билет-9

КВАЛИФИКАЦИОННОЕ ЗАДАНИЕ № 9

Биотестирование как вид оценки риска загрязнения вод. Основные подходы.

Загрязнение почв пестицидами.

Мониторинг водных объектов и показатели качества воды.

Показатели экологической ситуации и методы их оценки.

Продукция фитопланктона и методы её определения.

2. Поверхностные слои почв легко загрязняются. Большие концентрации в почве различных химических соединений  токсикантов пагубно влияют на жизнедеятельность почвенных организмов. При этом теряется способность почвы к самоочищению от болезнетворных и других нежелательных микроорганизмов, что чревато тяжелыми последствиями для человека, растительного и животного мира. Например, в сильно загрязненных почвах возбудители тифа и паратифа могут сохраняться до полутора лет, тогда как в незагрязненных  лишь в течение двух  трех суток.

Основные загрязнители почвы: 1) пестициды (ядохимикаты); 2) минеральные удобрения; 3) отходы и отбросы производства; 4) газодымовые выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; 5) нефть и нефтепродукты.

В мире ежегодно производится более миллиона тонн пестицидов. Только в России используется более 100 индивидуальных пестицидов, при общем годовом объеме их производства  100 тыс. т. Наиболее загрязненными пестицидами районами являются Краснодарский край и Ростовская область (в среднем около 20 кг на 1 га). В России на одного жителя приходится около одного килограмма в год пестицидов, во многих других развитых промышленных странах мира эта величина существенно выше (Лосев и др., 1993). Мировое производство пестицидов постоянно растет.

В настоящее время влияние пестицидов на здоровье населения многие ученые приравнивают к воздействию на человека радиоактивных веществ. Достоверно установлено, что при применении пестицидов, наряду с некоторым увеличением урожайности, отмечается рост видового состава вредителей, ухудшаются пищевые качества и сохранность продукции, утрачивается естественное плодородие и т. д.

По мнению ученых, подавляющая часть применяемых пестицидов попадает в окружающую среду (воду, воздух), минуя виды-мишени. Пестициды вызывают глубокие изменения всей экосистемы, действуя на все живые организмы, в то время как человек использует их для уничтожения весьма ограниченного числа видов организмов. В результате наблюдается интоксикация огромного числа других биологических видов (полезных насекомых, птиц) вплоть до их исчезновения. К тому же человек старается использовать значительно больше пестицидов, чем это необходимо, и еще более усугубляет проблему.

Среди пестицидов наибольшую опасность представляют стойкие хлорорганические соединения (ДДТ, ГХБ, ГХЦГ), которые могут сохраняться в почвах в течение многих лет и даже малые их концентрации в результате биологического накопления могут стать опасными для жизни организмов. Но и в ничтожных концентрациях пестициды подавляют иммунную систему организма, а в более высоких концентрациях обладают выраженными мутагенными и канцерогенными свойствами. Попадая в организм человека, пестициды могут вызвать не только быстрый рост злокачественных новообразований, но и поражать организм генетически, что может представлять серьезную опасность для здоровья и будущих поколений. Вот почему применение наиболее опасного из них  ДДТ в нашей стране и в ряде других стран запрещено.

Таким образом, можно с уверенностью констатировать, что общий экологический вред от использования загрязняющих почву пестицидов многократно превышает пользу от их применения.

Воздействие пестицидов оказывается весьма негативным не только для человека, но и для всей фауны и флоры. Растительный покров оказался очень чувствительным к действию пестицидов, причем не только в зонах его применения, но и в местах достаточно удаленных от них, из-за переноса загрязняющих веществ ветром или поверхностным стоком воды.

Пестициды способны проникать в растения из загрязненной почвы через корневую систему, накапливаться в биомассе и впоследствии заражать пищевую цепь. При распылении пестицидов наблюдается значительная интоксикация птиц (орнитофауны). Особенно страдают популяции певчих и перелетных дроздов, жаворонков и других воробьиных.

Работами отечественных и зарубежных исследователей неопровержимо доказано, что загрязнение почв пестицидами вызывает не только интоксикацию человека и большого числа видов животных, но и ведет к существенному нарушению воспроизводящих функций и, как следствие, к тяжелым демоэкологическим последствиям. С длительным применением пестицидов связывают также развитие резистентных (устойчивых) рас вредителей и появление новых вредных организмов, естественные враги которых были уничтожены.

3. Государственный мониторинг водных объектов представляет собой систему наблюдений, оценки и прогноза изменений состояния водных объектов, находящихся в федеральной собственности, собственности субъектов Российской Федерации, собственности муниципальных образований, собственности физических лиц, юридических лиц.Государственный мониторинг водных объектов осуществляется в целях: 1) своевременного выявления и прогнозирования негативного воздействия вод, а также развития негативных процессов, влияющих на качество воды в водных объектах и их состояние, разработки и реализации мер по предотвращению негативных последствий этих процессов; 2) оценки эффективности осуществляемых мероприятий по охране водных объектов; 3) информационного обеспечения управления в области использования и охраны водных объектов, в том числе для государственного надзора в области использования и охраны водных объектов.

Государственный мониторинг водных объектов включает в себя: 1) регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями состояния водных ресурсов, а также за режимом использования водоохранных зон, зон затопления, подтопления; 2) сбор, обработку и хранение сведений, полученных в результате наблюдений; 3) внесение сведений, полученных в результате наблюдений, в государственный водный реестр; 4) оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных и качественных показателей состояния водных ресурсов.

Государственный мониторинг водных объектов состоит из: 1) мониторинга поверхностных водных объектов с учетом данных мониторинга, осуществляемого при проведении работ в области гидрометеорологии и смежных с ней областях; 2) мониторинга состояния дна и берегов водных объектов, а также состояния водоохранных зон; 3) мониторинга подземных вод с учетом данных государственного мониторинга состояния недр; 4) наблюдений за водохозяйственными системами, в том числе за гидротехническими сооружениями, а также за объемом вод при водопотреблении и сбросе вод, в том числе сточных вод, в водные объекты.

Показатели качества воды подразделяются на:физические; химические ; биологические и бактериологические. Физические показатели качества воды.

Температура воды поверхностных источников зависит от температуры воздуха, его влажности, скорости и характера движения воды и ряда других факторов. Она может изменяться в весьма  широких пределах по сезонам года (от 0,1 до 30* С). Температура воды подземных источников более стабильна (8-12 * С).

Оптимальной температурой воды для питьевых целей считается 7-11*С.

Для некоторых производств, в частности для систем охлаждения и конденсации пара, температура воды имеет большое значение.

Мутность (прозрачность, содержание взвешенных веществ) характеризует наличие в воде частиц песка, глины, илистых частиц, планктона, водорослей и других механических примесей, которые попадают в нее в результате размыва дна и берегов реки, с дождевыми и талами водами, со сточными водами и т.п.  Мутность воды подземных источников, как правило, невелика и обуславливается взвесью гидрооксида железа. В поверхностных водах мутность чаще обусловлена присутствием фито- и зоопланктона, глинистых или илистых частиц, поэтому величина зависит от времени паводка (межени) и меняется в течении года.По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 мутность питьевой воды должна быть не выше 1,5 мг/л.

Цветность воды (интенсивность окраски) выражается в градусах по платиново-кобальтовой шкале. Цветность  воды  подземных  вод  вызывается  соединениями  железа, реже — гумусовыми веществами (грунтовка, торфяники, мерзлотные воды); цветность поверхностных — цветением водоемов.По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду, цветность воды не должна быть выше 20 град. (в особых случаях не выше 35 град.)

Запахи и привкусы воды обусловливаются присутствием в ней органических соединений. Интенсивность и характер запахов и привкусов определяют органолептически, т.е. с помощью органов чувств по пятибалльной шкале или по «порогу разбавления» испытуемой воды дистиллированной водой.

Вкус вызывается наличием в воде растворенных веществ и может быть соленым, горьким, сладким и кислым. Природные воды обладают, как правило, только солоноватым и горьковатым привкусом. Солёный вкус вызывается содержанием хлорида натрия, горький — избытком сульфата магния. Кислый вкус воде придаёт большое количество растворённой углекислоты (минеральные воды). Вода может иметь также чернильный или железистый привкус, вызванный солями железа и марганца или вяжущий привкус, вызванный сульфатом кальция, перманганатом калия, щелочной привкус — вызван содержанием поташи, соды, щелочи.  

Привкус может быть естественного происхождения (присутствие железа, марганца, сероводорода, метана и т.д.) и искусственного происхождения (сброс промышленных стоков).По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 привкус должен быть не более 2 баллов.

Запахи воды определяются живущими и отмершими организмами, растительными остатками, специфическими веществами, выделяемыми некоторыми водорослями и микроорганизмами, а также присутствием в воде растворенных газов — хлора, аммиака, сероводорода, меркаптанов или органических и хлорорганических загрязнений. Различают природные (естественного происхождения) запахи: ароматический, болотный, гнилостный, древесный, землистый, плесневый, рыбный, травянистый, неопределённый и сероводородный, тинистый и др. Запахи искусственного происхождения называют по определяющим их веществам: хлорный, камфорный, аптечный, фенольный, хлор-фенольный, смолистый, запах нефтепродуктов и так далее.

По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 запах воды должен быть не более 2 баллов.

Химические показатели качества воды.

Содержание растворенных веществ (сухой остаток). Общее количество веществ (кроме газов), содержащихся в воде в растворенном состоянии, характеризуется сухим остатком, получаемых в результате выпаривания профильтрованной воды и высушивания задержанного остатка до постоянной массы. В воде, используемой для хозяйственно-питьевых целей, сухой остаток не должен превышать 1000 мг/л в особых случаях — 1500 мг/л. Общее солесодержание и сухой остаток характеризуют минерализацию (содержание растворенных солей в воде).

 По СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду, сухой остаток должен быть не более 1000 мг/л

Активная реакция воды — степень её кислотности или щёлочности — определяется концентрацией водородных ионов. Обычно выражается через рН — водородный и гидроксильный показатель. Концентрация ионов водорода определяет кислотность. Концентрация ионов гидроксила определяет щелочность жидкости. При рН = 7,0 — реакция воды нейтральная, при рН7,0 — среда щелочная.По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01  рН питьевой воды должен быть в пределах 6,0…9,0

Для вод большинства природных источников значение рН не отклоняется от указанных пределов. Очень часто для описания качества воды используется термин — жесткость. Пожалуй, самое большое расхождение между российскими нормами и директивой Совета ЕС по качеству воды относится к жесткости: 7 мг-экв/л у нас и 1 мг-экв/л у них. Жесткость самая наиболее распространенная проблема качества воды.

Жесткость воды определяется содержанием в воде солей жесткости (кальция и магния). Она выражается в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л).  Различают карбонатную (временную) жесткость, некарбонатную (постоянную) жесткость и общую жесткость воды.

Вода поверхностных источников, как правило, относительно мягкая (3…6 мг-экв/л) и зависит от географического положения — чем южнее, тем жесткость воды выше. Жесткость подземных вод зависит от глубины и расположения горизонта водоносного слоя и годового объема осадков. Жесткость воды из слоёв известняка составляет обычно 6 мг-экв/л и выше.По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 жесткость питьевой воды должна быть не выше 7 (10)  мг-экв/л, ( или не более 350 мг/л).

Щёлочность воды. Под общей щёлочностью воды подразумевается сумма содержащихся в ней гидратов и анионов слабых кислот (угольной, кремниевой, фосфорной и т.д.). В подавляющем большинстве случаев для подземных вод имеется в виду гидрокарбонатная щёлочность, то есть содержание в воде гидрокарбонатов. Различают бикарбонатную, карбонатную и гидратную щелочность. Определение щелочности (мг-экв/л) необходимо для контроля качества питьевой воды, полезно для определения воды как пригодной для полива, для расчета содержания карбонатов, для последующей очистки сточных вод.ПДК по щелочности составляет 0,5 — 6,5 ммоль / дм3

Содержание сульфатов и хлоридов. Сульфаты и хлориды кальция и магния образуют соли некарбонатной жесткости.

Хлориды присутствуют практически во всех водах. В основном их присутствие в воде связано с вымыванием из горных пород наиболее распространённой на Земле соли — хлорида натрия (поваренной соли). Хлориды натрия содержатся в значительных количествах в воде морей, а также некоторых озер и подземных источников.ПДК хлоридов в воде питьевого качества — 300…350 мг/л (в зависимости от стандарта).

Повышенное содержание хлоридов в совокупности с присутствием в воде аммиака, нитритов и нитратов может свидетельствовать о загрязнённости бытовыми сточными водами.

Сульфаты попадают в подземные воды в основном при растворении гипса, находящегося в пластах. Повышенное содержание сульфатов в воде приводит к расстройству желудочно-кишечного тракта (тривиальные названия сульфата магния и сульфата натрия (солей, обладающих слабящим эффектом) — «английская соль» и «глауберова соль» соответственно).

 ПДК сульфатов в воде питьевого качества — 500 мг/л.

Содержание кремниевых кислот. Кремниевые кислоты встречаются в воде как подземных, так и поверхностных источников в различной форме (от коллоидной до ионодисперсной). Кремний отличается малой растворимостью и его в воде, как правило, не много. Попадает кремний в воду и с промышленными стоками предприятий, производящих керамику, цемент, стекольные изделия, силикатные краски.ПДК кремния — 10 мг/л.

Воды, содержащие кремниевые кислоты, не могут быть использованы для питания котлов высокого давления, так как образуют силикатную накипь на стенках.

Фосфаты обычно присутствуют в воде в небольшом количестве, поэтому их присутствие указывает на возможность загрязнения промышленными стоками или стоками с сельскохозяйственных полей. Повышенное содержание фосфатов оказывает сильное влияние на развитие сине-зелёных водорослей, выделяющих токсины в воду при отмирании.

ПДК в питьевой воде соединений фосфора составляет 3,5 мг/л.

Фториды и йодиды. Фториды и йодиды в чём-то похожи. Оба элемента при недостатке или избытке    в    организме    приводят    к    серьёзным    заболеваниям. Для йода это — заболевания щитовидной железы.

Фториды входят в состав минералов — солей фтора. Как недостаток, так и избыток фтора могут приводить к серьезным заболеваниям. Содержание фтора в питьевой должно поддерживаться в пределах 0,7 — 1,5 мг/л (в зависимости от климатических условий)

Воды поверхностных источников характеризуются преимущественно низким содержанием фтора (0,3-0,4 мг/л). Высокие содержания фтора в поверхностных водах являются следствием сброса промышленных фторсодержащих сточных вод или контакта вод с почвами, богатыми соединениями фтора. Максимальные концентрации фтора (5-27 мг/л и более) определяют в артезианских и минеральных водах, контактирующих с фторсодержащими водовмещающими породами. ПДК фтора составляет 1,5 мг/л.

Окисляемость обусловлена содержанием в воде органических веществ и отчасти может служить индикатором загрязнённости источника сточными водами. Различают окисляемость перманганатную и окисляемость бихроматную (или ХПК — химическая потребность в кислороде). Перманганатная окисляемость характеризует содержание легкоокисляемой органики, бихроматная — общее содержание органических веществ в воде. По количественному значению показателей и их отношению можно косвенно судить о природе органических веществ, присутствующих в воде, о пути и эффективности технологии очистки.По нормам СанПиН  перманганатная окисляемость воды должна быть не выше 5,0 мг О2/л и предельно допустимая концентрация (ПДК) 2 мг-экв/л.

Если меньше 5 мг-экв/л вода считается чистой, больше 5 грязной.

Содержание соединений железа.В поверхностных водах средней полосы России содержится от 0,1 до 1 мг/дм3 железа, в подземных водах содержание железа часто превышает 15-20 мг/дм3.

Значительные количества железа поступают в водоемы со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 содержание железа общего допускается не более 0,3 мг/л.

Натрий и калий попадают в подземные воды за счёт растворения коренных пород. Основным источником натрия в природных водах являются залежи поваренной соли NaCl, образовавшиеся на месте древних морей. Калий встречается в водах реже, так как он лучше поглощается почвой и извлекается растениями.

Биологическая роль натрия крайне важна для большинства форм жизни на Земле, включая человека. Организм человека содержит около 100 г натрия. Ионы натрия активируют ферментативный обмен в организме человека.ПДК натрия составляет 200 мг/л. Избыточное содержание натрия в воде и пище приводит к гипертензии и гипертонии.

Отличительная особенность калия — его способность вызывать усиленное выведение воды из организма. ПДК калия составляет 20 мг/л

Медь, цинк, кадмий, свинец, мышьяк, никель, хром и ртуть преимущественно попадают в источники водоснабжения со стоками промышленных вод. Медь и цинк могут также попадать при коррозии соответственно оцинкованных и медных водопроводных труб из-за повышенного содержания агрессивной углекислоты.ПДК в питьевой воде согласно СанПиН меди составляет 1,0 мг/л; цинка — 5,0 мг/л; кадмия — 0,001 мг/л; свинца — 0,03 мг/л; мышьяка — 0,05 мг/л; никеля — составляет 0,1 мг/л

Кадмий — очень токсичный металл. Избыточное поступление кадмия в организм может приводить к анемии, поражению печени, кардиопатии, эмфиземе легких, остеопорозу, деформации скелета, развитию гипертонии. Воздействие на протяжении продолжительного времени может вызывать поражение почек и легких, ослабление костей.

Алюминий — легкий серебристо-белый металл. Попадает в воду в первую очередь в процессе водоподготовки — в составе коагулянтов и при сбросе сточных вод переработки бокситов.ПДК в воде солей алюминия составляет — 0,5 мг/л

Избыток алюминия в воде приводит к повреждению центральной нервной системы.

Бор и селен присутствуют в некоторых природных водах в качестве микроэлементов в весьма незначительной концентрации, однако, при их превышении возможно серьёзное отравление.

Содержание газов. В воде природных источников чаще всего присутствуют следующие газы: кислород О2, диоксид углерода (углекислый газ) СО2 и сероводород Н2S

Кислород находится в воде в растворенном виде. Растворенный кислород в подземных водах отсутствует, содержание в поверхностных водах соответствует парциальному давлению, зависит от температуры воды и интенсивности процессов, обогащающих или обедняющих воду кислородом и может достигать 14 мг/л

Микробиологические показатели. Общая бактериальная загрязненность воды характеризуется количеством бактерий, содержащихся в 1 мл воды. Согласно ГОСТу, питьевая вода не должна содержать более 100 бактерий в 1 мл.

Особую важность для санитарной оценки воды имеет определение бактерий группы кишечной палочки. Присутствие кишечной палочки свидетельствует о загрязнении воды фекальными стоками и, следовательно, о возможности попадания в нее болезнетворных бактерий, в частности бактерий брюшного тифа.

В связи с тем, что при биологическом анализе воды определение патогенных бактерий затруднено, бактериологические определения сводятся к определению общего числа бактерий в 1 мл воды, растущих при 37″С, и кишечной палочки — бактерии коли. Наличие последней имеет индикаторные функции, т.е. свидетельствует о загрязнении воды выделениями людей и животных и т.п. Минимальный объем испытуемой воды, мл, приходящейся на одну кишечную палочку,   называется    колититром,    а количество   кишечных   палочек   в 1   л  воды — коли-индексом. По ГОСТ 2874-82 допускается коли-индекс до 3, колититр — не менее 300, а общее число бактерий в 1 мл — до 100.По нормам СанПиН2.1.4.1074-01 допустимо общее микробное число 50 КОЕ/мл, общие колиформные бактерии КОЕ/100мл и термотолетарные колиформные бактерии КОЕ/100мл  — не допускаются. Бактерии и вирусы из числа патогенных, т.е. паразитов, живущих на живом субстрате, развивающиеся в воде, могут вызвать заболевания брюшным тифом, амебиазом, парафитом, дизентерией, бруцеллезом, инфекционным гепатитом, острым гастроэнтеритом, сибирской язвой, холерой, полиомиелитом, туляремией, туберкулезом, диареей и др.Экспертами всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) установлено, что 80% всех заболеваний в мире связано в той или иной степени связаны с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушением санитарно-гигиенических и экологических норм водообеспечения.

5. Обычно под первичной продукцией водоемов понимают органическое вещество, создаваемое фотосинтетиками, хотя в действительности вопрос много сложнее. Не говоря уже о хемосинтезе, следует иметь в виду, что значительная часть продуктов фотосинтеза не аккумулируется в биомассе фототрофов. Значительная часть их окисляется в процессе митохондриального дыхания и: фотодыхания, в очень большом количестве они выделяются в воду в процессе нормальной жизнедеятельности фототрофов. По данным К. М. Хайлова, в биоценозах Баренцева и Черного морей прижизненные выделения многоклеточных водорослей составляют 30—40% от всего новообразуемого ими органического вещества,. у одноклеточных водорослей эта величина в среднем равна 15%. В Андаманском море внеклеточная продукция фитопланктона в некоторых случаях достигла 83% от фотосинтетической, составляя в среднем 50%, в оз. Вехтен (Нидерланды) на ее долю приходится около 55%. Установлен, например, полный переход на гетеротрофное питание фитопланктона озер северной Швеции во время полярной ночи, длящейся несколько месяцев. В дальнейшем данные о первичной продукции даются по результатам определения величины фотосинтеза, поскольку такая оценка (с учетом границ точности) наиболее удобна и используется в подавляющем большинстве современных работ. Количество хлорофилла можно определить не только лабораторным анализом проб воды, но и дистанционно, например спектрофотометрически со спутников, что создает возможность единовременных наблюдений на огромных акваториях. Точность определения концентрации хлорофилла со спутников обычно укладывается в диапазон ошибок непосредственной оценки, иногда обнаруживая уклонения до 40%. Величины годовой первичной продукции очень тесно коррелируют с максимальными суточными значениями, превосходя последние примерно в 100 раз. В Мировом океане величина первичного продуцирования в различных участках колеблется от нескольких миллиграммов до десятых долей грамма углерода в день на 1 м2 и в основном определяется степенью перемешиваемости вод (вынос в поверхностный слой биогенов). Последняя в свою очередь сильно зависит от выраженности вертикальных плотностных градиентов. Поэтому в ряде случаев величина первичной продукции находится в обратной зависимости от разности плотностей воды по вертикали, хотя иногда, как уже говорилось, высокая перемешиваемость вод может тормозить развитие водорослей (вынос за пределы фотического слоя). Условия и величина первичного продуцирования в разных районах Мирового океана сильно варьируют. И. Райтер по продуктивности выделяет три зоны Мирового океана: открытые районы, прибрежные воды и апвеллинги. Чистая продукция этих вод в среднем равна (соответственно) 50, 100 и 300 г С/и2 в год. По более детализированной схеме выделяют пять зон: олиготрофные воды центральной части субтропических халистических областей (70 мг/С м2 в сутки, всего 3,8 млрд. т С в год), переходные зоны между субтропическими и субполярными зонами, а также периферия экваториальных дивергенций (140 мг/С м2, всего 4,2 млрд. т), воды экваториальных дивергенций и океанических районов субполярных зон (200 мг/С м2, всего 6,3 млрд. т), прибрежные воды (340 мг/С м2, всего 4,8 млрд. т) и неритические воды (1 г/С м2, всего 3,9 млрд. т). Суммарная величина чистой первичной продукции Мирового океана оценивается неодинаково. И. Райтер принимает ее равной 15—18-109 т в год. О. И. Кобленц-Мишке и др. оценивают ее в 15—18 млрд. т (валовую — в 25—30 млрд. т), А. А. Ничипорович — в 27 млрд. т сухого вещества, т. е. около 13—14 млрд. т углерода, Е. Стеман-Нильсон — в 18—23 млрд. т углерода. В одной из последних сводок величина чистой первичной продукции Мирового океана оценивается в 55 млрд. т сухого вещества, для суши — в 115 млрд. т. Таким образом, на суше она примерно в 2 раза, а в пересчете на единицу площади в 5 раз выше, чем в гидросфере, хотя по фитомассее континенты превосходят Мировой океан примерно в 7—10 тыс. раз. В последнее время валовая первичная продукция Мирового океана оценивается более высоко. На основании изучения динамики концентрации кислорода в эвфотической зоне В. Н. Иваненков получил величину 60—70 млрд. тС, поданным о биомассе и продукции зоопланктона В. Б. Цейтлин определяет ее в 80 млрд. т С, ту же величину (70—90 млрд. т С) Ю. И. Сорокин считает минимальной, исходя из данных по деструкции органического вещества в Мировом океане. Используя новые фактические материалы, М. Е. Виноградов с соавторами дают следующие характеристики продуктивности отдельных зон Мирового океана (млрд. т С за год):Гипертрофные воды (0,7 млн. км2)………… 1,5Эвтрофные воды (50 млн. км2)…………. 21,9Мезотрофиые воды (182 млн. км2)………… 36,9Олиготрофные воды (128 млн. км2)……….. 4,7Мировой океан в целом (361 млн. км2)……… 65В пересчете на 1 м2 средняя за год валовая продукция для Мирового океана в целом по оценкам разных авторов колеблется в пределах от 50 до 250 г. Поскольку годовое падение радиации на Мировой океан равно 18-1023 Дж (Гюнтер и др., 1982), степень ее использования на фотосинтез лежит в границах 0,03—0,12%. В пересчете на ФАР эти величины надо удвоить. Для сравнения отметим, что коэффициент использования ФАР естественным растительным покровом суши, в среднем равен 0,86%. Заметно выше, чем в Мировом океане, темп продуцирования органического вещества в наземных водоемах. В эвтрофных озерах мира среднесуточная чистая продукция составляет 600— 8000 мг/С м2, в мезотрофных — 250—1000, в олиготрофных—50— 300, в ультраолиготрофных — менее 50 мг/С м2. Высокий уровень первичного продуцирования в континентальных водоемах объясняется большим поступлением биогенов с суши и перемешиваемостью воды. Благодаря циркуляции, часто охватывающей в те или иные сроки всю водную массу озер, происходит значительная мобилизация биогенов из донных отложений. Содержание соединений фосфора в грунтах эвтрофных озер может достигать нескольких сотен граммов на 1 м2 дна и в десятки раз превышать их количество, растворенное в столбе воды на 1 м2 дна. Еще больше в грунтах соединений азота. Поэтому взаимодействие между водной толщей и донными отложениями, протекающее в озерах, гораздо интенсивнее, чем в Мировом океане, сказывается дополнительным фактором, благоприятствующим существованию фитопланктона и увеличению его продукции. В очень глубоких озерах первичная продукция становится заметно меньшей, особенно если поверхностный сток по сравнению со всей водной массой озера невелик. Довольно четко прослеживается повышение первичной продукции озер с продвижением к экватору. Чистая годовая продукция тропических озер составляет 30—2500 г С/м2, среднеширотных — 2—950, арктических—1—35, антарктических—1—10г С/м2. Б наших северных озерах она составляет 3—10 г С/м2, в средней полосе — 50—100 и в южных районах — до 200—300 г С/м2 за год. При одной и той же прозрачности воды с продвижением в высокие широты глубина эвфотического слоя резко снижается и уменьшается отношение максимальной скорости фотосинтеза в единицах объема воды к фотосинтезу под единицей поверхности. Например, при равной прозрачности воды в озерах Круглое (Заполярье) и Баторин рассматриваемое соотношение для первого водоема примерно в 5 раз ниже, чем для второго; сходная картина прослеживается и при сравнении северных озер Зеленецкого, Акулькино и Круглого с белорусскими озерами Нарочь и Мястро. В реках и водохранилищах вследствие низкой прозрачности воды первичная продукция обычно ниже, чем в эвтрофных и мезо-трофных озерах. Например, в Рыбинском водохранилище она равна 50 г С/м2, в Волгоградском — 100, в Киевском — 167 г С/м2 в год. В некоторых мутных водохранилищах, например Ташкеприиском, Чир-Юртском, Сарыязынском и некоторых других, суточная продукция не превышает 20—30 мг С/м2 за сутки, нередко понижаясь до нескольких миллиграммов. Есть основания полагать, что оценки первичной продукции водоемов занижены из-за неточности методов ее определения. Об этом свидетельствует отрицательный баланс энергии в ряде водоемов, когда он рассчитывается по величинам первичной продукции и деструкции, но не обнаруживается по гидролого-гидрохимическим данным. Превышение деструкции над продукцией отмечено не только для многих континентальных водоемов, но и для отдельных участков морей, всей их акватории, даже для Мирового океана в целом. Годовая продукция Мирового океана (15—20 млрд. т С) в 4—5 раз ниже регистрируемой деструкции (84 млрд. т С). Это термодинамически невозможно, поскольку суммарный речной вынос органического вещества в моря равен всего 7,2-108 т и может компенсировать лишь 1—2% расчетного дефицита. Очевидно, что этот дефицит — результат недооценки первичной продукции. Характерно, что ее величины, полученные по данным динамики 02, в несколько раз выше, чем рассчитанные по результатам скляночных методов. В лабораторных опытах обнаруживается многократное повышение величины первичной продукции, когда она определяется не в склянках, а в проточных камерах или когда склянки экспонируются в краткие сроки.