Морфометрические параметры озера

В начале марта 2013 г. уровень вод был определен с помощью GPS-навигатора (319,5 м БС). Площадь озерного зеркала при данной отметке уреза воды составляет 18 км², объем водной массы около 100 млн. м3, максимальная глубина составляет 12,5 м, средняя — 5,6 м.

Гидрофизические и гидрохимические параметры озера

Гидрофизические исследования

Прозрачность воды В летне-осенний период прозрачность озера составляет от 0,9 до 3,8 метров в зависимости от места проведения исследования. Зимой прозрачность воды изменялась в пределах 3,5 -4,3 м.

Электропроводность воды В зимний период (февраль-март) электропроводность в поверхностном слое воды в радиусе 50−100 метров от падения метеорита составляет 606−612 мкСм, в придонных горизонтах — 640−675 мкСм, достигая максимуму в районе метеоритной полыньи [5].

В летний период электропроводность воды в приповерхностном слое составляет порядка 537−546 мкСМ в зависимости от места исследования. В придонном слое в летнее время электропроводность составляет порядка 540 мкСМ. В месте падения метеорита в придонных слоях электропроводность составляет порядка 553−555 мкСм.

График 1.

График 2.

Повышенная электропроводность воды в зимний период в месте падения метеорита связана с повышенным содержанием химических элементов и соединений в воде вследствие механического воздействия метеорита на придонные отложения.

pH воды Измерение рН при контроле качества природной и питьевой воды проводится практически повсеместно.

Зимой значения рН в поверхностном слое составляет порядка 8,17, в придонном слое — 7,69.

В летний период в поверхностном слое воды озера Чебаркуль рН составляет 8,73 — 8,92, с глубиной значение рН может уменьшается до 7,49.

Температура воды.

В ходе анализа данных, полученных в результате полевых исследований, был установлено следующее: температура воды в феврале 2013 года была теплее, чем в феврале 2014 года, не смотря на то, что толщина льда в 2014 году была больше.

Наибольшая разница температур наблюдается в придонном слоем воды (глубина 9 м.) и составляет 0,70С.

Антропогенное воздействие в результате подъема метеорита оказало значительное воздействие на дно озера. Это привело к высвобождению биогенных веществ и к усилению деятельности микроорганизмов на дне озера, что привело к повышению температуры на дне озера.

Вынос биогенных веществ способствует цветению воду, что приводит к ухудшению качества вод, в том числе к ухудшению прозрачности вод озера.

Основные ионы, микроэлементы и минерализация воды.

Гидрохимические исследования показали, что по преобладающим ионам воды озера Чебаркуль относится к содовому классу группы магния, но местами воды сменяются с хлор-магниевого (IIIa) типа на сульфатно-натриевый (II) тип. Минерализация воды колеблется в пределах 387−500 мг/л в зависимости от сезона года и глубины.

В августе 2012 года содержание основный ионов составляло: SO4 — 31,9 мг/л, Cl — 49,9 мг/л.

Таблица 2 Состав основных ионов и минерализация вод озера Чебаркуль (мг/л).

Жесткость воды Жесткость воды не является постоянным показателем, что подтверждается нашими исследованиями. В августе 2012 года жесткость воды менялась как по акватории, так и по глубине, и составляла 3,9−4,0 мг-экв/дм3. В феврале 2013 года жесткость воды озера Чебаркуль в зависимости от глубины в месте падения метеорита составила 4,68−4,78 мг-экв/дм3.

График 3.

Жесткость воды не превышает значений ПДК (ПДК 7,0 мг-экв/дм3). Озеро Чебаркуль имеет воды средней жесткости.

Микроэлементы В отобранных пробах 16.02.2013 в месте падения метеорита по всей глубиной вертикали фоновое значение превысили лишь несколько элементов: Pb — по всей глубиной вертикали, и Mn — в придонных слоях воды (глубина 9 метров). ландшафт озерный минерализация вода Таблица 3 Микроэлементы в месте падения метеорита 16.02.2013 г, мг/л.

График 4.

Небольшое превышение содержания Pb фона возможно как следствие влияния метеорита на придонные отложения озера Чебаркуль, так и антропогенным воздействием.

Содержание Mn в придонных слоях 16.02.2013 в месте падения метеорита составил 0,887 мг/л, что превышает ПДК в 8,87 раз. Это связано с механическим воздействием метеорита на придонные отложения вследствие падения в озеро Чебаркуль.

При анализе проб отобранных в летний период, повышенное содержание какого-либо микроэлемента не замечено.

Содержание микроэлементов, включая тяжелые металлы, в воде не являются постоянным, что подтверждается нашими анализами.

График 5.

График 6.

График 7.

График 8.

Как было сказано выше, содержание Mn 16 февраля 2013 года связано с механическим воздействием метеорита на придонные отложения. В августе 2013 года содержание Mn в придонных слоях также превышает фоновый показатель, но не превышает пределы ПДК. Вероятно содержание Mn выше фона является остаточным явлением механического воздействия метеорита на придонные отложения озера Чебаркуль.

20 августа 2014 года были отобраны последние контрольные пробы вод и проведен анализ Feобщ и Mn. Отбор проб проводился в двух точках: 1 — вблизи места падения метеорита, 2 — контрольная точка. В каждой точке отбирались по 2 пробы: одна — вблизи поверхности воды, вторая — в придонном слое воды.

Были получены следующие данные:

• 1. Mn по акватории практически не изменяется и составляет порядком 0,017 — 0,020 мг/л;
• 2. Feобщ так же мало изменяется по результатам полученных данных и составляет 0,02 — 0,03 мг/л в зависимости от пробы.

Динамика биогенных веществ В ходе анализа результатов отобранных проб удалось подтвердить, что содержание Nмин. и Pобщ. не является постоянными величинами, что оно постоянно изменятся.

Изменение содержание Nмин. в водах по сезонам.

Изменение содержание Nмин. в водах по сезонам связано с изменением активности водной растительности и фитопланктона.

График 9.

Зимой концентрация Nмин. увеличивается в связи с прекращением фотосинтезирующей деятельности водных растений и фитопланктона, а также в связи с гибелью и разложением водных растений и фитопланктона. Летом же наоборот, потребление Nмин. увеличивается, поэтому концентрация падает.

Изменение содержание Nмин. в водах по глубинам.

По глубинам также происходит изменение содержания Nмин. С увеличением глубины, как зимой, так и летом увеличивается содержания Nмин. в водах озера Чебаркуль.

График 10.

В феврале 2013 года в приповерхностном слое воды концентрация Nмин. составила 0,551 мг/дм3, а на глубине 9 метров концентрация возросла до 0,744 мг/дм3.

Такое высокое содержание Nмин. в воде связано с его выходом из донных грунтов в результате их нарушения.

В августе 2013 года в приповерхностном слое воды концентрация Nмин. составила 0,2 мг/дм3, на глубине 9 метров — 0,272 мг/дм3.

График 11.

Зимой такое отличие между глубинами в 0,193 мг/дм3 Nмин., а летом всего на 0,072 мг/дм3 Nмин.

График 12.

Это объясняется тем, что летом, благодаря ветрам, воды озера хорошо перемешиваются, поэтому водная растительность и фитопланктон более равномерно потребляет Nмин. из всей толщи воды озера.

В августе 2014 года содержание Nмин. составляет порядком 0,032 мг/л — 0,034 мг/л по акватории озера. Если провести сравнение с этим же периодом предыдущего года, то можно отметить, что содержание Nмин. в 2014 году стало меньше.

Изменение содержание Pобщ. в водах озера.

Содержание Pобщ. в водах озера по сезонам практически не изменяется: от 0,014 до 0,017 мг/дм3 летом, зимой концентрация около 0,012 мг/дм3 в приповерхностном слое воды.

Однако зимой, с глубиной, содержание Pобщ. в воде изменяется: в приповерхностном слое воды содержание фосфора равняется 0,012 мг/дм3, а на глубине 9 метров — 0,088 мг/дм3. Такое резкое повышение концентрации Pобщ. с глубиной может быть как и естественным процессом, так и выходом Pобщ. из донных отложений вследствие воздействия метеорита на эти самые придонные толщи.

Летом с глубиной содержание Pобщ. в воде почти не изменяется: на поверхности концентрация изменяется от 0,014 до 0,017 мг/дм3, на глубине 9 метров концентрация составляет 0,015 мг/дм3.

Однако в августе 2013 года в месте падения метеорита на глубине 9 метров было установлено повышенное содержание Pобщ 0,64 мг/ дм3. Это является не типичным явлением для озера Чебаркуль. Возможно, это является следствием механического воздействия на придонные слои, в попытках найти метеорит.

Год спустя, в августе 2014 года в месте падения метеорита на глубине 9 метров содержание Pобщ составляло 0,009 мг/ дм3, а в поверхностном слое воды — 0,009 мг/ дм3. Это говорит о том, что с течением времени негативные воздействия на озеро прекращаются.

В мире существует тенденция, что при превышении пороговой концентрации Nмин. свыше 0,3 мг/ дм3, а Pобщ. свыше 0,01 мг/ дм3 в озере, образуются благоприятные условия для повышенного роста числа фитопланктона, в результате чего появляется такое неблагоприятное явление как «цветение воды». Для Nмин. превышение данного порогового значения наблюдается в зимние время, а летом почти достигает значения 0,3 мг/ дм3 (0,272 мг/дм3) в придонных слоях озера. Для Pобщ. превышение концентрации в 0,01 мг/ дм3 наблюдается на протяжении всего года примерно в 1,4−1,7 раз. В связи с вышеперечисленными особенностями содержания Nмин. и Pобщ. в водах озера Чебаркуль летом наблюдается «цветение воды». Если в дальнейшем концентрация Nмин. и Pобщ. в водах озера Чебаркуль будет увеличено, то «цветение воды» будет отмечаться не только во время сезонного цветения во второй половине лета, но во все остальные времена года, включая зиму, что негативно скажется на качестве вод озера Чебаркуль.

Органические вещества.

В ходе изучения анализов отобранных проб за 2012;201 5 года было установлено:

1. Цветность воды изменяется как по сезонам, так и по глубинам. Наибольшая цветность воды была замечена летом 2012 года: по акватории она изменялась от 21,60 до 33,20 (при значениях ПДК 200), а по глубиной вертикали от 23,50 на поверхности до 66,10 у дна. Такая высокая цветность вод является следствием сложившихся погодных условий. В течение нескольких дней до отбора анализов стояла ветреная погода, в результате чего воды озера перемешались от поверхности до дна. Это подтверждается тем, что при измерении температуры воды по глубинной вертикали (до глубины около 9 метров), разница температуры на поверхности и на дне составляла всего лишь 0,60C (температура воды на поверхности — 18,60C, а на дне — 180C), то есть отсутствовал термоклин. В результате произошел дополнительных вынос веществ со дна озера, что и привело к повышению цветности.

Зимой 2013 года по данным анализов отмечается наименьшая цветность вод: от 80 на поверхности до 140 на глубине 9 метров.

Летом 2013 года цветность вод не значительно не изменяется как по акватории (от 120 до 170 на поверхности), так с глубиной (от 120 до 180 на глубине 9 метров). Данные значения не выходят за пределы ПДК.

В августе 2014 года цветность воды в поверхностном слое воды по акватории озера составила 10−120, с глубиной это значение возрастает до 140.

• 2. Содержание Feобщ. За все время наблюдений не выходило за пределы ПДК. Содержание Feобщ. в воде озера Чебаркуль изменялось от 0,001 мг/дм3 до 0,22 мг/дм3, при значениях ПДК до 0,3 мг/дм3.
• 3. Перманганатная окисляемость и Химическое потребление кислорода (ХПК).

Перманганатная окисляемость воды.

По полученным данным отобранных проб в феврале 2013 года нам стало известно, что перманганатная окисляемость в приповерхностных водах составила 8,6 мг О2/дм3 и уменьшалась с глубиной до 8 мг О2/дм3 на глубине 9 метров. При значениях ПДК 5,0−7,0 мг/дм3, это говорит о повышенной перманганатной окисляемости.

Химическое потребление кислорода (ХПК) По данным анализа отобранных проб в феврале 2013 года установлено, что ХПК изменяется от 50,9 мг О2/дм3 в приповерхностном слое, до 33,1 мг О2/дм3 в придонном слое. Это говорит о том, что в приповерхностном слое повышенное содержание окисляемых органических и неорганических веществ, такая вода требует дополнительной очистки.

Соотношение ХПК к Перманганатной окисляемости воды В научном мире имеется тенденция, что соотношении Перманганатной окисляемости к ХПК равном 0,4 (40%) и более, то в этих водах имеет большое значение антропогенное воздействие. При анализе полученных данных установлено, что максимально большое соотношении Перманганатной окисляемости к ХПК равно 0,24 (24%) в придонных водах озера Чебаркуль в феврале 2013 года. Это говорит, что в данном случае не происходило существенного антропогенного воздействия.