Влияние изменения климата на качество воды

61900

Влияние изменения климата на качество воды и развитие водных экосистем

Краткое описание проекта

В качестве локальных климатических условий рассматриваются сочетание таких долгосрочных характеристик, как температура воздуха, солнечная радиация, скорость и направление ветра, атмосферные осадки. Эти климатические характеристики существенно влияют на кинетику различных физических, химических и биологических процессов в водном объекте, таких как испарение, конвективно-диффузионный массообмен и перенос тепла, фотосинтез, развитие и биохимическая трансформация микроорганизмов.

Таким образом, климатические характеристики являются одним из основных факторов, которые определяют процессы формирования качества воды и экологическую систему в целом.

Например, соотношение между количеством осадков и величиной испарения воды определяет не только общее значение минерализации воды, но и балансовые величины основных анионов и катионов. Наиболее сильное воздействие оказывают величины солнечной радиации и температуры на интенсивность развития водных экосистем, что в свою очередь влияет на величины концентрации биогенных элементов. При этом необходимо рассматривать не только средние характеристики, но и динамику их изменения во времени. Например, увеличение величины летней температуры воздуха может привести к повышению биомассы фитопланктона, который при отмирании и разложении в осенне-зимний период вызовет повышенное содержание в воде токсичных веществ

Изменение температуры оказывает особенно сильное влияние на кинетику анаэробных процессов в верхнем слое донных отложений водных объектов. В результате, изменяются не только гидрохимические, но также, что особенно важно , микробиологические характеристики воды – значение биологической потребности кислорода, концентрации токсичных веществ и микроорганизмов, в том числе патогенных. Уменьшение кислорода в придонных слоях водного объекта связано с интенсивным выходом загрязняющих веществ из донных отложений в воду. Особую опасность эти процессы приобретают для водных объектов в пределах городских территорий,где накопление загрязнённых донных отложений происходит особенно интенсивно.

Возможные климатические изменения могут вызвать снижение содержания кислорода. Переход от аэробных к анаэробным условиям приведёт к дальнейшей деградации экосистемы, ухудшит санитарное состояние водного объекта, вызовет необходимость перестройки системы водоподготовки при использовании воды и увеличить риск заболеваний, связанных с водным фактором.

Основные цели проекта:

  1. Анализ возможного изменения климата и выделение характерных физико-географических зон
  2. Разработка методики оценки возможного изменения климата на качество воды и развитие водных экосистем
  3. Разработка методики расчётов опасности эвтрофирования озёр и водохранилищ при изменении климата
  4. Оценка возможного изменения гидрохимических, биологических и микробиологических показателей качества воды в источниках питьевого водоснабжения
  5. Мероприятия по снижению негативного воздействия изменения климата на качество воды

Опыт разработчиков по тематике проекта

Влияние прогнозируемого изменения климата на формирование качества воды   Европейской территории СССР. (ВНИИ ВОДГЕО, научный рук. и ответственный исполнитель Ф.Г. Майрановский)

Проект выполнялся по заданию АН СССР. Разработаны методические основы расчёта влияния изменения климата на гидрологические, гидрохимические и гидробиологические показатели качества воды. Были выполнены контрольные ориентировочные расчёты для различных сценариев возможного изменения климата, в частности, дана оценка повышения уровня эвтрофирования озёр и водохранилищ в случае роста средней температуры воздуха. Показано, что одновременно с трофностью возрастает общая минерализация воды, меняется её ионный состав, интенсифицируются микробиологические процессы. В результате работы даны рекомендации по снижению негативных последствий изменения климата и показана целесообразность выполнения дальнейших более детальных проектов по этой тематике.