Научная статья на тему 'СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ И ЕЕ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА, АЗОТА, ФОСФОРА И ХЛОРОФИЛЛА В ОЗЕРЕ ТЕЛЕЦКОМ'

СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ И ЕЕ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА, АЗОТА, ФОСФОРА И ХЛОРОФИЛЛА В ОЗЕРЕ ТЕЛЕЦКОМ Текст научной статьи по специальности «Рыбное хозяйство. Аквакультура»

CC BY
25
1
Поделиться
Ключевые слова
ОЗЕРО ТЕЛЕЦКОЕ / LAKE TELETSKOYE / СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ / SPECTRAL WATER TRANSPARENCY / ПОКАЗАТЕЛЬ ОСЛАБЛЕНИЯ СВЕТА / LIGHT ATTENUATION INDEX / УГЛЕРОД / CARBON / АЗОТ / NITROGEN / ФОСФОР / PHOSPHORUS / ХЛОРОФИЛЛ / CHLOROPHYLL / ЖЕЛТОЕ ВЕЩЕСТВО / YELLOW SUBSTANCE / ВЗВЕСЬ / SUSPENSION / КОРРЕЛЯЦИЯ / CORRELATION

Аннотация научной статьи по рыбному хозяйству и аквакультуре, автор научной работы — Акулова Ольга Борисовна, Букатый Владимир Иванович, Попов Кирилл Павлович

В работе исследованы статистически значимые связи между показателем ослабления света и концентрациями общего углерода, азота, фосфора и хлорофилла «а» в пробах воды, отобранных в поверхностном слое Телецкого озера в ходе летних экспедиционных работ в 2017 г. Определены величины спектрального показателя ослабления света в диапазоне длин волн 400-800 нм при натуральном основании логарифма, а также количественный состав компонентов озерной воды рассчитаны концентрации хлорофилла «а», взвеси, желтого вещества и биогенных элементов.

Похожие темы научных работ по рыбному хозяйству и аквакультуре , автор научной работы — Акулова Ольга Борисовна, Букатый Владимир Иванович, Попов Кирилл Павлович,

SPECTRAL TRANSPARENCY OF WATER AND ITS VARIABILITY DEPENDING ON CARBON, NITROGEN, PHOSPHORUS AND CHLOROPHYLL CONCENTRATIONS IN LAKE TELETSKOYE

The paper deals with statistically significant correlations between light attenuation and concentration of total carbon, nitrogen, phosphorus and chlorophyll «a» in water samples taken from the surface layer of lake Teletskoye during the fieldworks carried out in the summer of 2017. We defined a spectral index of light attenuation in the wavelength range of 400 800 nm at the natural logarithmic base as well as a quantitative composition of lake water components; for instance, we calculated the concentrations of chlorophyll «a», suspension, yellow matter and biogenic elements.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ И ЕЕ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА, АЗОТА, ФОСФОРА И ХЛОРОФИЛЛА В ОЗЕРЕ ТЕЛЕЦКОМ»

Раздел 2

ГИДРОЛОГИЯ. КЛИМАТ HYDROLOGY. CLIMATE

Section 2

УДК 535.8+556.5+574.5

СПЕКТРАЛЬНАЯ ПРОЗРАЧНОСТЬ ВОДЫ И ЕЕ ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ УГЛЕРОДА, АЗОТА, ФОСФОРА И ХЛОРОФИЛЛА В ОЗЕРЕ ТЕЛЕЦКОМ

В работе исследованы статистически значимые связи между показателем ослабления света и концентрациями общего углерода, азота, фосфора и хлорофилла «а» в пробах воды, отобранных в поверхностном слое Телецкого озера в ходе летних экспедиционных работ в 2017 г. Определены величины спектрального показателя ослабления света в диапазоне длин волн 400-800 нм при натуральном основании логарифма, а также количественный состав компонентов озерной воды - рассчитаны концентрации хлорофилла «а», взвеси, желтого вещества и биогенных элементов.

Ключевые слова: озеро Телецкое, спектральная прозрачность воды, показатель ослабления света, углерод, азот, фосфор, хлорофилл, желтое вещество, взвесь, корреляция.

О.Б. Акулова, В.И. Букатый, К.П. Попов

Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул E-mail: akulova8282@mail.ru, v.bukaty@mail.ru, k237p@mail.ru.

Дата поступления 10.02.2018

Исследование гидрофизических, доемах представляет собой сложное гидрохимических и гидробиологиче- взаимодействие оптически активных ских характеристик озер относится к компонент, которые, в свою очередь, числу наиболее важных задач лимноло- зависят от концентраций различных оргии и является основой для мониторин- ганических веществ, биогенных элемента поверхностных вод суши. Изучение тов и их соединений в водной среде. процессов, происходящих в озерах, а Биогенные элементы являются основой также оценка воздействий (природных, развития биоты. К их числу относят со-антропогенных), влияющих на ухудше- единения фосфора (Р), азота (Ы), железа ние качества воды, представляют науч- (Ре), кремния (Б1). С поступлением био-но-практический интерес в современ- генных веществ в озера тесно связаны ном мире. Известно, что гидрооптиче- процессы эвтрофирования, которые за-ские характеристики могут выступать в висят от внешней и внутренней биоген-роли индикаторов экологического со- ной нагрузки. Показатели содержания стояния водных систем [1-2], в связи с органического вещества в озерах во этим исследования пространственной многих случаях согласуются с величи-изменчивости спектральной прозрачно- ной прозрачности воды. В течение года сти природной воды являются актуаль- прозрачность достигает наибольшей ве-ными. Спектральная прозрачность в во- личины в зимнее время, летом при мас-

совом развитии фитопланктона она сокращается. Весенне-осеннее понижение прозрачности может быть связано с поступлением в озера потоков талых замутненных вод. Следует отметить, что гидрооптические характеристики внутренних водоемов, в том числе озер юга Западной Сибири, недостаточно изучены. Результаты подобных исследований на оз. Телецком представлены в литературе ограниченным числом работ [3-7].

Целью работы было изучение пространственной изменчивости спектрального показателя ослабления света в зависимости от концентраций биогенных элементов и хлорофилла «а» в оз. Телецком.

Материалы и методы исследования

Объектом исследования является оз. Телецкое - глубокий водоем на юге Западной Сибири. Из 50 глубочайших озер мира оно занимает 39 место (максимальная глубина 323,0 м), намного уступая оз. Байкал (1641 м). Озеро частично входит в Алтайский государственный заповедник и включено ЮНЕСКО в Список объектов мирового наследия. В таблице 1 представлены лимнологические характеристики исследуемого озера. Морфометрические и батиметрические данные взяты из работ [4, 8], величины спектрального показателя ослабления, концентраций биогенных элементов и хлорофилла «а» указаны согласно полученным результатам собственных измерений и расчетов.

Лимнологические ха]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Телецкое озеро имеет вытянутую руслообразную форму. Его акватория делится на две части: южную, меридиональную (протяженность 50 км) и северную, широтную (28 км), которые различны по морфометрическим характеристикам, строению дна, берегов, а также по климатическим, ледово-термическим, ветро-волновым и другим особенностям режима. В озеро впадает около 70 рек и более 150 временных водотоков, вытекает одна р. Бия [4].

Исследования проводили в период с 7 по 11 июля 2017 г. Отбор проб воды с поверхностного слоя озера (всего 21 проба) выполняли с борта теплохода-лаборатории ИВЭП СО РАН, часть из них отбирали для лабораторного химического и спектрального анализов, другую - фильтровали непосредственно на месте для дальнейшего определения концентрации хлорофилла «а». Точки отбора проб и их координаты приведены на рисунке 1. Проведено 504 измерения спектральной прозрачности воды на спектрофотометре до и после фильтрации проб. Обработано 100 микрофотографий с общим количеством частиц 1331 шт.

Для определения спектральной прозрачности (коэффициента пропускания) воды применяли спектрофотометриче-ский метод, в основу которого положен принцип измерения отношения двух световых потоков, проходящих через объемы с исследуемой и эталонной средами. В качестве последней использовали бидистиллированную воду.

Таблица 1

истики оз. Телецкого

Площадь зеркала (8), км2 227,3 Водородный показатель (рН) 6,0-7,9

Максимальная глубина (Нмакс), м 323,0 концентрация общего фосфора (Робщ), 5,0-18,0

мг/м3

Средняя глубина (Нср), м 181,0 концентрация общего азота (^бщ), 486,5-774,0

мг/м3

Максимальная прозрачность по диску 15,5 концентрация общего углерода (Собщ), 1500,0-3600,0

Секки (ЗБмакс), м мг/м3

Спектральный показатель ослабления 1,0-1,6 концентрация хлорофилла «а» (СЫ <<а>>), 0,1-1,6

света (при Х=430 нм)е(430), м-1 мг/м3

Рис. 1. Карта-схема оз. Телецкого с указанием точек отбора проб

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Спектральные измерения проводили в лаборатории с помощью спектрофотометра типа ПЭ-5400УФ. Затем рассчитывали первичную гидрооптическую характеристику - спектральный показатель ослабления света е(Х) по форму-

ле е(Х) = (1/ Ь) ■ 1п(1/ Т), где L - длина кюветы, Т = I / 10 - прозрачность в относительных единицах, I, 10 - интенсивности прошедшего и падающего света, соответственно, X - длина волны света. Абсолютная погрешность величины е(Х) обусловлена погрешностью измерения коэффициента пропускания (Т=0,5%) с помощью спектрофотометра и погрешностью определения длины кюветы

(¿=50 мм). Максимальная абсолютная погрешность измерений показателя ослабления света для оз. Телецкого составила 0,1 м-1. Показатель поглощения света желтым веществом кжв(Х) определяли после измерения спектральной прозрачности озерной воды, очищенной от взвеси фильтрованием с использованием мембранных фильтров «Влади-пор» типа МФАС-ОС-1 с диаметром пор 0,22 мкм.

Концентрацию хлорофилла «а» в ацетоновых экстрактах водорослей фитопланктона определяли стандартным спектрофотометрическим методом согласно [9], содержание общего фосфора в воде озера - в химико-аналитическом

центре ИВЭП СО РАН методом, описанным в работе [10], общего азота -[11] и общего углерода - [12].

Количество и размеры частиц взвеси определяли с помощью счетной камеры Нажотта объемом 0,05 мл с использованием светового микроскопа Nikon Eclipse 80i.

Относительный спектральный вклад компонентов озерной воды в е(Х) в поверхностном слое исследуемого озера рассчитывали с использованием спектральной физической модели ослабления света, предложенной О.В. Ко-пелевичем в работе [2], имеющей вид:

С(Л) = «хл (Л) + «жв (Л) + Оо (Л) + (Л) + «че (Л)

где кхл(Х) и кжв(Х) - показатели поглощения хлорофиллом и желтым веществом, соответственно, омол(Х) - показатель молекулярного рассеяния чистой водой, овз(Х) - показатель рассеяния ор-гано-минеральной взвесью, кчв(Х) - показатель поглощения чистой водой. Показатель поглощения хлорофиллом рассчитывали по формуле:

«хл (Л) = «уд.хл (Л) ■ Схл . Здесь Схл - концентрация хлорофилла «а», в мг/м3, куд.хл(Х) - удельный показатель поглощения хлорофиллом, в м2/мг, его значения приведены в работе [2]. Для расчетов кчв(Х) использовали табличные данные [13-14], а для омол(Х) - взяли из работы [2]. Спектральный показатель рассеяния взвесью овз(Х) определяли по формуле:

(Л) = £(Л) - [«хл (Л) + «жв (Л) + (Л) + «чв (Л)]

Результаты и обсуждение

Значения спектрального показателя ослабления света при Л,=430 нм в поверхностном слое оз. Телецкое находились в диапазоне от 1,0 до 1,6 м-1, при этом среднее значение за исследуемый период составило 1,2 м-1 (величина е(Х) рассчитана при натуральном основании логарифма).

Концентрация основного фотосинтетического пигмента хлорофилла «а» -Chl«a» в озере является интегральным показателем для оценки уровня разви-

тия водорослей планктона и перифито-на, трофического состояния водоема и качества воды. За период исследований содержание Chl«a>> в толще воды озера изменялось в пределах 0,1-1,6 мг/м , среднее же значение составило 1,0 мг/м . В результате расчетов оз. Телецкое соответствует олиготроф-ному типу водоемов с элементами мезо-трофии на мелководьях в районах впадения крупных притоков и расположения населенных пунктов. Оценка трофического статуса основана на индексе Карлсона (Trophic State Index) [15] и согласуется с классификацией [16], в которой в качестве дополнительного параметра выбран спектральный показатель ослабления света. Среднее значение концентрации общего фосфора в поверхностном слое озера за исследуемый период составило 6,8 мг/м , общего азота - 614,4 мг/м3, общего углерода -1652,3 мг/м3 (табл. 2).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

На рисунке 2 представлены степенные аппроксимации зависимостей спектрального показателя ослабления света от концентраций общего азота, фосфора, углерода и хлорофилла «а».

Из рисунка 2 следует, что заметная связь наблюдается только между показателем ослабления света и концентрацией хлорофилла «а» согласно шкале Чеддока по градации статистически значимых связей. Коэффициент корреляции R=-0,55, что говорит о средней силе связи показателя ослабления света и концентрации хлорофилла «а», значения которой в оз. Телецком совпадают с величинами концентрации для оли-готрофных водоемов [15, 17-18].

Характеристика силы связи между показателем ослабления света и концентрациями фосфора и углерода оказалась слабой, возможно потому, что точки отбора проб находились достаточно далеко друг от друга и имели разные источники биогенных элементов, различную водосборную территорию, некоторые из них были близки к местам впадения рек и населенных пунктов [8].

Таблица 2

Значения показателя ослабления света и концентраций фосфора, азота, углерода и хлорофилла «а» в поверхностном слое озера Телецкого

Точки Координаты е(430>, м р ■общ, мг/м N. , общ' мг/м с«, общ' мг/м СЬ!«а>», мг/м

Т.002 51,37797997 N 87,78595003 E 1,1 5,0 579,0 1500,0 1,4

Т.008 51,43121998 N 87,75475997 E 1,2 9,0 654,0 3600,0 1,2

Т.014 51,48432998 N 87,72960001 E 1,3 6,0 718,0 1500,0 1,1

Т.019 51,53638998 N 87,69930999 E 1,1 7,0 566,0 1500,0 1,3

Т.021 51,56671998 N 87,66769001 E 1,1 6,0 628,0 1500,0 1,2

Т.023 51,61136996 N 87,66628998 E 1,2 6,0 593,5 1500,0 1,0

Т.025 51,64463002 N 87,66303998 E 1,0 5,0 603,0 1500,0 1,1

Т.028 51,67300997 N 87,66604003 E 1,1 5,0 586,0 1500,0 1,1

Т.031 51,70365002 N 87,66107996 E 1,0 5,0 574,0 1500,0 1,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Т.033 51,72552997 N 87,65327004 E 1,2 5,0 546,0 1500,0 1,3

Т.036 51,75791002 N 87,66034001 E 1,1 5,0 555,0 1500,0 1,6

Т.037 51,78184002 N 87,68948003 E 1,3 5,0 601,0 1500,0 0,1

Т.038 51,79655998 N, 87,71394001 E 11,0 656,0 1500,0 0,5

Т.040 51,75398997 N, 87,60415996 E 1,2 13,0 695,0 1500,0 1,0

Т.045 51,74000996 N, 87,50876997 E 1,0 6,0 654,5 1500,0 1,1

Т.101 51,35752996 N 87,82309997 E 1,3 5,0 486,5 1700,0 0,6

Т.103 51,35190002 N, 87,84324001 E 1,2 5,0 534,5 1500,0 0,6

Т.106 51,78798999 N, 87,30163001 E 1,1 5,0 729,5 2400,0 1,1

Т.111 51,35601997 N, 87,77903999 E 1,3 7,0 513,0 1500,0 0,5

Т.112 51,76383996 N, 87,38116002 E 1,1 5,0 657,0 1500,0 1,0

Т.113 51,78021996 N 87,32579998 E 1,1 18,0 774,0 1500,0 1,0

в г

Рис. 2. Зависимость спектрального показателя ослабления света от концентрации:

а - общего азота, б - общего фосфора, в - общего углерода, г - хлорофилла «а».

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Бедность подстилающих пород большей части водосборного бассейна озера не обеспечивает поступления биогенных элементов, необходимых для развития гидробионтов. Способствует этому и относительно низкая температура воды на протяжении практически всего года [19].

Рассчитан спектральный вклад основных компонентов озерной воды в спектральный показатель ослабления света при Х=430 нм для поверхностного слоя (10-15 см) оз. Телецкого в различных точках отбора проб. В результате получено, что основной максимальный вклад в показатель ослабления вносит желтое вещество (табл. 3).

Из таблицы 3 видно, что наибольший вклад желтого вещества (ЖВ) при Х=430 нм приходится на литораль р. Камга (Т.038) и составляет 89, 2%. Это также согласуется с тем, что концентрация желтого вещества возрастает в мелководных частях водоема с обильным речным стоком и в районах озера с повышенной биологической продуктивностью. Рассчитанные концентрации желтого вещества Сжв в поверхностном

слое оз. Телецкого изменялись в пределах от 2,9 до 5,1 г/м3.

Взвесь дает максимальный вклад в показатель ослабления света в точке Т.103 (литораль р. Кыга) до 17,1 %. В таблице 4 представлены результаты расчетов размерного состава и концентраций частиц водной взвеси в исследуемом озере в десяти точках отбора проб. Объем каждой профильтрованной пробы составил 600 мл. В результате расчетов размерного состава и концентраций частиц водной взвеси в исследуемом озере получено, что средневзвешенный радиус частиц в поверхностном слое составил 1,4 мкм, среднее значение счетной концентрации частиц взвеси -порядка 1,0 106 см-3, массовой концентрации - 1,2 мг/л.

Чистая вода вносит несущественный вклад в ослабление света во всех точках и составляет не более 0,4 %. Вклад хлорофилла при Х=430 нм находится в диапазоне от 0,6 % (Т.037 - пе-лагиаль р. Камга) до 11,3 % (Т.036 - пе-лагиаль р. Камга). Молекулярное рассеяние света чистой водой не вносит ощутимый вклад и составляет около 0,1 %.

Таблица 3

Относительный спектральный вклад компонентов озерной воды в показатель ослабления света на оз. Телецком

Точки Топонимическое название кхЛ(Х)/е(Х) 0вз(^)/е(^) кжв(Х)/е(Х) кЧв(Х)/е(Х) е(Х)

002 р. Чолушман (пелагиаль) 9,7 8,2 81,7 0,4 1,1

008 п. Беле (пелагиаль) 7,5 13,1 79,0 0,4 1,2

014 р. Чулюш (пелагиаль) 6,4 6,6 86,7 0,3 1,3

019 м. Сыракту (пелагиаль) 9,0 7,4 83,4 0,2 1,1

021 р. Кокши (пелагиаль) 8,0 9,9 81,7 0,4 1,1

023 м. Вакты (пелагиаль) 6,3 14,7 78,6 0,4 1,2

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

025 р. Адамыш (пелагиаль) 8,5 13,4 77,7 0,4 1,0

028 р. Талду-коол (пелагиаль) 8,3 12,4 78,9 0,4 1,1

031 р. Б. Корбу (пелагиаль) 8,3 11,3 80,0 0,4 1,0

033 м. Отык-Таш (пелагиаль) 8,8 9,3 81,6 0,3 1,2

036 р. Камга (пелагиаль) 11,3 8,7 79,6 0,4 1,1

037 р. Камга (пелагиаль) 0,6 16,6 82,5 0,3 1,3

038 р. Камга (литораль) 2,5 8,1 89,2 0,2 1,6

040 п. Яйлю (пелагиаль) 6,5 8,7 84,4 0,4 1,2

045 м. Ажу (пелагиаль) 8,4 9,2 82,0 0,4 1,0

101 р. Кыга (пелагиаль) 3,5 9,5 86,7 0,3 1,3

103 р. Кыга (литораль) 3,5 17,1 79,0 0,4 1,2

106 с. Артыбаш (пелагиаль) 8,0 12,8 78,8 0,4 1,1

111 р. Чолушман (литораль) 3,0 14,2 82,5 0,3 1,3

112 р. Саймыш (пелагиаль) 7,1 5,8 86,7 0,4 1,1

113 Каменный залив (пелагиаль) 7,6 10,0 82,0 0,4 1,1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Таблица 4 Размер и концентрация частиц взвеси в поверхностном слое оз. Телецкого

Точки Средний радиус частиц, мкм Средняя счетная концентрация, 106 с-3 Массовая концентра-ция, мг/л

Т.008 1,1 0,7 0,3

Т.014 0,8 1,1 1,3

Т.019 1,2 0,9 1,8

Т.021 1,4 0,9 1,6

Т.025 1,1 2,7 0,2

Т.028 1,8 0,9 1,1

Т.033 1,8 0,8 1,9

Т.036 1,7 0,7 0,7

Т.101 1,7 0,8 1,8

Т.103 1,6 0,6 0,9

Выводы

1. Получены новые натурные данные по изменчивости показателя ослаб-

ления света в озерной воде по измерениям спектральной прозрачности в диапазоне 400-800 нм в пробах воды, ото-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Список литературы

бранных в поверхностном слое оз. Те-лецкого.

2. Изучена пространственная изменчивость спектрального показателя ослабления света в зависимости от концентраций биогенных элементов и хлорофилла «а» в озере.

3. Рассчитаны концентрации желтого вещества Сжв в пробах воды оз. Те-лецкого.

4. Рассчитаны коэффициенты спектральной изменчивости (экспоненциального наклона) показателя ослабления света ¡и в воде оз. Телецкого (¡=0,005-0,009 нм-1).

5. Рассчитаны спектральные вклады основных компонентов воды в е(Х) для поверхностного слоя озера.

6. Рассчитаны массовые концентрации взвешенного в воде вещества по акватории оз. Телецкого, а также счетные концентрации частиц взвеси и их размеры.

1. Шифрин К.С. Введение в оптику океана. - Л., 1983. - 278 с.

2. Оптика океана // Физическая оптика океана. - М., 1983. - Т. 1. - 371 с.

3. Лепнева С.Г. Термика, прозрачность, цвет и химизм воды Телецкого озера // Исследования озер СССР. - Л., 1937. - Вып. 9. - С. 3-105.

4. Селегей В.В., Дехандсхюттер Б., Клеркс Я., Высоцкий Е.М., Перепелова Т.И. Физико-географическая и геологическая характеристика Телецкого озера // Королевский Музей Центральной Африки, Тервюрен, Бельгия, Тр. Деп. геологии. - 2001. -Т. 105. - 310 с.

5. Карбышев С.Ф., Кириллова Т.В., Ковальская Г.А., Павлов В.Е. Спектральная прозрачность поверхностного слоя воды в Телецком озере // Междунар. конф. «Экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики». - Томск, 2001. - С. 115-117.

6. Залаева У.И., Суторихин И.А. Изменение показателя ослабления поверхностного слоя Телецкого озера // XX Междунар. симп. «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». - Новосибирск, 2014. - С. 82.

7. Суторихин И.А., Фроленков И.М. Оценка трофического статуса Телецкого озера по данным гидрооптических измерений в видимом диапазоне // Изв. АлтГУ. - 2017. -№ 4(96). - С. 67-71.

8. Селегей В.В. Телецкое озеро: очерки истории. - Барнаул, 2001. - Кн. 3. - 244 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. ГОСТ 17.1.4.02-90. Государственный контроль качества воды. Методика спек-трофотометрического определения хлорофилла а. - М., 2003. - С. 587-600.

10.РД 52.24.387-2006 Массовая концентрация фосфора общего в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом после окисления персульфатом калия. - Ростов-на-Дону, 2006. - 31 с.

11.ГОСТ 33045-2014 Вода. Методы определения азотсодержащих веществ. - М., 2016. - 20 с.

12.ГОСТ 31958-2012 Вода. Методы определения содержания общего и растворенного органического углерода. - М., 2013. - 10 с.

13.Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Appl. Opt. - 1997. - Vol.36. - № 33. - P. 8710-8723.

14.Левин И.М. Малопараметрические модели первичных оптических характеристик морской воды // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. - 2014. - Т. 7. -№ 3. - С. 3-22.

15.Carlson R.E. A trophic state index for lakes // Limnology and Oceanography. - 1977.

- Vol.22. - № 2. - P. 361-369.

16.Суторихин И.А., Акулова О.Б., Букатый В.И., Фроленков И.М. Определение трофического статуса пресноводных озер Алтайского края в период 2013-2016 гг. по гидрооптическим характеристикам // Изв. АлтГУ. - 2017. - №1(93). - С. 58-61.

17.Никаноров А.М. Гидрохимия. - СПб, 2001. - 444 с.

18.Китаев С.П. Основы лимнологии для гидробиологов и ихтиологов. Петрозаводск, Карельский научный центр РАН. - 2007. - 395 с.

19.Телецкое озеро: научно-информ. изд. - Новосибирск, 2012. - 28 с.

References

1. Shifrin K.S. Vvedeniye v optiku okeana. - L., 1983. - 278 s.

2. Optika okeana // Fizicheskaya optika okeana. - M., 1983. - T. 1. - 371 c.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3. Lepneva S.G. Termika, prozrachnost, tsvet i khimizm vody Teletskogo ozera // Issle-dovaniya ozer SSSR. - L., 1937. - Vyp. 9. - S. 3-105.

4. Selegey V.V., Dekhandskhyutter B., Klerks Ya., Vysotsky Ye.M., Perepelova T.I. Fiziko-geograficheskaya i geologicheskaya kharakteristika Teletskogo ozera // Korolevsky Muzey Tsentralnoy Afriki, Tervyuren, Belgiya, Tr. Dep. geologii. - 2001. - T. 105. - 310 s.

5. Karbyshev S.F., Kirillova T.V., Kovalskaya G.A., Pavlov V.E. Spektralnaya prozrachnost poverkhnostnogo sloya vody v Teletskom ozere // Mezhdunar. konf. «Ekologiya Sibiri, Dalnego Vostoka i Arktiki». - Tomsk, 2001. - S. 115-117.

6. Zalayeva U.I., Sutorikhin I.A. Izmeneniye pokazatelya oslableniya poverkhnostnogo sloya Teletskogo ozera // XX Mezhdunar. simp. «Optika atmosfery i okeana. Fizika at-mosfery». - Novosibirsk, 2014. - S. 82.

7. Sutorikhin I.A., Frolenkov I.M. Otsenka troficheskogo statusa Teletskogo ozera po dannym gidroopticheskikh izmereny v vidimom diapazone // Izv. AltGU. - 2017. - № 4(96).

- C. 67-71.

8. Selegey V.V. Teletskoye ozero: ocherki istorii. - Barnaul, 2001. - Kn. 3. - 244 s.

9. GOST 17.1.4.02-90. Gosudarstvenny kontrol kachestva vody. Metodika spektrofoto-metricheskogo opredeleniya khlorofilla a. - M., 2003. - S. 587-600.

10.RD 52.24.387-2006 Massovaya kontsentratsiya fosfora obshchego v vodakh. Metodika vypolneniya izmereny fotometricheskim metodom posle okisleniya persulfatom kaliya. -Rostov-na-Donu, 2006. - 31 s.

11.GOST 33045-2014 Voda. Metody opredeleniya azotsoderzhashchikh veshchestv. -M., 2016. - 20 s.

12.GOST 31958-2012 Voda. Metody opredeleniya soderzhaniya obshchego i rastvoren-nogo organicheskogo ugleroda. - M., 2013. - 10 s.

13.Pope R.M., Fry E.S. Absorption spectrum (380-700 nm) of pure water. II. Integrating cavity measurements // Appl. Opt. - 1997. - Vol.36. - № 33. - P. 8710-8723.

14.Levin I.M. Maloparametricheskiye modeli pervichnykh opticheskikh kharakteristik morskoy vody // Fundamentalnaya i prikladnaya gidrofizika. - 2014. - T. 7. - № 3. - S. 3-22.

15.Carlson R.E. A trophic state index for lakes // Limnology and Oceanography. - 1977.

- Vol.22. - № 2. - P. 361-369.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

16.Sutorikhin I.A., Akulova O.B., Bukaty V.I., Frolenkov I.M. Opredeleniye trofich-eskogo statusa presnovodnykh ozer Altayskogo kraya v period 2013-2016 gg. po gidrooptich-eskim kharakteristikam // Izv. AltGU. - 2017. - №1(93). - S. 58-61.

17.Nikanorov A.M. Gidrokhimiya. - SPb, 2001. - 444 s.

18.Kitayev S.P. Osnovy limnologii dlya gidrobiologov i ikhtiologov. Petrozavodsk, Ka-relsky nauchny tsentr RAN. - 2007. - 395 s.

19.Teletskoye ozero: nauchno-inform. izd. - Novosibirsk, 2012. - 28 s.

Работа выполнена в рамках ГБ проекта ИВЭП СО РАН № 0383-2016-0002 «Изучение гидрологических и гидрофизических процессов в водных объектах и на водосборах Сибири и их математическое моделирование для стратегии водопользования и охраны водных ресурсов».

Выражаем благодарность науч. сотр. лаборатории гидрологии и геоинформатики ИВЭП СО РАН А.В. Дьяченко за космический снимок озера и аспиранту М.Е. Литвиху за помощь в обработке частиц взвеси, науч. сотр. лаборатории водной экологии ИВЭП СО РАН А.В. Котовщикову, а также И.М. Фроленкову и О.М. Фроленкову за предоставленные данные измерений концентрации хлорофилла «а», сотрудникам ХАЦ ИВЭП СО РАН под руководством д-ра хим. наук Т.С. Папиной - концентрации общего углерода, азота и фосфора.

SPECTRAL TRANSPARENCY OF WATER AND ITS VARIABILITY

DEPENDING ON CARBON, NITROGEN, PHOSPHORUS AND CHLOROPHYLL CONCENTRATIONS IN LAKE TELETSKOYE

O.B. Akulova, V.I. Bukaty, K.P. Popov

Institute for Water and Environmental Problems SB RAS, Barnaul, E-mail: akulova8282@mail.ru, v.bukaty@mail.ru, k237p@mail.ru.

The paper deals with statistically significant correlations between light attenuation and concentration of total carbon, nitrogen, phosphorus and chlorophyll «a» in water samples taken from the surface layer of lake Teletskoye during the fieldworks carried out in the summer of 2017. We defined a spectral index of light attenuation in the wavelength range of 400800 nm at the natural logarithmic base as well as a quantitative composition of lake water components; for instance, we calculated the concentrations of chlorophyll «a», suspension, yellow matter and biogenic elements.

Keywords: lake Teletskoye, spectral water transparency, light attenuation index, carbon, nitrogen, phosphorus, chlorophyll, yellow substance, suspension, correlation.

Received Fabruary 25, 2018