Рассматривается роль биоты в обменных процессах в воде и донных отложениях. Отмечается роль планктона в круговороте органического вещества и загрязняющих веществ, в динамике растворенного кислорода. Большое внимание уделяется анализу процессов массообмена, происходящих на границе раздела вода-донные отложения. Приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований, показывающих важную роль организмов макробентоса в процессах массопереноса. Анализируется влияние высшей водной растительности на характеристики водных потоков и донных отложений, а также на формирование их химического состава. Показана роль этой растительности как регулятора потока загрязняющих веществ.

Для гидрологов и специалистов, занимающихся проблемами формирования качества воды и донных отложений в различных водных объектах.

Водные экосистемы характеризуются определённым уровнем структуры и функциональной организации, которая проявляется в согласованности процессов, обеспечивающих круговорот веществ и протекание биогеохимических циклов. В результате функционирования экосистем происходят непрерывная миграция элементов в водной массе и образование органических веществ. На ходе естественных процессов могут сказываться антропогенные факторы в виде загрязняющих веществ, которые поступают в водные объекты со сточными водами. Это воздействие заметно даже в Мировом океане, не говоря уже о водах суши и внутренних морях.

В этой ситуации гидробионты выполняют двоякую роль. В одних случаях они активно борются с загрязнением, примером чего может служить разрушение бактериями нефтяных плёнок на поверхности воды и восстановление тепло- и влагообмена с атмосферой. В целом же микроорганизмы выполняют в биогеохимических циклах важные функции, такие как ассимиляция и разложение органических соединений, в результате чего высвобождаются биогенные элементы, необходимые фитопланктону для синтеза органических веществ. В других случаях гидробионты интенсивно накапливают загрязняющие вещества (например, тяжёлые металлы), а затем либо транспортируют их в нижележащие слои воды (как фитопланктон), либо аккумулируют на длительный срок (как высшая водная растительность).

Роль фитопланктона как переносчика веществ (как собственного органического, так и загрязняющих) заканчивается в верхних слоях воды, где он выедается организмами зоопланктона. После этого процессы переноса существенно ускоряются за счёт образования фекальных пеллет — плотных комочков из неусвоенных остатков съеденной пищи. Это явление, называемое биогенной седиментацией, носит глобальный характер, поскольку наблюдается как в океане, так и в водоёмах суши. Во всяком случае основной транспорт веществ в глубины океана происходит главным образом за счёт пеллетного материала (до 75—99 % детритного потока).

Значительная часть загрязняющих веществ в водных объектах сорбируется на взвеси, а затем накапливается в донных осадках. Однако такое захоронение носит лишь временный характер, поскольку за счёт жизнедеятельности бентосных организмов загрязняющие вещества могут снова переходить в воду. Это явление, называемое биоперемешиванием, заключается в том, что донные организмы непрерывно перемешивают грунт, пропуская его через себя и создавая систему прорытых ходов и таким образом увеличивая интенсивность массообмена между донными отложениями и водой. Совершенно очевидно, что биоперемешивание происходит в донных отложениях любых водных объектов, начиная от самых мелких и кончая Мировым океаном, причём его значимость в процессах обмена увеличивается с ростом уровня загрязнения этих объектов.

Но, пожалуй, ярче всего роль биоты в процессах массопереноса проявляется на примере высшей водной растительности. Конечно, здесь речь идёт в основном о водотоках и водохранилищах, но влияние этой растительности на динамику водных масс и донных отложений чрезвычайно велико. Меняются скорости течений, химический состав воды и донных отложений, а также происходят поглощение и накопление растительностью биогенных элементов и загрязняющих веществ. Последнее свойство используется при создании специальных сооружений для улучшения качества воды.

Таким образом, представители биоты, начиная с микроорганизмов и микроводорослей и кончая макробентосом и высшей водной растительностью, в той или иной степени участвуют в процессах переноса веществ в водных объектах. Особое значение всё это приобретает, если в них поступают загрязняющие вещества, особенно токсичные. В этих случаях проследить судьбу этих веществ можно только с учётом биоты…

Введение

Вертикальное распределение свинца (мкг/г) в донных отложениях Перетрусовского залива Иваньковского водохранилища

Книги на ту же тему

1. Донные отложения Иваньковского водохранилища: состояние, состав, свойства, Бреховских В. Ф., Казмирук Т. Н., Казмирук В. Д., 2006
2. Загрязнение природных вод лекарствами, Баренбойм Г. М., Чиганова М. А., 2015
3. Водная экотоксикология: Теоретические и прикладные аспекты, Моисеенко Т. И., 2009
4. Микробиологический контроль активного ила биореакторов очистки сточных вод от биогенных элементов, Козлов М. Н., Дорофеев А. Г., Асеева В. Г., 2012
5. Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки, Трифонова И. С., ред., 2003
6. Состояние экосистемы озера Неро в начале XXI века, Лазарева В. И., ред., 2008
7. Проблемы качества поверхностных вод в бассейне Северной Двины, Бреховских В. Ф., Волкова З. В., Колесниченко Н. Н., 2003
8. Динамика биологического разнообразия и биоресурсов континентальных водоёмов, Алимов А. Ф., Голубков С. М., ред., 2012
9. Экосистема малой реки в изменяющихся условиях среды, Крылов А. В., Бобров А. А., ред., 2007
10. Теория руслового процесса, Гришанин К. В., 1972
11. Рыбоядные птицы и их значение в рыбном хозяйстве, Павловский Е. Н., ред., 1965