"Уникальный состав воды озера Байкал"
«Жизнь – это одушевленная вода»
Леонардо да Винчи, XVв.
Добрый день, уважаемые члены жюри, участники конкурса, педагоги и гости! Узнав о теме конференции «Вода – источник жизни на Земле», мне захотелось как можно больше узнать об озере Байкал.
Большую часть каникул я посвятила этой теме. Узнала очень много нового и интересного для себя, но остановились мы с моим руководителем Беловой Юлией Алексеевной на химическом составе воды озера Байкал. Ведь от состава зависит, пригодна вода для питья или нет. Все мы знаем из уроков биологии, что человек, как и любой другой живой организм, состоит из воды и не может жить без неё. От качества воды зависит не в малой степени наше здоровье.
Озеро Байкал, имеющее форму узкого полумесяца, находится практически в центре материка Евразия. Длина Байкала около 636 километров, а ширина около 80 километров. Байкал является глубочайшим озером на всей планете, максимальная глубина в нем 1642 метра. Площадь этого огромного полумесяца составляет 31722 км².
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 научно-практическая конференция "Вода - источник жизни на Земле" | 45.92 КБ |
Предварительный просмотр:
«Вода – источник жизни на Земле»
ДОКЛАД
по теме
«Уникальный состав воды озера Байкал»
Работу выполнила:
Терентьева Виктория
ученица 8 класса
МБОУ «ООШ с. Большая Гусиха»
Руководитель:
Белова Юлия Алексеевна
Учитель химии, биологии и экологии
МБОУ «ООШ с. Большая Гусиха»
2016
«Жизнь – это одушевленная вода»
Леонардо да Винчи, XVв.
Добрый день, уважаемые члены жюри, участники конкурса, педагоги и гости! Узнав о теме конференции «Вода – источник жизни на Земле», мне захотелось как можно больше узнать об озере Байкал.
Большую часть каникул я посвятила этой теме. Узнала очень много нового и интересного для себя, но остановились мы с моим руководителем Беловой Юлией Алексеевной на химическом составе воды озера Байкал. Ведь от состава зависит, пригодна вода для питья или нет. Все мы знаем из уроков биологии, что человек, как и любой другой живой организм, состоит из воды и не может жить без неё. От качества воды зависит не в малой степени наше здоровье.
Озеро Байкал, имеющее форму узкого полумесяца, находится практически в центре материка Евразия. Длина Байкала около 636 километров, а ширина около 80 километров. Байкал является глубочайшим озером на всей планете, максимальная глубина в нем 1642 метра. Площадь этого огромного полумесяца составляет 31722 км².
Ученые до сих пор ведут споры по поводу происхождения и возраста уникального озера Байкал. До сих пор его возраст определяли в пределах 25-35 миллионов лет, но теперь есть иная версия. В 2009 году ученый Татаринов А.В. предположил, что озеро может быть довольно молодым (возраст береговой линии 8 тысяч лет, а глубоководной — 150 тысяч лет). Ученые продолжают свои исследования.
Многие из Вас знают, что воды озера Байкал составляют 20% мировых и 90% российских запасов пресной воды, а объем воды в Байкале около 23 тыс. км³. Представьте себе, если бы на Земле не было других запасов пресной воды, то благодаря Байкалу жители нашей планеты могли бы прожить сорок лет.
В чем секрет уникальности воды озера Байкал? – на мой взгляд, это его химический состав!
Химический состав озера Байкал подвергается постоянной циркуляции. Кроме того, в самом озере наблюдаются процессы перемешивания циркуляции с ветровыми течениями водоема, исходя из этого, химический состав озера сравнительно однороден.
Рассмотрим химический состав воды озера Байкал (в мг на литр) (см. приложение А).
Две цифры, указывающие пределы измерения содержания донного вещества, даны для тех растворенных в воде Байкала веществ, которые изменяются в количестве с глубиной, причем первая цифра указывает на среднее содержание вещества в поверхностных слоях воды, а вторая – в глубинных.
В приведенном химическом составе воды, с точки зрения ее питьевых и технических качеств, положительным является незначительное содержание в ней кальция и магния, ничтожное количество хлора и практическое отсутствие железа. Все это делает воду Байкала очень мягкой, приятной для питья и в то же время образующей ничтожную накипь в паровых котлах. Исключительно же слабая минерализация воды Байкала, не превышающая 100 мг на литр, при ее большой чистоте, в смысле ничтожного содержания органических веществ (малой окисляемости), позволяет в некоторых случаях употреблять ее даже вместо дистиллированной (перегнанной) воды. Хочу пояснить, что подразумевается под значением минерализация – это содержание всех растворенных веществ в пресных водоёмах.
Все растворенные в воде озера вещества могут быть разделены в этом отношении на три группы: к первой принадлежат вещества, которые во всех слоях распределены равномерно и количество которых практически вовсе не меняется со временем года. Это постоянная часть химического состава воды Байкала. Сюда относятся хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, магний, кальций, натрий и калий, газообразный азот и благородные газы.
Ко второй группе относятся вещества, количество которых возрастает с увеличением глубины. Сюда относятся: свободная углекислота, фосфаты, нитраты и силикаты. Эта же группа характеризуется увеличением количества веществ в верхних слоях воды в зимнее время и их уменьшением в летние месяцы.
Наконец, к третьей группе, характеризующейся уменьшением содержания вещества с возрастанием глубины, относятся растворенный в воде кислород и органические вещества (окисляемость), причем количество их в зимние месяцы уменьшается, а в летние - увеличивается.
Рассмотрим примерные масштабы изменений в содержании, характерных для каждой из указанных групп веществ с глубиной до 1400 м к середине лета (см. приложение Б).
В помещенной ниже таблице приведены сведения о химическом составе воды для некоторых притоков Байкала (см. приложение В).
Из таблицы мы видим, что для всех рек даны для большинства составных частей пределы их колебаний в течение года. Наименьшая цифра (исключая кислород) соответствует весеннему паводку, а наибольшая – зимнему периоду. Из этой таблицы видно, что химический состав некоторых из исследованных притоков в течение года меняется для ряда составных частей несколько раз. Из этого следует, что притоки Байкала несут в него воды, значительно отличающиеся по своему химическому составу от воды самого озера.
Попадая в Байкал, воды притоков не только подвергаются механическому перемешиванию с водами Байкала, но в них происходит также и ряд процессов, видоизменяющих сам химический состав их вод!!!
Эти видоизменения требуют, однако, некоторого времени. Так, для вод Байкала, в районе впадения р. Селенги, характерным является повышенное содержание гидрокарбонатов и силикатов, для района р. Баргузин – присутствие вносимого рекой железа. На основании химических признаков, характеризующих воды притоков, выяснено, что воды эти, в течение летних месяцев находятся в верхней полосе толщиною в несколько метров, а начиная с конца сентября и до зимы эти воды как бы тяжелеют и идут по дну, тогда как в поверхностных слоях озера распространены в это время воды лишь cо слабой примесью речных вод.
Воды Байкала, как и всякого иного озера, не являются просто смесью тех вод, которые вносятся в него притоками или выпадают на его поверхность в виде осадков. На протяжении многих тысячелетий Селенга, дающая, около 50% всего питания Байкала, вносит в него воды, содержащие в среднем за год раз в 10 больше кремния, чем его содержится в Байкале. Река Баргузин или ряд других мелких притоков непрерывно вносят в Байкал железо, которое в водах Байкала, тем не менее, содержится лишь в ничтожных следах. Причина этих характерных явлений заключается в процессах, протекающих в самом озере и видоизменяющих химический состав вносимых в него вод.
Некоторые вещества, вносимые в Байкал его притоками, как, например, железо, алюминий и часть кремния, попадая в Байкал, образуют в нем коллоидные соединения в виде хлопьев, которые, в силу своего веса, оседают на дно и входят в числе прочих материалов в состав илов, покрывающих дно озера почти на всем его протяжении. (см. приложение Г).
Часть кремния поглощается кремневыми водорослями (диатомеями) как обитающими в толще воды Байкала, так и покрывающими сплошным ковром его дно. Из кремния эти мириады микроскопических организмов строят свои изящные панцири, уменьшая тем самым количество кремния, растворенного в воде. Часть кремния, по-видимому, потребляется также многочисленными в Байкале губками, они имеют в своих тканях до 30% кремния. Совершенно таким же способом часть кальция идет на построение раковин многочисленных моллюсков, обитающих на дне Байкала, а также входит в состав хитина бесчисленных ракообразных.
После отмирания моллюсков и ракообразных их скелеты целиком растворяются в воде, и кальций, ими поглощенный, снова поступает в воды Байкала. Так как моллюски и ракообразные встречаются приблизительно в одинаковых количествах в течение года, потребление ими кальция не отражается на сезонных изменениях.
Иное дело с диатомовыми водорослями, которые, с одной стороны, неравномерно встречаются в течение года, образуя ежегодно вспышку своего развития в весеннее время, а с другой, после отмирания этих водорослей, лишь ничтожная часть кремния, содержащаяся в их панцирях, переходит снова в раствор, а все остальное вместе с панцирями опускается на дно.
В отношении всех указанных веществ Байкал играет роль отстойника, скопляющего на своем дне значительную часть веществ, вносимых в него притоками. Органические вещества, растворенные в водах притоков Байкала, подвергаются в нем окислению и разрушению, с выделением свободной углекислоты и с распадом на фосфаты, нитраты и на ряд иных соединений. До дна органические вещества в большинстве случаев не доходят, одни разрушаются во время оседания, а другие поглощаются рачком (байкальской эпишурой), который является главным фильтром Байкала. Этот процесс и вызывает неравномерное уменьшение окисляемости с увеличением глубины.
Соединения эти окисляются с выделением свободной углекислоты, а эта последняя лишь в небольших количествах потребляется в верхних слоях воды растениями в процессе фотосинтеза, а все остальное ее количество выделяется в атмосферу. Это и есть один из самых мощных химических процессов, протекающих в толще вод Байкала.
Наконец, есть еще вещества, распределенные равномерно во всей толще воды Байкала и не подвергающиеся сезонным изменениям в количественном их содержании - это хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, кальций, магний, калий и натрий.
Эти вещества содержатся в воде Байкала в количествах, определяемых смесью вод притоков, впадающих в озеро. Они лишь в незначительной степени расходуются организмами, обитающими в Байкале, и в водах озера не протекает иных процессов, сколько-нибудь значительно влияющих на их содержание.
Особняком стоят растворенные в воде Байкала газы: кислород, азот, а также присутствующие в нём так называемые благородные газы: аргон (Ar), неон (Ne), криптон (Kr) и другие. Основным источником обогащения озера этими газами является водная его поверхность, через которую они проникают в глубины. А так же количество этих газов в воде зависит от: температур воды и давления атмосферы, при которых происходило их растворение, а так же вода обогощается ими за счет подводных источников, открывающихся на дне в ряде мест Байкала.
Для кислорода существует еще дополнительный источник – это водоросли и иные зеленые растения. В процессе фотосинтеза водоросли на каждый грамм углерода в синтезированном органическом веществе выделяют в воду в 2,5—2,8 раза больше кислорода. За год в озере под 1 м2 синтезируется до 127 г органического углерода, следовательно, при этом выделяется до 320—330 г кислорода. Для всего Байкала это составит около 10—10,2 млн. т.
Содержание кислорода в холодной байкальской воде – уникально для натуральной воды; кислород не улетучивается и легко усваивается организмом. Высокое содержание растворенного кислорода придает воде свежесть вкуса, а низкая минерализация, отсутствие тяжелых металлов, хлорорганических соединений и вредных микроорганизмов дает воде Байкала несравненное преимущество для здоровья перед любой другой, в особенности водопроводной, водой.
В водах любого озера имеется, кроме растворенных в них веществ, определённое количество взвешенных веществ (песок, глина, бактерии, планктонные организмы, мелкий детрит органического происхождения, хлопья органического вещества). Эти механически взвешенные в воде частицы не только почти целиком определяют прозрачность и цвет воды озер, но также, постепенно выпадая на дно из состояния взвешенного, влияют на характер донных отложений озера.
Вода наиболее прозрачная имеет всегда темно-синий цвет, она содержит наименьшее количество взвешенных частиц. Наиболее прозрачна вода в Байкале в верхних его слоях, наблюдаемых с поверхности, в период после вскрытия его ото льда.
Существуют специальные приборы (например: Белый диск Секки), позволяющие определять прозрачность воды. Например: в период вскрытия вод Байкала ото льда прозрачность составляет 40 метров, тогда как прозрачность вод Каспийского моря не превышает 25 метров, озера Севан - 20 метров. Уступают Байкалу по прозрачности и альпийские озера. Исследования показали, что на глубине 250 - 1200 метров прозрачность байкальской воды не меньше, чем в Саргассовом море, считаемом всемирным эталоном самой высокой прозрачности.
Но образцы воды – показывают, что прозрачность воды в Байкале на разных его глубинах различна и увеличивается с глубиной. Понижение прозрачности в поверхностной толще вызывается главным образом значительным развитием в верхних, прогреваемых слоях воды бактерий, а также и планктонных организмов. Одновременно с уменьшением прозрачности изменяется и цвет воды Байкала – из синего он делается голубовато-серым, в некоторых районах зеленоватым и почти круглый год не наблюдается той прославленной синевы воды, которая так характерна для Байкала в начале лета.
В районах, примыкающих к устьям рек, прозрачность воды ничтожна и резко отличается от прозрачности открытого Байкала. Так как здесь преобладает глина, песок и органический мелкий детрит.
Наконец, нельзя забывать, что на глубинах свыше 1000 м не только задерживаются полностью все лучи видимой части спектра, но также и почти все лучи невидимой части спектра. По имеющимся в настоящее время данным, на глубине 700 м не распространяется и так называемая космическая радиация, присутствие которой может задерживать некоторые биологические процессы. Все это создает для глубинных вод Байкала совершенно особую среду, значительно отличающуюся по своим свойствам от вод поверхностных. Большое количество процессов физико-химических, физиологических и других может протекать в этой среде иначе, чем в поверхностных водах, при этом Байкал является почти единственным в мире озером, на котором эти вопросы могут быть разрешены для пресноводных водоемов.
В заключение своего доклада хочу сказать о том, что в настоящее время экологи бьют большую тревогу относительно экологии Байкала, поскольку воды озера загрязняются уже десяток лет сточными водами, ядовитой водорослью спирогирой.
Уважаемые друзья! Виртуально мы с вами побывали в чудесном сибирском крае, познакомились с озером Байкал. Я получила огромное удовольствие от знакомства с ним, ведь природа края незабываема, а озеро-море – это настоящее чудо, которое, кажется, пришло в жизнь из сказки. Знакомясь подробно с этим уголком нашей необъятной, России во мне проснулось чувство тревоги и обиды за Байкал. Ведь самое большое пресное озеро мира – российский Байкал – больше не может похвастаться «чистотой воды», так утверждал Росприроднадзор Приангарья, который запретил людям и скоту пить воду из озера без предварительной очистки. Только в наших руках «жизнь» Байкала. Да и не только Байкала, но и всех источников питьевой воды. Давайте будем не только потребителями, но и помощниками, друзьями, хранителями всей воды на земле.
Спасибо за внимание!
Приложение А
Химический состав Байкала лучше всего изучен для его южной части. Можно принять, как характерный, следующий химический состав воды для южного Байкала в открытом озере (в мг на литр).
Cl' (хлор) | 0.7 |
SO"4 (сульфаты) | 5.0 |
NO'3 (нитраты) | 0.3-0.5 |
PO'''4 (фосфаты) | 0.02-0.06 |
CO"3 (карбонаты) | 0.6-0.06 |
HCO'3 (гидрокарбонаты) | 63.6 |
SiO2 (силикаты и кремневая кислота) | 1.6-5.5 |
Al (алюминий) | Следы |
Mg" (магний) | 4.1 |
Ca" (кальций) | 15.2 |
Fe (железо) | 0.0 |
Na' (натрий) | 3.9 |
K' (калий) | 2.3 |
O2 (кислород) | 14.4-9.6 |
N2 (азот) | 22.4-16.8 |
CO2 (свободная углекислота) | 0.44-5.28 |
Жесткость (в немецких градусах) | 3.1 |
Приложение Б
Изменения химического состава воды Байкала с глубиной (в мг на литр)
Приложение В
Химический состав притоков Байкала (в мг на литр)
Название притоков | Суль- | Хло- | Гидро- | Каль- | Ка- | Нат- | Жест- | Сили- | Желе- | Окис- |
Селенга | 2.4-27.6 | 0.3-9.4 | 52.2-139.0 | 11.0-41.4 | -2.61 | 6.69 | 2.90-5.60 | 9.7-23.5 | Следы | 2.0-13.3 |
Баргузин | 9.7-13.7 | 2.8-2.9 | 90.9-131.8 | 28.5-34.2 | 11.56 | 17.20 | 3.00-5.65 | 5.88-13.20 | 0.03 | 12.5 |
Кичера | 6.2-10.9 | 0.31 | 17.25-30.7 | - | 3.18 | 4.87 | - | 2.88-6.08 | - | - |
Голоустная | 6.1-37.4 | 2.9-7.4 | 62.2-155.6 | 10.8-28.8 | - | - | 3.92-7.86 | 2.6-9.7 | 0.00 | - |
Мысовка | 2.2-20.1 | 1.7-4.0 | 52.3-130.7 | 8.8-24.2 | - | - | 1.39-48.2 | 7.76-10.32 | 0.00 | - |
Култучная | 1.3-3.1 | - | 24.2-73.6 | 5.6-14.8 | - | - | 1.04-3.08 | 5.5-10.3 | - | - |
Приложение Г
Химический анализ илов Байкала (валовые анализы в % на воздушно-сухой вес)
|
Список используемых источников
- Агафонов, Б. П. Растущий Байкал / Б. П. Агафонов // Природа. – 1995. - № 3. – С. 61-65.
- Боровский, В. М. Правовые и организационные проблемы охраны озера Байкал - участка Всемирного природного наследия / В. М. Боровский // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов : обзор. информ. / ВИНИТИ. - 2002. - № 1. - С. 9-6.
- Бурлешин, М. Байкал будет жить, если… / М. Бурлешин // Экос-информ. – 2011. - № 10. – С. 43-44.
- Васильев, С. Н. К проблеме совершенствования информационной поддержки решения задач сохранения экосистемы озера Байкал и развития Байкальского региона / С. Н. Васильев // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов : обзор. информ. / ВИНИТИ. - 2001. – № 3. - С. 34-51.
- Гусев, О. Озеро-море Байкал-батюшка / О. Гусев // Экос-информ. - 1994. – № 1.-С. 19-20: ил.
- Гусев, О. К. Священный Байкал: Заповедные земли Байкала: альбом / О. К. Гусев. - М.: Агропромиздат, 1986. - 184 с. : ил.
- Гусиное озеро как индикатор загрязнения акватории Байкала / И. Д. Ульзетуева [и др.] // Экология и промышленность России. - 2001. - № 9.- С. 30-31.
- Жамбалова, Г. Г. Устойчивое развитие сельского хозяйства в бассейне озера Байкал / Г. Г. Жамбалова, Л. Б. Максанова // Экономика природопользования : обзор. информ. / ВИНИТИ. - 2002. - № 2. - С. 2-11.
- Качаев, В. В. Байкал как совесть России / В. В. Качаев ; ВНТИЦ
// Ресурсы регионов России. - М., 1999. - C. 35-36. - Кашин, В. К. Медь в природных водах Забайкалья / В. К. Кашин, Г. М. Иванов // Водные ресурсы. - 2008. - Т. 35, № 2. - С. 239-244.
- Корытный, Л. М. Эколого-экономическая ситуация в Байкальском регионе / Л. М. Корытный // Экология и промышленность России. - 2007. – № 4. - С. 4-9.
- Озеро Байкал – мировое наследие. Экономика, экология, инфраструктура, туризм // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов : обзор. информ. / ВИНИТИ. - 2002. - № 1. - С. 2-73.
- Потёмкина, Т. Г. Подводный оползень на Байкале / Т. Г. Потёмкина // Природа. - 2008. - № 7. – С. 52- 54.
- Прошкина, И. Байкал: взгляд из глубины // Экология и жизнь. - 2009. - № 2. – С. 71-73.
- Радзиминович, Я. Б. Массовые выбросы метана на Байкале? / Я. Б. Радзиминович, А. А. Щетников // Природа. – 2008. - № 11. – С. 45-48.
- Семенов, М. И. Федеральный закон «Об охране озера Байкал»: ход выполнения, основные задачи и проблемы реализации / М.И.Семёнов, А.К.Тулохонов // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов. – 2002. - № 1. – С. 6-9.
- Симонова, Т. Принципы ландшафтно-планировочной организации поселений центральной экологической зоны Байкальской природной территории : автореф. дис. ... канд. архитектуры : 18.00.04 / Т. Симонова ; Моск. архитектур. ин-т. - М., 2006. - 31 с.
- Тайсаева, В. Т. Перспективы использования нетрадиционных возобновляемых источников энергии в Байкальском регионе / В. Т. Тайсаева // Теплоэнергетика. - 2001. – № 2. - С. 17-20.
- Тахтеев, В. В. Байкальские родники / В. В.Тахтеев, А. В. Галимзянова // Экология и жизнь. – 2009. - № 2. – С. 37-42.
- Тахтеев, В.В. Ночная тайна Байкала / В. В. Тахтеев, Е. Б. Говорухина, И. В. Механикова // Экология и жизнь. – 2006. - № 5. – С. 56-61.
- Черных, В. Д. Важнейшие проблемы охраны озера Байкал и обеспечения рационального природопользования на Байкальской природной территории / В. Д. Черных // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов : обзор. информ. / ВИНИТИ. - 2002. - № 1. - С. 2-6.
- Энциклопедия Байкала [Электронный ресурс]. - М.: Восьмое небо: ЗАО "Новый Диск", 2004. - 1 CD ROM: цв.: ил
- http://baikal.net/interesnye-fakty/himicheskiy-sostav-ozera-baykal.html
- http://compromat.name/voda-baykala-bolshe-ne-prigodna-dlya-pitya
- http://baikal-info.ru/uchenye-sporyat-stanovitsya-li-voda-baykala-neprigodnoy-dlya-pitya
- http://livebaik.com/?IDE=129595
- http://web-atlas.ru/index.php/north-asia/778-baikal
- http://web-atlas.ru/index.php/north-asia/762-baikal
- http://pro-baikal.ru/2014/09/18/hydrochemistry-of-baikal/
- http://aqwater.ru/blogs/1
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Диатомовые_водоросли
- https://ru.wikipedia.org/wiki/Байкал
Музыка космоса
Юрий Алексеевич Гагарин
Цветущая сакура
Космический телескоп Хаббл изучает загадочную "тень летучей мыши"
Рисуем осень: поле после сбора урожая
Комментарии
Мы заняли 2 место
Мы заняли 2 место