Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море)
Проведен анализ карбонатной системы вод р. Черной на основе данных экспедиционных исследований полученных с 2008 по 2011 г. Показаны сезонные изменения концентраций компонентов карбонатной системы, общего растворенного неорганического углерода и величины равновесного парциального углекислого газа в...
Saved in:
| Published in: | Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
|---|---|
| Date: | 2013 |
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Морський гідрофізичний інститут НАН України
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56976 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) / О.Г. Моисеенко, Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 407-411. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56976 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Моисеенко, О.Г. Хоружий, Д.С. Медведев, Е.В. 2014-03-01T16:50:03Z 2014-03-01T16:50:03Z 2013 Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) / О.Г. Моисеенко, Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 407-411. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 1726-9903 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56976 551.461:462.32(262.5) Проведен анализ карбонатной системы вод р. Черной на основе данных экспедиционных исследований полученных с 2008 по 2011 г. Показаны сезонные изменения концентраций компонентов карбонатной системы, общего растворенного неорганического углерода и величины равновесного парциального углекислого газа в водах реки и определены изменения их соотношений по руслу реки. Рассчитаны характеристики биогеохимического барьера р.Черная – б. Севастопольская. Проведено аналіз карбонатної системи вод р. Чорної на основі даних експедиційних досліджень отриманих з 2008 по 2011р. Відображені сезонні зміни концентрацій компонентів карбонатної системи, загально розчиненого неорганічного карбону та кількості рівноважного парціального вуглекислого газу в складі вод річки й визначені зміни їх співвідношень за руслом річки. Розраховані характеристики біогеохімічного бар'єра р. Чорна – б. Севастопольська. The analysis carbonate system river Chornaya water based on field survey data that was received in 2008-2011 years. Season changes of concentration of components carbon system and overall dissolved inorganic carbon, the value of partial carbon dioxide in river Chornaya water are shown; changes of their relations relative to the river channel are identified. Characteristics biogeochemistry barrier of river Chornaya – Sevastopolscaya bay are calculated. ru Морський гідрофізичний інститут НАН України Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) |
| spellingShingle |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) Моисеенко, О.Г. Хоружий, Д.С. Медведев, Е.В. Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря |
| title_short |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) |
| title_full |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) |
| title_fullStr |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) |
| title_full_unstemmed |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) |
| title_sort |
карбонатная система вод р. черной и зоны биогеохимического барьера р. черная – севастопольская бухта (черное море) |
| author |
Моисеенко, О.Г. Хоружий, Д.С. Медведев, Е.В. |
| author_facet |
Моисеенко, О.Г. Хоружий, Д.С. Медведев, Е.В. |
| topic |
Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря |
| topic_facet |
Взаимодействие геосфер в зоне сопряжения суши и моря |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу |
| publisher |
Морський гідрофізичний інститут НАН України |
| format |
Article |
| description |
Проведен анализ карбонатной системы вод р. Черной на основе данных экспедиционных исследований полученных с 2008 по 2011 г. Показаны сезонные изменения концентраций компонентов карбонатной системы, общего растворенного неорганического углерода и величины равновесного парциального углекислого газа в водах реки и определены изменения их соотношений по руслу реки. Рассчитаны характеристики биогеохимического барьера р.Черная – б. Севастопольская.
Проведено аналіз карбонатної системи вод р. Чорної на основі даних експедиційних досліджень отриманих з 2008 по 2011р. Відображені сезонні зміни концентрацій компонентів карбонатної системи, загально розчиненого неорганічного карбону та кількості рівноважного парціального вуглекислого газу в складі вод річки й визначені зміни їх співвідношень за руслом річки. Розраховані характеристики біогеохімічного бар'єра р. Чорна – б. Севастопольська.
The analysis carbonate system river Chornaya water based on field survey data that was received in 2008-2011 years. Season changes of concentration of components carbon system and overall dissolved inorganic carbon, the value of partial carbon dioxide in river Chornaya water are shown; changes of their relations relative to the river channel are identified. Characteristics biogeochemistry barrier of river Chornaya – Sevastopolscaya bay are calculated.
|
| issn |
1726-9903 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56976 |
| citation_txt |
Карбонатная система вод р. Черной и зоны биогеохимического барьера р. Черная – Севастопольская бухта (Черное море) / О.Г. Моисеенко, Д.С. Хоружий, Е.В. Медведев // Екологічна безпека прибережної та шельфової зон та комплексне використання ресурсів шельфу: Зб. наук. пр. — Севастополь, 2013. — Вип. 27. — С. 407-411. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT moiseenkoog karbonatnaâsistemavodrčernoiizonybiogeohimičeskogobarʹerarčernaâsevastopolʹskaâbuhtačernoemore AT horužiids karbonatnaâsistemavodrčernoiizonybiogeohimičeskogobarʹerarčernaâsevastopolʹskaâbuhtačernoemore AT medvedevev karbonatnaâsistemavodrčernoiizonybiogeohimičeskogobarʹerarčernaâsevastopolʹskaâbuhtačernoemore |
| first_indexed |
2025-11-27T01:11:14Z |
| last_indexed |
2025-11-27T01:11:14Z |
| _version_ |
1850790325108342784 |
| fulltext |
407
УДК 5 5 1 .4 61 :4 6 2 .32 (2 6 2 .5 )
О .Г .Моисеенко , Д .С .Хоружий , Е .В .Медведев
Морской гидрофизический институт НАН Украины, г.Севастополь
КАРБОНАТНАЯ СИСТЕМА ВОД Р. ЧЕРНОЙ И
ЗОНЫ БИОГЕОХИМИЧЕСКОГО БАРЬЕРА
Р. ЧЕРНАЯ – СЕВАСТОПОЛЬСКАЯ БУХТА (ЧЕРНОЕ МОРЕ)
Проведен анализ карбонатной системы вод р. Черной на основе данных экспе-
диционных исследований полученных с 2008 по 2011 г. Показаны сезонные изме-
нения концентраций компонентов карбонатной системы, общего растворенного
неорганического углерода и величины равновесного парциального углекислого газа
в водах реки и определены изменения их соотношений по руслу реки. Рассчитаны
характеристики биогеохимического барьера р.Черная – б.Севастопольская.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА : карбонатная система, биохимический барьер, река
Черная.
Содержание компонентов карбонатной системы в воде является чув-
ствительными индикатором на биотические и абиотические процессы,
происходящие в акваэкосистемах. В зонах биогеохимических барьеров про-
исходит резкое изменение солености, гидродинамической обстановки, мор-
фологических и седиментационных процессов [1], концентрации раство-
ренных солей и взвеси, четко проявляется, так называемый, маргинальный
фильтр [2]. Изменения концентрации растворенного кислорода и диоксида
углерода, повлекут за собой изменение водородного показателя (рН) и
окислительно-восстановительного потенциала (Eh), и, как результат, транс-
формацию процессов продукции и деструкции первичной продукции,
процессов дыхания и минерализации, соответственно, влекут за собой
изменение соотношений компонентов карбонатной системы – буферной
системы поверхностных и основной буферной системы морских вод.
Именно поэтому сдвиги карбонатного равновесия позволяют выявить
особенности барьерной зоны, понять механизм формирования бюджета
углерода в эстуарии, предложить концептуальную модель регионального
круговорота углерода.
Оценки водного баланса Севастопольской бухты показывают, что
атмосферные осадки, испарение, хозяйственно-бытовые и ливневые стоки в
сумме составляют около 30 % объёма Севастопольской бухты, в то время
как годовой объем стока р.Черной 70 % [3]. В [4] был выявлен сущест-
венный вклад вод р.Черной в поступление НСО3
- ионов в бухту, соответ-
ственно, и в бюджет неорганического углерода в целом. Несмотря на это,
вопрос о состоянии карбонатной системы вод реки и ее влиянии на
соотношение компонентов карбонатной системы Севастопольской бухты
ранее не обсуждался.
Целью настоящих исследований было определение протяженности и
контрастности биогеохимического барьера р.Черная – Севастопольская бух-
та (Черное море), расчет концентраций компонентов карбонатной системы в
О .Г .Моисеенко , Д .С .Хоружий , Е .В .Медведев , 2013
408
Р и с . 1 . Схема станций отбора проб на р.Черной.
зоне барьера и выявление особенностей их соотношений в этой части
системы «река-море», а также определение вклада р.Черной в бюджет
неорганического углерода Севастопольской бухты.
Схема станций отбора проб представлена на рис.1.
Измерение компонентов карбонатной системы осуществлялось с фев-
раля 2008 г. по 2011 г. В пробах воды, до 2010 г. определяли, величину pH,
общую щелочность, в 2010 – 2011 гг. – TCO2 и pH, а также температуру и
соленость (для ст.9, район Инкерманского моста). Химический анализ проб
проводили в соответствии с руководством [5].
На рис.2 представлены характер изменений концентраций продуктов
диссоциации угольной кислоты по течению р.Черной.
а б
в г
Р и с . 2 .Изменение концентраций продуктов диссоциации угольной
кислоты по течению р.Черной: CO2 (■), СО3
2- (▲), НСО3
- (○).
409
Средняя величина ТСО2 выше для реки, чем для зоны биогеохимичес-
кого барьера большую часть года, уменьшаясь осенью до значений десятой
станции, в то время как на ст.9 она стабильна и разница между значениями
не превышает 3 %. Очевидно, что общее содержание растворенных форм
неорганического углерода зоне биогеохимического резко падает. Наиболее
вероятной и очевидной причиной может быть выпадение в осадок карбона-
тов кальция и магния. В любом случае резкое снижение концентрации ТСО2
может быть индикатором маргинального фильтра и его можно использовать
для определения ширины и контрастности биогеохимического барьера.
Исходя из величины среднего многолетнего объема стока р.Черной [4],
величина вклада реки в бюджет неорганического углерода Севастопольской
бухты составляла в период наблюдения 2250 – 2300 т в год.
Среднее значение fСО2 (рис.3, б) для речных вод превышало в разы
величины fСО2 в зоне смешения от двукратного зимой и осенью, до более
чем десятикратного летом, и, на всем протяжении реки, превышало значе-
ние pСО2 в атмосфере, как уже отмечалось выше. Сезонный ход изменений
фугитивности в зоне смешения имеет практически противоположенный ха-
рактер, чем для речных вод: весенне-летние значения были максимальными
для реки и минимальными для ст.9 и, наоборот, осенью и зимой мини-
мальные величины fСО2 наблюдались в речной воде, максимальные – в сме-
шанных водах. Как ТСО2, так и fСО2 может служить показателем биогеохи-
мического барьера и использоваться для определения его характеристик,
поскольку градиенты fСО2 в этой зоне также значительны, как и для ТСО2.
Учитывая полученные градиенты концентраций компонентов карбо-
натной системы, маргинальный фильтр находится между ст.6 и 9, а его про-
тяженность составляет 4,1 км. С учетом увеличения протяженности зоны
биогеохимического барьера с 1,27 до 4,1 км были пересчитаны градиент и
контрастность, представленные в табл.1 и 2.
Вследствие особенностей питания реки объем стока носит выраженный
паводковый характер. Согласно [6], паводковым считается период с декабря
по апрель, а меженным – с мая по ноябрь. С учетом этой особенности, ана-
лиз рассматриваемых показателей выполнен отдельно для паводкового и
меженного периодов.
а б
Р и с . 3 . Сезонные изменения ТСО2 (а) и fCO2 (б) на ст.9 (сплошная
линия, ●) и др. станциях (среднее значение) р.Черной (штрихпунк-
тирная линия, ○).
410
Т а б л и ц а 1 . Градиент биогеохимического барьера.
Дата S рН Alk TCO2 [CO2] HCO3
- CO3
2- fCO2
межень
15.05.2008 – 3,283 – 0,051 66,8 77,1 6,5 74,5 – 3,8 98,9
23.10.2008 – 3,987 – 0,051 – 87,8 – 79,0 5,7 – 81,6 – 3,1 57,5
09.06.2009 – 3,606 – 0,062 – 28,6 – 16,5 8,2 – 20,9 – 3,9 133,8
18.09.2009 – 3,978 0,031 – 160,0 – 162,4 – 2,8 – 159,1 – 0,5 – 120,2
паводок
21.02.2008 – 3,222 0,027 29,0 26,6 – 1,5 27,0 1,0 – 59,3
22.12.2008 – 2,758 0,100 – 83,1 – 105,4 – 20,2 – 87,2 2,0 – 400,7
13.03.2009 – 3,130 0,011 50,1 49,1 – 0,2 48,4 0,8 – 24,2
11.02.2010 – 3,839 0,024 212,9 211,0 0,5 208,0 2,4 – 24,9
22.04.2010 – 3,684 – 0,055 43,3 52,7 7,2 47,9 – 2,3 132,0
04.02.2011 – 3,481 0,007 112,7 113,7 1,6 111,5 0,6 – 8,6
Т а б л и ц а 2 . Контрастность биогеохимического барьера.
дата S рН Alk TCO2 [CO2] HCO3
- CO3
2- fCO2
межень
15.05.2008 0,014 0,975 1,08 1,09 1,95 1,09 0,59 1,54
23.10.2008 0,008 0,975 0,89 0,90 1,60 0,89 0,48 1,24
09.06.2009 0,013 0,969 0,96 0,98 1,93 0,97 0,47 1,48
18.09.2009 0,009 1,015 0,80 0,79 0,64 0,79 0,94 0,50
паводок
21.02.2008 0,013 1,013 1,04 1,03 0,87 1,03 1,20 0,72
22.12.2008 0,012 1,052 0,89 0,87 0,36 0,89 2,19 0,32
13.03.2009 0,012 1,006 1,06 1,06 0,98 1,06 1,13 0,87
11.02.2010 0,015 1,012 1,26 1,25 1,04 1,25 1,50 0,89
22.04.2010 0,012 0,973 1,06 1,07 1,81 1,06 0,62 1,64
04.02.2011 0,014 1,003 1,14 1,14 1,16 1,14 1,10 0,95
Градиент (G) барьера характеризует изменение геохимических показа-
телей в направлении миграции химических элементов:
,21
l
CC
G XX −=
где CX1 – значение концентрации рассматриваемого геохимического показа-
теля до барьера, CX2 – его концентрация после барьера, l – ширина барьера.
Одной из важнейших характеристик биогеохимического барьера явля-
ется его контрастность (S), она характеризуется отношением величины гео-
химических показателей в направлении миграции до и после барьера:
.
2
1
X
X
C
C
S =
411
Выводы. 1. При продвижении по руслу реки к бухте наблюдалось из-
менение концентраций компонентов карбонатной системы и их соотно-
шений с резкой сменой на противоположенный характер в зоне смешения
морских и речных вод.
2. Соотношение и суммарное содержание растворенных форм неорга-
нического углерода имело ярко выраженный сезонных характер, как в
целом по реке, так и в на отдельных ее участках.
4. Воды реки является источником СО2 в атмосферу. Величина fCO2 в
речных водах значительно превосходит значения атмосферного парциаль-
ного давления во все сезоны, создавая предпосылки для эвазии CO2.
5. Градиенты концентраций компонентов карбонатной системы и fСО2
могут служить индикаторами маргинального фильтра и их можно исполь-
зовать для определения ширины и контрастности биогеохимического
барьера, благодаря чему уточнено местоположение последнего. Барьерная
зона находится между ст.6 и 9, а протяженность ее составляет 4,1 км.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Михайлов В.Н. Гидрологические процессы в устьях рек. М.: ГЕОС, 1997. – С.
176.
2. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994, том 34, №
5, с. 735-747.
3. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т.4. Черное море. Вып.1. Гид-
рометеорологические условия / Под ред. А.И.Симонова и Э.Н.Альтмана.– С.-
Пб.: Гидрометеоиздат, 1991.– 429 с.
4. Овсяный Е.И., Артеменко В.М., Романов А.С., Орехова Н.А. Сток реки Черной,
как фактор формирования водно-солевого режима и экологического состояния
Севастопольской бухты. // Экологическая безопасность прибрежной и шельфо-
вой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. – Севастополь: МГИ
НАН Украины, 2007. – Вып. 15. – с.57 – 65.
5. Методы гидрохимических исследований океана. 1978. М., Наука, C. 271.
6. Иванов В.А., Миньковская Р.Я. Морские устья рек Украины и устьевые процес-
сы. Учебник в двух частях. – НАН Украины, Морской гидрофизический инсти-
тут. – Севастополь – 2008 – С. 806.
Материал поступил в редакцию 1 3 .0 6 .20 1 3 г .
АНОТАЦIЯ Проведено аналіз карбонатної системи вод р. Чорної на основі даних
експедиційних досліджень отриманих з 2008 по 2011р. Відображені сезонні зміни
концентрацій компонентів карбонатної системи, загально розчиненого
неорганічного карбону та кількості рівноважного парціального вуглекислого газу в
складі вод річки й визначені зміни їх співвідношень за руслом річки. Розраховані
характеристики біогеохімічного бар'єра р. Чорна – б. Севастопольська.
ABSTRACT The analysis carbonate system river Chornaya water based on field survey
data that was received in 2008-2011 years. Season changes of concentration of compo-
nents carbon system and overall dissolved inorganic carbon, the value of partial carbon
dioxide in river Chornaya water are shown; changes of their relations relative to the river
channel are identified. Characteristics biogeochemistry barrier of river Chornaya – Sevas-
topolscaya bay are calculated.
|