ОКЕАНОЛОГИЯ, 2015, том 55, № 1, с. 162-164
ИНФОРМАЦИЯ
УДК 551.465,551.463.8,579.68(268.45),581.132
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ КОТЛОВИН
КАСПИЙСКОГО МОРЯ В АВГУСТЕ-СЕНТЯБРЕ 2013 г. НА НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОМ СУДНЕ "НИКИФОР ШУРЕКОВ" © 2015 г. Л. А. Духова1, Е. А. Серебренникова1, А. К. Амбросимов2, А. А. Клювиткин2
всероссийский научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии, Москва 2Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН, Москва e-mail: marecol@vniro.ru Поступила в редакцию 26.10.2013 г.
DOI: 10.7868/S0030157415010049
В последние годы в придонных слоях глубоководных котловин Каспийского моря наблюдается обострение гипоксии и формирование вертикальной гидрохимической структуры, схожей со структурой, сложившейся в 30-х годах 20 века, когда в экспедициях С.В. Бруевича (при уровне —26 м) в придонном слое Южного Каспия был обнаружен сероводород [1].
С 21 августа по 9 сентября 2013 г. на борту НИС "Никифор Шуреков" в рамках программы комплексных исследований Каспийского моря, проводимых Институтом океанологии РАН, были выполнены гидрохимические работы, позволяющие получить новые данные о гидрохимической структуре каспийских вод, а также толщине и глубине залегания сероводородного слоя и сравнить их с данными 1934 г. Эти работы явились важным этапом 80-летнего периода наблюдений, причем начиная с 1995 г. ФГУП "ВНИРО" регулярно проводило мониторинг состояния экосистемы Каспийского моря.
В рейсе НИС "Никифор Шуреков" было выполнено 16 океанологических станций (из них 2 станции в Дербентской и 2 в Южнокаспийской котловинах) от поверхности до дна с отбором проб для гидрохимического анализа на горизонтах, выбранных по наличию экстремумов на кривых интенсивности флюоресценции и на 02-кри-вых, полученных с помощью CTD-зондов Indro-naut Ocean 316 и SBE 25plus. Схема станций показана на рисунке (а). Во всех пробах на борту судна по методикам, принятым в морской химии [2], с помощью автоматической бюретки "So-larus" и спектрофотометра Huch Dr-2800 были определены: растворенный кислород, минеральный фосфор, кремний, нитритный, нитратный и аммонийный азот. В придонных горизонтах Дербентской и Южнокаспийской котловин проводилось спектрофотометрическое определение сероводорода. Кроме того, на двух станциях в этих
котловинах были отобраны 16 проб воды для определения растворенного органического углерода методом каталитического высокотемпературного сжигания на приборе ТОС — VCPH.
Результаты исследований показали, что в глубоководных котловинах Среднего и Южного Каспия продолжается отмеченное в середине 2000-х годов обострение гипоксии. Концентрация растворенного кислорода в Дербентской котловине (станции 1325, 1326), начиная с 400 м, составляла менее 0.75 мл/л, а с 630—640 м отмечено появление сероводорода, концентрация которого у дна на ст. 1326 (780 м) составляла 0.36 мл/л (рисунок (б)). В Южнокаспийской котловине (станции 1330, 1331) на глубине 500 м концентрация растворенного кислорода составляла 0.66 мл/л, а сероводородный слой начинался с 800—820 м, концентрация сероводорода в придонном горизонте (990 м) составила 0.32 мл/л. В придонных слоях котловин в результате минерализации органического вещества идет накопление фосфатов и кремния (рисунок (в) и (г)). Следует отметить, что профили вертикального распределения гидрохимических характеристик в пределах одной котловины практически совпадают. В условиях пониженных концентраций кислорода (менее 1 мл/л) на глубине 300—400 м сформировался четко выраженный промежуточный максимум нитратов, а с появлением сероводорода в придонных горизонтах процессы нитрат-редукции и тиоденитрифика-ции привели к уменьшению концентрации нитратов практически до нуля и резкому возрастанию содержания аммонийного азота до 3.97 цМ (рисунок (д)). Максимальные значения концентраций сероводорода, аммонийного азота, фосфатов и кремнекислоты в придонных горизонтах, а также нитратов в слое максимума и нитритов приведены в таблице.
В поверхностном слое концентрации биогенных элементов низки вследствие процессов фото-
ГИДРОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ КОТЛОВИН
163
(а)
с.ш. 47°
46°
45°
44°
43°
42°
41°
40°
39°
38°
37°
(в)
Р-Р04-, мкМ
46° 47° 48° 49° 50° 51° 52° 53° 54° 55° в.д.
0
200
5 400
оТ
Я
600
ч
Г
800
1000
(б)
02, мл/л 246
0
200 ^ 400 Н
с«
Я
ю 600 Н £
800 Н 1000
0
200 ^ 400
с«
Я
Ю 600 £
800 1000
• ст. 1325 ст. 1326 ст. 1330 ст. 1331
(г)
мкМ 50 100 _|_1_
200
(д)
N-N03, мкМ 5 10
15
200 -
5! 400 -
св
Я £
1000
о N03 * N03 ст. ст. 1330 1326
го
у
А • ^Н4, ст. 1330*»,
NH4, ст. 1326
0.2 Н28, мл/л
N-NH4, мкМ
8
0
5
Положение станций и маршрут движения НИС "Никифор Шуреков" в августе—сентябре 2013 г. (а); вертикальное распределение кислорода и сероводорода (б); фосфатов (в); кремния (г); нитратов и аммиака (д) на станциях в Дербентской (станции 1325, 1326) и Южнокаспийской (станции 1330, 1331) котловинах.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 55 № 1 2015
11*
164 ДУХОВА и др.
Максимальные значения гидрохимических характеристик в глубоководных котловинах Каспия, полученные в рейсе на НИС "Никифор Шуреков" в августе—сентябре 2013 г. и в 1934 г. [1]
Максимальные концентрации
Гидрохимические характеристики Средний Каспий Южный Каспий
2013 г. 1934 г. 2013 г. 1934 г.
Растворенный кремний (Si-Si O3' ) 180.9 цМ 130 цМ 107.8 цМ 100 цМ
Азот нитратов (N-N O3 ) (глубина залегания слоя максимума) 13.0 цМ (300 м) 12.3 цМ (200-400 м) 13.2 цМ (400 м) 13.5 цМ (200-400 м)
Азот нитритов (N-N O2 ) 0.06 цМ - 0.1 цМ -
Аммонийный азот (N-N H4 ) 3.97 цМ - 3.47 цМ -
Фосфаты (P-P O4' ) 2.68 цМ 1.7 цМ 2.37 цМ 2.7 цМ
Сероводород (H2S) 0.36 мл/л - 0.32 мл/л 0.1-0.3 мл/л
синтеза и составляли: нитраты — 0.1—0.4 цМ; фосфаты — 0.01—0.12 цМ и кремнекислота — 0.3— 6.0 цМ. Наиболее активные процессы цветения фитопланктона отмечались в районе сезонного (с мая по октябрь) апвеллинга в восточной части Среднего Каспия, где на станциях 1341 и 1311 в слое максимальной флуоресценции содержание кислорода на горизонте 17—19 м достигало 13.72 и 13.82 мл/л (пересыщение по кислороду 198 и 206%) соответственно.
Гидрохимические исследования в Каспийском море показали, что в придонных слоях глубоководных котловин Каспийского моря продолжается аккумуляция биогенных элементов, причем этот процесс более выражен в Среднем Каспии, в обеих котловинах идет нарастание гипоксии и образование сероводородного слоя, что свидетельствует о серьезных изменениях биогенной основы экосистемы в целом.
Авторы благодарят академика А.П. Лисицына — руководителя проекта "Система Каспийского моря", И.Г. Пака, экипаж и капитана НИС "Никифор Шуреков", а также всех участников экспедиции за предоставленную возможность проведения исследований и помощь в выполнении программы.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 13-05-00230).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бруевич C.B. Гидрохимия Среднего и Южного Каспия. M.-Л.: Изд. АН СССР, 1937. 329 с.
2. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге ры-бохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового океана / Под ред. Сапожникова В.В. М.: Изд-во ВНИРО, 2003. 202 с.
ОКЕАНОЛОГИЯ том 55 № 1 2015
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.