Исследование карстовых экосистем

3. Исследование карстовых экосистем

3.1 Гидрологические исследования и биохимический состав воды

Гидрохимическому обследованию подверглись 10 озер Бобровской группы и 4 озера Левашской группы. Химический анализ проб воды сделан по 15 показателям. По характеру водообмена все озера являются "глухими", не имеющими поверхностного стока. Температурная стратификация прямая. Средняя величина прозрачности озер Бобровской группы 2,5 м, что намного выше, чем средняя величина прозрачности озер Вологодской области - 1,6 м.

Наиболее прозрачна вода из Бобровской группы в озере номер 19 -Щучьем - 4,3 м. Наименьшую величину имеют озера номер 17 - Круглое -1,2 м и номер 2 - 1,3 м, которому дано название "Темное". Максимальную величину прозрачности 6,6 м имеет исчезающее озеро Угловской группы, минимальную - 1 м имеет одно озеро Сученьгской группы. Дополнительной характеристикой прозрачности может служить ее отношение к средней глубине озера. Во всех озерах, кроме, исчезающего, она меньше 1. Такая величина прозрачности влияет на количество света, проникающего в водоем, способствует фотосинтезу и создает условия для зарастания водоемов. Поэтому озера Сученьгской группы, имеющие наименьшую прозрачность, как более старые, имеют большую степень зарастания.

Прозрачность зависит от цветности и мутности. Наибольшую величину цветности (100 градусов) и мутности (5,15 мг/л) имеет озеро Темное. Наименьшая цветность (20 градусов) и мутность (0,76 мг/л) в Щучьем озере. Высокая цветность воды говорит о ее болотном происхождении.

Минеральный состав воды зависит от химического состава коренных горных пород, подстилающих территорию: известняки СаСО₃ , доломиты Мд СО₃* Са СО₃, ангидриты - безводный Са8О₄, гипс - Са8О₄*2Н₂О, мергели - известково-глинистые породы. При реакциикарбонатных и глинистых пород с растворенным в воде углекислым газом появляются в водоемах гидрокарбонатные ионы, а также ионы Са²⁺ и М_g ²⁺

Са С0₃ + С0₂ + Н₂ О - > Са (НСО₃)₂ Са (НСО₃ )₂ - > "Са²⁺ + 2 НСО₃

М_g С0₃ + С0₂ + Н₂ 0-> М_g (НС0₃ )₂ М_g (НС0₃ )₂ - > М_g²⁺ + 2 НСО₃

Величина минерализации воды меняется в пределах от 34,5 до 188 мг/л. По количеству содержащихся основных ионов Бобровские озера можно разделить на 4 группы: по 3 озера с очень низкой и умеренно-низкой минерализацией, по 2 озера со средней и выше средней минерализации. Общая жесткость воды обусловлена присутствием в воде кальция и магния, которые находятся в виде гидрокарбонатов, карбонатов, хлоридов, сульфатов и других солей. По величине общей жесткости вода 7 озер относится к группе очень мягких, 3 озер - умеренно-жестких вод.

Самая мягкая вода в провале номер 11 и Темном озере (0,15 мг-экв/л), самая жесткая - в Круглом (3,7). Хлоридные ионы присутствуют в небольших количествах 2-2,5 ммоль/л. Сульфатные ионы преобладают над хлоридными, их меньше всех в Темном озере - 10,97, больше всех в Щучьем - 37,3 ммоль/л. Величина щелочности, обусловленная содержанием в воде гидрокарбонатов и карбонатов, изменяется от 0,0 мг-экв/л в Темном, озере номер 4 и в провале номер 1 1 до 2,4 мг-экв/л в озере номер 6. Наибольшая общая щелочность в тех водоемах, где карбонатные породы ближе подходят к дневной поверхности. Железо встречается главным образом в виде гидрокарбаната Ре (НСО)₂. При контакте подземной - воды с воздухом гидрокарбонат железа окисляется с образованием бурых хлопьев Ре (ОН)₂ , придающих воде мутность и окраску. В наших анализах видна прямая зависимость между содержанием ионов железа как с цветностью, так и с мутностью: содержание ионов железа минимальное 0,09 ммоль/л в Щучьем озере, максимальное - 0,69 ммоль/л в Темном. По активной реакции среды вода 5 озер является нейтральной, 3 озер - слабо-кислой, 2 озер - кисло-водной. Самый большой показатель РН =7,6 у Круглого озера, самая кислая среда, РН 5,78 у Темного озера. Содержание органического вещества оценивается по величине окисляемости и цветности. Самая маленькая величина окисляемости в Круглом - 4,51 и Щучьем - 6,34, самая высокая в Темном - 16.

Озера гумифицированы в разной степени: 4 озера имеют очень малую и малую, 5 озер - умеренную и одно озеро (Темное) - высокую гумификацию. При разложении в воде органических веществ происходит накопление в воде азотных соединений. Нитрат-ионов содержится незначительное количество < 0,01 ммоль/л. Содержание нитрит-ионов колеблется от 0,0007 - в Щучьем до 0,04 ммоль/л в Темном. Содержание ионов аммония изменяется от 0,0005 в Щучьем до 0,86 ммоль/л в Темном. Анализ гидрохимических показателей позволяет сделать вывод, что питание озер Бобровской группы смешанное. Дождевые воды имеют щелочность 0,1 - 0,2 мг-экв/л. Значит, за счет атмосферных осадков питаются озера: Темное, номер 4,5, провал номер 11. Во все остальные озера поступают природные подземные воды, в которых растворяются карбонатные породы, слагающие территорию - известняки, доломиты, гипсы, ангидриты. Об этом свидетельствуют такие показатели, как общая жесткость, щелочноть, минерализация, ионный состав.

По гидрохимическим показателям выделяются два озера - озеро номер 2 - Темное и номер 10 - Щучье. Озеро Темное имеет наименьшую прозрачность и щелочность, наибольшую мутность, цветность, гумификацию, окисляемость, в нем самая мягкая вода и кислая среда, содержится меньше всех сульфатов и больше всех железа, ионов аммония и нитритов. Озеро Щучье имеет наибольшую прозрачность, наименьшую цветность, мутность, окисляемость, в нем больше, чем других озерах сульфатов, а меньше аммонийного азота и нитритов. Полярные показатели объясняются тем, что озеро Темное занимает крайнее северозападное, а Щучье - юго-восточное место в Бобровской группе. Они удалены друг от друга на значительное расстояние, имеют разные типы питания, различный состав подстилающих пород.

Основные химические показатели состава воды озер Левашской группы практически аналогичны с озерами Бобровской группы. По цветности из данных озер выделяется озеро номер 4. Большая величина цветности 110° градусов говорит о высокой степени гумификации. Это объясняется болотным происхождением воды. Жесткость незначительная от 0,15-0,4 мг-экв/л; их можно отнести к первой группе - с очень низкой и умеренно-низкой минерализацией. Это можно объяснить тем, что преобладает питание поверхностными стоками и атмосферными осадками. Количество в воде нитратов примерно в 10 раз больше, чем в озерах Бобровской группы. Это обусловлено тем, что в них идет более интенсивное разложение азотсодержащих органических соединений.