Гидрохимические показатели

Активная реакция среды (pH) или концентрация свободных водородных ионов обуславливается нахождением в ней ионов водорода (Н⁺) и гидроксильных групп (ОН^-), количество которых в основном зависит от соотношения свободной углекислоты и бикарбонатов (кислых солей).

Жизненные процессы у большинства водных организмов осуществляется нормально при нейтральной или слабощелочной реакции воды.

В кислой среде минерализация органических остатков ослабевает и снижается фотосинтетическая деятельность организмов, в результате при обилии органических веществ водоем становится малопродуктивным. В кислой среде с гуминовыми веществами усвоение фосфора растениями затрудняется, повышенная кислотность способствует растворению и накоплению железа в воде, сказывается на интенсивности процессов обмена веществ у всех групп водных организмов.

Определенные нарушения жизненных процессов наблюдаются также при высокой щелочной реакции воды. Например, при рН выше 8 прекращается нормальное развитие эмбрионов сиговых рыб, при рН=9 и выше нарушается развитие некоторых водорослей.

Эти факты показывают, что активная реакция воды влияет на количественное развитие водных организмов, так и на их качественный состав.

Однако водные организмы, находясь под воздействием активной реакции воды, сами как бы создают себе среду путем воздействия на нее в результате осуществления жизненных функций. Два главнейших фактора этих процессов - кислород и углекислота - оказывают очень большое влияние на рН. Например, дыхание водных организмов, процессы разложения органических веществ способствуют увеличению в воде растворенной углекислоты и уменьшению растворенного кислорода, что приводит к понижению рН. В то же время процессы фотосинтеза снижают количество углекислоты в воде и ведут к накоплению кислорода и тем самым способствуют повышению рН.

В результате весьма сложных воздействий на величину рН активная реакция воды претерпевает весьма значительные изменения на протяжении суток, сезонов и года в целом, она зависит от типа водоема, состава населяющих его организмов, количества органических веществ, характера водосбора и т.д. (Котова, 1989).

Значения рН в исследованных нами пробах менялись от 7,2 до 8,3. реакция среды - слабо щелочная.

Органическое вещество в водах поверхностных водоемов обычно находится в трех состояниях: растворенном, коллоидном и взвешенном, оно участвует в химических и биохимических превращениях. Часть органического вещества приносится водами притоков, также смывается с береговой зоны и водосбора в целом паводковыми водами и ливневым стоком. Некоторая часть органических веществ выносится из водоемов вместе с током (Котова, 1989).

Об общем состоянии и количестве органического вещества судят по величинам бихроматной и перманганатной окисляемости. Перманганатная окисляемость позволяет судить о наличии в воде легкоразлагающихся (окисляющихся) органических веществах.

Во взятых в 2002 году пробах воды пруда Ботанического сада перманганатная окисляемость составляла 7,5 мг/л в мае и 13,8 мг/л в сентябре. Эти показатели являются наилучшим для создания благоприятных условий трансформации органического вещества в водоеме. В сентябре 2003 года зарегистрировано резкое увеличение показателей до 40,3 мг/л. Повышение перманганатной окисляемости говорит о возрастании количества легко окисляемых органических веществ. Водоем считается загрязненным, а величина его продуктивности снижена. Однако, учитывая, что окисляемость обусловлена целым комплексом других факторов среды, мы не можем однозначно судить о продуктивности водоема.

Общая жесткость - это природное свойство воды, обусловленное наличием в ней двухвалентных катионов (главным образом Са²⁺, Мg²⁺).

Жесткость воды в мае 2002 года и в течение всего сезона 2003 варьировала от 7,44 до 7,59 ммоль экв/л. Вода считается жесткой. Показатели не превышают нормативов, характерных для воды, не подвергшейся специальной обработке.

В сентябре 2002 года наблюдалось увеличение жесткости воды во всех пробах пруда: до 15,04 ммоль экв/л. Такую воду называют очень жесткой, не пригодной для питьевых и хозяйственных целей.

Железо, как составная часть хлорофилла и гемоглобина, имеет важнейшее значение в жизни растительных и животных организмов водной среды. Оно также входит в состав мышц, миоглобина, цитохромов, трансферринов и др. Недостаток Fe лимитирует развитие водорослей, а его высокие концентрации (более 1,5-2,0 мг/л) угнетают рост подводной растительности и развитие рыб (более 0,5 мг/л) (Котова, 1989).

В поверхностных водах железо (II) содержится в виде достаточно устойчивого гуминовокислого железа. Концентрация ионов Fe²⁺, Fe³⁺ в сентябрьских пробах составляла 0,0001 - 0,0045 мг/л и находилась в пределах нормативных показателей.

Газы в водную среду поступают как из атмосферы за счет диффузии, так и путем химико-биологических процессов, протекающих в самом водоеме. В частности, кислород поступает в водную толщу в результате процессов фотосинтеза надводной и подводной зеленой растительности и фитопланктона, осуществляющегося под действием солнечной энергии при ассимиляции углекислоты. Углекислота же образуется в результате дыхания всех водных организмов. Растворимость кислорода находится в прямой зависимости от температуры воды: чем она выше, тем ниже растворимость.

Количество растворенного кислорода по Винклеру варьировало от 8,9 до 19,4 мг/л. Количество кислорода заметно снижалось в сентябре 2002 года, что коррелировало с возрастанием перманганатной окисляемости.

Высокая растворимость хлоридов объясняет широкое распределение их во всех природных водах. В определенных нами пробах концентрация ионов Cl ^- колебалась от 34,6 до 36,5 мг/л и не превышала нормативов для поверхностных природных вод (приложение 1, рис.2-3).

Гидробиологические исследования