Влияние гидродинамических процессов в экосистеме озера Байкал на качество глубинных вод тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат технических наук Кузьмина, Татьяна Витальевна

• Кузьмина, Татьяна Витальевна
• кандидат технических наук
• 2003

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кузьмина, Татьяна Витальевна

Введение.

Глава 1. Взаимосвязь биологических и физико-химических процессов в водных экосистемах. (Обзор литературы).

1.1. Физико-химические и географические особенности озера Байкал.

1.2. Динамика фитопланктона Байкала.

1.3. Распределение фитопланктона, как показатель физических изменений в морской экосистеме.

1.4. Качество глубинных вод и особенности их водозабора.

Вывод из обзора литературы и постановка задачи исследования.

Глава 2, Изучение влияния гидродинамических факторов на устойчивость экосистемы Байкала.

2.1. Турбулентное перемешивание глубинных вод и скорость вертикального водообмена.

2.2. Поверхностное распределение компонентов экосистемы -горизонтальный «пэтчинг».

2.3. Гидродинамическое лимитирование в экосистеме Байкала, двухслойная модель глубокого озера.

2.4. Влияние климатической изменчивости на продуцирование крупного фитопланктона.75.

Выводы главы 2.

Глава 3. Влияние турбулентного перемешивания вод на сезонную динамику фитопланктона.

3.1. Гидродинамическое объяснение сезонной динамики фитопланктона.

3.2. Сопоставления результатов моделирования с натурными наблюдениями.

3.3. Зависимость коэффициента ослабления света от концентрации фитопланктона.

3.4. Изменение коэффициента ослабления света в зависимости от сезонной и межгодовой динамики фитопланктона.

Выводы главы 3.

Глава 4. Применение полученных результатов для рационального использования природных ресурсов озера Байкал.

4.1.Определение качества вод по гидробиологическим показателям.

4.2. Влияние оседающего планктона на качество глубинных вод.

4.3 Особенности схемы водозабора глубинных вод на Северном Байкале.

Выводы главы 4.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние гидродинамических процессов в экосистеме озера Байкал на качество глубинных вод»

Актуальность темы: Нет особой необходимости говорить о значении наличия запасов пресной воды данного региона или страны в целом, поскольку вода является одним из важнейших природных богатств, ценнейшим ресурсом, без которого невозможна жизнь человека. В настоящее время 2/3 населения земного шара страдает от дефицита или загрязнения воды. Затруднения в обеспечении питьевой водой населения ведут к росту заболеваемости, дефицит воды сказывается на производстве сельхоз продукции и сдерживает развитие промышленного производства. Есть все основания считать, что в ближайшее 50 лет доступная для населения чистая питьевая вода будет сосредоточена в Байкале, т.е. воды Байкала могут стать единственным источником питьевой биологически активной воды для всего населения России (Павлов, 1995). Запасы вод Байкала составляют свыше четверти объема хозяйственно ценных пресноводных вод земного шара и отличаются к тому же очень высоким качеством. Озеро Байкал является не только уникальным хранилищем пресной воды, но и эндемичных видов флоры и фауны, уникальным природным и культурным памятником. Воды Байкала это национальное достояние России, от сохранения которого зависит не только экономическое развитие, но и само существования населения страны. Поэтому необходимо обобщить и систематизировать многолетние результаты исследований на Байкале, которые имеют отношения к проблеме научно-обоснованного и рационального использования ресурсов озера как источника высококачественной питьевой воды.

Развитие лимнологии на современном этапе связано с решением ряда задач рационального использования и охраны озерных вод. Изучение гидродинамических процессов дает возможность познания физической основы режима глубокого рифтового озера.

Огромная экониша таких озер, не является однородной, существенно различаясь в своих частях (прибрежные и открытые воды, поверхностные и глубинные слои и др.). Эта первичная расчлененность водной среды предопределяет сложную структуру всего биоценоза. Познаем мы ее достаточно традиционным, но на данном этапе незаменимым методом систематических наблюдений за «динамикой» различных показателей, так называемых основных компонентов экосистемы. При этом обнаруживаются сложные внутривидовые дифференциации ее главных конечных звеньев.

В процессе изучения явлений, протекающих в водоеме необходимо рассматривать водоем как единое целое. Основной частью экологической системы водоемов являются биологические, вспомогательной - химические, а обеспечивающей - физические процессы. В настоящее время с распространением энергетического принципа в изучении круговорота вещества и энергии, трофических связей и продуктивности экологических систем, получена возможность количественно охарактеризовать не только биологические процессы и их следствия, но и «общую функцию жизни водоема» (Stelle,1976; Винберг,1967).

Для прогнозирования качества вод необходимы детальные сведения о процессах, происходящих в водоеме, и в первую очередь о течениях и турбулентности. Сбор этих сведений экспериментальным путем часто связан с большими экономическими затратами, поэтому наиболее эффективным для решения таких задач является метод математического моделирования.

Байкал - одно из наиболее хорошо изученных озер мира. Многие параметры экосистемы, если не подавляющее большинство, описаны и изучены при долговременных наблюдениях. Благодаря этому стали известны общие закономерности изменчивости процессов, происходящих в экосистеме этого озера. Необходимость изучения климатических особенностей озера Байкал и прилегающих к нему регионов обусловлена растущими запросами народного хозяйства в связи с задачей хозяйственного освоения и экономического развития этого огромного региона, с обеспечением охраны его природы. В 1996 году комиссия ЮНЭСКО внесла озеро Байкал в список участков мирового наследия. Это признание исключительной ценности - то, что мы должны передать будущим поколениям. Поэтому охрана природных ресурсов озера Байкал является приоритетной задачей всего мирового сгобЦестОЗ. ^Проблемами нашего времени являются возможные изменения в экосистемах озер, обусловленные глобальными изменениями климата

Земли и локальными антропогенными воздействиями. Перспективность оценки различных сценариев основаны естественным образом на априорных моделях. Достоверность, которых существенно повышается при использовании ретроспективной информации о состоянии экосистем и влиянии на них глобальных климатических и внешних антропогенных условий. Антропогенное вмешательство в экосистемы крупнейших пресноводных водоемов связано с возможностью необратимых последствий для ныне живущих и будущих поколений, что находится в противоречии с устойчивым экономическим развитием.

Глубочайший пресноводный водоем мира во многих аспектах похож на океан. Существенное влияние на распределение параметров экосистемы, как и в океанах, оказывает турбулентное движение вод. Сходство с морем проявляется в существенном влиянии действия атмосферных процессов на перемещение водных масс. Рельеф дна и очертание берегов, горизонтальная и вертикальная структура течений способствуют сравнению экосистемы озера с океаном (Шишмарев, 1986). Значительное сходство процессов круговорота органических веществ и соединений биогенных элементов с их круговоротом в морях и океанах обусловлено большими глубинами Байкала (Во-тинцев,1965). По влиянию гидрофизических параметров на распределение биологических видов экосистема Байкала ближе к океанической, нежели к экосистеме «обычного», т.е. небольшого озера. Вероятно, специфические гидродинамические процессы глубокого озера оказывают более сильное воздействие на структуру его экосистемы, чем климатические изменения.

Среди научных проблем, решаемых в рамках мероприятий по охране природы оз. Байкал в последние 15-20 лет, изучение первичной продукции занимает значительное место (Кожова,1993). Это представляет несомненный интерес как для познания биологии продуктивности, так и для выяснения способности к биологическому самоочищению крупнейшего по запасу пресноводного озера мира. Научные и практические вопросы обоснования и разработки системы комплексного мониторинга состояния Байкала привлекают в наше время внимание специалистов, занимающихся проблемами оценки и предотвращения нежелательных антропогенных воздействий на экосистему озера и экосистемы Прибайкалья и Забайкалья. Поэтому влияние гидродинамики Байкала на сезонные и межгодовые распределения планктона является в настоящее время одной из актуальных проблем байкаловеде-ния.

Важнейшей составной частью экосистемы озера являются происходящие в озерах физические и, в частности, гидродинамические процессы, такие как волновые и турбулентные движения, циркуляция и перемешивание вод, вихри, апвеллинги, фронты, определяющие распространение и трансформацию химических и биологических полей в озере. Описанию гидродинамических процессов в озерах посвящена обширная литература (Сокольников, 1964; Филатов, 1991; Акопян и др. 1982). Многие годы в изучении динамики озерных вод имелось два направления, одно из которых математическое моделирование природных процессов (Филатов, 1991; Акопян и др. 1982; Айн-бунд М.М. 1988), другое - основанное на анализе данных наблюдений (Шер-стянкин,1964; Филатов, 1991; Акопян и др. 1982). Исследование гидрофизических процессов - турбулентности, циркуляции Ленгмюра, внутренних волн, течений широко поставлено на Великих Американских озерах, озере Байкал, Ладожского и Онежского озерах (Филатов, 1991).

Исследование изменчивости в экосистемах пресноводных водоемов мира интересует в настоящее время не только ученых, но и самые широкие слои общества в мире. Питьевая вода, существенным источником которой являются пресноводные озера - один из важнейших ресурсов человечества. Озеро Байкал является основным источником пресной питьевой воды в регионе Сибири и Дальнего Востока. Механизм, динамика и условия формирования качества воды в водоемах до сих пор концентрировалось на температуре как основном факторе. Однако проведенные исследования глубоких рифтових озер Байкала и Ньясы (Верхозина, 2002) показали, что основное значение для формирования качества воды в этих озерах имеют гидродинамические процессы.

Актуальность исследовательских работ в данном направлении обусловлена не только самостоятельным научным значением для развития теории формирования качества пресных вод, но и важными техническими применениями, связанными с вопросами рационального использования вод озера Байкал.

Основной целью диссертационной работы является разработка прогнозной модели, которая позволила бы учитывать влияние сезонной динамики фитопланктона на качество глубинных вод озера Байкал и создание экологически надежной технологической схемы водозабора.

Идея работы заключается в установлении взаимосвязи сезонной и межгодовой динамики фитопланктона с гидродинамическими свойствами вод озера Байкал и разработке комплекса научно обоснованных рекомендаций по организации водозабора, позволяющих выполнить детальный анализ предполагаемых изменений компонентов водной среды еще на стадии проектирования.

Методы исследования представляют комплекс методик, которые включают проведение теоретического анализа, статистической и корреляционной обработки рядов многолетних наблюдений распределения биомассы фито- и бактериопланктона озера Байкал в вертикальном и горизонтальном направлениях.

Научная новизна данной работы состоит в том, что впервые разработана модель, позволяющая объяснить особенности пространственного распределения биомассы фитопланктона озера Байкал и прогнозировать изменения качества глубинных вод.

Впервые, на основе математического моделирования, получена эмпирическая зависимость между прозрачностью глубинных вод и биомассой крупного фитопланктона. Предложен экспресс- метод, позволяющий рассчитать биомассу фитопланктона по измеренному значению прозрачности и оценить качество воды.

Научные положения, выносимые на защиту:

1 .Межгодовые вариации распределения численности и биомассы крупного фитопланктона озера Байкал обусловлены гидродинамическими особенностями глубокого рифтового озера и связаны с межгодовыми климатическими изменениями региона.

2. Разработанная модель оседания крупного фитопланктона в глубинные слои, качественно и количественно достоверно описывает динамику фитопланктона озера Байкал.

3. Прозрачность глубинных вод озера отражает распределение фитопланктона и носит сезонный характер, а ее изменение связано с гидродинамическими свойствами Байкала.

Практическая значимость:

1. Показано, что распределение биомассы в толще воды носит сезонный характер. Этот факт необходимо учитывать при проектировании водозабора (места и глубины) и разработке Регламента подготовки воды при бу-тилировании или питьевом водоснабжении

2. Обоснована целесообразность и возможность изменения схемы водозабора питьевой воды, что позволит сэкономить затраты на сооружения трубопровода в размере 38 млн. рублей.

3. Предложенный экспресс метод определения биомассы фитопланктона по измеренному значению прозрачности воды, может быть использован в санитарно-промышленных лабораториях на водозаборах.

Достоверность научных положений и выводов, сформулированных в диссертации, обеспечена комплексом применяемых современных методов теоретических исследований и их корреляцией с достаточным объемом натурных наблюдений, а также подтверждена актами о возможности внедрения результатов исследований ЗАО «Исток» и ОАО «Байкальские воды» при заборе глубинной питьевой воды. Личный вклад соискателя заключается:

- в разработке математической модели оседания фитопланктона и в проведении теоретического анализа его пространственного распределения.

- в статистической и корреляционной обработке результатов многолетних наблюдений и создание прогнозной модели влияния сезонной динамики фитопланктона на качество глубинных вод озера Байкал;

- в предложении экспресс- метода определения качества воды, основанного на расчете зависимости биомассы фитопланктона от измеряемого значения прозрачности воды. в обосновании рациональной схемы забора питьевой воды; Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на научно-практических конференциях Читинского технического университета (Чита 1993- 2002 г.г.), на научном семинаре Энергетического института при ЧГТУ (Чита 2001 г), а также на семинаре кафедры теоретической физики ИГУ (Иркутск 1999г).

Объем и структура работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 150 наименований и содержит 140 листов машинописного текста, 2 таблицы, 29 рисунков и 2 приложения.

Заключение диссертации по теме «Геоэкология», Кузьмина, Татьяна Витальевна

Выводы главы 3

1. На основании математического моделирования подтверждено, что распределение мелкого пикопланктона приурочено к поверхностной зоне, а переносится в нижние слои он за счет турбулентного вертикального водообмена. В глубинные воды Байкала в течение нескольких месяцев опустятся лишь наиболее крупные представители Байкальского фитопланктона - тяжелые диатомовые водоросли, образующиеся в весенний период подо льдом.

2. Доказано, что изменение фоновых условий в озере на больших глубинах является следствием сезонной и межгодовой динамики фитопланктона. Коэффициент ослабления света глубинных байкальских вод находится в сезонной и межгодовой вариации. Его минимальное значение в высоко продуктивные по крупному фитопланктону годы на глубине 500 м - 0,106 м"1 наблюдается в марте-апреле, а максимальное - 0,173 м"1 в июле-сентябре. В годы с низкой продуктивностью крупного фитопланктона в поверхностных слоях озера не наблюдается резкой сезонной зависимости показателя ослабления света в глубинных байкальских водах от концентрации фитопланктона.

Глава 4

Применение полученных результатов для рационального использования природных ресурсов Байкала

4.1. Определения качества вод по гидробиологическим показателям

Знание способов правильной оценки потребительских свойств байкальских вод является актуальной проблемой. Но особую значимость такие знания приобретают сегодня, когда планируется использования байкальской воды как товара в международной торговле. При разработке критериев качества природных вод О.М. Кожова говорила, о необходимости использования положений, в которых формируется зависимость между определенным понятием качество вод и целями водопользователя (Кожова, 1999). Она имела ввиду такие требования которые осуществляются при минимуме затрат и в то же время определяют: концентрацию разных растительных пигментов и их соотношение; концентрацию сапрофитной микрофлоры; бактерий группы кишечной палочки и их соотношение; соотношение между хлорофиллом "а" и количеством сапрофитных микроорганизмов (Кожова, 1999)

Экологический мониторинг на водоеме такого размерного класса как озеро Байкал не может быть достаточно эффективным без учета специфики структуры и функционирования экосистемы озера. В малых и больших водоемах действуют одни и те же биологические и физические законы, но некоторые из них приобретают существенную лимнологическую значимость только при определенном масштабе системы, то есть размерах водоема (Вингер, 1964). Специфический гидрологический режим озера Байкал, выражен в термической и плотностной слоистости водной толщи летом и в образовании термического бара весной и осенью.

Существенная лимнологическая функция, присущая глубоководному озеру, связанна с устойчивой вертикальной стратификацией водной толщи. Годовой водообмен Байкальских вод можно оценить как:

К = Q / V (4.1), где V - объем водных масс озера, Q - ежегодный расход через реку Ангару и

Л -1 поток испарения. Приняв, согласно (Галазий,1984), V = 23xl0 km,Q = 56,5 км3/год, получаем К = 0,0024. В данной работе подтверждено (гл. 2), что гидродинамический режим озера является относительно стабильным. Основным механизмом глубоководного перемешивания Байкала является турбулентная диффузия. Вертикальное перемешивание глубинных вод слабо зависит от сезона года и происходит один раз в год со скоростью 0,025 см/с, поэтому одним из главных факторов, определяющих изменение содержания отдельных гидрохимических компонентов в глубинной области Байкала помимо биогеохимических процессов, являются процессы водообмена.

Среднее значение времени полного водообмена вод Байкала можно определить, в соответствии с (4.1), как

Т= 1/К ~А\1пет.

Следовательно, полное время водообмена байкальских вод намного больше, чем время водообмена поверхностных вод с глубинными. Это условие соответствует условию стабильности «химической» подсистемы всей экосистемы Байкала, поэтому в работе (Falkner, 1991) пассивные химические соединения оказались в значительной степени однородными по вертикали, т.е. стандартные отклонения от однородности не превышали точность измерения. Вертикальные распределения температуры и химических элементов позволили представить озеро Байкал в виде «двухслойной» модели (Верохозина, Куснер,1994), с помощью которой были объяснены наблюдаемые особенности экосистемы Байкала: роль ледового покрова в регулировании цикла азота, весенний урожай крупного и осенний мелкого фитопланктона, сохранение суммарной биомассы фито - и пикопланктона. Очень разная интенсивность соответствующих процессов в отдельные сезоны и годы, по-видимому, является причиной несоответствия больших межгодовых колебаний продуктивности сообществ водоема с относительной стабильностью его гидрологического режима. Численность основных видов фитопланктона в продуктивные и непродуктивные годы находится в отношении 200:1, а зоопланктона 10:1 (Кожова,1993)

Высокое качество воды озера Байкал является следствием стратификации водной толщи и низкой температуры воды в гиполимнионе и донных отложениях, что замедляет регенерацию биогенных веществ и вынос их в зону фотосинтеза. Формирование качества воды в озере происходит в неоднородных экологических условиях. Мелководные и глубинные зоны озера отличаются не только по уровню биологической продуктивности, следовательно, и по качеству воды, но и по составу популяций в структуре сообществ (Антипова, Конов, 1965; Кожова, 1982; Кожова и др., 1984; Поповская, 1979; 1987). В годовом цикле фито- и зоопланктона бывает два или три пика биомассы, а в глубоководной зоне -один или в редких случаях два Поповская, 1967; 1975; 1976; 1977; 1978; 1979; Вотинцев, Поповская, 1967).

Сезонная гетеролимния озера определяется инерцией тепловых процессов. Например, прогрев воды и связанная с ним сезонная смена биологических фаз в весенне-летний период в глубоководной зоне озера по сравнению с мелководной частью запаздывает на 2 -2,5 месяца (Брусиловский, Кожова, 1985). В связи с экологической гетерогенностью озера Байкал продукционные процессы, в каждой лимнологической зоне, в большей степени определяется особенностями сезонных циклов миграции биогенных веществ в водоеме. Не являются лимнологически однородными и глубоководные районы озера. В годовом цикле пелагиали выделяются характерные гидрологические структуры, связанные с образованием термического бара, весной в озере образуется теплоактивная быстронагреваемая зона и теплоинертная, сохраняющая зимний режим (с температурой воды 3,7 0 С) глубинная зона. Первая из них расширяется, вторая сокращается и в начале летнего сезона исчезает. Такая гидрологическая структура оказывает огромное влияние на ход биологических процессов, определяя направление сукцесии популяции, тем самым оказывает влияние на качество воды. В летний период образуется расширение водной толщи в эпи-, мета-, гиполимнионе. В эпилимнионе температура воды достигает 16° С, что определяет высокую интенсивность биологических процессов и наибольшее видовое разнообразие планктона. В гиполимнеоне наоборот, на протяжении всего сезона удерживается низкая температура воды, и он населен слабо. Зависимость (4.1) учитывается как одна из основных при расчете биогенной нагрузки на водоем. Очень малое значение мобилизации биогенных веществ на единицу площади глубоководного озера является основной причиной олиготрофии. По показателям биологической продуктивности пелагиали и донных особей, озеро Байкал можно отнести к ультра олиготрофным водоемам. Но при оценке качества вод этой зоны следует учесть возможное скопление здесь диатомовых водорослей (в основном видов Melosira), опускающихся в эту зону после весенней вегетации.

Перечисленные (далеко не все) параметры гетерогенности позволяют принять, что формирование качества воды в озере происходит в очень меняющихся условиях как во времени (сезонные фазы), так и в пространстве. Показатель качества вод в Байкале - сезонные изменения баланса в водоеме. Ухудшения качества воды особенно отчетливо проявляются в сукцессии видового состава фитопланктона. В настоящее время предложены разные методы оценки качества воды по биологическим показателям, которые сводятся к трем основным: оценка по структуре сообществ, по индикаторным организмам и по функциональным показателям активности биологических процессов (Николаев, 1981).

Оценка качества воды по структуре сообществ не подходят для условия крупного олиготрофного озера. Не применим для Байкала и метод индикаторных организмов, т.к. он очень трудоемкий и несовершенен (Николаев, 1981). Более надежным считается метод нарушений биологических показателей в экосистеме водоема, который заключается в изменении видового состава и такеологической структуре сообществ, т.е. в их временной и пространственной сукцессиях. При использовании данного критерия необходимо использовать следующее: многолетний непрерывный ряд наблюдений сукцессий фитопланктона, чтобы учитывать годовые изменения токсомиче-ского состава, которые наблюдаются на Байкале. Например, в одни годы преобладает Melosira, а в другие Synedra и Cuclotella.

Для оценки трофического уровня водоема широко используются показатели биогенной нагрузки на водоем (в первую очередь фосфора и азота), а так же показатели продуктивности фотосинтеза фитопланктона и содержания в нем хлорофилла (Соколова и др. 1981). При существующей пространственной неоднородности на озере Байкал, описанной в работе, невозможно выяснить используемыми методами контроля начинающееся ухудшение качества воды.

Для практического использования методов индексации трофического статуса (и качества воды) водоемов предпочтение отдают таким показателям которые при достаточной их надежности могут быть получены при наименьшей затрате человеческих усилий, т.е. инструментально автоматической регистрацией нужной информацией в водоеме. Более детальные синхронные измерения коэффициента ослабления (£•) и концентрации (Схл) выполняются в последнее время с помощью специального измерителя прозрачности, оснащенного автоматической кассетой батифотометров. Приведенные в работе (Голован и др., 1981), данные показали хорошую корреляцию между вертикальными профилями е и Схл. Таким образом, в настоящее время имеется возможности внедрения экспрессных оптических методов в исследовании биологических характеристик вод. Целесообразность и необходимость внедрения диктуется основными достоинствами этих методов - высокой оперативностью и наглядностью получаемых результатов, за которыми можно следить непосредственно в процессе измерения, в то время как рутинные биологические методы требуют более длительной лабораторной обработке собранных проб. Если проб позволяет проводить определения лишь в отдельных дискретных точках, разорванных во времени и пространстве, то большинство оптических методов дает возможность проведение непрерывных измерений и получить значительно больший объем информации.

Использование для этих целей статистических методов оценки явлений является относительно простым для создания математической модели процесса и нахождения оптимальных условий его практической реализации.

Общая методика наших исследований была построена по следующей схеме:

1. Обобщение результатов натуральных наблюдений сезонных и межгодовых вариации численности и биомассы фитопланктона, отражающих все особенности вертикальных профилей их распределения.

2. Нахождение корреляционной связи между коэффициентом ослабления (е) и концентрацией хлорофилла Схл и вывод аналитической зависимости прозрачности воды от биомассы фитопланктона.

3. Анализ изменения качества воды по микробиологическим показателям.

В главе 3 была установлена связь между коэффициентом ослабления и концентрацией хлорофилла (3.11). Учитывая, что минимальное значение е приходится на интервал длин волн 480-500 нм, что соответствует сине-голубой части спектра. Мы будем значения s, с учетом (3.10) рассчитывать по формуле: е = 0,106 +0,000315£ (4.3), где е- коэффициент ослабления света при Л= 500 нм, Б - биомасса фитопланктона (мг/м). Коэффициент ослабления (s) и прозрачность воды (0) связаны соотношением: fl = ln(J°/J) (4.4), е где J0 и J - интенсивность падающего и прошедшего расстояние в света, соответственно.

Для численной оценки воздействия фитопланктона на качество питьевой воды (формула 4.3) применялся метод математического моделирования, обеспечивающий возможность расчета биомассы по измерению прозрачности воды. Выражение (4.3) было получено на основе вычислительно-логических алгоритмов, позволяет подвергнуть всестороннему анализу не только количественные и качественные характеристики, но и дать заключения о характере взаимосвязей биомассы и прозрачности воды.

4.2. Влияние оседающего планктона на качество глубинных вод

Чистая питьевая вода - одна из главных составляющих здоровья чело

ТЛ и о вечества. В результате антропогенных воздействии источники воды во многих странах загрязнены тяжелыми металлами, пестицидами, гербицидами, диоксидами, патогенной микрофлорой и потеряли способность к самоочищению. Для очистки воды от опасных микробов используют хлорирование. Остаточный хлор и его производные не только делают воду не вкусной, но и являются одной из причин онкологических заболеваний (Жуковский и др., 1981).

Мировая тенденция снабжения водой в развитых странах состоит в том, чтобы водопроводную воду использовать преимущественно для сани-тарно - гигиенических целей, а для питья и приготовлении пищи приобретать расфасованную воду с гарантированным качеством и известным химическим составом.

Как было сказано в главе 1, байкальская вода обладает уникальными качествами и может быть использована как питьевая. Воду, предназначенную для употребления в пищу берут с глубинных слоев Байкала в течение всего года. Но если учитывать предложенную в главе 3 модель сезонного опускания фитопланктона, то прозрачность воды будет носить сезонный характер, максимальное значение которой будет наблюдаться в марте-апреле, а минимальная - июле-августе. Следовательно, если производить забор воды в эти летние месяцы, то вместе с чистой водой на поверхность будут подняты и частицы фитопланктона, при этом часть из них будет находиться в жизнеспособном состоянии (Вотинцев, Поповская, 1967). При попадании на них солнечных лучей, начнется процесс фотосинтеза, фитопланктон начнет развиваться и будет наблюдаться «цветение воды».

С другой стороны хорошо известно, что фитопланктон при отмирании способен вызывать замор, многие его продукты жизнедеятельности обладают токсическим действием. При нормальном развитии фитопланктон поглощает СО2 и N03 обогащает водоросли органическим веществом, восстанавливает формы азота и кислорода. Потребление С02 приводит к выравниванию рН среды в щелочную сторону, выделению Са в осадок, уменьшению жесткости воды, движению равновесия NH4+<->NH3 в сторону увеличения концентрации аммиака. Кислород окисляет выделившееся органическое вещество, физико-химическим путем приводит к накоплению в среде водорода. В условиях пониженной жесткости воды высокое значение рН аммиака и перекиси водорода выступают как два мощных токсина. Все перечисленные воздействия, которые создает фитопланктон при нормальном развитии, приводит к нарушению обмена веществ, и образованием большого количества микроорганизмов, что ухудшает качество воды. Следовательно, возникает необходимость в тщательном изучении влияния опускающегося планктона на качество откачиваемой воды.

Анализ формулы (3.2) показывает, что после освобождения озера из подо льда быстрее будут опускаться более тяжелые водоросли, такие как Cyclotella baicalensis. На глубине забора воды (420 м) они будут через 30 суток, но так как Cyclotella baicalensis не достигает высокой численности в поверхностных водах, то на глубине 420 м заметных изменений качества воды, связанных с опусканием этого вида фитопланктона, наблюдаться не будет.

Особенно резкие годовые колебания численности и биомассы, по данным работы (Поповская, 1991), свойственны Melosira baicalensis. Период максимального развития этого вида водорослей, совпадает с периодом вскрытия ледяного покрова озера. К этому времени происходит накопления этих видов фитопланктона подо льдом, фактически отсутствует рассредоточения водорослей в нижние горизонты (Поповская, 1977). Следовательно, больший вклад в изменение прозрачности в глубинных слоях дают именно эти водоросли.

Для того чтобы процесс оседания не сказывался на качестве питьевой воды, которую забирают из глубинных слоев озера, необходимо регулировать уровень забора воды в зависимости от изменения коэффициента ослабления (s) или прозрачности воды.

Очевидно, что в данной ситуации необходимо найти такое решение, которое было бы оптимальным и с точки зрения экономической целесообразности, и с точки зрения поддержания качества получаемой воды на допустимом уровне в соответствии с действующим ГОСТ 2874 - 73 «Вода питьевая».

Следовательно, для того чтобы избегать попадания оседающего планктона в откачиваемую воду в июле-августе месяце необходимо менять уровень забора воды в соответствии со скоростью опускания водорослей. Как показывает анализ многолетних наблюдений, сделанный по данным из работ Поповской Г.И. и Кожовой О.М. (Поповская, 1977; 1991; Кожова,1987). Основу численности и биомассы в глубоководном фитопланктоне составляет Melosira baicalensis , ее численность составляет 73,64 %, а биомасса варьировалась в пределах от 87,63 % до 95,23 % от общей численности и биомассы водорослей. Учитывая гравитационное опускание водорослей (3.2) и скорость вертикального водообмена, скорость опускающегося фитопланк

2 2 тона будет лежать в пределах от 2,24 10" до 3,06 10" см /с. Для иллюстрации сказанного на рис.28 представлено вертикальное распределение Melosira. baicalensis в июле и августе 1988 г, где хорошо прослеживается опускание этого вида водорослей, и можно посчитать скорость оседания фитопланктона, которая составляет 2,9 10" см/с, то есть находится внутри рассчитанного нами интервала скоростей.

На основании натуральных наблюдений (Шишмарева,1993), можно сделать вывод, что сезонная динамика общей численности бактерий на 50 % определяется изменчивостью хлорофилла "а", а численность гетеротрофных бактерий полностью обусловлена изменением хлорофилла "а", а следовательно биомассой фитопланктона. Проведенный нами статистический анализ имеющихся литературных данных показал (Верхозина, Парфенова, 1983; Верхозина и др.,1999; Шишмарева и др, 1993), что численность бактерий составляет 30-50% от численности глубоководного фитопланктона. По данным ЛИН СО РАН в глубинной воде озера Байкал (глубиной ниже 100 м)

Число

Рис.28 Распределение численности M.baicalensis по глубине в июле (а) и августе (б) 1988 г. по всей акватории озера микробное число составляет 100 бактерий в 1 мл, т.е. высокое качество воды (Жуковский, 1981), но опускающейся фитопланктон, разлагаясь, влечет за собой взрыв численности бактерий. Существует системный эколго - микробиологический и санитарно - бактериологический подход к оценке потребительских свойств воды ( Дрюккер и др., 1986; Щетинина и др. 2000).

На основании выше изложенного исследования методику оценки качества воды, можно сформулировать следующим образом:

- на первом уровне измеряется прозрачность воды и определяется биомасса фитопланктона;

- на втором уровне выбираются показатели, характеризующие микробиологическое (по составу бактерий) состояние воды;

- на третьем уровне (по мере необходимости) производится полная оценка качества воды.

Такой метод дает возможность изучить большее число факторов влияющих на качество глубинных вод, отличительными особенностями которого являются:

- применение в схеме водозабора прозрачномера;

- определение биомассы водорослей по прозрачности воды. Использования разработанной технологии позволяет определить качество воды на заданном горизонте в данный момент времени. Исследования автора показали возможность реализации данной технологии для получения качественной питьевой воды. Достоинством данного способа является его простота.

Таким образом, практические рекомендации для предприятий, организующих забор глубинной байкальской воды, сводятся к следующему:

1. Необходим независимый мониторинг продуктивности фитопланктона в поверхностных водах Байкала для прогнозирования изменения качества глубинных вод. Если биомасса весеннего фитопланктона превышает 500 мг/м3, то через некоторое время с момента вскрытия ледяного покрова, возможны изменения качества воды на глубине забора. 2. Для учета количества фитопланктона на горизонтах забора, необходимо измерять прозрачность воды на этом горизонте, которая связана с биомассой фитопланктона соотношением: =!

ОД 06 +0,000315£

3. В высоко урожайные по фитопланктону годы, если технически возможно, то необходимо регулировать уровень забора воды. Если такой возможности нет, то при заборе воды во время прохождения фитопланктона через горизонт забора полученную воду подвергать дополнительной очистке, например, с использованием ультрафиолетового излучения (Потап-ченко, Савчук, 1991).

В настоящей работе предложено уравнение, и показано его применение для описания гидродинамических свойств озера Байкал. Использовались статистические критерии, с помощью которых можно оценить максимальное и минимальное значение численности и биомассы фитопланктона в озере на выбранных горизонтах.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кузьмина, Татьяна Витальевна, 2003 год

1. Как отмечалось выше при разработке схемы забора питьевой воды необходимо изучить различные факторы, например, такие как межгодовые и сезонные изменения химического и биологического состава воды.

2. Таким образом, было выполнено исследование с целью изучения основных факторов, вызывающих изменения качества глубинных вод. В качестве объекта исследования был выбран Северный Байкал.

3. Данная методика может быть использована водохозяйственными и контролирующими природоохранными органами и организациями при проектировании водозаборных сооружений на Байкале.

4. Рис.29 Схема водозабора на Северном Байкалекомплексную оценку воздействия опускающегося фитопланктона на качество воды и получить исходные данные для разработки комплексной схемы водозабора.

5. Получена эмпирическая зависимость между биомассой опускающихся водорослей и прозрачностью воды.

6. Учитывая влияния сезонных колебаний численности фитопланктона на качество воды, даны практические рекомендации для предприятий, организующих забор глубинной байкальской воды.

7. Обоснована схема водозабора глубинной байкальской воды в Северном Байкале, позволяющая стабилизировать качество забираемой воды и получить экономический эффект в размере 38 млн. руб.1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

8. В диссертационной работе изложены результаты исследования, позволяющие определить влияние гидродинамических процессов на сезонную и межгодовую динамику фитопланктона озера Байкал и качество глубинных вод этого озера.

9. В данной работе установлено, что прозрачность глубинных байкальских вод находится в сезонной зависимости и напрямую связана с продуктивностью крупного фитопланктона в поверхностных слоях озера, что сказывается на качестве глубинных вод.

10. Основные научно-практические результаты выполненных исследований сводятся к следующему:

11. Получена эмпирическая зависимость скорости оседания фитопланктона различных линейных размеров. Дано новое объяснение сезонной динамики биомассы крупного фитопланктона.

12. Выполнен анализ наблюдаемых особенностей распределения фито- и бак-терио планктона экосистемы озера Байкал и дана количественная оценка масштабов их распределения.

13. Установлена связь межгодовых вариаций численности и биомассы крупного фитопланктона Байкала с климатической изменчивостью, учитывающая гидродинамические особенности глубокого рифтового озера.

14. Выявлены закономерности изменения прозрачности воды и даны практические рекомендации для предприятий производящих забор глубинной байкальской воды.

15. Предложена эффективная технологическая схема забора питьевой воды на Северном Байкале, в которой учтены сезонные изменения прозрачности глубинных вод.

16. Айнбунд М.М. Течения и внутренний водообмен в озере Байкал. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. - 248 с.

17. Акопян М.А., Демин Ю.А. Численное моделирование течений озера Севан. // Метеорология и гидрогеология. 1982. № 8. - С. 68-74.

18. Антипова Н.А. О колебании численности видов мелозиры в планктоне озера Байкала // Труды гидробиолог, общества 1963.- Т. 13. - С. 235-242.

19. Антипова Н.Л., Конав Н.М. Материалы по сезонным и годовым колебаниям руководящих форм фитопланктона оз. Байкал. // Известия биол. геогр. ин-таприИГУ, 1965.-Т. 18.-Вып. 1-2.-С. 196-197.

20. Астроханцев Г.П. Исследование моделирования круглогодичной циркуляции глубоких озер // ДАН СССР, 1987, Т. 296. - С. 1351- 1354.

21. Ащепкова Л.Я., Кожова О.М. Прогноз динамики фитопланктона на Байкале. В кн.: Приемы прогнозирования экологических систем. - Новосибирск: Наука, 1985. - С. 29-56.

22. Ащепкова Л.Я., Кожова О.М., Менщуткин В.К. Модель сезонной динамики планктонного сообщества оз. Байкал. В кн.: Модели природных систем. Новосибирск: Наука, 1985. - С. 29-56.

23. Ащепкова Л.Я., Кузьмина А.Е., Мамонтова Л.М. и др. Использование долговременных рядов наблюдений для прогнозировании изменчивости пела-гиали Байкала. В кн.: Прогнозирование экологических процессов. Новосибирск: Наука СО АН СССР 1986. - С. 141-147.

24. Безруков Л.Б., Буднев Н.М., Гальперин М.Д. и др. О свечении в глубинных водах Байкала. //ДАН 1984. Т. 277.- №5. - С. 1240-1244.

25. Брусиловский П.М., Кожова О.М. О происхождении колебаний байкальского планктона. В кн.: Совершенствование регионального мониторинга состояния озера Байкал. Л.: Гидрометеоиздат, 1985. - С. 271-278.

26. Брусиловский П.М., Кожова О.М. Система для предсказания коллективом предикторов наступления очередного мелозирного года в Южном Байкале. В сб.: Региональный мониторинг состояния озера Байкал. Д.: Гидрометеоиздат, 1987. - С. 256-270.

27. Бульон В.В. Первичная продукция внутренних водоемов. JL: Наука, 1983.- 150 с.

28. Верболов В.И. Перенос вод и структура в прибрежной зоне Южного Байкала. В кн.: Течение и диффузия вод Байкала. /Тр. Лимнол. инст. АН СССР.- Л.: Наука 1970.- Т.14(34). С. 45-47.

29. Верболов В.И., Сокольников В.М., Шишмарев М.Н. Гидрометерологиче-скиий режим и тепловой баланс оз. Байкал. Л.:Наука,1975. -373с.

30. Верболов В.И. Течения в Байкале. Новосибирск: Наука, 1977. - 160с

31. Верболов В.И. Динамика вод. В кн.: Проблемы Байкала. - Новосибирск: Наука, 1978. - С. 87-102.

32. Верболов В.И., Руденко А.И. Течения и их сезонный режим. В кн.: Лимнология Северного Байкала. Новосибирск: Наука, 1976.-С. 34-43.

33. Верболов В.И., Журбаев В.Л., Карабашев Г.С. и др. Трассерные эксперименты с красителем в режиме квазипостоянного источника. В кн.: Течение Байкала. Новосибирск : Наука, 1977.- С. 129-133.

34. Верещагин Г.Ю. Байкал. Иркутск: ОГИз, 1947. - 170 с.

35. Верхозина В.А., Парфенова В.В. Микроорганизмы круговорота и фосфора. В кн. Экология Южного Байкала. Иркутск, 1983. - С.84-103.

36. Верхозина В.А. Микроорганизация круговорота азота в воде Байкала. В кн.: Экологические аспекты водной микробиологии. Новосибирск, 1984. -С.10-18.

37. Верхозина В.А., Куснер Ю.С., Сафарова В.А., Судакова Н.Д. Мелкомасштабная турбулентность и пэтчинг бактериопланктона. // ДАН СССР 1988. -Т. 301.-№6.-С. 1508-1512.

38. Верхозина В.А., Куснер Ю.С. Специфика цикла азота в гидродинамических условиях озера Байкал. // Тез. док. IV международ, конф. Динамика и термика рек, водохранилищ и окраинных морей. Т. 1. - М.: ИБП РАН, 1994. - С. 50-53.

39. Верхозина В.А., Куснер Ю.С., Лазо Ф.Н. и др. Интерпретация результатов палеолимнологических исследований донных осадков озера Байкал. // Геология и геофизика, 1996. Т.37. - № 12. - С. 93-97.

40. Верхозина В.А., Куснер Ю.С., Павлова (Кузьмина) Т.В., Потемкин В.Л. Проявление климатической изменчивости в периодичности урожайности планктона озера Байкал. ДАН. 2000.-Том 374,- №2. - С.252-254.

41. Верхозина В.А. Формирование качества пресных вод крупнейших рифто-вых озер мира и их рациональное использование. Автор., дисс. соиск. . док. технических, наук. Иркутск,2002. - 42 с.

42. Ветров В.А., Декин С.А. Изучение распространения примеси с помощью радиоактивного индикатора. В кн.: Течение Байкала. Новосибирск: Наука, 1977.- С. 133 - 142.

43. Вотинцев К.К. Гидрохимия озера Байкал. Тр. Лим. ст. АН СССР. -1961. -311с.

44. Вотинцев К.К. Гидродинамические условия в глубинной области оз. Байкал. В кн.: Лимнологические исследования Байкала и некоторых озер Монголии. - М.: Наука, 1965. - С. 71-115.

45. Вотинцев К.К. О распространении вод р. Селенги в оз. Байкал в летне-осенний период. // ДАН СССР, 1968. Т.131. - № 3. - С. 620-623.

46. Вотинцев К.К. Гидрохимия. В кн.: Проблемы Байкала. /Тр. лим. ин-та Т. 16 (36). - Новосибирск, 1978. - С. 124-146.

47. Вотинцев К.К. Гидрохимические исследования Байкала, рек и озер его Бассейна. В кн.: Проблемы экологии Прибайкалья. Иркутск, 1979. - С. 124-148.

48. Вотинцев К.К., Глазунов Н.В., Толмачева А.П. Гидрохимия рек Бассейна озера Байкал. М.: Наука, 1965. - 1195 с.

49. Вотинцев К.К., Мизандронцев И.Б. О проекте стандарта показателя качества вод озера Байкал. В кн.: Круговорот вещества и энергии в водоемах. -Иркутск, 1981.-С. 26-28.

50. Вотинцев К.К., Поповская Г.И. О состояние Melosira baicalensis (К. Weyer) Wisl, опустившийся на глубины Байкала. // ДАН 1964. Т. 155. -№3. - С. 603-605

51. Вотинцев К.К., Поповская Г.И. Продукция байкальских перидиней. // ДАН СССР, 1967.-Т. 172.-№5.-С. 1193-1196.

52. Вотинцев К.К., Поповская Г.И. Особенности биотического круговорота в озере Байкал. //ДАН., 1974.- Том 216.- № 3.- С. 666-670.

53. Вотинцев К.К., Мерщеракова А.И., Поповская Г.И. Круговорот органического вещества в озере Байкал. Новосибирск, 1975. - 188 с

54. Вотинцев К.К., Верхозина В.А., Куснер Ю.С., Поповская Г.И. и др. Вертикальный обмен и биологическая продуктивность озера Байкал. Тез. док. // Динамика и термика рек, водохранилищ, внутренних и окраинных морей. М.: 1994. - Том 1.- С. 57-59.

55. Винберг Г.Г. Основные направления биотического баланса озер. В сб.: Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. М.: Наука, 1967. -С. 130-140.

56. Выхристюк JI.A. Органическое вещество донных осадков Байкала. Новосибирск: Наука, 1980. - 80 с.

57. Галазий И.И. Байкал в вопросах и ответах. Иркутск, 1984. - с.340

58. Галазий Г.И. Рациональное использование и охрана Природных ресурсов озера Байкал. В кн.: Проблемы экологии Прибайкалья. Иркутск, 1988. -С. 275-294.

59. Голован А.И., Михайлов Э. А., Старков К.А. и др. Гидрооптический зондирующий комплекс с устройством для отбора проб воды. В кн.: Автоматизация научных исследований морей и океанов. Севостополь,1981.-С.34-40.

60. Дрюккер В.В., Верхозина В.А., Спиглазов Л.П. и др. Современное состояние оз. Байкал и оценка качества воды по микробиологическим показателям. Материалы Симпозиума стран- членов СЭВ по комплексным методам контроля природной среды. М., 1986. - С.48.

61. Жуковский В.Н., Оксинок О.П., Олейник Г.П., Кошелев С.И. Принципы и опыт, построения экологической классификации качества поверхностных вод суши. // Гидробиологический журнал. 1981. -Т. 12.- №2.- С.39-49.

62. Забелина М.М., Киселев Н.А., и др. Определитель пресно водных водорослей СССР. Вып.4. Диатомовые водоросли - М.: Советская наука, 1951.- 856 с.

63. Ивахенко А.Г. Индуктивный метод самоорганизации моделей сложных систем. Киев: Наукова думка, 1982. - 296 с.

64. Изместьева Л.Р., Кожова О.М., Михеева Т.М. и др. Мониторинг фитопланктона. Новосибирск: Наука, 1992. - 490 с.

65. Китаев С.П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М: Наука, 1984. - 207с.

66. Кисилев И.А. Планктон морей и континентальных водоемов в 2-х т. Т. 1. Вводные и общие вопросы планктонологии. Л.: Наука. -1969.-659 с.

67. Колмогоров А.Н., Петровский Н.Г., Пискунов Н.С. Исследование уравнения диффузии, соединенной с возрастанием количества вещества, и его применение к одной биологической проблеме. М.: 1981. - 21с.

68. Кожов М.М. Биология озера Байкал. М.: АН СССР, 1962. - 313 с.

69. Кожов М.М. Очерки по Байкаловедению. Иркутск, 1972. - 239 с

70. Кожова О.М. Результаты гидробиологического мониторинга. В кн.: Состояние сообществ Южного Байкала. - Иркутск: Изд. Ир. Ун-та, 1982. - С. 150-156.

71. Кожова О.М. Введение в гидробиологию. Красноярск: КГУ, 1987. - 243 с

72. Кожова О.М., Бейм A.M. Экологический мониторинг Байкала. М.: Экология, 1993. -351 с.

73. Кожова О.М., Брусиловский П.М., Герускович Д.А. Современное состояние прогнозирования элементов в экосистеме озера Байкал. В кн. Круговорот вещества и энергии в водоемах. Вып 1. - Иркутск, 1981. - С. 19-21.

74. Кожова О.М., Иваненко А.Г., Ярошенко В.А. и др. Прогнозирование биомассы мелозиры в оз. Байкал по алгоритмам самоорганизации. В. кн.: Математические модели для прогнозирования и управления качества вод. -Киев, 1973. С. 8-22.

75. Кожова О.М., Паутова В.Н., Изместьева JI.P. и др. Хлорофилл «а» в воде оз. Байкал. // Гидробиология, 1984. Т. 10. - №6. - С. 42-49.

76. Кожова О.М., Паутова В.М., Трямкина Н.Ф. О соотношение прозрачности воды и концентрации фитопланктона. Новосибирск: Наука, 1986. -214 с.

77. Кожова О.М., Павлов Б.К. и др., Изменение видового состава фитопланктона южного Байкала в период с 30-х до конца 90-х гг. и тенденция его перестройки. В кн.: Проблемы экологии. Иркутск, 1999. - 4.2. -С.34-44.

78. Кротенко К.А., Сухов A.JI. Экспериментальные исследования процессов турбулентной диффузии в Южном и Среднем Байкале. В сб.: Гидрофизика и гидрология водоемов. Новосибирск, 1991. - С. 30-36.

79. Ксенофонтов А.С., Лозавицкий И.Д. Расчет параметра турбулентности в приповерхностном слое оз. Байкал. В сб.: Гидрофизика и гидрология водоемов. Новосибирск, 1991. - С. 17-23.

80. Кузьмина Т.В. Изотропная турбулентность, как пример степенного распределения. Вестник Чит. ГТУ 1999. -Вып. 12. - С.

81. Кузьмина Т.В. Оценка длины рассеяния света в глубинных водах Байкала по данным гидробиологических наблюдений. // Читинский государственный технический университет. Чита, деп. в ВНИНТИ 09.04.99 №1101 -В99. - 19 с.

82. Кузьмина Т.В. Рассеяние света глубинными водами Байкал // Вестник Чит ГТУ.- Вып 13,Чита 1999.- С. 55-65.

83. Кузьмина Т.В. Оценка качества глубинных вод Байкала по гидробиологическим показателям. // Тез. док. 2-ая межд. нар кон. "Забайкалье на пути к устойчивому развитию экологии, ресурсы, управления" Чита 23-25 мая 2002. С.77-78.

84. Кузьмина Т.В. Влияние гидродинамики Байкала на сезонное и межгодовое распределение планктона. // Тез.док. Меж. регион, конф.» Энергетика в современном мире», Чита, 25-23 сентября,2001.- С.182-184.

85. Кузьмина Т.В. Оценка гидродинамических параметров по распределению планктона.// Тез док. Меж. нар. кон. « Технические науки, технология, экономика». Чита, 23-25 октября 2001. Часть 2.- С. 39-44.

86. Кукумбаева JI.A. Фитопланктон оз. Иссык-Куль. Фрунзе, 1982. - 107 с.

87. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1988.- 376 с.

88. Лунд Д.В. Значение турбулентности вод в периодичности развития некоторых пресноводных видов Мелозиры (водоросли) // Ботанический журнал, 1986, Т. 51 -№ 2.- С. 176-178.

89. Лут Б.Ф. Геоморфология Прибайкалья и впадин озера Байкал. Новосибирск: Наука, 1978. - Т. 26 (46). - 211 с.

90. Макрушин А.В. Биоиндикация загрязнения внутренних водоемов. В кн.: Биологические методы оценки природной среды. М.: Наука, 1978. -С.123-138.

91. Максимов Э.А., Максимов В.Н. Микробиология вод Байкала. Иркутск. 1989.- 168 с.

92. Маузер И.И., Молдованов И.О., Шишов В.Н. Инженерная экология Том 2.-М., Высшая школа.-1996.- 665с.

93. Мещерякова А.И. Верболова Н.В. Первичная продукция и динамика биогенных элементов в пелагиали оз. Байкал. В кн.: Круговорот вещества и энергии в водоемах. Иркутск , 1981. - С. 75-79.

94. Николаев И.И. Определения качества вод озер по гидробиологическим показателям. В кн.: Научные основы контроля качества вод по гидробиологическим показателям. Тр сов-англ. семинара) - М. Гидрометоеиздат -1981. -С.43-58.

95. Павлов Б.К. Байкал объект составляющий основу национального богатства страны. В кн.: Проблемы экологии. -Новосибирск, 1992,- Том 2. - С.6-11.

96. Павлова (Кузьмина) Т.В. Связь между биомассой фитопланктона и прозрачностью воды оз. Байкал. Вестник Чит. полит, ин-та. - Чита 1996. -Вып За. - С. 96-101.

97. Поповская Г.И. Фитопланктон Байкала и его создание автохонного органического вещества. // В сб.: Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. М.: Наука, 1967. - С. 216-223.

98. Поповская Г.И. О фитопланктоне пелагиали Байкала. В кн.: Круговорот вещества и энергии в озерных водоемах. - Новосибирск, 1975. - С. 16-20.

99. Поповская Г.И. Вертикальное распределение фитопланктона пелагиали оз. Байкал. Тез. докл.: III съезд .Всесоюзн. гидробиол. о-ва, Рига, 1976. -Т.З.-С. 170-172.

100. Поповская Г.И. Динамика фитопланктона пелагиали (1964-1974). В кн.: Биологическая продуктивность пелагиали Байкала и ее изменчивость. -Новосибирск, 1977. - С. 5-39.

101. Поповская Г.И. Фитопланктон. В кн.: Проблемы Байкала, Новосибирск: Наука, 1978.-С. 158-180.

102. Поповская Г.И. Годовые изменения фитопланктона. -Тр. Лимнол. ин-та СО АН СССР, 1979 в 39-и т. Т 12. - С. 158-169.

103. Поповская Г.И. Многолетние изменения доминантных видов диатомовых водорослей в пелагиали Южного Байкала. В кн.: Проблемы экологии Прибайкалья. Иркутск, 1979. - С.100-101.

104. Поповская Г.И. Фитопланктон глубочайшего озера мира. В кн.: Морской и пресноводный планктон. Л., -ЗИН АН СССР 1987. - С. 101-106.

105. Поповская Г.И. Фито- и пикопланктон ультронаннопланктон оз. Байкал. В кн.: Проблемы экономики Прибайкалья. Иркутск, 1988. - С. 122-124.

106. Поповская Г.И. Фитопланктон озера Байкал и данные многолетних изменений. Автореф. дисс. соиск. . док. биол. наук. - Новосибирск: Центральный ботанический сад, 1991. - 32 с.

107. Поповская Г.И. Кукумбаева А.Л. Особенности развития фитопланктона двух крупнейших озер Советского Союза. В кн.: Круговорот вещества и энергии в водоемах. Иркутск, 1981.- С. 116-118.

108. Поповская Г.И., Пастухов В.Д., Куснер Ю.С., Пастухов М.В. Многолетняя изменчивость диатомового планктона и биомассы фито- и пикопланк-тона.// ДАН.1999.

109. Поповская Г.И., Скабичевский А.П. О распределении донной растительности Байкала. //ДАН 1968. Т. 181. - №3. - С. 723-726

110. Потапченко К.Г., Савчук О.С. Использование УФ излучения в практике обеззараживания воды.// Химия и технология. 1991.-Т. 13.-№12.

111. Россолимо Л.Л. Температурный режим озера Байкал. Тр. Байк. лимн. ст. - АН СССР, 1957. - Т. 16. - 342 с.

112. Россолимо Л.Л. Байкал. Иркутск: B.C. кн. из., 1971. - 175 с.

113. Сивинов В.М. Вертикальное движение воды и первичной продукции фитопланктона центральной части Берингова моря: Тез. док. III съезда советских океанологов. Секция Биология океана. Ч. 3. - Л., 1987. - С. 72-73.

114. Сивинов М.С., Иванченко. Сезонные изменения фитопланктона сообщества в прибрежных апвеллингах северной половины Индийского океана:

115. Тез. док. Ill съезда советских океанологов. Секция Биология океана. Ч. 3. -Л., 1987.-С. 73-75.

116. Скабичевский А.П. Планктонные диатомовые водоросли пресных вод СССР. М.: из. МГУ,1960. - 349 с.

117. Сокольников В.М. Течение и водообмен в Байкале. В кн.: Элементы гидрометеорологического режима озера Байкал. - М.-Л.: Наука, 1964. - С. 5-22.

118. Степанов В.Н. Мировой океан. Динамика и свойства вод. М.: Знание, 1974.- 178 с.

119. Сутурин А.Н. Вода Байкала: качество и перспективы использования. // Исток, Иркутск, 1999. №1-2. - С. 3.

120. Тарасова Е.Н., Мещерякова А.И. Современное состояние гидрохимического режима озера Байкал. Новосибирск: Наука, 1992. - 142 с.

121. Толмачев В.А. Кислород глубинных вод озера Байкал.//ДАН СССР. Вып 113.-С.395-398.

122. Трубников Б.А. Закон распределения конкурентов. // Природа, 1993. -№11.-С. 3-13.

123. Трубникова О., Куснер Ю.С., Трубников Б.А. Закон распределения конкурентов по массам. // Наука и жизнь, 1992. №7. - С. 116-118.

124. Филатов Н.Н. Гидродинамика озер. Санкт- Петербург: Наука, 1991 -196 с.

125. Шепли X. Изменение климата. Пер. с англ. 1958.- С. 259-261.

126. Шерстянкин П.П. Динамика вод селенгинского мелководья в начале лета по данным распределения оптических характеристик и температуры воды. Тр.ЛИНа, 1964.-Т.5 (25). - С. 29-37.

127. Шерстянкин П.П. О спектрах турбулентности на Байкале. В кн.: Проблемы экологии. Новосибирск, 1992,- Том 2. - С.6-11.

128. ПЗ.Шимарев М.Н. Тепловой режим. В кн.: Проблемы Байкала, Новосибирск: Наука, 1978. - С. 102-107.

129. Шишмарева С.В. Взаимосвязь продукционных и деструкционных процессов в Иркутском водохранилище. В кн.: Оценка продуктивности фитопланктона. Новосибирск,!993.-С.96-103.

130. Щетинана Е.В., Максимов В.В, Крайковская и др. Микробиологические критерии оценки состояния вод Байкала в акваториях активного антропогенного воздействия. В кн.: Проблемы экологии. Иркутск. 2000. - С. 120122.

131. Abbott M.R. and Zion P.M. Satellite observations of phytoplankton variability during an upwelling event. Cont. Shelf. 1985. Res.4. - P. 661-679.

132. Baikal Currents. Ed. by A.N. Afanasiev and V.I. Verbolov. Novosibirsk: Nauka.-P. 129-156.

133. Beim A.M., Verkhozina V.A., Kusner Yu.S., Makuhin V.L.et al. The genesis of the chlororganic compounds on lace Baikal. 7 International Conference on Lakes conservation and management. Argentina. 1997. Lacar v. 1. - РР/ 12681275.

134. Belolaptirov I. B. , Bezrukov L. B., Borisovets B. A. et. al. The lake Baikal deep underwater detector. Nucl. Phys. В (Proc. Suppl.) 1 19. 1991. - P. 388 -395.

135. Bendut J.S. and Pierson A.G. Random Data: Analysis and Measurement Procedures. Wileg interscience, New York, 1980.- 407 p.

136. Bratkovich A. The use of plankton organism distribution as in indicator of physical variability in Marine environment. // Ocean physics group center for Earth Sciences university of Southern California. Los Angels. CA 9000089 -7041. March 1987.

137. Cullen J., Stewart E., Renger E. et al., Vertical motion of the thermocline ni-tracline and chlorophyll maximum lagers in relation to currents on the southern California shelf. // Jour. Mar. 1983. Res. 41. - P. 239-269.

138. Data book of World Lake environments. International Lake Environment Committee UNEP, Otsu, P. 1987-1980.

139. Demann K.L., Okybo A, Piatt T. J.Mar. - Res. 1976. - Voi.34.1 2. - P. 593 -601.

140. Diekey T.D. and Simpson J.J. The influence of optical water type on the diurnal response of the upper ocean .1983. Tellus 35 B. - P. 142-154.

141. Duthie H. C. and Stout V. M. Phytoplankton periodicity of the Waitaki Lakes, New Zealand. Hydrobiologia, 1986. - V.138. - P.221-236

142. Falkner K.K., Measures C., Herbelin S. E., Edmond J.M. and Weiss R.F. The major and minor element geochemistry of Lake Baikal. // Limnology and Oceanography, 1991,- Vol.36., '3.- P. 413-423.

143. Fritz R. Die Sinkgeschwindig keit einiger Phytoplanktonorganismen. Internet. Rev. Ges Hydrobiol. Und Hydrogr.,1935 .- 32- 6. S. 424-431.

144. Houghton and Marra. Physical /biological structure and exchange carouse the thermocline shelf / slope front in the New York Bight. // Jour. Geophys. 1983. -Res. 88.-P. 4467-4481.

145. Harris. G. Time series analysis of water quality data from Lake Ontario implication for the measurement of water quality in lards and small lace // Freshwater Bioloqy.1987. №18 -.P.389-405.

146. Hutchinson G.E. A Treatise on Limnology. John Wilier and Sons, London, 1957.- 1015 p.

147. Kozhova O.M. Phytoplankton of Lake Baikal. Arch. Hydrobiol. Beih. Er-gebn. Limnol. 1987. - V.52. - P. 19-73.

148. Lund J.W.G. The Periodicity of Melosira islandica О Mull, in Creat Stave Lake. // J. Fish. Res. Bd. Canada, 1962. V.19, №3. - P. 501-504.

149. Lund J.W. G. Buoyancy in relation to the ecology of the freshwater phyto-plankton -Br.phycol. Bull, 1959 - v.7. - p. 271-274.

150. Lund J.W.G. The Periodicity of Melosira islandica O.Mull in Great Slave Lake. J. Fish Res. Bd.Canada, 1962. - V.19. - '3. - P. 501-504.

151. Macan T.T. Biological studies of the English Lakes. London: Longman Group Ltd., 1970. - 260 p.

152. Mazepova B.F. The role of copepods, in the Baikal ecosystem. // J. of Marine Systems, 1998. V.15. - P. 113 - 120.

153. Millard S.P. , Yearsley J.R. and lettenmaier D.P. Space-Time Correlation and Yts Effect on Methods for Detecting Aguatic Ecjloyicul Change. // J. Fish. Aguat. Sci. 1985. Vol. 42- P.1391-1400.

154. Piatt T. Deep -sue. Res., 1972. Vol.19. №13,- P.183-185.

155. Schuette G. and Schrader H. Diatoms in surface sediments: a reflection of Coastal upwelling. In F.A. Richards, Ed. Coastal upwelling, American Goo-physical union, Washington, 1980. P. 372-380.

156. Smith R.C. and Baker K.S. The bio- optical state of ocean waters and remote sensing. -Limnol. Oceanogr.1978. V.23 (2). - D. 247-259.

157. Smith R.C., and Baker KS Optical classification of natural waters. Bid, D. 260-267.

158. Steele J.H. The Structure of Marine Ecosystems. Harvard Univ. Press, Cambridge, Massachusetts, 1976. 128 p.

159. Tailing J.F. The seasonality of phytoplankton in African Lakes. //Hydrobiologia. 1986. V.138. - P.139-160.

160. Verescagin G.J. Some problems of the Lace Baikal inverstiqutions. // Verh. Int. Ver. Limnol. 1937.- v.8.- P. 189-207.

161. Verhozina V.A., Kusner Ju.S., Savarova V.A. and SydakovaN.D. Small-scale turbulence and patching of bacteriopankton in Lake Baikal. Doclady Biological Science. - January 1989. Plenum Publish. Corp.- P. 410 - 413.

162. Verhozina V.A., Kusner Yu.S., et. al. Stability principle and mathematical modeling Lake Baikal Ecosystem.// Jnternation cartographic congress «Jnter-Carto 2: CIS for Environmental studies mapping».- Irkutsk, June, 1996.- P.143-147.

163. Verhozina V.A., Kozhova O.M., Kusner Yu.S. Hydrodynamics as a limiting factor in Lake Baikal ecosystem. Aquatic Ecosystem Health and Management Society.-2000,V.3 .- PP.203-210.

164. Weiss R.F., Carmack E.C. and Koropalov V.M. Deep-Water renewal and biological production in Lake Baikal. // Nature, 1991.- v.349.- P. 615-669

165. Winaht C.D. Dowhwelling over the southern California shelf. // Jour.Phys. ocean. 1980. №10. - P. 791-799.

166. Watunable M., Hurashima A. Ecol. Modelling. -1986. Vol. 31, 1 114. -P.175-183.1. Утверждаю»