всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

Сезонные вариации концентраций растворённых неорганических форм биогенных элементов в нижнем течении Северной Двины и в зоне смешения речных и морских вод

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 4-6 за 2018 год, стр. 75-85.
Рубрика: Научно-аналитические обзоры

 

Гордеев В.В. доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник,Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Чульцова А.Л. научный сотрудник, Северо-Западное отделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Коченкова А.И. младший научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Белоруков С.К. Заместитель директора, Северо-Западное отделение Федерального государственного бюджетного учреждение науки Института океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук
Чупакова А.А. научный сотрудник, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики имени академика Н.П. Лаверова Российской академии наук
Морева О.Ю. научный сотрудник, ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики Российской академии науки
Неверова Н.В научный сотрудник, ФГБУН Институт экологических проблем Севера Уральского отделения Российской академии наук
Чупаков А.В. научный сотрудник, ФГБУН Федеральный исследовательский центр комплексного изучения Арктики Российской академии науки

Аннотация:
В статье представлены результаты первых двух лет работы по проекту «Обсерватория -Маргинальный фильтр реки Северная Двина», цель которого состоит в регулярных исследованиях седиментационных, геохимических и биологических процессов в нижнем течении Северной Двины и ее маргинальном фильтре (МФ). Маргинальный фильтр это зона смешения речных и морских вод, которая является естественной ловушкой разнообразных растворенных и взвешенных веществ на пути с континента в море или океан. В работе рассматриваются результаты определения растворенных неорганических форм биогенных элементов N, P и Si в нижнем течении Северной Двины. Пробы поверхностной воды отбирались пластиковым ведром каждый месяц в течение двух лет в двух точках – в черте г. Архангельска (Яхт-клуб) и в порту «Экономия». В МФ реки отбор проб проводился дважды в год – в весенний период сразу после схода льдов и в период летне-осенней межени (в августе). Вода фильтровалась через ядерные фильтры в день отбора и анализировалась на биогенные элементы общепринятыми методами. Результаты показали, что концентрации нитратов, нитритов, фосфатов и кремния сильно варьируют по сезонам и между годами. Отношения максимальных и минимальных концентраций за 2 года достигали для нитритов, фосфатов и кремния 11-16, особенно сильно менялись нитраты - до 620. Сравнение с типичными для рек Мира концентрациями показало, что концентрации фосфатов и нитритов выше в воде Северной Двины в 2-3 раза, концентрации нитратов практически совпадают, и только концентрации кремния примерно в 1,5 раза уступают глобальным. Соотношения молярных концентраций N/P, Si/P, Si/N (соотношения Редфилда) показали, что только азот является дефицитным биогенным элементом для нормального развития фитопланктона в экосистеме нижнего течения реки. Концентрации элементов в зоне смешения речных и морских вод измерялись во всем диапазоне солености от пресных вод до морских.. При высокой воде весной время жизни воды в МФ значительно ниже, чем в период межени. Этого времени не хватает, чтобы биогеохимические процессы могли развиться до того уровня, когда они активно воздействуют на концентрации и формы нахождения биогенных элементов в зоне МФ. В период межени в августе зависимости концентраций элементов от солености становятся более сложными и изменчивыми. Работы в рамках данного проекта продолжаются.

Ключевые слова: биогенные элементы, годовые потоки элементов, маргинальный фильтр Северной Двины, сезонные вариации

Ссылка для цитирования:
Гордеев В.В. , Чульцова А.Л., Коченкова А.И. , Белоруков С.К., Чупакова А.А., Морева О.Ю., Неверова Н.В, Чупаков А.В. Сезонные вариации концентраций растворённых неорганических форм биогенных элементов в нижнем течении Северной Двины и в зоне смешения речных и морских вод // Вода: химия и экология. — 2018. — № 4-6. — c. 75-85. — http://watchemec.ru/article/28932/

Литература:
1. Лисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34, № 5. С. 735-747.
2. Lisitzin A.P. The continental-ocean boundary as a marginal filter in the World Ocean // Biochemical cycling and sediment ecology. Eds. J.S. Gray et al., Dordrecht et al., Kluwer, 1998. P. 69-104.
3. Гордеев В.В. Геохимия системы река-море. М., И.П. Матушкина Н.И., 2012. 452 с.
4. Иванов В.В. Гидролого-гидрохимический режим водосбора Белого моря/ В.В. Иванов, В.А. Брызгало //Белое море и его водосбор под влиянием климатических и антропогенных факторов. Филатов Н.Н., Тержевик А.Ю.-ред. Петрозаводск, 2007. С. 119-145
5. Pokrovsky O.S. Dissolved, suspended and colloidal fluxes of carbon, major and trace elements in the Severnaya Dvina and its tributary / O.S. Pokrovsky, L.S.Shirokova, J.Viers, V.P. Shevchenko, A.S. Filippov, B. Dupre // Chem. Geol. 2010. Vol. 273. P. 136-149.
6. Михайлов В.Н. Устья российских рек и прилегающих стран: прошлое, настоящие, будущее. М.: ГЕОС, 1997. 413 с.
7. Гордеев В.В. Особенности геохимии речного стока в Белое море. / В.В. Гордеев, А.С. Филиппов, М.Д. Кравчишина, А.Н. Новигатский, О.С. Покровский, В.П. Шевченко, О.М. Дара // Система Белого моря. Т. 2. Водная толща и взаимодействующая с ней атмосфера, криосфера, речной сток и биосфера. Под ред. А.П. Лисицына, И.А. Немировской. М.: Научный мир, 2012. С. 225-308.
8. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового океана. Под ред. В.В. Сапожникова. М.: Издательство: ВНИРО. 2003 .203 с.
9. Gordeev V.V. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major ions and nutrients into the Arctic Ocean / V.V. Gordeev, J-M. Martin, I.S. Sidorov, M.V. Sidorova // American Journal of Science. 1996. Vol. 296. P. 664-691.
10. Чульцова А.Л. Гидрохимические показатели в дельте реки Северной Двины в период весеннего половодья 2009 г. / А.Л. Чульцова, А.Э. Скибинский // Экологические проблемы, взгляд в будущее. Сборник трудов VI Международной научно-практической конференции, 5-8 сентября 2010 г. Ростов-на-Дону. 2010. С. 441-443
11. Meybeck M. Carbon, nitrogen and phosphorus transport by world rivers// American Journal of Science. 1982. Vol. 282. P. 401-450.
12. Никаноров А.М., Антропогенная нагрузка на устьевую область р. Северная Двина / А.М. Никаноров, Л.П. Соколова, О.С. Решетняк, М.Ю. Кондакова, А.О. Даниленко // Метеорология и гидрология. 2010. №4. С. 75-84.
13. Holmes R.M. Nutrient chemistry of the Ob' and Yenisey Rivers, Siberia: results from June 2000 expedition and evaluation of long-term data sets / R.M Holmes, B.J Peterson, A.V Zhulidov, V.V Gordeev, P.N Makkaveev, P.A Stunzhas, L.S Kosmenko, G.H Köhler, A.I Shiklomanov / Mar. Chem. Vol. 75, Issue 3. 2001. P. 219-227.
14. Немировская И.А. Углеводороды донных осадков эстуария Северной Двины // Водные ресурсы. 2007. Т. 34. № 6. С. 737-744.
15. Justic D. Stoichiometric nutrient balance and origin of coastal eutrofication / D. Justic, N.N. Rabalais, R.E. Turner // Mar. Poll. Bull. 1995. Vol. 30. P. 41-46
16. Redfield A.C. The biological control of chemical factor in the environment // Amer. Sci. 1958. Vol.46. P. 205-222.
17. Gong Y. Seasonal variation and sources of dissolved nutrients in the Yellow River, China / Y. Gong, Z. Yu, Q. Yau, H. Chen, T. Mi, J. Tan // Intern. J. Environ. Res. Public Health. 2015. Vol. 12. P. 9603-9622.
18. Качество поверхностных вод Российской Федерации. Ежегодник 1997. Гидрометеоиздат. С.-Петербург. 2000. 318 с.
19. Савенко А.В. Химическая трансформация стока растворенных веществ в устьевых областях Онеги и Мезени / А.В. Савенко, Н.А. Демиденко, О.С. Покровский // Геохимия. 2016. №5. С. 447-456.
20. Gordeev V.V. River input of water, sediment, major ions, nutrients and trace metals from Russian territory to the arctic Ocean. In: Lewis, E.L. (Ed), The Freshwater Budget of the Arctic Ocean. Kluwer Academic Publishing, Dordrecht. 2000. P. 297-322.
21. DeMaster J.D. Nutrient dynamics in Amazon shelf waters: Results from AMASSEDS./ J.D. DeMaster, R.H. Pope// Cont. Shelf Res. 1990. Vol. 16. P. 263-28.
22. Rabalais N.N. Nutrient changes in the Mississippi River and the system responses on the adjacent continental shelf / N.N. Rabalais, W.J. Wiseman, R.F. Turner, B.K. Gupta, Q. Dortch // Estuaries. 1996. Vol. 19. P. 386-407.