Газовый режим водной среды
Газовый режим водной среды
В водной среде содержание кислорода в 20—30 раз меньше, чем в воздухе, поэтому он часто становится лимитирующим фактором. В насыщенной кислородом воде при низкой температуре его содержание достигает 10 мл на 1 л воды.
Кислород поступает в воду за счет фотосинтеза водных растений и способности кислорода воздуха растворяться в воде. Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние. При перемешивании воды содержание кислорода в нижних слоях воды возрастает. С повышением температуры и солености воды концентрация кислорода уменьшается. У дна водоемов кислород может вообще отсутствовать вследствие его поглощения донными отложениями.
При дефиците кислорода наблюдаются заморы (массовая гибель водных организмов). Зимние заморы бывают, когда водоемы покрываются льдом. Летние — когда из-за высокой температуры воды уменьшается растворимость кислорода и увеличивается его поглощение донными отложениями. Причиной может быть и повышение концентрации токсичных газов (метана, сероводорода), образующихся при разложении отмерших организмов.
Из-за непостоянства концентрации кислорода большинство водных организмов по отношению к нему являются эврибионтами. Но есть и стенобионты (форель, планария, личинки поденок и ручейников), которые не переносят недостатка кислорода. Они являются индикаторами высокого содержания кислорода в водоеме.
Углекислый газ растворяется в воде в 35 раз лучше кислорода и его концентрация в ней в 700 раз выше, чем в воздухе. Морская вода — главный резервуар углекислого газа на планете. В воде он накапливается благодаря поступлению из атмосферы, дыханию водных организмов, разложению органических остатков. Углекислый газ обеспечивает фотосинтез водных растений и используется при образовании известковых скелетов беспозвоночных животных.
Газовый режим водной среды — это изменение во времени содержания растворённых в воде газов: кислорода, углекислого газа (диоксида углерода, СО2), сероводорода (H2S) и метана (СН4). Эти газы участвуют в формировании химического состава природных вод и влияют на жизнедеятельность водных организмов.
ОтветитьУдалитьКислород
Содержание: в водной среде кислород в 20–30 раз меньше, чем в воздухе. В насыщенной кислородом воде при низкой температуре его содержание достигает 10 мл на 1 л воды.
Особенности:
Верхние слои воды богаче кислородом, чем нижние.
При перемешивании воды содержание кислорода в нижних слоях возрастает.
С повышением температуры и солёности воды концентрация кислорода уменьшается.
У дна водоёмов кислород может вообще отсутствовать из-за его поглощения донными отложениями.
Роль: кислород важен для существования большинства организмов, населяющих водоёмы, и играет санитарно-гигиеническую роль, способствуя быстрой минерализации органических остатков.
Углекислый газ (диоксид углерода, СО2)
Содержание: в воде СО2 содержится в основном в виде растворённых молекул, лишь малая часть (около 1%) при взаимодействии с водой образует угольную кислоту.
Особенности:
Поступает в водоёмы в процессе окисления и биохимического разложения органики, а также как продукт дыхания организмов, для которых вода — среда обитания.
Одновременно с поступлением значительная часть СО2 потребляется при фотосинтезе, а также расходуется на растворение карбонатов и химическое выветривание алюмосиликатов.
Уменьшение СО2 в воде происходит также в результате его выделения в атмосферу.
Сероводород (H2S)
Содержание: сероводород — один из продуктов распада белковых веществ, скопление его часто наблюдается в придонных слоях водоёмов.
Особенности:
В морских водоёмах в образовании сероводорода участвуют десульфирующие бактерии, восстанавливающие сульфаты воды.
В пресных водоёмах сероводород выделяют гнилостные бактерии, поскольку именно здесь на дне скапливаются разлагающиеся белковые вещества.
Освобождение воды от сероводорода осуществляется за счёт химического окисления до сульфата и тиосульфата в присутствии кислорода и за счёт жизнедеятельности бактерий, главным образом серных.
Метан (СН4)
Содержание: метан — продукт разложения органического вещества в анаэробных условиях донных отложений и водной толщи.
Особенности:
В воде рек содержание метана обычно возрастает по направлению к устью.
Максимальные концентрации метана в воде устьев рек обусловлены выносом рекой органических веществ и накоплением их в дельте.
Из-за быстрого окисления и миграции в атмосферу метана, поступившего в водную толщу, распространение его на заметные расстояния от источников поступления не происходит.
Я узнал много полезной информации спасибо
ОтветитьУдалитьЯ считаю, что затронутая в данном материале тема газового режима водной среды является одной из ключевых в экологии, поскольку кислород и углекислый газ — это фундаментальные факторы, определяющие саму возможность жизни в водоемах. Мне было очень интересно узнать, насколько динамичной и неоднородной может быть водная среда и как ее обитатели вынуждены приспосабливаться к постоянным изменениям концентрации жизненно важных газов.
ОтветитьУдалитьОсобенно заинтересовал меня раздел, посвященный заморам — массовой гибели организмов из-за дефицита кислорода. В тексте правильно указаны причины, но я хотел бы дополнить, что в современном мире антропогенный фактор многократно усиливает риск и масштабы этого явления. Речь идет о процессе эвтрофикации — насыщении водоемов биогенными элементами, в первую очередь соединениями азота и фосфора из сельскохозяйственных стоков и неочищенных бытовых вод.
Этот процесс напрямую связан с описанными в тексте летними заморами. Попадая в водоем, биогенные элементы вызывают бурное размножение водорослей (так называемое «цветение воды»). Когда эта масса водорослей отмирает, ее начинают разлагать аэробные бактерии, которые в процессе дыхания потребляют огромное количество растворенного кислорода. Это приводит к его резкому дефициту, гибели рыб и других аэробных организмов, а на дне, в бескислородных условиях, начинают активную деятельность анаэробные бактерии, как раз и выделяющие токсичный сероводород, усугубляющий замор.
Таким образом, стенобионтные организмы, упомянутые в тексте (например, личинки поденок и ручейников), выступают не просто индикаторами чистоты воды, а именно индикаторами высокого содержания кислорода, что в современных условиях почти всегда означает отсутствие сильного антропогенного загрязнения и эвтрофикации.
Данная информация была для меня крайне полезна, так как она наглядно связала абстрактные физико-химические показатели среды с конкретными и масштабными экологическими проблемами. Она позволила глубже понять, как естественные процессы в водоемах (например, стратификация и дыхание) могут быть нарушены деятельностью человека, приводя к катастрофическим последствиям. Эта тема имеет прямое отношение к изучаемым в курсе экологии темам устойчивости экосистем, влиянию лимитирующих факторов и охране водных ресурсов