- •Викладач: Бобко а.О.
- •2. Гідрофізичні фактори водних екосистем
- •2.1. Фізико-хімічні властивості води та їх екологічне значення
- •2.2. Щільність води
- •2.3. Кольоровість води
- •2.4. Температурний та термічний режим водних об’єктів
- •9.7. Льодовий режим
- •9.8. Світло та його роль у функціонуванні водних екосистем
- •9.9. Седиментація, осадоутворення та формування донних грунтів
- •9.10. Роль гідрофізичних факторів у життєдіяльності гідробіонтів
- •Глава 10. Сольовий склад вод та адаптація до нього гідробіонтів
- •10.1. Сольовий склад океанічних (морських) вод
- •10.2. Сольовий склад континентальних вод
- •10.3. Евригалінні і стеногалінні гідробіонти
- •10.4. Пристосування гідробіонтів до сольових факторів середовища
- •10.5. Адаптація гідробіонтів до водно-сольових умов середовища Пойкілоосмотичні гідробіонти
- •Гомойоосмотичні гідробіонти
- •Глава 11. Іонні компоненти та їх екологічна роль
- •11.1. Натрій, калій і цезій в водних екосистемах
- •Роль калію в метаболічних реакціях водяних рослин
- •Особливості обміну натрію і калію в організмі водяних безхребетних
- •Натрій і калій у морських і прісноводних рибах
- •Природний цезій в організмі гідробіонтів
- •11.2. Кальцій у водних екосистемах
- •Вміст кальцію в морських і океанічних водах
- •Кальцій континентальних вод
- •Метаболічна роль кальцію та шляхи його надходження в організми гідробіонтів
- •11.3. Магній морських і континентальних вод
- •Форми міграції магнію у природних водах
- •Магній в організмі гідробіонтів
- •Метаболічна роль магнію у гідробіонтів
- •11.4. Сірка природних вод та процеси сульфатредукції
- •Глава 12. Мікроелементи водних екосистем та їх біологічна роль
- •12.1. Залізо
- •Форми розчиненого заліза у водних екосистемах
- •Роль заліза у ферментативних реакціях та процесах дихання гідробіонтів
- •12.2. Мідь
- •12.3. Марганець
- •12.4. Цинк
- •12.5. Кобальт
- •12.6. Кадмій, хром, алюміній
- •Глава 13. Кисень гідросфери та його роль у водних екосистемах
- •13.1. Кругообіг кисню в водних екосистемах. Формування кисневого режиму водних екосистем
- •13.2. Роль кисню в розкладі органічних речовин та формуванні якості води
- •13.3. Роль кисню у життєдіяльності гідробіонтів
- •13.4. Особливості використання гідробіонтами кисню з води
- •Глава 14. Діоксид вуглецю в водних екосистемах
- •14.1. Хімічні та біологічні перетворення діоксиду вуглецю у водних екосистемах
- •14.2. Фотосинтез. Фіксація вуглекислоти автотрофними і гетеротрофними організмами
- •14.3. Адаптація риб до змін вмісту со2 у воді
- •Глава 15. Кругообіг та роль азоту у водних екосистемах
- •15.1. Азотфіксація у водних екосистемах
- •15.2. Використання азоту в біосинтетичних процесах водоростей
- •15.3. Алохтонний і автохтонний азот водних екосистем
- •15.4. Амоніфікація, нітрифікація і денітрифікація та їх роль в кругообігу азота в водних екосистемах
- •Глава 16. Фосфор у водних екосистемах
- •16.1. Неорганічний та органічний фосфор водних екосистем
- •16.2. Вміст фосфору в організмі гідробіонтів і його метаболічна роль
Кальцій континентальних вод
Вміст кальцію в поверхневих водах суші дуже мінливий і може істотно відрізнятися в залежності від геологічних умов водозбірної площі та кліматичних умов. Води більшості озер, річок, водосховищ належать до гідрокарбонатного класу, групи кальцію. При цьому в межах мінералізації річкових вод до 1000 мг/дм3 домінуюче положення серед інших катіонів займає кальцій. Із збільшенням мінералізації вище 1000 мг/дм3 можуть переважати іони натрію, а інколи магнію. Ця закономірність простежується майже на всій території України.
За вмістом Са2+ у воді малі річки поділяють на п’ять зон. До першої належать річки з вмістом Са2+ у воді від 17 до 25 мг/дм3, це, зокрема, річки басейну Прип’яті та гірських районів Карпат (верхні притоки Дністра). У другу зону включені річки з вмістом кальцію у воді від 30 до 50 мг/дм3. Це переважно річки Закарпаття та правобережні притоки Дніпра. Вміст кальцію в річках третьої зони коливається в межах 50–100 мг/дм3. До даної зони належать в основному малі річки Лісостепу, зокрема, річки Правобережжя і північної частини Лівобережжя – притоки Десни, Сули і Псла. Притоки середнього басейну Дніпра також віднесені до цієї зони. До четвертої зони належать малі річки, розташовані в південній частині Лівобережжя. Вміст кальцію в їх водах коливається від 100 до 200 мг/дм3 (річки південної частини Південного Бугу і нижнього Дніпра). До п’ятої зони віднесені малі річки з вмістом кальцію у воді вище 200 мг/дм3. Такі води характерні для річок Приазов’я та Донбасу (Самара, Вовча). В їхніх водах на фоні високої загальної мінералізації вміст Са2+ досягає 380 мг/дм3.
У порівнянні з малими річками, води середніх і великих річок відповідних геохімічних зон характеризуються більш високими величинами концентрації кальцію. Так, у воді Прип’яті у різні сезони року вона коливається від 27 до 100 мг/дм3, Десни – від 37 до 80 мг/дм3. Хімічний склад дніпровської води формується на глинистих, суглинистих і дерново-підзолистих грунтах Смоленсько-Московської височини. Це і визначає гідрокарбонатний характер води та відносно невелику концентрацію Са2+ у воді верхнього Дніпра (20–65 мг/дм3). За ходом течії вміст Са2+ збільшується, і уже в середній частині Дніпра становить 70–75 мг/дм3, а в нижній – 80 мг/дм3. Після зарегулювання Дніпра і створення великих водосховищ концентрація кальцію в них в різні сезони роки коливається в межах 20–75 мг/дм3.
Для порівняння відзначимо, що вміст кальцію у воді річок, які впадають у Балтійське, Біле і Баренцове моря , менший, ніж у річках Азовсько-Чорноморського басейну. Його вміст коливається від 4 мг/дм3 (р. Тулома) до 40–60 мг/дм3 у рр. Печора, Луга, Західна Двина, Неман. У волзьких водосховищах (Рибінське, Углицьке, Горьківське) його концентрація становить в середньому 36 мг/дм3, а в пониззі Волги зростає до 120 мг/дм3.
Незалежно від типу водойм, на вміст у них кальцію істотний вплив справляють атмосферні опади і сезон року. В період весняної повені при надходженні значних об’ємів бідних на кальцій снігових і дощових вод його концентрація значно спадає, а у меженний період, навпаки, зростає.
Серед різних форм кальцію найбільше значення для екосистем мають його карбонатні солі. Вміст карбонатів у природних водах залежить від розчинення карбонатних порід та хімічного вивітрювання алюмосилікатів під впливом розчиненого у воді СО2.
При високій інтенсивності процесів фотосинтезу в літній період, коли утилізуються не тільки розчинений у воді СО2, але і вуглекислота, зв’язана іншими сполуками, карбонатна рівновага зміщується в напрямі розпаду гідрокарбонатів з утворенням карбонатів і вільного СО2, що утилізується водяними рослинами в процесі фотосинтезу. Карбонати вступають в реакцію з кальцієм і магнієм, утворюючи важкорозчинні СаСО3 і MgCO3, які випадають в осад. Взимку, при послабленні фотосинтезу, відбувається зворотний процес розчинення карбонату кальцію.
У більшості внутрішніх водойм іон НСО3– є основною складовою частиною сольового складу вод. Вміст його в річкових водах може коливатись від 50 до 500 мг/дм3. Основним джерелом НСО3– у воді є карбонатні породи – вапняки і доломіти, які поширені серед осадових порід. Розчиняючись у воді, яка містить СО2, вони збагачують воду іонами Са2+ і НСО3–. Гідрокарбонатні води утворюються також внаслідок вивітрювання алюмосилікатів – найбільш поширених сполук земної поверхні (польові шпати, цеоліти, нефеліни та інші).
Вирішальним фактором формування карбонатного режиму водойм, зокрема, неглибоких рибоводних ставків, є концентрація в їхній воді двоокису вуглецю. Добре прогрівання таких ставків у літні, найбільш теплі, дні, невисока протічність, та добре розвинутий фітопланктон, а по берегах – вища водяна рослинність створюють необхідні умови для інтенсивного протікання фотосинтезу.