Toiteelementide pikaajaline ja sesoonne dünaamika
Peipsi kõige tähtsamaks keskkonnaprobleemiks on eutrofeerumine e veekogu ülekoormamine toiteainetega. Eutrofeerumise seisukohalt on eriti olulised lämmastiku- ja fosforiühendid, mis põhjustavad suurtaimede ja vetikate kiirendatud kasvu ning mille tulemusena häirub veeorganismide tasakaal ja halveneb vee kvaliteet.
Fosfor ja lämmastik esineb vees nii orgaanilistesse ainetesse seotuna kui ka mineraalsete ühenditena. Lämmastiku anorgaanilised (Nmin) vormide hulka kuuluvad ammoniaak, ammooniumioon, nitritioon, nitraatioon ja molekulaarne lämmastik. Ortofosfaadid ja polüfosfaadid on fosfori mineraalsed (Pmin) vormid. Ülfosfori (Püld) ja üldlämmastiku (Püld) all mõistetakse vastava toiteelemendi kõiki vees leiduvaid vorme.
Peipsi kolme osa toiteelementide sisaldus vees on olnud pidevalt erinev: järve põhjaosa on olnud vee Nüld ja Püld sisalduse poolest palju vaesem kui lõunapoolsed järveosad. Järve polaarsus (järveosade erinevus toiteainete kontsentratsioonides) lämmastikuühendite suhtes on ajas suhteliselt püsiv (joonis 1), mis viitab erinevustele looduslikes tingimustes (Pihkva järve valgla suhteliselt 2,5 korda suurem kui Peipsi s.s. oma). Teiselt poolt näitab polaarsuse püsivus järve paindlikkust N sissekande suhtes, mida järvesisesed protsessid (lämmastiku fikseerimine ja denitrifikatsioon) võivad suuresti kompenseerida. Viimase aastakümnendi keskmisena võib täheldada lämmastikusisalduse tõusu kõigi järveosade vees (joonis 1), mida võib seostada soojade talvedega 2006-2008. aastal ning veerohkusega aastail 2008-2011. Nt., aastal 2007/2008. aasta talv oli eriti pehme ning püsiv jääkate Peipsil praktiliselt puudus, suvi oli jahe ja sademeterohke. Samuti oli 2011. aastal näiteks lämmastiku kontsentratsioon märgatavalt tõusnud kõigis järveosades, eriti aga Pihkva järves.
Mineraalse lämmastiku pikaajalises dünaamikas (joonis 2) on selgesti eristav erakordselt kõrgete kontsentratsioonide periood, mis on ühtlasi ka inimmõju kõrgperiood (1966-1982). Siis oli ka ammooniumlämmastiku sisaldus Peipsis vees kõrge (70-80 mgN mˉ³). Suurima osakaaluga kogu mineraallämmastikus on nitraatlämmastik (70-75% kogu mineraalsest lämmastikust).
Fosfor ja lämmastik esineb vees nii orgaanilistesse ainetesse seotuna kui ka mineraalsete ühenditena. Lämmastiku anorgaanilised (Nmin) vormide hulka kuuluvad ammoniaak, ammooniumioon, nitritioon, nitraatioon ja molekulaarne lämmastik. Ortofosfaadid ja polüfosfaadid on fosfori mineraalsed (Pmin) vormid. Ülfosfori (Püld) ja üldlämmastiku (Püld) all mõistetakse vastava toiteelemendi kõiki vees leiduvaid vorme.
Peipsi kolme osa toiteelementide sisaldus vees on olnud pidevalt erinev: järve põhjaosa on olnud vee Nüld ja Püld sisalduse poolest palju vaesem kui lõunapoolsed järveosad. Järve polaarsus (järveosade erinevus toiteainete kontsentratsioonides) lämmastikuühendite suhtes on ajas suhteliselt püsiv (joonis 1), mis viitab erinevustele looduslikes tingimustes (Pihkva järve valgla suhteliselt 2,5 korda suurem kui Peipsi s.s. oma). Teiselt poolt näitab polaarsuse püsivus järve paindlikkust N sissekande suhtes, mida järvesisesed protsessid (lämmastiku fikseerimine ja denitrifikatsioon) võivad suuresti kompenseerida. Viimase aastakümnendi keskmisena võib täheldada lämmastikusisalduse tõusu kõigi järveosade vees (joonis 1), mida võib seostada soojade talvedega 2006-2008. aastal ning veerohkusega aastail 2008-2011. Nt., aastal 2007/2008. aasta talv oli eriti pehme ning püsiv jääkate Peipsil praktiliselt puudus, suvi oli jahe ja sademeterohke. Samuti oli 2011. aastal näiteks lämmastiku kontsentratsioon märgatavalt tõusnud kõigis järveosades, eriti aga Pihkva järves.
Mineraalse lämmastiku pikaajalises dünaamikas (joonis 2) on selgesti eristav erakordselt kõrgete kontsentratsioonide periood, mis on ühtlasi ka inimmõju kõrgperiood (1966-1982). Siis oli ka ammooniumlämmastiku sisaldus Peipsis vees kõrge (70-80 mgN mˉ³). Suurima osakaaluga kogu mineraallämmastikus on nitraatlämmastik (70-75% kogu mineraalsest lämmastikust).
Lämmastikuühendite (Nüld ja Nmin) aastase muutumise trend Peipsis s.s. on samasugune (joonised 3 ja 4): sisaldus on suurim märtsis või varakevadel ja hakkab siis vähenema. Kogu suve ja sügise püsib lämmastikusisaldus ühtlane Peipsi Suurjärves. Lämmijärves on lämmastikusisalduse muutuste ulatus suurem (joonised 3 ja 4), eriti palju on varakevadel mineraalset lämmastikku, millele järgneb kiire vähenemine. Suvel on tase üsna püsiv ning hakkab sügise poole tõusma. Suur vähenemine kevadel on tingitud nitraatiooni intensiivsest tarbimisest ränivetikate poolt. Juulis hakkab Nüld tõusma, suvine maksimum saabub augustis ning hilissügisene novembris. Mineraalse lämmastiku osakaal on suurim talvel ja eriti kõrge Lämmijärves.
Kui Peipsi Suurjärves on Püld (ka Pmin) sisaldus viie aasta keskmisena stabiliseerunud või isegi veidi vähenenud, siis Pihkva järves ja Lämmijärves on tõus ilmne: üle 100 mg P mˉ³ Pihkva järves on selgelt liiga palju nii 1980ndate ja 1990ndate aastatega kui ka teiste järveosadega võrreldes (joonis 5, 6). Järveosade erinevus fosforiühendite suhtes on suurenenud, mis viitab suurenenud fosfori sissekandele. Üldiselt iseloomustab Pihkva järve üldfosfori kontsentratsioone suurem ajaline muutlikkus, seevastu suurema veemahuga Peipsi Suurjärvele on iseloomulik suurem inerts.
Talvine Püld ja Pmin sisaldus Peipsi järve vee pindmises kihis on madalam kui suvel ja sügisel (joonised 7, 8). Püld hakkab suurenema juunis, saavutades maksimumi augustis. Kevadel väheneb fosfaatide sisaldus nii Peipsi Suurjärves kui Lämmijärves, mis näitab toiteainete kiiret tarbimist vetikate poolt. Juulis hakkab sisaldus mõlemas järveosas suurenema. Fosfaatse fosfori osakaal on suurim talvel ja varakevadel ja väikseim mais-junis. Fosforiühendite lisandumine vette suve jooksul on tingitud vee püsiva kihistumise puudumisest ning on madalatele produktiivsetele veekogudele iseloomulik. Vee segunedes kanduvad põhja langenud surnud vetikatest vabanenud fosfaadid valgustatud veekihti, võimaldades fotosünteesi jätkumist.
Ka mõned teised toiteelemendid mängivad olulist rolli veekogude aineringluses. Üks neist on räni, millest koosneb ränivetikate välisskelett (pantser). Ränivetikad on aga oma rollilt primaarproduktsioonis prominentne vetikate rühm. Vette satuvad räniühendid mineraalide lahustumise, vetikate mineraliseerumise tagajärjel. Räniühendite sisaldus on kõrgem märtsis ja Lämmijärves ka aprillis, ülejäänud kuudel aga püsiv mõlemas järveosas (joonis 10).
Kuigi veeorganismid vajavad rauda vähestes kogustes, on sel elemendil kaudselt oluline mõju toiteainete ringlusele. Näiteks, fosfori kättesaadavus või kinnipidamine sõltub raua esinemisvormist: kolmevalentse raua ioonid seovad fosfaate ning moodustunud ühendid sadestuvad. Rauaühendid järves pärinevad nii põhjaveest kui ka valglalt, kust nad kanduvad järve sinna suubuvate jõgede veega.
Piki järve on näha rauasisalduse vähenemist põhja suunas. Rauasisalduse dünaamika on mõlemas järveosas laineline, maksimumiga 1970ndate aastate keskel. 1990ndate lõpus alanud rauasisalduse suurenemine jätkub Lämmijärves ja Pihkva järves (joonis 11), Peipsi Suurjärves rauasisaldus aga langeb. Sesoonses dünaamikas on märgatav väike tõus sügise poole, eriti selgelt väljendub see Lämmijärves (joonis 12).
Piki järve on näha rauasisalduse vähenemist põhja suunas. Rauasisalduse dünaamika on mõlemas järveosas laineline, maksimumiga 1970ndate aastate keskel. 1990ndate lõpus alanud rauasisalduse suurenemine jätkub Lämmijärves ja Pihkva järves (joonis 11), Peipsi Suurjärves rauasisaldus aga langeb. Sesoonses dünaamikas on märgatav väike tõus sügise poole, eriti selgelt väljendub see Lämmijärves (joonis 12).