Пространственно-временная изменчивость химического состава вод малых озер в современных условиях изменения окружающей среды

• Автор: Гашкина, Наталья Анатольевна
• Шифр специальности: 25.00.27
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 207 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Основные принципы исследований і

1.2. Отбор проб и определение химического состава вод

1.3. Контроль качества химических данных

ГЛАВА 2. ЗОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВ А ВОД

2.1. Основные факторы формирования химического состава вод

2.2. Особенности формирования химического состава вод озер природных зон

2.3. Комплексная оценка вклада основных факторов в формирование

химического состава вод
2.4. Оценка зональных различий и внутризональных вариаций химического состава вод
ГЛАВА 3. ЗОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАКИСЛЕННЯ ОЗЕР
3.1. Эмиссия и выпадения кислотообразующих веществ.
3.2. Характеристика условий, при которых происходит закисление вод 54 3.3 . Критерии закислення вод и их зональное распределение
3.4. Вклад основных факторов в механизм закислення вод.
3.5. Влияние кислотности вод на распределение металлов
3.6. Критические нагрузки и их превышения
ГЛАВА 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ПРОБЛЕМА ЭВТРОФИРОВАНИЯ
4.1. Условия, благоприятствующие эвтрофированию вод
4.2. Природные циклы биогенных элементов и их изменение под 84 влиянием человеческой деятельности
4.3. Особенности распределения биогенных элементов и 88 органического вещества
4.4. Дифференциация озер по трофическому статусу
4.5. Лимитирование продуктивности озер по основным биогенным элементам
4.6. Классификация озер в различных природных регионах

4.7. Влияние обогащения и обеднения вод биогенными элементами на
продуктивность озер и состояние экосистем
ГЛАВА 5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ СУШИ И ОСОБЕННОСТИ ИХ ВОДНОЙ МИГРАЦИИ
5.1. Техногенное рассеивание металлов
5.2. Зональные отличия и внутризональная вариабельность
5.3. Особенности водной миграции элементов
5.4. Формы нахождения элементов и их биологическая активность
5.5. К вопросу об оценке опасных уровней содержания
микроэлементов
ГЛАВА 6. ТЕНДЕНЦИИ ДОЛГОВРЕМЕННЫХ ИЗМЕНЕНИЙ
ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ВОД
6.1. Тенденции изменения химического состава вод в Европе и
Северной Америке
6.2. Восстановление озер
6.3. Тенденции долговременных изменений химического состава вод
на Кольском Севере
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
А ктуапыюспп> проблемы. Формирование химического состава вод определяется совокупностью физических, химических и биологических процессов, происходящих на водосборе и в самом водоеме, которые определяются климатическими, геологическими и другими параметрами. Антропогенный фактор в формировании химического состава вод в последние годы становится по значимости в один ряд с природными геохимическими и биологическими процессами. Человеческая деятельность привела к повышению в поверхностных водах суши содержания многих загрязняющих веществ. Преобразование водосборов, трансграничные потоки, атмосферные выпадения, индустриальные и хозбытовые прямые сбросы, неорганизованные стоки с селитибных территорий приводят к изменению геохимических циклов элементов в системе «водосбор-водоем», появлению токсичных компонентов в водной среде, эвтрофированию, закпсленшо, что в конечном итоге, ухудшает качество вод. В настоящее время редко можно встретить водные объекты, не подверженные прямым или косвенным антропогенным изменениям. Кроме этого, изменение качества атмосферных осадков приводит к изменению геохимии водосборной системы и природного потока элементов, что может приводить к преобразованиям качества водных ресурсов в пределах больших территорий.
Малые озера являются наиболее информативными объектами для выявления региональных и глобальных изменений окружающей среды. Химический состав вод малых озер (при отсутствии локальных источников загрязнения) более четко отражает зональную и региональную специфику условий его формирования, а также те глобальные антропогенные процессы, которые происходят в последнее время в поверхностных водах суши. Европейская часть России имеет выраженную зональность условии формирования качества вод, поэтому в каждой из зон развитие антропогенно-обусловленных процессов в водных системах имеет свою специфику и направленность. По данным исследования малых озер в мировой науке дается оценка долговременным изменениям, происходящим в регионах и на континентах [147, 171, 178]. Выявление долговременных тенденций изменения химического состава вод, обусловленных глобальными изменениями окружающей среды и климата, имеет чрезвычайно важное значение для прогноза состояния качества вод в современных условиях. До настоящего времени в России не проводились масштабные территориальные исследования малых озер. Поэтому актуальной проблемой исследований вод суши является изучение малых озер как индикаторов зональной специфики формирования качества вод, развития антропогенно-индуцированных процессов в водах суши различных природно-климатических зон, а также глобальных изменений окружающей среды, происходящих в современный период.

интенсивным выносом Fe, Мп и А1, а также обогащения вод рядом микроэлементов, включая их лабильные формы. Для эфтрофных озер (ТР>35мкг/л) характерна большая, чем в северной тайге, гумификация почв и как следствие интенсивная миграция Мп и Fe.
В геологическом строении южной тайги происходит переход от осадочновулканогенных, магматических и метаморфических пород щитов и кристаллических массивов (Кольский п-ов и Карелия) к осадочным породам платформенных чехлов, в частности локальная группа исследованных озер приурочена к заболоченным ландшафтам, в районе распространения карбонатной формации (каменноугольные отложения) в карбонатногалогенном и карбонатном структурно-формационном комплексе СФК, а по почвам - на границе подзолистых, подзолов иллювиально-гумусово-железистых и дерново-подзолистых, дерново-подзолистых железистых, в растительности преобладают еловые леса. Геохимический класс ландшафта кислый I рода с дефицитом N, Р, К, Са, Na, Со, Си, J и F.
По минерализации озера распределяются от ультрапресных до маломинерализованных. В ионной композиции происходят существенные изменения вследствие смены слагающих водосборы пород. По сравнению с озерами средней тайги (рисунок 2.1) увеличивается доля Са2* (с 20 до 26 %-экв) и Mg2+ (с 13 до 17 %-экв), Aik возрастает с 27 до 40 %-экв. На этом фоне уменьшаются относительные содержания практически отсутствующих в карбонатных породах Na+ (с 13 до 3 %-экв), К* (с 3 до 1 %-экв), CF (с 6 до 4 %-экв) и особенно SO42’ (с 11 до 4 %-экв). По химическому составу вод озера относятся к гидрокарбонатно-кальциевым II и III типов, хотя отмечено и наличие магниевого озера.
Отсутствие данных по содержанию бпогеных элементов не дает возможности судить о трофическом статусе озер. По содержанию кремния, максимальной степени заболоченности водосборов (таблица 2.2) п распределению микроэлементов, в котором доминирующее положение занимают Fe, А1 и Мп, косвенно можно заключить, что значимый вклад в формирование химического состава вод вносит поступление кислых болотных вод (в среднем pH вод озер 5.9), поэтому органическое вещество этих озер имеет гумусовую природу.
Зона смешанных и широколиственных лесов.
Условия формирования вод зоны смешанных лесов по физико-географическим условиям сходны с южной тайгой, но обследованные озера охватывают более разнообразную в геологическом отношении территорию: карбонатная формация (каменноугольные и девонские отложения) в карбонатно-галогенном и карбонатном СФК, песчанниковая, глинисто-песчанниковая (юрские и девонские) втеррпгенном СФК, угленосная (девонские) в угленосном и терригенном СФК. В растительности появляются широколиственные породы Геохимические