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 |
-- [ Страница 1 ] --

ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет имени

М.В. Ломоносова»

ФГБУ «Северное управление по гидрометеорологии и мониторингу

окружающей среды»

Архангельский центр Всероссийской общественной организации «Русское

географическое общество»

Комплексная

научно-образовательная экспедиция

«Арктический плавучий университет-2012»

Часть III Материалы научной сессии студентов и аспирантов Архангельск 2012 УДК [551.46.062+551.5](985)(082) ББК 26 221+26.23(21) Я431 К 63 Составитель и ответственный редактор профессор Н.М. Бызова РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

Канд. геогр. наук Н.М. Бызова, А.В. Гавзов, В.А. Любимов Печатается по решению президиума Архангельского центра Русского географического общества К 63 Комплексная научно-образовательная экспедиция «Арктический плавучий университет – 2012»: материалы научной сессии студентов и аспирантов, 10 сентября 2012 г. / сост., отв. ред. Н.М. Бызова. – Архангельск: Архангельский центр Русского географического общества:

Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В.

Ломоносова, 2012. – Ч. III. – 109 с. : ил., табл.

ISBN 978-5-7536-0298- В Северном (Арктическом) федеральном университете имени М.В.Ломоносова 10 сентября 2012 года состоялась научная сессия студентов и аспирантов – участников экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012». В сборнике представлены результаты исследований студентов и аспирантов, проведенных ими во время комплексной научно-образовательной экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» на НИС «Профессор Молчанов» на акватории Белого и Баренцева морей в июне-июле 2012 года.

Финансирование исследований осуществлялось при поддержке гранта Всероссийской общественной организации «Русское географическое общество» на 2012 г. (Грант от 10 апреля 2012, руководитель к.г.н. Л.Ю. Васильев).

УДК [551.46.062+551.5](985)(082) ББК 26 221+26.23(21) Я ISBN 978-5-7536-0298- © Архангельский центр Русского географического общества, © Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова, © ОАО «Соломбальская типография», Введение Модернизация системы образования как основы динамичного роста и социального развития общества является важным условием развития любой страны. Внедрение передовых технологий подготовки кадров, способных управлять масштабными процессами, протекающими на Севере и в Арктике, открывает широкие возможности для совершенствования высшего профессионального образования на Европейском Севере России.

Уникальные образовательно-воспитательные возможности экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» нашли свое отражение в разработке новой образовательной программы, в которой органично сочетались образовательные курсы и научно-исследовательская работа студентов, магистрантов и аспирантов на НИС «Профессор Молчанов» июне-июле 2012 года на акватории Белого и Баренцева морей Северного Ледовитого океана. Программа комплексных экспедиций утверждена в марте 2012 года и осуществлялась в рамках программы развития САФУ имени М.В. Ломоносова и гранта Русского географического общества от 10 апреля 2012 года.

Научная цель экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» - получение комплексной информации о состоянии природных условий в западном секторе Российской Арктики. Интегрированный междисциплинарный характер носила и образовательная программа экспедиции, которая включала основные разделы океанология, метеорология, география, геоэкология, гляциологии, физика, химия, биология.

Отбор участников экспедиции осуществлялся в течение 2011- учебного года. Большое внимание обращалось на успеваемость и научно исследовательскую работу претендентов, ее согласованность с общими целями и задачами экспедиции.

В состав экспедиции вошли студенты, магистранты и аспиранты Института естественных наук и биомедицины и Института теоретической и прикладной химии Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова, которые в дальнейшем были разделены на группы в соответствии с разделами научно исследовательских работ на НИС «Профессор Молчанов».

До начала экспедиции учебно-методической подготовкой молодых исследователей занимались руководители научных блоков из числа участников экспедиции. Они знакомили студентов, магистрантов и аспирантов с целями, задачами, маршрутом экспедиции, научно исследовательским оборудованием, методами и приемами полевых исследований, обработки полученных материалов, сопоставления собственных наблюдений с материалами учебной и научной литературы, составления отчетов, промежуточной презентацией полученных результатов. Организационная подготовка заключалась в распределении обязанностей, ознакомлении с правилами и нормами поведения, инструкцией по технике безопасности в экспедиции. Всем участникам экспедиции был выдан комплект одежды для работы в Арктике.

Цель образовательной программы экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012»:

усвоение студентами, магистрантами, аспирантами комплекса понятий и представлений об основных принципах, закономерностях и законах пространственно-временной организации морских и наземных арктических и субарктических природных комплексов локального и регионального уровней;

знакомство с методикой океанологических, метеорологических, географических и физико-химических исследований, необходимых для овладения научным аппаратом при обработке информации и анализе данных по наукам о Земле.

Студенты, магистранты и аспиранты прослушали теоретический курс лекций, состоящий из океанографического, географического, геоэкологического, физико-химического модулей. Общая трудоемкость образовательной программы экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» составила 2 зачетные единицы, 72 часа.

Обучение молодых специалистов – исследователей на НИС «Профессор Молчанов» осуществляли преподаватели ФГАОУ ВПО «Северный (Арктический) Федеральный университет имени М.В.

Ломоносова» совместно с учеными и сотрудниками ФГРОУ ВПО «Российский государственный гидрометеорологический университет», ФГБУ «Арктический Антарктический научно-исследовательский институт», ФГБУ «Государственный океанографический институт имени Н.Н. Зубова», Института экологических проблем Севера УрО РАН, ФГБУ «Северное УГМС».

Помимо теоретического курса будущие специалисты на практике в процессе научно-исследовательской работы, приобрели практические умения и навыки проведения научных исследований, которые включали сбор, обработку и анализ полевых материалов. Наряду с отбором проб воды, воздуха, горных пород, почв и растений проводились визуальные наблюдения, фотографирование уникальных природных объектов и процессов.

Используя материалы, предоставленные Центром космического мониторинга Арктики САФУ имени М.В. Ломоносова, участники экспедиции осуществляли дистанционные наблюдения за важными океанологическими, метеорологическими, географическими, физико химическими процессами в Арктике с последующей их обработкой для моделирования процессов и явлений в открытом океане и прибрежной зоне морей.

В период экспедиции был просмотрен цикл аналитических программ «Мнения» и документальных фильмов, посвященных проблемам арктических территорий, предоставленный Медиа-центром САФУ «Арктический мост», для формирования комплексного представления об исследуемых полярных областях Земли.

Еженедельно на судне проходили научные сессии, где студенты и их научные наставники докладывали о результатах проведенных исследований. Отмечались успехи и недостатки, координировались планы дальнейших исследований в связи с изменением погодных условий и маршрута экспедиции или появлением новых возможностей для расширения ранее принятых программ работы.

Параллельно с задачами обучения на НИС «Профессор Молчанов»

решались воспитательные задачи. Наряду с новыми теоретическими знаниями, обучающиеся получили навыки организационной работы в команде при решении хозяйственных и бытовых вопросов, смогли почувствовать ответственность за общий результат, уверенность в своих силах, что существенно повысило самооценку, способствовало формированию активной жизненной позиции, целеустремленности и умению преодолевать трудности. В ходе экспедиции будущие специалисты работали совместно с представителями производственных учреждений, куда они после окончания университета могут пойти работать. По итогам обучения и научно-исследовательской работы каждый студент, магистрант и аспирант получил Диплом участника первой экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» и приложение к нему.

Интеграция инновационных образовательных программ высшего профессионального образования и результатов фундаментальных и прикладных междисциплинарных научных исследований в экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012» на основе объединения научных, образовательных и производственных учреждений, способствует усилению профессиональной направленности в подготовке будущих специалистов. Студентам, магистрантам, аспирантам предоставляется большая возможность на практике использовать полученные знания, свободно ориентироваться в информационном пространстве на основе комплекса мировоззренческих идей рационального природопользования и устойчивого развития.

10 сентября 2012 года в САФУ имени М.В. Ломоносова состоялась заключительная научная студенческая сессия, в программе которой заслушаны доклады студентов, магистрантов и аспирантов – участников экспедиции. Первые результаты проведенных работ представлены в данном сборнике и отражают весь спектр научных исследований на НИС «Профессор Молчанов» в период экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012». Материалы научных исследований будут основой для написания курсовых и выпускных квалификационных и диссертационных работ.

Н.М. Бызова, заместитель начальника экспедиции «Арктический плавучий университет – 2012»

по образовательному направлению, Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации Е.Н. Худякова, И.В. Щербакова САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Студентки V курса Научный руководитель – О.Н. Балакина khudjakva-katja@rambler.ru;

irina-shcherbacova@mail.ru ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НАД АКВАТОРИЕЙ БАРЕНЦЕВА МОРЯ Мониторинг состояния атмосферы и океана в Арктике играет важную роль в изучении и прогнозировании глобального изменения климата, его влиянии на окружающую среду и природопользование. В ходе научной экспедиции на НИС «Профессор Молчанов» было произведено большое количество гидрометеорологических измерений и получена новая информация о состоянии погоды и характеристик атмосферы в районе исследования.

Цель работ – исследование изменчивости гидрометеорологических величин по маршруту следования судна на основе натурных наблюдений.

Задачи:

• составление климатической характеристики Баренцева моря • накопление ряда основных гидрометеорологических характеристик по маршруту следования судна;

• построение графиков и анализ изменчивости основных гидрометеорологических характеристик.

Климат Баренцева моря неоднороден. Он изменяется в зависимости от географической широты, характера циркуляции атмосферы и водных масс с их различными теплофизическими характеристиками, от состояния поверхности моря, удаленности от побережий континента. Летом ослабленная атмосферная циркуляция при большом притоке солнечной радиации на все море и относительно однородная по состоянию водная поверхность существенно сглаживают различия в климатических условиях между районами. В холодный период года, наоборот, атмосферные процессы протекают гораздо интенсивнее и длительнее, с частой сменой воздушных масс, поверхность моря становится неоднородной вследствие образования ледяного покрова на большей части моря, поэтому и климатические различия проявляются резче. Суровость климата в Баренцевом море заметно нарастает с юга на север и с запада на восток “(Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1990)”.

В ходе экспедиционных работ определялись следующие гидрометеорологические характеристики – температура воздуха, относительная влажность, атмосферное давление, скорость и направление истинного ветра, высота и тип облачности, общее количество облаков, количество облаков нижнего яруса, метеорологическая дальность видимости, погода в срок наблюдения и между сроками, данные по ледовой обстановке и волнению моря.

Температура воздуха, относительная влажность, атмосферное давление, скорость и направление ветра определялись с помощью автоматической метеорологической станции Vaisala MAWS производства Финляндия с дискретностью 1 час. Количество и тип облачности, высота нижней границы облаков, метеорологическая дальность видимости, погода, а так же данные по ледовой обстановке и волнению определялись на основе визуальных наблюдений и записывались в журнал КГМ-15 с периодичностью 6 часов. Скорость и направление истинного ветра рассчитывались по ветрочету КСМО-1М.

Наблюдения в Баренцевом море проводились с 3 по 28 июня. За указанный период времени были получены следующие данные по метеорологическим величинам.

Температура воздуха (рис. 1). Летом в условиях радиационного режима полярного дня, когда интенсивность атмосферной циркуляции ослабевает, а море почти полностью очищается от ледяного покрова, междусуточная изменчивость температуры воздуха на всей акватории моря составляет 1-20С (Канин Нос, Мыс Желания, Колгуев Северный).

Лишь у южного побережья она несколько выше, вследствие смены воздушных масс в системе летнего муссона. По данным измерений в период с 3 по 28 июня 2012 г. междусуточная изменчивость температуры воздуха на акватории Баренцева моря не превышала 20С в 75% случаев.

Рис. 1. Среднесуточная температура воздуха за период следования судна с 3 по 28 июня Минимальное значение температуры воздуха, наблюдавшееся в течение рейса «Плавучий университет», было зафиксировано в 0 ч (UTC) или в 4 ч по местному времени 10 июня 2012 г. в северо-восточной части акватории Баренцева моря и составило -3,60С. За время нахождения НИС «Профессор Молчанов» в Баренцевом море максимальная температура воздуха 19,20С была отмечена 27.06.12 в 10 ч (UTC) или в 14 ч по местному времени у берегов острова Колгуев.

Рис. 2. Среднесуточное атмосферное давление воздуха за период следования судна с 3 по 28 июня (гПа) Атмосферное давление (рис.2). Характер летнего среднего барического поля над Баренцевым морем существенно отличается от зимнего;

наблюдается повышенный фон атмосферного давления.

Среднее число дней с циклонической циркуляцией уменьшается до 14-15 в месяц, а с глубокими циклонами – до 1,1 – 1,3. Повторяемость антициклонической циркуляции составляет 15-16 суток в месяц, хотя мощные антициклоны проходят реже, чем в другие сезоны. Наиболее характерными являются холодные и низкие антициклоны, которые образуются и поддерживаются благодаря влиянию холодной поверхности моря “(Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1990)”.

Атмосферное давление воздуха на уровне моря за период наблюдений менялось в диапазоне 998 – 1027 гПа, среднее значение составило 1015, гПа, что характерно в летние месяцы для района исследований.

“(Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР, 1985)”.

Ветры. В открытом море с мая по август наиболее часто отмечаются северные (С), северо-восточные (СВ) и северо-западные (СЗ) ветры. Их суммарная повторяемость 35-50%, а у западных берегов островов Новой Земли в июне достигает 60%. Средняя месячная скорость ветра в открытом море 5-9 м/с, на побережье 4-7 м/с (с июня по август). Повторяемость ветров со скоростями 15 м/с и более с апреля по октябрь не превышает 5% “(Лоция Баренцева моря. Ч. 2, 2006)”.

Роза ветров, построенная для Баренцева моря за период 3.06 – 28. 2012 г. показывает, что преобладающими направлениями ветра являлись северное (С), северо-восточное (СВ), северо-западное (СЗ). Их общая повторяемость составила около 40%. Скорости ветра 10 м/с наблюдались для северо-западного (СЗ), северного (С), северо-восточного (СВ) и юго восточного (ЮВ) направлений. Ветер со скоростью более 15 м/с северо северо-восточного (ССВ) направления имел повторяемость 2% за период наблюдений. Скорость и направление ветра в целом соответствует климатической норме июня.

Метеорологическая дальность видимости (МДВ).

Метеорологическая дальность видимости менялась от 50 м в условиях тумана, которые довольно часто наблюдались в северо-восточной части акватории Баренцева моря, у берегов северного острова Новой Земли и у берегов архипелага Земли Франца-Иосифа, до 50 км при ясной погоде и низкой относительной влажности воздуха.

Рис. 3. Среднесуточная относительная влажность воздуха за период следования судна с 3 по 28 июня Относительная влажность воздуха (рис. 3). За период хода судна в Баренцевом море относительная влажность воздуха изменялась в пределах от 47% до 100%. Минимальная относительная влажность воздуха наблюдалась в районе западного побережья архипелага Новая Земля, а именно в районе залива Русская Гавань. Средний показатель относительной влажности воздуха за рассмотренный период составил 89,2%. В целом уровень наблюденной относительной влажности характерен для Баренцева моря (80-90%) “(Атлас океанов, 1980)”.

Облачность. Преобладающим типом облаков являлись слоисто кучевые облака, показатель общей облачности варьировал в пределах от до 10 баллов, что характерно для района наблюдений.

Ледовая обстановка. 8 июня, после пересечения широты 77 на долготе 35 в.д. появился разреженный дрейфующий однолетний лед средней толщины сплоченностью от 1 до 3 баллов. 14 июня севернее широты 78 и долготы 62 в.д. также наблюдался разреженный дрейфующий однолетний лед средней толщины сплоченностью от 1 до баллов. С продвижением дальше, на север сплоченность льдов увеличилась до 5 баллов. Данное распределение дрейфующих льдов в июне месяце не соответствует климатической норме. Согласно средним многолетним положениям кромок льда в июне в исследуемом районе Баренцева моря кромка проходит немного севернее 75°с.ш “(Атлас океанов, 1980)”.

Волнение моря. Для Баренцева моря в июне характерна наибольшая повторяемость волн высотой от 1 до 4 метров “(Атлас океанов, 1980)”. В период наблюдений преобладали волны высотой 0,5 – 1 метра, что не характерно для Баренцева моря в исследуемый период.

Анализируя полученные метеорологические показатели за период следования судна в июне с 3 по 28 число можно сделать следующие выводы:

• в целом наблюденные гидрометеорологические характеристики соответствуют климатической норме июня;

• однако наблюдались отклонения от нормы в высоте волнения, оно было довольно слабое (0,5 – 1м), что не характерно для Баренцева моря;

• дрейфующий однолетний лед был встречен севернее, чем должен был быть, а именно – лед наблюдался с 77с.ш., в то время как по климатической норме должен был появиться после пересечения широты 75.

Используемая литература 1. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. Ред. Горшков С.Г., Министерство обороны СССР, 1980. 186 с.

2. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 1. Баренцево море Вып. 1. / Под редакцией Ф.С. Терзиева и Г.В. Гирдюка. – Л.:

Гидрометеоиздат, 1990. – 280 с.

3. Лоция Баренцева моря. Ч. 2. – Изд. ГУНиО МО РФ, 2006. – 495 с.

4. Гидрометеорологические условия шельфовой зоны морей СССР.

Том 6. Баренцево море Вып. 1, 2. - Л: Гидрометеоиздат, 1985 – 264 с.

А. А. Песьякова САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Студентка V курса Научный руководитель – Е.С.Кочеткова Renalee@yandex.ru ТРАНСФОРМАЦИЯ АТЛАНТИЧЕСКОЙ ВОДНОЙ МАССЫ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ЧЕРЕЗ БАРЕНЦЕВО МОРЕ ПО ГИДРОЛОГО ГИДРОХИМИЧЕСКИМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ Изучение пространственной изменчивости основных гидрохимических показателей, является необходимым для оценки состояния среды, выявления основных водных масс и оценки продуктивного потенциала.

В рамках гидрохимического блока научно-исследовательской экспедиции «Плавучий университет 2012», производился отбор проб воды со стандартных горизонтов с последующим анализом распределения биогенных элементов (кислорода, кремния и фосфора).

Кислород - необходимый для существования живых организмов элемент. Как правило, в поверхностные воды кислород поступает из атмосферы. Его содержание в водах зависит от физических характеристик среды, таких как температура и соленость воды, которые влияют на растворимость кислорода. Однако насыщение вод кислородом не редко превышает 100% в случаях интенсивного перемешивания, например из-за волнения, или при конвекции, когда насыщенные кислородом поверхностные воды быстро опускаются на значительные глубины. Кроме того, кислород является продуктом фотосинтеза и его содержание в поверхностных водах бывает повышено в период активности фотосинтезирующих организмов.

В толще вод в присутствии кислорода идут окислительные процессы.

Сам кислород участвует в окислении органического вещества. С опусканием отмерших остатков организмов и продуктов их жизнедеятельности связано пониженное содержание кислорода у дна.

Фосфор и кремний являются биогенными элементами, которые интенсивно потребляются при образовании первичной продукции для формирования тела организма. Эти элементы в больших количествах находятся в земле и попадают в море с береговыми стоками, а также при разложении органического вещества.

В ходе работ использовалось следующее научно-исследовательское оборудование:

устройство для отбора проб воды с разных горизонтов SBE 32cCarousel (розетта) с 12 пластиковыми батометрами по 5л компании "Seabird" (США);

CTD зонд SBE 19plusv2(с/н 5112) компании "Seabird" (CША) с датчиками температуры, электропроводности и давления;

пластиковый батометр для отбора проб воды с различных горизонтов;

фотометр фотоэлектрический КФК-3 (для проведения колорометрирования).

Для определения концентрации растворенного кислорода использовался объемный метод Винклера. Для определения фосфора, в виде фосфатов, и кремния применялся фотометрический метод [3].

В рамках экспедиции «Плавучий университет 2012», была исследована трансформация Атлантической водной массы. Водной массой, по А.Д. Добровольскому, называется сравнительно большой объем воды, обладающий в течение длительного времени постоянным и непрерывным распределением физических, химических и биологических характеристик, составляющий единый комплекс и распространяющийся как одно целое.

Каждая водная масса характеризуется определенными значениями температуры, солености и содержания биогенов, меняющимися в относительно узком диапазоне.

Наиболее распространенным приемом анализа водных масс является построение TS-кривых. Данный прием основан на построении графика, на котором по оси ординат отложены значения солености морской воды, а по оси абсцисс – температуры. Все точки, принадлежащие одной гидрологической станции, на графике соединяются кривыми [2].

Рис. 1. Схема океанографических разрезов и станций, выполненных в Баренцевом море Всего в ходе экспедиционных работ в Баренцевом море были выполнены 55 океанографических станций, на которых производились Отобраны пробы воды для последующего CTD-зондирования.

гидрохимического анализа. Зондирования толщи воды проводились по намеченным ранее разрезам. Отбор проб воды проводился по следующим разрезам:

Разрез «Кольский меридиан» (19 станций): разрез № Разрез № 5: (10 станций) Разрез № 4: (9 станций) Разрез «Русская гавань» (7 станций): разрез № Разрез № 3: (10 станций) В ходе работ, были построены и проанализированы TS-кривые для исследуемых станций, для выявления границ водных масс на каждом из разрезов. В результате были выявлены верхние, нижние и центральные границы водной массы. Также, были получены осредненные значения концентраций биогенных элементов в атлантической водной массе по пройденным разрезам и построены графики, отображающие динамику трансформации атлантической водной массы с продвижением ее с запада на северо-восток.

Рис. 2. Глубина залегания атлантической водной массы по пройденным разрезам Исходя из полученных данных видно, что атлантическая водная масса по мере своего продвижения с запада на северо-восток меняет свою глубину. В 1, 5,4 и 2 разрезах ее верхняя граница располагается близко к поверхности (в пределах 50 м), при этом в 5 разрезе она почти выходит на поверхность. В разрезе № 3 данная водная масса значительно углубляется, и ее верхняя граница находится на глубине 140 м. Для нижней границы и ядра атлантической водной массы свойственна та же тенденция. Таким образом, общая тенденция такова, что атлантическая водная масса постепенно заглубляется, вследствие своего затухания.

Рис. 3. Изменение содержания кислорода ( в мл/л) в атлантической водной массе по пройденным разрезам Рис. 4. Изменение содержания кислорода (в %) в атлантической водной массе по пройденным разрезам На большей части исследуемых разрезов процент насыщения вод кислородом колеблется в пределах от 91 % до 120 % (рис. 4). При этом на верхней границе атлантической водной массы насыщение кислородом превышает 100 % на всех разрезах. С увеличением глубины процент насыщения кислородом постепенно уменьшается и на нижней границе не достигает 100%, за исключением разреза № 2. Абсолютного значения концентрации растворенного кислорода исследуемая водная масса достигает на разрезе № 2 и составляет 8,73 мл/л. В целом с прохождением атлантической водной массы с запада на северо-восток концентрация растворенного кислорода увеличивается до разреза № 2, после которого снова начинает уменьшаться на разрезе № 3 вследствие своего заглубления.

Содержание кремния в исследуемой водной массе увеличивается с глубиной. Максимальная концентрация кремния зафиксирована на разрезе № 3 и составляет 134,85 мкг/л на нижней границе водной массы.

Минимальное содержание кремния наблюдается на разрезе № 2 на верхней границе водной массы и составляет 30,31 мкг/л. На разрезе № концентрация кремния выше, так как здесь влияние теплого атлантического течения наиболее сильное. С продвижением на восток концентрация кремния уменьшается, достигая минимального значения на разрезе № 2. Затем, концентрация кремния начинает расти вследствие заглубления исследуемой водной массы.

Рис. 5. Изменение содержания кремния (в мкг/л) в атлантической водной массе по пройденным разрезам Содержание фосфатов в исследуемой водной массе увеличивается с глубиной, что связано с опусканием органического вещества.

Незначительно на протяжении всех разрезов. Максимальное содержание фосфатов зафиксировано на разрезе № 2 и составляет 41,86 мкг/л на нижней границе водной массы. Минимальное их содержание наблюдается на разрезе №5 на верхней границе и составляет 8,57 мкг/л. Это связано с тем, что там водная масса близко подходит к поверхности.

Рис. 6. Изменение содержания фосфатов (в мкг/л) в атлантической водной массе по пройденным разрезам Таким образом, в ходе исследования удалось проследить трансформацию атлантической водной массы. С прохождением на северо восток исследуемая водная масса постепенно заглубляется и затухает.

Распределение биогенных элементов в целом согласовано по разрезам.

Используемая литература 1. Атлас океанов. Северный Ледовитый океан. Ред. Горшков С.Г., Министерство обороны СССР, 1980. 186 с.

2. Терзиев Ф.С., Гирдюка Г.В. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 1. Баренцево море Вып. 1. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990.

– 280 с.

3. РД 52.10.243-92 "Руководство по химическому анализу морских вод", СПб.: Гидрометеоиздат, 1993.

И.А. Говорина СПбГУ, г. Санкт-Петербург СтуденткаII курса магистратуры Научный руководитель – к.г.н., П.Н.Священников i_govorina@mail.ru ИЗМЕНЕНИЕ ОБЩЕГО СОДЕРЖАНИЯ ОЗОНА В АТМОСФЕРЕ НАД БАРЕНЦЕВЫМ МОРЕМ В ИЮНЕ 2012 ГОДА Озон является малой примесью атмосферы, средняя толщина озонового слоя приведенного к нормальным условиям составляет порядка 0,3 см но, несмотря на это, он играет важную роль в динамических, радиационных и химических процессах в атмосфере Земли.

Озоновый слой является биологическим щитом, защищающим землю от негативного влияния жесткого УФ излучения. Практически вся УФ радиация с длиной волны меньше 280 нм (УФ-С область спектра) поглощается озоновым слоем атмосферы и не достигает поверхности земли. Общее содержание озона, структура его вертикального распределения и их изменчивость являются важными факторами, определяющими режим приземной биологически активной УФ-В радиации (280-315 нм).

Климатическая роль озона заключается в его вкладе в парниковый эффект за счет поглощения инфракрасной радиации в полосе с центром 9,569 мкм в окне прозрачности атмосферы и в полосах около 4,75 и 14, мкм, а также в нагревании нижней стратосферы вследствие поглощения как ИК радиации, так и солнечного излучения в ультрафиолетовых полосах 0,22-0,29 и 0,31-0,36 мкм.

Общее содержание озона велико в полярных и высоких широтах северного полушария и убывает к экватору. С марта по июнь в северном полушарии наивысшие значения содержания озона, более 400 е.Д., наблюдаются в полярной области. В мае - сентябре вторичный относительный максимум имеется под 50-55°с.ш. Между августом и февралем околополярная область отмечена местным минимумом озона. На основании среднего распределения озона по широтным поясам с учетом их площади было подсчитано, что среднее содержание озона в северном полушарии увеличивается в марте до 331 е.Д. и убывает в октябре до е.Д., соответственно, в среднем за год содержание озона в северном полушарии равно 301,6 е.Д.

Анализ общего содержания озона в атмосферном воздухе в период с 1 июня по 10 июля 2012 года показал, что в ходе рейса значения находились в пределах нормы и варьировались в диапазоне 300-360 ед.

Добсона, максимальное значение 364 е.Д. было зафиксировано 9 июня (78°с.ш. 41°в.д. – 78°с.ш. 52°в.д.).

Рис. 1. Распределение общего содержания озона на 21 июня 2012 г. по данным WOURDC, Канада (на карте указано местоположение НИС «Профессор Молчанов»).

В связи с повышенным интересом общества к проблеме истончения озонового слоя в полярных регионах актуальность приобретает оценка минимальных значений содержания озона в атмосфере. По данным, полученным в рейсе «Плавучий университет» (1050 единичных измерений), можно утверждать, что в июне 2012 года озоновых дыр не наблюдалось, поскольку даже минимальное значение 286 е.Д., зарегистрированное 21 июня (76°с.ш. 63°в.д. – 76°с.ш. 58°в.д.), превышает критический порог в 200 е.Д. Зафиксированный минимум принадлежит области пониженного содержания озона, сформировавшейся над Карским морем и полуостровом Ямал (рис. 1).

Наблюдаемая изменчивость ОСО связана, скорее всего, с неравномерным пространственным распределением озона, его вертикальным перемешиванием в стратосфере, а также горизонтальным переносом в нижних слоях атмосферы.

Рис. 2. Сравнение суточных значений ОСО в рейсе «Плавучий университет» (треугольники) с данными WOURDC, Канада (вертикальная черта соответствует диапазону значений ОСО) Сравнение суточных значений ОСО, рассчитанных с помощью программы OZONKOOR, разработанной в Главной геофизической обсерватории им.Воейкова (Санкт-Петербург) с картами распределения озона Мирового центра данных по озону и ультрафиолетовой радиации (WOURDC, Канада) показал хорошее согласие (рис. 2). Полученные данные могут быть использованы для усовершенствования алгоритмов обработки спутниковой информации о содержании озона в атмосфере.

Используемая литература 1. Монин А.С. Введение в теорию климата Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 247 с.

2. Крамарова Н.В. Крупномасштабные пространственно-временные вариации озона и УФ радиации. Диссертация. М., 2007. 125 с.

3. Перов С.П., Хргиан А.Х. Современные проблемы атмосферного озона. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. 287 с.

А.С. Амосова САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Студентка V курса Научный руководитель – к.х.н., доцент А.В. Малков xumuk271@mail.ru ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ИЗМЕНЧИВОСТИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВОДЫ БЕЛОГО И БАРАНЦЕВА МОРЕЙ Изучение пространственной изменчивости основных гидрохимических показателей (рН и Ox/Red потенциала), является необходимым для оценки состояния среды, выявления основных водных масс и оценки продуктивного потенциала.

ВВЕДЕНИЕ Целью исследований является выявление и оценка пространственной изменчивости некоторых основных гидрохимических характеристик (рН и Ox/Red потенциала) в водах Баренцева и Белого морей.

Задачи исследований:

• Произвести отбор проб морской воды на стандартных горизонтах разрезов по маршруту движения судна;

• Получить новые данные о рН и Ox/Red потенциала на стандартных горизонтах в водах исследуемых морей в период проведения экспедиции;

Всего за период экспедиции на борту судна было выполнено:

в Баренцевом море 8 разрезов, включающих - океанографических станций, из них 60 станций с гидрохимическими определениями. Для определение рН и Eh было проанализировано проб;

в Белом море - 8 разрезов, включающих 66 океанографических станций, из них 63 станции с гидрохимическими определениями. Для определения рН и Eh было проанализировано 376 проб.

Величина рН является одним из важнейших показателей качества вод и характеризует состояние кислотно-щелочного равновесия воды. От величины рН зависит развитие и жизнедеятельность водной биоты, формы миграции различных элементов, агрессивное воздействие воды на вмещающие породы, металлы, бетон.

Значение рH морской воды зависит от её солевого состава, содержания растворенных газов и органических соединений. Оно регулируется углекислотно-карбонатной системой, которая является наиболее сильным буфером морских вод и изменяется в открытом море в сравнительно узких пределах - от 7,7 до 8,6. Однако даже небольшие изменения рН имеют громадное значение для процессов, происходящих в толще морских вод. Величина рН морских вод, подверженных интенсивному загрязнению сточными водами или в зоне смешения с пресными водами, может изменяться в более широких пределах.

Величина рН характеризует кислотные условия среды. На рН влияют изменения температуры воды и гидростатического давления. За счет уменьшения концентрации углекислого газа в слое фотосинтеза величина рН обычно достигает максимума. Ниже слоя фотосинтеза она уменьшается под влиянием процессов окисления органического вещества (накопление СО2) и увеличения гидростатического давления. Таким образом, режим рН является условием и показателем окислительно-восстановительных процессов, протекающих в природных водах [1].

Eh – указывает на преобладание процессов окисления или восстановления, а следовательно, на формы, в которых будут существовать химические элементы (в том числе биогенные) в данных условиях. Если значения Еh положительные, то, следовательно, во всей толще водной массы происходят процессы окисления. Величина окислительно восстановительного потенциала согласуются с содержанием растворенного кислорода в воде. Растворенный кислород в морской воде определяет кислородный режим водных объектов и является одним из важнейших биохимических показателей состояния морской среды. Он обеспечивает существование водных организмов и определяет интенсивность окислительных процессов в морях и океанах. Минимальные значения растворенного кислорода в воде приходятся на максимальные значения Еh [2,3].

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Для определения pH и Eh использовался pH-метра-иономера-БПК термооксиметра «Эксперт-001-4» производства ООО «Эконикс-Эксперт».

При измерении воды в качестве измерительного электрода pH использовали комбинированный стеклянный pH-чувствительный электрод ЭСК-10601. При измерении Eh в качестве измерительного электрода использовали комбинированный редоксметрический электрод ЭРП-105.

Определение pH выполнялось в соответствии с РД 52.10.735- «Водородный показатель морских вод. Методика измерений потенциометрическим методом». Данная методика регламентирует измерение pH в диапазоне от 4,10 до 9,20 ед. рН в пробах морских вод и вод морских устьев рек. Погрешность определения pH, согласно методике, не превышает 0,08 ед. pH. Метод определения величины рН проб воды основан на измерении электродвижущей силы (ЭДС) электродной системы, состоящей из измерительного электрода и электрода сравнения.

В качестве измерительного используется стеклянный рН-селективный электрод. В качестве электрода сравнения применяется хлорсеребряный электрод [1].

Окислительно-восстановительный потенциал (Eh) определяли согласно Руководству по эксплуатации анализатора «Эксперт-001-4». Eh представляет собой электродвижущую силу (ЭДС) электродной системы, состоящей из измерительного индифферентного электрода и электрода сравнения, погруженной в исследуемый раствор. В качестве измерительного используется платиновый электрод, в качестве электрода сравнения – хлорсеребряный электрод. Погрешность определения Eh, рассчитанная согласно [6], не превышает 4 мВ при доверительной вероятности P=0,95.

РЕЗУЛЬТАТЫ Для изучения пространственной изменчивости рН и Ox/Red потенциала по полученным данным были построены профили разрезов. В качестве примера приведены профили разреза №2 (ХХV «от Русской гавани на северо-запад») и ого описание.

Разрез № 2 (ХХV «от Русской гавани на северо-запад») Окислительный потенциал находится в интервале от 15 до 130 мВ, в большинстве случаев - от 65 до 110 мВ. Минимальное значение окислительного потенциала наблюдается на станции № 26/1 у берега Новый Земли во всей толще воды. Максимальное значение Еh – на станции №21/7 в придонном слое и на станции №24/4 в поверхностном слое.

Значения показателя рН находятся в интервале от 8,06 до 8,40, в большинстве случаев – в диапазоне от 8,06 до 8,34. Можно заметить, что значение водородного показателя равномерно понижается с глубиной во всей толще водной массы. Минимальное значение рН наблюдается в придонном слое, повышенное значение рН – в поверхностном слое водной массы, максимальное значение рН – на станции №20/8 и 20/7 также в поверхностном слое.

а) б) Рис. 1. Распределение Еh (а) и рН (б) на разрезе ВЫВОДЫ В целом для Баренцева и Белого морей в период исследования величины окислительно-восстановительного потенциала были неплохо согласованы с содержанием растворенного кислорода в воде. В целом значения Еh положительные, следовательно, во всей толще водной массы происходят процессы окисления.

Наблюдается повышенное значение рН в поверхностном слое водной массы. Можно заметить, что значение водородного показателя равномерно понижается с глубиной во всей толще водной массы.

Используемая литература 1. РД 52.10.735-2010 «Водородный показатель морских вод.

Методика измерений потенциометрическим методом». М., 2010. – 19 с.

2. Руководящий документ РД52.10.243-92 Руководство по химическому анализу морских вод. Гидрометеоиздат, 1993. – 264 с.

3. Буйволов Ю.А. Физико-химические методы изучения качества природных вод. – М.: Экосистема, 1997. – 17 с Д.В. Овчинников САФУ имени. М.В.Ломоносова, г. Архангельск Студент V курса Научный руководитель – к.х.н., А. В. Малков ovchinniko-deni@yandex.ru ИЗУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАТИОНОВ В ВОДАХ БЕЛОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ Состав морской воды характеризуется большим содержанием солей.

Если в водах материкового стока чаще всего наблюдается соотношение концентраций: HCO3- SO42-Cl- и Ca2+ Mg2+Na+ или Ca2+Na+ Mg2+, то для солоноватых и морских вод, начиная с общей минерализации 1 г/кг, соотношения меняются: Cl- SO42- HCO3- и Na+ Mg2+ Ca2+. Изменение соотношений между нонами от речных к морским водам объясняется последовательным достижением предела растворимости слаборастворимых солей по мере повышения минерализации воды (Химический состав воды).

Перечень элементов, содержащихся в морской воде, очень велик, однако концентрация большинства из них очень низка, и 99,99% из растворенных в океане химических элементов составляют 11 элементов основного солевого состава, указанные в таблице 1.

Состав морской воды может варьироваться в широких пределах.

Первостепенное значение имеют условия водообмена с океаном, соотношение объема материкового стока с объемом моря, глубина моря и характер химического состава вод впадающих рек (Химический состав воды). Важную роль могут играть течения. Это особенно хорошо заметно на примере Гольфстрима – одного из самых мощных течений в океане, проникающего в Северный Ледовитый океан и несущего с собой более соленые воды Атлантического океана.

Таблица 1. Вещества, содержащиеся в морской воде в концентрации выше 0,001 г/кг.

Ионы и молекулы Содержание, г/кг % от Na+ 10,6741 30, Mg2 1,2835 3, Ca2+ 0,4083 1, K+ 0,3958 1, Sr2+ 0,0079 0, Cl- 19,1929 55, SO42- 2,6899 7, HCO3- 0,1412 0, Br- 0,0668 0, F- 0,0013 0, H3BO3 0,0254 0, 34,887 100, Также могут иметь влияние следующие процессы: испарение воды (при этом процессе соли с водой не испаряются), льдообразование, таяние льдов, выпадение атмосферных осадков. Испарение и льдообразование способствуют повышению солености, а выпадение осадков, сток речных вод, таяние льдов понижают ее (В.А. Михеев, 2010).

Под влиянием этих процессов изменяется лишь общее количество солей, содержащихся в морской воде, но их соотношения в пределах погрешностей определений практически не меняются. Согласно закону Дитмара, между элементами основного солевого состава океанской воды, между каждым из них и их суммой существует практическое постоянство соотношений концентраций. Таким образом, в воде открытого океана независимо от абсолютной концентрации количественные соотношения между главными компонентами основного солевого состава всегда постоянны (Химический состав воды).

Катионный состав воды является одним из основных гидрохимических показателей, наряду с соленостью, pH или температурой.

И изучение его пространственной изменчивости необходимо для оценки состояния среды, выявления основных водных масс и их происхождения.

Содержание основных катионов (натрия, магния, кальция, калия, аммония) в морской воде определялось методом капиллярного зонного электрофореза с использованием системы капиллярного электрофореза Agilent 7100.

Капиллярный зонный электрофорез сочетает разделение содержащейся в пробе смеси ионов в капилляре и их определение на выходе из капилляра. Разделение основано на различиях скорости движения неорганических ионов по кварцевому капилляру в электролите под действием электрического поля высокой напряженности.

Детектирование выполняется косвенным спектрофотометрическим методом в ультрафиолетовой области спектра.

Катионный состав воды определялся в соответствии с рекомендациями компании «Интерлаб» по применению систем капиллярного электрофореза, выпускаемых фирмой AgilentTechnologies.

Методика предполагает одновременное определение массовой концентрации ионов Na+, Mg2+, Ca2+, K+, NH4+.

Пробы морской воды отбирали в емкости из полимерного материала.

Пробу нельзя консервировать, и необходимо анализировать как можно скорее после отбора.

Стоит отметить, что метод капиллярного электрофореза рассчитан для значительно меньших концентраций ионов по сравнению с содержанием ионов в морской воде, поэтому требовалось многократное разбавление пробы, которое могло привести к увеличению погрешности.

Проба разбавлялась деионизованной водой в 100 раз, затем опускалась через нейлоновый мембранный фильтр Millex-GN фирмы Millipore с размером пор 0,25 мкм. Далее проба вводилась в капилляр и подвергалась разделению. Для разделения использовался кварцевый капилляр длиной 56 см, диаметром 50 мкм, с увеличенной длиной оптического пути (150 мкм), и буферный раствор для анализа катионов (фирма Fluka № 82621), содержащий 4,0 ммоль/л муравьиной кислоты, 4, ммоль/л сульфата меди (II), 3,0 ммоль/л 18-краун-6.

Измерение выполнялось в следующем порядке:

1) промывка капилляра буферным раствором в течение 100 секунд;

2) гидродинамическое введение образца – приложение давления мбар в течение 5 секунд;

3) разделение в течение 6 минут;

положительная полярность, напряжение 30 кВ, максимальная сила тока 300мкА, максимальная мощность 6Вт (регулируются автоматически);

температура капилляра °С.

4) промывка капилляра буферным раствором в течение 400 секунд.

После каждой серии измерений капилляр промывали деионизованной водой в течение 20 минут, а затем в течение 20 минут буферным раствором.

Детектирование проводилось на длине волны 310 нм (ширина полосы 20 нм), контрольная длина волны 215 нм (ширина полосы 10 нм).

Рис. 1. Электрофореграмма воды из Баренцева моря. Пикам соответствуют катионы: K+, Na+, Ca2+, Mg2+. Аммоний не обнаружен.

Рис. 2. Пример изменения катионного состава с глубиной.

Расчет массовой концентрации катионов выполнялся автоматически по площади пиков, с использованием предварительно построенного градуировочного графика. Для построения градуировочного графика использовались растворы, содержащие 10;

20;

40 мг/л каждого катиона, полученные разбавлением стандартного раствора смеси катионов для капиллярного электрофореза (фирма “AgilentTechnologies”) с концентрацией 100 мг/л. Доверительный интервал концентрации при P=0,95, рассчитанный согласно (Дёрффель, 1994), составляет: для Na+ ±0,59 г/л;

для Mg2+ ±0,07 г/л;

для Ca2+ ±0,03 г/л;

для K+ ±0,12 г/л;

для NH4+ ±0,08 г/л.

Всего за период экспедиции на борту судна было выполнено разрезов в Баренцевом море включающих 69 океанографических станции и 8 разрезов в Белом море, включающих 66 океанографических станций.

В результате проведённых исследований выяснили, что, в целом, содержание катионов в водах Баренцева и Белого морей с изменением глубины и при движении вдоль разрезов с глубиной изменяется незначительно. Полученные результаты, в целом, согласуются с литературными данными.

В Баренцевом море наблюдается единое струйное течение, проходящее через все разрезы. Можно отметить, что наибольшие колебания отмечаются в поверхностных слоях, что, вероятно, может быть связано с процессами таяния льда.

Белое море характеризуется более низкой концентрацией ионов по сравнению с Баренцевым морем, что, вероятно, объясняется влиянием речного стока.

На рисунке 1 представлены данные с одной из станций Баренцева моря. Он иллюстрирует соблюдение закона Дитмара – несмотря на некоторые колебания концентраций в поверхностном слое, соотношение между компонентами остается неизменным.

Используемая литература 1. Михеев В.А. Гидрология:учебное пособие по курсу «Науки о Земле» для студентов, обучающихся по специальности «Инженерная защита окружающей среды» Ульяновск: УлГТУ, 2010.

200 с.

2. Всё о воде [Электронный ресурс]: Химический состав воды. Режим доступа: http://all-about-water.ru/chemical-composition.php, свободный.- Загл. с экрана.

3. Дёрффель К. Статистика в аналитической химии. Пер. с нем. – М.:

Мир, 1994. – 268 с.

4. Хенк Г. Лауер, Джерард П. Розинг. Основы высокоэффективного капиллярного электрофореза. Пер. с англ. – 2010.

Ю.С. Коробицина, О.П. Ефремова САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Магистрантки II курса Научные руководители:

к.г-м.н., cнс ИЭПС УрО РАН Н.М. Кокрятская, к.х.н., доцент ИЕНБ САФУ Л.Ф. Попова Ujka23@yandex.ru ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ КРЕМНИЯ) В ВОДАХ БЕЛОГО МОРЯ Белое море, расположенное на севере европейской части России, соединяется с Баренцевым морем и входит в бассейн Северного Ледовитого океана. В структурно-геоморфологическом отношении является окраинным шельфовым морем. Белое море представляет собой полузамкнутый водоем, имеющий на севере условную границу с Баренцевым морем по линии м. Святой Нос – м. Канин Нос. Площадь моря составляет около 90 000 км2, максимальная глубина 350 м, средняя глубина 67 м.

Белое море принято делить на три части: северную, среднюю и южную. Северная часть моря имеет очертания воронки, раструбом обращенной к Баренцеву морю – носит название Воронки. Южная, или центральная часть моря, называется Бассейном, является наиболее обширной и глубоководной частью. Бассейн и Воронка моря соединяются сравнительно узким проливом, называемым Горлом Белого моря.

Основными источниками формирования водных масс Белого моря служат баренцевоморские и материковые воды. Речные воды в чистом виде встречаются только в вершинах заливов, а баренцевоморские – в Воронке. Горло Белого моря занято водной массой, отличающейся постоянством характеристик по глубине, что является следствием интенсивного перемешивания в этом районе.

Значительный летний прогрев вод усиливает стратификацию и увеличивает градиенты в термоклине. Летом можно выделить шесть водных масс: баренцевоморскую, Горла, поверхностную Бассейна, промежуточную, глубинную, распресненных вод заливов.

Баренцевоморские воды занимают Воронку от поверхности до дна. Южная часть воронки и все Горло заполнены водной массой Горла.

Поверхностная водная масса распространена по всей площади Бассейна и на глубинах 10-20 м проникает в заливы. Промежуточная водная масса залегает в слое от 40 до 70 м. Зона её распространения: Бассейн, Двинский и Кандалакшский залив. Распресненные воды заливов занимают верхний 5-метровый слой в вершинах Кандалакшского, Двинского и Онежского заливов. Вертикальная структура вод Бассейна такова: от поверхности до глубины 20 м расположены поверхностные воды, далее идет переходный слой мощностью около 20 м. Между горизонтами 40 и 60 м находится промежуточная водная масса и после переходного слоя, начиная с глубины 100 м и до дна, залегают глубинные воды. Более сложна структура вод Кандалакшского залива. Поверхностный 10-метровый слой представлен распресненными водами залива. Под ними расположены воды поверхностных слоев Бассейна до горизонта около 25 м. После переходной зоны с 40 до 100 м находится промежуточная водная масса и, начиная со 100 м, - глубинная (Гидрометеорология и …, 1991).


Биогенные элементы являются важнейшими ингредиентами природных вод. К ним относятся: фосфор (фосфатный), азот (нитритный, нитратный и аммонийный), кремний.

Для изучения геохимии кремния в океане необходимо проводить исследования всех форм кремния как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. Определяющее значение в геохимическом цикле кремния имеет переход его из растворенного состояния во взвешенное (аморфный кремний), в результате чего происходит обеднение поверхностных вод кремнием, который в составе взвеси осаждается на дно и таким путем частично выходит из круговорота гидросферы. В переводе кремния из растворенного во взвешенное состояние главную роль играют кремнеконцентрирующие (диатомовые, радиоляриевые и др.) организмы.

Кроме того, кремний необходим для развития животных, в организмах которых он выполняет важные физиологические функции. У некоторых планктонных водорослей до трех четвертей общего количества минеральных веществ приходится на кремний. Преобладающей формой кремния в морской воде является истинно растворенная кремнекислота, представленная мономером ортокремневой кислоты Н4SiO4, которая диссоциирует на ионы (Н3SiO4)- и (H2SiO4)2-, при этом в ионной форме находится незначительное ее количество (Современные методы…, 1992).

Данные о содержании и распределении кремния в морской воде позволяют судить о границах и перемещениях различных водных масс и особенно вод, обогащенных речным стоком, так как в речных водах концентрация кремния выше, чем в морских. Изменения в содержании кремния позволяют судить об изменениях в режиме вод некоторых районов морей и океанов (РД 52.10.243-92).

Исследование вод Белого моря проводилось в рамках совместной комплексной экспедиции «Плавучий университет» на НИС «Профессор Молчанов» в период с 1 июня по 10 июля 2012 г.

Во время рейса в Белом море выполнен следующий объем гидрохимических работ, связанных с определением биогенных элементов на стандартных горизонтах моря: 8 разрезов, включающих океанографических станций, из них 63 станции с гидрохимическими определениями, общее количество проанализированных проб воды на определение Si (Si2O3) 511;

NO2- 242;

NH4+ – 30.

Анализ морской воды на содержание кремния проводился согласно РД 52.10.744-2010. Определение массовой концентрации кремния в морской воде фотометрическим методом основано на взаимодействии мономерно-димерных форм кремния с молибдатом аммония в кислой среде с образованием кремнемолибденового комплекса, который при восстановлении аскорбиновой кислотой образует окрашенную в синий цвет форму. Максимум в спектре поглощения образовавшегося соединения наблюдается при 810 нм (РД 52.10.744-2010).

По полученным экспедиционным материалам, были построены профили распределения биогенных элементов в морской воде.

Анализ распределения кремния в морской воде по разрезам Белого моря 1. Разрез «м. Канин Нос – м. Святой Нос»

Наблюдения, выполненные на станциях вдоль первого разреза Белого моря в июне 2012 г. позволили получить данные о пространственном распределении растворенного кремния в Воронке моря.

- - -60 - м. Канин Нос м. Святой Нос - 0 20 40 60 80 100 120 Рис. 1. Распределение кремния (мкг/л) в морской воде разреза «м. Канин Нос – м. Святой Нос»

Распределение растворенного кремния по разрезу приведено на рис.

1. Уровень содержания кремния в поверхностном слое вод по всему разрезу невелик и изменялся в интервале от 5,24 до 144,95 мкг/л, составляя в среднем 49,25 мкг/л. Наиболее высокие значения приурочены к станциям разреза, расположенным близ мыса Святой Нос, и связаны, скорее всего, с притоком кремния с речным стоком с материка. В середине разреза выделяется водная масса, характеризующаяся низким содержанием кремния (менее 10 мкг/л на глубинах 10-50 м). Происхождение ее вероятней всего обусловлено прохождением вод Баренцева моря, поверхностные воды которого хорошо перемешаны до глубины 50- метров. Эти воды богаты кислородом, но обеднены биогенными элементами (по данным полученным во время рейса в Баренцевом море).

Предположительно это и есть Баренцевоморская водная масса.

- 620 600 - 560 540 500 - 480 400 - 320 -250 м. Земнегорский м. Инцы - 0 50 100 150 а) б) Рис. 2. Распределение кремния в морской воде а) разреза IX «м.

Инцы - р. Пулоньга», б) разреза XVIII «м. Земнегорский - Ивановы Луды»

2. Разрез «м. Инцы – р. Пулоньга»

Воды Белого моря на разрезе IX «м. Инцы - р. Пулоньга»

характеризуются высокими значениями содержания кремния – его средняя концентрация составляет 409,67 мкг/л (261,95 665,34 мкг/л). Высокое содержание данного элемента обусловлено вероятней всего материковым стоком. Прослеживается общая тенденция незначительного уменьшения концентраций кремния от поверхности ко дну.

По графику распределения минерального кремния (рис. 2-а) можно выделить водную массу, находящуюся в глубокой части разреза (до 90 м), характеризующуюся низкой концентрацией данного элемента. Исходя из этого, можно предположить, что во впадине залегает водная масса, характеризующаяся низким содержанием биогенных элементов (глубинная водная масса).

Рис. 3. Распределение кремния в морской воде разреза XVII «мыс Титов – мыс Кочинный» (мыс Титов слева) 3. Разрез «м. Земнегорский – Ивановы Луды»

Распределение концентраций кремния в морской воде разреза XVIII «м. Земнегорский - Ивановы Луды» представлено на рис. 2-б.

Максимальные концентрации кремния в поверхностных водах (0- м) обнаружены лишь на станциях 95 и 96 близь мыса Земнегорский, которые составили 603,80 и 421,25 мкг/л, соответственно. В целом же по разрезу в поверхностных водах наблюдались относительно низкие концентрации данного биогенного элемента (от 28,36 до 292,91 мкг/л).

4. Разрез «м. Титов – м. Кочинный»

Распределение кремния характеризуется пониженными концентрациями в поверхностном слое и повышением концентраций ко дну (рис.3). Максимальная концентрация наблюдалось во впадине, и достигала 433,15 мкг/л (станция 112/3) на горизонте 170 метров.

Относительно низкие значения концентраций приурочены к поверхностным горизонтам. Они колеблются от 179,03 до 374,07 мкг/л.

Выводы Белое море по распределению кремния как биогенного элемента имеет ряд особенностей. В первую очередь, содержание кремния в водах достаточно велико. На некоторых станциях оно достигало 665,34 мкг/л.

Общей тенденцией для разрезов Белого моря является понижение содержания кремния с глубиной. На неглубоких (до 50-60 м) станциях наблюдалось более или менее равномерное распределение кремния с глубиной (незначительное изменение концентрации). Обратная тенденция характерна для глубоководных станций.

Данные особенности можно объяснить тем, что Белое море является внутренним и на формирование его гидрохимической структуры сильное влияние оказывает речной сток.

По представленному распределению кремния можно лишь предположить расположение водных масс Белого моря. Естественно, для более полного представления о гидрохимической структуре Белого моря стоит рассмотреть распределение в водах других биогенных элементов и растворенного кислорода. Однако полностью решить эту задачу могут океанологи после анализа T, S-диаграмм.

Используемая литература 1. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том II. Белое море. Выпуск 1. Гидрометеорологические условия. Ленинград:

Гидрометеоиздат, 1991 – 240 с.

2. Руководящий документ РД 52.10.744-2010 Массовая концентрация кремния в морской воде. Методика измерений фотометрическим методом в виде синей формы молибдокремневой кислоты. М., 2010. – 14 с.

3. Руководящий документ РД 52.10.243-92 Руководство по химическому анализу морских вод. Гидрометеоиздат, 1993. – 264 с.

4. Современные методы гидрохимических исследований океана. М.:

Институт океанологии им. П.П. Ширшова Академии наук СССР, 1992 – 200 с.

А.Н. Трофимов, А.А. Иванова САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск Студенты IV курса Научные руководители – к.х.н., доцент ИЕНБ САФУ Л.Ф. Попова к.г-м.н., сн.с. ИЭПС Уро РАН Н.М.Кокрятская AnanasAnya@yandex.ru ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ БИОГЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В МОРСКОЙ ВОДЕ В УСЛОВИЯХ СУДОВОЙ ЛАБОРАТОРИИ Биогенные элементы являются важнейшими ингредиентами природных вод. Наибольшее значение имеют такие макроэлементы как азот и кремний, которые интенсивно потребляются при образовании первичной продукции для формирования тела организма. Наличие именно этих соединений является необходимым условием для синтеза органического вещества автотрофными организмами (фитопланктоном). А для арктических морей, как и для океана в целом, именно фотосинтезированное органическое вещество является энергетическим фундаментом для построения всей продукционной системы. При достаточном количестве этих элементов активно развиваются простейшие организмы, которые в свою очередь питают более крупные, создавая основы, так называемой «пастбищной» пищевой цепи.

В воде океана азот и кремний присутствуют в виде органических и неорганических соединений, как истинные растворы (в ионной форме), так и в составе коллоидов и взвесей терригенного и органогенного происхождения.

Азот входит в состав как неорганических (нитриты, нитраты, соли аммония), так и органических (гуминовые и фульвовые вещества, белки, аминокислоты и многих других органических соединений, без которых невозможно существование живых клеток). Изменения в составе форм азота указывают на направленность основных биохимических и гидробиологических процессов в морской среде. Азот представлен в водах океана преимущественно (в среднем около 95%) как растворенный газ N2.

Около 2/3 остатка составляют нитраты наиболее термодинамически устойчивая форма азота.


При участии живых организмов осуществляются окислительно восстановительные реакции, обеспечивающие кругооборот азота в природных водах: органические вещества аммиак нитриты нитраты органические вещества. Ионы аммония появляются и как первичный продукт обмена веществ, и на последней стадии полной минерализации органических остатков. Аммонийный азот потребляется фитопланктоном в процессе фотосинтеза, при этом водоросли затрачивают меньшую энергию по сравнению с ассимиляцией нитратов. Следовательно, определение концентрации аммонийного азота необходимо для оценки биологической продуктивности моря и интенсивности минерализации органических веществ. Следует отметить, что содержание аммонийного азота в морской воде может изменяться в очень широких пределах: от нескольких мкг/л в открытом океане до нескольких тысяч мкг/л в прибрежных районах и внутренних морях. Образование нитритов происходит в результате окисления солей аммония и поэтому их повышенные концентрации приурочены к местам значительного скопления уже не живого органического вещества. В кислородных водах нитриты окисляются до нитратов, тогда как при кислородном голодании они восстанавливаются до аммония.

Биологическая роль кремния в океане определяется тем, что он (наряду с кальцием и магнием) входит в состав скелетных образований широко распространенных морских организмов. Растворенные в морской воде соли кремниевой кислоты, в основном моно- и дисиликаты, используются многими водорослями для построения клетки. У некоторых из них до трех четвертей общего количества минеральных веществ приходится на кремний. Данные о содержании и распределении кремния в морской воде позволяют судить о границах и перемещениях различных водных масс и особенно вод, обогащенных речным стоком, так как в речных водах концентрация кремния выше, чем в морских.

Для выявления и оценки пространственной изменчивости биогенных элементов в водах Баренцева и Белого морей необходимо было произвести: отбор проб морской воды из стандартных горизонтов разрезов по маршруту движения судна и подготовить их к химическому анализу;

провести химический анализ вод и получить новые данные о содержании в них силикатного кремния, нитритного и аммонийного азота.

Для отбора проб морской воды использовали розетту с батометрами и зондом. Проведения первичной пробоподготовки не требовалось, так как отобранные пробы воды анализировались сразу же в судовой лаборатории.

Определение биогенных элементов проводилось фотометрическим методом на однолучевом спектрофотометре СПЕКОЛ (UVVISSpectrophotometerSPEKOL 1300) с применением стандартных методик [1-3]. Концентрация биогенных веществ определялась способом градуировочного графика. В соответствии с законом Бугера Ламберта Бера график функциональной зависимости оптической плотности (D) от концентрации (C) должен быть линейным и проходить через начало координат.

Определение массовой концентрации кремния в морской воде проводилось по РД 52.10.744-2010 [1] и было основано на взаимодействии мономерно-димерных форм кремния с молибдатом аммония в кислой среде с образованием кремнемолибденового комплекса, который при восстановлении аскорбиновой кислотой образует окрашенную в синий цвет форму.

Определение массовой концентрации нитритного азота в морских водах проводилось по РД 52.10.740-2010 [2] и было основано на диазотированиинитрит-ионовсульфоновой кислотой при последующем взаимодействии образовавшегося диазосоединения с 1-нафтиламином с образованием интенсивно окращенногоазокрасителя.

Определение массовой концентрации азота аммонийного в морских водах проводилось по РД 52.10.243-92 [3].

Анализ морской воды на содержание аммонийного азота и было основано на реакции аммиака в щелочном растворе с избытком гипохлорита с образованием монохлорамина, который в присутствии фенола и нитропруссида дает индофеноловый синий. Реакция образования индофенолового голубого, положенная в основу настоящей методики, является специфической для аммиака – мочевина и аминокислоты не мешают анализу.

Определение биогенных элементов в водах Белого и Баренцева морей проводилось в рамках совместной комплексной экспедиции «Плавучий университет» на НИС «Профессор Молчанов» в период с июня по 10 июля 2012 г. За период экспедиции в условиях судовой лаборатории было выполнено около 7000 химических анализов. В Баренцевом море пробы воды были взяты из 8 разрезов, включающих океанографических станций, из них 60 станций с гидрохимическими определениями, общее количество проанализированных проб воды – 4584, в том числе на определение Si (Si2O3) – 1090;

NO2- – 545;

NH4+ – 129. В Белом море из 8 разрезов, включающих 66 океанографических станций, из них 63 станции с гидрохимическими определениями, общее количество проанализированных проб воды – 2255, в том числе на определение Si (Si2O3) – 511;

NO2- – 242;

NH4+ – 30.

- -200 - 0 100 200 300 400 500 600 700 800 - Рис. 1. Распределение нитрит-ионов, мкг/л, в воде разреза «Кольский меридиан» (Баренцево море) Станции с гидрохимическими определениями были расположены на различных расстояниях друг от друга. Одни так близко, что и часа не проходило между точками, другие на значительном расстоянии. На ритм работы оказали влияние и природные условия, из-за штормов долго не удавалось подойти к точке взятия проб, что тоже оттягивало время работы.

Все это потребовало проведения круглосуточных работ в судовой лаборатории, анализ проводился в две смены, по 12 часов каждая.

По полученным экспедиционным материалам, были построены профили распределения биогенных элементов (рис. 1) в морской воде, по которым можно предположить расположение водных масс Белого и Баренцева морей.

Так, например, известно что, для Белого и Баренцева морей характерны различные концентрации биогенных элементов. Для Баренцева моря, которое ограничено берегом лишь на юге, и в которое основная масса биогенных элементов попадает со стоками Печоры и через горло Белого моря концентрации биогенных элементов будут значительно ниже, чем для Белого моря окруженного берегами и находящегося под влиянием стоков полноводных рек, например Северной Двины [4]. И действительно анализ профилей по распределению кремния (рис. 2-3) подтверждает данный факт.

- -200 - 0 100 200 300 400 500 600 700 800 Рис. 2. Распределение кремния мкг/л, в морской воде разреза «Кольский меридиан» (Баренцево море) - - - - -250 - 0 50 100 150 Рис. 3. Распределение кремния, мкг/л, в морской воде разреза XVIII «м.

Земнегорский Ивановы Луды» (Белое море) Таким образом, анализ построенных профилей позволит сравнить полученные данные, найти общие закономерности и отличительные особенности в распределении биогенных элементов в морской воде Белого и Баренцева морей.

Используемая литература 1. Руководящий документ РД 52.10.744-2010 Массовая концентрация кремния в морской воде. Методика измерений фотометрическим методом в виде синей формы молибдокремневой кислоты. М., 2010. – 14 с.

2. Руководящий документ РД 52.10.740-2010 Массовая концентрация азота нитритного в морских водах. Методика измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса. М., 2010. – 24 с.

3. Руководящий документ РД52.10.243-92 Руководство по химическому анализу морских вод. Гидрометеоиздат, 1993. – 264 с.

4. Справочник. Проект Моря. Отв. редактор Ф.С. Терзиев.

Ленинград: Гидрометеоиздат, 1990, 280 с.

А.Е. Толмачева САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск СтуденткаIV курса Научный руководитель – Н.М. Кокрятская 72anna92@mail.ru ИЗУЧЕНИЕ И ОЦЕНКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРИБРЕЖНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ И ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ БЕЛОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ С 1 июня по 10 июля 2012 года на НИС «Профессор Молчанов» в научно-исследовательской экспедиции «Плавучий университет» в рамках темы «Содержание тяжелых металлов в прибрежных территориях и донных отложениях арктических морей» было отобрано и проанализировано 92 пробы: 21 в Баренцевом море и 71 в Белом море.

Работа проводилась на архипелагах Новая Земля и Соловки, островах Колгуев, Сосновец, на полуострове Канин Нос и в акваториях Белого и Баренцева моря по гидрологическим разрезам (рисунок 1-3).

Введение Вопросам оценки состояния почвы уделяется много внимания научными работниками и практиками. Сегодня последствия ухудшения состояния почв уже выражаются в целом ряде глобальных, региональных и местных экологических проблем. Но даже и при отсутствии такой антропогенной деятельности состояние почвы нуждается в оценке, т.к.

человечеству небезразлично, каковы условия воспроизводства природных живых и неживых систем, каковы границы их устойчивости к факторам внутренних и внешних нагрузок Таким образом, целью данной работы является изучение современного состояния донной структуры Баренцева и Белого морей и мониторинг состояния почв на островах и прочих территориях, прилегающих к этим морям.

Экспериментальная часть В ходе экспедиции Анализы проб были выполнены с использованием рентгенофлуоресцентного спектрометра «СПЕКТРОСКАН – МАКС». Этот прибор позволял определить следующие металлы: ванадий, хром, кобальт, никель, медь, цинк, стронций и свинец, а также оксиды:TiO2, MnO, Fe2O3 (Методика, 2004).

Пробоподготовка проводилась следующим образом: пробы высушивали до воздушно-сухого состояния при температуре 105 °С. Сухая проба была измельчена так, чтобы максимальный размер частиц не превышал 1 мм (Методика, 2004).

Таблица 1. ПДК по тяжелым металлам Хим. В- ПДК Показатель вредности во мг/кг Транслокационный Миграционный Общесанитарный Водный Co 5,0 25,0 1000 5, Cu 60,0 63,5 72,0 60, Ni 20,0 22,0 24,0 20, Zn 55,0 55,0 200 55, V 150,0 170,0 350,0 150, Mn 1500 3500 1500 Mn+V 1000+100 1500+150 2000+200 1000+ Pb 30,0 35,0 260,0 30, Рабочий образец для выполнения анализа засыпали в кювету.

Кювету вставляли в обойму, обойму в спектрометр. Значения массовой доли компонентов в рабочем образце автоматически вычисляются после окончания измерений. Полученные значения сравнивались с предельно допустимыми концентрациями (ПДК) для этих металлов в почвах (таблица 1).

Рис. 1. Новая Земля Рис. 2. о. Колгуев и п-ов Канин Нос Рис. 3. Белое море Результаты Прибрежные территории. В исследованных почвах содержание Сu сопоставимо практически во всех случаях и меняется незначительно.

Повышенным количеством меди отличались почвы из бухты Русская гавань, где их содержание несколько превышало уровень ПДК, соответствуя критерию «низкая степень загрязнения». Максимально высокое количество меди отмечено для почвы залива Иностранцева, где ее количество можно оценить как «крайняя степень загрязнения».

Количества Ni, Co, Pb, V находятся в пределах нормы, и лишь в некоторых точках зарегистрировано некоторое завышение по этим металлам, не переходящее в сильное загрязнение. Наиболее загрязнена почва в бухте Русская гавань, где для большинства элементов (кроме марганца) отмечено превышение ПДК. Интересные результаты получены при анализе проб с полуострова Канин Нос – так в первом и втором горизонтах (до 10 см) наблюдалось пропорциональное увеличение содержания железа и марганца соответственно в 10 и 30 раз. Это может быть связано с естественными причинами – выход горных пород, содержащих эти металлы, или с антропогенным воздействием.

Содержание Zn только в некоторых точках заливов Русская гавань и Иностранцева превышало норму. На мысе Желания (около причала и вблизи свалки металлолома) содержание Zn можно оценить как крайне высокое.

Сравнивая распределение металлов по почвенным горизонтам, можно отметить, что тяжелые металлы в больших количествах не проникают в почву глубже, чем на 10 см.

Можно отметить, что в почвах, отобранных на Летней Золотице, Соловках, о. Колгуеве (в одной точке из двух), на мысе Желания (около дома полярников) содержание всех металлов не превышало норму.

Донные осадки. Содержание большинства тяжелых металлов в донных отложениях более стабильно, чем в почвах. Исключение составляютFe2O3, MnO, в распределении которых значительную роль играют процессы диагенетического перераспределения и накопления.

Наиболее характерен этот процесс для глубоководных областей Белого моря, где он приводит к образованию железо-марганцевых корок и конкреций.

Характерно, что практически во всех исследованных донных отложениях отсутствовал свинец и только вблизи города Северодвинска было обнаружено некоторое количество этого металла.

Заключение Анализ проб привел к выводу, что на Летней Золотице, Соловках, Колгуеве (в одной точке из двух), на мысе Желания (около дома полярников) содержание всех металлов находится в норме. И сделаны выводы о том, что тяжелые металлы в больших количествах не проникают в почву глубже чем на 10 см.

В целом можно сказать, что ситуация в Баренцевом, Белом морях и прилежащих к ним территориях, которые были изучены в ходе экспедиции, в среднем можно отнести к норме.

Используемая литература 1. Давыдова С.Л., Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века: Учеб. Пособие. – М.: Изд-во РУДН, 2002. - с.: ил.

2. ООО НПО «Спектрон». Методика выполнения измерений массовой доли металлов и оксидов металлов в порошковых пробах почв методом рентгенофлуоресцентного анализа. СПб., 2004.

3. Муравьев А.Г., Карыев Б.Б., Ляндзберг А.Р. Оценка экологического состояния почвы. Практическое руководство. / Под ред. К.х.н. А.Г.

Муравьева. Изд. 2-е, перераб. и дополн. – СПб.: Крисмас+, 2008. -216 с., ил.

4. http://science.viniti.ru/ К.Г. Боголицын, П.К. Каплицин САФУ имени М.В. Ломоносова, г. Архангельск tph@agtu.ru КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА БУРЫХ ВОДОРОСЛЕЙ БЕЛОГО И БАРЕНЦЕВА МОРЕЙ В ходе экспедиции на НИС ''Профессор Молчанов'' биоресурсным блоком проведен отбор проб бурых водорослей (БВ) (Laminariasaccharina (8 проб), Laminariadigitata (Huds.) Lamour (8 проб), (L.)Lamour Fucusvesiculosus (L) (7 проб), Ascophyllumnodosum (L) LeJolis (3 пробы)) на архипелаге Новая Земля, на Земле Франца-Иосифа и на полуострове Канин Нос Баренцева моря, на острове Сосновец, острове Большой Соловецкий и острове Русский Кузов Белого моря. Частично проведена химическая характеристика полученных образцов. В каждой точке отбирались количественные пробы растений, фиксировалась глубина, описывался характер дна, уклон, тип берега.

Освоение северных районов России ставит перед производственными и научно-исследовательскими организациями важную народнохозяйственную и социальную задачу комплексного изучения Арктического шельфа. Прибрежные зоны Баренцева моря - это важнейшие районы не только для рыбного промысла, создания сети марихозяйств, но и основная сырьевая база морских макрофитов в Северном бассейне.

Закономерности распределения водорослей – основных продуцентов органических веществ в прибрежных экосистемах Арктики, а так же их комплексная химическая характеристика являются фундаментальными основой для решения подобных задач.

Наиболее важными по обилию зарослей с высокой биомассой и промышленной ценности являются бурые водоросли. В Баренцевом и Белом морях главные виды бурых водорослей, образующие их основные запасы, — это Laminariasaccharina, L. digitata, Fucusvesiculosus. При этом они не конкурируют, так как занимают различные горизонты литорали.

Ламинариевые водоросли широко распространены в акватории Баренцева и Белого морей, даже в самых северных широтах, на Земле Франца-Иосифа. Доминируют три вида: L. saccharina, L. digitata и Alariaesculentа.

Фукусовые водоросли так же распространены в Барецевом море.

Доминирующим видом является Fucusvesiculosus. Фукусовые водоросли не были обнаружены на земле Франца-Иосифа. Заросли Ascophyllumnodosum за время прохождения экспедиции были отобраны в Белом море. У берегов арх. Новая Земля и Земля Франца-Иосифа данный вид бурых водорослей обнаружен не был.

Бурые водоросли (БВ) используются во всем мире как сырье для производства биологически активных веществ (БАВ): маннит, различные соли альгиновой кислоты, липидно-пигментные концентраты, спиртовые экстракты, а также сухие экстракты, полученные различными способами (Муравьева, 2010).

Альгиновые кислоты и альгинаты широко применяются в пищевой промышленности, биотехнологии и медицине. Их используют при лечении заболеваний желудочно-кишечного тракта, для лечения ран и ожогов (Lewis, 1988). Соли альгиновых кислот обладают радиопротекторным действием (Hoppe, 1979), а так же снижают уровень холестерина.

Маннит находит разнообразное техническое и медицинское применение. Он используется в производстве таблеток, как антисептический порошок для присыпки ран, как заменитель сахара при диабете (Гурин 1981, Freile-Pelegrin 2004).

Липиды, содержащиеся в бурых водорослях обладают противомикробной (Freile-Pelegrin 2004), противоопухолевой (Quasneya, 2001), противовоспалительной активностью (Khan, 2007). Препараты на основе хлорофилла проявляют антимикробную и противовоспалительную (El-Nakeeb, 2007) активность. Для фукоксантина и каротиноидов показана антиоксидантная активность (Nomura, 1999) и 1997, Jan противовоспалительное действие (Shiratori, 2005).

На первой стадии комплексного химического исследования материалов, полученных в ходе экспедиции на НИС ''Профессор Молчанов'', объектом исследований стали образцы с северной и северо восточной частей архипелага Новая Земля (мыс Желания и залив Русская гавань, соответственно), южной части архипелага Земля Франца-Иосифа (остров Скотт-Келти), полуострова Канин нос Баренцева моря, острова Сосновец и острова Большой Соловецкий Белого моря (рисунок 1).

Для объектов исследований получены результаты элементного анализа (таблицы 1-3) и зольности (таблица 4). Так же представлена комплексная химическая характеристика образцов БВ отобранных в районе о.Большой Заячий Соловецкого архипелага в июне 2010 и годов.

Рис. 1. Карта отбора проб макрофитов в Белом и Баренцевом морях Таблица 1. Элементный состав L. saccharina на различных широтах Белого и Баренцева морей Содержание элементов, % Точка отбора Координаты C H N S о. Скотт-Келти (архипелаг 80°20' N 18,445±0,738 2,819±0,141 1,234±0,062 0,865±0, Земля Франца- 52°35' E Иосифа) м. Желания 77°10' N (архипелаг 37,606±1,504 5,352±0,268 0,990±0,050 1,261±0, 68°00' E Новая Земля) зал. Русская гавань 760 14' N 31,924±1,277 4,610±0,230 1,106±0,055 1,864±0, (архипелаг 620 41' E Новая Земля) 68°39' N м. Канин нос 35,755±1,430 5,479±0,274 0,460±0,023 0,917±0, 43°11' E 66°30' N о. Сосновец 26,255±1,050 3,119±0,156 1,399±0,070 1,528±0, 40°41' E м. Толстик 65°02' N (о. Большой 36,353±1,454 4,909±0,245 0,363±0,018 1,132±0, 35°36' E Соловецкий) Таблица 2. Элементный состав L. digitata на различных широтах Белого и Баренцева морей Коорди Содержание элементов, % к а.с. водорослям Точка отбора наты C H N S о. Скотт-Келти 80°20' N (архипелаг Земля 16,145±0,646 2,199±0,110 1,132±0,057 1,065±0, 52°35' E Франца-Иосифа) м. Желания 77°10' N (архипелаг Новая 38,370±1,535 5,476±0,274 1,397±0,070 1,546±0, 68°00' E Земля) зал. Русская гавань 76°14' N 35,204±1,408 5,274±0,264 1,702±0,085 1,411±0, (архипелаг Новая 62°44' E Земля) 68°39' N м. Канин нос 32,579±1,303 4,234±0,212 1,296±0,065 1,726±0, 43°11' E 66°30' N о. Сосновец 33,157±1,326 4,630±0,232 1,485±0,074 1,456±0, 40°41' E м. Толстик 65°02' N (о. Большой 35,639±1,426 4,780±0,239 0,927±0,046 1,605±0, 35°36' E Соловецкий) Следует отметить низкое содержание углерода и водорода в ламинариевых водорослях в точке отбора у о. Скотт-Келти (арх. Земля Франца-Иосифа): менее 20 % С и менее 3 % H (Таблица 1, 2). Содержание азота колеблется в интервале 0,4…1,4 % для L. saccharina, для L. digitata несколько выше – 0,9…1,7 %. Содержание серы для L. saccharina составило 0,8…1,9 %, для L. digitata – 1,1…1,7 %. Для F. vesiculosus в сравнении с ламинариевыми характерно более высокое содержание S – до 2,5 % и С – до 41,1 % (Таблица 3).



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 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.