Автор неизвестен - Гидрохимические исследования - страница 2

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7 

10,7

при поддержке гранта GEF BSERP «Изучение реальной нагрузки биогенными веществами и их растворенными фракциями, которые выносятся в Черное море с речным стоком»). *3) Журавлева, 1992; 1977—1978, 1987—1989 — собственные наблюдения авторов. *4) Жданова и др., 1995.

Река Днестр — по объему стока наименее значимая из рек, воды кото­рых поступают в СЗЧМ. Благодаря системе течений воды Днестра на взморье объединяют трансформированные воды, поступающие из Днеп-ровско-Бугского лимана, с водами Дуная. Зарегулирование стока Днестра за­метно уменьшило скорости течений как в реке, так и в лимане и привело к сокращению выноса биогенных и органических веществ в море вследствие осаждения и аккумуляции их в донных отложениях Днестровского лимана (Гидробиологический режим..., 1992). Как и Днепровско-Бугский, Днест­ровский лиман играет роль биологического фильтра, благодаря чему за по­следние годы в стоке Днестра произошло снижение концентраций как ми­неральных форм азота и фосфора, так и органических веществ (табл. 1.3.5).

Одной из особенностей района, который находится в зоне влияния вод, поступающих из Днестровского лимана, является образование участков ги­поксии в придонном слое. Это обусловлено выносом из лимана вод с по­вышенным содержанием ВВ органического генезиса, на долю которых в твердом стоке приходится 26—30, а в период «цветения» воды в лимане —

до 90 % (Журавлева, 1992).

5 — 6-63 (£5х

Q, О

&2 5"

о.

1 к х о S с

40

 

 

^_

 

°.

 

Г--

 

00

t-.

in

 

о

о"

со

о"

 

 

„ 43

40     4-ї —

-я­."О О)

ї~   о о

41 Ф

2 «

г-1

1С     "1

J~- со 1   о in

и!

о-- І.

—Г

1

■3

со I

—' OJ

со

40

40,

43

О

47,6

г-"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г-1 ■Л

ҐЧ Г-1

О",

о"

О*

О 00

ГЧ —_

ос m

Z

о

о

2

М

Ї

і       г и --.-г     г о ^

о во

U1

с-1

ID

00

о

Г-1

в4

во

<"1

SO f-l

Г-

X

іа

о с

ш

О

в

4© 14

о о

 

-~

о

 

40

 

 

■Л

 

 

■—1

 

о о

г-*

■Ч1

<3

 

s

 

 

CD

 

Ей

 

 

1

 

'Cffl

 

 

5

 

flip

a~

 

3

 

s

CO

■J?

fl

Ф

ГЧ

 

ъ>

 

a

 

 

а

 

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*>

 

 

 

 

 

 

Ol.

 

o_

S

•а

Pacmeo

40

со"

Ор

 

 

 

 

n о ■л (4

40

oo"

о

V0

2 Q.

Система замкнутых круговоротов, образующихся в непосредственной близости от устья лимана, способствовала развитию здесь гипоксии в при­донном слое моря (Большаков, 1970; Блатов и др., 1984).

Суммарное поступление биогенных и органических веществ с речным стоком в СЗЧМ в различные периоды изменялось в больших пределах (табл. 1.3.6). В период интенсивного эвтрофирования СЗЧМ сток БВ рек воз­рос на 32 % по отношению к периоду до эвтрофирования в 1950—1960-х годах. Обогащение или эвтрофирование речных вод БВ соединениями углерода, азота, фосфора и др., привело к разбалансированию синтеза и деструкции ОВ в экосистеме СЗЧМ. В последующий период отмечено снижение объема поступления БВ на 26 %. За 50-летний период сток ОВ рек аллохтонного происхождения возрос на 50 %. Это привело к ухудше­нию газового режима в зонах влияния речного стока в СЗЧМ.

Анализ данных табл. 1.3.6 позволил выявить особенность в изменчивости суммарного стока Б В и ОВ, поступающих с речным стоком в СЗЧМ. В 1950— 1960-х годах, до начала эвтрофирования, эта величина составляла 5057 тыс. т, в 1980—1990-х годах — в пик развития эвтрофирования в море — 6097 тыс. т, что на 20 % больше, чем в предыдущий период. В 1990—2000 гг. эта величина увеличилась до 6941 тыс. т, т. е. возросла на 37% по отношению к 1950— 1960-м годам. Особенность этих периодов — изменение соотношения кон­центраций органических и минеральных веществ в речном стоке: от 2,7 в 1-й период, 3,0 — во 2-й и до 5,1 — в 3-й. Такие изменения свидетельствовали о продолжающемся антропогенном эвтрофировании речных вод.

3,1.2.   Атмосферные осадки

Атмосферные осадки (снег, дождь), как и поверхностные воды, в пери­од увеличения антропогенной нагрузки на окружающую среду стали за­грязняться промышленными выбросами, выхлопными газами и т. п. Это привело к увеличению в атмосферных осадках различных химических ве­ществ, в том числе соединений азота и фосфора (табл. 1.3.7).

На водную поверхность СЗЧМ выпадает в среднем до 25—30 км3 в год осадков. Поступление БВ с атмосферными осадками в СЗЧМ составляет до 65 тыс. т минерального и 23 тыс. т органического азота, до 3 тыс. т ми­нерального и около 1,4 тыс. т органического фосфора. Это сопоставимо с поступлением этих соединений со стоком Днестра и Днепра (Гаркавая, Богатова, 2001).

ТАБЛИЦА 1.3.7. Содержание ! биогенных веществ в атмосферных осадках , мг дм 3

Район

РОЛ~

р

' орг

Nm„„

N

1 л орг

SiOi"

Черноморское побережье *])

 

0,072

1,41

 

0,251

Бассейн Днепра *2)

0,106

 

1,85

0,400

 

Бассейн Дуная *3)

0,100

0,040

3,22

2,82

1,56

Юг Украины *2)

 

 

0,8-1,5

1,2

 

сзчм *3)

0,161

0,055

2,542

0,245

1,60

""Рождественский, 1979. *2) Горев и др., 1994. *"'Данные ав!т>рОВ.

5*

67

3.1.3.   Локальные   береговые источники

Локальные береговые источники промышленные и коммунальные стоки городов, поступающие в прибрежную зону СЗЧМ, играют важную роль в формировании гидрохимических условий этой части моря и ли­манов. Согласно (Стан довкшля... , 2002), из Одесского, Николаевского и Херсонского регионов только в 2000 г. в СЗЧМ поступило 110,4 млн м3 х х год-1 сточных вод около 2 тыс. т взвешенных и 2,5 тыс. т органических веществ. Расчеты с использованием статистической зависимости между поступлением фосфора с городскими канализационными стоками и численностью населения городов (Эдельштейн, 1997) показали, что при­брежная зона вблизи городов Одесса, Ильичевск, Южный и Очаков (-1,3 млн чел.) получает не менее 40 тыс. т год-1 фосфора. Это сопос­тавимо с поступлением в СЗЧМ соединений фосфора с речными водами (см. табл. 1.3.6).

К известным источникам локального обогащения прибрежной зоны СЗЧМ БВ можно отнести и дренажные (грунтовые) воды. Так, с выпуска­ми 11 штолен, расположенных на Одесском побережье от м. Ланжерон до м. Большой Фонтан (годовой сток около 0,012 км3), в море поступает до 330 т нитратов и до 600 т органического азота. Эти значения сопоставимы с поступлением указанных соединений со стоком Днестра в Черное море за 1 мес (Alexandrov et al., 2000).

3.1.4. Донные отложения

Эвтрофирование СЗЧМ привело к аккумуляции аллохтонных и авто­хтонных органических веществ в донных отложениях, где содержание биогенных и органических веществ на порядок и более превышает их кон­центрации в водной толще (табл. 1.3.8).

В результате диффузии, жизнедеятельности бентосных и мейобентос-ных организмов, взмучивания в период штормов Б В донных отложений переходят в придонный слой моря. Исследования (Friedrich et al., 2002) показали, что диффузия БВ из донных отложений шельфа в кислородных условиях прямо связана с запасом органических веществ в донных отло­жениях. С учетом скорости диффузии БВ из донных отложений (Callender

ТАБЛИЦА 1.3.8. Средние значения некоторых гидрохимических показателей в по-ровой воде донных отложений открытого взморья Дуная*

Годы

ПО, мг О дм-'

РОЛ~

р

* орг

NH;

NO2

N03

N

' чорг

Si

 

 

МГ ДМ-3

1979-1992

52,41

0,76

0,78

3,19

0,03

0,47

2,83

9,18

1994-1997

45,03

0,14

0,10

3,12

0,03

0,17

7,16

4,97

1998-2000

15,63

0,16

0,17

2,95

0,01

0,06

9,74

7,71

* Данные авторов

6*

et al., 1982) было установлено, что только в теплый период года (период максимальной диффузии БВ из донных отложений) СЗЧМ может получать до 24 тыс. т фосфатов и до 240 тыс. т азота.

Поступление биогенных веществ в водную толщу особенно усиливается при развитии восстановительных условий на границе вода — донные отло­жения в период гипоксии. Согласно оценке поступления БВ из донных отложений в придонный слой моря, основанной на натурных наблюдени­ях, в зависимости от площади гипоксии за 1 мес море получает дополни­тельно 50—80 тыс. т аммонийного азота, 10—17 тыс. т фосфатов и 40— 90 тыс. т кремния. Однако если учесть, что на многих участках морского дна СЗЧМ в донных отложениях восстановительные условия сохраняются несколько месяцев, то величина поступления биогенных веществ может быть значительно выше (Гаркавая и др., 2000). Суммарная величина по­ступления биогенных веществ из донных отложений в результате прямой диффузии и при развитии восстановительных условий превосходит по­ступление биогенных веществ с речным стоком в СЗЧМ.

3.2. Кислородный режим

Концентрация кислорода — один из первых показателей качества вод­ной среды, который наиболее быстро реагирует на усиление развития эв-трофирования. В 1950—1960 гг. содержание растворенного кислорода в СЗЧМ в среднем составляло 7,85—11,44 мг дм-3. В зимнее время вследствие уве­личения растворимости кислорода при низких температурах его концен­трация достигала 12,85 мг дм-3. В весенне-летний период хотя и происхо­дило увеличение концентрации кислорода в процессе фотосинтеза, однако значительного пересыщения морской воды это не вызывало. Исключением были мелководные участки заливов, бухт, где абсолютные величины ки­слорода достигали 14—15 мг дм-3, насыщение — 160—180 %. На отдель­ных участках морского дна, прилегающих к устьям рек, величина кислоро­да снижалась до 1,85—2,43 мг дм"3 при 30—50 % насыщения. Придонную гипоксию в летнее время на взморье Днепра отмечали и ранее (Биология северо-западной части Черного моря, 1967).

Увеличение водности рек в конце 1960-х годов (суммарный речной сток 404 км3 год ' в 1970 г.), обогащенных БВ, спровоцировало начало развития антропогенного эвтрофирования, проявившегося вначале в при­устьевых районах рек (Иванов, 1982). В 1970—1980-х годах также в услови­ях повышенного речного стока и увеличенного содержания в море БВ рез­ко возросло количество основного продуцента кислорода — фитопланкто­на (Зайцев и др., 1987). При этом наиболее резкие изменения в кислород­ном режиме были отмечены в вегетационный период — синтез кислорода в фотическом слое и расходование его при деструкционных процессах в придонном.

Весной и летом, особенно в многоводные годы, на обширных площадях содержание кислорода в поверхностном слое составляло 11,4—14,3, на от­дельных участках — 17,2—22,9 мг дм-3 при насыщении 150—270 % и вели­чине рН 8,9—9,2 (рис. 1.3.2). Высокий уровень кислорода в СЗЧМ в 1970—

РАЗДЕЛ I, Современное состояние и тенденции изменения экосистемы

47'N

46'N -

47'N

46"N-

29'E 30'E 31"E 32'E 33'E

6

РИС. '.3.2. Насыщение воды кислородом (%) в поверхностном слое в апреле {а) и в

придонном слое в августе (б) 1977 г.

1980-х годах, особенно летом, был обусловлен не только активизацией фо­тосинтеза, но и перестройкой в фитопланктонном сообществе. В те годы от­мечались вспышки развития мелкоклеточного диатомового и перидиние-вого фитопланктона (Нестерова, 2001а, б), обладающего большей, по срав­нению с другими видами, фотосинтетической активностью на единицу био­массы (Гутельмахер и др., 1987).

Однако наряду с высокой концентрацией кислорода в весенне-летний период в поверхностном слое, в зоне интенсивного «цветения», наблюда­лось и резкое ее уменьшение. Низкие значения рН на фоне недосыщенияводы кислородом указывали на то, что водоросли в этот период уже были неактивными, продуцирование кислорода — слабое и его расходование на минерализацию ОВ превышало поступление (табл. 1.3.9).

Распределение многих гидрохимических показателей в СЗЧМ обуслов­лено воздействием речного стока, который прежде всего оказывает влия­ние на изменение солености морской воды и определяет жизнедеятель­ность многих гидробионтов в поверхностном слое моря. С целью выявле­ния наиболее активных зон моря было рассмотрено изменение содержания кислорода в трех зонах (табл. 1.3.10) с различным диапазоном солености. Содержание кислорода в зоне соленостью 0—5 %о, расположенной на усть­евых взморьях рек и лиманов, определяется выносом пресноводного фито­планктона, у которого вегетация вследствие значительных концентраций Б В продолжается практически во все сезоны. Здесь и ранее, в 1950—1960-х годах, в поверхностном слое отмечали максимальные величины кислорода. Так, на приустьевом взморье Дуная содержание кислорода достигало 14,9 мг дм-3 при величине рН до 8,8 (Гидрология устьевой области Дуная, 1963), на приднепровском устьевом участке — 15,3 мг дм"3 при 168 % насыще­ния (Биология северо-западной части Черного моря, 1967).

Содержание кислорода в зоне соленостью 5—10 %о прямо связано с запа­сом Б В и более высокой прозрачностью воды. Площадь этой зоны бывает значительной только в период половодья, реже в период осенних паводков.

В наиболее обширной по площади зоне — соленостью 10—16 %о, где происходит полная трансформация речной воды в морскую, содержание кислорода определяется не только влиянием речного стока — выносом Б В и стимуляцией фотосинтеза. Здесь важную роль играют ассимиляция фи­топланктоном растворенных Б В и их последующая регенерация в водной толще. Существенное значение в развитии гидрохимических процессов в этой зоне и, следовательно, в кислородном режиме, имеет взаимодействие с водами открытой части моря (табл. 1.3.10).

Начиная с конца 1980-х годов во всех выделенных зонах отмечена тен­денция к снижению активности фотосинтетических процессов, что согласует-

ТАБЛИЦА 1.3.9. Гидрохимические показатели поверхностного слоя зоны активного фотосинтеза в междуречье; ДунайДнестр до и после «цветения» воды

Соленость 10—16 %0

Год

Месяц

0., мг дм 3

0.,

% насыщения

рН

мг дм"1

NC>3,

мг дм"3

1977

Май

7,14

ПО

8,51

50

114

 

Июнь

12,67

148

8,60

10

33

 

Август

8,78

106

8,16

13

28

1978

Май

10,73

120

8,55

Страницы:
1  2  3  4  5  6  7 


Похожие статьи

Автор неизвестен - 13 самых важных уроков библии

Автор неизвестен - Беседы на книгу бытие

Автор неизвестен - Беседы на шестоднев

Автор неизвестен - Богословие

Автор неизвестен - Божественность христа