Основной ионный состав вод Керченского пролива и прилегающих акваторий

Н. Ю. Андрулионис✉, И. Б. Завьялов, С. А. Рождественский

Институт океанологии им. П. П. Ширшова РАН, Москва, Россия

✉ e-mail: natalya@ocean.ru

Аннотация

Цель. Изучение влияния процессов обмена вод между Черным и Азовским морями на характеристики основного ионного состава (ОИС) и другие гидрохимические показатели вод Керченского пролива, а также влияния изменений относительного содержания главных ионов солевого состава вод на точность определения значения солености – цель настоящей работы. Проведены исследования трансформации ОИС при смешении морских поверхностных вод и вод Таманского залива в Керченском проливе. Сделана оценка ошибок при расчете солености с использованием стандартных методов для вод Керченского пролива, северо-восточной части Черного моря и Таманского залива.

Методы и результаты. Концентрации главных ионов, определяющих ОИС, в поверхностных водах Керченского пролива, Черного моря и Таманского залива в 2019–2023 гг. определены методом потенциометрического титрования. Значения солености вод были получены четырьмя различными способами.

Выводы. Установлено, что поверхностным водам из северо-восточной части Черного моря соответствует соленость ~ 18,66, расcчитанная суммой главных ионов, что соответствует значению практической солености ~ 18,10, рассчитанной по данным CTD-зонда. Основной ионный состав этих вод характеризуется в среднем следующим относительным содержанием главных ионов: Сlˉ = 54,1%, SO42- = 8,2%, HCO3- = 1%, Na+ = 30,8%, K+ = 1,3%, Ca2+ = 1,3%, Mg2+ = 3,4%. Показано, что воды Керченского пролива даже при одинаковой солености могут иметь различное соотношение главных ионов, имеющее большую пространственную и временную изменчивость, значительную роль в которой играет поступление вод из мелководного Таманского залива. Наибольшие различия наблюдались между суммой главных ионов и практической соленостью, для вод Керченского пролива они составили ~ 2,5%. Ионные вариации способствовали занижению значений при расчете практической солености во всех исследуемых водах. При расчете солености с использованием хлорного коэффициента отклонения от суммы ионов составили ~ 2%, при использовании уравнения TEOS-10 ~ 1%.

Ключевые слова

Керченский пролив, Черное море, Таманский залив, Азовское море, определение солености, соленость, основной ионный состав, главные ионы, водообмен

Благодарности

Исследования были выполнены при поддержке Российского научного фонда, грант № 21-17-00191. Авторы выражают благодарность всем участникам экспедиций в Черное море и Керченский пролив в 2019–2023 гг. Отдельно благодарим к. б. н. Г. А. Колючкину, сотрудников лаборатории экологии прибрежных донных сообществ ИО РАН, участников экспедиций 2021 г. за доставку проб из Таманского залива.

Для цитирования

Андрулионис Н. Ю., Завьялов И. Б., Рождественский С. А. Основной ионный состав вод Керченского пролива и прилегающих акваторий // Морской гидрофизический журнал. 2024. Т. 40, № 1. С. 87–107. EDN HEHNBE.

Andrulionis, N.Yu., Zavialov, I.B. and Rozhdestvenskiy, S.A., 2024. Major Ion Composition of Waters in the Kerch Strait and the Adjacent Areas. Physical Oceanography, 31(1), pp. 79-98.

Список литературы

  1. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Том 4 : Черное море. Вып. 2 : Гидрохимические условия и океанологические основы формирования биологической продуктивности. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1992. 220 с.
  2. Комплексные экосистемные исследования в российской части Азовского моря (18–25 июля 2006 г.) / Ю. А. Федоров [и др.] // Океанология. 2007. Т. 47, № 2. С. 316–319. EDN HZRYPB.
  3. Андрулионис Н. Ю., Завьялов П. О., Ижицкий А. С. Влияние вариаций ионно-солевого состава вод на точность измерений солености // Морской гидрофизический журнал. 2022. Т. 38, № 5. С. 481–498. EDN JMZYYQ. doi:10.22449/0233-7584-2022-5-481-498
  4. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Т. 5 : Азовское море. Санкт-Петербург : Гидрометеоиздат, 1991. 235 с.
  5. Изотопы серы в верхней части анаэробной зоны Черного моря / А. В. Дубинин [и др.] // Океанология. 2017. Т. 57, № 6. С. 885–893. EDN ZVRIAX. doi:10.7868/S0030157417060041
  6. Kremling K. Relation Between Chlorinity and Conductometric Salinity in Black Sea Water // The Black Sea – Geology, Chemistry, and Biology / E. T. Degens, D. A. Ross. American Association of Petroleum Geologists, 1974. P. 151–154. https://doi.org/10.1306/M20377C44
  7. Коновалов С. К., Рябинин А. И. Водородный показатель (рН) вод Черного моря // Метеорология и гидрология. 1987. № 10. С. 75–81.
  8. Маккавеев П. Н., Бубнов П. В. Особенности вертикального распределения компонентов карбонатной системы в аэробной зоне Черного моря // Океанология. 1993. Т. 33, № 3. С. 354–359.
  9. Makkaveev P. N., Nalbandov Yu. R., Vlasova E. S. The Distribution of Dissolved Inorganic Carbon in the Zone of Contact of Aerobic and Anaerobic Waters of the Black Sea // Oceanology. 2005. Vol. 45, Suppl. 1. Р. S85–S92.
  10. Hiscock W. T., Millero F. J. Alkalinity of the anoxic waters in the Western Black Sea // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. 2006. Vol. 53, iss. 17–19. Р. 1787– 1801. doi:10.1016/j.dsr2.2006.05.020
  11. Хоружий Д. С., Овсяный Е. И., Коновалов С. К. Сопоставление результатов определения карбонатной системы и общей щелочности морской воды по данным различных аналитических методов // Морской гидрофизический журнал. 2011. № 3. С. 33–47. EDN TOESBD.
  12. Косенко Ю. В., Барабашин Т. О., Баскакова Т. Е. Динамика гидрохимических характеристик Азовского моря в современный период осолонения // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2017. № 3–1. С. 76–82. EDN ZOKXLB. doi:10.23683/0321-3005-2017-3-1-76-82
  13. Dashkevich L. V., Berdnikov S. V., Kulygin V. V. Many-year variations of the average salinity of the Sea of Azov // Water Resources. 2017. Vol. 44, iss. 5. P. 749–757. doi:10.1134/S0097807817040042
  14. Результаты морских научных исследований Южного научного центра Российской академии наук (ЮНЦ РАН) в Азовском море в 2003–2018 гг. Часть 1 : Гидрология и гидрохимия / С. В. Бердников [и др.] // Водные биоресурсы и среда обитания. 2019. Т. 2, № 3. С. 7–19. EDN JTAFXX.
  15. Решетняк О. С., Комаров Р. С. Межгодовая и сезонная изменчивость стока растворенных веществ в дельтовых рукавах реки Кубани // Вестник Московского университета. Серия 5. География. 2023. Т. 78, № 1. С. 95–105. EDN QHCCPB. https://doi.org/10.55959/MSU05799414.5.78.1.8
  16. Комплексные экологические исследования Керченского пролива и Таманского залива после катастрофы танкера с мазутом (2007–2010 гг.) / В. В. Сапожников [и др.] // Труды ВНИРО. 2013. Т. 150. С. 65–77. EDN TFSJPD.
  17. Климатические изменения гидрометеорологических параметров Черного и Азовского морей (1980–2020 гг.) / А. И. Гинзбург [и др.] // Океанология. 2021. Т. 61, № 6. С. 900– 912. EDN XNMVYL. doi:10.31857/S003015742106006X
  18. Демченко В. А. Особенности влияния изменяющегося климата на сообщества рыб Азовского бассейна // Вестник Запорожского национального университета. Биологические науки. 2010. № 1. С. 22–32.
  19. Оценка загрязнения Керченского пролива и прилегающей акватории Черного моря по данным натурных измерений 2019–2020 гг. / П. О. Завьялов [и др.] // Океанология. 2022. Т. 62, № 2. С. 194–203. EDN YHPEHI. doi:10.31857/S0030157422020174
  20. Radulescu V. Environmental Conditions and the Fish Stocks Situation in the Black Sea, between Climate Change, War, and Pollution // Water. 2023. Vol. 15, iss. 6. 1012. https://doi.org/10.3390/w15061012
  21. Гидрометеорологические условия морей Украины. Т. 1 : Азовское море / Ю. П. Ильин [и др.]. Севастополь, 2009. 400 с.
  22. Иванов В. А., Белокопытов В. Н. Океанография Черного моря. Севастополь, 2011. 212 с.

Скачать статью в PDF-формате