Меню

Озеро байкал озеро по химическому составу



«Уникальный состав воды озера Байкал»

«Жизнь – это одушевленная вода»

Леонардо да Винчи, XVв.

Добрый день, уважаемые члены жюри, участники конкурса, педагоги и гости! Узнав о теме конференции «Вода – источник жизни на Земле», мне захотелось как можно больше узнать об озере Байкал.

Большую часть каникул я посвятила этой теме. Узнала очень много нового и интересного для себя, но остановились мы с моим руководителем Беловой Юлией Алексеевной на химическом составе воды озера Байкал. Ведь от состава зависит, пригодна вода для питья или нет. Все мы знаем из уроков биологии, что человек, как и любой другой живой организм, состоит из воды и не может жить без неё. От качества воды зависит не в малой степени наше здоровье.

Озеро Байкал, имеющее форму узкого полумесяца, находится практически в центре материка Евразия. Длина Байкала около 636 километров, а ширина около 80 километров. Байкал является глубочайшим озером на всей планете, максимальная глубина в нем 1642 метра. Площадь этого огромного полумесяца составляет 31722 км².

Скачать:

Вложение Размер
научно-практическая конференция «Вода — источник жизни на Земле» 45.92 КБ

Предварительный просмотр:

«Вода – источник жизни на Земле»

«Уникальный состав воды озера Байкал»

ученица 8 класса

МБОУ «ООШ с. Большая Гусиха»

Белова Юлия Алексеевна

Учитель химии, биологии и экологии

МБОУ «ООШ с. Большая Гусиха»

«Жизнь – это одушевленная вода»

Леонардо да Винчи, XVв.

Добрый день, уважаемые члены жюри, участники конкурса, педагоги и гости! Узнав о теме конференции «Вода – источник жизни на Земле», мне захотелось как можно больше узнать об озере Байкал.

Большую часть каникул я посвятила этой теме. Узнала очень много нового и интересного для себя, но остановились мы с моим руководителем Беловой Юлией Алексеевной на химическом составе воды озера Байкал. Ведь от состава зависит, пригодна вода для питья или нет. Все мы знаем из уроков биологии, что человек, как и любой другой живой организм, состоит из воды и не может жить без неё. От качества воды зависит не в малой степени наше здоровье.

Озеро Байкал, имеющее форму узкого полумесяца, находится практически в центре материка Евразия. Длина Байкала около 636 километров, а ширина около 80 километров. Байкал является глубочайшим озером на всей планете, максимальная глубина в нем 1642 метра. Площадь этого огромного полумесяца составляет 31722 км ² .

Ученые до сих пор ведут споры по поводу происхождения и возраста уникального озера Байкал. До сих пор его возраст определяли в пределах 25-35 миллионов лет, но теперь есть иная версия. В 2009 году ученый Татаринов А.В. предположил, что озеро может быть довольно молодым (возраст береговой линии 8 тысяч лет, а глубоководной — 150 тысяч лет). Ученые продолжают свои исследования.

Многие из Вас знают , что воды озера Байкал составляют 20% мировых и 90% российских запасов пресной воды , а объем воды в Байкале около 23 тыс. км³. Представьте себе, если бы на Земле не было других запасов пресной воды, то благодаря Байкалу жители нашей планеты могли бы прожить сорок лет.

В чем секрет уникальности воды озера Байкал? – на мой взгляд, это его химический состав!

Химический состав озера Байкал подвергается постоянной циркуляции. Кроме того, в самом озере наблюдаются процессы перемешивания циркуляции с ветровыми течениями водоема, исходя из этого, химический состав озера сравнительно однороден.

Рассмотрим химический состав воды озера Байкал (в мг на литр) (см. приложение А).

Две цифры, указывающие пределы измерения содержания донного вещества, даны для тех растворенных в воде Байкала веществ, которые изменяются в количестве с глубиной, причем первая цифра указывает на среднее содержание вещества в поверхностных слоях воды, а вторая – в глубинных.

В приведенном химическом составе воды, с точки зрения ее питьевых и технических качеств, положительным является незначительное содержание в ней кальция и магния , ничтожное количество хлора и практическое отсутствие железа . Все это делает воду Байкала очень мягкой, приятной для питья и в то же время образующей ничтожную накипь в паровых котлах. Исключительно же слабая минерализация воды Байкала, не превышающая 100 мг на литр, при ее большой чистоте, в смысле ничтожного содержания органических веществ (малой окисляемости), позволяет в некоторых случаях употреблять ее даже вместо дистиллированной (перегнанной) воды. Хочу пояснить, что подразумевается под значением минерализация – это содержание всех растворенных веществ в пресных водоёмах.

Все растворенные в воде озера вещества могут быть разделены в этом отношении на три группы: к первой принадлежат вещества, которые во всех слоях распределены равномерно и количество которых практически вовсе не меняется со временем года. Это постоянная часть химического состава воды Байкала. Сюда относятся хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, магний, кальций, натрий и калий, газообразный азот и благородные газы.

Ко второй группе относятся вещества, количество которых возрастает с увеличением глубины. Сюда относятся: свободная углекислота, фосфаты, нитраты и силикаты. Эта же группа характеризуется увеличением количества веществ в верхних слоях воды в зимнее время и их уменьшением в летние месяцы.

Наконец, к третьей группе, характеризующейся уменьшением содержания вещества с возрастанием глубины, относятся растворенный в воде кислород и органические вещества (окисляемость), причем количество их в зимние месяцы уменьшается, а в летние — увеличивается.

Рассмотрим примерные масштабы изменений в содержании, характерных для каждой из указанных групп веществ с глубиной до 1400 м к середине лета (см. приложение Б).

В помещенной ниже таблице приведены сведения о химическом составе воды для некоторых притоков Байкала (см. приложение В).

Из таблицы мы видим, что для всех рек даны для большинства составных частей пределы их колебаний в течение года. Наименьшая цифра (исключая кислород) соответствует весеннему паводку, а наибольшая – зимнему периоду. Из этой таблицы видно, что химический состав некоторых из исследованных притоков в течение года меняется для ряда составных частей несколько раз. Из этого следует, что притоки Байкала несут в него воды, значительно отличающиеся по своему химическому составу от воды самого озера.

Попадая в Байкал, воды притоков не только подвергаются механическому перемешиванию с водами Байкала, но в них происходит также и ряд процессов, видоизменяющих сам химический состав их вод.

Эти видоизменения требуют, однако, некоторого времени. Так, для вод Байкала, в районе впадения р. Селенги, характерным является повышенное содержание гидрокарбонатов и силикатов, для района р. Баргузин – присутствие вносимого рекой железа. На основании химических признаков, характеризующих воды притоков, выяснено, что воды эти, в течение летних месяцев находятся в верхней полосе толщиною в несколько метров, а начиная с конца сентября и до зимы эти воды как бы тяжелеют и идут по дну, тогда как в поверхностных слоях озера распространены в это время воды лишь cо слабой примесью речных вод.

Воды Байкала, как и всякого иного озера, не являются просто смесью тех вод, которые вносятся в него притоками или выпадают на его поверхность в виде осадков. На протяжении многих тысячелетий Селенга, дающая, около 50% всего питания Байкала, вносит в него воды, содержащие в среднем за год раз в 10 больше кремния, чем его содержится в Байкале. Река Баргузин или ряд других мелких притоков непрерывно вносят в Байкал железо, которое в водах Байкала, тем не менее, содержится лишь в ничтожных следах. Причина этих характерных явлений заключается в процессах, протекающих в самом озере и видоизменяющих химический состав вносимых в него вод.

Некоторые вещества, вносимые в Байкал его притоками, как, например, железо, алюминий и часть кремния, попадая в Байкал, образуют в нем коллоидные соединения в виде хлопьев, которые, в силу своего веса, оседают на дно и входят в числе прочих материалов в состав илов, покрывающих дно озера почти на всем его протяжении. (см. приложение Г).

Часть кремния поглощается кремневыми водорослями (диатомеями) как обитающими в толще воды Байкала, так и покрывающими сплошным ковром его дно. Из кремния эти мириады микроскопических организмов строят свои изящные панцири, уменьшая тем самым количество кремния, растворенного в воде. Часть кремния, по-видимому, потребляется также многочисленными в Байкале губками, они имеют в своих тканях до 30% кремния. Совершенно таким же способом часть кальция идет на построение раковин многочисленных моллюсков, обитающих на дне Байкала, а также входит в состав хитина бесчисленных ракообразных.

После отмирания моллюсков и ракообразных их скелеты целиком растворяются в воде, и кальций, ими поглощенный, снова поступает в воды Байкала. Так как моллюски и ракообразные встречаются приблизительно в одинаковых количествах в течение года, потребление ими кальция не отражается на сезонных изменениях.

Иное дело с диатомовыми водорослями, которые, с одной стороны, неравномерно встречаются в течение года, образуя ежегодно вспышку своего развития в весеннее время, а с другой, после отмирания этих водорослей, лишь ничтожная часть кремния, содержащаяся в их панцирях, переходит снова в раствор, а все остальное вместе с панцирями опускается на дно.

В отношении всех указанных веществ Байкал играет роль отстойника, скопляющего на своем дне значительную часть веществ, вносимых в него притоками. Органические вещества, растворенные в водах притоков Байкала, подвергаются в нем окислению и разрушению, с выделением свободной углекислоты и с распадом на фосфаты, нитраты и на ряд иных соединений. До дна органические вещества в большинстве случаев не доходят, одни разрушаются во время оседания, а другие поглощаются рачком (байкальской эпишурой), который является главным фильтром Байкала. Этот процесс и вызывает неравномерное уменьшение окисляемости с увеличением глубины.

Соединения эти окисляются с выделением свободной углекислоты, а эта последняя лишь в небольших количествах потребляется в верхних слоях воды растениями в процессе фотосинтеза, а все остальное ее количество выделяется в атмосферу. Это и есть один из самых мощных химических процессов, протекающих в толще вод Байкала.

Наконец, есть еще вещества, распределенные равномерно во всей толще воды Байкала и не подвергающиеся сезонным изменениям в количественном их содержании — это хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, кальций, магний, калий и натрий.

Эти вещества содержатся в воде Байкала в количествах, определяемых смесью вод притоков, впадающих в озеро. Они лишь в незначительной степени расходуются организмами, обитающими в Байкале, и в водах озера не протекает иных процессов, сколько-нибудь значительно влияющих на их содержание.

Особняком стоят растворенные в воде Байкала газы: кислород, азот, а также присутствующие в нём так называемые благородные газы: аргон (Ar), неон (Ne), криптон (Kr) и другие. Основным источником обогащения озера этими газами является водная его поверхность, через которую они проникают в глубины. А так же количество этих газов в воде зависит от: температур воды и давления атмосферы, при которых происходило их растворение, а так же вода обогощается ими за счет подводных источников, открывающихся на дне в ряде мест Байкала.

Для кислорода существует еще дополнительный источник – это водоросли и иные зеленые растения. В процессе фотосинтеза водоросли на каждый грамм углерода в синтезированном органическом веществе выделяют в воду в 2,5—2,8 раза больше кислорода. За год в озере под 1 м 2 синтезируется до 127 г органического углерода, следовательно, при этом выделяется до 320—330 г кислорода. Для всего Байкала это составит около 10—10,2 млн. т.

Содержание кислорода в холодной байкальской воде – уникально для натуральной воды; кислород не улетучивается и легко усваивается организмом. Высокое содержание растворенного кислорода придает воде свежесть вкуса, а низкая минерализация, отсутствие тяжелых металлов, хлорорганических соединений и вредных микроорганизмов дает воде Байкала несравненное преимущество для здоровья перед любой другой, в особенности водопроводной, водой.

В водах любого озера имеется, кроме растворенных в них веществ, определённое количество взвешенных веществ ( песок, глина, бактерии, планктонные организмы, мелкий детрит органического происхождения, хлопья органического вещества ). Эти механически взвешенные в воде частицы не только почти целиком определяют прозрачность и цвет воды озер, но также, постепенно выпадая на дно из состояния взвешенного, влияют на характер донных отложений озера.

Вода наиболее прозрачная имеет всегда темно-синий цвет, она содержит наименьшее количество взвешенных частиц. Наиболее прозрачна вода в Байкале в верхних его слоях, наблюдаемых с поверхности, в период после вскрытия его ото льда.

Существуют специальные приборы (например: Белый диск Секки), позволяющие определять прозрачность воды. Например: в период вскрытия вод Байкала ото льда прозрачность составляет 40 метров, тогда как прозрачность вод Каспийского моря не превышает 25 метров, озера Севан — 20 метров. Уступают Байкалу по прозрачности и альпийские озера. Исследования показали, что на глубине 250 — 1200 метров прозрачность байкальской воды не меньше, чем в Саргассовом море, считаемом всемирным эталоном самой высокой прозрачности.

Но образцы воды – показывают, что прозрачность воды в Байкале на разных его глубинах различна и увеличивается с глубиной. Понижение прозрачности в поверхностной толще вызывается главным образом значительным развитием в верхних, прогреваемых слоях воды бактерий, а также и планктонных организмов. Одновременно с уменьшением прозрачности изменяется и цвет воды Байкала – из синего он делается голубовато-серым, в некоторых районах зеленоватым и почти круглый год не наблюдается той прославленной синевы воды, которая так характерна для Байкала в начале лета.

В районах, примыкающих к устьям рек, прозрачность воды ничтожна и резко отличается от прозрачности открытого Байкала. Так как здесь преобладает глина, песок и органический мелкий детрит.

Наконец, нельзя забывать, что на глубинах свыше 1000 м не только задерживаются полностью все лучи видимой части спектра, но также и почти все лучи невидимой части спектра. По имеющимся в настоящее время данным, на глубине 700 м не распространяется и так называемая космическая радиация, присутствие которой может задерживать некоторые биологические процессы. Все это создает для глубинных вод Байкала совершенно особую среду, значительно отличающуюся по своим свойствам от вод поверхностных. Большое количество процессов физико-химических, физиологических и других может протекать в этой среде иначе, чем в поверхностных водах, при этом Байкал является почти единственным в мире озером, на котором эти вопросы могут быть разрешены для пресноводных водоемов.

В заключение своего доклада хочу сказать о том, что в настоящее время экологи бьют большую тревогу относительно экологии Байкала, поскольку воды озера загрязняются уже десяток лет сточными водами, ядовитой водорослью спирогирой.

Уважаемые друзья! Виртуально мы с вами побывали в чудесном сибирском крае, познакомились с озером Байкал. Я получила огромное удовольствие от знакомства с ним, ведь природа края незабываема, а озеро-море – это настоящее чудо, которое, кажется, пришло в жизнь из сказки. Знакомясь подробно с этим уголком нашей необъятной, России во мне проснулось чувство тревоги и обиды за Байкал. Ведь самое большое пресное озеро мира – российский Байкал – больше не может похвастаться «чистотой воды», так утверждал Росприроднадзор Приангарья, который запретил людям и скоту пить воду из озера без предварительной очистки. Только в наших руках «жизнь» Байкала. Да и не только Байкала, но и всех источников питьевой воды. Давайте будем не только потребителями, но и помощниками, друзьями, хранителями всей воды на земле.

Источник

ХИМИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ВОДЫ

Состав воды? Разве в Байкале какая-то особая вода, а не H2O?

Разумеется, в Байкале H2O. Однако в озере, как и в природе, вообще вода в чистом виде практически не встречается, гораздо чаще в ней растворены различные вещества. Минерализация воды в Байкале составляет 120 мг/л.

Вода в Байкале относится к слабоминерализованным мягким водам. По своему составу она близка к дистиллированной, поскольку содержит крайне мало растворенных в ней минеральных солей, органических веществ и других примесей.

С точки зрения ее питьевых качеств положительным фактом можно считать незначительное содержание в ней кальция и магния, ничтожное количество хлора и отсутствие железа. Все это делает воду Байкала очень мягкой, приятной для питья.

Химический состав байкальской воды достаточно однороден из-за интенсивного перемешивания. Однако многие химические свойства воды Байкала непостоянны. Растворенные в воде озера вещества могут быть разделены на три группы:

— вещества, которые во всех слоях распределены равномерно и количество которых практически не меняется со временем года. Это постоянная часть химического состава воды Байкала. Сюда относятся хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, магний, кальций, натрий и калий, газообразный азот и благородные газы.

— вещества, количество которых возрастает с увеличением глубины. Сюда относятся: свободная углекислота, фосфаты, нитраты и силикаты. Эта же группа характеризуется увеличением количества веществ в верхних слоях воды в зимнее время и их уменьшением в летние месяцы.

— вещества, количество которых уменьшается с возрастанием глубины. К ним относятся растворенный в воде кислород и органические вещества, причем количество их в зимние месяцы уменьшается, а в летние – увеличивается.

В общем, вода на Байкале разная и по составу может различаться в разных местах, на разных глубинах и даже в разное время года.

ХИМИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ВОДЫ

Почему чистая вода – это не всегда хорошо?

В слабоминерализованной воде нет вредных веществ для организма, и это хорошо. Плохо то, что в ней мало и полезных веществ тоже, поэтому пить байкальскую воду не вредно, но и не сильно полезно. Именно поэтому употреблять байкальскую воду на постоянной основе не стоит. Зато наслаждаться ее прозрачностью – сколько угодно.

Как формируется байкальская вода?

ХИМИЯ БАЙКАЛЬСКОЙ ВОДЫ

Около половины всей воды из притоков в Байкал вносит Селенга . Другой крупный приток Байкала, Верхняя Ангара , в среднем за год вносит в Байкал около 15% общего годового стока всех его притоков. Река Баргузин вносит в Байкал в течение года лишь около 7% общего годового стока. На долю же всех остальных притоков Байкала, общее число которых больше 300, приходится всего лишь около 10% водосборной площади озера.

Каждый из притоков приносит воду с разным химическим составом, и в результате перемешивания этот «коктейль» и становится байкальской водой. Водные течения в озере определяют то, насколько быстро это перемешивание идет и как быстро вода Байкала полностью обновляется.

Самым крупным течением на Байкале по праву считается южное круговое, начинающееся от дельты Селенги к Западному берегу и идущему вдоль него обратно к устью реки. Значительная часть этой воды не возвращается, а покидает озеро через Ангару. Получается, что в южном Байкале вода обновляется достаточно быстро – в течение пары сотен лет. В то же время на среднем и северном Байкале процесс полного обновления воды может занимать тысячи лет!

Впрочем, все это относится лишь к верхним слоям Байкала, охватывающим толщу около 200-300 верхних метров. На глубине вода перемешивается еще медленнее. Именно с этим связана разница химического состава вод на различных глубинах.

Глубинные воды озера могут хранить следы событий, произошедших многие тысячи лет назад, и поэтому особенно ценны для науки. Ученые могут проследить, как менялся климат, какие геологические, биологические и химические процессы происходили в байкальской экосистеме.

Что приносят притоки в Байкал?

Удивительно, но притоки Байкала несут в него воды, значительно отличающиеся по своему химическому составу от воды самого озера. В Байкале происходит не просто перемешивание воды, но и ряд процессов, видоизменяющих химический состав вод. Можно сказать, что великое озеро – это гигантская лаборатория, в которой видны эксперименты тысячелетней давности!

Воды Селенги, питающие Байкал, содержат в 10 раз больше кремния, чем его содержится в самом озере. Река Баргузин или ряд других мелких притоков непрерывно вносят в Байкал железо, которого в Байкале практически нет. Почему так происходит? Некоторые вещества, вносимые в Байкал его притоками, как, например, железо, алюминий и часть кремния, попадая в озеро, образуют в нем коллоидные соединения в виде хлопьев, которые оседают на дно и входят в состав илов, покрывающих дно озера. А кремний с удовольствием поглощается водорослями-диатомеями и многочисленными губками, тела которых частично из него и состоят. Так же происходит и с кальцием, который байкальские моллюски используют для строительства своих раковин.

Источник

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Природа

  1. Описание озера
  2. Географическое положение
  3. Происхождение
  4. Название
  5. Байкал – это озеро, море или океан?
  6. Обитатели озера Байкал
  7. Экологические проблемы озера Байкал
  8. Загрязнение
  9. Цветение водорослей
  10. Антропогенный фактор
  11. Антропогенное влияние на озеро Байкал
  12. Интересные факты об озере Байкал

Озеро Байкал — известная природная достопримечательность России, гордость Восточной Сибири и ценность мирового масштаба. Это красивейшие места, гигантские запасы пресной воды, удивительная прозрачность и редкие виды флоры и фауны, которые обитают только в холодных байкальских водах.

Байкал всё ещё не полностью исследован и полон загадок. В этом плане показательна научно-исследовательская экспедиция «„Миры“ на Байкале», которая проходила в 2008-2010 годах. В результате исследований ученые нашли источник нефти на дне озера, ранее неизвестный науке вид червей и новый живой организм — голубая губка.

Описание озера

Байкал – это одно из крупнейших озер планеты, второе по величине в России, уступает лишь Каспию. При этом важно помнить, что Каспий имеет соленые воды, значит Байкал – самое крупное пресноводное озеро на континенте.

Для сравнения! Площади водного зеркала озер планеты:

  1. Каспий (Россия, Азербайджан, Иран, Казахстан, Туркмения) – 371 000 кв.км;
  2. Верхнее (США, Канада) – 82 414 кв.км;
  3. Виктория (Африка) – 69 485 кв.км;
  4. Гурон (Канада, США) – 59 600 кв.км;
  5. Мичиган (США) – 58 000 кв.км;
  6. Танганьика (Африка) – 32 893 кв.км;
  7. Байкал – 31 722 кв.км.

Это великое природное достояние, к которому применим эпитет «самое»:

  • самое глубокое, потому что глубина озера Байкал составляет 1637 метров;
  • самое старое – возраст более 25 млн. лет;
  • в байкальской экосистеме обитает самое большое количество эндемиков.

Байкал – это крупнейшее природное хранилище пресной воды, 1/5 всего мирового запаса. Объем – более 23 кубических километров, что делает его лидером по ресурсам, сосредоточенным в одном месте.

Когда Озеро Байкал зимой замерзает, толщина льда достигает нескольких метров, но при этом сохраняется его прозрачность.

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Интересен и климат Байкала. С одной стороны, там большое количество солнечных дней, почти как на Черном море, что сделало бы озеро важнейшим курортом страны. С другой стороны, температура озера Байкал не располагает к купанию, при +8 летом хорошо себя чувствуют лишь упитанные нерпы.

Географическое положение

Байкал находится в центре азиатской части России на территории Восточной Сибири, являя собой естественную водную границу между Иркутской областью и Бурятией.

Котлован озера представляет собой каменную чашу с тремя разделами, заполненную чистой пресной водой, в гористой местности.

Учеными прошлого века было подсчитано, что в Байкал впадает 336 рек и ручьев, но это количество можно смело умножать на три и более. Дело в том, что горные реки, спускающиеся к озеру, непостоянны – сегодня это одна река, завтра распалась на три — четыре протоки. Из крупнейших постоянных рек – Селенга, Снежная, Турка, Верхняя Ангара, Баргузин.

Байкал относится к разряду сточных озер, из него вытекает Ангара (годовой объем вытекающей воды 60 куб.км.). «Одинокость» Ангары породило множество легенд и мифов, где реку называли непослушной, но любимой дочерью старика Байкала.

Найти на карте Байкал довольно просто – он вытянулся узкой полоской снизу вверх (или сверху вниз) чуть правее от географического центра России. Если смотреть от Москвы, то перед ним Иркутск, за ним бескрайние леса Бурятии, далее Якутия и зона вечной мерзлоты.

Большинство людей сходятся во мнении, на что похоже озеро Байкал на карте — на растущий полумесяц.

Происхождение

Сейчас за основу взят факт, что предполагаемый возраст Байкала примерно 25 млн. лет, причем дно намного старше береговой линии. Это говорит о том, что озеро не возникло в один момент. Сначала, вероятно, был более скромный по размерам водоем, который потом увеличился.

К слову, не все ученые согласны с возрастом в 25 млн. лет. Часть исследователей считает, что Байкал намного старше, ему примерно 35 млн. лет. Другие утверждают, что озеру не больше 150 тысяч лет, причем, береговая линия оформилась лишь 8 тысяч лет назад.

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

О происхождении озера также выдвинуты различные гипотезы и версии. Это точно озеро не ледникового происхождения, хотя вся территория России была накрыта гигантским ледником. Ученые сходятся во мнении, что озеро находится в месте крупного тектонического разлома, но что привело к этому? Одни считают, что виною всему горячий мантийный поток, другие говорят про столкновение двух плит, третьи говорят про литосферные плиты и разлом по ее границе.

Котловина Байкала представляет собой трещину или впадину между двумя тектоническими плитами. Они медленно расходятся и по сей день примерно на два сантиметра ежегодно. Вообще, процесс сдвига и образования озерной котловины был длительным и занял много миллионов лет.

Дно озера Байкал представляет собой глубокую котловину из трех частей – Южной, Средней и Северной, в качестве естественных границ выступают подводные горные хребты Селенгинский и Академический.

Процесс происхождения и будущее Байкала еще достоверно не описаны, есть много различных гипотез. К примеру, часть ученых полагает, что озеро в дальнейшем может стать океаном. Одно неизменно – озеро появилось в результате смещения плит земной коры и это движение все еще продолжается.

Название

Ономастика не дает полного и достоверного ответа, откуда пошло название Байкал и что оно значит. Во время многочисленных экспедиций филологам удалось собрать несколько наиболее убедительных версий, но они не являются стопроцентно доказанными.

Ономастика – раздел науки о языке, которая изучает имена собственные – откуда пошло, что значит, как трансформировалось со временем!

В названии четко прослеживаются два корня «бай» и «кал», весь вопрос, что они означали и как видоизменились в русском языке.

По одной из теорий, слово «бай» в тюркских языках, на монгольском и якутском означает богатый, далее идут разногласия: тюркское «куль» — озеро (ср. Иссык-куль), якутское «гал» — огонь.

Однако филологи отмечают, что «бай» в значении богатство произносилось по-другому, ближе к «баин», что противоречит современному звучанию «бай-кал». К тому же, в фольклоре и литературных источниках, дошедших до нас, Байкал везде упоминается только как море, озером его никогда не называли.

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Скорее всего, название Байкал бурятского происхождения, вернее монголо-бурятского, потому что те земли в давние времена заселяли монгольские племена. Буряты же называли водоем «байгал-далай», что значит «природное», «естественное» море. Со временем приставка «далай» отпала, звонкий «г» трансформировался в «к», так и появилось современное слово Байкал.

В пользу этой теории говорят значение слова (Байкал действительно всегда назывался морем) и название других географических объектов – хребтов, заливов, островов, они все имеют бурятское происхождение.

Байкал – это озеро, море или океан?

И опять с Байкалом удивительная история! Сейчас ученые твердо договорились считать, что это озеро, ибо Байкал:

  • не является частью мирового океана из-за своей удаленности и никак, только опосредованно Ангарой, связан с ним;
  • пресноводный, в нем вообще крайне низкое содержание солей и минералов;
  • из него вытекает одна река Ангара, что противоречит логике морей.

При этом ученые отмечают, что Байкал мог бы считаться морем, а не озером, потому что у него вполне морская глубина, достаточная площадь. Тем не менее, если нет связи с океаном и вода пресная, про море можно забыть.

Но Байкал знаменит еще и тем, что у него есть все шансы стать океаном! Он находится на разломе тектонических плит, которые с каждым годом расходятся все дальше, трещина растет. Конечно, процесс превращения займет не меньше ста миллионов лет, но все же!

Буквально все, что касается Байкала – происхождение озера, история, название, будущее окутано тайнами и до конца не изучено. Но больше всего вопросов вызывают эндемики – местные обитатели Байкала!

Обитатели озера Байкал

Пресноводный Байкал и густая тайга Восточной Сибири – идеальные условия для флоры и фауны, которые за века эволюции смогли приспособиться к суровому климату и выжить. Но больше всего озеро Байкал знаменито своими эндемиками, которые занесены в Красную книгу и составляют главную ценность Байкальского биосферного заповедника.

Эндемики – это растения или животные, которые обитают только на определенной небольшой площади, в «своем мире»!

Из наиболее ярких представителей Байкала можно отметить омуля и голомянку – вторая вообще выбивается из общего рода рыб, потому что является живородящей, а не мечет икру.

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Голомянка

Своей кристально прозрачной водой Байкал обязан эндемику эпишуре – это такой вид крошечных рачков, которые поедают планктон и не дают цвести воде. Турбеллярия является «санитаром» озера, поедая все ослабленные организмы и избавляя воды от гниения и разложения органических тел. Байкальская губка вызывает интерес ученых – как этот организм может выживать, если у него нет ротовой полости, различия по полам, нервной ткани?

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Эпишура Байкальская

Две трети живых организмов Байкала являются эндемиками, т.е. приживают только на этой территории. На сегодняшний день описано более 1700 видов.

Ради редчайших эндемиков и сотен других видов живых организмов человечество должно сохранять Байкал в чистоте и первозданном виде, как можно меньше вмешиваться в жизнь озера.

Площадь озера Байкал внушительная, но его географическая закрытость сопками и отсутствие явной связи с другими водоемами, кроме пресноводных рек, позволяет говорить об особой экосистеме.

Экосистема – природная система, совокупность всех живых организмов и их взаимосвязь, характерная среда обитания, нечто единое и определенное для конкретной площади!

Сегодня экосистема Байкала в опасной ситуации, потомки могут не увидеть всей красоты озера и его удивительных обитателей.

Экологические проблемы озера Байкал

Ученые выделяют много экологических проблем Байкала, но чаще всего говорят о нескольких самых серьезных. Именно они наносят непоправимый вред уникальной экосистеме.

Загрязнение

Загрязнение – ключевая экологическая проблема. Пока размеры озера позволяют Байкалу «переваривать» сбросы и отходы, и на общем фоне они не столь заметны. Но многолетнее загрязнение дает о себе знать, и Байкал уже стоит на пороге экологической катастрофы.

Самые крупные источники загрязнения озера – река Селенга и Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат в Иркутской области. Туристы, моторные средства, сброс нечистот с городов и поселков в совокупности составляют менее 10%, тогда как одна только Селенга с ее притоками дает 80%!

Байкальский комбинат по производству целлюлозы и бумаги много лет загрязнял озеро сточными водами. Сейчас он закрыт, но ущерб экологии был нанесен значительный.

Цветение водорослей

Из-за насыщения вод Байкала химическими веществами создались благоприятные условия для размножения водорослей. Их массовое цветение угрожает экосистеме перевесом в соотношении сил, многие эндемики просто не выдержат конкуренции. Байкал может повторить судьбу многих водоемов, которые буквально заросли водорослями и превратились в болота.

Антропогенный фактор

В разговоре об экологии Байкала невозможно игнорировать влияние человека на экосистему. Сюда можно отнести браконьерство и хищническое истребление флоры и фауны, как это происходит с омулем и нерпой, рукотворные пожары, сброс нечистот. И в то же время человечество старается помочь Байкалу преодолеть экологический кризис.

Имеет смысл более подробно остановиться на антропогенном факторе.

Антропогенное влияние на озеро Байкал

Совершенно естественно, что человек, проживая на берегах Байкала, так или иначе оказывает на него влияние, оставляет свой след. Если раньше экосистема озера самостоятельно справлялась с небольшим ущербом от проживания различных племен и народностей, то с негативными последствиями промышленного 20 века все гораздо серьезнее.

Антропогенное влияние – это экологические последствия человеческой деятельности на природу, могут быть как положительными, так и отрицательными!

Начать нужно с того, что Байкал — крупнейшее природное хранилище пресной воды, настоящая ценность на планете. И, тем не менее, в 20 веке Байкал начал активно эксплуатироваться.

Озеро Байкал. Уникальное озеро планеты.

Экологи и ученые считают важной экологической проблемой антропогенного характера изменение уровня воды в Байкале. Это негативно влияет на экосистему озера (нерест рыб, заболачивание, торфяные пожары, осыпание и подмывание берегов и т.д.). Кроме того, уровень воды имеет значение для судоходства по Ангаре и Енисею, количества вырабатываемой электроэнергии на ГРЭС, и людей, чьи дома стоят на берегу Ангары и водохранилища.

Конечно, уровень воды менялся и раньше (в течение года и в сравнении в предыдущими годами) – то повышался, то снижался по естественным причинам, и с этим ничего не возможно было сделать. После строительства каскада гидроэлектростанций и Иркутского водохранилища уровень воды озера стал искусственно зарегулированным, т.е. человек может с помощью плотины снижать или повышать уровень Байкала.

К примеру, в годы малой водности, чтобы обеспечить работу ГРЭС и судоходство по Ангаре и Енисею, с Байкала сбрасывали чуть больше воды. Это приводило к резким колебаниям уровня воды. И наоборот, в годы высокой водности плотиной искусственно сдерживали объем сбрасываемой воды в Ангару, чтобы не было подтопления поселков на ее берегах. Естественно, что интересы людей стояли выше «интересов» Байкала.

Когда проблема резких колебаний уровня воды в Байкале стала очевидной, Правительство приняло постановление от 26 марта 2001 года № 234 «О предельных значениях уровня воды в озере Байкал при осуществлении хозяйственной и иной деятельности», где оговорены максимальная и минимальная величины. Согласно этому постановлению, уровень воды в Байкале может изменяться лишь в пределах одного метра. Этого достаточно, чтобы учесть интересы людей и сохранить экосистему Байкала.

К счастью, ученые и исследователи Байкала отмечают, что в последние годы идет серьезная работа по сохранению всемирного природного наследия. Пусть еще не такими быстрыми и масштабными темпами, как необходимо, но уже можно говорить о постепенном улучшении ситуации. Человечество старается искупить свою вину за загрязнение озера и нарушение уникальной экосистемы.

К факторам, которые положительно влияют на экосистему озера Байкал, относят:

  • деятельность Биосферного Байкальского заповедника по сохранению флоры и фауны, увеличение численности редких животных, создание им благоприятных условий для активного размножения;
  • создание Красной книги Бурятии, куда уже занесены более 300 животных и еще больше растений;
  • внимание региональных властей к состоянию крупнейших притоков Байкала;
  • противодействие государства незаконному строительству завода на берегу Байкала, как было с заводом по розливу питьевой воды для нужд Китая.

Большое значение для сохранения уникального Байкала оказывают многочисленные инициативные группы экологов, ученых, исследователей.

Возможно, если бы озеро Байкал было бы соленое, а не пресное, экологические проблемы не стояли бы так остро. Пресную воду уже давно называют самым драгоценным ископаемым, это источник жизни, без нее человечество обречено. Вот почему критично важно сохранить чистые воды Байкала – ради жизни всего живого на планете!

Интересные факты об озере Байкал

Удивительные и интересные факты помогут лучше понять уникальность озера Байкал, его богатства и красоту!

Например, вы знали, что:

  • длина озера Байкала с севера на юг 636 км, это на один километр больше, чем расстояние между Москвой и Санкт-Петербургом по прямой;
  • это самое глубокое озеро на планете с максимальной глубиной 1642 м. и большой величиной средней глубине 744,4 м;
  • Байкал – это 80% пресной воды в России и 1/5 всего мира, огромнейшие запасы чистой питьевой воды;
  • если весь объем воды в озере разделить на всех жителей России, то каждый получит по 166 тысяч кубометров воды (для сравнения стандартная ванна 200 литров – это 1/5 кубометра);
  • если вычерпать весь Байкал, а воду продать в бутылочках, то за нее можно выручить около 226 триллионов долларов — вот такие несметные богатства в Восточной Сибири;

226 трлн. долларов – это по 157 млрд. долларов на каждого жителя России!

  • 2/3 животного и растительного мира Байкала – это эндемики, т.е. они растут и живут только там и нигде больше в мире;
  • в некоторых поселках Байкала солнечных дней в году больше, чем на Черном море, однако им не суждено стать курортами для купания – в озере слишком холодная вода;
  • стоя на одном берегу Байкала в ясную солнечную погоду, можно увидеть очертания горных хребтов на противоположном берегу – а это больше 20 км по прямой;
  • на Байкале можно рассмотреть камни на дне на глубине 40 метров, и это, на минуточку, 12-ти этажный дом!

В мире немало удивительных и выдающихся по красоте мест, но Байкал считается совершенно уникальным природным достоянием. И его загадки еще только предстоит разгадать!

Источник

Гидрохимия Байкала.

Вы здесь

Новости ogirk.ru

  • В Бодайбинском районе сгорели семь домов
  • Посевная началась в Иркутской области
  • За минувшие сутки в лесном фонде в Иркутской области ликвидировано два пожара
  • Игорь Кобзев: В Иркутской области центр военно-патриотического воспитания молодёжи «Авангард» будет создан в кратчайшие сроки
  • За прошедшие сутки в лесном фонде в Иркутской области ликвидировано восемь пожаров

Оглавление

    • 0.1. Гидрохимия в вопросах и ответах
  • 1. Читайте в Иркипедии
    • 1.1. Термины
    • 1.2. Другие ресурсы
  • 2. Литература
  • 3. Ссылки
  • 4. Примечания

«Гидрохимия Байкала. » в новостях:

Основными особенностями химического состава байкальских вод являются постоянство содержания главных ионов, низкая концентрация биогенных элементов и органического вещества, а также высокое насыщение воды кислородом.

Главные ионы. К главным ионам, определяющим минерализацию и ионный состав воды, относятся гидрокарбонаты, сульфаты, хлориды, ионы кальция, магния, натрия и калия.

Воды Байкала по классификации О.А. Алекина относятся к слабоминерализованным гидрокарбонатно-кальциевым водам первого типа. Суммарная концентрация раство ренных в воде солей составляет около 100 мг/л. Еще в середине прошлого столетия Вотинцев указывал на постоянство концентрации главных ионов по акватории, по глубине и по сезонам года. Это подтверждено и в настоящее время при исследовании Байкала с применением таких методов анализа, как ионная хроматография и плазменная атомноабсорбционная спектрофотометрия. Изменения содержания главных ионов по глубине и по котловинам озера современный химический анализ не выявляет. Средняя концентрация главных ионов в воде глубоководной части озера представлена в таблице 2.4.

Нарушения постоянства содержания главных ионов отмечается локально – вблизи наиболее крупных притоков озера, где концентрация главных ионов в водах рек может быть выше (р. Селенга, р. Баргузин и др.) или ниже их значений в открытом озере (реки северной оконечности, реки Хамар-Дабана).

В отличие от ионного состава содержание кислорода, биогенных элементов и органического вещества в воде Байкала имеет ярко выраженную вертикальную стратификацию и закономерную сезонную, а также суточную динамику. Временная изменчивость концентрации биогенных элементов и кислорода обусловлена биологическими процессами и динамикой водных масс озера.

Кислород. Кислород в воде находится в виде растворенных молекул. Обогащение воды кислородом происходит в результате поглощения его из атмосферы и выделением водной растительностью при фотосинтезе. Кислород потребляется на разложение органического вещества, расходуется на дыхание водных организмов, окисление минеральных соединений, а также выделяется в атмосферу в случае пересыщения воды кислородом. Соотношение между процессами потребления и обогащения определяет величину содержания кислорода в воде водоема.

Одна из уникальных особенностей озера Байкал – высокая концентрация кислорода в воде на всех глубинах. Содержание его изменяется в среднем от 9 до 14,5 мг О2/л. Насыщение воды кислородом меняется от 85 до 100%, в периоды интенсивного развития фитопланктона достигает 105–115%, а в придонной области не опускается ниже 75%. Основными факторами, определяющими динамику содержания кислорода, являются жизнедеятельность фитопланктона, круговорот органического вещества и температурный режим. Величина О2 максимальна у поверхности и снижается с глубиной (рис. 2.5.). В летний и ранний осенний периоды максимум концентрации может быть смещен в более глубокие слои (до 25–50 м), что связано как с угнетением водорослей солнечной радиацией, так и выделением его в атмосферу при прогреве поверхностной воды.

Сезонные изменения содержания кислорода отмечаются лишь в верхнем 100–200-метровом слое воды (рис. 2.5.). Для сезонной динамики кислорода характерны два максимума. Зимний (до 14,5 мг О2/л) приурочен к периоду интенсивного подледного развития водорослей в марте–апреле. Летний максимум (август–начало сентября) обычно меньше по величине. В периоды осенней и весенней гомотермии концентрация кислорода однородна во всем 100-метровом слое.

В центральном ядре водной толщи озера ниже 200 м сезонные изменения концентрации кислорода отсутствуют, содержание его практически равномерно убывает с глубиной. В придонной зоне весной и осенью усиливаются механизмы водообмена, обеспечивающие поступление в придонные слои вод из верхних горизонтов, обогащенных кислородом.

Характер вертикального распределения кислорода во всех котловинах Байкала одинаков, что обусловлено общими для всего озера биологическими процессами и идентичностью основных механизмов водообмена. Влияние гидродинамических факторов (подъем глубинных вод в центре циклонических циркуляций, вдоль склоновое опускание вод верхнего слоя, вертикальные перемещения вод в районе термобара) может приводить к некоторой неоднородности пространственного распределения концентрации кислорода, но различия их невелики.

Величина рН. Величина рН, или водородный показатель, характеризует концентрацию ионов водорода. Для воды Байкала величина рН зависит от соотношения концентраций угольной кислоты и ее ионов. Так как содержание гидрокарбонатов в озере невысокое и практически постоянное, то величина рН определяется, в основном, концентрацией диоксида углерода в воде. Величина рН в воде Байкала изменяется от 8,2–8,3 ед. в поверхностном слое, в периоды активного развития водорослей может достигать 8,5 ед. С увеличением глубины ее значения снижаются, в придонной области не опускаются ниже 7,45 ед.

Рис.2.5. Вертикальное распределение концентрации кислорода (А – по всей глубине, Б – в слое 0–100 м) на центральной станции разреза Листвянка–Танхой в 2006–2007 гг.

Соответственно, содержание диоксида углерода в воде поверхностного слоя изменяется от 1 мг/л до аналитического нуля, а на максимальных глубинах составляет 4–5 мг/л.

Сезонные изменения величины рН в верхнем 100-метровом слое воды отражают сезонные изменения концентрации диоксида углерода. Минимальные величины рН отмечаются в позднеосенние и зимние месяцы, в мае ее значение повышается. Следующий минимум величины рН регистрируется в июле, а годовой максимум в августе–сентябре. Неоднородности пространственного распределения величины рН по акватории Байкала малы и определяются смещением наступления отдельных периодов сезонных изменений.

Рис. 2.6. Вертикальное распределение концентрации нитратов, фосфатов и кремния на центральной станции разреза Листвянка–Танхой в 2006–2007 гг.

Азот и фосфор входят в состав тканей каждого живого организма. Без них не могут существовать водные растения и, в конечном счете, животные. Кремний необходим для развития диатомовых водорослей, строящих свой панцирь из аморфного кремнезема, губок, имеющих скелетные образования в виде кремнеземных игл. Биогенные элементы поступают в Байкал с водами притоков и атмосферными осадками.

Вертикальное распределение биогенных элементов в воде Байкала характеризуется постоянным ростом их содержания с глубиной (рис. 2.6.).

Концентрации биогенных элементов подвержены сезонным колебаниям в поверхностных и придонных слоях воды Байкала из-за потребления и регенерации их биотой в верхних слоях воды и уникального механизма обновления придонных вод озера. В центральном ядре водной толщи Байкала концентрации биогенных элементов мало меняются по сезонам, и в разных котловинах озера на одинаковых глубинах их содержание в среднем одинаково. Концентрация нитратов в придонных водах озера достигает 0,6 мг NO3 – /л, фосфатов 0,06 мг PO4 3– /л, кремния 1,6 мг Si/л мг/л. Следует отметить, что в Байкале азот в нитритной и аммонийной форме отсутствует или регистрируется в незначительном количестве в поверхностном слое воды в периоды отмирания водорослей.

Сезонные изменения содержания нитратов и фосфатов отмечаются в верхнем 100– метровом слое воды, иногда распространяясь на большие глубины. Динамика их концентрации в течение года имеет два максимума (в январе–феврале и во второй половине июня и июле) и два минимума (в мае и августе–сентябре). Летний минимум, глубокий и продолжительный, иногда приводит к полному исчезновению нитратов и снижению фосфатов до 0,002–0,005 мг/л. Весенний минимум концентрации нитратов и фосфатов ярко проявляется только в годы массового развития диатомовых водорослей. И только в эти же годы наблюдаются сезонные изменения концентрации кремния. В годы с низким развитием диатомовых водорослей, как в 2006 г. (рис. 2.6.), содержание кремния в верхнем слое воды обусловлено, в основном, гидродинамическими процессами.

Характер вертикального распределения биогенных элементов одинаков в разных котловинах, а пространственное распределение их вдоль озера неоднородно. Это связано со сдвигом времени наступления отдельных фаз сезонной динамики биогенных элементов в широтном направлении и влиянием механизмов водообмена.

Кроме пространственных и сезонных изменений, в верхнем слое воды существуют также суточные колебания растворенных газов и биогенных элементов (рис. 2.7., 2.8.).

Рис. 2.7. Суточные изменения концентрации кислорода и биомассы фитопланктона в поверхностном слое воды в литорали Южного Байкала, июнь 2004 г.

Рис. 2.8. Суточные изменения концентрации нитратов и биомассы фитопланктона в поверхностном слое воды в литорали Южного Байкала, июнь 2004 г.

Суточный ход этих компонентов химического состава воды наблюдается круглый год, глубина его проникновения летом достигает 50 м. Амплитуда суточных колебаний зависит от интенсивности развития фитопланктона и гидрометеорологической ситуации, а величина амплитуды уменьшается с глубиной.

В формировании суточного хода концентрации растворенных газов и биогенных элементов ведущая роль принадлежит биологическим процессам, протекающим в озере.

В дневные и вечерние часы с ростом биомассы фитопланктона концентрация кислорода возрастает, а биогенных элементов уменьшается. Ночным и утренним максимумам содержания биогенных элементов соответствуют минимальные значения концентрации кислорода.

Окисляемость. Органическое вещество всегда содержится в природных водах, состав его сложен и разнообразен. Оно может поступать с водосборной площади и образовываться в водоеме. Одним из методов количественной оценки органического вещества является окисляемость воды, величина которой измеряется количеством кислорода, расходуемого на окисление органического вещества.

В воде Байкала содержание органического вещества небольшое, и величины окисляемости невелики. Окисляемость воды (перманганатная окисляемость в кислой среде) поверхностного слоя изменяется в пределах 1–1,6 мг О/л. С глубиной ее величина снижается и в придонной зоне составляет 0,4–0,5 мг О/л. Сезонные изменения значений окисляемости аналогичны сезонным изменения концентрации биогенных элементов и согласуются с изменениями в развитии водорослей в течение года.

Источник: Байкал: природа и люди : энциклопедический справочник / Байкальский институт природопользования СО РАН ; [отв. ред. чл.-корр. А. К. Тулохонов] – Улан-Удэ : ЭКОС : Издательство БНЦ СО РАН, 2009. С. 70-74.

Как видно из табл. 3.6, наблюдается близость среднего химического состава воды Байкала и питающих его рек. Но она ограничивается только основными ионами, что же касается содержания соединений биогенных элементов, органических веществ и компонентов газов, то для них такого сходства не наблюдается 1 .

В отличие от притоков в открытых частях озера практически не отмечаются сезонные изменения содержания основных компонентов ионного состава, и по глубине их распределение мало изменяется. Такая стабильность определяется незначительностью годового поступления вод в Байкал с речным, подземным стоком и осадками по сравнению с объемом озера, а также близостью среднего ионного состава притоков и озерных вод.

Следует отметить очень малое количество в водах озера кремния и кальция по сравнению с притоками. Кремний, поступающий с водами притоков, расходуется в озере диатомовыми водорослями и губками, а кальций идет на построение раковин моллюсков и хитиновый покров членистоногих.

Байкальские воды бедны также биогенными элементами и ор- ганическими веществами. Минимально содержание соединений железа, магния.

Растворенные газы (О2 и СО2) и органическое вещество распределены по акватории и глубине неравномерно. Содержание кислорода и органического вещества снижается с глубиной, а углекислого газа, наоборот, возрастает. Если на поверхности озера среднее содержание кислорода составляет 11,7–11,9 мг/дм 3 , на глубине 140 м – 9,9–10,6 мг/дм 3 , то на максимальных глубинах (около 1600 м) – только 9,5 мг/дм 3 . Величина СО2 изменяется соответственно от 1,5–1,7 мг/дм 3 . 2

В целом, газовый режим Байкала отличается высокой стабильностью и благоприятен для гидробионтов. Любопытно, что максимальные концентрации растворенного кислорода приурочены к зимнему подледному периоду и в верхнем 50–75-метровом слое обычно возрастают от января к марту, что объясняется ранним началом вегетации фитопланктона.

Насыщенность вод озера кислородом способствует развитию организмов на всех глубинах, включая максимальные, а также интенсифицирует процессы разрушения органического вещества и другие окислительные процессы. Это обстоятельство выгодно отличает Байкал от некоторых других озер и приводит к тому, что в его донных осадках не происходит в больших количествах накопление органического вещества. В то же время, воды, богатые растворенным кислородом, оказывают сильное коррозирующее воздействие на железо, а малое содержание СО2 приводит к агрессивности воды Байкала к цементу и бетону. Эти обстоятельства необходимо учитывать при строительстве на Байкале различных инженерных и гидротехнических сооружений.

Наличие щелочных элементов (натрия, кальция, магния, калия) и низкое содержание свободной углекислоты создают слабощелочную реакцию байкальских вод. Концентрация водородных ионов (рН) находится в пределах 7,0–8,5, причем с глубиной рН снижается.

Таким образом, воды оз. Байкал по классификации О. А. Алекина относятся к слабоминерализованным мягким водам гидрокарбонатного класса, группе кальциевых; по гидрохимическим параметрам они соответствуют международным стандартам высококачественной питьевой воды и отвечают требованиям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Сопоставление химического состава байкальской воды с требованием проекта стандарта на питьевую воду, выполненное в работе Г. И. Галазия, Е. Н. Тарасовой и др. (1996), показало, что значения и естественные колебания гидрохимических параметров байкальской воды ниже требований проекта стандарта в десятки раз и более.

Источник: Байкаловедение : учеб. пособие / Н. С. Беркин, А. А. Макаров, О. Т. Русинек. – Иркутск : Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2009. С. 134-137.

Гидрохимия в вопросах и ответах

370. Каков химический состав воды Байкала?

Средний ионный состав воды Байкала по Г. Ю. Верещагину, К. К. Вотинцеву составляет: гидрокарбонаты (НСО3-) — 66,5; сульфаты (SО4 2 ) -5,2; хлор (Сl — ) -0,6; кальций (Са 2+ ) — 15,2; магний (Mg 2+ ) — 3,1; натрий (Na + ) — 3,8; калий (К + ) — 2,0; нитраты (NO3_) —0,3-0,5; фосфаты (РО4 3- ) — 0,02-0,06; карбонаты (СО3 2- ) — 0,6-0,06; силикаты и кремниевая кислота (SiO2) — 1,6-5,5; алюминий (А1 3+ ) — следы; железо (Fe)—0,02-0,03; кислород (О2) — 9,6—14,4; азот (N2) — 16,8-22,4; свободная углекислота (СО2) — 0,44-5,28; марганец (Мn) — 0,0012-0,0023; жесткость — 1,039 мг-экв.; сумма ионов — 96,7 мг/л.

371. Какова общая минерализация воды в Байкале?

Общая минерализация воды в Байкале составляет 120 мг/л, суммарное содержание ионов в воде озера 96,7 мг/л. Для сравнения заметим, что среднее содержание ионов по всем притокам Байкала 107,9, а общая минерализация 128,2 мг/л, то есть различия сравнительно невелики.

372. Какое количество веществ растворено в Байкале?

В 1 л воды содержится 120 мг различных веществ, или 120 г/м 3 . В Байкале 23000 млрд. м3 воды, следовательно, общее количество растворенных веществ составляет 2,76 млрд. т.

373. Каковы физико-химические свойства воды?

1. Вода — это прозрачная жидкость без запаха, вкуса, а в малом объеме без цвета. Молекулярная масса воды 18,0160, химическая формула — Н2О. Максимальная плотность дистиллированной воды 1,0000 г/см3 при температуре 3,982°С и нормальном давлении 1 атм.

2. Вода — единственное известное нам вещество, которое встречается в естественных условиях на поверхности Земли в твердом, жидком и газообразном состояния.

3. Вода — уникальный растворитель. Она растворяет больше солей и прочих веществ, чем любое другое вещество.

4. Воду очень трудно окислить, сжечь или разложить на составные части. Вода — химически стойкое вещество.

5. Вода окисляет почти все металлы и разрушает даже самые твердые горные породы.

6. Вода имеет редкую способность при замерзании расширяться, вследствие чего лед плавает на воде, остающейся в жидкой фазе. Только немногие вещества (висмут, галлий, германий и др.) имеют такую же аномалию, при которой твердая фаза легче жидкой.

7. Вода имеет большое сродство к самой себе, самое большое из всех жидкостей. Именно поэтому вода существует в форме сферических капель — ведь сфера имеет наименьшую поверхность при заданном объеме. Поверхностное натяжение (на границе с воздухом при 20°С равное 72,75 дин/см) является необходимым условием капиллярных процессов, столь важных для жизнедеятельности растений и животных.

8. Пресная вода замерзает не при температуре наибольшей плотности (+4°С), а при 0°С.

9. Вода обладает способностью поглощать большое количество теплоты и сравнительно мало при этом нагреваться. У воды очень высокая скрытая теплота плавления льда (79 кал/г) и испарения (539 кал/г при 100°С), то есть она поглощает значительное количество дополнительной теплоты при неизменности температуры в процессе замерзания и при кипении.

10. Дистиллированная вода очень плохо проводит электрический ток, но даже весьма малые добавки солей превращают ее в хороший проводник.

11. Удельная теплоемкость воды выше, чем у большинства веществ (кроме водорода и аммиака) при 100°С = 0,487 кал/г-град, а при 15°С = 1,000 кал/г -град. Плавление льда сопровождается увеличением его удельной теплоемкости почти вдвое. С повышением температуры теплоемкость воды уменьшается и только после 40°С начинает увеличиваться.

12. Температура замерзания воды понижается при увеличении давления примерно на 1°С на каждые 130 атм. и достигает минимума (—22°С) при давлении 2200 атм. При дальнейшем увеличении давления температура замерзания увеличивается и может стать выше 0° (при очень большом давлении).

13. Температура кипения воды равна +100°С при нормальном давлении 1 атм., но учитывая, что водород кипит при —253°С, а кислород при —180°С, вода должна кипеть в пределах от —100°С до —150°С.

14. Диэлектрическая проницаемость воды (Е в единицах СГСЭ) 81,0 при 20°С (это объясняет наличие у воды особых свойств, в частности способность растворять многие вещества). У большинства других тел она находится в пределах 2—3, за исключением ряда кислот (муравьиная — 58, ацетон — 21) и цианистого водорода, у которого диэлектрическая проницаемость 107.

15. Коэффициент преломления света в воде при 20°С = 1,3330, в то время как по волновой теории света (n = √Е) он должен быть равен 9.

16. Вода способна к полимеризации — соединению большого числа молекул обычной воды. Такая поливода имеет ряд совершенно новых физических свойств, в частности, она кипит при температуре в 4—5 раз более высокой, чем обычная.

17. Скорость звука в пресной воде около 1450 м/с, в морской при 25 — 1496 м/с.

18. Вязкость при 20°С= 1,005 саyтипуаз (спз), (1 спз = 1/100пуаза= 1/100*г/см.с). При 0°С вязкость чистой воды 1,789 спз, а при 100°С только 0,282, то есть в 6 раз меньше. Вязкость водяного пара при 15°С всего 0,006 спз, то есть значительно меньше, чем у воды при той же температуре.

19. рН дистиллированной воды при 20°С = 7. При нагревании рН уменьшается и при 100°С, например, рН = 6.

20. При давлении 1 атм и температуре 100°С из 1 л воды образуется 1600 л пара.

У воды есть и ряд других свойств, которые уже известны, и которые еще предстоит узнать.

374. Почему в Байкале вода пресная?

Байкал как водоем заполнялся поверхностными водами. Реки не успевают насытиться солями, так как кристаллические породы их лож труднорастворимы, поэтому они несут в Байкал воду слабой минерализации, которая соответствует стандартам па самую высококачественную питьевую воду. Благодаря тому, что водный баланс в Байкале нулевой, то есть приходная и расходная части одинаковы, минерализация воды в озере постоянная. Лишь в последние десятилетия из-за антропогенных влияний она получила тенденцию к повышению.

375. Как классифицируется вода в Байкале?

Вода в Байкале относится к слабоминерализованным мягким водам гидрокарбонатного класса, группы кальция первого типа (по классификации О. А. Алекина). В среднем па долю гидрокарбонатов кальция и магний приходится 84%, хлоридов и сульфатов — 7% и щелочных металлов — 9 % эквивалент ионов. Вода озера принадлежит к гидрокарбонатно-кальциево-сульфатной (НСОз-—Са 2+ —So4 2+ ) гидрохимической фации, хотя вода большинства притоков (170 из 250 обследованных) относится к гидрофации гидрокарбонатно-кальциово-кремниевой (НСОз-—Са 2+ —SiO2). Изменение фации притоков в озере свидетельствует о специфике процессов формирования байкальских вод. Поступающие в озеро воды претерпевают при метаморфизации глубокие изменения в своем химическом составе, приводя к изменению гидрохимической фации. Одним из процессов, ведущих к этому, является процесс биогенного извлечения кремния диатомовыми водорослями.

376. Почему химический состав воды в Байкале сравнительно однороден?

Потому что вся водная толща интенсивно перемешивается как ветровыми течениями, так и постоянной циркуляцией.

377. Как изменяется химический состав воды в Байкале по сезонам?

Изменение химического состава воды происходит, главным образом, в содержании соединений фосфора, кремния и азота. Изменения содержания кремния в верхних слоях воды зависит от развития диатомовых водорослей. Максимальные его концентрации отмечаются зимой, в период депрессии в развитии водорослей, минимальные — весной, в период весеннего цветения. Минеральные и органические соединения азота и фосфора имеют два максимума концентрации (зимой — в январе—феврале и летом — в июле), а также два минимума (весной — в мае—июне и летом—в августе). Эти колебания целиком зависят от сезонного развития фитопланктона.

378. Как изменяется состав воды Байкала по акватории?

Средний химический состав вод в разных частях байкальской котловины различается незначительно.

Больше изменений на тех участках, которые примыкают к крупным притокам, а также на тех, где интенсивно развиваются водоросли. В этих районах может значительно изменяться количество растворенного кремния, вплоть до полной его утилизации, а также солей фосфора (фосфатов) и азота (нитратов). Вода притоков несколько отличается от байкальской. Однако в зависимости от объема стока происходит постепенное изменение химического состава воды притоков и превращение ее в воду байкальскую.

379. Как изменяется состав воды Байкала с глубиной?

Содержание минеральных соединений, биогенных элементов увеличивается, органических, напротив, снижается.

380. Сколько химических элементов содержится в воде Байкала?

Точного подсчета пока не проведено. С помощью нейтронно-активационного метода индентифицированно более 40 элементов. Однако это далеко не все. Вероятно, в байкальской воде присутствуют почти все элементы периодической системы Д. И. Менделеева, только многие из них в очень малых количествах.

381. Каких химических элементов больше всего в воде Байкала?

Кальция, углерода, кислорода, магния, натрия, калия, кремния, серы, хлора, азота, железа, фосфора.

382. Можно ли приготовить искусственно байкальскую воду?

До настоящего времени никто пока подобных экспериментов не проводил. По химическому набору элементов, может быть, и можно сделать раствор, похожий на байкальскую воду. Что же касается ее молекулярной структуры и изотопного состава, то, вероятно, невозможно.

383. Сколько содержится микроэлементов в воде Байкала?

Сотые и тысячные доли миллиграмма в 1 л. Роль микроэлементов в воде Байкала изучена недостаточно, хотя многие из них необходимы для нормальной жизнедеятельности водных организмов. Микроэлементы, например, влияют на обмен в растительных организмах, на синтез и действие витаминов, входят в состав ферментов, а также в состав элементов крови позвоночных и т. д.

384. Какое наименьшее количество растворенных твердых веществ в воде Байкала можно измерить обычными стандартными лабораторными методами?

Современные нейтронно-активационные приборы позволяют измерять чрезвычайно малые количества элементов, содержащихся в воде в растворенном виде — миллиардные доли процента. В Байкале были проведены такие исследования для оценки содержания в воде микроэлементов. Точность измерений позволила уловить их содержание в количестве 10-10—10-12. В зарубежных лабораториях с помощью анодной пленочной вольтометрии с использованием тонкопленочных ртутно-графитовых электродов проф. Дайтон Керрит из Массачузетского технологического института измерил методом прямого анализа проб морской воды миллиардные доли процента содержания в воде таких металлов, как цинк, медь, свинец и кадмий.

385. Изменяется ли химический состав воды в Байкале при замерзании?

С понижением температуры воды растворимость многих веществ снижается. При замерзании воды в морях и соленых озерах происходит ее опреснение — высаливание льда. То же происходит и при замерзании воды в Байкале. Но так как минерализация байкальской воды очень мала, то изменение ее химического состава незначительно. Более заметно изменение минерализации воды при замерзании в мелководных заливах. Может быть, интенсивное подледное развитие фитопланктона связано с обогащением биогенными элементами верхних слоев воды при замерзании озера.

336. Сколько солей уносит Ангара за год из Байкала?

В течение года в Ангару при среднем стоке около 60 км 3 воды и минерализации 96,7 мг/л уносится 5,6 млн. т минеральных и 0,15 млн. т органических веществ.

387. Сколько солей откладывается в донных отложениях?

В донные отложения Байкала в течение года поступает 1,72 млн. т минеральных и 0,45 млн. т органических веществ, в том числе 29 тыс. т железа и др.

388. Увеличивается ли содержание солей в Байкале?

Соленость (минерализация) воды в Байкале возрастает из-за возросшего количества солей, приносимых притоками. В Байкале ежегодно остается только из основных ионов 545 тыс. т гидрокарбонатов (НСО3-); 118 тыс. т сульфатов (SO4 2- ); 22,7 тыс. т хлора (С1 — ); 10 тыс. т азота (NO3-); 2,37 тыс. т фосфатов (РО4 3- ); 118 тыс. т кальция (Са2+); 60 тыс. т магния (Mg2+); 30 тыс. т натрия и калия (Na + +K + ); 460 тыс. т органических веществ; 28,9 тыс. т железа (Fe — общ.); 495 тыс. ,т, кремния SiO2). Общее количествj ионов, остающихся в Байкале, 1890 тыс. т, что составляет около 24% от общего количества солей, поступающих в озеро.

389. Какой диапазон изменения химического состава воды Байкала?

По основному ионному составу вода открытых частей Байкала довольно стабильна и почти не претерпевает изменений. По отдельным же компонентам, как, например, биогенные элементы, изменения довольно значительны. Так, в период интенсивного развития водорослей из воды в поверхностных слоях, где они обитают, могут почти полностью исчезать (до аналитического нуля) минеральные соединения кремния, фосфора, азота, уменьшается содержание углекислоты, железа и ряда микроэлементов. Однако содержание этих веществ после прекращения развития фитопланктона и усиленного ветрового перемешивания ежегодно восстанавливается. Соединений солей азота и фосфора, а также железа и марганца в Байкале почти всегда достаточно, и в следующем году круговорот этот повторяется снова. Изменение же минерализации, вызванное антропогенным влиянием, однозначно — она возрастает.

390. Как пополняется в Байкале запас питательных веществ?

Для поддержания жизни водных организмов необходимо постоянное снабжение их питательными веществами. Основным источником их пополнения в Байкале являются притоки озера. Значительную долю составляют вещества, поступающие в повторное использование за счет их регенерации из отмерших организмов, а также за счет выноса их к поверхности с глубинными водами при ветровом перемешивании воды. Заметную часть питательных веществ приносят промышленные и бытовые стоки.

391. Почему в воде Байкала мало силикатов?

Ежегодно реки, впадающие в Байкал, приносят более 600 тыс. т кремния, а содержание его в воде очень мало и не возрастает. Кремиекислоту потребляют для построения панциря (наружного скелета) самая многочисленная по видовому составу и самая большая по биомассе группа диатомовых водорослей, а также губки и некоторые моллюски. Кроме того, с водами Ангары выносится свыше 100 тыс. т кремния и около 500 тыс. т в год увлекается в донные отложения озера в виде панцирей отмирающих диатомовых водорослей, спикул губок и створок некоторых моллюсков.

392. Какие газы растворены в воде Байкала?

Практически все те газы, которые существуют в атмосфере, а также газы подземного происхождения, выделяющиеся со дна озера. Но пропорции газов значительно отличаются, потому что неодинакова их растворимость в воде и не все они участвуют в биологическом и биохимическом круговороте. Так, в воде озера больше всего растворено азота, в значительном количестве содержится кислород, углекислый газ. Аргон, гелий, неон, криптон присутствуют в весьма малых концентрациях.

393. Каков состав растворенных газов в воде на разных глубинах?

В водной толще Байкала из газов в растворенном состоянии содержатся кислород, двуокись, углерода, азот, а также аргон, гелий, неон, криптон и др. Количество газов зависит от температуры и давления, при которых они растворяются (за исключением кислорода, количество которого зависит от жизнедеятельности потребляющих его организмов, а также количества органического вещества, на окисление которого расходуется кислород). В какой форме инертные газы связаны с молекулой воды, пока нет достоверных сведений.

394. Каким образом кислород попадает в водную толщу?

В зоне проникновения света, необходимого для жизнедеятельности водорослей, вода насыщается кислородом, выделяемым растениями в процессе фотосинтеза. В самом поверхностном слое воды кислород частично поступает из воздуха. На большие глубины кислород попадает при перемешивании воды ветром, при турбулентных и циркуляционных течениях и т.д.

395. Сколько кислорода выделяют в воду Байкала водоросли в процессе фотосинтеза?

В процессе фотосинтеза водоросли на каждый грамм углерода в синтезированном органическом веществе выделяют в воду в 2,5—2,8 раза больше кислорода. За год в озере под 1 м 2 синтезируется до 127 г органического углерода, следовательно, при этом выделяется до 320— 330 г кислорода; для всего Байкала это составит около 10—10,2 млн. т.

396. Какое количество кислорода может быть растворено в воде Байкала?

Основным источником кислорода, обогащающим воды Байкала, является кислород, выделяемый в водную толщу водорослями фитопланктона в процессе фотосинтеза. На его долю приходится до 99,5% всего поступающего в воды Байкала кислорода. Роль донных макрофитов и, вероятно, микрофитов в общем кислородном балансе составляет около 0,5% от его количества. С повышением температуры воды количество растворенного кислорода уменьшается.

При повышении минерализации воды растворимость газа падает: например, при 0°С растворимость кислорода в 1 л воды с минерализацией менее 1 г/л (пресная вода) составляет 49 мл, а при минерализации 30 г/л (морская вода) — только 15, то есть снижается более чем в три раза. Биологи утверждают, что при повышении температуры воды на 10°С потребление кислорода рыбами удваивается и что обилие рыбы и других водных животных может привести к снижению кислорода в воде. Особенно это заметно в малых водоемах. Таким образом, максимальное содержание кислорода в открытой воде Байкала может достигать 14 мг/л.

В зимний и особенно весенний период, когда Байкал еще покрыт льдом и происходит, так называемое подледное цветение воды, то есть интенсивное развитие фитопланктона, который в процессе фотосинтеза выделяет кислород, его содержание повышается до 16—18 мг/л. В Забайкалье, в Ивано-Арахлейских озерах, в отдельные годы в малоснежные зимы, когда лед не покрыт снегом, в период подлёдного цветения фитопланктона и фитобентоса, содержание его повышается до 20—22 мг/л. Из воды в свежей проруби кислород иногда выделяется в атмосферу в виде пузырьков.

397. На что расходуется растворенный в воде кислород?

Основными потребителями кислорода являются фито- и зоопланктон, аэробные бактерии, зообентос, рыбы и др. водные организмы. Значительнее количество кислорода расходуется на окисление органических веществ как в водной толще, так и в донных отложениях. Насыщенность воды кислородом во всей толще способствует развитию жизни на всех глубинах.

398. Есть ли кислород в придонных слоях воды?

Есть, его содержание составляет от 70% до 80% нормального для данных условий насыщения. Так, если в поверхностных слоях воды (в ее деятельном слое) озера содержится кислорода в среднем 11,7—11,9 мг/л, то на глубине 1400 м — 9,9—10,6 мг/л, а на максимальной глубине около 1600 м — 9,5 мг/л. В слое, непосредственно прилежащем к донным отложениям, содержание кислорода заметно снижается. Толщина этого слоя воды, обедненного кислородом, до 1 м.

399. Какие особенности газового режима и химизма связаны с гомотермией в Байкале?

В период гомотермии в Байкале происходит выравнивание химического состава воды, обогащение глубинных ее слоев кислородом, а поверхностных — биогенными элементами за счет поступления к поверхности обогащенных ими глубинных вод при ветровом перемешивании. Такой механизм поступления кислорода в глубины озера обеспечивает существование животных в Байкале даже на самых больших глубинах. В водоемах, где такой механизм отсутствует (оз. Танганьика, Черное море), в глубинных слоях со 150—200 м сероводородная зона.

400. Что служит источником углекислого газа в воде?

Углекислый газ в воде, необходимый для фотосинтеза растений, образуется при дыхании водных животных, окислении органических веществ, при сдвиге карбонатного равновесия, а также поступает непосредственно из атмосферы.

401. Как растворяется в воде угарный газ?

Исследования содержания угарного газа в воде Байкала не проводились. По наблюдениям в морях выявлено, что этот газ выделяется некоторыми морскими растениями и животными. Эверест Дуглас из Скрипсовского океанографического института установил, что окись углерода растворяется в морской воде хуже, чем кислород, но лучше, чем водород или азот. На основании этого можно считать, что содержание угарного газа довольно значительно в тех местах, где его много поступает в воду. А это обычно бывает в поверхностных слоях, куда направлен выхлоп газов судов с двигателями внутреннего сгорания.

402. Почему на дне Байкала редко встречаются кости рыб и млекопитающих?

Вода в Байкале обладает агрессивностью и высокой растворяющей способностью, которая с глубиной возрастает. Поэтому все твердые остатки животных — млекопитающих, рыб, моллюсков и др. — долго на дне не сохраняются. Для инженерных бетонных конструкций применяются специальные марки бетона.

403. Почему на волнах образуется пена?

Пена состоит из пузырьков воздуха, разделенных пленкой воды. В пресной воде пузырьки, сближаясь друг с другом, сливаются, а в соленой воде отталкиваются. Большая их часть в морях и океанах образуется при ветре, но они могут возникать и при дожде и даже снеге. Пузырьки, образующиеся вблизи берега, очень мелкие, обычно менее 0,5 мм в диаметре. Поднимаясь на поверхность, они лопаются и выбрасывают в воздух брызги на высоту, в тысячу раз превосходящую их диаметр. Полагают, что этим объясняется наличие частиц соли в атмосфере морских и океанских побережий. Образованию пены на волнах в значительной степени способствует постоянно присутствующая на поверхности тончайшая пленка из органических веществ (белков и углеводородов).

404. Почему у дна глубоких водоемов скапливается сероводород?

Скопление сероводорода наблюдается в тех глубоких водоемах, где отсутствует или слабое вертикальное перемешивание воды. Поэтому кислород в глубинные придонные слои не поступает совсем, или его слишком мало. В таких условиях развиваются анаэробные (бескислородные), процессы, при которых серобактерии продуцируют сероводород за счет восстановления содержащихся в воде сульфатов. Такое явление происходит в Черном море, в оз. Танганьика и др. водоемах. При избыточном поступлении органических веществ, даже при наличии слабого перемешивания и, следовательно, поступлении некоторого, но недостаточного количества кислорода, на дне водоемов может накапливаться сероводород постоянно или периодически, как это происходит, например, в Балтийском море, в некоторых озерах Польской Народной Республики (Мазурские озера), в некоторых из Великих озер Северной Америки.

405. Какое воздействие на водные организмы оказывает сероводород?

Сероводород смертелен для большинства водных организмов. Появление большого количества сероводорода и чистой воде вредно еще и потому, что для его окисления потребляется кислород и тем самым создается его, дефицит для дыхания организмов. Между тем серобактерии очень живучи. Если однажды они поселяются в донных отложениях водоема, где много органических веществ, то свою способность интенсивно развиваться сохраняют даже при перемешивании воды и обогащения ее кислородом. Признаки сероводорода появились в Байкале в районе, где сбрасываются промстоки Байкальского целлюлозно-бумажного комбината и на дне накапливаются органические вещества от этого предприятия.

406. Какая реакция воды в Байкале (кислая или щелочная)?

Вода в Байкале имеет слабощелочную реакцию из-за наличия в ней щелочных элементов: натрия, кальция, магния и калия и низкого содержания свободной углекислоты. Концентрация водородных ионов (рН) находится в пределах 7,0—8,5 ед. С глубиной рН снижается. Понижается концентрация водородных ионов и зимой в подледный период.

407. Как изменяется реакция воды в Байкале по сезонам?

Реакция воды в Байкале в летнее время несколько изменяется в сторону щелочности и рН возрастает до 8 —8,5. В зимнее время происходит сдвиг в сторону нейтральной реакции и рН становится близким к 7.

408. Каковы величины Eh донных отложений Байкала?

В поверхностных слоях донных отложений Байкала до глубины- 5—20 см идут окислительные процессы, и Eh здесь колеблется от +50 до +300 милливольт. Глубже идут восстановительные процессы, и значения Eh имеют отрицательный знак. Их величины колеблются от 50 до 230 милливольт. Абсолютная величина показателя Eh может свидетельствовать об интенсивности окислительных или восстановительных процессов. В окислительном слое гидроокислы железа типа Fе(ОНз) и гидрогетит, в восстановительном — сульфаты железа (гидротроилит, пирротин, пирит, марказит), а также его силикаты (лептохлориты).

409. Какова величина рН денных отложений Байкала?

В донных отложениях величина рН зависит от того, какие процессы в них протекают: окислительные, восстановительные или нейтральные. В окислительной зоне меньше водородных ионов и его величина близка к нейтральной (рН≥7) или слабокислой (рН7. В песчаных донных отложениях, где отсутствуют органические вещества или их поступление ничтожно, величина рН обычно близка к тем его значениям, которые имеет вода Байкала, то есть к нейтральной или слабощелочной (рН = 7,2—7,5).

410. Сколько взвешенных веществ в Байкале?

В среднем около 1,5 мг/л, а во всем озере 34,5 млп. т. Но распределение взвешенных веществ крайне неравномерно как по акватории, так и по сезонам. Больше всего их в приустьевых участках крупных рек, меньше всего — в открытых районах Байкала. С глубиной их количество также снижается, особенно ниже зоны сезонного перемешивания воды.

411. Что понижается под соленостью воды?

Содержание всех растворенных веществ, а не только солей. Термин соленость применяется обычно к морской воде минеральных источников, а иногда и соленых высокоминерализованных вод озер.

Для характеристики количества растворенных веществ в пресных водах широко используется термин минерализации, и он, вероятно, предпочтительнее.

412. Как измеряют содержание солей в воде Байкала?

Обычно анализами отобранных проб воды. В последнее время относительные изменения минерализации оценивают по изменению электропроводности воды.

413. Какова электропроводность воды в Байкале?

Электропроводность воды Байкала, измеряемая микросименсами на сантиметр (единица, равная Ому-1), зависит от температуры воды и имеет следующие значения:

Источник

Состав воды Байкала и ее свойства

Свойства воды каждого проточного озера определяются не временем, которое понадобилось бы для стекания его вод через исток, а той степенью обмена вод, который реально имеет место в озере вследствие его проточности.

Самый крупный приток Байкала — р. Селенга имеет водосборную площадь, равную 84% общей водосборной площади Байкала и длину равную 1480 км. Селенга вносит в Байкал за год около 50% всех водных масс, приносимых всеми притоками Байкала. Другой крупный приток Байкала — Верхняя Ангара имеет водосборную площадь, составляющую около 4% всей площади водосбора Байкала и длину, равную 439 км. Река эта в среднем за год вносит в Байкал около 15% общего годового стока всех его притоков. Река Баргузин, с водосборной площадью равной 3.5% общей площади озера и длиной около 640 км, вносит в Байкал в течение года лишь около 7% общего годового стока. На долю же всех остальных притоков Байкала, общее число которых равно 336, приходится всего лишь около 10% водосборной площади озера. Большинство притоков, впадающих в Байкал, представляет собой мелкие ручьи и речки, самое число которых даже носит неопределенный характер, так как многие из этих притоков непостоянны, пересыхают в летнее время или промерзают до дна зимой, а некоторые вообще текут только в дождливые годы, так что общее число притоков, впадающих в Байкал, зависит от принципов подсчета того или иного автора. Для характеристики степени проточности Байкала и влияния этой проточности на свойства его вод важно не общее число притоков, а то, что все они в своей совокупности, за исключением указанных выше, приносят в Байкал в течение года не более 28% общего количества водных масс, вносимых притоками в Байкал. Таким образом, их значение для определения свойств воды Байкала и колебания объема его водных масс ничтожно. Вытекает из Байкала, как и из громадного большинства озер, лишь один исток — именно Ангара, или Верхняя Тунгуска. В настоящее время в литературе все больше вытесняется приставка в названии Ангары слова «Нижняя», так как «Верхняя Ангара» представляет собой совершенно не связанную ни в каком отношении с «Нижней Ангарой» реку.

С точки зрения географической Ангара носит свое название неправильно, так как в месте ее слияния с Енисеем, в который впадает, она является значительно более мощной рекой, чем этот последний, а потому, по справедливости, именно Ангара должна была бы носить название Енисея, а верховья Енисея выше впадения Ангары должны были бы иметь какое–либо иное название, или, наоборот, низовья Енисея можно было бы назвать Ангарой. Степень проточности озера формально выражается отношением объема водных масс, вносимых в него поверхностным стоком в течение года к объему водных масс самого озера. Для Байкала это отношение характеризует очень малую долю его проточности по сравнению с другими озерами.

Свойства водных масс проточных озер, а главное, степень разнородности этих свойств в различных участках озера определяются не механическим соотношением, выражаемым в коэффициенте проточности, а степенью перемешивания водных масс различных районов озера. Это перемешивание зависит, прежде всего, от той системы течений, которая имеется в данном озере.

Течения Байкала еще далеко недостаточно изучены, но тем не менее, мы можем сказать, что в южном Байкале, куда впадает основной его приток — Селенга, имеет место круговое течение, направленное поперек Байкала от района Селенги к северным берегам и вдоль северного берега южного Байкала на запад, возвращаясь в район Селенги вдоль южных берегов. Таким образом, воды Селенги имеют облегченную возможность попасть в район истока Ангары, а тем самым сравнительно быстро могут быть выведенными из озера, мало перемешавшись с его водами. Совсем не то в среднем и северном Байкале, куда воды Селенги имеют мало вероятия достигнуть и откуда воды впадающих там притоков намечающейся системой течений, направленной из среднего Байкала вдоль его восточных берегов на север, лишь через огромный промежуток времени могут быть вынесенными Ангарой. Можно без преувеличения утверждать, что воды среднего и тем более северного Байкала лишь через многие тысячелетия выносятся полностью через Ангару и таким образом степень проточности этих районов Байкала значительно меньше, чем в южном Байкале.

Все сказанное относится лишь к поверхностным слоям вод Байкала, охватывающим толщу около 200–300 верхних метров. Что же касается огромных масс воды, заполняющих большие глубины, то перемешивание вод притоков с этими глубинными водами, а также их перемешивание с водами верхних слоев озера совершается в основном лишь теми вертикальными течениями и турбулентным перемешиванием, которое вызывается ветром, особенно в начале лета и поздней осенью при однородном вертикальном распределении температур. Перемешивание верхних слоев воды с глубинными водами в силу сказанного значительно затруднено и совершается еще во много раз медленнее, чем в верхних слоях озера. Столь значительные отличия в быстроте перемешивания, связанные с проточностью Байкала, отражаются и на химическом составе его вод на разных глубинах, а также в различных районах.

Изучение всех особенностей химического состава водных масс на разных глубинах и в разных его районах помогает таким образом раскрывать не только особенности тех процессов, которые протекают в озере в настоящее время и влияют на химический состав его водных масс, но также и проливает свет на особенности химического состава притоков Байкала, имевшиеся тысячелетия назад, отпечаток которых еще мог сохраниться до наших дней, особенно на водах больших глубин Байкала. Химический состав Байкала лучше всего изучен для его южной части. Можно принять, как характерный, следующий химический состав воды для южного Байкала в открытом озере (в мг на литр).

Cl’ (хлор) 0.7
SO»4 (сульфаты) 5.0
NO’3 (нитраты) 0.3–0.5
PO»’4 (фосфаты) 0.02–0.06
CO»3 (карбонаты) 0.6–0.06
HCO’3 (гидрокарбонаты) 63.6
SiO2 (силикаты и кремневая кислота) 1.6–5.5
Al (алюминий) Следы
Mg» (магний) 4.1
Ca» (кальций) 15.2
Fe (железо) 0.0
Na’ (натрий) 3.9
K’ (калий) 2.3
O2 (кислород) 14.4–9.6
N2 (азот) 22.4–16.8
CO2 (свободная углекислота) 0.44–5.28
Жесткость (в немецких градусах) 3.1

Две цифры, указывающие пределы измерения содержания донного вещества, даны для тех растворенных в воде Байкала веществ, которые изменяются в количестве с глубиной, причем первая цифра указывает на среднее содержание вещества в поверхностных слоях воды, а вторая — в глубинных. В приведенном химическом составе воды, с точки зрения ее питьевых и технических качеств, положительным является незначительное содержание в ней кальция и магния, ничтожное количество хлора и практическое отсутствие железа. Все это делает воду Байкала очень мягкой, приятной для питья и в то же время образующей ничтожную накипь в паровых котлах — словом, она обладает высокими качествами как вода питьевая, так и для использования ее в технических целях. Исключительно же слабая минерализация воды Байкала, не превышающая 100 мг на литр, при ее большой чистоте, в смысле ничтожного содержания органических веществ (малой окисляемости), позволяет в некоторых случаях употреблять ее даже вместо дистиллированной (перегнанной) воды.

Как и во всех озерах многие химические свойства воды Байкала не постоянны в нем ни во времени, ни в пространстве. Все растворенные в воде озера вещества могут быть разделены в этом отношении на три группы: к первой принадлежат вещества, которые во всех слоях распределены равномерно и количество которых практически вовсе не меняется со временем года. Это постоянная часть химического состава воды Байкала. Сюда относятся хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, магний, кальций, натрий и калий, газообразный азот и благородные газы.

К другой группе относятся вещества, количество которых возрастает с увеличением глубины. Сюда относятся: свободная углекислота, фосфаты, нитраты и силикаты. Эта же группа характеризуется увеличением количества веществ в верхних слоях воды в зимнее время и их уменьшением в летние месяцы.

Наконец, к третьей группе, характеризующейся уменьшением содержания вещества с возрастанием глубины, относятся растворенный в воде кислород и органические вещества (окисляемость), причем количество их в зимние месяцы уменьшается, а в летние — увеличивается. Чтобы показать примерные масштабы изменений в содержании, характерных для каждой из указанных групп веществ с глубиной, мы приводим в табл. 2 их содержание для района Лиственичного на разных глубинах до 1400 м к середине лета.

Изменения химического состава воды Байкала с глубиной (в мг на литр)

Глу–
бины
Кисло–
род O2
Свобод–
ная угле–
кислота CO2
Окисля–
емость в O2
Сили–
каты SiO»3
Нит–
раты NO’3
Фос–
фаты PO»’4
Свобо–
дный азот N2
Гидро–
карбо–
наты HCO’3
Суль–
фаты SO»4
Хло–
риды Cl’
12.44 2.6 1.11 1.60 0.30 0.031 17.27 63.9 5.18 0.78
100 11.35 2.9 1.03 2.42 0.31 0.025 20.05 63.9 5.27 0.78
200 11.32 3.0 0.87 2.73 0.43 0.034 20.08 63.6 5.46 0.71
300 11.24 3.0 0.89 3.64 0.44 0.037 64.1 5.37 0.71
400 11.01 3.3 0.91 3.11 0.40 0.039 20.27 63.7 5.27 0.71
500 10.71 3.9 0.96 3.64 0.38 0.042 20.30 63.3 5.56 0.75
600 10.55 3.7 0.77 4.10 0.46 0.047 63.7 5.46 0.68
700 10.44 3.8 0.79 4.95 0.46 0.019 20.30 63.5 5.18 0.64
800 10.31 3.9 0.78 5.04 0.46 0.049 20.30 63.7 0.78
900 10.27 4.2 0.79 5.00 0.17 0.019 20.30 63.5 5.09 (0.82)
1000 10.20 4.1 0.90 5.09 0.47 0.049 63.5 5.27 0.75
1100 10.18 4.2 0.87 5.61 0.49 0.062 63.1 5.46 0.71
1200 10.16 4.2 1.00 5.40 0.52 0.061 20.30 63.8 5.56 0.75
1300 10.12 4.2 0.68 4.78 0.53 0.062 23.30 63.7 5.56 0.75
1400 10.10 4.3 0.75 5.40 0.54 0.063 20.24 63.4 5.27 0.71

В помещенной ниже табл. 3 приведены сведения о химическом составе воды для некоторых притоков Байкала.

В табл. 3 для всех рек даны для большинства составных частей пределы их колебаний в течение года. Наименьшая цифра (исключая кислород) соответствует весеннему паводку, а наибольшая — зимнему периоду. Из этой таблицы видно, что химический состав некоторых из исследованных притоков в течение года меняется для ряда составных частей несколько раз. Что же касается растворенных в воде газов, то содержание кислорода падает в зимние месяцы, достигая в Селенге лишь 20–30% от того количества, которое было бы насыщающим воды реки при данных условиях ее температуры. Количество же свободной углекислоты, насыщающей воду в зимние месяцы, значительно возрастает. Из этой же таблицы видно, что притоки Байкала несут в него воды, значительно отличающиеся по своему химическому составу от воды самого озера.

Попадая в Байкал, воды притоков не только подвергаются механическому перемешиванию с водами Байкала, но в них происходит также и ряд процессов, видоизменяющих самый химический состав их вод.

Эти видоизменения требуют, однако, некоторого времени, а потому в районах Байкала, примыкающих к устьям притоков, наблюдаются под влиянием последних значительные отличия в химическом составе воды, по которым легко можно судить о степени участия речных вод в водных массах данного пункта и о том пути, который проходят воды притоков в самом Байкале, прежде чем перемешиваются с его водами. Так, для вод Байкала, в районе впадения р. Селенги, характерным является повышенное содержание гидрокарбонатов и силикатов, для района р. Баргузин — присутствие вносимого рекой железа и так далее. На основании химических признаков, характеризующих воды притоков, выяснено, что воды эти, в течение летних месяцев проходящие в предустьевых пространствах в верхней полосе толщиною в несколько метров, начиная с конца сентября проходят в течение всей осени и зимы по дну как более тяжелые, тогда как в поверхностных слоях озера распространены в это время воды лишь cо слабой примесью речных вод. Выяснено, далее, распространение вод Селенги в летние месяцы не только в ее окрестностях, но и в более отдаленных районах, куда эти воды приносятся возникающими под влиянием ветров течениями, вплоть до района Голоустного и Котов на западном берегу Байкала. Воды Байкала, как и всякого иного озера, не являются просто смесью тех вод, которые вносятся в него притоками или выпадают на его поверхность в виде осадков. На протяжении многих тысячелетий Селенга, дающая, как мы видим, около 50% всего питания Байкала, вносит в него воды, содержащие в среднем за год раз в 10 больше кремния, чем его содержится в Байкале. Река Баргузин или ряд других мелких притоков непрерывно вносят в Байкал железо, которое в водах Байкала, тем не менее, содержится лишь в ничтожных следах. Причина этих характерных явлений заключается в процессах, протекающих в самом озере и видоизменяющих химический состав вносимых в него вод. Некоторые вещества, вносимые в Байкал его притоками, как, например, железо, алюминий и часть кремния, попадая в Байкал, образуют в нем коллоидные соединения в виде хлопьев, которые, в силу своего веса, оседают на дно и входят в числе прочих материалов в состав илов, покрывающих дно озера почти на всем его протяжении.

Химический состав притоков Байкала (в мг на литр)

Назв. притока Суль–
фаты SO»4
Хло–
риды Cl’
Гидро–
карбо–
наты HCO’3
Каль–
ций Ca»
Ка–
лий K’
Нат–
рий Na’
Жест–
кость в нем. гр.
Сили–
каты SiO2
Желе–
зо Fe»’
Окис–
ляе–
мость в O2
Селенга 2.4–27.6 0.3–9.4 52.2–139.0 11.0–41.4 –2.61 6.69 2.90–5.60 9.7–23.5 Следы 2.0–13.3
Баргузин 9.7–13.7 2.8–2.9 90.9–131.8 28.5–34.2 11.56 17.20 3.00–5.65 5.88–13.20 0.03 12.5
Кичера 6.2–10.9 0.31 17.25–30.7 3.18 4.87 2.88–6.08
Голоустная 6.1–37.4 2.9–7.4 62.2–155.6 10.8–28.8 3.92–7.86 2.6–9.7 0.00
Мысовка 2.2–20.1 1.7–4.0 52.3–130.7 8.8–24.2 1.39–48.2 7.76–10.32 0.00
Култучная 1.3–3.1 24.2–73.6 5.6–14.8 1.04–3.08 5.5–10.3
Химический анализ илов Байкала (валовые анализы в % на воздушно–сухой вес)

Название пунктов Сили–
каты SiO2
Титан TiO2 Алюми–
ний Al2O3
Железо Fe2O3 Магний MgO Каль–
ций CaO
Натрий Na2O Калий K2O Фосфа–
ты P2O5
Угле–
род C
Вода H2O 110°
Против Маритуя, гл. 494 м 53.55 0.75 16.31 10.45 3.38 2.43 2.00 2.66 0.09 0.21 8.00
Против Энхалука, глубина 381 м 54.62 0.70 15.51 6.71 1.19 1.98 2.30 2.52 0.06 2.38 11.60

Часть кремния поглощается кремневыми водорослями (диатомеями) как обитающими в толще воды Байкала, так и покрывающими сплошным ковром его дно. Из кремния эти мириады микроскопических организмов строят свои изящные панцири, уменьшая тем самым количество кремния, растворенного в воде. Часть кремния, по–видимому, потребляется также многочисленными в Байкале губками, они имеют в своих тканях до 30% кремния. Совершенно таким же способом часть кальция идет на построение раковин многочисленных моллюсков, обитающих на дне Байкала, а также входит в состав хитина бесчисленных ракообразных, не только покрывающих дно, но и обитающих в значительных количествах в толщах водных масс озера.

После отмирания моллюсков и ракообразных их скелеты целиком растворяются в воде, и кальций, ими поглощенный, снова поступает в воды Байкала. Так как моллюски и ракообразные встречаются приблизительно в одинаковых количествах в течение года, потребление ими кальция не отражается ни на сезонных изменениях, ни на вертикальном распределении его содержания в воде Байкала.

Иное дело с диатомовыми водорослями, которые, с одной стороны, неравномерно встречаются в течение года, образуя ежегодно вспышку своего развития в весеннее время, а с другой,— после отмирания этих водорослей, лишь ничтожная часть кремния, содержащаяся в их панцирях, переходит снова в раствор, а все остальное вместе с панцирями опускается на дно.

Анализы глубоководных илов Байкала показали наличие в них значительных количеств алюминия, кремния и железа, которые выделены из состава водных масс и выпали на дно озера (табл. 4).

В отношении всех указанных веществ Байкал играет роль отстойника, скопляющего на своем дне значительную часть веществ, вносимых в него притоками. Органические вещества, растворенные в водах притоков Байкала в значительно больших количествах, чем в водах самого озера, подвергаются в нем окислению и разрушению, с выделением свободной углекислоты и с распадом на фосфаты, нитраты и на ряд иных соединений. До дна органические вещества в большинстве случаев не доходят, разрушаясь во время оседания. Этот процесс и вызывает неравномерное уменьшение окисляемости с увеличением глубины. Таким образом, Байкал для органических веществ является своеобразным фильтром, не пропускающим их через озеро и вместе с тем не накопляющим их ни на дне, ни в водных массах. Соединения эти окисляются в водах Байкала с выделением свободной углекислоты, а эта последняя лишь в небольших количествах потребляется в верхних слоях воды растениями в процессе фотосинтеза, а все остальное ее количество выделяется в атмосферу. Процесс выделения свободной углекислоты поверхностью воды Байкала в атмосферу является по вычислениям, произведенным Б.Н. Форш, самым мощным химическим процессом, протекающим в толще вод Байкала.

Ввиду того, что разложение органических веществ происходит в различных слоях воды Байкала, включая самые глубокие, количество освобождающейся при этом свободной углекислоты во все сезоны возрастает с глубиной (см. табл. 2). В отношении углекислоты Байкал играет роль ее рассеивателя. Количество вносимых в Байкал его притоками нитратов и фосфатов еще неясно. Они входят в состав органических соединений, вносимых в Байкал притоками, а также находятся в растворенном состоянии. Оба эти вещества, с одной стороны, при окислении органических веществ в Байкале освобождаются, но, с другой,— они снова потребляются байкальскими организмами, а потому находятся в непрерывном круговороте. Их судьба аналогична свободной углекислоте, рассмотренной нами выше, с тем отличием, что освобождающееся их количество потребляется организмами, живущими в Байкале. Постепенное увеличение их количества с глубиной вызывается теми же причинами, что и для углекислоты. В отношении нитратов и фосфатов Байкал играет роль их регулятора.

Наконец, есть еще вещества, распределенные равномерно во всей толще воды Байкала и не подвергающиеся сезонным изменениям в количественном их содержании — это хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, кальций, магний, калий и натрий.

Эти вещества содержатся в воде Байкала в количествах, определяемых смесью вод притоков, впадающих в озеро. Они лишь в незначительной степени расходуются организмами, обитающими в Байкале, и в водах озера не протекает иных процессов, сколько–нибудь значительно влияющих на их содержание.

Особняком стоят растворенные в воде Байкала газы: кислород, азот, а также хотя в нем и не определенные, но заведомо присутствующие так называемые благородные газы: аргон (Ar), неон (Ne), криптон (Kr) и другие. Основным источником обогащения озера этими газами является водная его поверхность, через которую они проникают в глубины. Для кислорода существует еще дополнительный источник обогащения им водных масс, а именно, выделение его водорослями и иными зелеными растениями под влиянием солнечного света при так называемом процессе фотосинтеза, т.е. разложения свободной углекислоты с выделением кислорода. Такое обогащение кислородом водных масс происходит на глубине, не препятствующей проникновению солнечных лучей, которые необходимы для фотосинтеза (несколько более ста метров). На больших глубинах идет лишь потребление растворенного в воде кислорода как при дыхании организмов, так и при окислении органических веществ в толще водных масс и на дне озера.

Все имеющиеся в настоящее время сведения о содержании кислорода в воде Байкала до самых больших глубин, а также в различных его районах, говорят о том, что количество его ни в один из сезонов нигде не спускается ниже 74.5% того его количества, которое при данной температуре воды должно было бы насыщать воду. Этот факт важен, с одной стороны, тем, что позволяет утверждать, что жизнь возможна на всех глубинах Байкала, а с другой,— тем, что показывает, насколько невелики в толще вод Байкала и на его дне процессы потребления кислорода.

Исключение составляют лишь некоторые мелководные заливы или лагуны Байкала, воды которых не перемешиваются с водами открытого озера, а потому подвергаются сильным местным изменениям. Таковы воды залива лагуна Провал, называемого «сором» (Посольский сор, Ангарский сор и Рангатуй). Здесь в течение зимних месяцев содержание кислорода падает до количеств, стоящих на границе возможности жизни для ряда рыб. Многие формы, в том числе и такие рыбы как окунь, сорога, щука, в некоторые годы — при значительном зимнем уменьшении содержания кислорода — покидают соры и перекочевывают в Байкал.

Газообразный азот, а равно и вся группа благородных газов, не истребляется организмами, обитающими в воде, и не входит в реакции с веществами, растворенными в водах Байкала. Ввиду этого, количество этих газов в воде зависит исключительно от тех условий температур воды и давления атмосферы, при которых происходило их растворение. Следует иметь в виду, что для азота и благородных газов, помимо атмосферы, имеется в Байкале еще один источник обогащения ими водных масс, а именно, подводные источники, открывающиеся на дне в ряде мест Байкала и дающие в некоторых районах довольно обильные выходы газов, состоящих главным образом из азота и некоторых благородных газов.

Наблюдения, однако, показывают, что сколько–нибудь значительного обогащения водных масс газами из этих источников не происходит. Во всей толще водных масс глубже 100 м количество растворенного азота остается практически постоянным и соответствующим тому его количеству, которое насыщает воду при температуре наибольшей плотности воды и нормальном для Байкала давлении атмосферы. В верхних же ста метрах наблюдается понижение в содержании азота, соответствующее более высоким температурам этих слоев воды.

В водах каждого озера имеется, кроме растворенных в них веществ, также то или иное количество взвешенных веществ. Эти механически взвешенные в воде частицы не только почти целиком определяют прозрачность и цвет воды озер, но также, постепенно выпадая на дно из состояния взвешенного, влияют на характер донных отложений озера.

Количество взвешенных в водах Байкала частиц весьма различно в разных его районах, а также значительно колеблется по сезонам. Взвешенные частицы состоят из песка и глины, из мелкого детрита органического происхождения, из хлопьев органических веществ. Далее, взвешенные частицы состоят из бактерий и мелких планктонных организмов и, наконец, из коллоидных частиц разных химических соединений. При столь разнообразном составе взвеси и самое распределение общего количества взвешенных частиц по озеру в горизонтальном и вертикальном направлениях, а также изменение количества взвеси по сезонам очень сложно и связано с распределением прозрачности и цвета воды по озеру. Вода наиболее прозрачная имеет всегда темносиний цвет, она содержит наименьшее количество взвешенных частиц. Наиболее прозрачна вода в Байкале в верхних его слоях, наблюдаемых с поверхности, в период после вскрытия его от льда.

Применение специальных приборов, позволяющих определять прозрачность воды не глубиной, на которой исчезает из вида диск Секки при его погружении, а в каждом извлеченном с любой глубины образце воды — показывает, что прозрачность воды в Байкале на разных его глубинах различна и увеличивается с глубиной.

Понижение прозрачности в поверхностной толще вызывается главным образом значительным развитием в верхних, прогреваемых слоях воды бактерий, а также и планктонных организмов. Одновременно с уменьшением прозрачности изменяется и цвет воды Байкала — из синего он делается голубовато–серым, в некоторых районах зеленоватым и почти круглый год не наблюдается той прославленной синевы воды, которая так характерна для Байкала в начале лета.

В районах, примыкающих к устьям рек, и в мелководных районах, в которых волнение поднимает и взмучивает в воде частицы, поднимающиеся со дна, характер взвешенных в воде частиц совершенно иной. Здесь преобладает глина, песок и органический мелкий детрит.

Прозрачность же воды здесь ничтожна и резко отличается от прозрачности открытого Байкала.

В заключение характеристики состава байкальской воды и ее свойств следует еще остановиться на вопросе о большей уплотненности глубинной воды Байкала. Этот вопрос впервые был затронут в литературе в 1934 г. и вызвал у ученых значительный интерес. На основании собранных Байкальской лимнологической станцией образцов воды с разных глубин озера Д.И. Менделеевым было показано, что плотность многократно перегнанной воды Байкала возрастает с его глубиной по определенной характерной кривой, достигая на глубине 1550 м увеличения по сравнению с плотностью воды у поверхности на 56 единиц седьмого десятичного знака. Предполагалось, что это связано с накоплением на этих глубинах молекул воды, которые вместо обыкновенного кислорода содержат его так называемый «изотоп», т.е. атом особого строения, имеющий больший, чем обычный атом, вес, вследствие чего эта вода получила название тяжелой. Теоретически нахождение такой кислороднотяжелой воды в природных водоемах вполне вероятно, поэтому высказывались даже предположения о ее происхождении. Сам Д.И. Менделеев считал, что частицы более плотной воды при длительности покоя в глубинных зонах Байкала оседают на его наибольшие глубины и там накопляются. Академик В.В. Шулейкин полагал более вероятным выход на больших глубинах Байкала источников, содержащих сильно обогащенную тяжелыми частицами воду, которая, постепенно смешиваясь с водами озера, распределяется в его глубинных водах. Однако позднее А.П. Виноградов, производивший в лаборатории геохимических проблем им. В.И. Вернадского повторное изучение байкальской воды, высказался против наличия в ее глубинных слоях более плотных частиц. Таким образом, этот весьма интересный в теоретическом отношении вопрос нужно считать еще не ясным и требующим новых исследований.

Наконец, нельзя забывать, что на глубинах свыше 1000 м не только задерживаются полностью все лучи видимой части спектра, но также и почти все лучи невидимой части спектра. По имеющимся в настоящее время данным, на глубине 700 м не распространяется и так называемая космическая радиация, присутствие которой может задерживать некоторые биологические процессы. Все это создает для глубинных вод Байкала совершенно особую среду, значительно отличающуюся по своим свойствам от вод поверхностных. Большое количество процессов физико–химических, физиологических и других может протекать в этой среде иначе, чем в поверхностных водах, при этом Байкал является почти единственным в мире озером, на котором эти вопросы могут быть разрешены для пресноводных водоемов.

Источник: Г.Ю. Верещагин. Байкал. Научно–популярный очерк. Под редакцией Д.Н. Талиева. Москва, 1949 г.

Источник

Читайте также:  Девочка у озера богданов бельский