Розчинені гази і рівень рН

Формування газового складу вод водосховищ відбувається під впливом багатьох факторів, таких як вітрове перемішування і ціркуляція водних мас, фізико-хімічні і біологічні процеси, взаємодія води з грунтами, життєдіяльність водних організмів, утворення органічної речовини, господарська діяльність. Інтенсивність впливу цих факторів різна у різні пори року. В теплий період року і на початку літа основним процесом є фотосинтез рослинних організмів, який збагачує воду розчиненим киснем. У другій половині літа переважають процеси окиснення, які знижують вміст О₂ і збільшують концентрацію СО₂.

Розчинений кисень є одним з важливих гідрохімічних показників інтенсивності окисно-відновних біохімічних процесів.

У перші роки існування водосховища найбільший вплив на газовий режим мають процеси розкладу рослинності, окиснення органічних речовин. При цьому витрачається велика кількість О₂, що призводить до недостатку кисню у придонних шарах (вміст О₂ близький нуля). Поверхневий шар води постійно збагачується киснем і його вміст досягає 23,5 мг/л (290% насичення).

На вміст в воді розчиненого СО₂ впливають процеси фотосинтеза та інші біохімічні процеси. Обіднення води СО₂ спостерігається влітку при підвищенні температури. Максимальні значення концентрації СО₂ відмічені в зимовий період.

Значення рН змінюються при зміні вмісту СО₂ і залежать від стану карбонатної рівноваги. Максимальні значення рН (до 9,7) характерні для літа, мінімальні (до 7,0) – для зими.

Найбільш несприятливий газовий режим в водосховищах Дніпра створюється в маловодні пори року (влітку), за рахунок заморних умов, які виникають при тихій погоді, високих температурах повітря і води, розвитку біологічного життя.

У придонних шарах води відбувається накопичення СО₂ до 5-10 мг/л, іноді й до 20-45 мг/л. При цьому рівень рН знижується до 7,4. В поверхневих шарах – рівень рН підвищується до 8,8-9,7, а концентрація СО₂ знижується практично до нуля. Встановлюється вертикальна стратифікація вмісту О₂, СО₂ і рН.

Ранньою весною і пізньою осінню внаслідок доброго вітрового перемішування, не значної ролі фотосинтезу стратифікація О₂, СО₂ і рівня рН частіше не спостерігається. Насичення води киснем в цей період становить близько 100%.

У період льодоставу в Київському, Канівському, Кременчуцькому водосховищах спостерігається гострий дефіцит кисню (20-30% насичення), концентрація СО₂ має максимальне річне значення – до 50-70 мг/л, а рівень рН не перевищує 7-7,2. У добре проточних Дніпродзержинському, Запорізькому і Каховському водосховищах кількість СО₂ не перевищує 20-25 мг/л.

На режим газового складу (О₂ і СО₂) впливає також зміна біомаси синє-зелених та інших водоростей – “цвітіння” води, що визвано порушенням екологічної рівноваги в водоймі, підвищенням концентрації азоту і фосфору, слабким водообміном, значним прогрівом води, дефіцитом кисню. Звичайно цей процес відбувається у перші 3-4 роки експлуатації водосховища. У цілому дослідження газового режиму [2] свідчать, що в останні роки у водосховищах дніпровського каскаду спостерігається тенденція зниження “цвітіння”.

Формування складу вод водосховищ залежить від розвитку процесів самоочищення. Під самоочищенням розуміють сукупність усіх природних процесів у забруднених водах, які направлені на відновлення початкових властивостей і складу води. Процесам самоочищення сприяють седиментація (опадонакопичення), розбавлення і розкладання органічної речовини. Однак специфіка водного режиму водосховища (як відстійника) призводить до накопичення в них забруднюючих речовин. На процеси самоочищення суттєвий вплив має теплове забруднення, пов¢язане з надходженням теплообмінних вод АЕС і ТЕС.

Дата добавления: 2014-01-04