Анализ химического состава вод озер

Библиографическая ссылка на статью:
Кравченко И.Ю. Химический состав воды малых озер разнотипных ландшафтов Карелии // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 12 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/12/75837 (дата обращения: 25.03.2019).

Химический состав поверхностных вод зависит от геологического строения, состава горных пород верхней части земной коры, почвенных условий и растительного покрова водосборной территории. Озеро и его водосбор представляют собой единую природную систему. Ландшафтная структура водосбора, как его индивидуальная характеристика, в значительной степени определяет функционирование озерных экосистем. Следовательно, очень важным является исследование влияния водосбора на озеро как подсистему и накапливающий элемент ландшафта.

Целью работы было выявить особенности химического состава воды малых озер Карелии, расположенных в различных типах ландшафта.

Исследования проводились на водоемах, расположенных в среднетаежной зоне южной части Карелии: озера Вендюрской группы – оз. Голубая ламба, оз. Уросозеро, оз. Рапсудозеро, оз. Коверъярви и Заонежского полуострова – оз. Мягрозеро, оз. Леликозеро, оз. Гижозеро, ламба Корытово, оз. Кондозеро.

Озера Вендюрской группы расположены в северо-западной части Вохтозерской ледораздельной возвышенности. Водосбор представлен флювиогляциальными грядами и равнинами, моренными равнинами в сочетании с торфяниками на отмытых песчано-гравийных отложениях. В почвенном покрове выделяются подзолы иллювиально-железистые и торфяные болотные (верховые и переходные) почвы. Заболоченность территории изменяется в пределах 5-48 %, залесенность – 49-95 %, озерность – 0-5 %. 16 % водосборной территории озер Урос и Коверъярви было осушено. Водоемы имеют небольшую площадь водного зеркала (0.039-4.35 км 2 ), малый удельный водосбор (2.1-6.9) и коэффициент условного водообмена (0.43-0.89). Поверхностный приток в озера либо отсутствует, либо незначительный [1].

В ландшафтной структуре Заонежского полуострова преобладают урочища сельг (вытянутых гряд, сложенных плотными кристаллическими породами), равнины на валунных супесях и суглинках и безвалунных песках и суглинках, а также торфяники. В почвенном покрове района преобладают буроземы, развитые на морене и буроземы темноцветные, развитые на шунгитах и шунгитовой морене. Заболоченность территории составила 7-25 %, залесенность – 24-93 %, озерность – 0 %. Около 30 % территории полуострова использовалось в качестве огородов, пашен и сенокосов [2, 3]. Площадь водного зеркала исследованных озер находится в пределах 0.003-5 км 2 , удельный водосбор в основном незначительный (3.7-6.4) за исключением ламбы Корытово – 32. Водные объекты характеризуются слабым внешним водообменном, коэффициент условного водообмена находится в пределах 0.36-2.7 [4, 5]. Озера относятся к слабо приточным водоемам в силу незначительности или отсутствия поверхностных притоков.

Пробы воды на озерах отбирались с поверхностного и придонного горизонтов. Гидрохимические наблюдения включали определение следующих показателей: температура, электропроводность, pH, главные ионы (K + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , SO₄ 2- , Cl — ), щелочность (Alk), биогенные элементы (Р_мин, Р_общ, NH₄ + , NO₂ — , NO₃ — , N_орг, N_общ), растворенные газы (О₂, СО₂), органическое вещество (цветность, ПО, ХПК, БПК₅), литофильные элементы (Fe_общ, Mn, Al, Si). Аналитическая работа проводилась в лаборатории гидрохимии и гидрогеологии ИВПС КарНЦ РАН, аккредитованной Госстандартом России (№ РОСС RU.0001.512673 от 20.07.2009 г.). Для химического анализа использованы аттестованные методики [6].

Для оценки состояния водных объектов применены методы геохимической классификации поверхностных вод гумидной зоны, предложенной П.А. Лозовиком [7]. Обработка исходной гидрохимической информации проведена с использованием автоматизированной информационной системы «Обработка гидрохимической информации и оценка состояния водных объектов (АИС «ОГХИ»)» [8, 9].

Гидрохимические исследования показали, что водные объекты Заонежья и Вендюрской группы озер отличаются по химическому составу. Несмотря на то, что водоемы в основном относятся к гидрокарбонатному классу группы кальция, за исключением озер Голубая ламба (сульфатный класс группы кальция, натрия) и Урос (сульфатно-гидрокарбонатный класс группы натрия, кальция), они имеют разную минерализацию и соотношение ионов. Минерализация озер Вендюрской группы низкая (3-14 мг/л). Преобладающими анионами в воде озер являются сульфаты, гидрокарбонаты, среди катионов — кальций, натрий (табл. 1).

Таблица 1 – Ионный состав, минерализация (мг/л) и рН воды исследованных озер

источник

Формирование химического режима. Главнейшие ионы, содержащиеся в озерной воде.Химический состав озерной воды определяется составом воды притоков и питающих озеро подземных вод, а также тесно связан с биологическими процессами, происходящими в озере, и с комплексом физико-географических условий, характеризующих бассейн водосбора озера. Особое значение в процессах формирования химического состава озерной воды имеет наличие или отсутствие стока из озера. В бессточных озерах, расходующих воду на испарение, происходит систематическое накопление поступающих солей и повышение их концентрации, поэтому они часто превращаются в соленые озера. Наоборот, в проточных озерах соли могут свободно выноситься вытекающими из них потоками, поэтому в проточных озерах обычно не наблюдается высокой концентрации солей.

Минерализация озерных вод колеблется в широких пределах: от нескольких тысячных до 350 г на 1 кг раствора.

Минерализация воды озер, имеющих сток, обычно не превышает 200—300 мг/л. Минерализация таких озер, как Байкал, Ладожское, Онежское, не превышает 30—100 мг/л.

Особенно бедны растворенными солями воды горных озер, расположенных среди малорастворимых кристаллических пород и питающихся слабоминерализованными талыми снеговыми и ледниковыми водами, а также воды озер, находящихся среди верховых сфагновых болот и питающихся почти исключительно атмосферными осадками.

Наиболее богаты солями озера засушливых и полупустынных областей.

Особо интенсивное поступление минеральных солей в водоемы может приводить к возникновению так называемых меромиктических (двуслойных) озер. В частности, такие водоемы могут возникнуть в результате сброса в них промышленно-коммунальных стоков, особенно отходов содовой промышленности.

Указанные водоемы характеризуются расслоением водной массы на два, практически не перемешивающихся между собой слоя. Нижний слой с водой повышенной плотности выступает как бы в форме жидкого дна для поверхностного слоя. Различие плотностей верхнего и нижнего слоев определяется количеством содержащихся в них минеральных веществ.

В зависимости от условий формирования нижнего слоя меромиктические озера разделяют на эктогенные, креногенные и биогенные.

Эктогенными называют озера, в которых нижний более плотный слой сформировался в результате проникновения в озеро морской воды.

Креногенными называют озера, у которых повышенная плотность монимолимниона обусловлена, притоком подземных вод высокой минерализации.

В биогенных озерах повышение плотности воды нижнего слоя происходит в результате постепенного накопления в придонном слое продуктов разложения органического вещества.

В качестве характеристик светового режима водоемов может служить прозрачность воды и ее цвет. Под прозрачностью, или глубиной видимости, условно понимается глубина, на которой белый диск диаметром 30 см, погруженный в воду, перестает быть видимым для наблюдателя, глаз которого находится на расстоянии не более 2 м над поверхностью воды. В водах с большим количеством взвешенных частиц прозрачность может уменьшаться до 20— 25 см. В озерах с чистой водой прозрачность достигает нескольких метров, а наибольшая глубина видимости диска в оз. Байкал достигает 42 м.

Цвет воды озер отличается большим разнообразием: от синих, сине-зеленых тонов в глубоких озерах с чистой водой до желто-сине-зеленых оттенков в неглубоких и менее чистых водоемах и коричневых в водоемах, получающих болотную воду.

Биологические процессы. Типы озер по питательности содержащихся в воде веществ. Развивающиеся в озерах биологические процессы непосредственно обусловлены химическим составом озерной воды, ее прозрачностью, размером озера и связанным с ним термическим режимом.

Обитателей вод можно разделить на три основные группы в зависимости от условий их перемещения и зон распространения в озере:

1) планктон — мельчайшие организмы, находящиеся во взвешенном состоянии и пассивно передвигающиеся вместе с водой;

2) нектон — организмы, активно передвигающиеся в воде;

3) бентос — организмы, живущие на дне озера.

По питательности содержащихся в озере веществ различают три типа озер:

1) олиготрофные озера (с малым количеством питательных веществ) характеризуются обычно большими или средними глубинами, значительной массой воды ниже слоя температурного скачка, большой прозрачностью, цветом воды от синего до зеленого, постепенным падением содержания кислорода ко дну, вблизи которого вода всегда содержит значительные количества О₂ (не менее 60— 70% содержания его на поверхности);

2) евтрофные озера (с большим содержанием питательных веществ) обычно отличаются небольшой глубиной (слой ниже температурного скачка очень невелик), они хорошо благодаря этому прогреваются, прозрачность воды в них невелика, цвет воды — от зеленого до бурого, дно устлано органическим илом. Содержание кислорода резко падает ко дну, где он часто исчезает совершенно;

3) дистрофные озера (бедные питательными веществами) встречаются в сильно заболоченных районах; вода отличается малой прозрачностью, желтым или бурым (от большого содержания гуминных веществ) цветом воды. Минерализация воды мала, содержание кислорода пониженное из-за расхода его на окисление органических веществ.

Озерные отложения.Донные отложения в озерах формируются в результате:

поступления в озеро речных и эоловых наносов и продуктов абразии (разрушения берегов (терригенные разрушения);

накопления продуктов химических реакций (хемогенные отложения);

отложения остатков отмирающих живых организмов (биогенные отложения);

Биогенные отложения подразделяются на: 1) минеральные остатки отмерших организмов и 2) органические вещества.

Компоненты озерных отложений, поступающие в озеро извне, называют аллохтонными, а образующиеся в самом озере — автохтонными.

Особо важную форму озерных отложений представляют сапропели (гниющий ил), представляющие собой уплотнившиеся осадки преимущественно органического происхождения.

Местом образования сапропелей являются тихие и достаточно глубокие водоемы с застойной или малопроточной водой. В проточной, богатой кислородом воде образование сапропелевых отложений сильно затруднено, так как здесь в результате распада отмерших организмов от них не остается заметных следов. В мелководных озерах образованию сапропеля не благоприятствует относительно большое содержание кислорода по всей глубине водоема; развивающаяся в этом случае богатая растительность дает образование иному виду озерных отложений — торфу.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

источник

Химический состав озерных вод зависит от физико-географических условий, от состава вод впадающих рек, биологических процессов, протекающих в самом озере. Решающим фактором, определяющим химический состав воды, является климат, создающий общий фон, на котором протекает большинство процессов, влияющих на состав воды. В последнее время большую роль в формировании химического состава воды играют антропогенные факторы.

Как и в реках, содержащиеся в озерной воде вещества, определяющие ее химический состав, можно разделить на несколько групп: ионы, соли, микроэлементы, растворенные газы, биогенные и органические вещества.

Соли, растворяясь в воде, формируют ее минерализацию. Минерализация озер, в отличие от рек, меняется в очень широких пределах и может достигать 300–350 г/кг — образуются рассолы, соленость которых может во много раз превышать соленость морской воды. К основным ионам, преобладающим в озерной воде, относятся HCO , CO , SO , Сl — , Са 2+ , Mg 2+ , Na + , K + . Микроэлементы содержатся в воде в ничтожных количествах. Распределение ионов подчиняется географической зональности и связано с ионным составом речных и подземных вод. Так, в зоне тундры Северной Америки и Евразии преобладают ионы кремния, в лесной зоне северного полушария – HCO , Са 2+ , в степной зоне – SO , HCO , Na + , в зоне полупустынь и пустынь – С1 — , в тропической зоне Южной Америки, Африки, юга Азии, севера Австралии – Si, HCO . Большим разнообразием ионного состава воды отличаются горные озера.

Одним из важнейших факторов накопления солей в озерной воде является наличие или отсутствие стока из озера. В сильно проточных озерах накопление солей незначительно, но по мере уменьшения стока из озера их количество возрастает и достигает некоторой предельной величины при равновесии прихода и расхода солей. Поэтому наибольшая минерализация воды отмечена в бессточных озерах, в которых аккумулируются все приносимые в них соли. Поступление, расходование и аккумуляция солей определяются солевым балансом, который полностью зависит от водного.

По степени солености воды водоемов делятся на четыре группы:

1. Пресные, с минерализацией до 1 ‰ (предел вкусового ощущения).

2. Солоноватые – от 1,0 до 24,7 ‰ (точка совпадения температуры наибольшей плотности и температуры замерзания воды).

3. Соленые – от 24,7 до 47 ‰ (наибольшая соленость Мирового океана).

4. Соляные или минеральные – более 47 ‰.

Подавляющая часть озер по составу – гидрокарбонатно-кальциевые. К ним относятся: Ладожское, Онежское, Байкал, Мичиган, Гурон, Эри, Виктория. При возрастании минерализации озера переходят в класс сульфатных и натриевых (Балхаш, Иссык-Куль, Большое Соленое, Тана). Так как минерализация во многом определяется интенсивностью водообмена, то в речных водохранилищах в зоне избыточного и достаточного увлажнения минерализация воды мало отличается от минерализации воды в реках. В зоне недостаточного увлажнения минерализация воды в водохранилище и в реках может различаться.

Растворенные в воде газы делятся на аллохтонные и автохтонные. К аллохтонным относятся газы, поступающие в воду из атмосферы. Это прежде всего О₂, N₂, СО₂. К автохтонным относятся газы, образующиеся непосредственно в водной массе или в донных отложениях. Это также О₂, СО₂, а в илах содержатся сероводород (H₂S), метан (СН₄), водород (Н₂), и др., образующиеся при разложении остатков организмов.

Наиболее важным газом в жизни озера является кислород, определяющий окислительные процессы в толще воды и донных отложениях. Так как большая часть кислорода попадает в озеро из воздуха, то наиболее обогащенными кислородом являются верхние слои воды, а потребление его происходит во всей толще воды и особенно в донных отложениях. Поэтому обычно наблюдается уменьшение О₂ с глубиной. Обратная картина имеет место в распределении СО₂. Однако особенности строения котловины, величина внешнего водообмена, толщина и состав иловых отложений создают условия, при которых распределение О₂ по глубине отклоняется от нормального. Например, в больших и глубоких холодных озерах, где биологические процессы не интенсивны, количество и распределение О₂ зависит от температуры воды и вида стратификации. Поэтому наибольшее его содержание наблюдается зимой, наименьшее — летом; зимой содержание О₂ с глубиной уменьшается, летом — увеличивается. В неглубоких озерах с интенсивными биологическими процессами влияние температуры воды на количество и распределение кислорода резко снижается и главным фактором становится интенсивность окислительных процессов. В этом случае наблюдается уменьшение кислорода ко дну. Содержание же СО₂ с глубиной увеличивается. Зимой при наличии ледяного покрова и, следовательно, отсутствии поступления О₂ из воздуха расход кислорода настолько велик, что часто наблюдается его полное отсутствие. Распределение по глубине кислорода и углекислого газа выравнивается весной и осенью из-за конвекции.

Распределение автохтонных газов также достаточно сложно. Например, в озерах с большим содержанием кислорода появление СН₄, H₂S, как правило, не наблюдается. В озерах с интенсивными биологическими процессами, где кислород в глубинные слои проникает лишь в периоды весенней и осенней циркуляции, а в период стагнации отсутствует, создаются анаэробные условия, способствующие появлению автохтонных газов, образовавшихся в илах тех же СН₄, H₂S, H₂ и др.

Таким образом, распределение растворенных в воде газов зависит от климата (погоды), особенностей строения котловин и сезона. С режимом растворенных газов связано углекислотное равновесие, или активная реакция воды (рН). Величина рН зависит от содержания СО₂ и изменяется от 1,5–2,0 до 10–11, от наиболее кислой до наиболее щелочной реакции. Величина рН изменяется по сезонам и в то же время наблюдается определенная ее зональность.

Биогенные и органические вещества, как и газы, могут быть автохтонными и аллохтонными. Их количество и состав также определяются климатом, физико-географическими условиями, морфологическими особенностями котловин, которые в свою очередь определяют ионный состав воды, биологическую продуктивность, состав биогенных и органических веществ, вносимых в водоем притоками. К биогенным элементам относятся соединения азота (NH₄, NO₃, NO₂), фосфора (Р), содержащегося в виде растворенных соединений и в виде взвешенных частиц; соединения кремния, железа и др. Биогенным веществам принадлежит исключительная роль во всех биологических процессах, происходящих в водоемах. В процессе развития фитопланктона, высшей водной растительности, ихтиофауны, связанном с этими веществами, происходит круговорот вещества, так как, отмирая, эти биологические виды вновь переходят в различные растворенные формы биогенов. Органические вещества состоят главным образом из аллохтонных гуминовых соединений, автохтонных образований при фотосинтетической деятельности. Все органические вещества, находящиеся в водоеме, также подвергаются разрушениям и минерализации, удаляются из него и оседают на дне, где также подвергаются разнообразным превращениям.

Распределение биогенных и органических веществ в водоемах подчиняется определенным закономерностям. В водоемах зоны избыточного увлажнения (тундра, лес), в условиях относительно низких температур, содержание органического вещества аллохтонного происхождения во много раз превосходит содержание автохтонного вещества. Вода притоков имеет слабую минерализацию, содержит большое количество гумусовых соединений и мало биогенных, так как их бассейны часто сильно заболочены. В самом водоеме планктон развит слабо из-за наличия гумуса и низких рН. Так же слаб фотосинтез. Все это приводит к невысокой продуктивности органического вещества в водоеме.

В условиях более высоких температур в водоемах лесной и лесостепной зон значительно благоприятнее условия для образования планктона, притоки богаты биогенными и минеральными веществами и бедны гумусом. В таких озерах вода обогащена различными растворенными соединениями органического происхождения. Озера, расположенные в горной местности, содержат мало растворенных органических веществ, биологические процессы здесь протекают не интенсивно. В условиях аридного климата преобладают бессточные или периодически сточные минерализованные озера. Эти типы озер бедны растительностью, а количество биогенных и органических веществ, поступающих с бассейнов, зависит от особенностей их расположения.

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 133 ; Нарушение авторских прав

источник

Челябинскую область считают – озерным краем, ее украшают более трех тысяч озер общей площадью более двух тысяч квадратных километров.

Одно из них озеро Тургояк Озеро является памятником природы. Площадь поверхности озера 26,4 километра. Средняя глубина составляет 19,1 метра, максимальная — 32,5 метра. Оно расположено в котловине тектонического происхождения. Питание озера происходит за счет небольших речек, родников и почвенных вод. Тургояк окружен лесом, преимущественно хвойным. На берегах озера расположены базы отдыха, пансионаты и санатории. Каков же физический и химический состав воды озера? Везде ли он одинаков? Везде ли можно купаться и отдыхать? Эта проблема и определила цель нашего исследования.

Цель: исследование воды озера Тургояк по физическому и химическому составу.

Объект исследования: заборы воды в озере Тургояк.

Предмет исследования: физический и химический анализ воды озера Тургояк.

Гипотезой исследования явилось предположение о том, что физический и химический состав воды в озере везде одинаков.

Провести физический и химический анализ воды во всех частях озера Тургояк.

Объяснить причины наличия в воде тех или иных химических компонентов.

Выяснить причины превышения ПДК химических компонентов в воде.

Сравнить с химическим составом пресных вод Челябинской области.

Методы исследования: анализ литературных источников, физический и химический анализ воды и обработка полученных результатов.

Научная новизна и практическая значимость исследования заключается в получении данных физического и химического анализа воды во всех частях озера Тургояка, в систематизации интересной информации об озере Тургояк, которая может быть использована на классных часах и при изучении предметов естественнонаучного цикла.

Глава I . Общая характеристика озера Тургояк

(Физико-географические характеристики озера Тургояк)

Озеро Тургояк — одно из самых живописнейших озер Челябинской области. Это пресноводное озеро расположено недалеко от города Миасса. Оно является гидрологическим памятником природы (Постановление Правительства Челябинской области от 23.03.2007г. № 62-п). Вода в нем, настолько прозрачная, что дно просматривается даже на глубине 15 метров. Существует две популярные версии: по одной из них, озеро образовалось в результате тектонических смещений, по другой – на месте падения гигантского метеорита, которое произошло миллионы лет назад. Углубление, образовавшееся в горах, заполнили подземные ключи, горные ручьи и реки. Тургояк словно зажат в горах — с одной стороны Ильменским хребтом, с другой — Урал-Тау. Местоположение Тургояка выше относительно других озер области, что, вероятно, нашло отражение в его названии. Слово Тургояк происходит от «Тургай-Куль», что в переводе с башкирского означает «озеро на возвышенности» или «верхнее озеро».

С промежутком в несколько лет уровень воды в Тургояке меняется, колебания достигают перепада до 2,5 м. В последний раз максимальный подъем воды отмечали в 2007 году (до этого — в 1964), максимальный спад — в 1981. Природа колебаний уровня воды в озере пока неизвестна. Гидрографическая сеть бассейна Памятника природы представлена реками Липовка, Бобровка, Кулешовская, Пугачевка общей протяженностью 15,2 километра. Основную роль в питании озера играют грунтовые воды. Озеро Тургояк по площади небольшое, его поверхность не превышает 26,5 кв.м. У озера галечное дно, на пляжах присутствует кварцевый песок. Береговая полоса, которая тянется 40 км, радует глаз разнообразием – есть и поляны, и скалистые крутые берега, подступающий к воде сосновый лес.

В зависимости от уровня воды, на Тургояке можно насчитать до 10 островов. Самый известный остров Веры – место обнаружения мегалитов эпохи среднего палеолита.

По берегу проложены прогулочные тропы, следуя по ним можно выйти к обзорным площадкам. По озеру ходят на яхтах. На Тургояке расположены базы отдыха, пансионаты, детские лагеря, городской пляж. В последнее время в летний период по берегам озера наблюдается не только спонтанные палаточные стоянки отдыхающих, но и автомобильные кемпинги. Возникает вопрос, как это отразилось на качестве воды озера? Есть ли необходимость в ужесточении мер природоохранных организаций для сохранения памятника природы?

Глава II Исследование. Физический и химический анализ воды озера Тургояк

2.1. Определение физических свойств воды

Для исследования нами были взяты 6 точек забора воды на озере Тургояк: Форелевое хозяйство, Пугачевская поляна, Солнечный, Золотой пляж, Крутики, Городской пляж в период открытой воды (октябрь 2017) и закрытой воды (февраль 2018).

По физическим свойствам вода определялась по следующим параметрам: температура, цветность, мутность, вкус, запах. Характеристика физических свойств, нормативные показатели оценки интенсивности запаха и органолептические показатели питьевой воды даны в приложении 2. Полученные показатели приведены в таблицах 1 и 2.

Физические свойства воды период открытой воды (октябрь 2017)

Физические свойства воды закрытой воды (февраль 2018)

Полученные данные по физическому анализу воды соответствуют ПДК, в связи с этим мы можем сделать вывод, что характеристика физико-органолептических свойств воды озера Тургояк соответствует норме.

2.2. Определение химического состава воды

Физический анализ качества исследуемой воды оказался в норме. Возможно, при исследовании химического анализа воды станет ясно, каковы особенности химического состава воды и есть ли отрицательное влияние антропогенной деятельности на качество воды. Анализ воды проводился в химической лаборатории Ильменского государственного заповедника. Забор проб воды осуществляли в шести разных точках Тургояка (Форелевое хозяйство, Пугачевская поляна, Солнечный, Золотой пляж, Крутики, Городской пляж) в полуторалитровые бутылки (по 2 с каждой точки). В течение двух часов вода была доставлена в лабораторию Ильменского государственного заповедника для исследования. Полученные результаты занесены в таблицу 3. Мы видим, что химический состав в исследуемых точках оказался не одинаков. При работе с литературой мы находим, что это может зависеть от нескольких факторов:

1) физико-географические (рельеф, климат и т. п.);

2) геологические (тип горных пород, гидрогеологические условия и т. п.);

3) биологические (деятельность живых организмов);

4) антропогенные (состав сточных вод, состав твердых отходов и т. п.).

До сегодняшнего дня, ученые, связанные с изучением пресноводных водоемов, спорят по поводу составляющих химических элементов в воде, особенно на территории Челябинской области. Очень сложно разделить наличие некоторых компонентов, они могут быть связаны как с естественными условиями (горными породами, слагающие береговую линию и дно водоема), так и с антропогенными факторами, выбросами промышленных заводов, отработанных автомобилями выхлопных газов и потоками воздушных масс над исследуемой территорией.

В формировании водной массы озера Тургояк атмосферное питание озера значительно превышает питание грунтовое. В этих условиях состав и соотношение микроэлементов в воде озера находится в зависимости от лито-геохимических (химического состава горных пород) особенностей пород на водосборе, откуда осуществляется медленное выщелачивание микроэлементов. Некоторое содержание микроэлементов можно объяснить природным происхождением в водах озер, а многие из них требуют дополнительного исследования и изучения. Рассмотрим исследуемые компоненты в соответствии с ПДК _ВНИРО (предельно допустимой концентрации нормативов качества воды водных объектов рыбохозяйственного назначения).

Марганец. В гидрокарбонатных водах озер Урала содержание марганца колеблется в пределах 0,001-0,050 мг/дм 3 . Марганец двухвалентный широкодоступен для водных растений и микроорганизмов, ПДК_ВНИРО марганца составляет 0,001 мг/дм 3 , и обнаруживается в водах озера Тургояк в пределах от 0,0018 мг/дм 3 до 0,0081 мг/дм 3 , что соответствует 8 ПДК_ВНИРО. В осенний сезон с хорошо прогретой водой, когда происходит растворение элемента из донных осадков, содержание микроэлемента значительно превышают ПДК_ВНИРО. Значительное количество поступает в процессе разложения остатков водных животных и растительных организмов.

Железо общее всегда присутствует в природных водах Южного Урала, т.к. оно повсеместно рассеяно в горных породах. ПДК_ВНИРО железа составляет 0,1 мг/дм 3 , и обнаруживается в водах озера Тургояк в пределах от 0,0074 мг/дм 3 до 0,208 мг/дм 3 ,что соответствует 0,8 ПДК_ВНИРО.

Кобальтобнаруживается в гидрокарбонатных уральских озерах крайне редко. Токсическое вещество третьего класса опасности, ПДК_ВНИРО 0,01 мг/дм 3 . В озере Тургояк кобальт обнаружен в пределах менее 0,005 мг/дм 3 , что соответствует0,5 ПДК_ВНИРО. Так как органического вещества в озере много, тогда кобальт представлен в основном в комплексных соединениях. Эти условия снижают токсичность кобальта.

Никель широко распространенный элемент в озерах Урала. Природное содержание в гидрокарбонатных водах колеблется от 0,001 до 0,16 мг/дм 3 , ПДК_ВНИРО никеля — 0,01 мг/дм 3 . Никель обнаруживается в водах озера в количестве менее 0,161 мг/дм 3 (превышение ПДК_ВНИРО). Присутствие никеля в природных водах обусловлено составом горных пород и почв, находящихся на площади водосбора.

Медь.В гидрокарбонатных водах Урала содержание меди колеблется от 0,001 до 0,09 мг/дм 3 , ПДК_ВНИРО -0,001 мг/дм 3 . Концентрация растворенной меди в оз. Тургояк — от 0,0010 (1,0 ПДК_ВНИРО) до 0,172 мг/дм 3 (172 ПДК_ВНИРО). Токсичность меди растет при сезонном повышении температуры воды. Столь значительное содержание меди в водах озера мы объясняем повышенным содержанием в горных породах. И, возможно, близким расположением Карабашского медеплавильного комбината. Воздействие вещества на акваторию озера происходит при атмосферном переносе.

Цинк. В природных водах уральских озер цинк встречается редко, ПДК_ВНИРО составляет 0,01 мг/дм 3 . Содержание в водах оз. Тургояк составляет от 0,0016 мг/дм 3 (0,2 ПДК_ВНИРО) до 1.79 мг/дм 3 (179 ПДК_ВНИРО). Цинк попадает в озерные воды в результате протекающих процессов разрушения и растворения горных пород и минералов, а также со сточными водами. Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и нормальное развитие растительных организмов.Огромное количество вещества объясняется близким расположением Карабашского медеплавильного комбината. Воздействие вещества на акваторию озера происходит при атмосферном переносе.

Кадмий токсическое вещество второго класса опасности, ПДК _ВНИРО составляет 0,005 мг/дм 3 . Соединения кадмия ядовиты в любом состоянии, его токсичность в водах растет с сезонным увеличением температуры воды и с увеличением растворенного кислорода. Обнаруживается в водах оз. Тургояк в пределах от 0,000006 мг/дм 3 ( 3 (0,1 ПДК _ВНИРО); поступление его в озеро происходит в результате разложения водных организмов, способных его накапливать.

Свинецв природных водах встречается практически повсеместно. В типичных гидрокарбонатных водах содержание его изменяется от следов до 0,05 мг/дм 3 . Соединения свинца ядовиты в любом состоянии, его токсичность в водах растет с сезонным увеличением температуры воды и с увеличением растворенного кислорода. Свинец, токсическое вещество первого класса опасности, ПДК _ВНИРО 0,006 мг/дм 3 . В водах оз. Тургояк обнаруживается в пределах от 0,0001 мг/дм 3 (0,1 ПДК _ВНИРО) до 0,214 мг/дм 3 (? ПДК _ВНИРО).

Стронций. В гидрокарбонатных водах озер Урала стронций имеет повсеместное распространение и встречается в количестве от 0,0001 до 1,56 мг/дм 3 , ПДК_ВНИРО -10,0 мг/дм 3 . Стронций обнаруживается в водах оз. Тургояк в пределах 0,17 — 0,31мг/дм 3 (

Фото 1. Береговая линия оз. Тургояк

Фото 2. Заборы воды автором работы

2.3. ПДК тяжелых металлов в исследуемых точках

источник

Исследовательская работа «Анализ химического состава воды и почвенного грунта Большого Яшалтинского соленого озера»

Республиканская конференция юных исследователей окружающей среды

Номинация: «Экологический мониторинг».

Название работы: «Анализ химического состава воды и почвенного грунта Большого Яшалтинского соленого озера».

Сведения об авторе: Христафорова Елизавета

Ученица 9 класса МБОУ «Красномихайловская средняя

общеобразовательная школа имени Т. Т. Шерета».

Адрес учреждения: Республика Калмыкия, Яшалтинский район,

с. Красномихайловское, ул. Школьная, 7

Сведения о руководителе: Суховеева Людмила Юрьевна,

МБОУ «Красномихайловская средняя

общеобразовательная школа имени Т. Т. Шерета»,

Яшалтинский район, Республика Калмыкия.

Теоретическое изучение проблемы ………………………………. стр. 4

1.1. Характеристика района исследования ………………………. стр. 4

1.2. Гидрологический режим ……………………………………. стр. 4

1.3. Рекреационный режим ………………………………………. стр. 5

1.4.Описание береговой растительности………………………… стр. 5

Практическое подтверждение исследуемой проблемы ………… стр. 7

Объекты и методы исследований:

2.1. Определение рН среды ……………………………………… стр. 7

2.2. Определение хлорид-ионов ………………………………… стр. 8

2.3. Определение сульфат-ионов ……………………………….. стр. 8

2.4. Приготовление почвенной вытяжки ……………………….. стр. 8

2.5. Определение карбонатов ……………………………………. стр. 8

2.6. Определение цветности воды ………………………………. стр. 8

2.7. Определение прозрачности воды …………………………. стр. 9

Результаты исследований ………………………………………… стр. 9

Список литературы ………………………………………………. стр. 11

Существуют водоемы разных типов: реки, озера, моря, пруды. Все они чем-то похожи, а чем-то отличаются друг от друга. На территории республики Калмыкия находится большое количество озер. Самое крупное из них – озеро Маныч-Гудило, но есть и множество мелких озер. На территории Калмыкии с жарким климатом и малым количеством осадков озера могут пересыхать или очень сильно мелеть.

На территории нашего района находится Большое Яшалтинское озеро, в простонародье называемое Соленым, которое в летний период почти высыхает, а его берег покрывается белой коркой соли. Когда проезжаешь мимо, то в глаза бросается многокилометровая белая гладь. Дедушка мне рассказал, что в послевоенные годы здесь добывали соль для пищевых нужд.

Еще наше озеро славится своими целебными свойствами. Летом, проезжая мимо, можно увидеть, что на берегу находится много автомобилей с отдыхающими, которые обмазываются грязью. Если к озеру подойти ближе, то чувствуется неприятный специфический запах.

Соленое озеро является уникальным объектом нашего края, а сведений о нем мало, поэтому считаю тему своего исследования актуальной . А изучение воды, почвы, береговой растительности стало основой моей исследовательской работы.

Цель работы : исследование химического состава воды и почвенного грунта Большого Яшалтинского озера.

Изучить краеведческую и научную литературу;

Провести химический анализ по определению солей в воде и почвенном грунте;

Провести визуальное исследование прибрежной зоны озера и описать береговую растительность.

Методы исследования: наблюдение, химический эксперимент, визуальная оценка.

Объект исследования: вода и прибрежный грунт Соленого озера.

Теоретическое изучение проблемы

1 . 1 . Характеристика района исследования

Большое Яшалтинское озеро (также известно как Солёное озеро) — крупное солёное озеро в Яшалтинском районе Республики Калмыкия , расположенное между селами Березовское и Соленое . Площадь озера около 40 квадратных километров. Чаша озера достигает в длину до 8 км, а в ширину — до 5 км. Котловина озера представляет собой очень мелкую, почти плоскую, чашу. Озеро Большое Яшалтинское располагает достаточно большим запасом лечебных илово-сульфидных грязей . Подпитывается озеро путем вымывания дождевыми, талыми и грунтовыми водами морских грунтовых отложений. Озеро относится к Манычской группе водоемов реликтового /морского/ происхождения и привязано к широкой долине реки Западный Маныч (древний пропив между Каспием и Черным морем). Почвенный покров вокруг озера сложный: на севере, северо-востоке доминируют солонцы луговые, на востоке – солонцы каштановые в комплексе с каштановыми почвами, на юге, юго-западе – темнокаштановые карбонатные в комплексе с солонцами. Минерализация воды (по результатам проб) достигает 97,6 г/л (высокая). Жёсткость — 432 мг-экв/л. Класс воды хлоридный, группа натрий, тип второй.

Относится к Маныческой озерной группе, куда помимо Большого Яшалтинского входят озера Маныч-Гудило, Лопуховатое, Лебяжье, Малое Яшалтинское, Джама, Царык и др. Нестабильный гидрологический режим озера обусловливает значительные сезонные изменения минерализации и ионно-солевого состава озерной рапы . Минерализация колеблется от 72 г/дм3 в зимне-весенний период до 350—400 г/дм3 и более в летне-осенний. При этом ионный состав изменяется от сульфатно-хлоридного магниево-натриевого до хлоридного натриево-магниевого. Глубина озера варьирует в связи с различными погодными условиями: в весеннее время достигает 1,5-0,6 м, летом — 0,5-0,1 м, а к концу лета — начала осени часть озера пересыхает, покрываясь слоем самосадочной соли. Озеро подпитывается путем вымывания дождевыми, талыми и грунтовыми водами морских грунтовых отложений. Температура воды колеблется от 17°С весной до 36°С летом .

1.3. Рекреационный потенциал

Озеро по своим свойствам является уникальным. Озерная рапа и грязи озера имеют целебное значение. Согласно физико-химическому анализу грязи озера являются лечебными, слабосульфидными высокоминерализованными. На основании бальнеологического заключения Испытательного центра природных лечебных ресурсов Российского научного центра восстановительной медицины и курортологии лечебные грязи являются лечебными, иловыми, слабосульфитными, высокоминерализованными. Их бальнеологическая ценность обусловлена наличием сульфидов железа и большого количества водорастворимых солей, в том числе признанных терапевтически активными ( бишофит , бром и бор ), органические биостимуляторы ( липиды , витамины, ферменты, гормоны). Патогенная микрофлора отсутствует, загрязнение токсинами (тяжелыми металлами и радионуклидами) не наблюдается. Показаниями к наружному применению являются болезни нервной и костно-мышечной системы, болезни органов дыхания, болезни органов пищеварения, болезни мочеполовой системы и системы кровообращения.

1.4. Описание береговой растительности

Берега озер обильно покрыты растительностью. Наиболее распространен солерос ( лат. Salicornia ) семейство маревых. Это небольшое травянистое растение — типичный суккулент: стебли его толстые, сочные. Растение имеет своеобразный внешний вид и слегка напоминает хвощ. Главный стебель солероса прямостоячий, от него отходят попарно боковые ветви, которые дальше уже ветвятся слабо. Побеги солероса сочные, богатые водой. Если пожевать их, чувствуется, что они соленые на вкус. Развиваясь на сильно засоленной почве, растение вместе с почвенным раствором поглощает много солей, и они накапливаются в его тканях.

Солерос — один из самых типичных галофитов (солелюбов). Он представляет самое выносливое растение по отношению к соли: на сильных солончаках, покрытых густым слоем соли, солерос развивается обильно; никакое другое растение не может выдержать такой концентрации солей. Из золы солероса добывали соду. Местное названия солец-трава, солонец. Подобно многим другим обитателям солончаков, солерос развивается очень медленно. Весной солерос едва начинает свое развитие. Цветет он в самую жаркую пору — с июня до сентября. Растение не погибает до самой зимы, оставаясь все время сочным, свежим. Меняется только его окраска — с зеленой на ярко-красную. (Приложение 1. Фото 1)

Полынь горькая ( Artemisia absinthium ) — травянистое многолетнее растение из семейства сложноцветных с очень сильным ароматическим запахом.

Стебли достигают до 1 м длины, ребристые, кверху ветвистые. Стебель и листья шелковисто-серо-войлочные. Прикорневые и нижние стеблевые листья на не длинных слегка крылатых черешках, дважды раздельно-перистые с вторичными дольками, еще раз надрезанными. Верхние – менее разрезные, а ближе к цветкам только тройчатые и даже простые, линейные.

Цветочные корзинки мелкие (около 2 мм), поникшие, собраны в верхней части стебля развесистой метелкой, сидят в пазухах линейных верхушечных листьев. Все цветки очень мелкие, трубчатые; внутренние – обоеполые, а краевые – женские. Ложе соцветия волосистое между цветками. Цветет в июле-августе. (Приложение 1. Фото 2)

Типчак или овсяница валисская ( Festuca valesiaca ) – многолетнее травянистое пастбищно-кормовое растение семейства Злаки ( Poaceae )

Произрастает в умеренном климате Евразии от Центральной Европы на западе до Китая на востоке и от Польши на севере до Пакистана на юге. Растет в лесостепях, степях и полупустынях. В России растет повсеместно по степям.

Многолетний сизый от воскового налета злак высотой 10-50 см с большим количеством укороченных вегетативных побегов. Стебли тонкие, прямостоячие, гладкие или вверху слабошероховатые. Листья извилистые, нитевидные, заметно короче стебля, сильно шероховатые.

Соцветие — метёлка 2—5(8) см длиной, сжатая, во время цветения раскидистая с короткими веточками. Нижняя цветковая чешуя 2,8—4,7 мм длиной. В европейской части России цветёт в мае—июне. Колоски длиной 6—8 мм с прямой остью . Семена продолговатой формы, длиной 8—12 мм, соломенно-жёлтого цвета. В европейской части России плодоносит в июне—июле. (Приложение 1. Фото 3)

Тонконог сизый ( Kaorelia glauca ) – многолетнее травянистое растение семейства Злаковые ( Poaceae ). Многолетнее растение , короткокорневищное, плотнокустовое, серовато-зелёное, высотой до 50 см. Основание стебля луковицеобразно утолщённое благодаря большому числу влагалищ отмерших листьев. Стебель и влагалища листьев опушены короткими волосками. Корни имеют чехлики. Соцветие — плотная цилиндрическая метёлка . Колоски двух-трёхцветковые на коротких опушённых веточках. Колосковые и цветковые чешуи опушены короткими волосками, между жилками редко, по жилкам гуще. Колосковые чешуи туповатые, нижняя почти вдвое уже верхней. Плод — зерновка . Цветение в июне, плодоношение в июле. (Приложение 1. Фото 4)

Мятлик луковичный ( Poa bulbosa )- многолетнее растение семейства Злаки ( Poaceae ). Многолетнее травянистое растение высотой 10-50 см, серовато-зеленое, с тонкими неглубокими корнями, образующее небольшие густые дернины. Стебли голые, тонкие, гладкие, в нижней части луковицеобразно расширенные за счет утолщения прикорневых листьев. Листья узколинейные, заостренные, преимущественно прикорневые.

Соцветие – продолговатая метелка с короткими шершавыми веточками, из которых нижние распологаются по 2-3. колоски продолговато-яйцевидные, из 4-7 цветков, зеленоватые или фиолетовые. Вместо колосков часто образуются маленькие луковички.

Цветет в апреле – июне. Растет в степях, на сухих песчаных лугах и берегах рек, склонах, пастбищах. Обладает большой полиморфностью (существование особей с различными по строению формами) и высокой приспосабляемостью к условиям окружающей среды. Живородящее – размножается луковичками, которые образуются вместо колосков.

Ценное пастбищное растение. (Приложение 1. Фото 5)

Практическое подтверждение исследуемой проблемы

Объекты и методы исследований

Объектом исследования в данной работе является вода и почвенный грунт береговой зоны Солёного озёра Яшалтинского района. Было проведено визуальное обследование, дана оценка санитарного состояния береговой зоны, определены органолептические и химические показатели воды, получена почвенная вытяжка и определены соли.

рН воды и почвенной вытяжки определяется с помощью универсального индикатора. В воду опустили полоску индикатора. Через 2-3 минуты определили цвет на белом фоне. Сравнили со шкалой и определили рН. рН равна 7,2. (Приложение 2. Фото 1.)

2.2. Определение хлорид – ионов .

К 5мл воды добавили раствор нитрата серебра ( AgNO ₃ ). Появление белого осадка или творожистых хлопьев свидетельствует о наличии хлорид — ионов. Чем интенсивнее осадок, тем больше концентрация ионов хлора в воде. 5мл. почвенной вытяжки разбавить дистиллированной водой до 10мл. Добавить раствор нитрата серебра ( AgNO ₃ ), наблюдать образование белого осадка Ag + + CL — = Ag CL ↓ (Приложение 2. Фото 2., Фото 3. )

2.3. Определение сульфат – ионов .

К 5 мл воды добавили раствор Ва CL ₂ . Если образуется белый молочный осадок, то в воде присутствуют сульфат — ионы Ва 2+ + SO ₄ 2- = В aSO ₄ ↓ (Приложение 2. Фото 4 – 5.)

2.4. Приготовление почвенной вытяжки.

Для приготовления водной вытяжки достаточно 20 г воздушно – сухой просеянной почвы. Почву помещали в колбу на 100 мл, добавляли 50 мл дистиллированной воды и взбалтывали в течение 5–10 минут, а затем фильтровали. (Приложение 2. Фото 6.)

2.5. Определение карбонатов.

Поместить в фарфоровую чашку навеску массой 1г и добавить 2-3 капли соляной кислоты. Отметить интенсивность вскипания. (Приложение 2. Фото 7.)

2.6. Определение цветности воды.

Заполнить пробирку водой до высоты 10 – 12 см. Определить цветность воды, рассматривая пробирку сверху на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном или искусственном). Отметить наиболее подходящий оттенок из таблицы. (Приложение 2. Фото 8)

2.7. Определение прозрачности воды.

При определении прозрачности пользуются высоким стеклянным цилиндром с прозрачным стеклянным дном. Цилиндр устанавливается дном на четкий печатный текст (размер шрифта 12-13) и в него наливается вода из водоема до тех пор, пока текст не перестанет быть читаемым. Измеряют величину водного столба (в см.) и считают его относительным показателем прозрачности воды. (Приложение 2. Фото 9.)

Результаты исследований представлены в таблице.

Из данных таблицы следует, что вода содержит взвешенные частицы ила, прозрачность слабая. Цвет воды сероватый, среда слабощелочная. В воде и почвенной вытяжке обнаружено большое количество растворенных солей: хлоридов, сульфатов и карбонатов.

Солёное озеро – уникальный природный объект Яшалтинского района Республики Калмыкия.

1. Проведенные исследования показали, что вода Солёного озера и донный грунт насыщен большим количеством поваренной соли и сульфатов. В настоящее время добыча поваренной соли для пищевых целей в районе не производится, но донный грунт можно использовать для приготовления лечебных грязей.

2.Соленое озеро очень мелкое (глубина не более 0,5 м), полностью пересыхает в засушливый период, не пригодно для купания, но все озера этой группы, без исключения, выполняют эстетические функции, служат местом отдыха туристов.

3.На основании собранного материала и проведенных исследований экологического состояния прибрежной зоны Большого Яшалтинского озера, можно сделать следующие выводы:

экологическое состояние удовлетворительное;

обследуемый водоём не испытывает сильных антропогенных нагрузок;

береговая растительность травянистая, характерны: солерос, полынь горькая, типчак, тонконог, мятлик.

Наблюдения за изменениями в состоянии водоёмов очень важны для всего общества и для каждого человека в отдельности. Осознание ограниченности природных ресурсов и необходимости грамотного, бережливого отношения к нашей планете должно стать основой мировоззрения будущего поколения жителей Земли.

Свою работу думаю продолжить, так как меня заинтересовало влияние грязей на организм человека, а еще за время моего исследования я обнаружила мелких ракообразных, что меня очень удивило. Но это уже тема для следующей исследовательской работы…

источник

Воды озер, как и другие природные воды, характеризуются различным химическим составом и разной степенью минерализации.

По составу солей (по преобладающему аниону) воды озер подразделяют на три класса: гидрокарбонатные и карбонатные, сульфатные, хлоридные. В каждом классе по преобладающему катиону выделяют три группы: кальциевая, магниевая и натриевая. В распределении озер по химическому составу прослеживается географическая зональность, обусловленная условиями увлажнения.

По степени минерализации озера подразделяются на пресные (S менее 1 ‰), солоноватые (1-24,7‰), соленые (24,7-47‰) и минеральные (более 47‰) (например, Байкал – 0,1‰, Каспийское – 12-13‰, Большое Соленое – 137-300‰, Мертвое море 260-270‰, в отдельные годы до 310‰). Степень минерализации озер может быть различной в разных частях: пониженной соленостью отличаются те части озера, в которые впадают реки. Так, в бессточном озере Балхаш, расположенном в аридной зоне, в западной части, куда впадает река Или, вода пресная, а в восточной части, которая соединяется с западной лишь узким ( 4 км ) неглубоким проливом, вода солоноватая. При перенасыщении озер из рассола – рапы соли начинают выпадать в осадок, происходит их кристаллизация. Такие минеральные озера называют самосадочными, часто они представляют собой емкости, уже почти заполненные кристаллической солью (например, Эльтон, Баскунчак). Минеральные озера, в которых откладываются пластичные тонкодисперсные илы, известны как грязевые (например, лечебные водоемы близ Евпатории и др.).

Существует зональная термическая классификация пресных озер, разработанная Ф. Форелем. В ней выделены три типа озер: полярные, умеренные и тропические – в зависимости от длительности периода с температурой выше или ниже +4 °С, что отражается на вертикальной циркуляции воды в озере. Впоследствии дополнительно были выделены еще два типа озер – субполярные и субтропические, а в тропическом типе намечены два подтипа: влажных и сухих тропиков.

Озера жаркого теплового пояса – тропические – характеризуются температурой поверхности 20-30 °С весь год, причем с глубиной она постепенно снижается. Такое распределение температуры по вертикали называется прямой термической стратификацией. Зимой в связи с понижением температуры воды на поверхности наблюдается сезонная циркуляция, более четкая в сухих тропиках, нежели во влажных. Озера холодного теплового пояса – полярные – весь год обладают температурой поверхности ниже +4 °С. Большую часть года они замерзшие, и температура с глубиной повышается. Такое распределение температуры по вертикали называется обратной термической стратификацией. Период циркуляции один – летом. Озера умеренного теплового пояса – умеренные – имеют температуру поверхности выше +4 °С летом, ниже +4 °С зимой. Они обладают переменной стратификацией по сезонам года: летом прямой, зимой обратной. Весной и осенью наступают такие моменты, когда температура по вертикали одинаковая – +4°С на разных глубинах. Явление постоянства температуры по вертикали называется гомотермией (весенней и осенней).

а. — изменение температуры пресных озер с глубиной по сезонам года;

б. — вертикальные термические зоны озер умеренного климатического пояса летом

Годовой термический цикл в озерах умеренного пояса разделяется на четыре периода: весеннее нагревание (от 0 до +4 °С) осуществляется благодаря конвективному перемешиванию; летнее нагревание (от +4 °С до максимальной температуры) – путем молекулярной теплопроводности; осеннее охлаждение (от максимальной температуры до +4 °С) – путем конвективного перемешивания; зимнее охлаждение (от +4 до 0°С) – вновь путем молекулярной теплопроводности. Таким образом, в умеренных озерах два периода циркуляции – весной и осенью.

В зимнем периоде замерзающих озер выделяются те же три фазы, что и у рек: замерзание, ледостав, вскрытие. Процесс образования и таяния льда у озер схож с реками. Небольшие мелкие озера замерзают раньше рек, большие глубокие – позже. Но и те и другие озера на 2-3 недели дольше покрыты льдом, чем реки региона, и вскрываются позже их. Термический режим соленых озер напоминает режим океанов и морей.

Озера, особенно крупные, оказывают смягчающее влияние на климат прилегающих территорий: зимой там теплее, летом прохладнее. Так, на береговых метеостанциях у озера Байкал температура зимой на 8-10°С выше, а летом на 6-8 °С ниже, чем на станциях, находящихся вне влияния этого озера. Влажность воздуха близ озера больше из-за повышенного испарения.

Любушкина С.Г. Общее землеведение : Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. «География» / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов; Под ред. А.В. Чернова. — М.: Просвещение, 2004. — 288 с.

источник

В настоящее время проблемы экологии по значимости выходят на первое место. Окружающая среда подвержена интенсивному антропогенному воздействию. Природные источники пресной воды испытывают огромную нагрузку со стороны человека, поэтому необходимо следить за чистотой воды в них. Мониторинг за чистотой воды систематически осуществляется в основном на крупных водоемах, поэтому актуальной задачей становится изучение средних и малых водоемов [1].

Целью исследования явилось изучение некоторых химических показателей трёх озер Бирского района Республики Башкортостан для выявления степени антропогенной нагрузки.

Материалы и методы исследования

В работе приводится сравнительный анализ некоторых аналитических показателей проб воды озер Подворное, Долгое и Широкое Бирского района Республики Башкортостан.

Анализ проводился в соответствии с «СанПиН 2.1.5.980-00. 2.1.5. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные правила и нормы» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 22.06.2000) (с изм. От 04.02.2011) [2]. Исследованы следующие показатели качества воды: органолептическая оценка; солевой состав (минерализация, общая жесткость); тяжелые металлы (железо, цинк, кадмий, марганец, медь, свинец); радиологические показатели; микробиологические показатели (термотолерантные колиформные бактерии, общие колиформные бактерии, общее микробное число).

Исследования проб воды проводились на базе аналитической лаборатории «Центр лабораторного анализа и технических измерений по Приволжскому федеральному округу» (филиал «ЦЛАТИ по Республики Башкортостан» ФГУ «ЦЛАТИ по ПФО»).

Отбор проб проведен в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» [3].

Водородный показатель определялся потенциометрическим методом в соответствии с ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 — Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений рН в водах потенциометрическим методом (СанПиН 2.1.5.980-00. 2.1.5.).

Общая минерализация определялась гравиметрическим методом в соответствии с ПНД Ф 14.1:2:4.261-10.

Измерение концентраций токсичных металлов проводили методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией согласно ПНД Ф 14.1:2:4.140-98. Содержание марганца определяли методом фотометрии в соответствии с ПНД Ф 14.1:2.61-96.

Радиологические показатели рассчитаны согласно МР 2.6.1.0064-12.2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Радиационный контроль питьевой воды методом радиохимического анализа.

Используемые методики измерения допущены для целей государственного экологического контроля.

Результаты и их обсуждение

Территория Республики Башкортостан расположена в пределах бассейнов рек Волги, Урала и Оби [4]. Водные ресурсы республики складываются из количества воды, поступающей из сопредельных территорий (Челябинской, Пермской, Свердловской, Оренбургской областей и Республики Татарстан), а также ресурсов, формирующихся в пределах самой республики.

В целом республика менее обеспечена водными ресурсами, чем Российская Федерация.

Важной составной частью водных ресурсов являются поверхностные воды; а среди последних – воды озёр.

В республике насчитывается около 2000 озер, из них 75% расположены в западных равнинных районах, остальные, главным образом, в Башкирском Зауралье. Озер с площадью зеркала от 22 до 2 км2 всего 20, в том числе в бассейне р. Волги – 4, в бассейне р. Урала – 15 и в бассейне р. Оби – 1.

В Бирском районе Республики Башкортостан озёр со значительной площадью зеркала нет, поэтому для обеспечения хозяйственно-бытовых нужд населения большое значение приобретают средние и небольшие озёра; эколого-химический анализ воды таких озёр является актуальным.

Выпускная квалификационная работа Д.М. Ляпунова посвящена интересной, яркой и одновременно весьма непростой теме – спецпереселенцы на Урале. Нельзя сказать, что она была обделена вниманием исследователей. В той или иной степени ее касались правоведы, историки и архивисты, публиковавшие как результаты исследований отдельные выдержки нормативно-правового характера, так и аналитические труды. Однако остались мало изученными весьма важные, а нередко и принципиальные вопросы, характеризующие систему спецпоселений на территории Уральского региона и в частности БАССР. Поэтому актуальность данной работы не вызывает сомнения. Убедительно обоснован выбор хронологических и территориальных рамок исследования и ясно охарактеризована изученность темы.

Цель выпускной квалификационной работы заключается в комплексном исследовании жизни и деятельности спецпереселенцев на Урале в 1920-30-ые (с.8).

Поставленные задачи логичны и вытекают из поставленной цели. Это 1) характетика состояния и степени изученности темы; 2) изучение этапов появления и дальнейшего развития пенитенциарной политики; 3) выявление особенностей дислокации, размещения спецконтингента и спецпереселенцев на Урале и сопредельных территориях; 4) изучение и анализ нормативно-правовой базы, жилищно-бытовых условий и демографической ситуации в среде спецпереселенцев.

Основные положения работы Ляпунова Д.М. были представлены для обсуждения в виде докладов на Всероссийских и региональных научных конференциях и симпозиумах, а также в 3 публикациях автора.

Структура работы состоит из трех глав, введения, заключения, списка источников и литературы.

Во Введении обосновывается актуальность темы, новизна исследования, кратко характеризуются источники (с.3-10), формулируется цель и задачи работы.

Глава I «Историографический и источниковедческий обзор проблемы исследования» состоит из одного раздела. Основное внимание автор уделяет исследованиям, источникам, преимущественно относящимся к последнему десятилетию ХХ века. Детально проанализированы основные работы ученых, касавшихся этой темы и их подход к изучению становления и развиия пенитенциарной системы как на всей терриротии, так и на Урале, БАССР. Д.М.Ляпунов проанализировал работы практически всех специалистов, которые в той или иной степени занимались изучением этого вопроса.

В этот раздел можно было включить анализ исследований А.Б.Суслова, а так же Р.С.Бикметова, поскольку в них рассматриваются категории, получившие название «спецконтингент», проживающих на территории Пермского края и Кемеровской области. Это было бы логично, поскольку Пермский край (ранее Молотовская область) входили в ведомство Уральского НКВД.

Глава II«Спецконтингент и укрепление пенитенциарной системы». Очень интересная и детально проработанная часть дипломной работы. Автор дал свое понимание понятию «спецпереселенцы» и «спецконтингент», и сделал попытку реконструировать причины появления мест заключения в крае (первый параграф). « Появление исправительно-трудовых лагерей в крае». Предложенные определения нужно признать удачными. Стоило бы в данном случае только дополнить их ссылками на уже имеющиеся определения, в частности в правоведческих дисциплинах. Использование в работе универсального собирательного термина «спецконтингент» не исключает и их дифференциации, что убедительно аргументировано Д.М.Ляпуновым (с.20).

Отметим выдвинутый выпускником в этом разделе тезис о необходимости появления мест заключения в крае и повсеместно (с.20). Это очень важный факт, имеющий весьма важные следствия. Вероятно, именно в этом мог заключаться механизм общественной трансформации и начинаться процесс «лагеризации» как по всей территории Советской России, так и на других территориях, о чем очень подробно пишет Д.М. Ляпунов в дальнейшем.

Во втором параграфе « Спецконтингент (спецпереселенцы) и принудительный труд» предлагается систематизация исследуемого материала с точки зрения экономической эффективности и рентабельности содержания спецконтингента в колониях, лагерях, поселениях. В данном параграфе речь идет о второстепенной роли мест заключения, извлекая из различных категорий, относящихся к «спецконтингенту» экономическую выгоду при дешевизне рабочей силы и скудости ее снабжения.

В целом, в завершении этого параграфа хотелось бы увидеть заключительный сюжет об экономической выгоде содержания спецконтингента на территории БАССР.

Безусловной находкой автора является выявление техники исторического реконструирования.

Глава III « Правовое положение и условия содержания спецконтингента (спецпереселенцев)» начинается с раздела о правовом положении некоторых категорий спецконтингента (спецпереселенцы, заключенные исправительно-трудовых колоний) (параграф первый). Без сомнения это весомый раздел дипломной работы, где на основе источников нормативно-правового характера автор рассматривает правовое положение. Выделяется второй параграф этой главы – «Социально-бытовые условия спецпереселенцев». Здесь в результате сравнительного анализа протоколов заседаний и статистических справочников автор дает полное представление о месте расселения, бытовых условиях, медицинском обслуживании, образовании (С. 41). Обширный круг источников позволяет представить тяжелое положение спецпереселенцев.

Третий параграф «Трудовой поток: рождаемость, смертность в лагерях (поселениях) системы исправительно-трудовых лагерей» рассматривает демографическую ситуацию, уровень заболеваемости, рождаемости и смертности (С.51-52). В заключении автор, подводит итоги исследования, кратко излагает полученные результаты с выходом на исторические обобщения. Стоит подчеркнуть, что исследование Д.М.Ляпунова отличается скрупулезностью и тщательностью, и это дало возможность получить важные, значимые результаты. Вместе с тем нужно отметить и ряд недостатков.

В качестве общего замечания отметим недостаточную разработку терминологии, вследствие чего появились непонятные и, как представляется, идентичные определения, такие как, например, «спецконтингент», «спецпереселенцы» (с.18, 29, 35, ). Разница в этих понятиях не объяснена, поскольку в связке используется союз «и».

Немаловажным дополнением выпускной квалификационной работы могли бы стать ицы и диаграммы, размещенные в Приложении, отражающие и раскрывающие материл, содержащийся в «третьем параграфе» этой же главы.

Высказанные замечания нисколько не умаляют качества и научной значимости проведенного Д.М.Ляпуновым исследования. Часть их может быть устранена при дальнейшей разработке.

Представленная для защиты выпускная квалификационная работа является законченной научно-исследовательской работой, заслуживает высокой оценки и соответствует требованиям, предъявляемым к выпускникам.

Озера Подворное, Долгое и Широкое расположены в пределах Прибельской увалисто-волнистой равнины, в зоне Северной лесостепи, в самом теплом, незначительно засушливом агроклиматическом регионе Башкирии. Они находятся в низовье реки Белой (рисунок).

Подворное (Айбашевское) озеро расположено в Бирском районе около села Березовка. Озеро называется Подворным, так как его месторасположение оказывается под горой под дворами. Озеро считается рекреационным местом (местом отдыха людей).

Озеро Подворное имеет протяженность 1,5 километра и среднюю ширину 70 метров. Есть сток в реку Белая, но в летную жару он пересыхает. Озеро обновляется во время весеннего разлива реки Белой. Озеро достаточно заселено разнообразными организмами [5].

Структура работы состоит из трех глав, введения, заключения, списка источников и литературы.

Безусловной находкой автора является выявление техники исторического реконструирования.

Ближайшим населенным пунктом озёр Долгое и Широкое является село Старобазаново. Длина озера Долгое примерно 750 метров, а ширина 40 метров. Длина озера Широкое примерно 500 метров, а ширина 170 метров. Вода в озерах обновляется за счет весеннего разлива реки Белой. Во время разлива в озера попадает рыба и другие организмы, обитающие в реке Белая. Озера достаточно часто посещаются людьми с целью отдыха и рыбной ловли.

Озера Долгое и Широкое расположены на расстоянии 60 метров друг от друга, озеро Подворное находится в 5 километрах от них.

Все исследуемые водоемы расположены вдали от промышленных предприятий и автомагистралей. Однако на прилегающей территории озера Подворное, на возвышении имеются пахотные угодья и населенный пункт, что делает вероятным механическое, химическое и бактериальное загрязнение вод.

На прилегающей территории озер Долгое и Широкое производится выпас крупного рогатого скота, животные заходят в воду на водопой, что повышает вероятность загрязнения воды механическими и биологическими загрязняющими веществами.

Расположение озёр на снимке со спутника

Результаты исследований проб воды свидетельствуют, что вода благополучна по температуре и органолептическим показателям.

По термическому режиму озёра относятся к умеренным – с чередованием в течение года прямой и обратной термической стратификации. Наблюдается понижение температуры воды с глубиной, вследствие этого можно предположить, что на дне озер есть родники. Замеры толщины льда в начале ледостава составляют в среднем 5-6 см (ноябрь). Средняя толщина зимнего льда — около 30 см (декабрь).

Значения мутности и цветности воды озер Подворное и Широкое ниже значений СанПин для питьевой воды (таблица 1) [6]. Показатели мутности (1.9 мг/дм3) и цветности (20 градусов цветности) проб воды озера Долгое выше, чем в других исследуемых водоемах. Показатель цветности коррелирует с повышенным содержанием ионов железа (III). Значение мутности, вероятно, связано с наличием нерастворимых соединений ионов железа (оксиды и гидроксиды железа).

Результаты исследований органолептических показателей указывают на отсутствие гнилостных процессов, «зацветания» и затухания воды.

источник