Основні іони та солоність води

Основні іони. Основний іонний склад води відкритої частини Азовського моря характеризується малою кількістю іонів хлору і натрію та підвищеним вмістом переважаючих іонів вод су­ші - кальцію, гідрокарбонатів і сульфатів.

В Азовському морі виділяється чотири райони, в яких може спо­стерігатись своєрідний режим головних іонів: передзатоковий район Керченської затоки, присивашський район, Таганрозька затока і при­гирлова область р. Кубань.

У районі Керченської протоки відбувається змішування двох близь­ких за типами вод Азовського і Чорного морів, тому у разі зміни за­гальної мінералізації не відбувається різкої зміни іон­ного складу змішаної води.

У присивашському районі також змішуються води, близькі за своїм складом; крім того, надходження вод із Сиваша незначне. Тому змі­шування азовських вод з сивашськими помітної зміни іонного складу в цьому районі не може дати.

У Таганрозькій затоці зовсім інакше відбувається змішування азов­ської води з водою Дону. Тут зустрічаються два різних типи вод: мор­ська (азовська) хлоридно-натрієва вода з мінералізацією 11-12 ‰ і характерним морським співвідношенням іонів:

Сl> SО> НСО₃^-; Nа⁺>Мg²⁺>Са²⁺

та річкова гідрокарбонатно-кальцієва вода середньої мінералізації 0,42‰ з іонним складом:

НСО₃^- > SО > Сl; Са²⁺ > Мg²⁺ > Nа⁺.

У вузькій мілководній затоці ці два типи вод змішуються. Тут до­статньо чітко проявляються всі перехідні стадії іонних співвідношень від типово річкових до морських.

У зимовий період в Азовському морі спостерігається висока соло­ність води.

Навесні на режимі солоності починають впливати річковий стік в море, танення снігу, зміна загальних гідрометеорологічних умов. По всій акваторії моря солоність навесні становить близько 11 ‰, біля входу в Таганрозьку затоку - 10 ‰. Влітку до липня продовжується зниження солоності води завдяки розпріснюючому впливу річкового стоку.

Восени в Азовському морі солоність підвищується і досягає най­більшого рівня - до 13 ‰ в центральній і західній частинах відкритого моря.

Спостерігається і багаторічна зміна солоності води Азовського моря.

Розчинені гази і рН.

Кисень. Режим вмісту кисню за часом визна­чається гідрометеорологічними і гідробіологічними умовами в басейні Азовського моря.

В ре­жимі кисню в Азовському морі відмічаються певні відміни за сезона­ми року. Навесні як абсолютний вміст кисню, так і насичення його відносно великі. У період весняного прогрівання водних мас у відкритій частині моря можна спостерігати чітку залежність між температурою води і вмістом кисню. У літній період не спостерігається зворотного зв'язку між темпе­ратурою води і вмістом кисню по вертикалі, як це буває навесні.

Восени розподіл кисню в Азовському морі достатньо рівномірний. Різниця насичення поверхневих і глибинних шарів становить 12 %. Внаслідок осіннього перемішування водних мас відбувається деяке вирівнювання концентрацій кисню із збільшенням глибини.

Взимку концентрації кисню, коли поверхня моря відкрита, найвищі (9-9,5 мг/л).

Незначне насичення вод Азовського моря вільною вуглекислотою пов'язане з інтенсивним розвитком процесів фотосинтезу в морітаенергійним вітровим перемішуванням всієї товщі води, яке пере­шкоджає нагромадженню СО₂ у придонних шарах.

Значення рН. Навесні характерні високі значення рН у центрі Та­ганрозької затоки із їх зниженням у сторону моря.

Влітку у відкритій частині моря рН на поверхні в середньому змі­нюється в межах 8,22-8,48, а в Таганрозькій затоці - 8,42-8,65.

Восени відмічаються майже однакові значення рН у морі і Таган­розькій затоці. Від весни і літа до осені відбувається деяке підвищення рН у від­критому морі. Взимку рН води знижується і розподіляється порівняно рівномірно.

Біогенні елементи та органічні речовини.

Азовське море належить до водойм з високою кормовою і промисловою продуктивністю. Це є наслідком того, що у море надходить із стоком річок великий об'єм поживних речовин, а також великої інтенсивності життєдіяльних про­цесів у морі. До числа таких поживних речовин належать сполуки азоту, фосфору і кремнію.

Амонійний азот. Вміст NН, як і інших біогенних речовин, тісно по­в'язаний з об'ємом берегового стоку. Талі і паводкові води змивають з суші і несуть у море велику кількість розчиненого амонійного азоту і завислих мінеральних та органічних часток. Органічні речовини дон­них відкладів, розкладаючись в анаеробних умовах, дають велику кількість аміаку.

Характерним для Азовського моря є наявність у ньому великої кількості NН. Найчастіше глибоководні моря мають порівняно неве­ликі його кількості, які не перевищують 100-130 мг/м³; у той час як у Азовському морі вміст NНдоходить інколи до 800 мг/м³. Середні значення NНдля Азовського моря - 72 мг/м³, для Таганрозької за­токи 98 і для невеликої ділянки поблизу гирла Дону 161 мг/м³. Навесні концентрації NНнеоднакові в окремих районах моря. Влітку спостерігається певне зменшення концентрацій NНпо всій акваторії моря (70-100 мг/м³).

Зимою відмічається підвищений вміст NН (250 мг/м³) у районі поблизу р. Дон. При цьому середні величини становлять 75-85 мг/м³ у морі і 160-170 мг/м³ - у Таганрозькій затоці.

Нітрити. Азовське море, як і інші моря, відрізняється малим вмістом нітритної форми азоту. Вміст нітритів різний у різких районах.

Навесні вміст нітритного азоту малий. Мінімальні концентрації припадають на квітень. У відкритому морі часто NОзнижуються до аналітичного нуля. Мінімальний вміст припадає на квітень, незважа­ючи на початок припливу паводкових вод і значний винос нітритів донською водою, який досягає біля м. Азова 22,8 мг/м³. Влітку кількість NОзалишається надзвичайно низькою (0,4-0,7 мг/м³).

Восени вміст нітритів у морі підвищується, за винятком східної частини Таганрозької затоки, при скороченні виносу їх з Дону. Середній вміст NОу відкритій частині моря становить 2,9 мг/м³, у Таганрозькій затоці - 6,6 мг/м³.

Узимку вміст NОу відкритій частині моря знижується, але зали­шається високим порівняно з весняними і літніми концентраціями. У морі концентрації NОв середньому становлять 1,8 мг/м³, у Таган­розькій затоці – 0,5 і поблизу гирла р. Дон - 0,3 мг/м³. Розподіл нітритів по вертикалі характеризується підвищеним їх вмістом на по­верхні.

Нітрати. Навесні в Азовському морі разом з прогріванням води відбува­ється інтенсивний розвиток фітопланктону, який споживає нітратний азот. Зимове нагромадження і великий винос NОіз стоком р.Дону часто споживаються повністю, знижуючи вміст їх до аналітичного нуля.

Для весни характерний підвищений вміст NОу центрі моря (12,5 мг/м³) і зниження біля берегів (8,1 мг/м³). Це може бути викликано більш інтенсивним розвитком фітопланктону в прибережнихво­дах внаслідок кращого прогрівання.

Влітку концентрація нітратів у Азовському морі дещо знижується порівняно з весною. Як і навесні, зберігаються райони, де нітратів немає зовсім. Середній вміст NОморі становить до 10 мг/м³. У Та­ганрозькій затоці підвищується вміст NОвздовжпо осі затоки догирла р. Дон.

На початку осені зберігаються низькі концентрації в морі. У жовтні і особливо листопаді значно зростає вміст нітратів і в морі (від 10до56,4 мг/м³), і в Таганрозькій затоці (від 60,7 до 185,4 мг/м³) за раху­нок осіннього перемішування.

Взимку відбувається дальше нагромадження нітратів,зумовлененасамперед скороченням життєдіяльності організмів у морі і спожи­вання ними NО. Внаслідок значного виносу нітратів р. Дон у зимовий періодна поверхні NОчастішебуває більше, ніж біля дна.

Фосфати. В Азовському морі вміст фосфатів та їх сезонні зміни залежать від ряду чинників, найважливішими серед яких є: біогенний стік річок Дону і Кубані, інтенсивність обміну між грунтом і водною масою, а та­кож внутрішній кругообіг фосфатів у морі. Середня концентрація РОв Азовському морі становить 10,5 мг/м³, у Таганрозькій затоці - 21,7, а поблизу гирла р. Дон - 30,6 мг/м³, поблизу гирла р. Кубань - 27 мг/м³.

Органічні речовини. Для оцінки вмісту органічних речовин у Азов­ському морі використовується метод визначення перманганатної окисності (мг/л).

Основними чинниками, які визначають формування режиму орга­нічних речовин в Азовському морі, є: стік річок Дону і Кубані, які ви­носять велику кількість органічних речовин. Середні величини окисностізасезонами в Азов­ському морі на поверхні мають мінімальне значення (2,59 мг/л) літом, а максимальне значення (3,75 мг/л) зимою, у дна мінімальне значення (2,51 мг/л) весною і літом, а максимальне значення (2,98 мг/л) зимою. Таганрозька затока має на поверхні мінімальне значення (2,71 мг/л мг/л) восени, максимальне значення (3,20) весною.

Екологічні проблеми. Після створення на р. Дон Цимлянського гідровузла (1952) гідрологічний, а також гідрохімічний режими Азов­ського моря почали змінюватися. Після зарегулювання розподіл стоку протягом року став рівномірнішим, скоротилось весняне водопілля у пониззях р.Дон. Поряд з цим будівництво зрошувальних систем у басейні Кубані та Дону зменшило загальний приплив прісних вод у море на 14 км³ і відповідно знизило стік біогенних елементів.

Зменшення весняного стоку і розливів у заплавах Дону та Кубані погіршило умови розмноження цінних видів риб, які приходять сюди на нерест. Зниження сумарного прісного стоку призвело до зменшен­ня кількості поживних солей, особливо фосфору, які потрібні для роз­витку водоростей планктону. Їх продукція зменшилась у середньому на 14 % порівняно з періодом природного режиму. Поряд з цим збіль­шився приплив чорноморської води і дещо підвищилась солоність, що викликало ряд змін у співвідношенні видів і груп планктону моря. При осолоненні з 10 до 14 ‰, яке поширюється від Керченської протоки на північний схід, організми, що проживають у воді з меншою солоністю, почали переміщуватись до Таганрозької затоки і їх спільність стала зменшуватись.

Таким чином, середня маса рослинного і тваринного планктону і відповідно його продукція скоротились порівняно з періодом до зарегулювання стоку на 30-35 %. Якщо осолонення моря буде продов­жуватись і надалі, то треба чекати подальшого зниження біомаси фіто- і зоопланктону.

Мінеральні ресурси Азовського моря представлені насамперед хімічною сировиною Сиваша. Загальні запаси солей у ньому оціню­ються в 190 млн т, а середній їх вміст у воді 12-14 %. У їх складі пе­реважає сіль NаСl - 77-79 % загальної суми, MgСl - 9-10, MgSO- 6-7, КСl - 2, MgВr - 0,2 %. Вміст кальцію карбонату і сульфату - Са(НСО₃)₂ і СаSО₄ - змінюється в межах 4-6 %.

Окрім проблеми осолонення Азовського моря за рахунок зміни водного балансу гостро стоїть проблема забруднення його стічними водами промисловості і сільського господарства, наприклад,тако­го великого промислового центру, як м. Маріуполь, а також сільсько­господарських угідь у пониззі р. Кубань, де інтенсивно використову­ються отрутохімікати.

Запитання для самоконтролю

1. Поняття про хімічну рівновагу моря (океану).

2. Які основні закономірності формування хімічного складу води Чорного моря?

3. Дайте загальну характеристику хімічного складу води Азовського моря.

10 Взаємозв¢язок хімічного складу різних типів природних вод

Під взаємозв¢язком хімічного складу вод суші розуміють вплив природних вод різних типів на формування гідрохімічного режиму кожного з них. Кількісно оцінити цей взаємозв¢язок можна на підставі розрахунку балансу розчинених у природних водах речовин, які потрібно генетично виділити з сукупності їх у природних водах. Такі розрахунки здійснені у дослідженнях В.І.Пелешенка.

Закономірності розподілу основних іонів, які надійшли в річкові води з атмосферними опадами, із-за вилуговування порід, з підземними водами і водами місцевого стоку, узагальнені у вигляді карт [2] і наводяться у табл.10.1.

Дата добавления: 2014-01-04