Гидрохимические факторы
Гидрохимические факторы
Под гидрохимическими факторами понимают факторы, связанные с содержанием в воде различных растворенных химических веществ. В рамках гидрохимических факторов мы рассмотрим значение растворенного в воде кислорода, катионов водорода (pH) и растворенных солей.
Кислород, растворенный в воде
Как мы уже говорили, растворимость кислорода в воде различна при различной температуре воды, а именно, обратно пропорциональна ей. Растворимость кислорода в морской воде меньше, чем пресной, и составляет от нее примерно 80%. В целом, вода значительно более бедна кислородом, чем атмосфера, тем более, что полной насыщенности им она достигает только в спокойных водах при большом содержании фотосинтезирующих водорослей (тогда может достигаться даже временное пересыщение).
Если говорить об озерах, то содержание кислорода в их воде зависит от температуры и перемещения слоев воды, а также от характера и количества живущих в них организмов. Выделяют три группы озер – олиготрофные, эвтрофные и дистрофные. Олиготрофные озера – это глубокие водоемы с большим гиполимнионом (глубоководной зоной). За счет низкой температуры в гиполимнионе медленно идет разложение накапливающейся мертвой органики, а содержание там растворенного кислорода относительно велико. Вода в этих озерах голубая и прозрачная.
Эвтрофные озера – неглубокие, придонные воды у них имеют более высокую температуру. Мертвая органика в них энергично разлагается под действием бактерий. Это создает благоприятные условия для размножения одноклеточных водорослей, благодаря чему в таких озерах вода имеет зеленоватый оттенок и подвержена «цветению». Процессы гниения приводят к тому, что содержания растворенного в воде кислорода в эвтрофных озерах ниже, чем в олиготрофных.
Ещё посмотрите лекцию "Систематика голосеменных" по этой теме.
Дистрофные озера отличаются от эвтрофных высоким содержанием гумусовых кислот, которые делают воды кислыми и придают им коричневый оттенок. Они бедны растительностью.
У различных водных организмов различна требовательность к концентрации кислорода в воде. Так, для рыб выделяют 4 группы по этому признаку. К первой (7-11 см3/л) относятся такие обитатели холодных быстротекущих вод, как форель. Ко второй (5-7 см3/л) относятся также обитатели текущих вод, такие, как хариус и налим. Третья группа (4 см3/л) – такие обитатели проточных вод, как плотва и ерш. Наконец, относящиеся к четвертой группе обитатели стоячих вод, такие, как карп и линь, могут жить в воде с содержанием кислорода всего 0.5 см3/л.
Многие беспозвоночные, обитающие в воде в условиях дефицита кислорода, выработали определенные адаптации. Например, некоторые полихеты, обитающие в прибрежном иле, резервируют кислород в специальном пигменте эритрокруорине и используют его только при сильном уменьшении содержания кислорода в среде. Близкие к гемоглобину позвоночных вещества известны также у личинок комаров звонцов – мотыля. Именно они обусловливают красноватый цвет этих насекомых.
Многие насекомые и брюхоногие моллюски, обитающие в воде, дышат, тем не менее, атмосферным воздухом, периодически поднимаясь для этого на поверхность. Другие виды водных беспозвоночных поддерживают на своем теле (как некоторые водные жуки) или еще и в подводном убежище (как паук-серебрянка) пузыри воздуха. Эти пузыри представляют собой не только пополняемый из атмосферы запас кислорода, между ними и водой могут происходить процессы газообмена. Наконец, некоторые водные жуки-листоеды используют пузырьки воздуха, накапливающиеся на водных растениях.
Немного о методах изучения кислородного режима водоемов. Для определения содержания кислорода в воде применяют методы количественного химического анализа, например, метод Винклера. Используют также электронные методы с применением кислородных электродов.
Для сравнения интенсивности выделения и расходования кислорода на разных глубинах используют, например, метод светлых и темных сосудов. Пробы воды берут с нескольких глубин, притом с каждой – одновременно в три сосуда, в том числе – один прозрачный и один непроницаемый для света. Содержимое третьего сосуда используют для определения естественной концентрации кислорода на данной глубине, а пары из прозрачного и темного сосудов в закупоренном виде возвращают на прежние глубины. На этих глубинах сосуды держат в течение 12 часов, после чего извлекают и сравнивают содержание в них кислорода с исходной концентрацией, соответствующей данной глубине. Уменьшение количества кислорода в темных сосудах свидетельствует об интенсивности совокупного дыхания всех попавших в них живых организмов, а в светлой – разность между выделенным и поглощенным кислородом. Зная эти данные, нетрудно вычислить и собственно продукцию кислорода.
