة البحيرات الطويلة الضيقه )بحيرة ناصر( عندما تكون حركة المياه الرئيسية تنتج عن ميل قاع البحيرة أو النهر من المنبع إلى المصب تكون حركة المياه نتيجة ميل القاع وتسمي التيارات المائية بتيارات الميل .وتكون حركة المياه ناتجة عن الجاذبية الأرضية وميل القاع المتدرج العمق .وتكون أقصى سرعة للمياه في منتصف البحيرة أو النهر لاحتكاك المياه بضفاف النهر أو القاع.

الخواص الكيميائية لمياه البحيرات والأنهار :

.١تركيز الأكسجين فى مياه البحيرات:يعتبر تركيز الأكسجين فى مياه البحيرة أهم مؤشر كيميائي فى

معرفة طبيعية البحيرات ٠

.٢درجة ذوبان الأكسجين فى مياه البحيرات:

الأكسجين معتدل الذوبان فى المياه بينما سرعة ذوبان ثاني اكسيد الكربون فى المياه كبيرة . يتكون الهواء الجوى من %٧٨نيتروجين %٢١ ،أكسجين %٠.٣٣ ،ثاني اكسيد الكربون %٠.٩٣ ،أرجونمن حجم الهواء الجوى ،وعندما تذوب هذه الغازات فى المياه يصبح تركيزها بالمليلتر/لتر ١٤.٥٣ :ملليلتر/ لتر للنيتروجين ٨ ،مللليلتر /لتر للأكسجين عند درجة ح اررة مياه o١٠م وفى حالة زيادة درجة ح اررة المياه يقل معامل ذوبان الغازات .وهذه الغازات لها دور هام فى النشاط البيولوجي فى البحيرة.

العوامل التي تؤثر على درجة ذوبان الغازات فى المياه:

-١الضغط الجوي :يختلف الضغط الجوى من منطقة لاخرى تبعا لارتفاع موقع البحيرة عن سطح البحر ويقل تركيز الغازات فى الهواء كلما ارتفعنا عن مستوى سطح البحر .ويقل الضغط الجوى بارتفاع موقع البحيرة عن سطح البحر .وتنخفض درجة ذوبان الغازات فى المياه نتيجة انخفاض كمية الغازات فى الهواء.

-٢درجة الحرارة :تنخفض درجة ذوبان الغازات فى المياه بارتفاع درجة ح اررة المياه) .علاقة عكسية(.

-٣ملوحة المياه :تنخفض درجة ذوبان الغازات فى المياه بزيادة ملوحة المياه )علاقة عكسية(.

-٤عمق المياه :كلما زاد عمق المياه يزداد ضغط المياه بمعدل واحد ضغط جوى لكل عشرة أمتار فى عمق المياه .وتظهر نوعية من الغازات كفقاعات غازية فى المياه.

أ -الأكسجين :تنتجه الطحالب خلال عمليات التمثيل الضوئي.

ب -غاز الميثان :تنتجه البكتريا اللاهوائية فى طبقة المياه الباردة المظلمة فوق قاع البحيرة إذا كانت المياه

القاعية خالية من الأكسجين.

) (٢التركيب الكيميائي لمياه البحيرات والانهار :الفرق فى الحجم بين رذاد المطر ) ٠.١مللميتر( وقطرات المطر التي يبلغ قطرها ) ١ملليمتر( والرذاذ يبخر فى الجو قبل سقوطه على الأرض ويعتبر من مكونات السحاب أما قطرات الماء التي يبلغ قطرها ١ملليمتر تسمي بالأمطار .وعادة تتحد أيونات الكربون والبيكربونات

٦٧

والسلفات والكلوريد وكميات متغيرة من حمض الساليسليك مع كايتونات الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والمغنسيوم وتكون الأملاح الذائبة فى مياه الأنهار والبحيرات ويتأثر التركيب الكيميائي لمياه البحيرات بالعوامل

التالية:

.١التركيب الكيميائي لمياه المطر.

.٢كمية الأملاح المعدنية التي تذيبها مياه الأمطار من الصخور الواقعة فى المنطقة المحيطة بالبحيرة أو النهر

قبل أن تصب هذه المياه فى البحيرة أو النهر.

.٣الطبيعة الكيميائية للرسوبيات والصخور التي تكون قاع البحيرة والتركيب الكيميائي للماء الأرضى الموجود فى المناطق المحيطة بالبحيرة أو النهر حيث يحدث رشح للأملاح المعدنية فى هذا الماء الأرضى إلى داخل البحيرة أو النهر بنظرية التوازن الأسموزى للأملاح.

) (٣تركيز الأملاح فى مياه البحيرات والأنهار :تركيز الأملاح فى مياه البحيرات والأنهار عبارة عن تركيزات الكايتونات والاينونات ويعبر عنها بتركيز المليجرام فى اللتر ويبلغ متوسط تركيز الأملاح فى مياه :

-١مياه الأنهار ١٤٦ :ميللجرام أملاح فى اللتر.

-٢مياه الأنهار الاستوائية ١٠٠ :مللجرام املاح فى اللتر.

-٣مياه الأنهار التي تنشأ فى مناطق تحتوى على صخور بركانية :أقل من ١٠٠ملليجرام أملاح فى اللتر.

-٤مياه الأنهار التي تمر خلال صخور رسوبية ١٤٦ :ملليجرام أملاح فى اللتر أو أكثر.

-٥تحتوى البحيرات الخصبة على كميات عالية من البوتاسيوم فى الماء.

-٦تحتوى مياه الأنهار على كميات كبيرة من كاتيونات الكالسيوم والمغنسيوم وكميات أقل من كاتيونات البوتاسيوم والصوديوم بحيث يكون تركيز الكالسيوم اكبر الكاتيونات الذائبة فى الماء ثم المغنسيوم ثم الصوديوم ثم

البوتاسيوم.

-٧تحتوى المياه العذبة على تركيز أيونات الكربونات والبيكربونات أكبر من تركيز ايونات السلفات وأكبر كثي ار من تركي از يونات الكلوريد .ويطلق على هذه المياه العذبة ماء البيكربونات.

-٨مصدر الكلوريد فى المياه قد تكون من التركيب الكيميائي للرسوبيات التي تحيط بالبحيرة أو النهر .وأحيانا يؤثر التركيب الكيميائي لطمي القاع على تركيز هذه الأملاح وقد يكون مصدرها أيضا التلوث بمخالفات صرف المجارى وقد تصب فى البحيرات والأنهار وتسبب زيادة محتوى الكلوريد .

-٩يزيد تركيز الأملاح المعدنية فى مياه البحيرات المغلقة بمرور الزمن نظ ار لتبخير المياه يوميا من سطح البحيرة .مما يؤدي لزيادة تركيز الأملاح فى مياه هذه البحيرة سنة بعد أخرى .وقد توجد سلفات الكالسيوم فى حالات قليلة بتركيزات عاليه فى مياه بعض البحيرات المغلقة.

-١٠تحتوى مياه البحيرات المالحة على كلوريد الصوديوم وسلفات الصوديوم وبيكربونات الصوديوم وكلوريد

المغنسيوم وسلفات المغنسيوم وسلفات الكالسيوم.

) (٤تطور التركيب الكيميائي للأملاح فى البحيرات :تصنف البحيرات المالحة الى ثلاثة أنواع طبقا لتركيز أملاح الكربونات وأملاح السلفات وأملاح الكلوريد فى مياه البحيرة:

) (١عندما توجد أملاح الكربونات بتركيزات عالية يطلق على البحيرات اسم بحيرات الكربونات.

) (٢عندما توجد أملاح السلفات بتركيزات عالية يطلق عليها بحيرات السلفا.

) (٣عندما توجد أملاح الكلوريد بتركيزات عالية يطلق عليها بحيرات الكلوريد.

وبالنسبة لتطور التركيب الكيميائي للأملاح فى البحيرات:

) (١تحتوى مياه الأنهار على كميات عالية من كربونات الكالسيوم ويطلق على مياه النهر اسم مياه الكربونات حيث تشكل كربونات وبيكربونات الكالسيوم والمغنسيوم معظم ملوحة مياه النهر .وتوجد املاح السلفات

والكلوريد بكميات قليلة .

) (٢فى البحيرات التي يكون فيها تركيز كربونات الكالسيوم عالي تترسب هذه الكربونات من مياه البحيرة إلى قاع البحيرة ويصبح تركيز أملاح السلفات والكلوريد عالى فى المياه وتركيز أملاح الكربونات منخفضة وبالتدريج يزيد تركيز أملاح السلفات فى مياه البحيرة على صورة سلفات كالسيوم ويطلق عليها بحيرات السلفات.

) (٣عند وصول تركيز سلفات الكالسيوم إلى حد فوق التشبع تترسب هي الأخرى فوق قاع البحيرة وعندها يصبح تركيز أملاح الكلوريد عالي وتركيز أملاح السلفات والكربونات منخفضة فى مياه البحيرة وفى هذه الحالة يطلق عليها بحيرات الكلوريد .وهذا يرجع إلى أن معامل ذوبان الأملاح يختلف من ملح لأخرى.

٦٨

جدول يوضح معامل ذوبان أهم انواع الاملاح التى توجد فى البحيرات المالحة

نوع الملاح

كلوريد الصوديوم

سلفات الصوديوم

بيكربونات الصوديوم

كلوريد الماغنسيوم

سلفات الماغنسيوم

سلفات الكالسيوم

التركيب الكيميائى

Na Cl

Na2 SO4. 10H2O

Na HCO3

Mg Cl2. 6H2O

Mg CO4. 7H2O

Ca SO4. 2H2O

)*(

معامل الذوبان )جم أملاح /لتر مياه (

٣٥٧

٨٨.٧

٨١.٥

٥٣٦

٣٠٥

١.٦٣

مراحل مياه البحيرة :تمر البحيرة بثلاث مراحل حسب التركيب الكيميائي للمياه:

-١مياه الكربونات.

-٢مياه السلفات والكلوريد.

-٣مياه الكلوريد.

ويعتبر البحر الميت من البحيرات المغلقة حيث يبلغ تركيز الأملاح فى المياه إلى ٢٢٦جرام /لتر )ستة أضعاف ملوحة البحر( نتيجة تبخيرالمياه .وأهم الكاتيونات السائدة فى مياه البحيرات المغلقة فى المراحل الأخيرة من تطورها هي كاتيونات الصوديوم والمغنسيوم .ومن المعروف أن تركيز البوتاسيوم العالي يثبط تفريخ بيض الأرتيميا ويؤدي إلى تثبيط وجود الكائنات الحيوانية فى مياه البحيرة ويستخدم مؤشر خصوبة البحيرة morpho-edaphic ) index(MEIفى البحيرات العذبة فى الجزء الشمالى من الكرة الأرضية ذات الطقس المعتدل ولا ينطبق هنا المؤشر على البحيرات الاستوائية مثل بحيرة الكونجو وتبلغ قيمة هذا المؤشر ٤٠تحت الظروف الجيدة.

تركيز المواد الصلبة الكلية ) ملليجرام /لتر (

مؤشر خصوبة البحيرة ) = (MEI

متوسط عمق البحيرة ) بالمتر (

) (٥عسر المياه : hardness :يقاس عسر المياه بتركيز كاتيونات الكالسيوم والمغنسيوم فى المياه.

-١عسر الماء الكلي : total hardness :يشمل كربونات وبيكربونات الكالسيوم والمغنسيوم )عسر الكربونات( يطلق عليه temporary hardnessلأنه يختفي عند غليان الماء حيث تترسب كربونات الكالسيوم وكربونات المغنسيوم على القاع وتتحول البيكريونات إلى كربونات عند غليان الماء.

-٢عسر الماء الدائم :Permanent hardnessيرجع إلى وجود سلفات الكالسيوم وسلفات المغنسيوم وكلوريد الكالسيوم وكلوريد المغنسيوم – ولا تترسب هذه الأملاح عند غليان الماء لذلك يسمي هذا العسر

بالعسر الدائم.

) (٦الحد الأقصى للكائنات الحية لتحمل ملوحة المياه :يمكن لبعض الكائنات الحية تحمل درجة ملوحة المياه أقل ١٠٠جرام أملاح فى اللتر ويوجد القليل جدا من الكائنات الحية التي تعيش فى ملوحة مياه أكبر

من ذلك.

) (٧التركيب الكيميائي لمياه البحر :تتكون مياه البحر من المياه النقية بنسبة % ٩٦.٥والأملاح بنسبة %٣.٥وأهم الأملاح الذائبة فى مياه البحر كلوريد الصوديوم ، % ٨٦كبريتات المغنسيوم والكالسيوم والبوتاسيوم مجتمعة %١٣من كمية الأملاح الكلية وباقي الأملاح الذائبة مياه البحر %١ دورة الكبريت في مياه البحر :يعتبر أيون البيكربونات الأكثر تواف ار في مياه البحيرات والأنهار العذبة بينما السليكات تكون في المرتبة الثانية .ويعتبر أيون السلفات في المرتبة الثانية أوالثالثة من حيث الكمية في معظم المياه العذبة .وتعتبر السلفات أكثر الأيونات في الأمطار بدرجة أكثرمن تركيز الكلوريد.

الدورة البيولوجية الكيميائية للسلفات :مصادر السلفات في المياه:

-١مياه الأمطار.

-٢بعض الصخور الرسوبية التي توجد في منخفضات البحيرات عند مرور مياه البحيرات فوقها تذوب سلفات الكالسيوم في المياه بدرجة معتدلة وعند تعرض سلفات الحديديك أو الكبريت ) (FS2للأكسدة تتحول إلى سلفات حديديك ويتكون حمض الكبريتك الذي يتفاعل مع الصخور الجيرية الرسوبية ويكون سلفات الكالسيوم.

-٣التبخير في البحيرات المغلقة يركز السلفات بكميات كبيرة.

)*( المصدر :كتاب الثروة السمكية فى البحيرات المصرية ونهر النيل – أولا بيئة البحيرات المصرية ونهر النيل – دكتور محمد

النادى أحمد محمد ٠ ٢٠٠٥

٦٩

-٤يحتوى ماء البحر على كميات كبيرة من السلفات ولذا عند اتصال البحيرات بالبحر يختلط ماء البحر بماء

هذه البحيرات.

دورة الكبريت في مياه البحيرات:

-١تستخدم السلفات الموجودة في المياه كمصدر للكبريت لتكوين الأحماض الأمينية المحتوية على الكبريت

)سيستين وميثايونين(.

-٢تدخل الأحماض الأمينية في تركيب البروتين في الخلايا البكتيرية أو الطحالب أو الكائنات التي تتنفس الأكسجين وتفرز هذه الكائنات تحت الظروف الهوائية معظم الكبريت فى الصورة المؤكسدة.

-٣تستطيع البكتريا )التي تقوم بتحليل المادة العضوية في الماء( أن تحرر الكبريت من بروتين المادة العضوية

المتحللة في صورة كبريتيد الهيدروجين.

-٤عند تعرض كبريتيد الهيدروجين للظروف الهوائية في رسوبيات قاع البحيرة في وجود الأكسجين في المياه يتأكسد كبريتيد الهيدروجين ويتحول إلى الصورة المؤكسدة.

-٥تنشط البكتريا اللاهوائية تحت ظروف انعدام الأكسجين وتتغذى على المياه العضوية المحتوية على بروتين، وتحصل هذه البكتريا على الأكسجين كيميائيا حيث ينزع الأكسجين من السلفات الذائبة في الماء وتستخدم في الأكسدة التمثيلية الكبريتيه في عملية التمثيل الغذائي ،وتستخدم هذه الأيونات في غياب الأكسجين الذائب في الماء بواسطة البكتريا في تمثيل المادة العضوية كمصدر للأكسجين.

-٦تحدث عملية الأختزال في حالة انعدام الأكسجين الذائب في الماء ووجود السلفات والمادة العضوية القابلة للتحلل في الماء حيث تؤكسد هذه البكتريا اللاهوائية المادة العضوية عن طريق نزع الأكسجين من أيون السلفات الذائب في الماء وتتحول السلفات إلى كبريتيد هيدروجين .ويوجد نوعان من هذه البكتريا للمياه العذبة

والمالحة .

-٧تستطيع بعض الكائنات المائية اختزال أيون السلفات داخل الخلية وتستخدمه في الحصول على الكبريت اللازم لتكوين الأحماض الأمينية وتقوم البكتريا اللاهوائية بإنتاج كبريتيد الهيدروجين.

-٨يتم إنتاج كبريتيد الهيدروجين في البحيرات في المياه تحت ظروف انعدام الأكسجين عند ظروف جهد الريدوكسي المنخفض خاصة في المياه الملامسة لقاع البحيرة حيث يتم إنتاج معظم هذا الغاز من الطبقة

السطحية لطمى القاع في البحيرة.

-٩في بداية فصل الصيف )ركود المياه( تتحول كمية كبيرة من غاز كبريتيد الهيدروجين المنتج إلى كبريتيد حديدوز يذوب بسهولة في الوسط الحامضي في المياه البينية التي تتخلل طمي القاع.

-١٠عند زيادة معدل إنتاج كبريتيد الهيدروجين عن كمية الحديد المتاح في الطبقة السطحية لطمي القاع تتحرر كميات كبيرة من كبريتيد الهيدروجين في المياه العميقة في البحيرات.

-١١ينشأ كبريتيد الهيدروجين في مياه البحيرة من الطمي في معظم الأحوال حيث تعمل الماده العضوية المترسبة فوق الطمي كمصدر للطاقة التمثيلية للبكتريا اللاهوائية وفي بعض البحيرات يمكن إنتاج كبرتيد الهيدروجين في الماء الحر الذي يوجد فوق قاع البحيرة عن طريق اختزال السلفات وعموما فإن كبريتيد الهيدروجين المنتج في المناطق اللاهوائية في بيئة البحيرة سواء من الطبقة السطحية لطمي القاع أو من الماء الحر يتم أكسدته إلى سلفات في وجود الأكسجين وبذلك تكتمل دورة الكبريت .وهذا يحدث في

حالتين:

)أ( أكسدة كبريتيد الهيدروجين في وجود الأكسجين عن طريق بكتيريا الكبريت عديمة اللون.

)ب( أكسدة كبريتيد الهيدروجين بواسطة بكتريا التمثيل الضوئى سواء البكتريا الخضراء أو القرمزية ويمكن تحت بعض الظروف البيئيه أكسدة كبريتيد الهيدروجين إلى كبريت باستخدام الأكسجين الجزئيي.

دورة الحديد وجهد الريدوكسي في المياه:

يرتبط جهد الريدوكسي بتركيز الأكسجين في الماء ،في حالة غياب الأكسجين تحدث تغيرات في جهد الأكسدةوالاختزال في الأيونات الموجودة في الماء وهذا يغير قيمة جهد الريدوكسي .جهد الريدوكسي يعبر عن جهد الأكسدة والاختزال للأيونات الموجودة في الماء .وينشأ تيار كهربي في المحلول المائي المحتوي على الأيونات تحت تأثير جهد الأيونات )أكسدة – اختزال( أو جهد الريدوكسي.

يتغير جهد الريدوكسي في المياه السطحية للبحيرات باختلاف المواسم المختلفة ويؤدي وجود المادة العضويةفي المياه إلى نقص الأكسجين في المياه ويصبح المحلول المائي في حالة مختزلة وهذا يؤدي إلى تقليل جهد الريدوكسي ويرجع نقص جهد الريدوكسي إلى التأثير غير المباشر لتركيز الأكسجين في المياه نتيجة التغيرات

٧٠

-

-

الكيميائية والبيولوجية التي تحدث في المياه في غياب الأكسجين ،حيث وجود الماده العضوية يؤثر في حالة اختزال سلبي على جهد الريدوكسي أثناء فترة الانقلاب الجزئي للمياه خلال فصل الخريف حيث تصعد مياه القاع المحملة بالمادة العضوية المختزلة وأيضا أيونات الحديدوز المختزلة وينخفض جهد الريدوكسي نتيجة وجود هذه المواد والأيونات في الماء ،وعندما تكون المياه في حالة اختزال يتحول هيدروكسيد الحديديك إلى

أيون حديدوز ذائب في الماء.

في فصل الشتاء :عندما يكون تركيز الأكسجين متجانس في جميع الأعماق في البحيرات العميقة يكون جهد الريدوكسي متساوي في طبقات المياه المختلفة وينخفض جهد الريدوكسي فوق سطح طمي قاع البحيرة أو داخلها .فالبكتريا اللاهوائية تعمل على المادة العضوية في غياب الأكسجين وتنتج كبريتيد هيدروجين وتحدث تغير في أكسدة واختزال الأيونات الموجودة في الماء عند غياب الأكسجين.

أهم نظم التحكم في نظام أكسدة واختزال المياه وطمي القاع هو نظام ايونات الحديدوز والحديديك .وبالتالي تؤثر هذه الأيونات تأثير فعال على جهد الريدوكسي .وتؤدي أيونات الحديدوز إلى نقص جهد الريدوكسي بينما تؤدي أيونات الحديديك إلى زيادة جهد الريدوكسي.

أهم المواد المختزلة المسببة لنقص جهد الريدوكسي في المياه هي غاز كبريتيد الهيدروجين ويتكون هذا الغاز بفعل البكتريا اللاهوائية عندما يتلاشي تركيز الأكسجين في المياه.

عند قياس جهد الريدوكسي فوق سطح قاع البحيرة مباشرة تكون المياه الملامسة للقاع لها خواص اختزال نتيجة ركود المياه وعدم تقليبها أثناء فصل الصيف في البحيرات العميقة .ويكون سطح طمي القاع دائما في حالة

اختزال ويؤدي إلى نقص جهد الريدوكسي.

دورة الحديد في ماء البحيرات:

-١أيون الحديديك هو الصورة المؤكسدة للحديد بينما يعتبر الحديدوز الصورة المختزلة للحديد وفي ظروف جهد الريدوكسي العالية يسود أيون الحديدك في شكل راسب ،وعند انخفاض جهد الريدوكسي المنخفض يسود أيون

الحديدوز ويذوب في المياه.

-٢عند انخفاض جهد الريدوكسي في المياه فوق قاع البحيرة العميقة تبدأ ايونات الحديدوز في التكوين .ويرجع اللون البني لبعض المواد العضوية في مياه البحيرات لقيام بكتريا الحديد بالنشاط على هذه المواد العضوية نتيجة تواجد أيونات الحديد على مسطحها الخارجي ،ويوجد الحديد في مياه البحيرات على صورة أيونات الحديديك والحديدوز ويوجد الحديد في التركيب الكيميائي لكائنات البلانكتون والمياه في الصورة الذائبة أو معلق أو في صورة متحدة وهناك مركبات عضوية معقدة تحتوى على الحديد.

-٣تتواجد مركبات الحديد في المياه الجيدة التهوية بالأكسجين في صورة هيدروكسيد الحديديك المعلق في الماء وقد يكون مرتبطا بالمادة العضوية الصفراء المعلقة في الماء أو مركبات معقدة من المادة العضوية غير قابلة

للاختزال.

-٤تقوم المادة العضوية المعلقه في مياه البحيرات بإحتجاز كميه من هيدروكسيد الحديديك وتمنع ترسبه بسرعة إلى قاع البحيرة ،ويمكن لهيدروكسيد الحديديك أن يكون مرتبطا عن طريق الأدمصاص على المسطح الخارجي لبعض أنواع الطحالب مثل داياتومات البحر أو على مسطح المادة العضوية المتحللة في صورة فيلم رقيق وبالتالي تعتبر هذه الكائنات والمواد العضوية مخزن مهم للحديد الموجود في المياه السطحية في

البحيرات.

-٥عند بدء تحلل المادة العضوية المرتبطة بالحديد سواء عن طريق التحلل البكتيري أو التحلل الضوئي الكيميائي تفقد المادة العضوية محتواها العضوي وتتحول إلى ثاني أكسيد الكربون الذي ينتج من تنفس البكتريا وبالتالي فإن فقد كميات كبيرة من المادة العضوية يعمل على ترسيب ما تبقى من هذه المادة العضوية التي تصبح عالية في محتوى الحديد وتترسب على قاع البحيرة نتيجة زيادة ثقل هذه المواد.

-٦يمكن استخدام مركبات دوبالين موجودة في التربة مرتبطة بالحديد ويطلق عليها Ferru-ligno- protein كمصدر للحديد لتغذية الكائنات المائية مثل الداياتومات.

-٧يوجد الحديد في مياه البحيرة على صورة:

)أ( هيدروكسيد حديد في صورة راسب أو مرتبط عن طريق الأدمصاص على سطح المادة العضوية.

)ب( الحديد العضوي في صورة مركبات معقدة.

ويمكن للطحالب الاستفادة من هذا الحديد الموجود في المياه السطحية كمصدر غذاء ويبلغ الجزء المتاح بيولوجيا لهذه الطحالب حوالي %١٠من الحديد الكلي في الماء.

-٨تقوم البكتريا بترسيب الحديد المعلق في الماء بطريقتين:

٧١