Кислород гиполимниона

Как только в гиполимнионе исчезает кислород, там снова начинаются превращения с участием анаэробных микроорганизмов. Первичные продукты брожения используются для восстановления нитрата и сульфата. Основная масса сероводорода образуется при восстановлении [c.507]

Описаны методы для предупреждения или устранения термального расслоения водохранилищ. В одном случае интересы рыбного хозяйства потребовали охлаждения, погружения и удобрения эпилимниона, для чего вода гиполимниона озера была перекачана на поверхность [7]. В другом случае для увеличения содержания растворенного в гиполимнионе кислорода на дно озера подавался сжатый воздух [8—11]. [c.306]

Содержание кислорода в гиполимнионе летом [c.424]

Со временем выветривание и поверхностный сток обогащают воду биогенными элементами, первичная и вторичная продуктивность растет, на дне накапливаются органические и неорганические осадки, и озеро мелеет. Прозрачность воды снижается, а гиполимнион (см. рис. 10.29) может в определенные сезоны лишаться кислорода. [c.424]

Для озерной экосистемы все это имеет важные последствия, в частности затрудняет снабжение гиполимниона кислородом. [c.426]

К периодическим колебаниям содержания кислорода, взвешенных и растворенных в воде веществ. Они вызывают турбулентную диффузию в зоне гиполимниона и способствуют обмену веществ между глубинными водами и водами побережий. На эту сторону явления обращали внимание Л. Т ерг, Д. Хатчинсон, Г. Р. Фиш и др. [c.357]

В тропических озерах в течение длительного периода устойчивой стратификации запасы кислорода в гиполимнионе могут быть полностью исчерпаны. Если в этот момент под влиянием ветра или других причин произойдет смешение поверхностных и глубинных вод, [c.382]

Олиготрофные озера содержат малое количество биогенных элементов, в результате они бедны планктоном. Обычно это глубокие, со слаборазвитыми литоралью и прибрежной растительностью водоемы. Температура воды в гиполимнионе низкая. Отличаются большой прозрачностью и зеленовато-голубоватыми оттенками воды. Вода насыщена кислородом (у дна не менее 60—70%), поэтому органические остатки интенсивно минерализуются и донные отложения бедны ими. Условия для развития животных благоприятны на всех глубинах. К олиготрофным озерам относятся многие горные озера, водосборы которых сложены кристаллическими породами, озера с преобладанием на водосборе песчаных почв, с маломощными четвертичными отложениями. [c.388]

Природа экосистемы столь сложна, что путем простого обследования часто оказывается невозможным оценить будущие тенденции в изменении ее трофического статуса. Здесь-то как раз и нужны модели, чтобы с их помощью попытаться предсказать пути, по которым она будет развиваться. В п. 6.4 обсуждаются некоторые из этих моделей. Выбор параметров здесь зависит от предназначения последних (модели могут создаваться для предсказания концентрации кислорода в гиполимнионе, скоростей размножения фитопланктона и т. д.). Результаты расчетов часто зависят от выбора значений нескольких констант скоростей процессов в модельной экосистеме. Как уже отмечалось выше, этот процесс настройки может ограничить применимость созданной модели, поскольку последняя оказывается специализированной для конкретного климатического режима или конкретного озера. [c.30]

В большинстве озер сульфатный ион (по концентрации) занимает второе или третье место, среди растворенных анионов. Сульфаты попадают в озера по больщей части с дождями, а также в результате растворения донных пород. Этот ион используется в питательных целях как автотрофными, так и гетеротрофными серобактериями. Он идет на образование аминокислот и выделяется аэробными и анаэробными бактериями соответственно в окисленной форме или в виде НгЗ. Выделение в ходе анаэробного разложения сероуглерода в слое гиполимниона и уменьшение в последнем концентрации растворенного кислорода представляют собой процессы, ответственные за общее ухудшение качества воды. Сероуглерод в растворенном состоянии ведет себя как слабая кислота. Уровень его концентрации в воде отчасти регулируется растворимостью сернистого железа. На рис. 6.9 представлены кривые, отражающие взаимосвязь между концентрациями ионов Ре + и молекул Нг5 при различных значениях pH. [c.193]

В щелочной и окислительной средах соединения железа осаждаются при pH, равном 7,5—7,7, осаждается гидрат окиси железа Ре(ОН)з. Из сказанного следует, что железо в растворенном состоянии характерно для вод от кислых до нейтральных, обедненных кислородом, с восстановительно-окислительным потенциалом от 0,3 до 0,2. Такие воды в свою очередь характерны для эвтрофных озер в области гиполимниона. Однако увеличение концентрации растворенного кислорода в придонных слоях вследствие перемешивания приводит к окислению железа и его последующему осаждению. [c.197]

В современных условиях бурного развития сельскохозяйственного и промышленного производства и роста населения усиливается влияние антропогенного фактора на формирование режима вод озер и отложений в них. Многие ученые (см. работы Л. Л. Россолимо) обращают внимание на внезапные типологические изменения озер, вызванные антропогенным евтрофированием. Главными признаками евтрофирования первоначально олиготрофного озера являются резкое обогащение фитопланктоном до сильного цветения сине-зеленых водорослей и соответственно повышение уровня продукционно-биологических процессов изменение газового режима (обеднение кислородом гиполимниона и появление сероводорода) уменьшение прозрачности накопление сапропеля (см. 199) и др. Основная причина евтрофирования озер (по существу, вторичного загрязнения) — это повышенное поступление в них фосфора и азота. Источником вторичного загрязнения озер являются сбросы сточных вод, эрозия почв, сток воды с полей при высоких нормах внесения [c.388]

Температура стратификации в водохранилищах и озерах оказывает непосредственное влияние на качество воды, используемой для водоснабжения. Летом вода, забираемая с поверхности озер, имеет более высокую температуру и может содержать водоросли, которые вызывают закупорку фильтров и обусловливают появление привкуса и неприятного запаха. Более холодная застойная вода в гиполимнионе может быть лишена растворенного кислорода и содержать большое количество углекислого газа и продуктов анаэробных процессов, например сероводород, органические соединения, имеющие неприятный запах, или восстановленное железо. Обычно во время стратификации слои, расположенные несколько ниже термоклайна, дают воду удовлетворительного качества. В зимний период предпочтительнее использовать воду, находящуюся ближе к поверхности, так как качество воды, расположенной возле дна, может быть плохим из-за ее контакта с загнивающими органическими веществами. Вследствие изменений, происходящих в толще воды, необходимо иметь водоприемник с впускными окнами на различных глубинах, чтобы можно было забирать воду из наиболее желательного горизонта. При весенней и осенней циркуляции вода перемешивается, что приводит к рассеиванию любых загрязняющих веществ по всей толще воды. В связи с этим может возникнуть необходимость усилить контроль над вкусом и запахом воды прн ее очистке, особенно осенью, когда загнивающие водоросли и анаэробные придонные слои воды перемещиваются со всей водой водоема. [c.110]

Схема на рис. 5.6 показывает, какое влияние оказывает на большое озеро чрезмерное насыщение его вод питательными веществами. Даже относительно небольшое разрастание водорослей может привести к накоплению вдоль подветренной береговой линии значительного количества разлагающейся пены. Неприятный запах разлагающихся водорослей может переноситься ветром на большие расстояния. Интенсивный рост водорослей в освещаемом солнцем эпилимнионе может распространиться и на гиполимнион, состоящий из слоев темной и застойной воды в период пратификации озера. Бактериальное разложение водорослей и органических донных отложений истощает запасы растворенного кислорода в [c.128]

Хотя единственным эффективным средством предотвращения эвтрофикации или даже восстановления качества воды является контроль над поступлением питательных веществ, применяются некоторые временные меры для уменьшения неприятных свойств эвтрофицированных озер и водохранилищ, включающие искусственное перемешивание воды, сбор растений и водорослей, химический контроль и промывку русла. Искусственная дестратификация путем перекачивания холодной воды со дна на поверхность оказалась эффективной для улучшения качества воды в резервуарах, предназначенных для водоснабжения. Перемешивание содействует поступлению растворенного кислорода в гиполимнион и понижению температуры эпилимниона. Последнее, по-видимому, вызывает сдвиг популяций водорослей от менее желательных сине-зеленых, обычно придающих воде неприятные привкусы и запахи, к зеленым водорослям, не столь вредным. В озерах, где потеря растворенного кислорода в гиполимнионе представляет серьезную проблему во время температурной стратификации, вместо перекачки можно использовать аэрацию нижележащих слоев воды. Один из распространенных способов заключается в укладке перфорированной трубы на дно для подачи и диффундирования сжатого воздуха. [c.132]

На примере голомиктического озера можно описать биологические процессы, которые приводят к летнему расслоению и продолжаются несколько месяцев. В пронизанном лучами света эпилимнионе фитопланктон (диатомеи, жгутиковые, зеленые водоросли, цианобактерии) продуцирует биомассу. Обычно из окружающей среды в озеро поступает дополнительный органический материал. Часть этого органического вещества, в особенности частицы, содержащие целлюлозу, опускается на дно озера и разлагается. В начальной аэробной стадии разложения расходуется кислород, и на дне создаются анаэробные условия. В результате анаэробного распада образуются органические продукты брожения Н2, НдЗ, СН4 и СО2. Поскольку конвекции не происходит, эти продукты поступают из донных отложений в толщу воды очень медленно. Один только метан-главный продукт анаэробной цепи питания в донных осадках - выделяется в виде пузырьков газа. На своем пути к поверхности водоема часть метана переходит в раствор и окисляется использующими этот газ аэробными бактериями. Быстрое потребление кислорода в гиполимнионе обусловлено ускоренным распределением метана и ростом метанокисляющих бактерий. В конце концов во всем гиполимнионе создаются анаэробные условия. [c.507]

Рис. 6. Корреляция между концентрациями нитрата, фосфора и кислорода, растворенных в эвтрофических озерах. Данные о. Констанца (а) 24] 03. Цюрих (б) [5] во время летнего застоя и оз. Норрвикен(в) 5] во время зимнего застоя. Представлены результаты исследования проб, отобранных на различных глубинах в разное время для корреляции с растворенным кислородом были рассмотрены только данные из гиполимниона. Р и N удалялись из воды (фотосинтез в эпилим-нионе) и выделялись (дыхание в гиполимнионе) в воду в постоянном соотношении. Следовательно, различие в [Р] и [N] является результатом нарушения равновесия между фотосинтезом и дыханием. Когда почти весь [Р] удаляется, вода еще содержит значительное количество [N1 следовательно, в этих озерах Р — главный фактор, регулирующий продуктивность.

Как видно, эти источники обогащают кислородом прежде всего эпилимнион. Оксигенация гл бинных слоев зависит от диффузии сверху и перемещивания воды во время сильного волнения. Последнее более характерно для зимнего сезона. Таким образом, при установлении летней стратификации жизнь в глубине озера зависит главным образом от образовавщегося к весне запаса кислорода в гиполимнионе. [c.426]

Питаясь детритом, редуценты, в основном бактерии, потребляют в процессе дыхания кислород. По исчерпании его в гиполимнионе начинают протекать анаэробные процессы. В нижних слоях и на дне водоема происходит восстановление сульфатов, нитратов, углекислоты с образованием низкомолекулярных жирных кислот, метана, водорода, сероводорода, аммония, которые легко мигрируют из донных отложений в толщу воды. У верхней границы анаэробной зоны водоема в хемоклине они окисляются хемосинтезирующими бактериями. Метан окисляется аэробными метано-кисляющими бактериями. Водоросли потребляют биогенные элементы, замыкая круговорот элементов в экосистеме водоема. Поток органического вещества в эвтрофных пресных озерах составляет около 5 мг/л в день, а в олиготрофных - не более 0,1 мг/л. [c.98]

В стратифицированных водоемах в хемоклине у верхней границы гиполимниона создаются аноксигенные условия и всегда наблюдается максимальная концентрация литоавтотрофных хемосинтезирующих бактерий. Используя энергию окисления восстановленных неорганических продуктов распада органического вещества, таких, как водород, метан, сероводород, аммоний, а также восстановленных форм железа, они усваивают углерод углекислоты и синтезируют биополимеры клетки. Ниже верхней границы гиполимниона при благоприятных условиях бурно развиваются анаэробные фототрофные бактерии, главным образом несерные пурпурные, которые тяготеют к нижним горизонтам кислородных вод, и пурпурные серобактерии, тяготеющие к верхним горизонтам сероводородных зон, Еще глубже при более высоких концентрациях H2S и полном отсутствии кислорода обитают анаэробные зеленые серобактерии. Образующаяся пурпурными бактериями в процессе фотосинтеза элементарная сера и сульфаты используются сульфатредукторами. Продукция биомассы бактерий в этих слоях достигает 0,3 г/м в сутки, а их общая биомасса - до 3 г/м . В слое интенсивного хемосинтеза у верхней границы бескислородной зоны всегда скапливается значительное количество зоопланктона. [c.111]

Зимой, при ледоставе, приток кислорода становится ничтожным. К концу зимы содержание его уменьшается как в эпилимнионе, так и в особенности в нижних слоях озера. Интенсивное потребление кислорода в гиполимнионе может привести к полному его уничто- [c.381]

Пелагиаль с профундалью. В пелагиали глубоких озер размещение планктона подчиняется вертикальной зональности. Верхний слой (эпилимнион) является зоной фотосинтеза — зоной богатого развития фото- и зоопланктона. В слое металимниона в развитии планктона значительное место занимают бактерии. В нижнем слое — гиполимнионе — поселяются нетребовательные к кислороду планктонные формы (веслоногие рачки и протозои). [c.385]

Биотическая часть этой модели кроме суммарного фитопланктона и зоопланктона содержит еще гетеротрофные бактерии и простей-щие. Гвдрохимическую часть модели составляют органический углерод, растворенные формы органического и минерального фосфора, фосфор в детрите, минеральный азот и метаболизированное, содержащее углерод вещество. Кроме того, в число переменных модели включен кислород. Все озеро (Леонов и др., 1991) разбито на 8 частей, на которые оно подразделялось ранее (Антропогенное эвтрофирование..., 1982) при изучении процессов эвтрофирования. Каждая часть разделена на эпилимнион и гиполимнион. Обмен веществом между ячейками осуществлялся только за счет адвекции. Для этого использовалась система течений, построенная по результатам расчетов течений по диагностическим моделям (Филатов, 1991). Это более реалистичная система течений, чем в модели В. В. Меншуткина и О. Н. Воробьевой (1987). Верификация модели показала удовлетворительное совпадение результатов расчетов с данными наблюдений (Леонов и др., 1991, табл. 5, 6). Модель, как утверждают ее авторы, можно использовать практически без существенной корректировки значений параметров для исследования экосистем водоемов, различающихся по своим хими-ко-биологическим свойствам. Это является несомненным достоинством модели. [c.197]

Использование уравнений турбулентной диффузии для описания переноса рассматриваемых в модели субстанций достаточно обосновано только для растворенных в воде неорганического фосфора и неорганического азота, а также для растворенного в воде кислорода. Применение этих уравнений для фитопланктона, а тем более для зоопланктона, требует специальных оговорок. Поскольку фитопланктон считается гидродинамически неЙ1ральным, то вполне обоснованно допускать его перенос течениями. Включение же в уравнение для фитопланктона диффузионного члена может привести к завышенным значениям концентрации фитопланктона в гиполимнионе. Поэтому в уравнении для фитопланктона (6.2.1) коэффициенты V v , и задаются существенно меньшими, чем в уравнениях (6.2.5)—(6.2.7). Зоопланктон нельзя считать гидродинамически нейтральным, так как он имеет собственную динамику в воде — суточные вертикальные миграции. Поэтому применение уравнения (6.2.2) для него в достаточной мере условно. Тем не менее использование этого уравнения в работах В. В. Астраханцева и коллег (Астраханцев и др., 1992 Astrakhantsev et al., 1996) позволило достаточно адекватно воспроизвести как общую биомассу зоопланктона, так и характер его распределения по акватории. Здесь уместно отметить, что вычислительные алгоритмы, реализации модели, позволяют приравнивать коэффициенты v , v , и в (6.2.2) к нулю. [c.199]

Важной характеристикой уровня трофии водоема служит содержание растворенного в воде кислорода. Согласно результатам исследования кислородного режима озера (Ладожское озеро..., 1992, с. 235—239), наименьшее относительное содержание (в %) кислорода отмечалось в гиполимнионе IV зоны озера в весенний период 1982 г. Оно составило 68 %, что соответствует мини- [c.225]

Реакция экосистемы водоема может быть определена по изменению таких индикаторных характеристик состояния экосистемы, как изменение первичной продукции за год, изменение концентрации растворенного в воде кислорода (особенно в гиполимнионе). Эти показатели относятся к наиболее существенным для определения трофического статуса водоема (Eutrophi ation of Waters, 1982). Степень загрязненности акватории озера может быть различной для различных участков. Так, во время развитого термобара речные и сточные воды оказываются сосредоточенными в пределах прибрежий. Для отдельных участков акватории может быть введена шкала загрязненности (слабое, сильное, критическое), основанная на задании признаков и количественных границ (Пути совершенствования..., 1990). [c.324]

Последствий культурной эвтрофикации может быть много в зависимости от целей, для которых используется вода из водохранилища (см., например, работу [522]). С водохранилищами для снабжения водой, содержащими больщие количества фитопланктона, возникают трудности в связи с забивкой фильтров в отводящих каналах и очистных сооружениях. К тому же некоторые виды планктона в определенных температурных условиях выделяют токсины. Например, было показано, что Mi ro ystis в условиях субтропических озер ведет себя именно таким образом. Поскольку в эвтрофированном озере образуются большие количества детрита, гиполимнион скорее всего становится аноксемическим (см. главу 5) и, как следствие, воды, отводимые потребителю с больших глубин, могут быть лишены растворенного кислорода, но содержат в значительных количествах восстановленные газы. По этой же причине спуск аноксемических вод из водохранилища, Предназначенного для регулирования рек, может оказаться фатальным для рыбных сообществ в низовьях. [c.29]

Таким образом, термоклин служит своеобразным барьером для переноса РК между эпилимнионом и гиполимнионом. Следовательно, в летний период источники кислорода оказываются ограниченными областью эпилимниона. Кислород поступает в озеро либо по механизму поверхностной абсорбции, либо в результате фвтосинтеза в эвфотической зоне. В гиполимнионе источники кислорода полностью отсутствуют, но имеются каналы интенсивного стока за счет аэробного разложения взвешенного органического [c.161]

Спрзгс [510] отмечает, что на первых порах имитационные расчеты по этой модели приводили к чрезвычайно быстрому истощению кислорода в гиполимнионе. Было высказано предположение,, что этот результат обусловлен включением в модель в качестве каналов стока кислорода как БПК, так и От (см. рис. 5.5). Член БПК является мерой количества Растворенного oJИ aничe кoro вещества (РОВ) в водном столбе (и, следовательно, мерой трёбуё- мого а разложение РОВ кислорода). Но в то же время часть РОВ оказывалась включенной и в член Ог. Последний невозможно [c.166]

Хиггинс и Ким [227] использовали модель с упрощенной формой резервуара при попытке осуществить имитационные расчеты КРК в вытекающей из околодонного спускного отверстия воде гиполимниона (см. также п. 7.2). Авторы приняли, что 1) распределение кислорода по водоему равномерно (форма водоема приведена на рис. 5.7) 2) приточные и отточные мощности равны [c.166]

Гливич и Ковалчевский [186] отмечают, что индексы, включающие такой критерий, как хлорофилл-а, могут быть хорошими индикаторами трофического статуса слоя эпилимниона, однако они не применимы для адекватной трофической характеристики озера в целом. Более приемлемым критерием (особенно в случае слабо-стратифицированных больших озер) может оказаться уровень потребления растворенного кислорода в гиполимнионе. Эти авторы для оценки состояния эпилимниона использовали индекс Карлсона [68], основанный на оценке глубины видимости белого диска (SDI), параметризация которого через XSD была приведена выше (см. группу соотношений (6.100)). Для характеристики же трофического состояния гиполимниона они применили индекс дефицита кислорода (ODI) [c.234]

Рис. 6.33. Временнь1е вариации индексов трофического состояния по белому диску (SDI), вычисленному из средних летних значений глубины видимости белого диска, (а) и дефициту кислорода (ODI), вычисленному из средних значений абсолютного дефицита кислорода в гиполимнионе, (б) [186].

Справочник химика 21

Химия и химическая технология