1. Το νερό ως μια απλή χημική ένωση. Το νερό των ποταμών βέβαια δεν είναι χημικά και φυσικά καθαρό, συμβαίνει μάλιστα ακριβώς το αντίθετο, αφού περιέχει πάρα πολλές προσμίξεις. Ένα μέρος των σημαντικών για τη Βιολογία φυσικοχημικών ιδιοτήτων των νερών των ποταμών οφείλεται στις ιδιότητες του νερού ως χημικής ένωσης, ενώ ένα άλλο μέρος οφείλεται στις προσμίξεις του. Θα εξετάσουμε πρώτα τις ιδιότητες που οφείλονται στο νερό, ως χημικά καθαρή ένωση.
1.1 Ένα μόριο πολύ "αντικομφορμιστικό".
1.1.1 Πώς είναι ένα μόριο νερού;
Τα μόρια του νερού είναι λοιπόν πολύ σταθερά. Οι δεσμοί που αναπτύσσονται μεταξύ του υδρογόνου και του οξυγόνου είναι ομοιοπολικοί (αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων μεταξύ του ατόμου του οξυγόνου και του κάθε ατόμου υδρογόνου). Τα δυο άτομα του υδρογόνου που είναι συνδεδεμένα με το οξυγόνο δεν είναι τοποθετημένα συμμετρικά, αλλά σχηματίζουν με το άτομο του οξυγόνου ένα ισοσκελές τρίγωνο με γωνία 104,5o. Έτσι η μια πλευρά του μορίου παρουσιάζει ένα θετικό φορτίο, ενώ η αντίθετη ένα αντίστοιχο αρνητικό φορτίο. Αυτός ο τύπος μορίου ονομάζεται δίπολο. 
Εικ-2.1. Το μόριο του νερού: (α) Γεωμετρική δομή. (β) Σχηματική παράσταση του ομοιοπολικού δεσμού (αμοιβαία συνεισφορά ηλεκτρονίων).
Fig-2.1. The water molecule: (a) Geometrical structure. (b) Covalent bond (mutual contribution of electrons).
(UNESCO-UNEP, 1993). 
Εικ-2.2. (α) Τα μόρια του νερού ως ηλεκτρικά δίπολα και ο σχηματισμός του δεσμού υδρογόνου. (β) Τρισδιάστατη κβαντομηχανική παράσταση των ηλεκτρονικών νεφών στο μόριο του νερού.
Fig-2.2. (a) The water molecule as dipole and the formation of the hydrogen bond. (b) 3D Quandomechanical representation of the electronic cloud at water molecule.
(UNESCO-UNEP, 1993), (Alonso & Finn, 1980). 1.1.2 Πώς συνδέονται μεταξύ τους πολλά μόρια νερού;
Σύμφωνα με την Κβαντομηχανική, είμαστε πλησιέστερα στην πραγματικότητα αν θεωρήσουμε τα ηλεκτρόνια ως ένα αρνητικά φορτισμένο νέφος, παρά ως μεμονωμένα σωματίδια. Οι υπολογισμοί της Κβαντομηχανικής δείχνουν ότι το άτομο του οξυγόνου, που βρίσκεται στη "γωνία" του μορίου νερού, παρουσιάζει στο ηλεκτρονικό του νέφος δυο μικρές "ουρές" αρνητικού φορτίου (ουσιαστικά, πρόκειται για πλεόνασμα αρνητικού φορτίου), ενώ τα δύο άτομα υδρογόνου παρουσιάζουν αντίστοιχο θετικό φορτίο (ουσιαστικά, πρόκειται για έλλειμμα αρνητικού φορτίου). Συνέπεια αυτού είναι τα μόρια του νερού να έχουν την τάση να συνδεθούν μεταξύ τους, γιατί ο αρνητικός πόλος ενός μορίου (το οξυγόνο) έλκει τον θετικό πόλο (το υδρογόνο) ενός άλλου. Αυτή η έλξη σχηματίζει τον δεσμό υδρογόνου (ή γέφυρα υδρογόνου) και είναι η βάση για τις μοναδικές ιδιότητες του νερού, που είναι το κλειδί για τη ζωή πάνω στη γή, όπως θα δούμε παρακάτω. Χάρη σ' αυτήν την ισχυρή σύνδεση και έλξη των μορίων νερού μεταξύ τους, το νερό παραμένει σε υγρή μορφή και λίγα μόνο μόριά του απομακρύνονται για να περάσουν στην αέρια κατάσταση. Έτσι, το νερό είναι εκτός του υδραργύρου, το μοναδικό ελεύθερο στη φύση σώμα που παραμένει υγρό σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης. Βράζει στους 100oC και στερεοποιείται στους 0oC υπό την πίεση 1atm: συνθήκες αρκετά συνηθισμένες στον πλανήτη μας. (Στην πράξη θεωρούμε ότι οι μονάδες ατμόσφαιρα, 1atm, και βαρομετρικό, 1bar, ταυτίζονται, αφού 1atm = 1,013 x 105 Nm-2 = 1,013bar). Και ωστόσο, η σύγκριση του νερού με άλλες ενώσεις του υδρογόνου παρόμοιας δομής (H2S, H2Se, H2Te) δείχνει ότι εξ αιτίας της μοριακής του μάζας, θα έπρεπε να βράζει στους -60oC και να παγώνει στους -90oC. "Ευτυχώς λοιπόν που το μόριο του νερού είναι ένα μόριο πολύ αντικομφορμιστικό" (Lacroix, 1991).
1.1.3 Πού οφείλεται η μεγάλη διαλυτική ικανότητα του νερού;Στην ασυμμετρία των μορίων του και στη μοριακή του πόλωση οφείλει το νερό τη μεγάλη του διαλυτική ικανότητα. Το νερό μπορεί εύκολα να εισχωρήσει ανάμεσα στα άτομα άλλων μορίων εξ αιτίας της πολικότητας του φορτίου των μορίων του. Αυτές του οι ιδιότητες εξηγούν κατά ένα μέρος και τη δράση του νερού επάνω στο έδαφος, τη γνωστή διάβρωση (Lacroix, 1991).  Ένας παγκόσμιος διαλύτης Τόσο πολλές ουσίες διαλύονται στο νερό, που σπανιότατα το βρίσκουμε καθαρό στη φύση. Κάθε μορφή νερού είναι ένα διάλυμα πολυάριθμων ανόργανων και οργανικών ουσιών, που άλλες από αυτές είναι χρήσιμες και άλλες βλαβερές για τους οργανισμούς.  Τα μόρια ενός άλατος μπορούν εύκολα να αλληλεπιδράσουν με τα μόρια του νερού εξ αιτίας της ηλεκτροστατικής φύσης του δεσμού του μορίου τους, που ονομάζεται ιοντικός δεσμός. Όταν τα μόρια του νερού έρθουν σε επαφή με τα μόρια ενός άλατος, τα έλκουν με ηλεκτροστατικές δυνάμεις. Στρέφουν το αρνητικό τμήμα του μορίου τους προς το θετικό ιόν του άλατος, και αντίστοιχα το θετικό τους τμήμα προς το αρνητικό ιόν. Έτσι καταστρέφεται η κρυσταλλική μορφή του άλατος, και όταν όλα τα ιόντα του άλατος θα έχουν "αντιδράσει" με τα μόρια του νερού, τότε το άλας θα έχει όλο διαλυθεί στο νερό (UNESCO-UNEP, 1993). 
Εικ-2.3. Τα μόρια του νερού μέσα σ' ένα κρυσταλλικό πλέγμα: ερμηνεία της διαλυτικής ικανότητας του νερού.
Fig-2.3. Water molecules in a crystal structure: explanation of the water dissolving capability.
(UNESCO-UNEP, 1993). Σημαντικότατος είναι ο ρόλος του νερού ως διαλύτη στη διατροφή των οργανισμών: Οι διάφορες ουσίες που λαμβάνονται με την τροφή πρέπει να διαλυθούν, προκειμένου να δράσουν, για να μεταφερθούν στα διάφορα σημεία του οργανισμού ή για να ξαναχρησιμοποιηθούν στη σύνθεση καινούριων μορίων, απαραίτητων για τον οργανισμό. Το νερό είναι ο γενικότερος διαλύτης και έτσι αποτελεί ένα μόριο - κλειδί για τη διατροφή και τη ρύθμιση του μεταβολισμού όλων των ζωντανών υπάρξεων. ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Το μόριο του νερού αποτελείται από ένα άτομο οξυγόνου και δύο υδρογόνου και είναι μία πολύ σταθερή ένωση. Το νερό λόγω της χημικής του σύστασης, θα έπρεπε να βρίσκεται μόνο σε αέρια μορφή στον πλανήτη. Το ότι δεν είναι, οφείλεται σε ηλεκτροστατικές έλξεις μεταξύ των μορίων του νερού, που ονομάζονται δεσμοί υδρογόνου. Στις ηλεκτροστατικές έλξεις που παρουσιάζει το μόριο του νερού οφείλεται και η ικανότητά του να διαλύει πολλές ουσίες. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
1.2 Επιφανειακή τάση
1.2.1 Γιατί η επιφάνεια του νερού συμπεριφέρεται σαν μια ελαστική μεμβράνη;Αν προσέξουμε τα σταγονίδια του νερού, είτε αυτά είναι σταγονίδια δροσιάς πάνω στον ιστό μιας αράχνης, είτε μικρές σταγόνες που πέφτουν αργά-αργά από μια βρύση, θα παρατηρήσουμε ότι έχουν πάντα την τάση να σχηματίζουν σφαιρικές επιφάνειες, εξ αιτίας ενός φαινομένου που λέγεται επιφανειακή τάση. Αυτό το φαινόμενο οφείλεται στην έλξη που ασκεί κάθε μόριο νερού στα γειτονικά του. Στο εσωτερικό της σταγόνας, ένα μόριο έλκεται εξ ίσου απ' όλα τα γειτονικά του, οπότε ισορροπεί. Αλλά στην επιφάνεια της σταγόνας, κάθε μόριο έλκεται μόνο από τα εσωτερικά μόρια και από τα μόρια της επιφάνειας, μια και δεν υπάρχουν άλλα να το τραβήξουν προς τα έξω. Έτσι, το νερό μορφοποιεί τη σφαιρική επιφάνεια της σταγόνας, που συμπεριφέρεται σαν τεντωμένο δέρμα. 
Εικ-2.4. Ερμηνεία της επιφανειακής τάσης: ελκτικές δυνάμεις μεταξύ των μορίων του νερού.
Fig-2.4. Explanation of the surface tension: attractive forces between water molecules. 1.2.2 Κάποιοι οργανισμοί βαδίζουν επάνω στο νερό εκμεταλλευόμενοι την επιφανειακή του τάση.
Η "επιδερμίδα" που δημιουργεί η επιφανειακή τάση στο νερό, είναι αρκετά ισχυρή για να αντέξει το βάρος μικροσκοπικών εντόμων, όπως αυτό που τρέχει γρήγορα πάνω σ' ένα νερόλακκο. Από την άλλη μεριά, δημιουργεί ένα φράγμα που είναι δύσκολο για τα μικροσκοπικά ζώα να το διαπεράσουν. Γενικά, τα ζώα που βαδίζουν πάνω στην επιφάνεια του νερού πρέπει να έχουν α) σχετικά μικρό βάρος, β) το βάρος τους να είναι σχετικά ομοιόμορφα κατανεμημένο, γ) η επιφάνεια των ποδιών τους να είναι μεγάλη για να αντιστέκεται στο νερό. Τα έντομα που ζουν και κινούνται στην επιφάνεια του νερού, οι υδροβάτες, είναι πολύ συνηθισμένα και τα συναντούμε στις περισσότερες περιοχές που υπάρχει στάσιμο νερό. Αυτά πιάνουν μικρούς οργανισμούς που έχουν κολλήσει στην επιφάνεια του νερού και ρουφούν τα υγρά του σώματος των θυμάτων τους δια μέσου μιας πολύ λεπτής αιχμηρής προβοσκίδας ή ράμφους. Χρησιμοποιούν την επιφανειακή τάση για να στηρίζονται αλλά και για να καταλαβαίνουν τη θέση που βρίσκονται τα θηράματά τους (μέσω δονήσεων).  
Εικ-2.5. Υδροβάτης ή νεροβαδιστής: Gerris (ετερόπτερο).
Fig-2.5. Pond skater: Gerris (heteropteron).  Τα μικρά πουλιά επίσης μπορούν και επιπλέουν στην επιφάνεια του νερού βασιζόμενα και αυτά στην επιφανειακή τάση, αλλά και σε άλλα φυσικά φαινόμενα. Ως προς τις εσωτερικές λειτουργίες των οργανισμών, η μεγάλη επιφανειακή τάση του νερού έχει μεγάλη σημασία στο σχηματισμό βιολογικών μεμβρανών καθώς και στην κυκλοφορία του νερού (επομένως και των ουσιών των διαλυμένων σ' αυτό) στον κορμό και τα κλαδιά των φυτών (τριχοειδές φαινόμενο).
1.2.3 Πώς καταστρέφεται η επιφανεική τάση;Η επιφανειακή τάση του νερού όμως καταστρέφεται από τα απορρυπαντικά, οπότε οι βιολογικές ισορροπίες είναι εύκολο να ανατραπούν. Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα για κάποιες επιπτώσεις που μπορεί να έχει στους οργανισμούς η καταστροφή της επιφανειακής τάσης είναι η εξής:
Τα απορρυπαντικά καταστρέφουν την ιδιότητα της επιφανειακής τάσης και έτσι μπορούν να διαλύσουν το μονωτικό λάδι του φτερώματος των πουλιών.
1.3 Ιξώδες
1.3.1 Γιατί οι οργανισμοί συναντούν μεγαλύτερη αντίσταση κατά την κίνησή τους μέσα στο νερό, απ' ό,τι στον αέρα;Το ιξώδες ενός ρευστού μετριέται από την αντίσταση που παρουσιάζει κατά τη μετακίνηση ενός σώματος μέσα σ' αυτό. Για παράδειγμα, όσο πιό μεγάλη δύναμη βάζουμε για την ανάδευση ενός υγρού, και όσο γρηγορότερα ηρεμεί η επιφάνεια μετά την ανάδευση, τόσο πιο μεγάλο ιξώδες έχει. Το ιξώδες του νερού είναι υψηλό, εξ αιτίας των δεσμών υδρογόνου που ενώνουν τα μόριά του: στους 20oC το νερό έχει 50 φορές μεγαλύτερο ιξώδες από τον αέρα. Το αποτέλεσμα είναι η σχετικά μέτρια ταχύτητα μετατόπισης των υδρόβιων ζώων.
1.3.2 Οι οργανισμοί μετακινούνται μέσα στο νερό υπερνικώντας την αντίστασή του......χάρη στη μορφή τους...
...χάρη σε εξειδικευμένες κινήσεις...
...ή χάρη στη μείωση των τριβών.
1.3.3 ...ή εκμεταλλευόμενοι την αντίσταση του.
  
Εικ-2.6. (α) πόδι φαλαρίδας, (β) πόδι πάπιας, (γ) πόδι νερόκοτας.
Fig-2.6. (α) coot's foot, (β) duck's foot, (γ) moorhen's foot.
(RSPB, 1994). Παρόμοιες τροποποιήσεις στα πόδια έχουν παρατηρηθεί σε διάφορες ομάδες πολύ διαφορετικών ζώων (έντομα, αμφίβια, πτηνά, θηλαστικά). Τα πόδια των υδρόβιων εντόμων είναι συχνά πλατυσμένα ή καλυμμένα με τρίχες. Όσο για τα δάχτυλα των οπίσθιων μελών των βατράχων, είναι έντονα παλαμοειδή. Τα πίσω πόδια των θηλαστικών του γλυκού νερού είναι επίσης πολλές φορές παλαμοειδή, ενώ η ουρά τους είναι πλατυσμένη και συχνά μετασχηματισμένη σε προωθητικό όργανο ή τιμόνι.
Εικ-2.7. Προσαρμογές σχήματος του σώματος και των άκρων (πόδια, ουρά, πτερύγια) των υδροβίων ζώων για καλύτερη κολύμβηση.
Fig-2.7. Shape adaption of the body and limbs (feet, tail, fins) of the aquatic fauna for better swimming.
(Lacroix, 1991). 1.3.4 Πώς μπορεί η ρύπανση να μεταβάλει το ιξώδες;Το ιξώδες ενός υγρού αυξάνει με τη διάλυση ουσιών μέσα σ' αυτό (Δημόπουλος & Ηλιόπουλος, 1976). Μιά από τις επιπτώσεις της απόρριψης λυμάτων και αποβλήτων στους ποταμούς είναι και η αύξηση του ποσοστού των διαλυμένων ουσιών μέσα σ' αυτούς, η οποία συντελεί και στην αύξηση του ιξώδους του.
1.4 Πυκνότητα
1.4.1 Γιατί το νερό στηρίζει πολύ καλύτερα τους οργανισμούς απ' ό,τι ο αέρας;Το γλυκό νερό έχει πυκνότητα 833 φορές μεγαλύτερη απ' αυτήν του αέρα. Προσφέρει λοιπόν πολύ καλύτερη στήριξη, και γι' αυτό το υδρόβιο περιβάλλον έχει αποικιστεί από φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς στερεωμένους ή όχι στο υπόστρωμα, ανάλογα με την προσαρμογή που ο καθένας τους έχει αναπτύξει στις συνθήκες αυτές. Για παράδειγμα, ενώ οι περισσότεροι εδαφόβιοι οργανισμοί έχουν δυνατές δομές στήριξης για ν' αντιστέκονται στη βαρύτητα (όπως στέρεα και ξυλώδη αγγεία στα φυτά, ενισχυμένους σκελετούς στα σπονδυλωτά), αντίθετα, οι ξυλώδεις δομές είναι πολύ περιορισμένες στα φυτά κάτω από το νερό, τα οποία έχουν συνήθως μειωμένο αγγειακό σύστημα.
1.4.2 Οι οργανισμοί επιπλέουν στο νερό......μειώνοντας την πυκνότητά τους... Πολυάριθμοι υδρόβιοι οργανισμοί έχουν προσαρμογές (π.χ. περιορισμός της πυκνότητας) που τους εξασφαλίζουν καλύτερη πλευστότητα. Έτσι, αεροφόροι ιστοί επιτρέπουν στα φύλλα της Hydrocharis, του Potamogeton natans και της Lemna να επιπλέουν. Επίσης οι μίσχοι των φύλλων του κάστανου της λίμνης Trapa natans είναι φουσκωμένοι και βοηθούν τα φύλλα να επιπλέουν (Μπαμπαλώνας, 1997).  Τα υδρόβια ζώα έχουν αναπτύξει τρόπους για να μετακινούνται τόσο επάνω όσο και κάτω από την επιφάνεια του νερού. Πώς το καταφέρνουν αυτό; Τα πουλιά επιπλέουν χάρη στα αεροφόρα οστά τους, είτε χάρη στο πτέρωμά τους όπου αποθηκεύεται ένα στρώμα αέρα που κάνει την πυκνότητα του σώματός τους μικρότερη από του νερού. Εξαίρεση αποτελούν μερικά πουλιά που ονομάζονται βουτηχτάρια, τα οποία για να μπορούν να βουτούν σε βάθος μεγαλύτερο από 30m χρειάζονται μικρότερη άνωση στο νερό, και γι' αυτό τα οστά τους δεν είναι αεροφόρα.  Πολλά ζώα έχουν την ικανότητα να μεταβάλλουν το ειδικό τους βάρος αναλόγως του βάθους. Τα ψάρια είναι βαρύτερα από το νερό, καταφέρνουν όμως να επιπλέουν στο νερό είτε με ενεργητικές κατάλληλες κινήσεις των πτερυγίων, είτε με ένα ειδικό όργανο, τη νηκτική κύστη. Η νηκτική κύστη είναι μια θήκη γεμάτη με αέρα, παραπλήσιο του ατμοσφαιρικού, που τους επιτρέπει να αυξομειώνουν το ειδικό τους βάρος ανάλογα με το βάθος. Η έκκριση και απορρόφηση αυτού του αέρα υπό την επίδραση της υδροστατικής πίεσης συντελεί στη γρήγορη ανάδυση ή βύθιση του ψαριού (Οικονομίδης, 1991).  Παρόμοια με τα ψάρια, κάποιες πλαγκτονικές προνύμφες διπτέρων (εντόμων) μεταβάλλουν το ειδικό τους βάρος με τη βοήθεια δύο αεροφόρων μικρών μπαλονιών, κατά τη διάρκεια της καθόδου τους σε λιμνάζοντα νερά. Επίσης, πολλά έντομα χρησιμοποιούν τα αποθέματα αέρος που έχουν κάτω από το δέρμα τους, για να μετακινηθούν κάθετα (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1992).  ...ή αυξάνοντας την επιφάνειά τους. Οι οργανισμοί που έχουν πυκνότητα μεγαλύτερη από το νερό έχουν την τάση να βυθίζονται, εάν εξειδικευμένες κινήσεις δεν εμποδίζουν αυτό το παθητικό βύθισμα. Το νερό όμως, λόγω του ιξώδους του, εξασκεί μιαν αντίσταση στο βύθισμα των σωμάτων. Για ν' αποφευχθεί η παθητική μετακίνηση ενός τέτοιου οργανισμού προς τον πυθμένα, μπορεί αυτός να εκμεταλλευθεί την αντίσταση του νερού. Δηλαδή θα πρέπει η μορφή του να είναι ακριβώς το αντίθετο της υδροδυναμικής μορφής, ώστε να προκαλεί μεγάλη αντίσταση. 
Εικ-2.8. Το κωπήποδο αυτό είναι ζώο του πλαγκτού. Έχει μέγεθος μικρότερο από 1mm και αποφεύγει το βύθισμά του με την πολύπλοκη κατασκευή του.
Fig-2.8. This copepode is a plankton animal. Its size is less than 1mm and it avoids sinking by the complexity of its structure. Η παρουσία βλεφαρίδων, μαστιγίων, αγκαθιών και διακοσμήσεων με διάφορα σχήματα, συντελεί στην αύξηση της σχετικής επιφάνειας των πλαγκτονικών και άλλων οργανισμών, χωρίς ωστόσο να αυξάνεται αισθητά ο όγκος τους (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1992). Πίνακας...
1.4.3 Γιατί το νερό είναι καλύτερος μεταφορέας μηνυμάτων απ' ό,τι ο αέρας;Το νερό είναι μέσον πυκνό και λίγο συμπιεστό. Οι δονήσεις ή οι κυματισμοί μεταδίδονται πιο εύκολα και πιο γρήγορα στο νερό απ' ό,τι στον αέρα. Σαν αποτέλεσμα, οι οργανισμοί δέχονται περισσότερα μηνύματα μέσα στο νερό απ' ό,τι στον αέρα, και ανέπτυξαν τα κατάλληλα αισθητήρια όργανα γι' αυτό. Η αίσθηση της ακοής είναι γενικά ανεπτυγμένη στα ψάρια του γλυκού νερού, ιδιαίτερα σε είδη όπως ο κυπρίνος και το γατόψαρο, που χρησιμοποιούν τη νηκτική τους κύστη ως ενισχυτή. Αυτή εφάπτεται από τη μιά με τη σπονδυλική στήλη και από την άλλη με το έσω αυτί, ώστε όταν η σπονδυλική στήλη δέχεται μηχανικές διαταραχές, η νηκτική κύστη τις ενισχύει και τις μεταβιβάζει στο εσωτερικό αυτί. Ωστόσο, το πιο αξιοσημείωτο όργανο είναι αναμφίβολα η πλευρική γραμμή των ψαριών και των γυρίνων των αμφιβίων, για την υποδοχή δονήσεων χαμηλής συχνότητας που το σύστημα ακοής δεν μπορεί ν' αντιληφθεί. Στα ψάρια, αυτό το αισθητήριο σύστημα, αποτελούμενο από πολυάριθμους νευρικούς υποδοχείς, είναι συχνά τοποθετημένο πλευρικά, δεξιά και αριστερά κατά μήκος του σώματός τους. Προειδοποιεί τα ζώα για τις παραμικρές μηχανικές διαταραχές στο νερό και τους επιτρέπει να εντοπίσουν εύκολα τη λεία τους, τα εμπόδια ή τους πιθανούς εχθρούς. Αυτοί οι νευρικοί υποδοχείς της "πλευρικής γραμμής" χρησιμεύουν κυρίως για την καταγραφή των μεταβολών της πίεσης, λειτουργώντας κατά κάποιο τρόπο ως όργανα της εξ αποστάσεως αφής και μάλιστα τόσο επιτυχημένα, ώστε τυφλά σαρκοφάγα ψάρια ξεπερνούν αυτό το μειονέκτημά τους και συνεχίζουν να κυνηγούν και να επιβιώνουν χάρη στην λειτουργία αυτή της πλευρικής τους γραμμής (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1998).
1.4.4 Η ανωμαλία μεταβολής της πυκνότητας του νερού με τη θερμοκρασία συμβάλλει......στη διατήρηση της ζωής... Η μεταβολή της πυκνότητας του νερού σε σχέση με τη θερμοκρασία ακολουθεί ένα διάγραμμα μη κανονικό. Ενώ σχεδόν όλα τα σώματα γίνονται πυκνότερα και βαρύτερα όσο κατεβαίνει η θερμοκρασία τους, το νερό δεν ακολουθεί αυτόν τον κανόνα στην περιοχή ανάμεσα στους 4οC και στους 0οC, όπου διαστέλλεται προοδευτικά μέχρι την πήξη του. Είναι λοιπόν πιο ελαφρύ ως στερεό παρά ως υγρό και η πυκνότητά του είναι μέγιστη στους 4οC. Για το λόγο αυτό ο πάγος επιπλέει στο νερό, σε αντίθεση με τη στερεή μορφή όλων των άλλων υγρών. 
Εικ-2.9. "Δακτυλίδια" μορίων νερού κατά την αρχή κρυσταλλοποίησης στους 4οC.
Fig-2.9. Water molecule rings at the begining of crystalization at 4οC.
(UNESCO-UNEP, 1993). Αυτό συμβαίνει γιατί κάτω από τους +4οC τα μόρια του νερού αρχίζουν να οργανώνονται σε ένα κανονικό αλλά πολύ ευρύ κρυσταλλικό πλέγμα: Εξ αιτίας των δεσμών υδρογόνου, τα μόριά του σχηματίζουν "δαχτυλίδια", με διάκενα ανάμεσά τους. Έτσι στη θερμοκρασία αυτή που αρχίζει μια μορφή κρυσταλλοποίησης, χωρίς να εμφανίζεται ακόμη μακροσκοπικά ο πάγος, η διαστολή του νερού είναι η μέγιστη και η πυκνότητά του η ελάχιστη (Ericsson, 1993). Όταν όμως ο πάγος λιώνει, το πλέγμα καταστρέφεται και οι ισχυροί ελκτικοί δεσμοί μεταξύ των παγωμένων μορίων του, τα φέρνουν πιο κοντά από πριν. Αυτό το γεγονός εξηγεί τη μοναδική ιδιότητα του νερού να είναι πυκνότερο ως υγρό απ' ό,τι είναι ως στερεό και να διαστέλλεται κατά την πήξη. 
Εικ-2.10. Διάγραμμα πυκνότητας του νερού ως προς τη θερμοκρασία.
Fig-2.10. Chart of water density versus temperature.
(Lacroix, 1991). Και η συνέπεια αυτής του της ιδιότητας είναι πολύ γνωστή: ο πάγος επιπλέει. Αλλιώς ο πάγος θα συσσωρευόταν στο βάθος των λιμνών και των θαλασσών και τα νερά του πλανήτη μας στο σύνολό τους θα είχαν προοδευτικά παγώσει. Όταν ο πάγος βρίσκεται στην επιφάνεια, συνεχίζει να υπάρχει ζωή κάτω απ' αυτόν, αφού η θερμοκρασία του νερού είναι πάνω από 0οC. Αυτό το φαινόμενο προστατεύει τα φυτά και τα ζώα που περνούν το χειμώνα κάτω απ' το νερό, είτε είναι ενεργά, είτε βρίσκονται σε χειμέρια νάρκη. ...στην αύξηση της διαβρωτικής του ικανότητας... Καθώς το νερό κυλά, διεισδύει σε σχισμές και χαραμάδες βράχων και πετρωμάτων στην επιφάνεια της γης. Αν αυτές οι μικρές ποσότητες νερού παγώσουν, βράχοι και πετρώματα κομματιάζονται από τις δυνάμεις διαστολής του πάγου και τα θρύμματα μεταφέρονται από τα ρεύματα νερού. Με το κομμάτιασμα αυτό επίσης διευκολύνεται και ο εμπλουτισμός του νερού σε άλατα και αυξάνει η αποτελεσματικότητα της διαλυτικής του ικανότητας. Αυτό το γεγονός είναι πολλές φορές καλό για τη γεωργία, αλλά σε ορισμένες περιοχές η αυξημένη διάβρωση μπορεί ν` αποτελέσει μέγιστο πρόβλημα (UNESCO-UNEP, 1993). ... και στην καλύτερη κατανομή της τροφής, του οξυγόνου και της θερμότητας. Η μεταβολή της πυκνότητας του νερού σε διαφορετικές θερμοκρασίες συμβάλλει στην ανάδευση του νερού μέσα σε μια υδάτινη μάζα, γιατί όταν το νερό κρυώνει στην επιφάνεια, κατεβαίνει προς τα κάτω, και αντίστροφα, το ζεστό νερό, ως ελαφρύτερο, ανεβαίνει προς τα πάνω. Οι συνέπειες αυτού του φαινομένου για τη ζωή μέσα στο νερό είναι πολύ σημαντικές γιατί:
1.4.5 Πώς επιδρά η ρύπανση στην πυκνότητα του γλυκού νερούΗ πυκνότητα του νερού (όπως και κάθε υγρού) αλλάζει αν μεταβληθεί η θερμοκρασία του (θερμική ρύπανση) ή αν διαλυθούν άλλες ουσίες μέσα σ' αυτό. Σε κάθε περίπτωση θ' αλλάζει και η συμπεριφορά των σωμάτων και των ζωντανών οργανισμών που βρίσκονται μέσα σ' αυτό.
1.5 Θερμική συμπεριφορά του νερού
1.5.1 Γιατί η μεγάλη θερμοχωρητικότητα του νερού ευνοεί τη ζωή;Ειδική θερμότητα ονομάζεται η απαραίτητη ποσότητα θερμότητας για ν' ανέβει η θερμοκρασία 1 γραμμαρίου νερού κατά 1oC, από τους 14oC στους 15oC (Η θερμοκρασία των 15oC στη Φυσική ονομάζεται θερμοκρασία περιβάλλοντος). Από όλα τα γνωστά στοιχεία, το νερό έχει την υψηλότερη ειδική θερμότητα. Για να θερμάνουμε 1kg νερού από τους 20oC στους 21oC, χρειάζονται 4187J/kg (Ericsson, 1993). Αυτή η θερμική συμπεριφορά είναι πολύ σημαντική και προσδίδει στο νερό μεγάλη θερμική αδράνεια. Χάρη σ' αυτήν, όταν ένα ζωντανό κύτταρο (που αποτελείται μέχρι και 90% από νερό) δέχεται ή χάνει μεγάλα ποσά θερμότητας, υφίσταται μικρή μεταβολή της θερμοκρασίας του. Είναι αναμφισβήτητη η σημασία των παραπάνω για να είναι δυνατή η ζωή πάνω στη γη, στα γλυκά νερά και στις θάλασσες. Αν εξαιρέσουμε τις επιφανειακές και αβαθείς υδατοσυλλογές, το ετήσιο θερμοκρασιακό εύρος δεν ξεπερνά τους 25oC σε υδάτινες περιοχές της εύκρατης ζώνης, ενώ η διακύμανση της θερμοκρασίας του αέρα φθάνει αρκετά συχνά τους 40oC (Lacroix, 1991).
1.5.2 Το νερό ρυθμιστής του κλίματος
1.5.3 Οι οργανισμοί εξοικονομούν ενέργεια μέσα στο νερόΤα περισσότερα υδρόβια ζώα είναι εξώθερμα (ή ποικιλόθερμα) δηλαδή η θερμοκρασία του σώματός τους δεν είναι σταθερή, αλλά εξαρτάται από τη θερμοκρασία του περιβάλλοντός τους. Η ενδοθερμία (ή ομοιοθερμία), δηλαδή η διατήρηση της θερμοκρασίας του σώματος σε μια σταθερή τιμή, χαρακτηρίζει μόνο τα πουλιά και τα θηλαστικά. Τα εξώθερμα αποτελούν το σύνολο των ασπονδύλων, των ψαριών, των αμφιβίων και των ερπετών. Η ενδοθερμία βέβαια παρέχει στα ανώτερα σπονδυλωτά ένα σημαντικό πλεονέκτημα, καθιστώντας τα λιγότερο εξαρτημένα από το περιβάλλον τους και επιτρέποντάς τα να παραμένουν δραστήρια σε μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασιών, με μεγάλο όμως ενεργειακό κόστος, που είναι 10 έως 30 φορές μεγαλύτερο από αυτό των εξώθερμων.
1.5.4 Κάποιες φορές η θερμοχωρητικότητα του νερού δεν αρκεί για να εμποδίσει τη μεγάλη άνοδο της θερμοκρασίας τουΟι άνθρωποι συμβάλλουν στη θέρμανση του νερού είτε απορρίπτοντας ζεστά υγρά (κυρίως τα εργοστάσια), είτε κόβοντας θάμνους και κλαδιά από δένδρα που σκιάζουν το νερό, και αυτό έχει επίδραση στην υποβάθμιση της ποιότητας του νερού. Η ανάπτυξη βακτηριδίων, φυτο- ή ζωο-πλαγκτού, εξαρτάται επίσης από τη θερμοκρασία του νερού, και έτσι πολλά αναερόβια βακτήρια μπορούν να αναπτυχθούν σε θερμοκρασίες πάνω από 10oC. Η ευπάθεια των οργανισμών στις ασθένειες και σε επιθέσεις παρασίτων αυξάνεται με την άνοδο της θερμοκρασίας. Το ποσοστό του διαλυμένου οξυγόνου επίσης μειώνεται πολύ με την άνοδο της θερμοκρασίας. ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Τα μόρια του νερού συνδέονται μεταξύ τους με δεσμούς υδρογόνου στους οποίους οφείλονται πολλές από τις ιδιόρρυθμες φυσικοχημικές ιδιότητες του νερού, καθώς και η ανάπτυξη της ζωής στον πλανήτη. Χάρη σ' αυτές τις ιδιότητες το νερό ρυθμίζει το κλίμα της γης και προσφέρει σταθερό και φιλόξενο περιβάλλον στους υδρόβιους οργανισμούς, οι οποίοι και ανέπτυξαν ειδικές προσαρμογές κατά την εξελικτική τους πορεία μέσα σ' αυτό. Οι καταπληκτικές αυτές ιδιότητες του νερού επηρεάζονται από ανθρώπινες δραστηριότητες και επηρεάζουν με τη σειρά τους τη βιοσιμότητα των υδρόβιων οργανισμών. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2. Συστατικά του νερού του ποταμού.Τα συστατικά του νερού ενός ποταμού περιλαμβάνουν αιωρούμενα ανόργανα υλικά (συμπεριλαμβανομένων και των βασικών στοιχείων Al, Fe, Si, Ca, K, Mg, Na, P), διαλυμένα ανόργανα ιόντα, διαλυμένες θρεπτικές ύλες (αζώτου, φωσφόρου και λιγότερο πυριτίου), αιωρούμενο και διαλυμένο οργανικό υλικό, αέρια, αλλά και βαριά μέταλλα (Allan, 1995). 2.1 Προέλευση των συστατικών των νερών ενός ποταμούΤο βρόχινο νερό και το χιόνι περιέχουν σκόνη, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα, ιόντα, ευγενή αέρια και ίχνη θειώδους ή θειικού οξέος αλλά και νιτρώδους ή νιτρικού αμμωνίου κλπ (Ericsson, 1993). Όταν το νερό της βροχής έρχεται σε επαφή με την επιφάνεια της γης, η σύστασή του αλλάζει δραστικά. Προσλαμβάνει συστατικά από τη διάλυση αλάτων που έχουν συσσωρευτεί στο έδαφος μετά την εξάτμιση του νερού, και ορυκτών που προέρχονται από την αποσύνθεση των πετρωμάτων. Έτσι τα επιφανειακά νερά εμπλουτίζονται με αιωρούμενα σωματίδια και διαλυμένα συστατικά. Αντίθετα από τα επιφανειακά, τα υπόγεια νερά χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερες συγκεντρώσεις ανόργανων συστατικών, γιατί το νερό κινείται με πολύ μικρότερη ταχύτητα μέσα στα πετρώματα του εδάφους και έρχεται για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα σε επαφή με τα ορυκτά τους, αποσπώντας έτσι από αυτά περισσότερα συστατικά σε διάλυση (Σκουληκίδης, 1997). Η αύξηση επίσης της θερμοκρασίας του εδάφους κατά 1oC κάθε 30 μέτρα βάθους συντελεί στην αύξηση της διαλυτότητας των στερεών ουσιών. Τα επιφανειακά νερά χαρακτηρίζονται πάνω απ' όλα από μεγάλη ποικιλία στη σύνθεση, αλλά και στη συγκέντρωση διαλυμένων ιόντων, η οποία και εξαρτάται από τη γεωλογία της λεκάνης απορροής (τύπος πετρωμάτων), το κλίμα (ποσοστό βροχόπτωσης - σύσταση βροχής), το ανάγλυφο, το ποσοστό φυτοκάλυψης και την τροφοδοσία από υπόγειους υδροφορείς (Lacroix, 1991). Η ολική συγκέντρωση των διαλυμένων ιόντων είναι περίπου διπλάσια σε ποτάμια που αποστραγγίζουν ιζηματογενή παρά μεταμορφωσιγενή ή πυριγενή εδάφη, λόγω της διαφορετικής αντίστασης των πετρωμάτων στη διάβρωση (Allan, 1995). Τέσσερα κατιόντα (ιόντα θετικά φορτισμένα) και τέσσερα ανιόντα (ιόντα αρνητικά φορτισμένα) κυριαρχούν στη σύνθεση των νερών και ονομάζονται βασικά ιόντα. Τα τέσσερα κατιόντα είναι: το ασβέστιο (Ca++), το μαγνήσιο (Mg++), το νάτριο (Na+) και το κάλιο (Κ+). Τα τέσσερα ανιόντα είναι: η οξυανθρακική ρίζα (HCO3-), η θειική ρίζα (SO4--), το χλώριο (Cl-) και η νιτρική ρίζα (ΝΟ3-) (Σκουληκίδης, 1997). Στο νερό της βροχής η συγκέντρωση ιόντων είναι πολύ μικρότερη απ' ό,τι στα επιφανειακά νερά (Berner & Berner, 1987). Τα SO4--, NH4+ και ΝΟ3- προέρχονται κυρίως από τα αέρια της ατμόσφαιρας ενώ τα Na+ και Cl- κυρίως από άλατα της θάλασσας.
2.2 Η μεταβολή της σύστασης των νερών των ποταμών
2.2.1 ΠαροχήΟ κύριος παράγοντας που καθορίζει τη συγκέντρωση μιας ουσίας στο ποτάμιο νερό είναι η παροχή. Μάλιστα, από τη σύγκριση των εποχιακών με τις τοπικές (κατά μήκος του ποταμού) υδροχημικές διακυμάνσεις για κάθε ποταμό, φαίνεται ότι κατά κανόνα οι μεταβολές στη συγκέντρωση διαλυμένων στοιχείων στα ελληνικά ποτάμια οφείλονται κυρίως στις εποχιακές υδρολογικές διακυμάνσεις (Σκουληκίδης, 1993). Κατά κανόνα επίσης οι συγκεντρώσεις φθάνουν σε ετήσιο μέγιστο κατά τη διάρκεια της άνομβρης περιόδου, καθώς το ποσοστό συμμετοχής της βασικής απορροής (που είναι πλούσια σε διαλυμένα ανόργανα συστατικά) είναι μεγαλύτερο, η εξατμισοδιαπνοή είναι αυξημένη (Walling, 1984) και η επίδραση της ρύπανσης γίνεται πιό αισθητή. Μετά την ξηρή περίοδο, αλλά και σε περιόδους αιχμής το χειμώνα ή την άνοιξη όταν λιώνουν τα χιόνια, τα περισσότερα φυσικά ποτάμια πλημμυρίζουν και κατακλύζουν μεγάλες εδαφικές επιφάνειες. Τα πλημμυρικά νερά ξεπλένουν τα άλατα που είχαν συγκεντρωθεί κατά την ξηρή περίοδο στο έδαφος λόγω εξάτμισης και έτσι συνήθως οι συγκεντρώσεις αρχικά αυξάνονται, ενώ στη συνέχεια μειώνονται, καθώς υπερισχύουν φαινόμενα αραίωσης. Η συνολική συγκέντρωση διαλυμένων ουσιών ενός ποταμού είναι το αποτέλεσμα του συνδυασμού της ποσότητάς τους και της παροχής του ποταμού. Το ίδιο ισχύει και για το στερεό αιωρούμενο φορτίο του.
2.3 Η σπουδαιότητα των ιόντων για την ανάπτυξη της ζωήςΟι περισσότερες λειτουργίες στα κύτταρα των οργανισμών πραγματοποιούνται με ανταλλαγή ιόντων. Έτσι μετά από πολλές μελέτες έχει βρεθεί ότι σε νερά με χαμηλή συγκέντρωση ιόντων μειώνεται η αφθονία και η ποικιλότητα της χλωρίδας και της πανίδας (Allan, 1995). Από τα ασπόνδυλα του ποταμού, φαίνεται ότι τα μαλάκια, τα καρκινοειδή και οι βδέλλες επηρεάζονται περισσότερο από τις διαβαθμίσεις της συγκέντρωσης ιόντων (Hynes, 1970 - Macan, 1974), αλλά και πληθυσμοί υδρόβιων βενθικών εντόμων εμφανίζουν μικρότερη ποικιλία και αφθονία σε ποταμούς με μικρότερη συγκέντρωση ιόντων απ' ότι σε άλλους με μεγαλύτερη. Τα καρκινοειδή αμφίποδα Gammarus (γαριδούλα του γλυκού νερού) είναι κοινά σε νερά μόνον όταν η συγκέντρωση ασβεστίου (Ca++) είναι μεγαλύτερη των 3mg/l. Ο λόγος ίσως είναι ότι για τη δημιουργία και την ανάπτυξη του κελύφους και του εξωσκελετού τους χρειάζονται απαραίτητα CaCO3, αρκετή ποσότητα του οποίου την απορροφούν άμεσα από το υδάτινο περιβάλλον τους. Το ασβέστιο είναι επίσης σημαντικό και για την ηλεκτρολυτική ισορροπία των υγρών του σώματός τους. Ηλεκτρολύτες ονομάζονται τα διαλύματα μέσα στα οποία υπάρχουν ελεύθερες ρίζες ιόντων και τα οποία άγουν (μεταφέρουν) το ηλεκτρικό ρεύμα, χάρη κυρίως στα ιόντα υδρογόνου (H+) και υδροξυλίου (OH-) (τα ιόντα αυτά, έχοντας μικρότερη μάζα, είναι πιό ευκίνητα). Μετρώντας τη δυνατότητα διέλευσης του ηλεκτρικού ρεύματος μέσα από ένα υγρό (δηλαδή την αγωγιμότητα του υγρού), μπορούμε να υπολογίσουμε τη συγκέντρωση των ιόντων. Ωστόσο, πολλές φορές η σχέση μεταξύ των οργανισμών και της χημείας του νερού εκφράζεται με την ολική περιεκτικότητα σε κατιόντα, από τα οποία τα κυριότερα είναι τα Ca++ και Mg++. Όταν το νερό περιέχει μεγάλες ποσότητες διαλυμένων αλάτων ασβεστίου και μαγνησίου χαρακτηρίζεται ως σκληρό, ενώ στην αντίθετη περίπτωση ως μαλακό. Ο ρυθμός αύξησης και το μέγεθος της πέστροφας αυξάνονται σε σκληρά νερά (McFadden & Cooper, 1962) αλλά και γενικά ο αριθμός των ειδών συνήθως αυξάνεται στα σκληρά νερά (Allan, 1995). Η αγωγιμότητα και η σκληρότητα είναι πολύ μικρότερες σε περιοχές με σκληρά πετρώματα απ' ότι σε άλλες στις οποίες επικρατούν ασβεστολιθικά πετρώματα (Costello, McCarthy & O'Farrell, 1984). Πάντως, όπως επεσήμανε ο Macan (1974), δεν υπάρχει ακριβής διαχωριστική γραμμή μεταξύ νερών χαμηλής και υψηλής ιοντικής συγκέντρωσης. Η μεγάλη διάδοση των ανθρακικών πετρωμάτων (ασβεστόλιθοι και δολομίτες) στην Ελληνική χερσόνησο έχει ως αποτέλεσμα τα ποτάμια μας να είναι πολύ πλούσια σε ασβέστιο Ca++ και ανθρακικά ανιόντα HCO3-. Τα δύο αυτά ιόντα αποτελούν, κατά μέσο όρο, το 75% των συνολικών ιόντων των Ελληνικών ποταμών. Επίσης, λόγω της γειτονίας των Ελληνικών ποταμών με τη θάλασσα, οι συγκεντρώσεις νατρίου και χλωρίου είναι αρκετά υψηλές. Έτσι τα Ελληνικά ποτάμια παρουσιάζουν κατά πολύ μεγαλύτερες συγκεντρώσεις των βασικών ιόντων, σε σύγκριση με τον παγκόσμιο μέσο όρο, αλλά και με τον μέσο όρο των ευρωπαϊκών ποταμών (Σκουληκίδης, 1997). 
Εικ-2.11. Μέσος όρος της εκατοστιαίας σύστασης σε διαλυμένα συστατικά των μεγαλύτερων ποταμών της Ελλάδας.
Fig-2.11. Percentage mean value of dissolved components in the greatest Greek rivers.
(Σκουληκίδης, 1993). 2.3.1 Πώς επηρεάζει η ρύπανση τις συγκεντρώσεις των ιόντων στα νερά των ποταμών;Η συγκέντρωση των ιόντων στα νερά των ποταμών αυξάνει, καθώς αυτοί κατευθύνονται προς τις εκβολές τους (Livingston, 1963) λόγω ανθρώπινων απορρίψεων και αύξησης της ρύπανσης και λόγω διείσδυσης του θαλασσινού νερού, είτε επιφανειακά, είτε υπόγεια. Η συγκέντρωση των ιόντων του Na+ κυρίως αυξάνεται λόγω της απόρριψης οικιακών λυμάτων, λιπασμάτων και αλάτων του αστικού δικτύου. Τα ιόντα HCO3- και Ca++ προέρχονται σε μεγάλο βαθμό από την αποσάθρωση ανθρακικών πετρωμάτων, αλλά η άμεση πηγή για το πρώτο είναι το CO2 που βρίσκεται στο έδαφος και στα υπόγεια νερά, και προέρχεται από τη βακτηριακή αποσύνθεση του οργανικού υλικού. Το CO2 ΅πορεί επίσης να δεσμευτεί από την ατμόσφαιρα κατά τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των αυτότροφων οργανισμών ενός ποταμού. Το SO4-- προέρχεται από ιζηματογενή πετρώματα και από λιπάσματα και απόβλητα. Σε ορισμένες περιοχές όμως αυξάνονται υπερβολικά οι συγκεντρώσεις του εξ αιτίας της όξινης βροχής που συνήθως περιέχει ενώσεις θείου (Likens et al. 1977). Το Cl- έχει λίγο-πολύ την ίδια προέλευση με το Na+ και μπορεί η συγκέντρωσή του να αυξηθεί πολύ από τοπικές πηγές ρύπανσης (π.χ. αστικά λύματα, τα οποία εκτός των άλλων περιέχουν και το χλωριωμένο πόσιμο νερό). Η ανώτερη επιτρεπτή τιμή της αγωγιμότητας είναι 1000μS/cm ενώ ενδεικτική τιμή είναι τα 400μS/cm (όρια της Ευρωπαϊκής Ένωσης).
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Η ρύπανση με άλατα αυξάνει την αγωγιμότητα του νερού και προκαλεί διαταραχές στους υδρόβιους οργανισμούς. Οι ανθρώπινοι ρύποι φθάνουν στο νερό του ποταμού με τις βροχοπτώσεις, ή με άμεση απόρριψη στον ποταμό οικιακών λυμάτων, εκροών από βιομηχανική διάσπαση αλάτων κ.λ.π. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
2.4 Αλατότητα του νερούΩς αλατότητα του νερού ορίζεται η συγκέντρωση των ιόντων, θετικών ή αρνητικών, των χημικών ουσιών που βρίσκονται διαλυμένες μέσα στο νερό. Η αλατότητα του θαλασσινού νερού πλησιάζει τα 35 γραμμάρια αλάτων ανά λίτρο, εκ των οποίων τα 30 είναι χλωριούχο νάτριο. Τα γλυκά νερά περιέχουν λιγότερο από 0.5 γραμμάρια αλάτων ανά λίτρο. Νερά με ενδιάμεση περιεκτικότητα σε άλατα, ονομάζονται υφάλμυρα.
2.4.1 Είναι όλα τα εσωτερικά νερά το ίδιο "γλυκά";Είναι συνηθισμένο να εξομοιώνουμε τα ηπειρωτικά νερά με τα γλυκά. Αυτό όμως δεν είναι πάντα σωστό. Μερικά εσωτερικά υδάτινα περιβάλλοντα έχουν πολύ υψηλότερη αλατότητα από το θαλασσινό νερό.
2.4.2 Τί συμβαίνει όταν οι οργανισμοί είναι περισσότερο "αλμυροί" από το περιβάλλον μέσο;Η αλατότητα είναι ένας βασικός παράγοντας που αναγκάζει τους υδρόβιους οργανισμούς να διατηρούν ορισμένους πολύπλοκους μηχανισμούς για να εξασφαλίζουν σταθερότητα στο εσωτερικό τους ισοζύγιο αλάτων, έναντι εκείνου του περιβάλλοντος μέσου στο οποίο ζούν. Όλοι οι οργανισμοί περιέχουν διαλυμένα άλατα μέσα στα κύτταρά τους. Η συγκέντρωση των αλάτων αυτών υπολογίζεται σε 35o/oo (δηλαδή 35g/l, το ίδιο όπως το θαλασσινό νερό). Αυτό είναι μιά ένδειξη ότι η ζωή μπορεί να ξεκίνησε από τη θάλασσα. Τα ζώα που ζούν στη θάλασσα είναι τόσο "αλμυρά", όσο και το νερό γύρω τους, άρα το νερό ούτε μπαίνει ούτε βγαίνει από τα κύτταρά τους. Για τα υδρόβια ζώα όμως του γλυκού νερού το περιεχόμενο των κυττάρων τους έχει πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση αλάτων από το υγρό περιβάλλον τους, και η όσμωση τείνει να τραβήξει νερό από το περιβάλλον μέσα στα κύτταρα. Χωρίς κάποια προστατευτικά μέτρα, τα ζώα αυτά θα διογκώνονταν και θα έσκαγαν.
2.4.3 Οι οργανισμοί του γλυκού νερού έχουν αναπτύξει τρόπους αντιμετώπισης της όσμωσης......αποβάλλοντας το περίσσευμα νερού... Ακόμη και τα μονοκύτταρα ζώα έχουν ειδικά οργανίδια (σφυγμώδη χυμοτόπια) για να αποβάλλουν την περίσσεια νερού.  Μερικά ψάρια του γλυκού νερού έχουν ως κύρια οσμωρυθμιστική λειτουργία του οργανισμού τους την αποβολή, κυρίως από τα βράγχια και το δέρμα, του παραπανίσιου νερού που μπαίνει στο σώμα τους. Η γρήγορη μεταφορά των ψαριών αυτών στη θάλασσα έχει ως άμεσο αποτέλεσμα το θάνατό τους από αφυδάτωση (Οικονομίδης, 1991). ...ή εμποδίζοντας την είσοδο του νερού στο εσωτερικό του σώματός τους...
... ή περιορίζοντας τις δραστηριότητές τους σε περιβάλλοντα με σταθερή αλατότητα...
... ή διευρύνοντας με διάφορους τρόπους τη δυνατότητα προσαρμογής τους... Υπάρχουν ωστόσο οργανισμοί που μπορούν να επιζήσουν σε περιβάλλοντα με διαφορετική αλατότητα (όπως της θάλασσας και των ποταμών) και ονομάζονται ευρύαλοι. Τέτοια είδη είναι μερικά παράκτια ψάρια που ανεβαίνουν συχνά τα ποτάμια ρεύματα, όπως τα κεφαλόπουλα, οι γοβιοί, οι λάμπραινες, οι μουρούνες, οι θαλάσσιες πέστροφες και οι σολωμοί (ανάδρομα είδη). Ο λόγος αυτής της "ανάβασης" από τη θάλασσα στα ποτάμια είναι η ωοτοκία. Το χέλι είναι αντίστροφο παράδειγμα, οργανισμού που ενώ ζει στα ποτάμια, ωοτοκεί στη θάλασσα των Σαργάσσων, σε απόσταση 5,000km από την Ελλάδα, και είναι ο μόνος γνωστός οργανισμός που κατεβαίνει από τα ποτάμια προς τη θάλασσα (κατάδρομο είδος). Στο Lamperta fluviatilis, κατά τη διάρκεια της μετανάστευσης από τη θάλασσα στο γλυκό νερό, εξ αιτίας της εισόδου μεγάλης ποσότητας νερού στο σώμα από το γυμνό δέρμα, η έκκριση ούρων αυξάνει και φθάνει το 45% του βάρους του σώματός του ανά ημέρα. Αντίθετα στο χέλι, ένα παχύ στρώμα βλέννας εμποδίζει την απώλεια νερού και αλάτων, όταν αυτό μεταναστεύει στη θάλασσα. (Γι' αυτό λέμε: "γλιστράει σαν χέλι"). Αν σκουπίσουμε τη βλέννα μ' ένα κομμάτι ύφασμα, το χέλι μέσα στη θάλασσα πεθαίνει αμέσως (Οικονομίδης, 1991).
2.4.4 Μήπως η αύξηση της αλατότητας των γλυκών νερών θα ευνοούσε την επιβίωση των οργανισμών σ' αυτά;Η φυσική διαβάθμιση της αλατότητας των εσωτερικών νερών είναι πολύ πλατιά. Αυξημένες τιμές ωστόσο μπορούν να παρουσιαστούν πολλές φορές ως αποτέλεσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Όταν η τιμή της ξεπεράσει τα 500mg/l τότε το νερό δεν θεωρείται κατάλληλο για πόση, ενώ έχουμε καταστροφικές επιδράσεις σε καλλιέργειες που αρδεύονται με νερό αλατότητας άνω του 0.5-1 g/l (Williams, 1987). Η αύξηση της αλατότητας είναι ένα διογκούμενο ανησυχητικό πρόβλημα των άνυδρων και ημίξερων περιοχών, και οφείλεται στην υπερβολική άρδευση που οδηγεί σε μεγάλες συγκεντρώσεις αλάτων. Το νερό αυτό μετά την άρδευση καταλήγει πάλι, επιφανειακά ή υπο-επιφανειακά, στους ποταμούς. Άλλες αιτίες αύξησης του NaCl στα νερά των ποταμών είναι η χρήση του αλατιού το χειμώνα για το λιώσιμο των πάγων στα οδικά δίκτυα, και η συγκράτηση του νερού από αρδευτικά ή υδροηλεκτρικά έργα, που προκαλεί υποχώρηση των πεδινών υδροφόρων οριζόντων και αντίστοιχη διείσδυση του θαλασσινού νερού κατά αρκετά χιλιόμετρα προς τα ανάντι. Οι Crowther και Hynes (1977) υποστήριξαν ότι τα μακροασπόνδυλα δηλητηριάζονται όταν οι συγκεντρώσεις του Cl- ξεπεράσουν το 1g/l. Στην Αυστραλία διάφορα κοινά είδη της πανίδας έχουν εξαφανιστεί από εκτεταμένες περιοχές, ως αποτέλεσμα αύξησης της αλατότητας (Williams, 1987). ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Οι σημαντικές χρονικές εναλλαγές της αλατότητας έχουν καταστροφικές επιπτώσεις στους ζωικούς και φυτικούς οργανισμούς, όπως στη βακτηριδιακή πανίδα, στα μικροφύκη και τα μακρόφυτα, στην παρόχθια βλάστηση, στα ψάρια, τα αμφίβια, τα ερπετά και τα θηλαστικά που διαβιούν σε γλυκά νερά (Hart et al., 1990) και προκαλούν μεγάλες διαταραχές στην ισορροπία του οικοσυστήματος. Με την καταστροφή της βακτηριδιακής πανίδας μειώνεται η ικανότητα αυτοκαθαρισμού του ποτάμιου οικοσυστήματος, ενώ με την απομάκρυνση των μακροφύτων περιορίζεται η συγκράτηση ρυπαντών στην παρόχθια ζώνη. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
2.5 Τα θρεπτικά άλαταΤα θρεπτικά άλατα είναι ανόργανα υλικά απαραίτητα για τη ζωή, αφού τα βασικά συστατικά τους χρησιμεύουν στους οργανισμούς είτε ως δομικά υλικά, είτε για την παραγωγή ενέργειας μέσω της οξείδωσής τους. Έτσι σημαντικές μεταβολικές διαδικασίες επηρεάζουν και επηρεάζονται από τα θρεπτικά, όπως η πρωτογενής παραγωγή από τους αυτότροφους οργανισμούς, και η μικροβιακή αποσύνθεση του οργανικού υλικού. Το άζωτο (N2) και ο φωσφόρος (P) διεγείρουν την πρωτογενή παραγωγή, ενώ το πυρίτιο (Si) είναι σημαντικό για την κατασκευή των κυτταρικών τοιχωμάτων των διατόμων (μονοκύτταρα και πολυκύτταρα φύκη).
2.5.1 Δυναμική των θρεπτικών αλάτων του ποταμούΟ κύκλος των θρεπτικών περιγράφει το πέρασμα ενός ατόμου ή ιόντος ενός διαλυμένου ανόργανου θρεπτικού, προς την ενσωμάτωσή του στους ζωντανούς ιστούς ενός οργανισμού και τη σταδιακή ανοργανοποίησή του πάλι, με τις σωματικές απεκκρίσεις ή με την αποσύνθεση του οργανισμού. Στα περισσότερα οικοσυστήματα τα θρεπτικά ανακυκλώνονται τοπικά, ενώ η ροή του ποταμού μορφοποιεί τους κύκλους των θρεπτικών σαν ελικοειδές (σπιράλ). Αρχικά το σε ανόργανη διαλυμένη μορφή θρεπτικό διανύει μιαν απόσταση, (SW στην Εικ-2.12) προτού δεσμευθεί από κάποιον οργανισμό (U). Κατόπιν μεταφέρεται από τον ζωντανό οργανισμό (απόσταση SB), ζωικό ή φυτικό, έως την απελευθέρωσή του πάλι στο υδάτινο περιβάλλον (R). 
Εικ-2.12. Κύκλος θρεπτικών με τη μορφή ελικοειδούς. Δείχνει τις μέσες αποστάσεις που διανύει στον ποταμό ένα άτομο θρεπτικού (π.χ. άτομο φωσφόρου) μεταξύ δύο διαδοχικών απελευθερώσεων από κάποιον οργανισμό προς το περιβάλλον.
Fig-2.12. Spiral-like nutrient cycle, representing the average distances a nutrient atom (such as phosphorus) travels downstream between two subsequent liberations from a biota to the environment.
(Newbold, 1992). Αβιοτικές και βιοτικές διαδικασίες επηρεάζουν συνεχώς τη μετακίνηση των θρεπτικών. (Αβιοτικές λέγονται οι διαδικασίες που πραγματοποιούνται εκτός των ζωντανών οργανισμών, αντίθετα προς τις βιοτικές, που συντελούνται μέσα στους ζωντανούς οργανισμούς). Μεγάλης ταχύτητας ρεύματα μειώνουν τις ευκαιρίες για βιολογική δέσμευση και αυξάνουν την ταχύτητα μεταφοράς των θρεπτικών και τη συσσώρευσή τους στα κατώτερα τμήματα του ποταμού, ενώ τα μικρής ταχύτητας ρέματα αυξάνουν τις ευκαιρίες για βιολογική δέσμευση. Με την άμεση δέσμευση από τους αυτότροφους και τα μικρόβια, η βιολογική κοινωνία επιδρά έντονα στη δυναμική των θρεπτικών. Ωστόσο, οι μεγάλες ποσότητες θρεπτικών υλικών που μεταφέρουν τα ρέματα και τα ποτάμια, ανακυκλούμενες συνεχώς κατά την κατάντι μεταφορά τους, ελέγχονται από ένα σύνθετο, αλληλοεξαρτώμενο σύνολο βιολογικών - υδρολογικών και φυσικοχημικών διαδικασιών. 2.5.2 Ο κύκλος του αζώτουΤο άζωτο (N2) είναι βασικό συστατικό της σύνθεσης των πρωτεϊνών, η οποία είναι απαραίτητη για όλους τους ζωντανούς οργανισμούς. Το άζωτο αποτελεί τα 4/5 της γήινης ατμόσφαιρας και υπάρχει, σε πολύ μικρότερη αλλά αρκετά σημαντική ποσότητα, και στα υδάτινα περιβάλλοντα. Ωστόσο τα φυτά δεν μπορούν να χρησιμοποιήσουν άμεσα αυτό το αέριο. Το μόριο του αέριου αζώτου χαρακτηρίζεται στην πραγματικότητα από έναν τριπλό δεσμό (N Το κύριο προϊόν διάσπασης των αζωτούχων οργανικών ενώσεων (πρωτεΐνες, αμινοξέα, ουρία, ουρικό οξύ), αλλά και απέκκρισης των υδρόβιων οργανισμών, είναι το αμμώνιο (NH4+) σε τιμές pH κατώτερες του 7, και η αμμωνία (NH3) σε τιμές pH υψηλότερες του 7. Τα νιτρώδη (NO2-) και τα νιτρικά (NO3-) άλατα σχηματίζονται από μικροβιακή οξείδωση αμμώνιου ή αμμωνίας, σε καλά οξυγονωμένα νερά, σε δύο στάδια: πρώτα σε NO2- κι ύστερα σε NO3-. NH3 + 3/2O2 HNO2 + 1/2O2 Το άζωτο τελικά προσλαμβάνεται εύκολα από τα φυτά με τη μορφή νιτρικών ιόντων (που είναι οι πιο κοινές και σταθερές μορφές σε νερά καλά οξυγονωμένα), αλλά και ιόντων αμμωνίου. Νιτρικά άλατα μπορούν να προέλθουν ακόμη κι από χημικές ουσίες που παράγονται από αστραπές στον αέρα (ατμοσφαιρικός ιονισμός) και οι οποίες καταλήγουν τελικά στο έδαφος με τις βροχές. Πολύ διαλυτά στο νερό τα νιτρικά, ξεπλένονται εύκολα απ' το έδαφος, ή παρασύρονται από ρέοντα νερά σε υδάτινα περιβάλλοντα. Ορισμένα βακτήρια μπορούν να οξειδώσουν τα νιτρικά υπό αναερόβιες συνθήκες και με τη διαδικασία της απονιτροποίησης να παράγουν τελικά αέριο άζωτο (Ν2). Σε καλά οξυγονωμένα υποστρώματα του πυθμένα του ποταμού (χαλικώδη-βοτσαλώδη υποστρώματα) η απονίτρωση συντελείται σε πολύ μικρό ποσοστό, ενώ μέσα σε ιλυώδη ιζήματα όπου τα επίπεδα του οξυγόνου είναι χαμηλά, η διαδικασία της απονίτρωσης είναι εκτεταμένη. Εκτός αυτού, οι αναερόβιες συνθήκες εμποδίζουν και τις λειτουργίες της νιτροποίησης, προκαλώντας συσσώρευση αμμωνίας (Allan, 1995).  2.5.3 Ο κύκλος του φωσφόρουΟ φωσφόρος είναι ένα αρκετά σπάνιο στοιχείο στη γη. Οι ζωντανοί οργανισμοί χρειάζονται πολύ μικρές ποσότητες φωσφόρου, οι οποίες όμως είναι απαραίτητες σε όλες τις μορφές ζωής. Τα φωσφορούχα οργανικά σύνθετα αποσυνθέτονται από μικροοργανισμούς και μετατρέπονται σε διαλυτά φωσφορικά (ΡΟ4---, Ρ2Ο;;5). Αυτά τα τελευταία αποτελούν τα ολικά φωσφορικά που αφομοιώνονται και ανακυκλώνονται πολύ γρήγορα απ' τους οργανισμούς, συμμετέχοντας σε μιά ποικιλία βιολογικών μεταβολισμών, ώστε τελικά βρίσκονται σε πολύ μικρές ποσότητες μέσα στο νερό. Ο φωσφόρος βρίσκεται φυσιολογικά σε περιορισμένες ποσότητες στα ποτάμια και στα ρέοντα νερά. Η φυσική παραγωγή φωσφορικών είναι ελάχιστη. Προέρχεται κυρίως από βροχές και από τη διάβρωση πετρωμάτων που περιέχουν φωσφορικά (π.χ. απατίτης) (Prigge & Tissler, 1997). Τα φωσφορικά, όπως και τα νιτρικά, χαρακτηρίζονται ως "θρεπτικά άλατα" και αποτελούν καθοριστικό παράγοντα για την ανάπτυξη των φυτών. Σε καλά οξυγονωμένο περιβάλλον, ο φωσφόρος συνδυάζεται και με άλλα στοιχεία (σίδηρο, αλουμίνιο) και σχηματίζει αδιάλυτα συμπλέγματα (π.χ. σύμπλοκο τρισθενούς σιδήρου με φωσφόρο) που καθιζάνουν στον πυθμένα των υδατοσυλλογών. Ένα τμήμα του φωσφόρου λοιπόν αποθηκεύεται ως ίζημα. Σε περιόδους όμως έλλειψης οξυγόνου, αυτά τα χημικά σύνθετα μπορούν να μετασχηματιστούν σε πιο διαλυτά σύνθετα. Η λάσπη απελευθερώνει έτσι έως και 1,000 φορές περισσότερα φωσφορικά άλατα σε περιόδους ανοξίας (έλλειψης οξυγόνου), απ' ότι σε περιόδους καλής οξυγόνωσης (Lacroix, 1991).
2.5.4 Ανθρωπογενείς επιδράσεις στα θρεπτικά άλατα των ποταμώνΤα επίπεδα συγκέντρωσης των θρεπτικών αλάτων είναι πολύ χαμηλά σε μη ρυπασμένα νερά, αλλά πολύ υψηλά στα περισσότερα ποτάμια των εύκρατων περιοχών. Αυτό οφείλεται σε εισροές από γεωργικά λιπάσματα, λύματα και βιομηχανικά απόβλητα. Όταν οι συγκεντρώσεις των θρεπτικών ξεπεράσουν κάποια όρια, προκαλούν το φαινόμενο του ευτροφισμού. Οι διαφορετικές μορφές αζώτου με τις οποίες αυτό εμφανίζεται στα νερά μπορεί να προέρχονται από την ατμόσφαιρα με διάχυση, από επιφανειακές απορροές και ανθρωπογενείς εισροές, και από οξείδια του αζώτου βιομηχανικής προέλευσης που καταλήγουν στα νερά με τις βροχοπτώσεις (όξινη βροχή). Η αστικοποίηση, η βιομηχανοποίηση και η εντατική χρήση λιπασμάτων κατά τα τελευταία χρόνια αύξησαν σημαντικά τις παρενέργειες αυτών των εισροών και προκάλεσαν μεγάλες διαταραχές στους φυσικούς κύκλους αυτών των στοιχείων. Κύρια πηγή προέλευσης της αμμωνίας είναι οι αποπλύσεις των λιπασμάτων και η απόρριψη οικιακών λυμάτων που περιέχουν ουρία, ενώ η κυριότερη πηγή των νιτρικών αλάτων είναι τα γεωργικά λιπάσματα. Σε μεγάλες συγκεντρώσεις η αμμωνία, όπως και τα νιτρικά, είναι τοξική. Η συσσώρευση νιτρικών στα υπόγεια αποθέματα νερού και ο κίνδυνος να φθάσουν στο νερό ύδρευσης προκαλούν μεγάλη ανησυχία τα τελευταία χρόνια (Prigge & Tissler, 1997). Στο πόσιμο νερό, οι ανώτερες επιτρεπτές τιμές της Ευρωπαϊκής Ένωσης για τα νιτρικά, τα φωσφορικά και την αμμωνία δίδονται στον παρακάτω πίνακα: (Υγειονομ. διάταξη αρ. Α5/288/23-1-86, βασισμένη στην 80/778/17-7-80 οδηγία της ΕΟΚ)
Η μεγαλύτερη πηγή φωσφορικής ρύπανσης, εκτός των βιομηχανικών αποβλήτων και των εκπλύσεων των λιπασμάτων, είναι τα οικιακά φωσφατούχα απορρυπαντικά των οικιακών λυμάτων. Όσον αφορά τα ελληνικά ποτάμια, παρατηρείται σημαντική αύξηση της περιεκτικότητας νιτρικών στον Έβρο, τον Πηνειό και τον Αξιό, μέσα στην τελευταία δεκαετία. Τα άλλα μεγάλα ποτάμια δεν παρουσιάζουν σημαντικές διαφοροποιήσεις ως προς τα νιτρικά, ενώ οι συγκεντρώσεις φωσφόρου δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερη μεταβολή στο σύνολο των μεγάλων ποταμών (Σκουληκίδης, 1996).
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Η αστικοποίηση, η βιομηχανοποίηση και η εντατική χρήση λιπασμάτων κατά τα τελευταία χρόνια αύξησαν σημαντικά τις παρενέργειες των εισροών νιτρικών και φωσφορικών στα εδάφη και στα νερά και προκάλεσαν μεγάλες διαταραχές στους φυσικούς κύκλους του αζώτου και του φωσφόρου. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
2.6 ΔιαύγειαΤο φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο, εκτείνεται από το υπεριώδες (μικρά μήκη κύματος) έως το υπέρυθρο (μεγάλα μήκη κύματος), περιλαμβάνοντας όλα τα ενδιάμεσα μήκη κύματος, και μεταξύ αυτών και το ορατό τμήμα του φάσματος. Οι ακτίνες του ήλιου διασχίζουν ανεμπόδιστα το μεγαλύτερο μέρος της διαδρομής από τον ήλιο έως τη γη, αλλά υφίστανται πολλές τροποποιήσεις κατά το πέρασμά τους από τη γήινη ατμόσφαιρα. Η υπεριώδης ακτινοβολία απορροφάται κυρίως από το στρώμα του όζοντος, ενώ η απορρόφηση των υπέρυθρων ακτινοβολιών οφείλεται κυρίως στα μόρια του νερού (μικροσκοπικά σταγονίδια ή υδρατμούς) και του διοξειδίου του άνθρακα. Άλλες ακτινοβολίες του ηλιακού φάσματος ανακλώνται και άλλες διαθλώνται, κυρίως από τα μικροσκοπικά σταγονίδια του νερού της ατμόσφαιρας, προς διάφορες κατευθύνσεις, που εξαρτώνται από το μήκος κύματός τους, προκαλώντας τη διάχυση της ηλιακής ακτινοβολίας. Περίπου το 50% της ηλιακής ενέργειας φτάνει τελικά στην επιφάνεια του πλανήτη, μετά το πέρασμά της από την ατμόσφαιρα. Η φωτεινότητα σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία εξαρτάται από το υψόμετρο, την εποχή, τη νέφωση και την ώρα της ημέρας.
2.6.1 Γιατί ο βαθμός διαύγειας μιας υδατοσυλλογής επηρεάζει σημαντικά τη ζωή του ποταμού;Φτάνοντας οι φωτεινές ακτίνες στην επιφάνεια του νερού, ένα ποσοστό τους ανακλάται και πάλι προς την ατμόσφαιρα, και το ποσοστό αυτό γίνεται σημαντικότερο όταν ο ήλιος βρίσκεται χαμηλά στον ορίζοντα. Ένα άλλο ποσοστό εισέρχεται στο νερό όπου διαθλάται και διαχέεται από τα μόρια του νερού και τα αιωρούμενα υλικά, και ένα άλλο σημαντικό ποσοστό φωτός απορροφάται από το νερό, στα πρώτα εκατοστά ακόμη. Η φωτεινή ένταση λοιπόν ελαττώνεται πολύ γρήγορα με την αύξηση του βάθους. Στο καθαρό νερό μειώνεται περίπου στο μισό μετά το πρώτο μέτρο (Lacroix, 1991). Πολλών υδρόβιων φυτών το ριζικό σύστημα έχει πάψει να χρησιμεύει ως μέσο στερέωσης στο υπόστρωμα. Αυτά τα φυτά, όπως π.χ. ένα είδος νούφαρου (Nymphoides), το κάστανο του νερού (Trapa natans), τα κερατόφυλλα (Ceratophyllum) κ.ά., επιπλέουν ελεύθερα, απαγκιστρωμένα από το υπόστρωμα, στην προσπάθειά τους να παραμένουν πάντα στην υδάτινη επιφάνεια παρά τις διακυμάνσεις του επιπέδου του νερού, ώστε να μη στερηθούν το φως (Lacroix, 1991). 
Εικ-2.13. Το νούφαρο Nymphoides peltata.
Fig-2.13. The water-lily Nymphoides peltata.
(Lacroix, 1991). 2.6.2 Πώς επιδρά η ρύπανση στη διαύγεια του νερού;Τα ποτάμια με τη ροή τους παρασέρνουν διάφορα υλικά που επηρεάζουν τη διαύγειά τους. Στα νερά των ρεμάτων, το φαινόμενο της αιώρησης διαφόρων υλικών και της έντονης θολότητας είναι κανόνας. Η αύξηση των διαλυμένων οργανικών υλικών, των αιωρούμενων μορίων και σωματιδίων ή και μικροοργανισμών, που παρατηρείται με την αυξανόμενη ρύπανση κατά τα τελευταία χρόνια, εμποδίζει σημαντικά τη διείσδυση εις βάθος του φωτός στο νερό και συντελεί στη μεγαλύτερη απορρόφηση ηλιακής ενέργειας. Κατά συνέπεια έχουμε και μείωση της αφθονίας των φυτικών φωτοσυνθετικών οργανισμών και μείωση της λειτουργίας της φωτοσύνθεσης και επομένως του παραγόμενου οξυγόνου στα βαθύτερα στρώματα νερού και στον πυθμένα. Επίσης έχουμε μείωση της διαλυτότητας του οξυγόνου, λόγω της θέρμανσης των νερών από την απορρόφηση της ηλιακής ενέργειας, και επομένως μείωση και της περιεκτικότητάς του.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Ο βαθμός διαύγειας μιας υδάτινης μάζας είναι ένας από τους παράγοντες που καθορίζουν το ποσοστό του διαλυμένου στο νερό οξυγόνου. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
2.7 Αέρια
2.7.1 Αέρια διαλυμένα στο νερό του ποταμούΤο νερό περιέχει πολλά αέρια σε διάλυση. Όλα τα αέρια της ατμόσφαιρας είναι διαλυτά στο νερό. Έχουν λοιπόν την τάση να διαχέονται στα υδάτινα περιβάλλοντα μέσω του αέρα και αναλόγως της μερικής πίεσής τους στον ατμοσφαιρικό αέρα. Οι ποσοστιαίες αναλογίες τους όμως δεν είναι παρόμοιες μέσα στην ατμόσφαιρα και μέσα στα νερά. Η αναλογία οξυγόνου προς διοξείδιο του άνθρακα π.χ. είναι 635:1 στον αέρα, ενώ στο καθαρό νερό δεν είναι μεγαλύτερη από 20:1, κι αυτό επειδή το οξυγόνο είναι 31 φορές λιγότερο διαλυτό απ' το διοξείδιο του άνθρακα. Το άζωτο, που είναι το πρώτο συνθετικό του αέρα, είναι δύο φορές λιγότερο διαλυτό απ' το οξυγόνο. Η διαλυτότητα των αερίων ελαττώνεται με την υψομετρική μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης, έτσι ώστε η περιεκτικότητα του νερού σε αέρια είναι μικρότερη σε ορεινά υδάτινα περιβάλλοντα, απ' ό,τι στο επίπεδο της θάλασσας, όπου η ατμοσφαιρική πίεση (σε bar ή σε atm) ισούται με τη μονάδα. Η διαλυτότητα των αερίων αυξάνεται σε χαμηλές θερμοκρασίες και σε νερά που αναδεύονται. Έτσι, κρύα, ορμητικά ορεινά ρεύματα έχουν αυξημένες συγκεντρώσεις αερίων. Το οξυγόνο στο νερό διαχέεται με αργότερο ρυθμό απ' ό,τι στον αέρα, ώστε η ομοιόμορφη κατανομή του σε όλη τη μάζα του νερού εξαρτάται και πάλι από την ανάδευση του νερού. Όμως, καθώς η διαλυτότητά του στο νερό ελαττώνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, η αύξηση αυτή της θερμοκρασίας επιταχύνει το μεταβολισμό των οργανισμών και συντελεί στην αύξηση των απαιτήσεών τους σε οξυγόνο. Βλέπουμε λοιπόν πώς η θερμοκρασία του νερού επηρεάζει με δύο τρόπους την περιεκτικότητα του νερού σε οξυγόνο. Σε σχέση με την επίδραση της θερμοκρασίας στην κατανάλωση του οξυγόνου, πρέπει να αναφερθεί επίσης ότι στους εξώθερμους υδρόβιους οργανισμούς η κατανάλωση του οξυγόνου αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας μέχρις ενός σημείου, πάνω από το οποίο παρουσιάζονται φαινόμενα δηλητηρίασης, και ο βαθμός του μεταβολισμού πέφτει απότομα.
2.7.2 Αλληλεπιδράσεις μεταξύ αερίων και βιολογικών διαδικασιώνΟ βαθμός συγκέντρωσης των αερίων στο νερό δεν καθορίζεται μόνον από τη διάχυσή τους σ' αυτό μέσω του αέρα, αλλά και από βιολογικές διαδικασίες. Αυτό το φαινόμενο είναι ιδιαίτερα χαρακτηριστικό για το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα, που παίζουν βασικό ρόλο στη φωτοσύνθεση και την αναπνοή. Κατά τη φωτοσύνθεση τα φυτά αντλούν διοξείδιο του άνθρακα με τα φύλλα τους. Ύστερα, χρησιμοποιώντας την ενέργεια του ηλιακού φωτός που τη δεσμεύουν με τη βοήθεια μορίων χλωροφύλλης των πράσινων φύλλων, μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε γλυκόζη, με την ταυτόχρονη έκλυση οξυγόνου. Η φωτοσύνθεση: 6CO2 + 12H2O + ηλιακή ενέργεια επιτρέπει στα φυτά να μετατρέψουν την ηλιακή σε χημική ενέργεια, με την ταυτόχρονη σύνθεση οργανικών υλών. Μ' αυτόν τον τρόπο, τα φυτά παράγουν μόνα τους την τροφή και το οξυγόνο που χρειάζονται για την αναπνοή τους. Επειδή η φωτοσύνθεση εξαρτάται απ' τη φωτεινή ενέργεια και τη θερμοκρασία, η παραγωγή οξυγόνου των υδρόβιων φυτών είναι μέγιστη κατά το καλοκαίρι και στην επιφάνεια των νερών. Οι συγκεντρώσεις του οξυγόνου και του διοξειδίου του άνθρακα επηρεάζονται έντονα από τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης. Ιδιαίτερα σε νερά μικρής ροής, όπου άφθονα υδρόβια φυτά μπορεί να αναπτυχθούν, το ποσοστό του οξυγόνου αυξάνεται και του διοξειδίου του άνθρακα μειώνεται κατά τη διάρκεια της ημέρας, ενώ το αντίθετο ακριβώς συμβαίνει κατά τη διάρκεια της νύχτας. Εάν δεν υπάρχει έντονη φωτοσυνθετική δραστηριότητα, οι αλλαγές της θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας προκαλούν την αντίθετη διαβάθμιση στις συγκεντρώσεις οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα. Η αναπνοή επιτρέπει στο σύνολο των ζωντανών οργανισμών ν' απελευθερώσουν την αποθηκευμένη σε οργανικά μόρια χημική ενέργεια, που θα χρησιμοποιήσουν κατόπιν τα ζωντανά κύτταρα, κυρίως για συνθέσεις πολύπλοκων μορίων και δομών και για την πραγματοποίηση άλλων ζωτικών λειτουργιών. Κατά την αναπνοή, αντίθετα από τη φωτοσύνθεση, διασπάται (καίγεται) η γλυκόζη (ή άλλοι πολυσακχαρίτες) με τη βοήθεια οξυγόνου και παράγεται διοξείδιο του άνθρακα και νερό, με την ταυτόχρονη έκλυση θερμικής ενέργειας: C6H12O6 + 6O2 Η οξείδωση των μορίων μπορεί να γίνει με ή χωρίς οξυγόνο. Όμως χωρίς οξυγόνο (αναερόβιες συνθήκες) παράγεται πολύ λιγότερη ενέργεια, σε σχέση με την ενέργεια που παράγεται όταν υπάρχει και χρησιμοποιείται οξυγόνο (αερόβιες συνθήκες). Έτσι οι περισσότεροι οργανισμοί επιλέγουν την αερόβια αναπνοή που εξασφαλίζει άφθονη ενέργεια, απαραίτητη στους ανώτερους, εξελιγμένους οργανισμούς. Η αναπνοή των φυτικών και ζωικών οργανισμών καθώς και η οξείδωση οργανικών ουσιών αφαιρούν οξυγόνο από τα νερά. Η επίδραση αυτής της διαδικασίας είναι εμφανέστερη τις νυχτερινές ώρες, κατά τις οποίες δεν πραγματοποιείται φωτοσύνθεση. Η κατάσταση επιδεινώνεται κατά την περίοδο του καλοκαιριού, επειδή η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί αύξηση της μικροβιακής δραστηριότητας και μείωση της διαλυτότητας του οξυγόνου στο νερό (Kempe, Fettine & Cauwet, 1991). Η διάχυση των αερίων από τον ατμοσφαιρικό αέρα στο νερό δεν παίζει σημαντικό ρόλο στα μεγάλα ποτάμια, λόγω της μικρότερης επιφάνειας του νερού σε σχέση με τον όγκο του, αλλά και στα ποτάμια μικρής ροής, λόγω της μειωμένης ανάδευσης του νερού. Υπ' αυτές τις συνθήκες, οι μεταβολές των συγκεντρώσεων των αερίων εξαρτώνται σ' ένα πολύ μεγάλο βαθμό από τις βιολογικές δραστηριότητες. Στα μεγάλα ποτάμια, η αύξηση του οργανικού τους φορτίου καθώς προχωρούν προς το κατάντι, οφείλεται πολλές φορές σε ανθρωπογενείς εισροές και προκαλεί αύξηση της μικροβιακής δραστηριότητας, υπερκατανάλωση οξυγόνου και υπερπαραγωγή διοξειδίου του άνθρακα. Τα υπόγεια νερά είναι πολύ φτωχά σε οξυγόνο, λόγω της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας, ενώ είναι πολύ πλούσια σε διοξείδιο του άνθρακα σαν αποτέλεσμα μικροβιακών διασπάσεων οργανικού υλικού κατά την υπόγεια διαδρομή του νερού.  2.7.3 Όταν τα φυτά δε στερούνται το νερόΓια την πραγματοποίηση της φωτοσύνθεσης και της αναπνοής, τα αέρια περνούν στα φυτά μέσα από μικροσκοπικά ανοίγματα που ονομάζονται στόματα. Τα στόματα βρίσκονται σε πολύ μεγάλο αριθμό στην επιδερμίδα κυρίως του κάτω μέρους των φύλλων των εδαφικών φυτών, για να μειώσουν τις απώλειες νερού με τη μορφή υδρατμών κατά τη διαπνοή τους. Οι ανταλλαγές αυτές των αερίων περιορίζονται επίσης και από έναν επιφανειακό προστατευτικό υμένα των φύλλων, την εφυμενίδα. Καθώς όμως στα φύλλα των βυθισμένων στο νερό φυτών δεν υπάρχει πρόβλημα απώλειας νερού, αυτά δεν έχουν ούτε στόματα, ούτε εφυμενίδα. Έτσι οι ανταλλαγές διοξειδίου του άνθρακα και οξυγόνου πραγματοποιούνται από ολόκληρη την επιφάνειά τους. Επιπλέον πολλά υδρόβια είδη έχουν φύλλα πολυσχιδή ή σχήματος λεπτών λωρίδων (Ceratophyllym, Myriophyllum, Ranunculus sp.), ώστε να αυξάνει αισθητά η επιφάνεια των ανταλλαγών με το περιβάλλον μέσο (Lacroix, 1991). Αυτό έγινε κυρίως για την ευκολότερη πρόσληψη του οξυγόνου από το περιβάλλον μέσο, λόγω της πολύ μικρότερής του συγκέντρωσης στο νερό. Το φυτό Polygonum Amphibium οφείλει το όνομά του στην ικανότητά του να αναπτύσσεται τόσο καλά στην ξηρά, όσο και στην επιφάνεια του νερού. Τα επιπλέοντα φύλλα, επιμηκυσμένα και με σχήμα καρδιάς σχεδόν στη βάση (φύλλα καρδιόσχημα), δεν παρουσιάζουν στόματα παρά μόνο στην επάνω επιφάνειά τους, που είναι άτριχη και γυαλιστερή. Αντίθετα, τα φύλλα της εδαφόβιας μορφής είναι θαμπά, καλυμμένα με τρίχες, και δεν είναι καρδιόσχημα, έχουν δε περισσότερα στόματα στην κάτω επιφάνειά τους. Η ποικιλομορφία του Polygonum amphibium δεν αφορά μόνο τα φύλλα, αλλά και τους βλαστούς που είναι άκαμπτοι και με δομές στήριξης στην εδαφόβια μορφή, αλλά κούφιοι και εύκαμπτοι στην υδρόβια μορφή.  
Εικ-2.14. (α) Polygonum amphibium, (β) άσπρο νούφαρο Nymphaea alba.
Fig-2.14. (α) Polygonum amphibium, (β) white water-lily Nymphaea alba.
(Lacroix, 1991). 2.7.4 Οι υδρόβιοι οργανισμοί ανακάλυψαν διαφορετικούς τρόπους για να προσλαμβάνουν οξυγόνοΣτους υδρόβιους οργανισμούς η αναπνοή πραγματοποιείται είτε από την εξωτερική επιφάνεια του σώματός τους, είτε με βράγχια. Δερματική αναπνοή Αναπνοή από την εξωτερική επιφάνεια του σώματος πραγματοποιούν, ως κάποιο βαθμό τουλάχιστον, όλοι σχεδόν οι ζωικοί υδρόβιοι οργανισμοί, από τις απλούστερες μορφές μέχρι και κάποια ψάρια. Για να είναι αποτελεσματικός ο τρόπος αυτός της αναπνοής, είναι αναγκαίο να λειτουργεί ένα συνεχές υδάτινο ρεύμα επάνω από την επιφάνεια του σώματος των υδρόβιων οργανισμών, μέσω της οποίας γίνεται η πρόσληψη του οξυγόνου και η διάχυσή του κατόπιν προς τα κύτταρα, χωρίς την ύπαρξη ειδικών αναπνευστικών μηχανισμών. Αποκλειστικά τέτοιου είδους αναπνοή έχουν πολλά είδη μικρών υδρόβιων οργανισμών, όπως σκουλήκια, μικρά αρθρόποδα, έμβρυα και ατελείς μορφές ψαριών ή άλλων μεγαλύτερων υδρόβιων οργανισμών. Μεταξύ των εντόμων, αυτό το είδος της αναπνοής χαρακτηρίζει κυρίως τα είδη που διαβιούν σε νερά πλούσια σε διαλυμένο οξυγόνο. Παράδειγμα: στις προνύμφες των πλεκόπτερων (πέρλες) είναι σημαντική η δερματική αναπνοή, έτσι ώστε τα βράγχια συχνά είτε απουσιάζουν, είτε έχουν περιοριστεί σε υπολειμματικές προεξοχές στη βάση των ποδιών. Αλλά ακόμη και σε υδρόβιους οργανισμούς που διαθέτουν βράγχια, πραγματοποιείται σε μεγάλο ποσοστό ανταλλαγή αερίων από την επιφάνεια του σώματός τους.
Πρόσληψη του οξυγόνου από τα βράγχια Η βραγχιακή αναπνοή συναντάται, εκτός των ψαριών και των αμφιβίων, στα έντομα, στα καρκινοειδή, στα μαλάκια κ.ά. Τα βράγχια είναι αναπνευστικά όργανα χωρισμένα σε λεπτά, μικρά ελάσματα, με πολύ καλά ανεπτυγμένο αγγειακό δίκτυο. Το αίμα που κυκλοφορεί σ' αυτό απορροφά το διαλυμένο στο νερό Ο2 και αποβάλλει το CO2 και τα άλλα προϊόντα απέκκρισης του μεταβολισμού. Τα βράγχια είναι είτε εσωτερικά (τελευταία προνυμφικά στάδια βατράχων και ψαριών), είτε εξωτερικά (προνύμφες οδοντογνάθων, κολεοπτέρων και εφημεροπτέρων από τα έντομα, προνύμφες σαλαμανδρών, πρώιμα προνυμφικά στάδια βατράχων) (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1991). 
Εικ-2.15. Τύποι βραγχίων: (1) εξωτερικά βράγχια προνύμφης ψαριού, προσαρμοσμένου σε νερά φτωχά σε οξυγόνο, (2) βράγχια σε μορφή φύλλου προνύμφης εφημεροπτέρου, (3) ατελώς ανεπτυγμένα βράγχια προνύμφης πλεκοπτέρου, (4, 5, 6) βράγχια ψαριών.
Fig-2.15. Gill types: (1) external gills of fish larva, adapted to waters poor in oxygen, (2) leaf shaped gills of may-fly larva, (3) imperfect gillsof stone-fly larva, (4, 5, 6) fish gills.
(Lacroix, 1991). Βράγχια με προσαρμογές για την πρόσληψη οξυγόνου και από την ατμόσφαιρα
Με τη νηκτική κύστη στο ρόλο του πνεύμονα Προσαρμογή των ψαριών στην αξιοποίηση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου παρατηρείται συχνά σε είδη των γλυκών νερών, ενώ αποτελεί μάλλον σπάνιο φαινόμενο για τα είδη της θάλασσας. Τα περισσότερα είδη αυτών των ψαριών που εκμεταλλεύονται το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, χάρη στη νηκτική κύστη που παίζει το ρόλο του πνεύμονα, μπορούν να παραμείνουν για πολλές ώρες έξω από το νερό. Ορισμένα μάλιστα από αυτά χρησιμοποιούν το ατμοσφαιρικό οξυγόνο ακόμη κι όταν δεν υπάρχει έλλειψη νερού. (Οικονομίδης, 1991). Με αποθήκευση νερού
Με κατάποση ή αποθήκευση φυσαλίδων αέρα Η απλούστερη μέθοδος αναπνοής ατμοσφαιρικού οξυγόνου από τα ψάρια είναι να καταπίνουν φυσαλίδες αέρα, που τις φέρνουν σε επαφή με τα βράγχια, από την επιφάνεια των οποίων απορροφάται το οξυγόνο (Οικονομίδης, 1991). Εκτός από τα ψάρια, και μερικά άλλα υδρόβια, όπως τα υδρόβια σκαθάρια, εκμεταλλεύονται το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, αποθηκεύοντας φυσαλίδες αέρα στο δέρμα τους, όταν πρόκειται να βρεθούν κάτω από την επιφάνεια. (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1992). Εισπνέοντας απ' ευθείας το ατμοσφαιρικό οξυγόνο Άλλα ζώα, όπως πολυάριθμα υδρόβια έντομα, ανεβαίνουν κανονικά μέχρι την επιφάνεια του νερού, εισπνέουν τον αέρα στο επίπεδο ανοιγμάτων που ονομάζονται στίγματα και τον οδηγούν μέσω του τραχειακού συστήματος σε όργανα που τον χρησιμοποιούν. Με "καλάμι" (αναπνευστικό σωλήνα) Μια άλλη κατηγορία, όπως οι κάμπιες των κουνουπιών, χρησιμοποιούν αναπνευστικούς σωλήνες, σαν αναπνευστήρες, που διαπερνούν την επιφάνεια του νερού. Στη Nepa cinerea και τη Ranatra linearis, η άκρη του υπογάστριου προεκτείνεται σ' ένα μακρύ αναπνευστικό σωλήνα. Το πιο θεαματικό παράδειγμα "αναπνευστικού σωλήνα" παρατηρείται στην προνύμφη του Eristalis sp., ένα δίπτερο της οικογένειας Syrphionide, που ζει στη λάσπη στάσιμων νερών με πολύ μικρή περιεκτικότητα οξυγόνου. Έχει ένα τηλεσκοπικό αναπνευστικό σωλήνα με τρία τμήματα, που φτάνει τα 12cm μήκος, και που χάρη σ' αυτόν ονομάστηκε "το σκουλήκι με την ουρά ποντικού" (Lacroix, 1991). 
Εικ-2.16. Αναπνευστικός σωλήνας του Eristalis sp.
Fig-2.16. Respiratory pipe of Eristalis sp.
(Lacroix, 1991). Από καμπάνα αέρα Το παράδειγμα της Argyroneta aquatica, που είναι η μόνη πραγματικά υδρόβια αράχνη των γλυκών νερών, είναι ίσως πιο θεαματικό. Αυτή η αράχνη μπορεί ν' αναπνεύσει τον αέρα της επιφάνειας, ζώντας στο βάθος του νερού και περνώντας το μεγαλύτερο μέρος της ζωής της σε μια πραγματική "καμπάνα-δύτη", υφασμένη μέσα στη βλάστηση και γεμάτη με αέρα (Lacroix, 1991).  Εισπνέοντας το οξυγόνο των φυτών Μερικά ζώα δεν χρησιμοποιούν απ' ευθείας το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, αλλά αυτό των φυτών. Οι προνύμφες των κολεόπτερων της οικογένειας των Chrysomelidae, με χρώματα μεταλλικά, ζουν στερεωμένα με δύο αγκαθωτές προεξοχές του υπογάστριου, σε στελέχη υδρόβιων φυτών και μπορούν και χρησιμοποιούν το οξυγόνο που περιέχεται σε κοιλότητες των φυτικών ιστών (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1991).  Δεσμεύοντας το οξυγόνο με αναπνευστική χρωστική Με μια ειδική αναπνευστική χρωστική που καλείται αιμοσφαιρίνη (που υπάρχει και στο ανθρώπινο αίμα) δεσμεύεται το οξυγόνο από ορισμένους υδρόβιους οργανισμούς, οι οποίοι και ξεχωρίζουν από το κοκκινοπό χρώμα τους (προνύμφες κόκκινης μύγας, βδέλλες, σκουλήκια κλπ).  Πίνακας...
2.7.5 Όταν το οξυγόνο δεν επαρκείΜέσα στο νερό, η ανεπάρκεια οξυγόνου αυξάνεται με το βάθος και μπορεί να οδηγήσει σε ανοξικές συνθήκες, με την υπερβολική συσσώρευση οργανικού υλικού εξ αιτίας της αποσύνθεσης. Η έλλειψη οξυγόνου μπορεί να έχει επίπτωση και στη χημεία του νερού. Χωρίς οξυγόνο, οι οργανικές ύλες αποικοδομούνται από αναερόβια βακτήρια και έχουμε παραγωγή δηλητηριώδους υδρόθειου (H2S). Τα φωσφορικά που είναι δεσμευμένα με άλλα στοιχεία (σίδηρο, αλουμίνιο) απελευθερώνονται ελλείψει οξυγόνου και εισέρχονται στο νερό σε μεγάλες ποσότητες όπου λειτουργούν ως θρεπτικό υλικό και συντελούν σε μεγάλο βαθμό στον ευτροφισμό του νερού. Η αμμωνία και το αμμώνιο δε μετατρέπονται σε νιτρικά, που είναι η κύρια μορφή με την οποία τα φυτά προσλαμβάνουν το άζωτο. Όλοι οι υδρόβιοι οργανισμοί εξαρτώνται από την περιεκτικότητα οξυγόνου στα νερά. Έντονη αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου έχει παρατηρηθεί στα αυγά ορισμένων οργανισμών κατά την επώασή τους. Σε αρκετούς οργανισμούς του βυθού παρατηρείται μεγάλη αύξηση της κατανάλωσης οξυγόνου κατά τα πλαγκτονικά στάδια της ζωής τους, και στη συνέχεια μείωση, κατά την περίοδο που σχηματίζεται η τελική τους μορφή. Η έλλειψη οξυγόνου οδηγεί σε μειωμένη πρόσληψη τροφής από τα ζώα. Έτσι τα ζώα εξασθενούν και γίνονται πιο ευάλωτα σε επιθέσεις των παρασίτων. Η έλλειψη οξυγόνου ακόμη κι αν δεν προκαλέσει ξαφνική θνησιμότητα στα ζώα, μπορεί να οδηγήσει σε σταδιακούς θανάτους για μεγαλύτερη περίοδο.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Η πολύ μικρότερη του αέρος περιεκτικότητα σε οξυγόνο στα νερά και η δυσκολία πρόσληψής του από τους υδρόβιους οργανισμούς, για την οποία εν μέρει ευθύνεται και το ιξώδες του νερού, τονίζουν την πολυτιμότητα του διαλυμένου στο νερό οξυγόνου και μας προκαλούν να φανταστούμε τί μπορεί να συμβεί αν κάποιοι παράγοντες συντελέσουν στη σταδιακή και μόνιμη μείωσή του. ΘΕΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗΣ:
2.7.6 Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2)Λιγότερο από το 1% του άνθρακα της Γης κυκλοφορεί στη βιόσφαιρα. Ο υπόλοιπος είναι δεσμευμένος σε ανόργανες ενώσεις στα πετρώματα και σε οργανικές ενώσεις στα ορυκτά καύσιμα... (λείπει ένα κομμάτι)... Εκτιμάται ότι η ποσότητα του άνθρακα που διαχέεται στην ατμόσφαιρα με την καύση αυτών των ορυκτών καυσίμων είναι πενήντα φορές περισσότερη από τον άνθρακα που περιέχεται σε όλους τους ζωντανούς οργανισμούς του πλανήτη μας. Η συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στα γλυκά νερά υπακούει σε σύνθετους κανόνες, επειδή το διοξείδιο του άνθρακα υφίσταται στην πραγματικότητα κάτω από διάφορες χημικές μορφές. Ένα μικρό μέρος διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα συνδυάζεται με μόρια νερού για να δώσει ανθρακικό οξύ: CO2 + H2O Ένα μέρος αυτού του οξέος διαχωρίζεται σύμφωνα με τις ακόλουθες αντιδράσεις: H2CO3 HCO3- Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης χρησιμοποιεί κυρίως το διαλυμένο διοξείδιο του άνθρακα. Ξέρουμε ωστόσο ότι ορισμένα φυτά μπορούν ν' αφομοιώσουν επίσης την οξυανθρακική ρίζα (HCO3-) (Lacroix, 1991). Οι σχετικές συγκεντρώσεις του CO2 και των δύο ανθρακικών ιόντων (HCO3- και CO3--) βρίσκονται σε μια ισορροπία που εξαρτάται από το pΗ, δηλαδή την οξύτητα των νερών. Μια μεταβολή του pH ή της συγκέντρωσης ενός εκ των ανθρακικών ιόντων, θα προκαλέσει μετατόπιση της ισορροπίας. Αυτό το πολύπλοκο σύστημα χημικών αλληλεπιδράσεων, αποτελώντας "ρυθμιστικό διάλυμα", διατηρεί τον βαθμό οξύτητας σχετικά σταθερό. Οι συγκεντρώσεις των Θειικών (SO4--) και των καρβονικών (HCO3-) ριζών είναι συνήθως αντιστρόφως ανάλογες μέσα στο νερό των ποταμών.  ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Ο βαθμός οξίνισης είναι πολύ σημαντικός και εξαρτάται από τις εξωτερικές εισροές και από την αποτελεσματικότητα του συστήματος εξισορρόπησης που διαθέτει ο ποταμός. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο17. (Κυρίμης, 1999) 2.8 Τί είναι το pHΤο pH είναι δείκτης της περιεκτικότητας ενός διαλύματος σε οξέα. Η τιμή του pH δείχνει το βαθμό οξύτητας του διαλύματος και ορίζεται ως ο αρνητικός δεκαδικός λογάριθμος της συγκέντρωσης ιόντων υδρογόνου (Η+) στο διάλυμα αυτό. Η κλίμακα του pH έχει εύρος 14. Διάλυμα με pH=7 είναι ουδέτερο. Όσο κατεβαίνουμε από το 7 προς το 1, το διάλυμα είναι οξύτερο και όσο ανεβαίνουμε προς το 14 το διάλυμα γίνεται πιο βασικό (αλκαλικό). Η διαφορά κατά ένα βαθμό pH πάνω ή κάτω, σημαίνει πολλαπλασιασμό επί 1/10 ή επί 10 αντίστοιχα της οξύτητας, δηλ. της συγκέντρωσης οξέος.
2.8.1 Από τί εξαρτάται το pHΗ συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου είναι συνάρτηση της συγκέντρωσης CO2 στο νερό. Η τιμή του pH επίσης εξαρτάται από τη φωτοσύνθεση και την αναπνοή, εφ' όσον αυτές είναι δραστηριότητες που επηρεάζουν τη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα στο νερό (Rebsdorf, Thyssen & Erlandsen, 1991). Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η τιμή του pH αυξάνεται σημαντικά λόγω της φωτοσύνθεσης, ενώ το αντίθετο συμβαίνει κατά τη διάρκεια της νύχτας, λόγω απουσίας φωτοσυνθετικής δραστηριότητας και επικράτησης της αναπνοής.
2.8.2 Επίδραση του pH στους οργανισμούςΗ οξύτητα του νερού είναι εξαιρετικά σημαντική για το έδαφος, τη βλάστηση και τα ζώα, επειδή επηρεάζει την απελευθέρωση θρεπτικών συστατικών και τη διαθεσιμότητα αυτών για τα φυτά (π.χ. σε pH μεγαλύτερο του 7, ο σίδηρος καθιζάνει ως Fe2Ο3 ή ως FeO, αναλόγως της περιεκτικότητας σε οξυγόνο). Αυτό έχει προφανώς σημαντικές αγροτικές και βιολογικές επιπτώσεις (UNESCO-UNEP, 1993). Η διαλυτότητα των μετάλλων αυξάνεται με τη μείωση του pH: αυξημένες συγκεντρώσεις αλουμινίου παρατηρήθηκαν σε όξινα νερά, με τάση να αυξηθούν περισσότερο με την αύξηση της οξύτητας των νερών (Hall, Driscoll & Likens, 1980). Το pH έχει ιδιαίτερη σημασία για τους ζωντανούς οργανισμούς, επειδή παρουσιάζουν μικρή ανοχή στις μεταβολές του.  Από παρατηρήσεις έχει βρεθεί ότι, σχετικά με την οξίνιση των νερών, άλλα είδη αντέχουν περισσότερο (π.χ. από τις προνύμφες εντόμων, τα πλεκόπτερα και τριχόπτερα) και άλλα λιγότερο (π.χ. οι προνύμφες εφημεροπτέρων και μερικών διπτέρων). Αυτό εξαρτάται από τον τρόπο ζωής τους, τον τρόπο αναπνοής τους (Hall, Driscoll & Likens, 1987), από την αντοχή τους στις μεταβολές των ιοντικών συγκεντρώσεων του περιβάλλοντος (Willoughby & Mappin, 1988) και από την ικανότητά τους να προσλαμβάνουν το ασβέστιο (Økland & Økland, 1986). Άμεσες επιπτώσεις της οξίνισης των νερών έχουν παρατηρηθεί και αποδειχθεί και εργαστηριακά στη βιοσιμότητα των αυγών των ζώων. Έχει βρεθεί από τους Carrick (1979) - Burton, Stanford & Allan (1985) - Willoughby & Mappin (1988) αυξημένη θνησιμότητα στα αυγά των ζώων με τη μείωση του pH. Οι Itildrew, Townsend & Francis (1984) επίσης βρήκαν μείωση του πληθυσμού των μικροβίων με την αύξηση της οξίνισης των νερών. Αυτό έχει πολύ σημαντικές επιπτώσεις στη μικροβιακή αποσύνθεση της οργανικής ύλης. Αντοχή διαφόρων οργανισμών στην κλίμακα του pH
(Prigge & Tissler, 1993)
Ακραίες τιμές του pH, κάτω του 5 ή άνω του 9, είναι επιβλαβείς για τους περισσότερους οργανισμούς.
2.8.3 Πώς επιδρά ο άνθρωπος στο pH των επιφανειακών νερών;Το pH επηρεάζεται από την όξινη βροχή, και εξαρτάται από τα πετρώματα που κυριαρχούν στην περιοχή και από τις ανθρώπινες δραστηριότητες. Απόβλητα γεωργικής παραγωγής ή λύματα αποχετεύσεων που περιέχουν οξείδια του αζώτου και ενώσεις του θείου οδηγούν σε επικίνδυνα χαμηλά επίπεδα pH (Prigge & Tissler, 1977). Επίσης οργανικά (χουμικά) οξέα που παράγονται από αποσυντιθέμενες φυτικές ύλες, ιδίως σε βάλτους ή έλη, συντελούν στη μεγάλη μείωση του pH (4-5). Οι συγκεντρώσεις των θειικών (SO4--) και των καρβονικών (HCO3-) ριζών είναι συνήθως αντιστρόφως ανάλογες μέσα στο νερό των ποταμών.
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Ο βαθμός οξίνισης είναι πολύ σημαντικός και εξαρτάται από τις εξωτερικές εισροές και από την αποτελεσματικότητα του συστήματος εξισορρόπησης που διαθέτει ο ποταμός. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ: Νο17. (Κυρίμης, 1999) 2.8.4 Ο ρόλος του ασβεστίουΣ' ένα μεγάλο αριθμό υδάτινων ευρωπαϊκών περιοχών και κυρίως σε ασβεστολιθικές περιοχές, το ασβέστιο (Ca) και τα οξυανθρακικά (HCO3-) συνήθως κυριαρχούν. Σ' αυτές τις περιοχές τα νερά των ρευμάτων δεν παρουσιάζουν μεγάλη συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα γιατί αυτό ενώνεται με το ασβέστιο (Ca) και δίνει ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3). Το ανθρακικό ασβέστιο είναι πολύ λίγο διαλυτό στο νερό. Ωστόσο η παρουσία διοξειδίου του άνθρακα προσφέρει στο νερό σημαντική διαλυτική ικανότητα κι έτσι έχουμε τη μετατροπή του CaCO3 σε Ca(HCO3)2 (διττανθρακικό οξύ) που είναι πολύ πιο διαλυτό στο νερό. CaCO3 + CO2 + H2O 2.8.5 Σύστημα εξισορρόπησης: buffer system (Wetzel, 1983)Ισορροπία σημαίνει ότι οι χημικές αντιδράσεις τείνουν ν' αντιτίθενται στις μεταβολές του περιβάλλοντός τους. Σε περιόδους έντονης φωτοσύνθεσης, οι αντιδράσεις της παραπάνω εξίσωσης πραγματοποιούνται από τα δεξιά προς τ' αριστερά λόγω υπερκατανάλωσης του CO2 από τα φυτά. Σε νερά πλούσια σε Ca (σκληρά νερά) έχουμε υπερπαραγωγή ανθρακικού ασβεστίου και καθίζηση αυτού (Lacroix, 1991). Εκτός από το ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3), ανθρακικό μαγνήσιο (MgCO3) βρίσκεται επίσης στο νερό και συντελεί κι αυτό στη σκληρότητά του. Επίσης θειικά και χλωριούχα άλατα προσδίδουν σκληρότητα. Ο συνδυασμός μεγάλης περιεκτικότητας ανθρακικών αλάτων και μικρής περιεκτικότητας σε CO2 επηρεάζει το pH του νερού, εμποδίζει την αύξηση της οξύτητάς του και προσφέρει καλύτερες περιβαλλοντικές συνθήκες για την ανάπτυξη φυτικών και ζωικών οργανισμών. Ίσως γι' αυτό και ο αριθμός των ειδών συνήθως αυξάνεται με τη σκληρότητα του νερού (Allan, 1991).
ΠΕΡΙΛΗΨΗ:
Στο νερό βρίσκονται διαλυμένες στερεές, υγρές και αέριες ουσίες. Αυτές αλλοιώνουν τη χημική σύσταση του και τα φυσικοχημικά του χαρακτηριστικά, όπως το pH, τις δυνάμεις όσμωσης, τη σκληρότητα του κλπ. και του δίνουν ορισμένες χαρακτηριστικές ιδιότητες, ανάλογα με το είδος και την ποσότητα της διαλυμένης ουσίας, ενώ δημιουργούν ποικίλα υδάτινα περιβάλλοντα. Οι οργανισμοί που ζούνε σ΄αυτά έχουν αναπτύξει ειδικές προσαρμογές, αναλόγως των συνθηκών που καθορίζουν οι διαλυμένες ουσίες, όπως π.χ. τα ψάρια του γλυκού και του αλμυρού νερού. Το νερό αποτελεί το μέσον διασποράς των διαλυμένων ουσιών που αποτελούν πηγή διατροφής για φυτά και ζώα, ενώ το οξυγόνο που είναι διαλυμένο μέσα στο νερό χρησιμοποιείται από τους οργανισμούς για την αναπνοή τους. Η απόρριψη από τον άνθρωπο βλαβερών ουσιών μέσα στο νερό διαταράσσει την ισορροπία και τα χαρακτηριστικά αυτών των οικοσυστημάτων, και δηλητηριάζει τους οργανισμούς που ζουν σ' αυτά. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Τα μόρια του νερού (Η2Ο) προέρχονται από το συνδυασμό δύο ατόμων υδρογόνου και ενός ατόμου οξυγόνου. Ο συνδυασμός υδρογόνου-οξυγόνου είναι πολύ σταθερός και η ενέργεια που απαιτείται για τη διάσπαση αυτού του δεσμού είναι σημαντική (αντιστοιχεί σε θερμότητα 60.000oC).
Τα μόρια του νερού, επειδή είναι ασύμμετρα, παρουσιάζουν ηλεκτρικές διπολικές ιδιότητες, συμπεριφέρονται δηλαδή σαν γωνιακοί μικροσκοπικοί μαγνήτες που έλκονται ισχυρά μεταξύ τους (μοριακή πόλωση).
Ποιές συνέπειες έχει για τη ζωή η διάλυση ουσιών στο νερό;
Η ελεύθερη υδάτινη επιφάνεια με την επίδραση της επιφανειακής τάσης δημιουργεί ένα λεπτό επιφανειακό στρώμα που μοιάζει με ένα τεντωμένο σεντόνι. Η επιφάνεια του νερού είναι πολύ σημαντική για τις περισσότερες μορφές ζωής του νερού. Το ατμοσφαιρικό οξυγόνο διαχέεται μέσω αυτής, και προσφέρεται στους οργανισμούς.
Μερικά πουλιά κολυμπούν και βουτούν κάτω από την επιφάνεια του νερού, ωστόσο πρέπει να διατηρούν το σώμα τους στεγνό. Αυτό επιτυγχάνεται γιατί τα φτερά τους είναι αδιάβροχα. Επιπλέον τα περισσότερα πουλιά απλώνουν στα φτερά τους ένα είδος λαδιού το οποίο ενισχύει την ικανότητά τους να είναι αδιάβροχα.
Τί θα συμβεί αν πιτσιλίσουμε το φτέρωμα ενός υδρόβιου πουλιού α) με καθαρό νερό β) με σαπουνόνερο;
Η ιδεώδης μορφή που ελαχιστοποιεί την αντίσταση του νερού είναι η υδροδυναμική μορφή, δηλαδή μια κατασκευή στρογγυλεμένη μπροστά και μυτερή πίσω. Η μορφολογία πολλών υδρόβιων ζώων εξελίχθηκε προς αυτήν την ιδεατή μορφή. Έτσι, η ομοιομορφία του σχήματος των ψαριών, των δελφινιών και των απολιθωμένων θαλάσσιων ερπετών (ιχθυόσαυρων), ακόμη και της βίδρας (Lutra lutra) με το υδροδυναμικό της προφίλ, είναι ένα θεαματικό παράδειγμα "εξαιρετικής σύγκλισης" συνδεδεμένο με το υδρόβιο περιβάλλον. Ακόμη και σε μικροσκοπικά ζώα του πλαγκτού, στα κωπήποδα, παρατηρείται υδροδυναμική μορφή (σώμα που μοιάζει με σταγόνα νερού ή με τορπίλλη) χάρη στην οποία αναπτύσσουν μεγάλες ταχύτητες για να ξεφεύγουν από τους εχθρούς τους.
Τα ψάρια αποτελούν το πιο κοινό παράδειγμα τέλειας προσαρμογής στο κολύμπι: σώμα λείο και ατρακτοειδές, πτερύγια που λειτουργούν σαν πηδάλια και χρησιμεύουν παράλληλα σαν προωθητήρες, σταθεροποιητές ή κατευθυντήρες. Τα ψάρια χρησιμοποιούν κυρίως το ουραίο τμήμα του σώματός τους ως όργανο προώθησης, για να μετακινούνται γρήγορα (τα πιο γρήγορα μπορούν να πιάσουν μέγιστη ταχύτητα 60 km την ώρα).
Τέλος, τα περισσότερα ψάρια είναι καλυμμένα από βλέννα χάρη στην οποία γλιστρούν κι έτσι επιτυγχάνεται σημαντική μείωση των τριβών (Οικονομίδης, 1991).
Οι προσαρμογές για το κολύμπι αφορούν, εκτός από το σχήμα του σώματος, και το σχήμα των ποδιών: τα πουλιά που μπορούν να κολυμπούν, έχουν πόδια προσαρμοσμένα για να διασχίζουν το νερό, να κολυμπούν γρήγορα ή αργά, ή και να βουτούν (τα βουτηχτάρια και οι χήνες έχουν παλαμοειδή πόδια, τα σκουφοβουτηχτάρια και οι φαλαρίδες απλά πλατυσμένα άκρα). Τα πόδια τους έχουν μεγάλη επιφάνεια, σαν κουπιά, και βοηθούν πολύ στην προώθηση, παρέχοντας αντίσταση στο νερό κατά την κίνησή τους προς τα πίσω. Όταν το πόδι επιστρέφει μπροστά στην αρχική του θέση, χάρη στην κλίση που παίρνει, παρουσιάζει μικρότερη μετωπική επιφάνεια και μικρότερη αντίσταση. Τα πόδια των πτηνών που είναι σαν κουπιά ή παλάμες δεν λειτουργούν καλά για περπάτημα ή τρέξιμο στην ξηρά.
Η μορφολογία της ευρωπαϊκής βίδρας (Lutra lutra) με το υδροδυναμικό της προφίλ, τα παλαμοειδή της μέλη, την πυκνή και μακριά ουρά της, το λείο και αρκετά αδιάβροχο τρίχωμά της, της επιτρέπει να κολυμπά με ταχύτητα που ξεπερνά τα 10 km την ώρα (Lacroix, 1991).
Μεγάλα ποσά θερμότητας απαιτούνται για την εξάτμιση του νερού και για το λιώσιμο του πάγου (τήξη). Αντίστοιχα όμως απελευθερώνεται θερμότητα στο περιβάλλον κατά την υγροποίηση ή στερεοποίηση των υδρατμών της ατμόσφαιρας (ομίχλη, βροχή, χιόνι, χαλάζι), όπως και κατά τη διάρκεια του χειμώνα, όταν σχηματίζεται πάγος στα επιφανειακά νερά. Η εξάτμιση και η συμπύκνωση του νερού είναι πολύ σημαντικοί παράγοντες για τη ρύθμιση του κλίματος μιας περιοχής, αλλά και του κλίματος όλης της γης, γιατί "φρενάρουν" τις απότομες μεταβολές της θερμοκρασίας (Ericsson, 1993). Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν οι έρημοι, όπου η απουσία βλάστησης, επιφανειακών νερών και υδρατμών προκαλεί μεγάλες θερμοκρασιακές μεταβολές, ακόμη και μεταξύ ημέρας και νύχτας.
Άλλα είδη ζώων έχουν σώμα που δε διαπερνάται εύκολα από το νερό, όπως όσα είναι κλεισμένα σε όστρακο, ή το σώμα τους σκεπάζεται από κάποιο σκληρό κέλυφος (καραβίδα), ή σκληρή επιδερμίδα (ερπετά), ή σκληρό περίβλημα (εξωτερικός σκελετός των εντόμων).
Πολλά είδη έχουν προσαρμοστεί σε αρκετά "στενά όρια" περιεκτικότητας διαλυμένων αλάτων στο περιβάλλον μέσο. Χτυπητό παράδειγμα αποτελούν τα αμφίβια. Αν τα αμφίβια βρεθούν σε νερά περισσότερο "αλμυρά" από αυτά στα οποία έχουν προσαρμοστεί, απειλούνται άμεσα με εξαφάνιση, λόγω της πολύ διαπερατής στο νερό επιφάνειας του σώματός τους (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1991).
N), πολύ ισχυρό, που είναι δύσκολο να σπάσει. Μόνον ορισμένα βακτήρια, π.χ. τα κυανοβακτήρια (πιο γνωστά με το όνομα μπλε φύκη), είναι ικανά να το δεσμεύσουν ως αέριο μόριο, μετατρέποντάς το σε αμμωνιακό άλας (NH4+). (Lacroix, 1991).
(Nitrosomonas)
HNO2 + H2O + 79kcal/mol
+ 6H2O
6CO2
Κάποια επιπλέοντα φύλλα, όπως αυτά των Potamogeton sp. ή του άσπρου νούφαρου (Nymphaea alba) έχουν στόματα μόνο στην επάνω υδρόφοβη επιφάνειά τους, που είναι καλυμμένη με μια κηρώδη λεπτή μεμβράνη. Οι μίσχοι αυτών των υδρόβιων φυτών είναι συχνά κοίλοι, με σημαντικά μεσοκυττάρια διαστήματα και κανάλια που διευκολύνουν πάλι τις ανταλλαγές των αερίων (Μπαμπαλώνας, 1997).
Η δερματική αναπνοή συμπληρώνει τη βραγχιακή αναπνοή του γόνου πολλών ψαριών και μερικών ενηλίκων, όπως των Cobitis fussilis και Anguilla anguilla (χέλι). Στα χέλια, το 12% της συνολικής αναπνευστικής εναλλαγής αερίων πραγματοποιείται στο δέρμα τους, και στα αμφίβια το 30% της αναπνευστικής λειτουργίας καλύπτεται από δερματική αναπνοή (Lacroix, 1991).
Τα βράγχια των υδρόβιων οργανισμών είναι ευαίσθητες κατασκευές, ακατάλληλες για την αξιοποίηση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου, και καταστρέφονται σχεδόν όταν εκτεθούν στον ατμοσφαιρικό αέρα. Σε ορισμένους όμως κατοίκους των παράκτιων περιοχών παρατηρείται μια αισθητή προοδευτική προσαρμογή των βραγχίων ή συναφών κατασκευών σε πλήρη ή περιοδική απουσία νερού. Οι προσαρμογές αυτές συνίστανται σε μείωση της βραγχιακής επιφάνειας με ταυτόχρονη ανάπτυξη έντονου δικτύου τριχοειδών αγγείων με τα οποία επιτυγχάνεται αξιοποίηση του ατμοσφαιρικού οξυγόνου. Τα είδη των καβουριών που προσαρμόστηκαν προοδευτικά σε περιβάλλον που χαρακτηρίζεται από έλλειψη ύδατος, έχουν πολύ λιγότερα βράγχια από εκείνα που ζουν στο νερό.
Το πρόβλημα της προσαρμογής των βραγχίων στην αξιοποίηση του οξυγόνου της ατμόσφαιρας έχει δημιουργηθεί σε ορισμένους υδρόβιους οργανισμούς που βρίσκονται συνήθως σε περιοχές που δεν καλύπτονται πάντα από νερό. Έτσι, οργανισμοί σαν τα δίθυρα μαλάκια (μύδια, στρείδια, κυδώνια) που ζουν σε περιοχές όπου παρατηρούνται παλιρροϊκά φαινόμενα, κλείνουν τα κελύφη τους εγκλωβίζοντας μέσα νερό μέχρι την επόμενη παλίρροια. Κατά την περίοδο αυτή, ο μεταβολισμός τους ελαττώνεται σημαντικά, κι έτσι αντιμετωπίζεται μια περίοδος μειωμένης παρουσίας οξυγόνου. Πάντως, ο κίνδυνος της ξήρανσης, για τους οργανισμούς αυτούς, είναι εντονότερος από τον κίνδυνο της προσωρινής έλλειψης οξυγόνου. (Λαζαρίδου-Δημητριάδου, 1992).
H2CO3