авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
-- [ Страница 1 ] --

1

Министерство образования и наук

и Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

ПЕТРОЗАВОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

СОНИНА АНЖЕЛЛА ВАЛЕРЬЕВНА

Эпилитные лишайники в экосистемах северо-запада

России: видовое разнообразие, экология

03.02.08 – экология Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук Петрозаводск 2014 2 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................................. Глава 1........................................................................................................................ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР....................................................................................... 1.1. Степень изученности эпилитных лишайников на территории северо запада России............................................................................................... 1.2. Изучение лихенофлоры прибрежных территорий.................................. 1.2.1. Водные ресурсы и состояние водных объектов на территории Карелии................................................................................................................ 1.2.2. Характеристика химических и физических показателей водной среды.............................................................................................................................. 1.3. Лишайники скальных лесных сообществ на территории северо-запада России........................................................................................................... 1.3.1. Характеристика условий в скальных лесных сообществах................. 1.3.2. Состояние изученности лихенофлоры скальных растительных сообществ на территории северо-запада России............................................ 1.4. Лишайники – объекты биоиндикации...................................................... 1.4.1. Лихенометрия, метод индикации возраста скальных образований.... 1.5. Экология эпилитных лишайников............................................................ 1.5.1. Связь эпилитных лишайников с характеристиками субстрата........... 1.5.2. Фитоценотическая роль лишайников..................................................... 1.6. Адаптации эпилитных лишайников к условиям среды.......................... 1.6.1. Морфологические адаптации лишайников........................................... 1.7. История изучения петроглифов Онежского озера.................................. Глава 2........................................................................................................................ МЕСТО, ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ............ 2.1. Характеристика природно-климатического комплекса мест исследования....................................................................................................................... 2.2. Объекты, материалы и методы исследования......................................... Глава 3........................................................................................................................ ВИДОВОЕ РАЗНООБРАЗИЕ ЭПИЛИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ НА ТЕРРИТОРИИ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ........................................................ 3.1. Списки видов эпилитных лишайников обследованных территорий... 3.1.1. Список видов прибрежных эпилитных лишайников.......................... 3.

1.2. Список видов лишайников скальных лесных сообществ в пределах кряжа Ветреный Пояс (Архангельская область)........................................... 3.2 Таксономический анализ эпилитных лишайников исследованных территорий................................................................................................. 3.2.1. Таксономический анализ эпилитных лишайников прибрежных территорий........................................................................................................ 3.2.2. Таксономический анализ эпилитных лишайников скальных типов леса..................................................................................................................... Глава 4...................................................................................................................... ЗОНИРОВАНИЕ ПРИБРЕЖНОГО ЭПИЛИТНОГО ЛИШАЙНИКОВОГО ПОКРОВА................................................................................................................ 4.1. Характеристика эпилитного прибрежного лишайникового покрова.. 4.2. Характеристики факторов среды, влияющих на формирование прибрежного лишайникового покрова................................................... Глава 5...................................................................................................................... ЭКОТОПИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭПИЛИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ ЭКОСИСТЕМ СЕВЕРО-ЗАПАДА РОССИИ................................................................................. 5.1. Экотопический анализ прибрежных лишайников................................ 5.2 Экотопический анализ эпилитных лишайников скальных типов леса Глава 6...................................................................................................................... АДАПТАЦИИ ЭПИЛИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ..... 6.1. Морфологические адаптации лишайников к приливно-отливной динамике морских побережий................................................................. 6.2. Физиологические адаптации эпилитных лишайников к условиям побережий северных морей..................................................................... 6.2.1. Анатомические и биохимические адаптации эпилитных лишайников к условиям морских побережий...................................................................... 6.3. Экологические стратегии эпилитных прибрежных лишайников........ Глава 7...................................................................................................................... ЦЕНОТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЭПИЛИТНЫХ ЛИШАЙНИКОВ ПРИБРЕЖНЫХ ЭКОСИСТЕМ.......................................................................................................... 7.1. Оценка ростовых показателей эпилитных прибрежных лишайников 7.2. Взаимоотношения лишайников в структуре прибрежных литофитных синузий....................................................................................................... 7.2.1. Оценка конкурентных отношений эпилитных лишайников накипных жизненных форм............................................................................................... Глава 8...................................................................................................................... ЭПИЛИТНЫЕ ПРИБРЕЖНЫЕ ЛИШАЙНИКИ – ИНДИКАТОРЫ КАЧЕСТВА ПРИБРЕЖНО-ВОДНОЙ СРЕДЫ.......................................................................... 8.1. Распределение лишайников на прибрежных территориях.................. 8.2. Состояние прибрежной лихенофлоры в зависимости от химических показателей воды...................................................................................... Глава 9...................................................................................................................... ЛИШАЙНИКИ В ОЦЕНКЕ СОСТОЯНИЯ ПАМЯТНИКОВ КУЛЬТУРЫ.... 9.1. Состояние наскальных гравировок в связи с воздействием эпилитных лишайников*.............................................................................................. 9.2. Лихенометрические методы оценки возраста каменных сооружений ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................... ВЫВОДЫ................................................................................................................. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................................................... ВВЕДЕНИЕ Лишайники – удивительные организмы, представляющие собой симбио тический комплекс автотрофных (водоросли, цианобактерии) и гетеротрофных (грибы) компонентов (Трасс, 1977;

и др.), которые сложились в ходе эволюции, вероятно, в прибрежных экосистемах в процессе адаптации водных водорослей и грибов к наземным условиям обитания (Марков, 2010). Являясь фототрофами и выполняя роль продуцентов в экосистемах, лишайники вносят вклад в созда ние органического вещества на планете. Обладая широким диапазоном устой чивости, они способны осваивать трудно используемые многими другими орга низмами местообитания, такие как сухие, холодные пустыни, тундровые сооб щества, скальные местообитания, быть первопоселенцами на вновь формиру ющихся субстратах (застывшие лавовые потоки, прибрежные скалы, ледники и пр.), но при всем этом являются слабыми конкурентами и не могут противосто ять высшим растениям в экосистемах. Количество видов лишайников увеличи вается с продвижением на север, но до настоящего времени их видовое разно образие, а также роль в формировании структуры и вклад в функционирование разных экосистем северо-запада России остаются слабо изученными (Урба навичус, 1996).

Большое видовое разнообразие лишайников, чуткость реакции этих орга низмов к нарушениям в среде вызывают большой интерес к их роли в экоси стемах как биоиндикаторов среды обитания, в том числе и для человека. В настоящее время в биоиндикационных исследованиях широко используются эпифитные лишайники при оценке состояния воздушной среды. Они многопла ново исследуются: изучают их экологические особенности, распространение, участие в формировании лишайникового покрова (Мартин, 1983;

Малышева, 1999, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009;

Меденец, 2010;

и др.), ведутся популя ционные исследования (Михайлова, Воробейчик, 1999;

Михайлова, 2005;

Суе тина, 1999, 2001, 2009;

Суетина, Богданов, 2006;

Суетина, Глотов, 2010;

Тара сова, Игнатенко, 2013).

Незаслуженно меньшее внимание уделяется эпилитной экологической группе лишайников, которые входят в состав скальных растительных сооб ществ, широко представленных на территории северо-запада России (Громцев, 2008), являются обязательным компонентом береговых скал, типичных для прибрежных экосистем Северной Европы. Эпилитные лишайники одними из первых организмов заселяют каменистые субстраты, преобразовывая их и участвуя в первичных процессах почвообразования (Полынов, 1945;

Ярилова, 1947;

Walderhaug О., Walderhaug Е. М., 1998).

В настоящее время довольно хорошо изучены вопросы первичной сук цессионной динамики в тундровых лишайниковых сообществах (Александрова, 1969, 1977;

Горчаковский, 1975;

Антонова, 1980), исследованы процессы осво ения лишайниками ледниковых морен и обнажений ультраосновных пород (Мартин, 1968, 1971, 1981;

Магомедова, 1979;

John, Dale, 1990, 1991). Однако большое разнообразие скального субстрата, связанное с типом скальных обна жений, положением в различных формах рельефа, типах растительных сооб ществ, а также различия по химическому составу приводят к большому фено менологическому разнообразию экотопов и лишайниковых синузий с участием эпилитов. Большинство из этих факторов остаются слабо изученными, что не позволяет выявить общие закономерности и составить общую картину началь ного этапа формирования и накопления живого вещества с участием эпилитных лишайников в скальных экотопах.

Особые условия для развития биоты формируются на прибрежных скалах пресных водоемов и приморских экосистем. Северо-запад России характеризу ется хорошо развитой водной сетью. В частности, к территории Карелии при мыкает часть акватории Белого моря, в республике насчитывается 61 тыс. озер и 27 тыс. рек, которые занимают 25 % ее территории. Малые водотоки здесь со ставляют 95 % от общего числа рек, а их длина – 70 % от общей длины всех рек. Эта водная сеть охватывает все районы Карелии и по системе водотоков имеет связь с ближними областями (Мурманская, Архангельская, Вологодская, Ленинградская) и зарубежными странами. Состояние прибрежных экосистем как экотонных зон водной сети на границе «вода – суша» является наиболее информативной характеристикой экологического состояния этих взаимосвязан ных территорий. По количеству озер Карелия занимает первое место в мире, поэтому изучение широкого спектра прибрежно-водных биогеоценозов здесь актуально (Папченков, 2007;

Садчиков, Кудряшов, 2004). И именно в экотон ных сообществах прибрежных территорий большую роль играют эпилитные лишайники.

Динамика развития геокомплексов и оценка их современного состояния – важная научная проблема, от которой во многом зависят подходы к решению вопросов рационального природопользования. Прибрежно-водные биогеоцено зы являются наиболее динамичными природными структурами. Они включают наземные и водные биогеоценозы, которые способны замещать друг друга вследствие изменчивости уровня воды и смещения береговой линии. Вопросы динамики прибрежно-водных биогеоценозов на сегодняшний день изучены не достаточно. Известно, что береговая зона – переходная зона (экотон) – характе ризуется наибольшей интенсивностью биологических процессов и оказывает большое влияние на контактные биотические связи (Марковская и др., 2010).

Разнообразие прибрежных экотонов и форм экотонных систем – огромно.

Они различаются по масштабам, возрасту, компонентам, составу биотических комплексов, обладают общими особенностями структурной организации, принципиально отличающими их от зональных экосистем, и высокой активно стью биотических комплексов (Миркин, Наумова, 1998). Растущие антропоген ные нагрузки все более дестабилизируют природную среду и вызывают замет ное увеличение контрастности и мозаичности ландшафтной структуры круп ных территорий. В свою очередь это сопровождается появлением новых при родно-антропогенных и антропогенных границ, геохимических и энергетиче ских потоков, путей миграции и расселения организмов и, следовательно, фор мированием новых экотонных геосистем разного ранга.

Достаточно специфичной группой прибрежно-водных комплексов явля ется эпилитная лихенофлора, развитие и существование которой определяется влиянием граничащих сред. Этому элементу прибрежно-водной среды, как пра вило, не уделяется специального внимания в исследованиях, в то время как прибрежно-водные лишайники через структуру покрова, видовое разнообразие показывают динамические свойства водоема (Сонина, Корнилов, 2011;

Сонина и др., 2012) и его влияние на наземную биоту.

В Карелии исследования по прибрежным лишайниковым сообществам приобретают особое значение из-за расположенных на береговых скалах Онеж ского озера древних наскальных гравировок (петроглифов). Роль лишайников как биодеструкторов или защитников, древних памятников культуры остается дискуссионной (Syers, Iskandar, 1973;

Walderhaug O., Walderhaug E. M., 1998).

На Онежских петроглифах ранее исследований М. А. Фадеевой с участием А.В.

Сониной такие работы не проводились (Фадеева, Сонина, 2001, 2007;

Сонина, Фадеева, 2007). В связи с этим изучение эпилитного лишайникового покрова на прибрежных скалах, особенностей его формирования в нестабильных условиях среды и состояния петроглифов в связи с биодеструктивной ролью лишайников является актуальным.

Цель и задачи исследования.

Цель исследования: выявить закономерности формирования эпилитного лишайникового покрова в скальных типах лесных сообществ и прибрежных экосистемах, пути адаптации эпилитных лишайников к экстремальным услови ям среды, возможность их использования в лихеноиндикации и лихенометрии в условиях таежной зоны и субарктики северо-запада России.

Задачи исследования:

Выявить видовое разнообразие эпилитных лишайников приморских 1.

экосистем Карельского берега Белого моря и окрестностей п. Дальние Зеленцы Баренцева моря;

прибрежных экосистем пресных водоемов Онежского озера, рек Суны и Лососинки и уникальных скальных лесных сообществ Ветреного пояса Архангельской области.

Выявить закономерности формирования эпилитного лишайникового 2.

покрова в прибрежных экосистемах и скальных типах лесных сообществ.

Исследовать экологические особенности и пути адаптации лишайни 3.

ков в условиях разных экосистем: прибрежных территорий пресных водоемов, приморских территорий, редких скальных лесных сообществ.

Изучить адаптации эпилитных лишайников к нестабильным услови 4.

ям среды прибрежных экосистем.

Выявить воможности и обосновать использование эпилитных лишай 5.

ников для лихеноиндикации прибрежно-водной среды с разным уровнем ан тропогенной нагрузки.

Оценить возможность использования эпилитных лишайников для 6.

оценки возраста культовых каменных строений (методика и обработка данных).

Определить роль эпилитных лишайников в сохранности памятников 7.

наскальной живописи древней культуры Карелии.

Положения, выдвигаемые на защиту:

1. Ведущим фактором в формировании эпилитного лишайникового по крова прибрежных экосистем является водный, а в условиях лесных экосистем – световой.

2. При распределении эпилитных лишайников от линии уреза воды до бе рега на прибрежных территориях пресных и морских водоемов выделяются зоны, которые характеризуются определенными параметрами. Сходство видо вого разнообразия лихенофлоры 1-й зоны во всех исследованных прибрежных экосистемах дает основание считать ее азональной структурой.

3. Количественные характеристики эпилитного лишайникового покрова прибрежных территорий зависят от уровня антропогенной нагрузки, что дает основание использовать эпилитный лишайниковый покров как индикатор со стояния прибрежно-водной среды.

4. Защитная или деструктивная роль эпилитных лишайников на объектах древней наскальной живописи зависит от состава скальных выходов и их поло жения относительно водоема.

5. Метод лихенометрии в условиях таежной зоны перспективен для оцен ки возраста каменных строений, но требует частных методических разработок.

Научная новизна. Впервые для территории Мурманской области для биогеографической провинции Лапландия Мурманская приводятся 12 видов эпилитных лишайников;

для территории Карелии впервые указываются 4 вида, для биогеографической провинции Карелия Керетская – 15 видов, для Карелии Поморской восточной – 8 видов, для Карелии Поморской западной – 1 вид, для Карелии Онежской – 4 вида;

для Архангельской области впервые выявлен ви довой состав эпилитных лишайников, насчитывающий 35 видов.

Впервые проведено комплексное исследование видового состава и эколо гии эпилитных лишайников редких скальных растительных сообществ Ветре ного пояса Архангельской области. Список включает 52 вида.

Впервые установлены закономерности формирования эпилитного лишай никового покрова на побережьях пресных водоемов Карелии, приморских тер риториях Белого и Баренцева морей;

выявлены различия в закономерностях формирования эпилитного лишайникового покрова в скальных сосняках и скальных ельниках – редких нетронутых растительных сообществах Ветреного пояса северо-запада России.

Впервые дано обоснование для использования эпилитного лишайниково го покрова как индикатора состояния качества прибрежно-водной среды и в об ласти лихенометрии для условий таежной зоны.

Впервые выявлены параметры эпилитного лишайникового покрова на онежских петроглифах, которые дают возможность оценить их деструктивное или защитное воздействие на древнюю каменную живопись.

Практическая значимость работы. Эпилитный лишайниковый покров приливно-отливной зоны может быть использован как объект мониторинга со стояния прибрежно-водной территории, что расширяет спектр объектов, кото рые могут включаться в биомониторинг.

Данные о возможности участия эпилитной лишайниковой биоты в биоде струкции (на участках скал, примыкающих к почвенно-растительному ком плексу) и защите (на участках заливаемых скал) наскальных гравировок могут быть использованы и учтены при разработке систем защиты петроглифов от разрушения.

Получены данные о возможности использования эпилитных лишайников для лихенометрии древних каменных объектов и разработаны методические подходы к этой оценке в условиях таежной зоны.

Полученные данные вошли в лекционные спецкурсы и практикумы для студентов бакалавриата и магистрантов эколого-биологического факультета Петрозаводского госуниверситета.

Создан гербарий эпилитных лишайников, который включен в базу дан ных Гербария ПетрГУ (PZV).

В базе данных «Литораль» (Свидетельство о государственной регистра ции базы даны № 2012620156 от 06.02.2012) создан и продолжает пополняться блок «Лишайники», содержащий информацию о распространении эпилитных прибрежных лишайников на побережьях.

Апробация работы. Основные положения и материалы диссертации представлены на всероссийских и международных конференциях и совещани ях, в том числе на международной конференции «Биоразнообразие восточной Фенноскандии» (Петрозаводск, 1997), II (Х) делегатском съезде Русского бота нического общества (С.-Петербург, 1998), международной конференции «ACRA-2» (Альта, Норвегия, 1998), международной конференции выездной сессии Русского ботанического общества «Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира и почвенного покрова Во сточной Фенноскандии» (Петрозаводск, 1999), семинаре «Организация монито ринговой лихенологической службы на территории Карелии» (Петрозаводск, 1999), международной конференции «Сохранение биологического разнообра зия Фенноскандии» (Петрозаводск, 2000), семинаре «Применение математиче ских методов в исследованиях живых систем» (Петрозаводск, 2000), заседании Лаборатории лихенологии и бриологии Ботанического института им.

В. Л. Комарова РАН (С.-Петербург, 2000), XI международной конференции «Математика. Компьютер. Образование» (Дубна, 2004), Международной кон ференции, посвященной 100-летию начала работы проф. А. С. Бондарцева в Бо таническом институте им. В. Л. Комарова РАН (С.-Петербург, 2005), всерос сийской конференции «Структурно-функциональ-ные особенности биосистем Севера (особи, популяции, сообщества)» (Петрозаводск, 2005), международном совещании, посвященном 120-летию со дня рождения В. П. Савича «Флора ли шайников России» (С.-Петербург, 2006), III международном симпозиуме «Био косные взаимодействия: жизнь и камень» (С.-Петербург, 2007), всероссийской конференции «Актуальные проблемы геоботаники» (Петрозаводск, 2007), Меж дународной научно-практической конференции (Мурманск, 2008), XII делегат ском съезде РБО (Петрозаводск, 2008), III всероссийской научной конференции «Принципы и способы сохранения биоразнообразия» (Пущино, 2008), II съезде микологов России (Москва, 2008), международном совещании «Лишайники бо реальных лесов» (Сыктывкар, 2008), всероссийской конференции «Отечествен ная геоботаника: основные вехи и перспективы» (С.-Петербург, 2011), всерос сийской конференции «Отечественная геоботаника: основные вехи и перспек тивы» (С.-Петербург, 2011), международной конференции «Водные ресурсы и ветланды) (Тульсея, Румыния, 2012), международной конференции «Полярная экология» (Ческа-Будеёвица, Республика Чехия, 2012), III съезде микологов России (Москва, 2012), XIII делегатском съезде РБО (Тольятти, 2013), научном семинаре Беломорской биологической станции зоологического института РАН (С.-Петербург, 2013).

Благодарности. Настоящая работа была бы невозможна без внимания, доброго отношения, понимания, деликатности, научного азарта и обсуждения профессора Е. Ф. Марковской – учителя, руководителя, соратника, собеседни ка. Большую роль в формировании интереса к биологической специальности сыграла в моей жизни А. С. Лантратова, которую я считаю моим первым наставником в научной деятельности, которая и по сей день проявляет нерав нодушие и заинтересованность к успехам своих учеников. Первый лихенологи ческий опыт: полевой, методический получен благодаря сотрудничеству с М. А. Фадеевой, ведущим лихенологом Карелии. Ей же я обязана участием в интереснейшей работе по оценке биодеструктивной роли лишайников на онеж ских петроглифах. Участие в экспедициях, творческая деятельность, занимаю щая много неурочного времени, была обеспечена только при поддержке, пони мании, большой самостоятельности и всесторонней помощи моей семьи. Я ис кренне признательна моим коллегам-лихенологам: В. Н. Тарасовой, В. И. Анд росовой за участие во всех сторонах нашей тесной лихенологической жизни;

участникам морских экспедиций: Е. Ф. Марковской, Л. А. Сергиенко, А. А.

Стародубцевой, М. А. Шредерс, А. А. Кособрюхову за трудные и интересные преодоленные многокилометровые маршруты, невероятные приключения, удивление от познавания нового. Я благодарна всем коллегам – преподавателям и лаборантам кафедры ботаники и физиологии растений за доброе отношение, желание всегда помочь, поддержку, радушную атмосферу в коллективе. Ис кренне благодарна декану факультета Э. В. Ивантеру за умение убеждать, под держку и настойчивость в реализации работы, а также за личный пример отно шения к жизни. Большая консультативная помощь в работе и всяческая под держка была оказана моими коллегами-друзьями И. Н. Урбанавичене и Г. П.

Урбанавичюсом. Спасибо сотрудникам Лаборатории лихенологии и бриологии Ботанического института им. В. Л. Комарова за возможность пользоваться научными фондами лаборатории и профессиональные консультации. Отдельная благодарность Д. Е. Гимельбранту за ценную помощь при определнии отдель ных групп лишайников. Спасибо всему лихенологическому сообществу и кол легам из разных регионов и стран за доступность, профессиональную помощь, общение. Особые слова благодарности говорю студентам-лихенологам, кото рые помогали и собирать, и обрабатывать материал, которые не дают унывать, заставляют двигаться вперед.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 43 работы в том числе 2 монографии в соавторстве, 17 статей, из них 10 в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК РФ и 3 статьи в периодических иностранных научных изданиях, 24 работы в материалах международных и всероссийских конферен ций, создана база данных «Литораль» (Свидетельство о государственной реги страции базы даны № 2012620156 от 06.02.2012).

Структура и объем диссертации. Диссертация включает введение, 9 глав, заключение, выводы и список литературы, содержащий 391 источник, из них 101 – иностранная литература.

Работа изложена на 298 страницах и содер жит 67 рисунков и 23 таблицы.

Глава ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1. Степень изученности эпилитных лишайников на территории северо-запада России Северо-запад России – территория площадью 1 686 968 км2 (9,8 % от РФ), включающая Калининградскую, Псковскую, Новгородскую, Ленинградскую области, Республику Карелия, Мурманскую область, Архангельскую область, Республику Коми, Ненецкий автономный округ. Регион граничит с Финлянди ей, Норвегией, Латвией, Эстонией, Белоруссией и имеет выход в Балтийское, Белое, Баренцево и Карское моря (Трешников, 1989;

Заяц, 2007;

http://ru.wikipedia.org/wiki/). Эта территория характеризуется гетерогенностью условий и различается по геоморфологии, почвенным горизонтам и типам рас тительных сообществ. Регион располагается в арктической и умеренной клима тических зонах (обычно говорят о высоких широтах). Растительность меняется от тундровых к лесным, главным образом таежным сообществам (Учебный ат лас мира, 1979).

В работе рассматривается территория на крайнем северо-западе Европей ской части России, географически охватывает север Восточно-Европейской равнины, входит в состав Северо-Западного федерального округа и включает три субъекта РФ: Архангельскую и Мурманскую области и Республику Каре лия (Сохранение ценных природных территорий…, 2011). К обследованным территориям относятся акватории Белого и Баренцева морей, Онежского озера, а также северо-запад Архангельской области.

На указанной территории эпилитные лишайники встречаются в пределах побережий водоемов, где на дневную поверхность выходят материнские гор ные породы, или на валунных берегах гляциального происхождения. Также эпилитные лишайники являются обязательными компонентами скальных лес ных сообществ бореальной зоны.

Лихенологическими исследованиями в настоящий момент слабо охвачена Архангельская область (нет опубликованного регионального списка видов ли шайников для этого района), которая включает равнинные участки северной и средней тайги с высоким процентом малонарущенных лесов, побережье Белого моря, остророва и метриковую часть Арктики. Встречаются единичные работы с частными исследованиями в пределах отдельных территорий области. Наибо лее изученной в лихенологическом отношении является арктическая островная часть области (архипелаг Новая Земля, Земля Франца Иосифа), для этой терри тории известно 515 видов лишайников (Andreev et al., 1996). 134 вида приво дится для Пинежского заповедника (Захарченко, 1989) и 206 видов для При родного парка «Кожозерский» (Фадеева, Кравченко, 2005;

Фадеева, 2006). В работе А. В. Сониной, Е. Ф. Марковской (2013) для острова Большого Соло вецкого приводится список видов эпилитных лишайников (35 видов) и дается морфолого-физиологическая характеристика отдельных видов. В работах В. Н.

Тарасовой, А. В. Сониной (2011, 2012) указываются списки видов лишайников (среди которых 52 вида – эпилиты) для двух возвышенностей Ветреного Пояса – Муройгоры и Оловгоры.

К наиболее хорошо изученным относятся Мурманская область (1029 ви дов лишайников) (Urbanavichus et al., 2008) и Республика Карелия (1046 видов) (Фадеева и др., 2007;

Урбанавичус, 2006). Лихенологические исследования для этих регионов имеют почти 200-летнюю историю, начатую в середине XIX века финскими исследователями. За весь период исследований большое количество публикаций посвящены инвентаризационным работам по выявлению видового разнообразия и составлению списков лихенофлор изучаемых районов (Фадеева и др., 2007;

Urbanavichus et al., 2008).

Среди работ, выполненных на территории Мурманской области, к содер жащим информацию об эпилитных лишайниках можно отнести исследования А. В. Домбровской (1967, 1970), Т. А. Дудоревой (1993, 1999), Т. А. Дудоревой, Г. П. Урбанивичуса (2002), И. Н. и Г. П. Урбанавичусов (2005, 2006), И. С. Жданова (2001, 2004a, 2004с). С конца XX века на территории Мурман ской области проводятся специальные исследования по изучению видового разнообразия эпилитных лишайников в связи с наличием скальных раститель ных сообществ в высокогорьях на территории области (Антонова, 1984, 1999);

проводятся экологические исследования по изучению особенностей распро странения эпилитных лишайников в зависимости от свойств субстрата (Анто нова, Шимановская, 1990);

изучаются видовое разнообразие, особенности рас пространения (Жданов, Дудорева, 2003;

Жданов, 2006;

Сонина, Мелентьев, 2008;

Сонина и др., 2010;

Zhdanov, 2002), а также адаптивные возможности прибрежных эпилитных лишайников морских побережий Белого (Сонина, 2010;

Сонина, Марковская, 2013) и Баренцева морей (Сонина и др., 2011).

Большое участие таежных лесов в растительном покрове на территории Республики Карелия и их важная роль в экономике республики отразились и на исследовательской деятельности ученых. Значительное количество работ, в том числе и лихенологических, выполнено на древесных растениях. Довольно пол но для территории Карелии изучен эпифитный лишайниковый покров, о чем свидетельствуют опубликованные работы, отмеченные в «Конспекте лишайни ков и лихенофильных грибов Республики Карелия» (Фадеева и др., 2007). Ин формацию о видовом разнообразии эпилитных лишайников на территории рес публики можно почерпнуть из опубликованных списков лишайников для от дельных районов республики и охраняемых территорий за разные годы (Тихо миров, 1973;

Фадеева, 1998, 2000;

Фадеева, Ахти, 2001;

Фадеева, Кравченко, 2002;

Херманссон и др., 2000, 2002;

Альструп и др., 2005;

Тарасова, Сонина, 2006).

Эпилитная лихенофлора изучается, главным образом, на прибрежных территориях или крупных выходах коренных пород на дневную поверхность.

Исследования прибрежных эпилитных лишайников начаты в конце XX века и выполнены в основном на побережьях Онежского озера в местах скоплений петроглифов – наскальных гравировок (Фадеева, Сонина, 2001a, 2001б), реки Суны на территории заповедника «Кивач» (Сонина, 2000;

Сонина и др., 2000) и Белого моря (Сонина, Мелентьев, 2008;

Сонина и др., 2011). Авторами, кроме списков видов лишайников, приводятся и экологические исследования распро странения видов на побережьях, дается экотопическая характеристика (Мар ковская и др., 2010), изучаются особенности ростовых показателей талломов эпилитных лишайников (Sonina el al., 2008;

Сонина и др., 2013), их жизненная стратегия (Тарасова и др., 2012).

Анализ литературных источников свидетельствует о незначительном по времени периоде исследований эпилитных лишайников, об отсутствии в ряде районов организованных исследований лихенофлоры (Архангельская область).

Таким образом, отсутствие системных исследований эпилитной группы лишай ников на больших территориях северо-запада России свидетельствует об акту альности данного направления исследований. Его важность подтверждают и слабая изученность экологии отдельных видов, путей адаптации с учетом мно гообразных экотопов осваиваемых эпилитами, а также единичные работы по их взаимосвязям с другими компонентами биоценозов.

1.2. Изучение лихенофлоры прибрежных территорий История изучения лишайников, обитающих в различных условиях увлаж нения, связана с эколого-флористическими исследованиями начала XIX века.

Этот период – первый и наиболее активный этап исследований водных лишай ников. В работах Э. Ахариуса, проведенных в 1798–1810 годы (цит. по: Савич, 1950) приводится видовой состав подводных лишайников, указывается их ме стонахождения и местообитания. В. Линдзеем в 1856 году описываются эколо гические особенности Dermatocarpon miniatum var. complicatum, найденного на заливаемых валунах вдоль реки Тай. В серии работ Ф. Арнольда за 1868– годы (цит. по: Савич, 1950) описан видовой состав подводных лишайников ру чьев, потоков и горных озер. Он же впервые делает попытку классифицировать водные лишайники в зависимости от условий местообитания с учетом водного режима. Выделяются три группы видов: в первую группу входят лишайники, постоянно растущие в воде;

во вторую – те, которые могут расти как в воде, так и вне воды;

в третью группу входят виды, которые могут выносить кратковре менное затопление (цит. по: Савич, 1950). В то время большое количество ис следователей занимались группой лишайников, приуроченных к водной среде обитания, что привело к появлению термина «гидрофильные лишайники» (Цу каль, 1896: цит. по: Савич, 1950).

В начале XX века многочисленными исследованиями было показано, что группа водных лишайников не является однородной и что виды различаются по особенностям местообитаний в зависимости от режима влажности (Wheldon, Wilson, 1915;

Watson, Smith, 1921). Исследователями были выделены адаптив ные признаки, характерные для этой группы лишайников. Так, в работе англий ской исследовательницы К. Смит (Smith, 1921) было показано, что виды с пери тециями, или с апотециями, глубоко погруженными в слоевище, лучше защи щены от воздействия воды и приспособлены к подводной жизни.

В это же время была выполнена классическая работа по подводным ли шайникам Карелии и Камчатки (Савич, 1924). Ее результаты доложены на Пер вом Всероссийском гидрологическом съезде (1924), где были сообщены наход ки гидрофильных видов лишайников: Verrucaria hydrela Ach., V. acthiobola Walbg., V. aquatilis Mudd., Bacidia imendata Krb., Aspicilia aquatica Krb. Сопо ставляя водоемы с пресной и соленой водой, автор приходит к выводу о прин ципиальных различиях лишайниковых сообществ этих мест обитания. Для каж дого сообщества В. П. Савич выделяет формации и ассоциации, причем ассоци ации, по мнению автора, слагаются из видов, приуроченных к определенному субстрату. Впервые отмечается существенная разница в лишайниковом покрове известкового и неизвесткового субстратов.

Исследуя экологию водных лишайников В. П. Савич (1950) приходит к выводу о существовании ряда переходных по обитанию видов в различных условиях увлажнения: виды, большую часть времени живущие под водой либо на периодически заливаемых водой местах;

виды, использующие влагу от брызг водопадов, прибоев и т. п.;

виды, выдерживающие длительное случайное затоп ление, в то время как обычно они живут вне воды.

К этому же времени относятся отдельные флористические находки. Так, А. А. Еленкин (1903) нашел в Московской области у села Колодкино вид Verru caria aethiobola Wahlenb. (= V. aquilella Nyl.) в подводном обитании;

Л. Г. Ра менский (1922) обнаружил в озере Укшезеро на глубине 1,5 м вид Collema Ramenskii Elenk. (Савич, 1950).

Аналогичное обширное исследование было выполнено В. Рясяненом (Rsnen, 1927) в западной части Финляндии. Им также были выделены две формации лишайников на камнях, орошаемых пресной водой и соленой водой.

Он характеризует лишайники подводных камней, выдерживающие постоянное влияние воды, как «биологически самые сопротивляющиеся», что следует по нимать «как самые устойчивые к таким условиям окружающей среды».

Для этого этапа характерен широкий спектр исследований, что привело к формированию многочисленных частных направлений.

Ко второму этапу исследования водных лишайников (начиная с 40-х и до 80-х годов XX века) можно отнести работы, в которых продолжается выявление видового разнообразия водных и околоводных лишайников (Савич, 1950). Не значительное количество работ посвящено вопросам эколого-физиологических механизмов адаптаций к условиям увлажнения (Голубкова, 1973). Этот период характеризуется некоторым ослаблением внимания к изучению прибрежно водных лишайников.

На третьем этапе – конец XX века и до настоящего времени – интерес ис следователей, помимо изучения видового разнообразия, смещается в область экологии прибрежных лишайников, изучения закономерностей и механизмов формирования и функционирования лишайниковых синузий с использованием современных методов статистики. Основные работы сконцентрированы на тер риториях Англии, северной Европы, северо-западе и северо-востоке Америки (James et al., 1977;

Pentecost, 1977;

Hale, 1987;

Giavarini, 1990;

Gilbert & Giavarini, 1993;

Gilbert, 2003;

Hansen et al., 2006;

Wirth et al., 2007).

На территоррии объединенного королевства проводятся исследования эпилитных прибрежных лишайников горных озер, где, кроме выявления видо вого разнообразия, показаны особенности распространения лишайников в зави симости от условий влажности в связи с действием водоема (Gilbert, Fryday, 1996;

Gilbert, Giavarini, 2000). На морских побережьях в пределах 20 лагун в Англии изучено видовое разнообразие лишайников на разных формах камени стого субстрата, показано, что лихенофлора характеризуется наличием как спе цифических прибрежных видов, так и присутствием плакорных видов (Gilbert, 2001). О. Гилберт, обследовав побережье Англии, установил, что лихенофлора делится на зоны в зависимости от уровня моря (Gilbert, 2003). Сравнивая ли хенофлору двух горных ручьев, А. Пентекост расположил виды лишайников в экологические ряды в зависимости от водного фактора (Pentecost, 1977). В ра боте О. Гилберта и В. Гиаварини, (Gilbert, Giavarini, 1997) показано влияние рН воды озер в Англии на состав видов эпилитных прибрежных лишайников.

Для пяти точек на территории юго-западной Гренландии указываются видов лишайников, различающихся в своем распространении в зависимости от океаничности климата (Hansen, 2010). Канадскими исследователями на основе методов многомерной статистики (Canonical correspondence analysis) изучена структурная организация эпилитных лишайниковых синузий приозерных пес чаников канадских Скалистых Гор (John, Dale, 1991) и береговых скал озера Онтарио (Matthes et al., 2000).

Исследования проводятся на Африканском и Азиатском континентах.

Изучено видовое разнообразие лишайников атлантического побережья пустыни Намиб (Wirth, 2007), показано влияние экспозиции каменной поверхности на распространение лишайников. В результате исследования тихоокеанского побе режья Гонконга на прибрежных скалах выделены четыре зоны, которые отли чаются составом и структурой лишайникового покрова. Для лишайников 1-й и 2-й зон отмечено максимальное проективное покрытие, наибольшее видовое разнообразие – для 3-й и 4-й зон. В работе отмечены значительные различия в видовом составе и распространении лишайников супралиторали прибрежных экосистем субтропических и умеренных регионов северного полушария (Chu et al., 2000).

Современный этап исследований отмечен небольшим количеством работ на территории России. В этот период продолжаются работы по выявлению ви дового разнообразия лишайников прибрежных территорий. Шире представлены результаты исследований на Европейской части России: побережье Баренцева моря (Сонина и др., 2011), Белого моря (Гимельбрант и др., 2001;

Жданов, Ду дорева, 2003, 2008;

Марковская и др., 2010;

Сонина, Мелентьев, 2008;

Сонина, 2010, 2012), Онежского озера, реки Суны (Сонина, 2000;

Сонина и др., 2000). В работах приводятся списки видов прибрежных лишайников. В работах А. В.

Сониной с соавторами обосновывается выделение лишайниковых зон в преде лах разных типов водоемов (Sonina, указываются морфолого 2013), физиологические особенности прибрежных видов лишайников (Сонина и др., 2012;

Сонина, Марковская, 2013), выделяются экологические группы лишайни ков по отношению к водному фактору (Сонина, 2000;

Сонина и др., 2000).

Единичные работы, как правило, по отдельным находкам прибрежных или водных лишайников, встречаются для Сибири и Дальнего Востока. Так, Н.

В. Сидельникова для районов Алтае-Саянской горной области выделяет группу известняковых лишайников, которые в своем распространении связаны с пери одическим заливанием водой (Сидельникова, 2001). Ею же описан новый для науки вид Aspicilia popovae Sedeln., который в летний период находится под во дой (Куликова и др., 2008). Т. В. Макрый указывает для лихенофлоры Байкаль ского хребта несколько новых видов из сем. Verrucariaceae, обитающих на кам нях побережий рек и ручьев и периодически заливаемых водой. Сведения о прибрежных лишайниках Байкальского региона имеются и в лихенологических сводках (Урбанивичене, Урбанавичус, 1998;

Лиштва, 2000). Побережье Япон ского моря на российском Дальнем Востоке в лихенологическом отношении изучено неравномерно, как указывают И. М. Родникова и И. Ф. Скирина (2008).

Побережье обследовалось в разные годы в ходе комплексных исследований, при этом изучалось в основном видовое разнообразие лишайников (Чабаненко, 1986;

Скирина, 1996, 2004, 2005;

Родникова, 2006). В результате обобщения данных по этому региону выявлено 345 видов лишайников, среди них 7 % – га лофиты, 1 % – гигрофиты.

Анализ литературы показал, что и сегодня изучение лишайников на при брежных территориях сопровождается выявлением новых видов для исследуе мых регионов, а порой и описанием новых видов для науки. Это свидетельству ет о слабой изученности прибрежных территорий в лихенологическом отноше нии и указывает на важность специальных исследований побережий. Слабая изученность отдельных территорий на планете открывает, с одной стороны, возможности для пополнения видового разнообразия биотического компонента биосферы, а с другой стороны, ограничивает пользование такими территориями и неисследованными ресурсами, что крайне опасно с точки зрения необратимых последствий нарушений в силу утраты определенных местообитаний для от дельных организмов (Хански, 2012).

1.2.1. Водные ресурсы и состояние водных объектов на территории Карелии Среди природных богатств Карелии особую значимость имеют водные ресурсы. Территория республики имеет хорошо развитую водную сеть, относя щуюся к бассейнам Белого и Балтийского морей. В Карелии насчитывается бо лее 60 тыс. озер и 27 тыс. рек. Поверхностные водоемы занимают 25 % площади поверхности суши. Наиболее крупные озера – Ладожское и Онежское, карель ская часть которых составляет соответственно 40 и 80 %. Озера сохранились в относительно чистом состоянии и являются потенциальными хранилищами чи стых питьевых вод. Кроме того, к основным элементам гидрографической сети республики относятся также водохранилища и болота. Карелия богата ресурса ми пресной воды – в расчете на одного жителя приходится около 70 куб. м в год. Распределение природной воды равномерно по территории, однако в юж ной части республики, где промышленность и сельское хозяйство развиты бо лее чем в северной, резерв водообеспеченности ниже (Экология и природные ресурсы…, 2004).

Пресные воды, накапливаемые в озерах и водохранилищах, относятся к стационарным запасам, или вековым водным ресурсам, с очень низкой скоро стью возобновления. При современном водохозяйственном планировании их интенсивное использование обычно не предусматривается из-за возможных от рицательных экологических последствий. Как водные ресурсы эти объекты можно рассматривать лишь с точки зрения способов использования, не меняю щих их количественных параметров (водный транспорт, рекреация, рыбное хо зяйство). Для водопотребляющих отраслей экономики наибольший интерес представляют динамические запасы, непрерывно возобновляющиеся в процессе круговорота воды, т. е. речной сток. Среднемноголетний суммарный сток рек Карелии составляет 57 куб. км в год. Непосредственно на ее территории форми руется 49,7 куб. км, так называемый местный сток. Остальные воды (13 %) по ступают из сопредельных регионов (Финляндия и Архангельская область). Око ло 55 % речного стока с территории республики поступает в Белое море, 25 % – в Онежское озеро и 20 % – в Ладожское (Литвиненко и др., 1998).

По природному химическому составу поверхностные воды Карелии весь ма разнообразны и имеют ряд особенностей. Они мало минерализованы (до мг/л) и очень мягкие (до 4 % жесткости). По этим признакам их можно было бы отнести к водам очень высокого качества, однако на большей части территории качество вод ухудшается из-за наличия в них окрашенных гумусовых веществ.

Химический состав воды Онежского озера формируется главным образом за счет речного стока, атмосферных осадков, подземного и антропогенного стока (главными поставщиками стоков являются крупные промцентры – Петроза водск, Кондопога, Медвежьегорск) (Онежское озеро, 1999;

Калинкина и др., 2007).

Для республики весьма актуальна проблема загрязнения водоемов. В свя зи с этим основная проблема водоснабжения республики – недостаток питьевой воды надлежащего качества и аварийное состояние водопроводных сетей.

В Республике Карелия на государственном учете состоят 223 предприя тия-водопользователя. По данным государственного статистического учета, в 2002 году объем сточных вод, сбрасываемых в поверхностные водные объекты, составил 220,4 млн куб. м в год. Из них порядка 20 % не подвергается очистке.

Со сточными водами в водоемы Карелии поступает: взвешенных веществ – 5280 т, органических веществ (по БПК полн.) – 4620 т, нефтепродуктов – 30 т, железа – 100 т, формальдегида – 16,4 т и т. д. Основными источниками загряз нения поверхностных водных объектов в Карелии являются предприятия цел люлозно-бумажной промышленности (57,6 %) и жилищно-коммунального хо зяйства (30,3 %).

Среди промышленных предприятий основная доля сброса загрязненных сточных вод приходится на ОАО «Кондопога», ОАО «Сегежский ЦБК», ОАО «Целлюлозный завод "Питкяранта"», ОАО «Карельский окатыш». Наибольшее количество неочищенных сточных вод, загрязняющих водоемы республики, сбрасываются городами: Кемь (0,6 млн куб. м, сброс в Белое море), Беломорск (0,7 млн куб. м, сброс в р. Нижний Выг), Медвежьегорск (0,6 млн куб. м, сброс в Онежское озеро), Пудож (0,7 млн куб. м, сброс в р. Водла – водоток Онежского озера), Сортавала (0,4 млн куб. м, сброс в Ладожское озеро), поселками Лоухи (0,25 млн куб. м, сброс в оз. Паново) и Калевала (0,2 млн куб. м, сброс в оз.

Среднее Куйто) (Комулайнен и др., 2006;

Государственный доклад…, 2012).

Работы по ведению государственного мониторинга поверхностных вод ных объектов, проводимые ежегодно, показали, что наиболее распространен ными загрязняющими веществами в поверхностных водах Республики Карелия являются соединения железа, меди, легкоокисляемые органические вещества (Государственный доклад…, 2012). Важной и нерешенной задачей является изучение влияния загрязнения водоемов на контактирующую с ними наземную биоту.

Зонирование водоемов по степени сапробности При отсутствии каких-либо специфических загрязнений основным факто ром, определяющим качество воды в естественных водоемах, является содер жание в ней органического вещества, в зависимости от концентрации которого устанавливают степень загрязнения водоема (сапробности). Согласно системе сапробности выделяют зоны загрязнения в водоеме: полисапробная (очень грязная), мезосапробная (переходная) и олигосапробная (чистая), для каждой из которых свойственно присутствие определенных видов-индикаторов (Чекрыже ва, 2007).

Делль Уомо (Dell'Uomo, 1995) предложил выделение зон в соответствии с уровнем сапробности, галобности, трофности и классами качества вод.

Полисапробная зона:


• Содержится большое количество нестойких органических веществ и про дуктов их анаэробного распада.

• Фотосинтеза нет.

• Дефицит кислорода. В воде присутствуют сероводород и метан.

• Ил черный с запахом H2S. Много детрита.

• Много сапрофитной микрофлоры.

Альфа-мезосапробная зона:

• Начинается аэробный распад органических веществ, образуется углекис лота, аммиак.

• Начинаются процессы фотосинтеза.

• Кислорода мало, сероводорода и метана нет.

• Ил серого цвета. Много детрита.

• Преобладают растительные организмы с гетеротрофным и миксотрофным питанием.

Бета-мезосапробная зона:

• Нет нестойких органических веществ, произошла полная минерализация.

• Активный процесс фотосинтеза.

• Содержание кислорода и углекислоты колеблется в зависимости от вре мени суток: днем избыток кислорода, дефицит углекислоты;

ночью – наоборот.

• Ил желтый, идут окислительные процессы, много детрита.

• Много организмов с автотрофным питанием, наблюдается цветение воды, сильно развит фитопланктон.

• Встречаются ракообразные, рыбы.

Олигосапробная зона:

• Практически чистые водоемы.

• Цветения воды нет.

• Содержание кислорода и углекислоты не колеблется.

• На дне детрита мало.

• Мало автотрофных организмов и бентосных животных.

Ксеносапробная зона:

• Практически очень чистые водоемы.

• Цветения воды нет.

• Содержание кислорода и углекислоты не колеблется.

• На дне детрита практически нет.

• Встречаются рыбы стерлядь, форель, гольян.

В последние десятилетия уровень продуктивности ряда карельских озер возрос за счет техногенного обогащения их биогенными элементами (главным образом, фосфора и азота в минеральной и органической формах). Антропоген ное эвтрофирование озер проявляется в виде «цветения» водоема за счет массо вого развития одного или нескольких видов водорослей. Биомасса водорослей в этот период достигает значительных величин, из-за чего в воду поступают про дукты жизнедеятельности водорослей (экзометаболиты), а также продукты раз ложения отмерших фитопланктонных клеток. Многие из этих веществ токсич ны и даже патогенны для животных и людей. Вода становится непригодной для использования (Чекрыжева, 2007).

В условиях активной эксплуатации водных ресурсов республики с учетом невысокого уровня очистки сточных вод и необходимости принятия конкрет ных мер по сохранению и рациональному использованию этих ресурсов, важно проведение комплексных исследований по изучению влияния качества вод на биологические объекты. На наш взгляд, лишайниковый покров побережий как элемент продуцирующего комплекса, наряду с высшими растениями прибреж но-водных экосистем, способен быстро и адекватно показать изменения водной среды и оценивать степень ее влияния на объекты суши. А с целью контролиро вания и прогнозирования ситуации необходима организация биомониторинга прибрежно-водных комплексов на разных типах водоемов.

1.2.2. Характеристика химических и физических показателей водной среды Анализируя качественные показатели воды, обычно определяют следую щие элементы и показатели: биогенные элементы, микроэлементы (железо, марганец, цинк, тяжелые металлы, алюминий), нефтепродукты, показатели га зового режима водоема (растворенный кислород, углекислый газ), показатели pH, щелочности, электропроводности, перманганатной окисляемости, химиче ское потребление кислорода, цветности (Никаноров, 1989;

Филов, 1990;

Эйхлер, 1993;

http://www.aquaexpert.ru/). Каждый из показателей вносит вклад в оценку состояния качества воды и водной биоты.

Алюминий Источники поступления алюминия в природные воды: частичное раство рение глин и алюмосиликатов;

атмосферные осадки;

сточные воды различных производств.

Одним из распространенных соединений алюминия является боксит – Al(OH)3. Растворимость его является функцией рН. При низких значениях рН 4,5 в растворе преобладают ионы Al3+, при рН = 5–6 в растворе преобладают ионы Al(OH)2+, при рН 7 в растворе преобладают ионы Al(OH)4.

Концентрация алюминия в поверхностных водах (Семенов, 1977) обычно колеблется в пределах n.10–2 – n.10–1 мг/дм3, в некоторых кислых водах иногда достигает нескольких граммов в 1 дм3.

Ионы алюминия обладают токсичностью по отношению ко многим видам водных живых организмов и человеку.

ПДКв составляет 0.5 мг/дм3.

Железо Главными источниками соединений железа в поверхностных водах явля ются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. Значительные количества же леза поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий ме таллургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной про мышленности и с сельскохозяйственными стоками.

Железо обнаруживается в основном в водах с низкими значениями рН (Филов, 1989).

Содержание железа в поверхностных водах суши составляет десятые до ли миллиграмма, вблизи болот – единицы миллиграммов. Повышенное содер жание железа наблюдается в болотных водах, в которых оно находится в виде комплексов с солями гуминовых кислот – гуматами. Наибольшие концентрации железа (до нескольких десятков и сотен миллиграммов в 1 дм3) наблюдаются в подземных водах с низкими значениями рН.

Являясь биологически активным элементом, железо в определенной сте пени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме.

Концентрация железа подвержена заметным сезонным колебаниям.

Обычно в водоемах с высокой биологической продуктивностью в период лет ней и зимней стагнации заметно увеличение концентрации железа в придонных слоях воды. Осенне-весеннее перемешивание водных масс (гомотермия) сопро вождается окислением Fe(II) в Fе(III) и выпадением последнего в виде Fe(OH)3.

Содержание железа в воде выше 1–2 мг Fe/л значительно ухудшает орга нолептические свойства, придавая ей неприятный вяжущий вкус, и делает воду малопригодной для использования в технических целях.

ПДКв железа составляет 0.3 мг Fe/дм3 (лимитирующий показатель вред ности – органолептический), ПДКвр для железа – 0.1 мг/дм3.

Кадмий В природные воды кадмий поступает при выщелачивании почв, полиме таллических и медных руд, в результате разложения водных организмов, спо собных его накапливать. Соединения кадмия выносятся в поверхностные воды со сточными водами свинцово-цинковых заводов, рудообогатительных фабрик, ряда химических предприятий (производство серной кислоты), гальванического производства, а также с шахтными водами.

В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах кадмий содержится в субмикрограммовых концентрациях, в загрязненных и сточных водах концен трация кадмия может достигать десятков микрограммов в 1 дм3.

Соединения кадмия играют важную роль в процессе жизнедеятельности животных и человека. В повышенных концентрациях токсичен, особенно в со четании с другими токсичными веществами (Филов, 1988).

ПДКв составляет 0.001 мг/дм3, ПДКвр – 0.0005 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности – токсикологический).

Марганец В поверхностные воды марганец поступает в результате выщелачивания железомарганцевых руд и других минералов, содержащих марганец (пиролю зит, псиломелан, браунит, манганит, черная охра). Значительные количества марганца поступают в процессе разложения водных животных и растительных организмов, особенно сине-зеленых, диатомовых водорослей и высших водных растений. Соединения марганца выносятся в водоемы со сточными водами мар ганцевых обогатительных фабрик, металлургических заводов, предприятий хи мической промышленности и с шахтными водами.

В речных водах содержание марганца колеблется обычно от 1 до мкг/дм3, среднее содержание в морских водах составляет 2 мкг/дм3, в подзем ных – n.102 – n.103 мкг/дм3.

Концентрация марганца в поверхностных водах подвержена сезонным колебаниям.

Факторами, определяющими изменения концентраций марганца, являют ся соотношение между поверхностным и подземным стоком, интенсивность потребления его при фотосинтезе, разложение фитопланктона, микроорганиз мов и высшей водной растительности, а также процессы осаждения его на дно водных объектов.

Роль марганца в жизни высших растений и водорослей водоемов весьма велика. Марганец способствует утилизации CO2 растениями, чем повышает ин тенсивность фотосинтеза, участвует в процессах восстановления нитратов и ас симиляции азота растениями. Марганец способствует переходу активного Fe(II) в Fe(III), что предохраняет клетку от отравления, ускоряет рост организмов и т.

д. Важная экологическая и физиологическая роль марганца вызывает необхо димость изучения и распределения марганца в природных водах.

Для водоемов санитарно-бытового использования установлена ПДКв (по иону марганца), равная 0,1 мг/дм3.

Медь Медь – один из важнейших микроэлементов. Физиологическая актив ность меди связана главным образом с включением ее в состав активных цен тров окислительно-восстановительных ферментов. Недостаточное содержание меди в почвах отрицательно влияет на синтез белков, жиров и витаминов и спо собствует бесплодию растительных организмов. Медь участвует в процессе фо тосинтеза и влияет на усвоение азота растениями. Вместе с тем избыточные концентрации меди оказывают неблагоприятное воздействие на растительные и животные организмы.

Содержание меди в природных пресных водах колеблется от 2 до мкг/дм3, в морских водах – от 0,5 до 3,5 мкг/дм3. Повышенные концентрации меди (до нескольких граммов в литре) характерны для кислых рудничных вод.

Основным источником поступления меди в природные воды являются сточные воды предприятий химической, металлургической промышленности, шахтные воды, альдегидные реагенты, используемые для уничтожения водо рослей. Медь может появляться в результате коррозии медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системах водоснабжения. В подземных водах содержание меди обусловлено взаимодействием воды с горными поро дами, содержащими ее (халькопирит, халькозин, ковеллин, борнит, малахит, азурит, хризаколла, бротантин).


Предельно допустимая концентрация меди в воде водоемов санитарно бытового водопользования составляет 0,1 мг/дм3 (лимитирующий признак вредности – общесанитарный), в воде рыбохозяйственных водоемов – 0, мг/дм3.

Свинец Естественными источниками поступления свинца в поверхностные воды являются процессы растворения эндогенных (галенит) и экзогенных (англезит, церуссит и др.) минералов. Значительное повышение содержания свинца в окружающей среде (в т. ч. и в поверхностных водах) связано со сжиганием уг лей, применением тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора в моторном топ ливе, с выносом в водные объекты со сточными водами рудообогатительных фабрик, некоторых металлургических заводов, химических производств, шахт и т. д.

В речных водах концентрация свинца (Эйхлер, 1993) колеблется от деся тых долей до единиц микрограммов в 1 дм3. Даже в воде водных объектов, при легающих к районам полиметаллических руд, концентрация его редко достига ет десятков миллиграммов в 1 дм3. Лишь в хлоридных термальных водах кон центрация свинца иногда достигает нескольких миллиграммов в 1 дм3.

Свинец – промышленный яд, способный при неблагоприятных условиях оказаться причиной отравления. В организм человека проникает главным обра зом через органы дыхания и пищеварения. Удаляется из организма очень мед ленно, вследствие чего накапливается в костях, печени и почках Лимитирующий показатель вредности свинца – санитарно-токсилоги ческий. ПДКв свинца составляет 0,03 мг/дм3, ПДКвр – 0,1 мг/дм3.

Цинк Цинк попадает в природные воды в результате протекающих в природе процессов разрушения и растворения горных пород и минералов, а также со сточными водами рудообогатительных фабрик и гальванических цехов, произ водств пергаментной бумаги, минеральных красок, вискозного волокна и др.

В речных водах концентрация цинка обычно колеблется от 3 до мкг/дм3, в морских – от 1,5 до 10 мкг/дм3. Содержание в рудных и особенно в шахтных водах с низкими значениями рН может быть значительным.

Цинк относится к числу активных микроэлементов, влияющих на рост и нормальное развитие организмов. В то же время многие соединения цинка ток сичны, прежде всего его сульфат и хлорид.

ПДКв Zn2+ составляет 1 мг/дм3 (лимитирующий показатель вредности – органолептический), ПДКвр Zn2+ – 0,01 мг/дм3 (лимитирующий признак вред ности – токсикологический).

Кислород Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O2.

На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее.

К первой группе процессов, обогащающих воду кислородом, следует отнести:

процессы абсорбции кислорода из атмосферы;

выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза;

поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно пересыщены кислородом.

В поверхностных водах содержание растворенного кислорода варьирует в широких пределах – от 0 до 14 мг/дм3 – и подвержено сезонным и суточным колебаниям. Суточные колебания зависят от интенсивности процессов его про дуцирования и потребления и могут достигать 2,5 мг/дм3 растворенного кисло рода. В зимний и летний периоды распределение кислорода носит характер стратификации. Дефицит кислорода чаще наблюдается в водных объектах с вы сокими концентрациями загрязняющих органических веществ и в эвтрофиро ванных водоемах, содержащих большое количество биогенных и гумусовых веществ.

Концентрация кислорода определяет величину окислительно-восстано вительного потенциала и в значительной мере направление и скорость процес сов химического и биохимического окисления органических и неорганических соединений. Кислородный режим оказывает глубокое влияние на жизнь водое ма. Минимальное содержание растворенного кислорода, обеспечивающее нор мальное развитие рыб, составляет около 5 мг O2/дм3. Понижение его до мг/дм3 вызывает массовую гибель (замор) рыбы. Неблагоприятно сказывается на состоянии водного населения и пересыщение воды кислородом в результате процессов фотосинтеза при недостаточно интенсивном перемешивании слоев воды.

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого и санитарного водопользования содержание растворенного кислорода в пробе, отобранной до 12 часов дня, не должно быть ниже 4 мг/дм в любой период года;

для водоемов рыбохозяйственного назначения концен трация растворенного в воде кислорода не должна быть ниже 4 мг/дм3 в зимний период (при ледоставе) и 6 мг/дм3 – в летний.

Диоксид углерода Диоксид углерода содержится в воде в основном в виде растворенных молекул CO2, и лишь малая часть его (около 1 %) при взаимодействии с водой образует угольную кислоту.

Главным источником поступления оксида углерода в природные воды яв ляются процессы биохимического распада органических остатков, окисления органических веществ, дыхания водных организмов. Одновременно с процес сами поступления значительная часть диоксида углерода потребляется при фо тосинтезе, а также расходуется на растворение карбонатов и химическое вывет ривание алюмосиликатов. Уменьшение диоксида углерода в воде происходит также в результате его выделения в атмосферу. Концентрация диоксида угле рода в природных водах колеблется от нескольких десятых долей до 3– мг/дм3, изредка достигая 10–20 мг/дм3.

Обычно весной и летом содержание диоксида углерода в водоеме пони жается, а в конце зимы достигает максимума. Диоксид углерода имеет исклю чительно важное значение для растительных организмов (для процесса фото синтеза). В то же время повышенные концентрации CO2 угнетающе действуют на животные организмы. При высоких концентрациях CO2 воды становятся агрессивными по отношению к металлам и бетону в результате образования растворимых гидрокарбонатов, нарушающих структуру этих материалов.

Аммоний Содержание ионов аммония в природных водах варьирует в интервале от 10 до 200 мкг/л в пересчете на азот. Присутствие в незагрязненных поверхност ных водах ионов аммония связано, главным образом, с процессами биохимиче ской деградации белковых веществ, дезаминирования аминокислот, разложения мочевины под действием уреазы.

Основными источниками поступления ионов аммония в водные объекты являются животноводческие фермы, хозяйственно-бытовые сточные воды, по верхностный сток с сельхозугодий в случае использования аммонийных удоб рений, а также сточные воды предприятий пищевой, коксохимической, лесохи мической и химической промышленности. В стоках промышленных предприя тий содержится до 1 мг/дм3 аммония, в бытовых стоках – 2–7 мг/дм3;

с хозяй ственно-бытовыми сточными водами в канализационные системы ежесуточно поступает до 10 г аммонийного азота (в расчете на одного жителя).

При переходе от олиготрофных к мезо- и эвтрофным водоемам возраста ют как абсолютная концентрация ионов аммония, так и их доля в общем балан се связанного азота. Предельно допустимая концентрация в воде водоемов хо зяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (ПДКв) установ лена в размере 2 мг/дм3 по азоту (Зенин, Белоусова, 1988) или 2,6 мг/дм3 в виде NH4+ иона (лимитирующий показатель вредности – санитарно токсикологический).

Присутствие аммония в концентрациях порядка 1 мг/дм3 снижает способ ность гемоглобина рыб связывать кислород. Механизм токсического действия – возбуждение центральной нервной системы, поражение жаберного эпителия, гемолиз (разрыв) эритроцитов. Токсичность аммония возрастает с повышением pH среды.

Повышенная концентрация ионов аммония может быть использована в качестве индикаторного показателя, отражающего ухудшение санитарного со стояния водного объекта, процесс загрязнения поверхностных и подземных вод, в первую очередь, бытовыми и сельскохозяйственными стоками.

Нитраты Присутствие нитратных ионов в природных водах связано с внутриводо емными процессами нитрификации аммонийных ионов в присутствии кислоро да под действием нитрифицирующих бактерий;

атмосферными осадками, кото рые поглощают образующиеся при атмосферных электрических разрядах окси ды азота (концентрация нитратов в атмосферных осадках достигает 0.9– мг/дм3);

промышленными и хозяйственно-бытовыми сточными водами, осо бенно после биологической очистки, когда концентрация достигает 50 мг/дм 3;

стоком с сельскохозяйственных угодий и со сбросными водами с орошаемых полей, на которых применяются азотные удобрения.

В поверхностных водах нитраты находятся в растворенной форме. Кон центрация нитратов в поверхностных водах подвержена заметным сезонным колебаниям: минимальная в вегетационный период, она увеличивается осенью и достигает максимума зимой, когда при минимальном потреблении азота про исходит разложение органических веществ и переход азота из органических форм в минеральные. Амплитуда сезонных колебаний может служить одним из показателей эвтрофирования водного объекта.

В незагрязненных поверхностных водах концентрация нитрат-ионов не превышает величины порядка десятков микрограммов в литре (в пересчете на азот). С нарастанием эвтрофикации абсолютная концентрация нитратного азота и его доля в сумме минерального азота возрастают, достигая 1 мг/дм3. В неза грязненных подземных водах содержание нитратных ионов обычно выражается сотыми, десятыми долями миллиграмма и реже единицами миллиграммов в литре. Подземные водоносные горизонты в большей степени подвержены нит ратному загрязнению, чем поверхностные водоемы (т. к. отсутствует потреби тель нитратов).

Присутствие нитрата аммония в концентрациях порядка 2 мг/дм3 не вы зывает нарушения биохимических процессов в водоеме;

подпороговая концен трация этого вещества, не влияющая на санитарный режим водоема, 10 мг/дм3.

Повреждающие концентрации соединений азота (в первую очередь, аммония) для различных видов рыб составляют величины порядка сотен миллиграммов в литре воды.

Наряду с описанными эффектами воздействия (Никаноров, 1989) немало важную роль играет тот факт, что азот – это один из первостепенных биоген ных (необходимых для жизни) элементов. Именно этим обусловлено примене ние соединений азота в качестве удобрений, но, с другой стороны, с этим свя зан вклад вынесенного с сельскохозяйственных земель азота в развитие процес сов эвтрофикации (неконтролируемого роста биомассы) водоемов. Так, с одно го гектара орошаемых земель выносится в водные системы 8–10 кг азота.

Предельно допустимая концентрация в воде водоемов (ПДКв) установле на в размере 10 мг/л по азоту или 45 мг/л в виде иона NO3 (лимитирующий по казатель вредности – санитарно-токсикологический). В требованиях к составу воды хозяйственно-питьевого назначения также указан норматив, соответству ющий 10 мг/дм3 по азоту или 45 мг/дм3 в виде иона NO3 (тождественно равен стандарту США для питьевой воды).

Азот органический Под «органическим азотом» понимают азот, входящий в состав органиче ских веществ, таких как протеины и протеиды, полипептиды (высокомолеку лярные соединения), аминокислоты, амины, амиды, мочевина (низкомолеку лярные соединения). Значительная часть азотсодержащих органических соеди нений поступает в природные воды в процессе отмирания организмов, главным образом фитопланктона, и распада их клеток. Концентрация этих соединений определяется биомассой гидробионтов и скоростью указанных процессов.

Другим важным источником азотсодержащих органических веществ яв ляются прижизненные их выделения водными организмами. К числу суще ственных источников азотсодержащих соединений относятся также атмосфер ные осадки, в которых концентрация азотсодержащих органических веществ близка к наблюдающейся в поверхностных водах. Значительное повышение концентрации этих соединений нередко связано с поступлением в водные объ екты промышленных, сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых сточных вод.

На долю органического азота приходится 50–75 % общего растворенного в воде азота. Концентрация органического азота подвержена значительным се зонным изменениям с общей тенденцией к увеличению в вегетационный пери од (1,5–2,0 мг/дм3) и уменьшению в период ледостава (0,2–0,5 мг/дм3). Распре деление органического азота по глубине неравномерно – повышенная концен трация наблюдается, как правило, в зоне фотосинтеза и в придонных слоях во ды.

Фосфор общий Так же, как и для азота, обмен фосфором между его минеральными и ор ганическими формами, с одной стороны, и живыми организмами – с другой, является основным фактором, определяющим его концентрацию.

Фосфор – важнейший биогенный элемент, чаще всего лимитирующий развитие продуктивности водоемов. Поэтому поступление избытка соединений фосфора с водосбора (в виде минеральных удобрений с поверхностным стоком с полей (с гектара орошаемых земель выносится 0,4–0,6 кг фосфора), со стока ми с ферм (0,01–0,05 кг/сут. на одно животное), с недоочищенными или неочи щенными бытовыми сточными водами (0,003–0,006 кг/сут. на одного жителя), а также с некоторыми производственными отходами приводит к резкому некон тролируемому приросту растительной биомассы водного объекта (это особенно характерно для непроточных и малопроточных водоемов). Происходит так называемое изменение трофического статуса водоема, сопровождающееся пе рестройкой всего водного сообщества и ведущее к преобладанию гнилостных процессов и, соответственно, возрастанию мутности, солености.

В соответствии с требованиями глобальной системы мониторинга состо яния окружающей среды (ГСМОС/GEMS) в программы обязательных наблю дений за составом природных вод включено определение содержания общего фосфора (растворенного и взвешенного, в виде органических и минеральных соединений). Фосфор является важнейшим показателем трофического статуса природных водоемов.

Фосфор минеральный Соединения минерального фосфора поступают в природные воды в ре зультате выветривания и растворения пород, содержащих ортофосфаты (апати ты и фосфориты) и поступления с поверхности водосбора в виде орто-, мета-, пиро- и полифосфат-ионов (удобрения, синтетические моющие средства, до бавки, предупреждающие образование накипи в котлах и т. п.), а также образу ются при биологической переработке остатков животных и растительных орга низмов. Избыточное содержание фосфатов воде, особенно в грунтовой, может быть отражением присутствия в водном объекте примесей удобрений, компо нентов хозяйственно-бытовых сточных вод, разлагающейся биомассы.

Основной формой неорганического фосфора при значениях pH водоема больше 6,5 является ион HPO42 (около 90 %). В кислых водах неорганический фосфор присутствует преимущественно в виде H2PO4.

Концентрация фосфатов в природных водах обычно очень мала – сотые, редко десятые доли миллиграмма фосфора в литре, в загрязненных водах она может достигать нескольких миллиграммов в 1 дм3. Подземные воды содержат обычно не более 100 мкг/дм3 фосфатов;

исключение составляют воды в районах залегания фосфорсодержащих пород.

Общее токсическое действие солей фосфорной кислоты возможно лишь при весьма высоких дозах и чаще всего обусловлено примесями фтора.

Без предварительной подготовки проб колориметрически определяются неорганические растворенные и взвешенные фосфаты.

Полифосфаты Men(PO3)n, Men + 2PnO3n + 1, MenH2PnO3n + Применяются для умягчения воды, обезжиривания волокна, как компо нент стиральных порошков и мыла, ингибитор коррозии, катализатор, в пище вой промышленности.

Малотоксичны. Токсичность объясняется способностью полифосфатов к образованию комплексов с биологически важными ионами, особенно с кальци ем.

Установленное допустимое остаточное количество полифосфатов в воде хозяйственно-питьевого назначения составляет 3,5 мг/дм3 (лимитирующий по казатель вредности – органолептический).

Окисляемость: перманганатная и бихроматная (ХПК) Величина, характеризующая содержание в воде органических и мине ральных веществ, окисляемых одним из сильных химических окислителей при определенных условиях. Существует несколько видов окисляемости воды:

перманганатная, бихроматная, иодатная, цериевая. Наиболее высокая степень окисления достигается методами бихроматной и иодатной окисляемости воды.

Выражается в миллиграммах кислорода, пошедшего на окисление орга нических веществ, содержащихся в 1 дм3 воды.

Величины окисляемости природных вод изменяются в пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов в литре в зависимости от общей био логической продуктивности водоемов, степени загрязненности органическими веществами и соединениями биогенных элементов, а также от влияния органи ческих веществ естественного происхождения, поступающих из болот, торфя ников и т. п. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость по сравнению с подземными (десятые и сотые доли миллиграмма на 1 дм3), ис ключение представляют воды нефтяных месторождений и грунтовые воды, пи тающиеся за счет болот. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2–3 мг О/дм3, реки равнинные – 5–12 мг О /дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяй ственной деятельности человека, изменение окисляемости выступает как харак теристика, отражающая режим поступления сточных вод. Для природных мало загрязненных вод рекомендовано определять перманганатную окисляемость;

в более загрязненных водах определяют, как правило, бихроматную окисляе мость (ХПК).

В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК не должна превышать мгО/дм3;

в зонах рекреации в водных объектах допускается величина ХПК до 30 мгО/дм3.

В программах мониторинга ХПК используется в качестве меры содержа ния органического вещества в пробе, которое подвержено окислению сильным химическим окислителем. ХПК применяют для характеристики состояния во дотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.

Электропроводность Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природ ной воды зависит в основном от концентрации растворенных минеральных со лей и температуры. Природные воды представляют в основном растворы сме сей сильных электролитов. Минеральную часть воды составляют ионы Na+, K+, Ca2+, Cl, SO42, HCO3. Этими ионами и обуславливается электропроводность природных вод. Присутствие других ионов, например, Fe3+, Fe2+, Mn2+, Al3+, NO3, HPO4, H2PO4 не сильно влияет на электропроводность, если эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах (например, ниже выпусков про изводственных или хозяйственно-бытовых сточных вод). По значениям элек тропроводности природной воды можно приближенно судить о минерализации воды с помощью предварительно установленных зависимостей.

Нормируемые величины минерализации приблизительно соответствуют удельной электропроводности 2 мСм/см (1000 мг/дм3) и 3 мСм/см (1500 мг/дм3) в случае как хлоридной (в пересчете на NaCl), так и карбонатной (в пересчете на CaCO3) минерализации.

Величина удельной электропроводности служит приблизительным пока зателем их суммарной концентрации электролитов, главным образом, неорга нических, и используется в программах наблюдений за состоянием водной сре ды для оценки минерализации вод. Удельная электропроводность – удобный суммарный индикаторный показатель антропогенного воздействия.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.