Особенности современного состояния слоя существования кислорода с сероводородом в Черном море

Окисление сероводорода происходит в основном в слое его существования с кислородом (С-слое), который является верхней границей анаэробной зоны Черного моря. Хотя скорости окисления сероводорода тионовыми бактериями в придонном слое и в зоне хемосинтеза на глубине 150-500 метров не оценены, по-видимому, они составляют лишь незначительную часть от скорости окисления сероводорода в С-слое. Толщина С-слоя, глубина залегания его границ, форма их рельефа, характер распределения в нем кислорода и скорости окисления последнего зависят от тонкостной стратификации вод, гидродинамических условий интенсивности массопереноса, скорости сульфатредукции и, могут быть использованы в качестве показателей состояния и тенденций кислородного режима анаэробной зоны изменение концентрации кислорода на стандартном горизонте 50 м - верхней границе основного пикноклина. Обобщение материалов наблюдений за кислородным режимом открытой части моря, показало, что диапазон годовых изменений концентрации кислорода на горизонте 50 м составляет 1,79 мл. л-1, среднее содержание его по месяцам года колебалось от минимального в апреле (4,73 мл. л-1) до максимального в сентябре (6,98 мл л-1), глубины с относительным содержанием кислорода в воде 10% (менее 1мл. л-1) составляли 70-150 м и сохранялись практически постоянными в течение года. Исследования по моделированию окислительной трансформации соединений серы и сероводорода в Черном море связывались в первую очередь с изучением актуального вопроса подъема верхней границы сероводородной зоны и влияние многих факторов среды обитания на положение этой границы в море. На ранних этапах исследования проблемы внимание уделялось:

Изучению механизма окисления форм серы и сероводорода в морской воде и разработке математической модели окислительной трансформации соединений серы.

Моделированию тонкой химической структуры и распределения форм серы и кислорода в слое существования кислорода и сероводорода (С-слое).

Решению обратной задачи и расчету по вертикальному распределению реагентов скоростей реакции и массопереноса, а также изменчивости концентрации веществ в с-слое в мелководной части морской экосистемы.

Формализации зависимости скорости окисления сероводорода от соотношения кислорода: сероводород для корректного расчета динамики С-слоя и положения верхней границы анаэробной зоны.

Выявлению воздействия основных факторов (интенсивность потребления кислорода, мощность источников сероводорода и вертикального обмена) на динамику верхней границы анаэробной зоны и исследованию возможности ее выхода на поверхность.

Анализу социально-экологических аспектов проблемы динамики сероводородной зоны в Черном море.

Анализу факторов, определяющих положение С-слоя по вертикали на мелководных участках моря.

Основная цель текущих исследований связывается с формализацией существующих теоретических представлений об условиях формирования анаэробной зоны и имитацией с помощью математического моделирования ретроспективной картины ее развития и эволюции. Решение этого вопроса позволит на качественно новом уровне рассматривать многие дискуссионные вопросы (временной масштаб формирования анаэробной зоны в Черном море; выраженность и значимость основных гидрологических и гидрохимических процессов при образовании анаэробной зоны; основные потоки реагентов и их баланс), а также прогнозировать кратко - и долгосрочную динамику верхней границы анаэробной зоны при меняющихся естественных условиях среды и сложившихся антропогенных воздействиях.

Полученные результаты по исследованной проблеме: построена математическая модель для изучения ретроспективной картины образования анаэробной зоны Черного моря на основе всей известной информации о формировании соленостной структуры моря, скоростях процессов сульфатредукции и окисления сероводорода в глубинных водах. Рассчитываемые в модели изменения солености морской воды, происходящие в море со времен образования Нижнебосфорского течения, меняют вертикальное распределение коэффициента турбулентной диффузии, который определяет распределение по вертикали кислорода и сероводорода. Получены и анализируются расчетные профили изменчивости концентраций кислорода и сероводорода, отражающие динамику процессов формирования в геологическом прошлом (за последние 10 тыс. лет) на разных этапах формирования анаэробной зоны Черного моря. По результатам этих расчетов анализируются основные потоки.

Читайте также:

Металлургия Центра
Центральная база чёрной металлургии находится на территории Центрального, Центрально-Чернозёмного и Волго-Вятского экономического районов. В Центральной экономической зоне добывается 45% общероссийской добычи железной руды (Новолипецкий, Новотульский заводы, передельные заводы), эта зона основана н ...

Северный Ледовитый океан
Около 60% суммарного стока рек сбрасывается в окраинные моря Северного Ледовитого океана - Баренцево, Белое, Карское, море Лаптевых, Восточно-Сибирское и Чукотское. К этому водному бассейну относятся такие речные гиганты, как Обь, Енисей и Лена, а также менее крупные реки - Северная Двина, Печора, ...

Канберра. Аавстралия
Канберра - столица Австралии - является одним из первых примеров современно спланированного города. Город является самостоятельной административной единицей. Население составляет около 310 тысяч жителей. В 1824 году на месте Канберры впервые поселились европейцы, численность которых, однако, остава ...