- •2 Курса группы г-202:
- •Содержание:
- •Введение
- •Теоретические основы гидрохимического анализа пресноводных и морских акваторий
- •Определение жесткости природной воды
- •Методика определения нитрит-ионов в пресной и морской водах по методу Бендшнайдера-Робинсона
- •Выводы, полученные при анализе проб пресной воды
- •Выводы, полученные при анализе проб морской воды
- •Общий вывод для всех анализируемых проб на нитрит-ионы.
- •Определение растворенного кислорода в воде
- •Определение неорганического растворенного фосфора в морской воде
- •Определение растворенных соединений кремния в природных водах спектрофотометрическим методом по голубому восстановленному комплексу Цели анализа и общие характеристики.
- •Оборудование и реактивы.
- •23.06.2014 Г. (вторая половина дня):
- •24.06.2014 Г. (первая половина дня):
- •Приготовление калибровочной шкалы.
- •Подготовка проб к анализу.
- •Определение оптической плотности.
- •Построение калибровочного графика.
- •Расчет концентрации кремния
- •Результаты анализа
- •Определение хлорности по Мору в модификации для низкой солености
- •Общая щелочность морской воды
- •Определение общей щелочности морской воды
- •Расчет общей щелочности пробы
- •Результаты исследования
- •Анализ проб, отобранных в пресноводных источниках.
- •Критерии и правила отбора проб
- •Река Кубалар
- •Река Черная
- •Сравнительная характеристика рек Кубалар и Черная.
- •Анализ проб, отобранных в черноморских акваториях.
- •Пляжи «Солнечный» и «Песочный»
- •Круглая бухта («Омега»)
- •Артиллерийская бухта
- •Балаклавская бухта
- •Бухта Карантинная
- •Казачья бухта
- •Северная сторона Севастопольской бухты (причал «Радиогорка»)
- •Пляж «Парк Победы»
- •Итоговая сравнительная характеристика исследованных акваторий г. Севастополя
- •Заключение
- •Приложение 1: Фото станций на р. Кубалар
- •Приложение 2: Фото станций на р. Черная
- •Приложение 3: Фото станций в Карантинной бухте
Бухта Карантинная
Карантинная бухта входит в состав черноморских акваторий, расположенных на территории города Севастополя. Находится западнее Севастопольской бухты, имеет извилистую форму. Ориентирована (от кутовой части к открытому морю) практически строго на север, длина по нормали составляет чуть менее 1,3 км.
Карантинную бухту можно условно разделить на 3 части: кутовую – до военной части, район военной части, огороженный плотиной со стороны кута, и часть, имеющую контакт с открытым морем. В кутовой части бухты вода мутная, стоячая. Водная растительность сплошным покровом покрывает дно бухты на расстоянии 0,5-1 м от берега. Обилие ракушечного материала. Район военной части является закрытым, и доступа в него нет. Оставшуюся часть Карантинной бухты можно охарактеризовать как менее загрязненную и с ненарушенным водообменном. Покров водной растительности начинается в среднем на расстоянии 2-3 м от берега. Встречаются в большом количестве мраморные крабы, в воде – медузы (аурелии).
На протяжении всего правого берега (доступных областей) присутствуют следы неорганизованной рекреационной деятельности (кострища, мусор и др.). Большую часть левого берега занимает музей под открытым небом «Херсонес». Выраженными районами правого берега являются кутовая часть, военная часть, дикий пляж, район оползня.
В Карантинной бухте было сделано 7 станций 24.06.2014 г, две по левой стороне и в вершине, а все последующие – по правой, которые охватили бухту от кутовой части и практически (не доходя нескольких десятков метров) до зоны перехода из бухты в открытое море. Для анализа на концентрацию кремния были использованы все 7 проб, для анализа же на биогены и хлорность (с последующим вычислением солености) была совершена выборка 3 проб – из кутовой части (66), срединной части в районе окончания дикого пляжа (65) и района, граничащего с переходной зоной от бухты к открытому морю (20). Таким образом, для проведения всех анализов использовались пробы, позволяющие проследить общие изменения показателей практически по всему правому берегу Карантинной бухты.
Места станций отбора проб указаны на Рис. 3.5.1..
Описание станций дано в Таблице 3.5.1.
Результаты анализа на содержание кремния – Таблицы 3.5.2. и 3.5.3.
Динамика изменения содержания кремния – Рис. 3.5.2.
Общие результаты всех анализов по трем станциям – таблица 3.5.4.
Рисунок 3.5.1. Схема расположения станций отбора проб в бухте Карантинная
Таблица 3.5.1. Характеристика станций в Карантинной бухте
№ станции |
№ пробы |
Дата и время отбора |
Ориентиры и заметки |
1 |
19 |
24.06.2014 09:04 |
Левый берег кутовой части бухты примерно в 40 м от военной части (плотины). Берег обрывистый. Ориентиры: выступающий из воды средних размеров камень, по нормали - на противоположном берегу меньшая часть жилого частного дома, первого в ряду. |
2 |
66 |
24.06.2014 09:10 |
Кутовая часть бухты, левее на 3-5 м от ее «пика». Ориентиры: небольшое пляжное образование (ширина около 70 см, длина – около 150 см) с левой стороны от точки отбора пробы, над водой выступает намывной остров площадью менее 1м2. Также: в воде значительное количество строительного материала, на берегу – обилие ракушечного материала. Преобладает травостой, единично встречается кустарниковая и древесная растительность. |
3 |
63 |
24.06.2014 09:23 |
Правая сторона кутовой части бухты, на расстоянии 2-3 м от плотины, отделяющей военную часть. Поверхность воды покрывают грязевые пленки, в воде замечены рыбы и иные организмы. С этой точки видно движение воды по направлению от плотины при отсутствии волн. Обилие ракушечного материала. Травостой, древесная и кустарниковая растительность отсутствует. |
4 |
553 |
24.06.2014 09:47 |
Правый берег бухты. Окончание военной части, отгорожена. Начало дикого пляжа (песчано-галечный). Значительное число отдыхающих. Растительность (как и на последующих станциях) отсутствует. |
5 |
65 |
24.06.2014 09:55 |
Продолжение пляжа (переход в галечно-булыжниковый). Ориентир: бетонная преграда с надписью «Сделаем пляж чистым!». Большое количество мраморных крабов. |
6 |
62 |
24.06.2014 10:15 |
Правая сторона бухты, район оползня, его последняя треть. Известняковые валуны, обломки. Участок труднопроходимый. В воде валуны, обросшие водной растительностью. В верхней части берега – огороженная зона (?). |
7 |
20 |
24.06.2014 10:25 |
Окончание зоны оползня, расстояние до зоны перехода в открытое море 30-50 м. Ориентир: 2 м после окончания пляжа. Небольшой галечно-булыжниковый пляж, над ним отвесная известняковая стена высотой около 4 м. При более детальном осмотре – известняковая «стена» представляет собой клифы с выраженным размытием основания глубиной до 3 м. |
Таблица 3.5.2. Калибровочная шкала для анализа проб, отобранных в Карантинной бухте
C |
D |
K |
0 |
0 |
0 |
1 |
0,343 |
2,915451895 |
2 |
0,487 |
4,106776181 |
4 |
0,693 |
5,772005772 |
6 |
0,909 |
6,600660066 |
10 |
1,323 |
7,558578987 |
20 |
2,259 |
8,853474989 |
30 |
2,782 |
10,78360891 |
Среднее значение K = 5,916453816
Таблица 3.5.3. Содержание кремния в пробах, отобранных в Карантинной бухте
Проба |
C |
D |
К-19 |
19,8320 |
3,352 |
К-66 |
20,2816 |
3,428 |
К-63 |
20,0272 |
3,385 |
К-553 |
6,2833 |
1,062 |
К-65 |
4,3308 |
0,732 |
К-62 |
2,4435 |
0,413 |
К-20 |
4,0646 |
0,687 |
Рисунок 3.5.2. Изменение показателей кремния от 1 до 7 станции
Таблица 3.5.4. Результаты по гидрохимическим показателям проб, отобранных в Карантинной бухте
№ пробы
Критерии |
66
|
65 |
20 |
Местоположение станции |
2 станция, кутовая часть бухты |
5 станция, оконечность дикого пляжа |
7 станция, у зоны перехода в открытое море |
Si, мкМ/дм3 |
20,282 |
4,331 |
4,065 |
Cl, г/дм3 |
8,100 |
9,787 |
10,125 |
Cl, г/дм3 (с поправкой) |
8,020 |
9,677 |
9,995 |
S, ‰ (расчетная) |
14,437 |
17,411 |
17,982 |
Alk, моль/дм3 |
4,089 |
3,582 |
3,498 |
NO2, мкМ/дм3 |
0,92 |
0,11 |
0,08 |
P, мкМ/дм3 |
0,138 |
0,055 |
0,047 |
Выводы
1) Анализ содержания кремния (7 станций)
В кутовой части значения кремния колеблются около значений 20,0 мкм/дм3 (первые 3 станции), что сравнимо с типичными показателями для пресноводных рек. При этом результаты со станции 1, сделанной на левом берегу, чуть ниже значений из кутовой части бухты и ее правой стороны. После участка, занятого военной частью, значения Si существенно падают (не превышают 7 мкм/дм3), причем, явное уменьшение идет по направлению к открытой части моря (за исключением станции 7).
Подводя итоги по состоянию вод в бухте Карантинная, опираясь исключительно на вычисленные результаты содержания кремния, можно отметить, что существует вероятность наличия поступления пресных вод в кутовую часть бухты. Причем, источником пресных вод может быть:
подземный водоток пресных вод (природные воды);
слив городских (канализационных) вод;
поступление смешанных вод.
Также, вероятно, при увеличении числа станций в кутовой части бухты можно приблизительно обнаружить зону выхода источника пресных вод и их распространение по бухте. А на данный момент по результатам отбора трех проб складывается следующая картина: источник расположен непосредственно в крайней части кута бухты и распространяется с несколько большим уклоном к правому берегу.
2) Состояние Карантинной бухты по результатам анализа проб 66, 65 и 20.
Так же, как и в анализе по результатам определения содержания кремния, по всем показателям заметно различаются кутовая часть бухты и остальные ее области. Помимо этого, по всем показателям, кутовая часть Карантинной также существенно выбивается. Так, наиболее высокие значения показали результаты анализов на щелочность (Alk), содержание нитрит-ионов (NO2), фосфора (P) и кремния (Si). Низкие, но не минимальные, значения соответствуют результатам анализа по хлорности (с поправкой) (Cl) и вычисленным показателям солености (S). Ниже приведена сравнительная Таблица 3.5.5., в которой указаны результаты измерений пробы 66 из кутовой части Карантинной бухты и наиболее близкие результаты измерений проб из других бухт.
Таблица 3.5.5. Стравнение гидрохимических показателей пробы 66 с наиболее близкими значениями проб из других черноморских акваторий
Параметр |
Результат 1 (проба 66) |
Результат 2 (др. бухты) |
Название бухты по результату 2 |
Alk, ммоль/дм3 |
4,086 |
3,983 |
Пляж «Парк Победы» |
NO2, мкМ/дм3 |
0,92 |
0,89 |
Бухта «Омега» |
Р, мкМ/дм3 |
0,138 |
0,190 |
Балаклавская бухта |
Si, мкМ/дм3 |
20,282 |
18,033 |
Бухта «Омега» |
Сl (с попр.), г/дм3 |
8,020 |
7,947 |
Бухта «Омега» |
S, ‰ |
14,437 |
14, 307 |
Бухта «Омега» |
Основываясь на результатах сравнения, можно отметить, что Карантинная бухта (ее кутовая часть) является наиболее отличающейся по критерию общего состояния вод обследованных бухт и пляжей. Наиболее сравнимой является только Круглая бухта («Омега») со схожими показателями содержания нитрит-ионов, кремния, а также хлорности и солености. Причем, хлорность и соленость в месте отбора (проба 7) оказались даже несколько более низкими, чем в куте Карантинной бухты.
Для подведения окончательного итога и попытки выявления природы поступающих в бухту пресных вод необходимо проведение сравнительного анализа с результатами, полученными при анализе проб, отобранных из пресноводных рек.
3) Сравнительный анализ результатов по Карантинной бухте (пробы 66, 65, 20) и рекам Черная и Кубалар.
Так как природа поступления пресных вод в бухту Карантинная по указанным выше анализам не ясна, то в качестве фоновых параметров можно использовать показатели природных рек. В данном случае за образец берется участок реки Черной: в случае близких значений по биогенным элементам можно предположить поступление природных пресных вод, а в случае существенных расхождений – сточных городских.
В Таблице 3.5.6. указаны результаты измерений (щелочность, содержание кремния, нитрит-ионов и фосфора) по станции 2 (66 проба) в бухте Карантинная и осредненные значения по р. Черная (9 станций). Для контроля также взяты осредненные значения р. Кубалар (станции 1 и 2) – с участка, где вода визуально обладает высокой степенью прозрачности.
Таблица 3.5.6. Сравнение гидрохимических показателей пробы 66 и проб, отобранных в реках Кубалар и Черная
|
Б. Карантинная |
Р. Черная |
Р. Кубалар |
Si, мкМ/дм3 |
20,282 |
17, 427 |
20,319 |
Alk, моль/дм3 |
4,089 |
3,739 |
7,127 |
NO2, мкМ/дм3*4 |
0,92 |
0,304 |
0,18 |
P, мкМ/дм3 |
0,1379 |
0,0378 |
0,0429 |
Показания щелочности речной воды существенно отличаются и в среднем варьируют от значений 2,5 до 7,2 ммоль/дм3, тогда как для проанализированных бухт значения колеблются в пределах 3,3-4,1 ммоль/дм3. Значения кремния в среднем в морской воде существенно ниже, чем в речной, и лишь в отдельных случаях превышают показатель в 10,0 мкМ/дм3. Содержание фосфора в общем – как в речных водах, так и в морских, – имеет преимущественно низкие значения, соответствующие сотым долям. При сравнении кута Карантинной бухты и рек наглядно видно значительное превышение значений в бухте, хотя и соответствующее нормам ПДК (ПДК – до 0,2 мкМ/дм3). Показатели нитрит-ионов проб, отобранных в реках, вероятно, не являются репрезентативными. Для морских вод содержание нитрит-ионов в среднем составляет от 0,02 до 0,4 мкМ/дм3, в отдельных случаях приближаются к 1,0 мкМ/дм3.
Окончательный вывод
На основании имеющихся данных можно подвести следующие итоги:
в кутовую часть Карантинной бухты поступают пресные воды, которые могут иметь следующее происхождение:
смешанные сточные и природные воды;
очищенные сточные воды;
кутовая часть бухты имеет значительно более высокие показатели по биогенным элементам и щелочности и более низкие по хлорности и солености в сравнении со значениями, полученными при обследовании остальной части Карантинной бухты;
кутовая часть бухты имеет значительно более высокие показатели по биогенным элементам и щелочности и более низкие по хлорности и солености в сравнении со значениями, полученными при обследовании других черноморских акваторий;
участок бухты от начала дикого пляжа и до зоны перехода в открытое море не имеет экстремальных значений по каким-либо критериям в сравнении с остальными обследованными акваториями Черного моря;
по косвенным данным есть вероятность, что сток пресных вод может находиться в районе оконечности кутовой части бухты и иметь тенденцию отклонения к правому берегу;
Карантинную бухту необходимо обследовать для получения более однозначных результатов следующими способами:
увеличение числа станций, в том числе и на территории военной части;
расширение списка элементов, по оценке содержания которых в дальнейшем возможно определить как степень очистки вод, так и потенциальную экологическую угрозу для прилегающих территорий и их использования.
(А. В. Медведева)
