Морской гидрофизический журнал. 2019; 35: 16-36
Лабораторные исследования основного компонентного состава гипергалинных озер
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-1-16-36Аннотация
Введение. Важной гидрохимической характеристикой соленого водоема является компонентный состав вод. Он играет важную роль в формировании условий функционирования экосистемы. Его необходимо учитывать при определении солености воды, поскольку измерение солености стандартным океанологическим оборудованием по электропроводности в водах с соотношением ионов, отличным от океанического, приводит к большим ошибкам.
Материалы и методы. Описаны аналитические методы лабораторного определения концентрации хлоридов, сульфатов, кальция, магния, общего растворенного неорганического углерода с помощью потенциометрического титрования, а содержания калия – гравиметрическим способом, адаптированные для гипергалинных вод с отличным от океанического ионно-солевым составом. Ошибка методов (относительное отклонение) измерения основных компонентов составила не более 1,7% для галогенов, 4% для сульфатов, 1,5% для карбонат-ионов, 0,7% для гидрокарбонат-ионов, 4% для ионов кальция, 3,2% для магния, 1,3% для калия.
Анализ результатов. Получены компоненты основного химического состава гипергалинных водоемов: Аральского и Мертвого морей, озера Урмия. Определена соленость этих водоемов, выраженная суммарным количеством основных ионов.
Обсуждение и заключение. Исследуемые водоемы представляют собой бессточные озера, характеризующиеся высокой минерализацией вод, которая во много раз превышает минерализацию океанической воды. Соотношения основных ионов в исследуемых источниках значительно различаются между водоемами и отличаются от аналогичных соотношений в Мировом океане.
Список литературы
1. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 7 : Аральское море. / С. Л. Арипов [и др.]; под ред. В. Н. Бортника, С. П. Чистяевой. Л. : Гидрометеоиздат, 1990. 196 с. (Проект «Моря СССР»).
2. Большое Аральское море в начале XXI века. Физика, биология, химия / П. О. Завьялов [и др.]. М. : Наука, 2012. 229 с.
3. KrumgalzB. S., Millero F. J. Physico-chemical study of Dead Sea waters: II. Density measurements and equation of state of Dead Sea waters at 1atm // Marine Chemistry. 1982. Vol. 11, iss. 5. P. 477–492. https://doi.org/10.1016/0304-4203(82)90012-3
4. Alipour S. Hydrogeochemistry of seasonal variation of Urmia Salt Lake, Iran // Saline Systems. 2006. Vol. 2. Articleno. 9. 19 p. https://doi.org/10.1186/1746-1448-2-9
5. Environmental impacts of desalination on the ecology of Lake Urmia / A. Karbassi [et al.] // Journal of Great Lakes Research. 2010. Vol. 36, iss. 3. P. 419–424. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2010.06.004
6. Millero F. J. Chemical Oceanography. Boca Raton : CRC Press, 2013, 591 p. URL: http://b-ok.xyz/ireader/2571941 (date of access: 10.12.2018).
7. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale / F. J. Millero [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2008. Vol. 55, iss. 1. P. 50–72. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2007.10.001
8. Kremling K. Determination of the major constituents // Methods of Seawater Analysis / Eds. Prof. Dr. K. Grasshoff, Dr. K. Kremling, Dr. M. Ehrhardt. Weinheim : WILEY-VCH, 2007. Chapter 11. P. 229–251. https://doi.org/10.1002/9783527613984.ch11
9. Culkin F., Cox R. A. Sodium, potassium, magnesium, calcium and strontium in seawater // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. 1966. Vol. 13, iss. 5. P. 789−804. https://doi.org/10.1016/0011-7471(76)90905-010
10. BruttelP. Complexometric (Chelometric) Titrations : monograph / Revised by I. Kalkman, L. Meier. Herisau, Switzerland : Metrohm AG, 2016. 100 p.
11. Present state of the Aral Sea: diverging physical and biological characteristics of the residual basins / A. S. Izhitskiy [et al.] // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. Article number 23906 (2016). 9 p. https://doi.org/10.1038/srep23906
12. Румянцев В. А., Драбкова В. Г., Измайлова А. В. Великие озера мира. СПб. : ЛЕМА, 2012. 370 с.
13. Сонненфелд П. Рассолы и эвапориты. М. : Мир, 1988. 480 с.
14. Kelts K., ShahrabiM. Holocene sedimentalogy of hypersaline Lake Urmia, Northwestern Iran // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1986. Vol. 54, iss. 1−4. P. 105−130. http://dx.doi.org/10.1016/0031-0182(86)90120-3
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2019; 35: 16-36
Laboratory Studies of Main Component Composition of Hyperhaline Lakes
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-1-16-36Abstract
Introduction. Composition of water is an important hydrochemical characteristic of a salt water body. It is very important in shaping the conditions for the ecosystem functioning. This factor should be taken into account in determining water salinity since salinity measurements carried out by the standard oceanologic equipment using electrical conductivity in the water where the ion ratio is different from that in the oceanic water results in significant errors.
Data and methods. Described are the analytical methods for laboratory determining the chlorides, sulfates, calcium, magnesium and total dissolved inorganic carbon concentrations using potentiometric titration, the potassium content – by the gravimetric method. These methods are adapted for hyperhalin waters the ion-salt composition of which is different from that of the oceanic one. The method’s error (relative deviation) did not exceed 1.7% for halogens, 4% for sulfates, 1.5% for carbonate ions, 0.7% for bicarbonate ions, 4% for calcium ions, 3,2% for magnesium and 1.3% for potassium.
Results. The components of main chemical composition of the hypergaline reservoirs, namely the Aral and Dead seas, and the Lake Urmia are obtained. Salinity of these water bodies represented by total amount of the basic ions is defined.
Discussion and conclusion. The natural basins under study represent the terminal lakes characterized by high water salinity, which is many times higher than that of the ocean water. The ratios of the main ions in the studied sources differ from each other significantly as well as from the similar ratios in the world ocean.
References
1. Gidrometeorologiya i gidrokhimiya morei SSSR. T. 7 : Aral'skoe more. / S. L. Aripov [i dr.]; pod red. V. N. Bortnika, S. P. Chistyaevoi. L. : Gidrometeoizdat, 1990. 196 s. (Proekt «Morya SSSR»).
2. Bol'shoe Aral'skoe more v nachale XXI veka. Fizika, biologiya, khimiya / P. O. Zav'yalov [i dr.]. M. : Nauka, 2012. 229 s.
3. KrumgalzB. S., Millero F. J. Physico-chemical study of Dead Sea waters: II. Density measurements and equation of state of Dead Sea waters at 1atm // Marine Chemistry. 1982. Vol. 11, iss. 5. P. 477–492. https://doi.org/10.1016/0304-4203(82)90012-3
4. Alipour S. Hydrogeochemistry of seasonal variation of Urmia Salt Lake, Iran // Saline Systems. 2006. Vol. 2. Articleno. 9. 19 p. https://doi.org/10.1186/1746-1448-2-9
5. Environmental impacts of desalination on the ecology of Lake Urmia / A. Karbassi [et al.] // Journal of Great Lakes Research. 2010. Vol. 36, iss. 3. P. 419–424. https://doi.org/10.1016/j.jglr.2010.06.004
6. Millero F. J. Chemical Oceanography. Boca Raton : CRC Press, 2013, 591 p. URL: http://b-ok.xyz/ireader/2571941 (date of access: 10.12.2018).
7. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale / F. J. Millero [et al.] // Deep-Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers. 2008. Vol. 55, iss. 1. P. 50–72. https://doi.org/10.1016/j.dsr.2007.10.001
8. Kremling K. Determination of the major constituents // Methods of Seawater Analysis / Eds. Prof. Dr. K. Grasshoff, Dr. K. Kremling, Dr. M. Ehrhardt. Weinheim : WILEY-VCH, 2007. Chapter 11. P. 229–251. https://doi.org/10.1002/9783527613984.ch11
9. Culkin F., Cox R. A. Sodium, potassium, magnesium, calcium and strontium in seawater // Deep Sea Research and Oceanographic Abstracts. 1966. Vol. 13, iss. 5. P. 789−804. https://doi.org/10.1016/0011-7471(76)90905-010
10. BruttelP. Complexometric (Chelometric) Titrations : monograph / Revised by I. Kalkman, L. Meier. Herisau, Switzerland : Metrohm AG, 2016. 100 p.
11. Present state of the Aral Sea: diverging physical and biological characteristics of the residual basins / A. S. Izhitskiy [et al.] // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. Article number 23906 (2016). 9 p. https://doi.org/10.1038/srep23906
12. Rumyantsev V. A., Drabkova V. G., Izmailova A. V. Velikie ozera mira. SPb. : LEMA, 2012. 370 s.
13. Sonnenfeld P. Rassoly i evapority. M. : Mir, 1988. 480 s.
14. Kelts K., ShahrabiM. Holocene sedimentalogy of hypersaline Lake Urmia, Northwestern Iran // Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 1986. Vol. 54, iss. 1−4. P. 105−130. http://dx.doi.org/10.1016/0031-0182(86)90120-3
