Гидрохимический режим озера.

Химический состав воды в озере Вадском неоднороден, т.к. содержание отдельных ингредиентов и их режим зависит от многих факторов, среди которых источники водного питания, характер водосборной территории, морфометрия водоёма, интенсивность и направленность биологических и химических процессов, происходящих в водоёме.

Озеро Вадское, возникшее в долине р. Вадок в результате слияния нескольких карстовых провалов, вытянуто по течению реки с запада на восток. Южный берег его низкий, частично заболоченный, северный несёт множество карстовых провалов и воронок. Средняя глубина в озере составляет 1.2-2.0 м. Дно водоёма покрыто толстым слоем ила песчанисто-известкового характера, содержащего кремнезём, известь, железо.

Вадское озеро питают реки Вадок и Ватьма.

Река Вадок – левый приток р. Пьяна – берёт начало в Арзамасском районе. В верхнем течении сравнительно многоводна. В среднем течёт узкой лентой. Это своеобразна, так называемая «ныряющая речка» (II,2).

Река Ватьма - правый приток р. Вадок. Её протяженность составляет 30 км.

Течёт река с юга на север и впадает в озеро Вадское на южной окраине села Вад. В маловодные годы река пересыхает.

Значительный приток воды в озеро идёт из карстовой воронки – воклины.

Сток озера в настоящее время осуществляется через плотину, оснащенную железобетонными шлюзами. Немаловажное значение в пополнении озера водой имеют и атмосферные осадки.

Постоянное поступление в озеро холодных подземных вод приводит к тому. Что температура воды в нём остаётся низкой даже в жаркие периоды лета. Плохая прогреваемость водной массы оказывает определённое влияние на формирование химического состава воды, кислородный режим, продукционно – деструкционные процессы и т.д.

Немаловажную роль в определении качества воды в водоёме играет водородный показатель (рН). От его величины зависят развитие и жизнедеятельность растений и животных организмов, т.к. концентрация водородных ионов не только определяет границы их распространения, но и влияет на характер обменных процессов. Активная реакция природных вод довольно устойчива, поскольку они, благодаря присутствию карбонатов, представляют собой сильно забуференные системы.

Кислород является мощным окислителем. Играет важную роль в формировании химического состава воды. Образуется он в результате процессов фотосинтеза, а расходуется на окисление органических веществ, дыхание организмов. Как сильный окислитель кислород играет важную санитарно – гигиеническую роль, способствуя минерализации органических остатков в водоёме.

В последние периоды на верхнем участке озера кислород отсутствует полностью, а в воде и грунте отмечается большое количество сероводорода, являющегося показателем сильного загрязнения и анаэробных условий. О его наличии можно судить по специфическому запаху. Наличие сероводорода и отсутствие кислорода приводит к образованию заморных зон в водоёме.

В связи с тем, что большие участки акватории озера подвержены зарастанию высшей водной растительностью, продуцирующей кислород, в конце весны и летом в период активных процессов фотосинтеза происходит обогащение озёрных вод кислородом.

Свободная углекислота является источником углерода для растительных организмов, увеличивает растворяющую способность воды и сама по себе источником ионов НСО и СО. Она образуется при разложении органических веществ, в процессе брожения, является продуктом обмена веществ в живых организмах, играет важную роль и в процессах фотосинтеза.

В озере Вадском двуокись углерода присутствует постоянно из-за большого количества находящихся на дне отмерших растений и животных организмов, которые в анаэробных условиях распадаются с выделением углекислоты.

В связи с карстовым происхождением озера, его ложе имеет большое количество ям и впадин, в которых циркуляция воды отсутствует. Эти ямы и впадины содержат значительное количество метана, образующегося главным образом, за счёт разложения клетчатки отмерших организмов. В больших количествах метан содержится в пузырьках газа, поднимающегося со дна водоёма.

Сероводород и метан ядовиты для многих организмов, поэтому присутствие их в водоёме приводит к тому, что там появляются зоны, практически лишенные жизни. [II,7]

Бактериопланктон озера Вадского.

Общая численность бактерий – важный показатель как степени трофии, так и качества воды водоема.

Биомасса бактерий – одна из составных частей продуцируемого водоемом живого вещества. К тому же, это важнейшая часть, которая обеспечивает круговорот веществ и является одним из основных источников питания для планктонных и бентосных беспозвоночных.

Распределение бактериопланктона по акватории озера отличается значительной неравномерностью, что свидетельствует о наличии в озере участков с различной концентрацией органических веществ и других компонентов, влияющих на развитие бактерий. Неоднородность распределения в значительной степени определяется морфологическими особенностями озера. В мелководных озерах главная роль в распределении принадлежит ветровому воздействию, т.е. сгонно-нагонным явлениям.

Минимальные и максимальные показатели численности и биомассы различались в 7 – 8 раз.

Наиболее высокие бактериальные величины отмечены летом. При этом максимум бактериальной численности выражен не столь четко. Более существенны различия по биомассе. Минимальные показатели во все периоды исследования отмечены в воде воклины.

В исследованных пробах преобладали палочковидные формы, что свойственно водам, богатым органическим веществом.

Среди множества экологических факторов, влияющих на развитие бактериальных процессов, особенно сильное влияние оказывают температура и наличие усвояемого микробным население органического вещества. При этом, в зависимости от климатических особенностей, наблюдается более или менее значительные колебания численности и биомассы в различные периоды вегетационного сезона.

Весенний уровень развития бактериопланктона характеризовался довольно высокими показателями. В целом по зеру средняя величина численности для этого периода составила 3.45 млн кл в 1 мл воды.

В пространственном отношении бактериальные показатели подвержены существенным колебаниям, причем максимальные величины в 3 – 4 раза превышали минимальные. Весной максимум в развитии бактерий наблюдался в открытой акватории озера выше воклины. Общее число бактерий в воде этого участка достигло 5.32 млн кл/мл, биомасса – 7.24 мг/л. Столь высокий уровень развития бактериопланктона в воде выше воклины обусловлен, вероятно, доминирующим воздействием полых вод р. Вадок, несущих органические вещества и микрофлору.

Установлено, что смешение речной и озерной воды в определенных объемах благоприятно влияет на развитие микрофлоры. Вероятно, это происходит за счет взаимообогащения вод питательными веществами. Повышение численности бактерий в зонах контакта вод наблюдали, например, в Онежском озере.

В период наиболее активно протекающих биологических процессов максимальные показатели численности биомассы наблюдались в правобережном участке озера у плотины (водослив). В оде этого участка число бактерий достигло 10.62 млн кл, биомасса – 21.16 мг/л, что превышало средние показатели для этого периода соответственно в 3.5 и 3.6 раза. Возможно, это явилось результатом внесения значительного количества навоза для закупорки щелей в правобережном шлюзе плотины. Бактериальные показатели в других участках озера были значительно ниже.

В р. Ватьма – правом притоке р. Вадок – бактериальные показатели также были меньше: численность в 3.8, биомасса в 4.9 раза.

Осенний уровень развития бактерий по показателю «численность» отличается от летнего несущественно.

В большинстве случаев отдельные участки озера по количеству бактерий различались не очень существенно. Наиболее значимы различия по показателю «биомасса». Самая высокая величина биомассы наблюдалась в левобережной части озера у водослива; она составила 4.95 мг/л. Минимальные величины бактериальных показателей, как и в предыдущие периоды, отмечены в воде воклины.

На основании установленных величин бактериальной численности, согласно эколого-санитарной классификации, качество воды разных участков озера изменялось в диапазоне оценок от чистой (2 класс качества) до грязной (5 класс качества).

Водоем загрязнен, о чем свидетельствует высокая численность бактерий и наличие сероводорода.

Микрофлора водоемов выполняет функцию первичного окисления или восстановления образующихся в водоеме или поступающих извне веществ. Конечные продукты этой переработки, если они протекают в аэробных условиях, менее токсичны, чем исходные.

На нормальную жизнедеятельность микрофлоры – основного агента самоочищения воды – влияют следующие факторы: температура воды, кислородный режим, наличие биогенов и условия их регенерации. Для быстрого окисления важно сочетание таких факторов как разбавление, перемешивание водных масс. Достаточное количество кислорода ускоряет процессы минерализации.

В аэробных условиях микроорганизмы энергично проводят полную минерализацию органических веществ. При недостатке кислорода органика, не успев разложиться в водной толще, частично накапливается в донных отложениях. В водоемах, где наблюдается дефицит кислорода у дна, органические вещества разлагаются в толще иловых отложений, главным образом в анаэробных условиях. При таком типе распада происходит лишь окислительно-восстановительная перестройка органических молекул, а также восстановление сульфатов, нитратов, углекислоты с образованием низкомолекулярных жирных кислот, метана, водорода, сероводорода.

Основным источником образования сероводорода в водоемах является процесс восстановления сульфатов сульфатвосстанавляющими бактериями. Процесс протекает в грунтах, где есть достаточное количество органических веществ и некоторое количество сульфатов. Для его протекания важны условия замедленного водообмена, которые способствуют формированию анаэробной зоны.

Карстовые озера, образовавшиеся в результате вымывания подземными водами гипсоносных пород, часто имеют глубинные воды, богатые сульфатами.

Процесс восстановления сульфатов особенно активно протекает в эвтрофированных водоемах. Где есть загрязнение, и является одним из самых неприятных его последствий. Развитие сульфатредукции постепенно приводит к гибели в водоеме населяющих его гидробионтов и этим подрывает его самоочистительную способность. Прогрессирующее загрязнение усиливает процессы образования сероводорода.

Скорость самоочищения зависит от климатических условий, гидрологии водоема, его морфометрии, а также от степени и характера загрязнения.

Наиболее трудный период – зима, когда озеро переходит на питание грунтовыми водами, разбавление их и аэрация снижаются, процессы биологического окисления замедляются, зоны загрязнения расширяются. Это может привести к увеличению числа бактерий.

Современное состояние экосистемы озера определяется в значительной степени интенсивностью поступления и регенерации биогенных элементов. С целью предотвращения деградации озера необходимо создать ускоренный режим проточности, т.к. относительная неподвижность водной среды способствует накоплению биогенных элементов и, как следствие, - интенсификации роста биомассы. Высокая биомасса в конечном итоге приводит к осаждению мертвой органики на ложе водоема, усиливает процессы илонакопления и обмеления, ухудшает санитарное состояние озера.[II,7]

Видовой состав и развитие фитопланктона

Одним из основных моментов, определяющих периодичность массового размножения, является присутствие в водоёме различных биогенов. Диатомовые биогены весьма требовательны к кремнию и железу, недостаток которых часто ограничивает их численность. Весной железа в воде озера относительно много, летом концентрация его падает, а к осени опять повышается, в соответствии с чем, меняется численность диатомовых.

Массовое появление зелёных водорослей наблюдается летом, когда железа становится мало, а солей азота в результате распада отмирающих организмов – много. Ещё позднее появляются синезелёные, менее требовательные к солям азота, чем зелёные. Запоздалое их появление обусловлено, с одной стороны, зимовкой в стадии спор, а с другой – большой чувствительностью к токсичному для них марганцу, который концентрируется в грунте и вовремя весенней циркуляции в заметной концентрации появляется в толще воды. Размножение синезелёных возможно только после установления прочной летней стагнации, когда вынос марганца в воду со дна водоёма прекращается.

Высшая водная растительность и фитопланктон как автотрофные фотосинтезирующие организмы являются конкурентами, т.к. те и другие нуждаются в свете, углекислоте, биогенных элементах. В разреженных популяциях водная растительность и фитопланктон могут развиваться и наращивать массу параллельно. Однако, при интенсивном зарастании наблюдается снижение количества видов фитопланктона в зарослях погруженных растений по сравнению с открытой частью водоёма, что объясняется недостатком света и нехваткой биогенов, активно потребляемых высшими водными растениями, значительными изменениями ионного состава водной среды, а также альгицидной активностью макрофитов.

Фитопланктон оз. Вадского играет большую роль в процессах самоочищения озера и формирования качества воды в условиях всё возрастающей антропогенной нагрузки.[II,7]

Дата добавления: 2015-08-17