जलवायु परिवर्तन एक झील की प्राकृतिक शुद्धिकरण प्रक्रिया को कमजोर कर सकता है, जिसके दौरान सूक्ष्मजीव नाइट्रोजन यौगिकों को नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित करते हैं जिसे बाद में वायुमंडल में छोड़ दिया जाता है और जीवमंडल से प्रभावी रूप से हटा दिया जाता है, एक नए अध्ययन में पाया गया है।
स्विट्जरलैंड के बेसल विश्वविद्यालय और स्विस फेडरल इंस्टीट्यूट ऑफ एक्वाटिक साइंस एंड टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने कहा कि अंतर्देशीय जल में प्राकृतिक नाइट्रोजन को हटाने का लगभग 20 प्रतिशत ‘विनाइट्रिफिकेशन’ की प्रक्रिया के कारण होता है।
नेचर माइक्रोबायोलॉजी जर्नल में प्रकाशित अध्ययन के लिए टीम ने स्विट्जरलैंड के ल्यूसर्न लेक डिस्ट्रिक्ट में बाल्डग झील से नमूने एकत्र किए।
शोधकर्ताओं ने कहा कि 5.3 वर्ग किलोमीटर की यह झील हमारे अक्षांशों की कई झीलों की विशेषता है, जहां साल में एक बार पानी पूरी तरह से मिल जाता है। उन्होंने दिखाया कि डिनाइट्रिफिकेशन गतिविधि मौसमी मिश्रण से निकटता से जुड़ी हुई है। सर्दियों में, बाल्डेग झील में पानी की तीन परतें पूरी तरह से मिश्रित हो जाती हैं – गर्म, ऑक्सीजन युक्त सतह का पानी, संक्रमण क्षेत्र, और ठंडा, ऑक्सीजन-गरीब गहरा पानी।
शोधकर्ताओं ने कहा कि मिश्रण के दौरान, विनाइट्रीकरण गर्मियों के स्तरीकरण (पृथक्करण) की तुलना में लगभग 50 प्रतिशत अधिक सक्रिय होता है।
“पानी से नाइट्रोजन को हटाने की झीलों की क्षमता मौसम पर अत्यधिक निर्भर करती है। और यह जलवायु परिवर्तन से बदल रहा है, “प्रमुख लेखक कैमरन कॉलबेक, बेसल विश्वविद्यालय में पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता, ने कहा।
एक गंभीर वार्मिंग परिदृश्य में, सर्दियों के मिश्रण का चरण लगभग 27 दिनों तक छोटा हो सकता है, और इसलिए, झील से नाइट्रोजन हटाने में तदनुसार कमी आएगी।
“हालांकि, हम अभी तक नहीं जानते हैं कि विशेष रूप से सर्दियों में डिनाइट्रिफिकेशन क्यों होता है,” कॉलबेक ने कहा।
शोधकर्ताओं ने कहा कि झीलें वैश्विक नाइट्रोजन चक्र में एक महत्वपूर्ण फ़िल्टरिंग भूमिका निभाती हैं – यदि वे नाइट्रोजन को बनाए नहीं रखते हैं और तोड़ते हैं, तो यह नदियों के माध्यम से समुद्र में बहती है, जिसमें तटीय क्षेत्रों में शैवाल खिलना, ऑक्सीजन की कमी के साथ “मृत क्षेत्र” और संवेदनशील पारिस्थितिक तंत्र पर तनाव शामिल है।
“अध्ययन से पता चलता है कि झीलों की मौसमी मिश्रण लय में अपेक्षाकृत छोटे बदलाव भी झील के पैमाने पर नाइट्रोजन साइकिल चालन को प्रभावित कर सकते हैं और कुल मिलाकर, वैश्विक नाइट्रोजन चक्र को प्रभावित कर सकते हैं,” बेसल विश्वविद्यालय के प्रोफेसर मोरित्ज़ लेहमैन ने कहा।
शोधकर्ताओं ने दो तरीकों से झील में डिनाइट्रिफिकेशन को मापा – पहला, उन्होंने दुर्लभ आइसोटोप 15N युक्त नाइट्रोजन अणुओं के साथ तलछट के नमूनों को स्पाइक किया।
उन्होंने कहा कि आइसोटोप ने टीम को यह निर्धारित करने के लिए विशेष माप तकनीकों का उपयोग करने की अनुमति दी कि लेबल किए गए नाइट्रोजन का कितना हिस्सा नाइट्रोजन गैस में परिवर्तित हो गया था – डिनाइट्रिफिकेशन गतिविधि का एक उपाय।
टीम ने तब पूरी बाल्डेग झील के लिए एक मॉडल बनाया ताकि यह अनुमान लगाया जा सके कि झील कुल मिलाकर कितनी नाइट्रोजन टूटती है।
“आइसोटोप माप और गणना की गई कुल संतुलन टिप्पणियों और मॉडल के बीच मेल खाती है। इसने हमें झील नाइट्रोजन हटाने की विश्वसनीय भविष्यवाणियां करने की अनुमति दी, और पता चला कि सर्दियों की अवधि वास्तव में विनाइट्रीकरण का एक हॉटस्पॉट है, “कॉलबेक ने कहा।
लेखकों ने लिखा, “सबसे खराब स्थिति में जलवायु परिवर्तन मिश्रण अवधि को (लगभग) 27 दिनों तक कम कर सकता है और 8-13 प्रतिशत तक डिनाइट्रिफिकेशन को कम कर सकता है, जिससे डाउनस्ट्रीम पारिस्थितिक तंत्र में नाइट्रोजन निर्यात बढ़ सकता है। उन्होंने कहा, “हम यह निष्कर्ष निकालते हैं कि झील माइक्रोबियल डिनाइट्रिफिकेशन, और इससे जुड़े डिनाइट्रिफाइंग कंसोर्टियम, जलवायु परिवर्तन से कमजोर हो जाएंगे।
