Форми розчиненого заліза у водних екосистемах - раздел Экология, Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах В Океанічній Воді, При Загальній Її Солоності 34,5–35,0 ‰, Концентрація Заліз...
В океанічній воді, при загальній її солоності 34,5–35,0 ‰, концентрація заліза може коливатись у межах 0,005–0,14 мкг/дм3. На глибині 50 м міститься в середньому до 20 мг/м3 заліза (Fe2+, Fe3+) у вигляді неорганічних та органічних сполук. Як в морських, так і в прісних водах залізо знаходиться в різному ступені окиснення: Fe2+ і Fe3. При цьому Fe2+ найчастіше зустрічається у водах з низьким вмістом кисню, а у водах, збагачених на розчинений кисень – переважають окиснені форми заліза (Fe3+).
Загальна концентрація та форми сполук заліза у водних екосистемах залежать від геологічних особливостей водозбірної площі, характеру водообміну, кількості опадів та надходження його сполук із стічними водами та атмосферними опадами. Останнє має особливе значення для водних об’єктів, розташованих поблизу металургійних комбінатів (Дніпродзержинськ, Запоріжжя, Кривий Ріг та інші).
Характерною особливістю кругообігу заліза є його надходження з водозбірної площі у вигляді розчинених солей Fe2+, оксидів та в комплексах з гуматами. Вміст заліза коливається в широких межах як у воді, так і в донних відкладах (табл. 12).
Таблиця 12
Вміст заліза у воді і донних відкладах водойм Дністра і Дніпра
Водні об’єкти
Вода (мкг/дм3)
Донні відклади (г/кг сухої маси)
Дністер
Верхній Дністер
0,0–9,6
Дністровське водосховище
300,6–457,2
8,4–8,9
Середній Дністер
309,0–334,5
4,8
Дубосарське водосховище
197,5–357,8
4,9–6,9
Нижній Дністер
182,4–227,0
3,6–7,8
Водосховища Дніпра
Київське
278,0
3,2–39,8 (19,8)
Кременчуцьке
140,0
2,6–21,7 (11.2)
Запорізьке
122,5
1,8–35,6 (19,3)
Каховське
118,0
2,5–31,4 (17,5)
Лимани
Дніпровсько-Бузький
135,0
2,7–22,5 (15,4)
Примітка. Вказані граничні величини. В дужках – середні концентрації.
Таблиця складена за даними П.М. Линника (1999), С.Й. Кошелевої, К.М. Цапліної (1998).
У Дніпрі до його зарегулювання верхня межа концентрації заліза становила 2,0 мг/дм3, у тому числі розчинених форм – 1,2 мг/дм3. Після зарегулювання стоку Дніпра відбулося значне зниження загальної концентрації заліза до 0,09–0,72 мг/дм3, а розчиненого – до 0,02–0,32 мг/дм3. Зарегулювання вплинуло на вміст заліза у каскаді як у часі, так і в просторі, тобто, вміст заліза зменшувався від верхнього Київського до нижнього Каховського водосховища, а також в міру віддалення від часу затоплення ложа. Зменшення концентрації заліза у водосховищах пов’язано з його біоседиментацією та депонуванням у донних відкладах. У кожному з дніпровських водосховищ акумулюється близько 40 % заліза, яке до нього надходить.
Із двох форм заліза – Fe2+, Fe3+ більш стійкою є остання, тому його сполуки частіше зустрічаються у поверхневих водах суші. На окиснення Fe2+ до Fe3+ впливає насиченість води киснем. У той же час фульвокислоти та гумінові кислоти можуть в значній мірі запобігати окисненню Fe2+ до Fe3+, внаслідок зв’язування його в комплекси. При цьому фульвокислоти мають більшу комплексоутворюючу здатність у порівнянні з гуміновими кислотами.
Залізо може утворювати комплекси з розчиненими у воді органічними речовинами, які виділяються у процесі життєдіяльності водоростей та мікроорганізмів.
Основний вплив на стан заліза у поверхневих водах може бути пов’язаний з його комплексоутворенням з неорганічними лігандами. Але в більшості випадків концентрація розчиненого заліза зумовлюється комплексоутворенням з органічними речовинами, зокрема, з фульвокислотами та гуміновими кислотами. У річкових водах високі величини концентрації заліза зумовлюються, як правило, утворенням переважно негативно заряджених колоїдних частинок у процесі взаємодії гідроксиду заліза і органічних речовин гумусової природи. Для Fe2+ і Fe3+ характерним є також утворення у реакціях гідролізу і полімеризації таких сполук, як [FeOH]+, [Fe(OH)2]°, [Fe(OH)3]°, [Fe2(OH)3] 3+, [Fe2(OH)2]4+, [Fe2(OH)]5+ та інші. Їх співвідношення залежить від реакції середовища (рН), окиснювано-відновного потенціалу (Eh) та загальної концентрації заліза у природних водах.
Серед чинників, які впливають на співвідношення окремих форм заліза: закомплексованого з органічними речовинами, відновленого та зв’язаного гідроксил-іонами, особливо істотна роль належить активній реакції (рН) води. Окиснення Fe2+ до Fe3+ найбільш інтенсивно відбувається у нейтральних та слаболужних водах.
Вміст заліза у природних водах та співвідношення його окремих форм залежить від сезонних особливостей протікання внутрішньоводоймних процесів. В озерах, річках і водосховищах найбільші величини концентрації заліза виявляються у зимовий і ранньовесняний період. Особливо велика кількість заліза надходить у водойми із заболочених місцевостей. До таких належить, зокрема, басейн р. Прип’яті. З нього надходить у Київське водосховище вода збагачена залізо-гумусовими комплексними сполуками.
Крім комплексів з органічними речовинами, залізо може взаємодіяти із завислими у воді частинками. Особливо відчутну роль вони відіграють у міграції заліза з річковими водами, які формуються в гірській місцевості. До них належить стік Дунаю і таких його притоків, як Тиса, Прут, Серет, Латориця та інші.
У дунайській воді вміст заліза у складі завислих частинок становить більше 85–90 % його загальної кількості, що виноситься з водним стоком. Серед завислих частинок, з якими залізо переноситься потоками води, більшу частку становлять силікатні сполуки, дещо менше припадає на його гідрогенні форми і ще менше – на біогенні комплекси. Щорічно з річковим стоком виноситься у Світовий океан близько 9,6×108 т заліза. При цьому, на завислі форми припадає 98 % або 9,45×108 т.
У водоймах озерного типу чітко виявляється вертикальна стратифікація; двовалентне залізо (Fe2+), яке надходить з притічною водою, окиснюється на поверхні водної товщі до Fe3+ і у вигляді більш важкого гідроксиду [Fe(OH)3] опускається на дно; у придонних шарах води під впливом підвищеного вмісту СО2 і HCO3–та низьких величин Eh воно знову перетворюється на двовалентне залізо (Fe2+), яке розчиняється у воді. Внаслідок таких перетворень різниця між концентрацією Fe2+ в поверхневому і в придонному шарах може досягати 30–40 мг/дм3.
У порових розчинах донних відкладів більша частина заліза закомплексована і знаходиться у складі високомолекулярних сполук, при цьому його вміст значно виший у порівнянні з поверхневими шарами водної товщі.
Основними формами міграції заліза в поверхневих прісних водах є завислі та колоїдні форми, які становлять 95–97 % валового його вмісту у річкових водах і на 10–30 % менше – у водах озер і водосховищ.
Лекція... Тема Абіотичні фактори водних екосистем... Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Форми розчиненого заліза у водних екосистемах
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Динаміка водних мас та її роль у водних екосистемах
Під водною масою розуміють об’єм води, який співпадає з площею і глибиною котловин водних об’єктів або заглибленнями земної поверхні і має однорідні фізико-хімічні характеристики,
Фізико-хімічні властивості води та їх екологічне значення
Вода – найважливіша середовищеутворююча речовина, вплив якої на життєдіяльність організмів багатосторонній. Саме завдяки особливим властивостям води як універсального розчинника неорганічних і орга
Щільність води
Під щільністю розуміють масу одиничного об’єму води – кг/м3. Вона залежить від температури, наявності розчинних солей, а також від атмосферного тиску та вищерозташованих
Кольоровість води
Колір природних вод залежить від власного кольору розчинених у ній речовин, завислих частинок та мікроорганізмів, що населяють водну товщу. Забарвлення води зумовлено взаємовідносинами між водним с
Температурний та термічний режим водних об’єктів
Температурний режим водних об’єктів – це зміна температури води по акваторії і глибині на протязі певного проміжку часу. Коливання температури води у водних екосистемах можуть бути добові, місячні,
Льодовий режим
Зі зниженням температури до 0°С і нижче на водоймах і водотоках утворюється льодовий покрив. Період замерзання починається з появи кристалічних структур води (лід) спочатку біля берега, де течія не
Світло та його роль у функціонуванні водних екосистем
Світло надходить до земної поверхні у вигляді прямої і розсіяної сонячної радіації, які разом оцінюються як сумарна радіація. На її видиму частину спектру припадає
Седиментація, осадоутворення та формування донних грунтів
У товщі води постійно знаходиться певна кількість завислих часток мінерального і органічного походження. Під дією сили тяжіння вони поступово опускаються на дно. Процес осадження завислих частинок
Роль гідрофізичних факторів у життєдіяльності гідробіонтів
Турбулентне перемішування водних мас, їх температура, сонячна радіація та осадоутворення відіграють вирішальну роль у формуванні якості води та біологічної продуктивності водних екосистем. В зв’язк
Сольовий склад океанічних (морських) вод
Для вод відкритих океанів, незалежно від їх положення на Земній кулі, характерним є схожість у кількісному співвідношенні між основними іонами. Це пов'язано з тим, що маса солей в океанах настільки
Сольовий склад континентальних вод
На відміну від морських вод з однотипним сольовим складом, прісні води різних ландшафтних зон за складом головних іонів суттєво відрізняються. Згідно класифікації О.О. Альокіна (1970), природні вод
Евригалінні і стеногалінні гідробіонти
Солоність води є визначальним чинником у приуроченні водяних організмів до умов середовища. Саме за вмістом солей у воді можна поділити гідробіонти на морських і прісноводних. При цьому у високомін
Пристосування гідробіонтів до сольових факторів середовища
Пристосування гідробіонтів до солоності води пов'язане з регуляцією концентрації іонів у внутрішньоклітинній рідині та її осмотичного тиску.
Концентрація неорганічних іонів у водному серед
Пойкілоосмотичні гідробіонти
У процесі еволюції сформувались різні механізми сольової адаптації. За концентрацією осмотично активних речовин у біологічних рідинах внутрішнього середовища та цитоплазмі клітин пойкілоосм
Гомойоосмотичні гідробіонти
У прісноводних організмів концентрація біологічних рідин гіпертонічна по відношенню до водного середовища. Тому підтримання осмотичного тиску внутрішнього середовища є багатофункціональним процесом
Натрій, калій і цезій в водних екосистемах
Натрій, калій і цезій належать до групи лужних металів, які легко віддають один електрон, перетворюючись у позитивно заряджені іони. Саме завдяки цій властивості вони зустрічаються в природі виключ
Роль калію в метаболічних реакціях водяних рослин
Для водяних рослин характерним є досить високий вміст калію і значно менший – натрію в їхніх тканинних структурах. Калій у більшості рослин становить 0,9–1,2 % їх біомаси. Найбільша його кількість
Натрій і калій у морських і прісноводних рибах
Організм морських риб гіпоосмотичний по відношенню до морської води. Щоб підтримувати водний баланс, морські риби змушені постійно поглинати морську воду, з якою надходить в організм не тільки натр
Природний цезій в організмі гідробіонтів
Цезій належить до калієвої групи лужно-земельних металів. Він має один стабільний ізотоп і 21 радіоактивний. Після випробувань ядерної зброї та аварій на атомних електростанціях у гідросфері збільш
Кальцій у водних екосистемах
Кальцій – один з найголовніших іонів водних екосистем. Він переважає серед катіонів слабомінералізованих вод, а при зростанні загальної мінералізації його співвідношення з іншими хімічними елемента
Вміст кальцію в морських і океанічних водах
Океанічні (морські) води є водами хлоридного класу, групи натрію. Тому вміст Са2+ в них менший в порівнянні з поверхневими водами суші. Основна кількість кальцію надходи
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 нале
Магній морських і континентальних вод
Серед елементів другої групи періодичної системи магній за своїми хімічними властивостями найближчий до кальцію. Він входить до складу більш ніж 100 мінералів, у тому числі бруситу Mg(OH)2
Форми міграції магнію у природних водах
У природних водах магній утворює сполуку з карбонатом – магнезит (MgCO3). Як і карбонат кальцію, він легко розчиняється у воді, яка містить розчинену вуглекислоту, внаслідок перетворення
Магній в організмі гідробіонтів
Вміст магнію в організмі гідробіонтів залежить від того, в якій воді – морській чи прісній вони мешкають. Так, у гемолімфі морських молюсків мідій (Mytіlus), устриць (Ostrea), морськи
Метаболічна роль магнію у гідробіонтів
Магній належить до іонів з дуже широким спектром дії. Він відіграє виключно важливу роль в активації ферментативних реакцій, які відбуваються у автотрофних і гетеротрофних організмів. У водоростей
Сірка природних вод та процеси сульфатредукції
Сірка зустрічається в природі як в самородному вигляді, так і в різних сполуках та газоподібному стані, у вигляді сірководню та оксиду сірки. Легкорозчинні сульфати сірки знаходяться у великій кіль
Марганець
Марганець належить до металів із змінною валентністю (Mn2+, Mn4+, Mn7+), що визначає його участь у окиснювано-від
Кобальт
Кобальт належить до елементів, які утворюють сполуки практично з усіма галогенами (CoF2, CoF3, CoCl2, CoBr2, CoІ2). Всі галогеніди двовалентно
Кадмій, хром, алюміній
Серед мікроелементів, які при певних концентраціях у воді виявляють високу токсичність, є особливо небезпечні забрудники водного середовища, які в мікродозах негативно впливають на функціональний с
Роль кисню в розкладі органічних речовин та формуванні якості води
Кисень водних екосистем відіграє виключно важливу роль у процесах розкладу розчинених органічних речовин, відмерлих рослин і тварин, при яких складні органічні речовини перетворюються на прості (СО
Роль кисню у життєдіяльності гідробіонтів
Підтримання життєдіяльності гідробіонтів тісно пов’язане з енергетичними процесами, які грунтуються на окиснювано-відновних реакціях, що протікають за участю кисню. Розщеплення молекул білків, жир
Особливості використання гідробіонтами кисню з води
У процесі еволюції у гідробіонтів різних трофічних рівнів сформувались механізми адаптації до більш низького рівня кисню у воді в порівнянні з атмосферним повітрям. Як відзначає В.І. Вернадський, “
Адаптація риб до змін вмісту СО2 у воді
Спостереження за поведінкою риб різних видів і вікових груп свідчать, що поряд з позитивним впливом розчиненого у воді СО2 на їх організм, мають місце прояви негативних реакцій. Такі різ
Азотфіксація у водних екосистемах
Азотфіксація – це засвоєння молекулярного азоту повітря за допомогою мікроорганізмів-азотфіксаторів. Основну масу азоту на Землі (4,6×1017 т) становить молекулярни
Алохтонний і автохтонний азот водних екосистем
Між сполуками азоту, які надходять у водойми іззовні (алохтонними) і тими, які утворюються в них за рахунок відмирання гідробіонтів (автохтонними), існує певна якісна різниця. Органічна біомаса наз
Вміст фосфору в організмі гідробіонтів і його метаболічна роль
Про вміст фосфору в організмі гідробіонтів свідчать такі дані. В сухій масі морського планктону міститься близько 0,42 % фосфору; в організмі бактерій він становить 3 %, бурих водоростей – 2,8 % і
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов