Ионно-солевой состав вод морских акваторий и внутренних водоемов и его влияние на их гидрофизические характеристики тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Андрулионис Наталья Юрьевна

• Андрулионис Наталья Юрьевна
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Андрулионис Наталья Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Историческое развитие исследования солености морской воды

1.1.1 Уравнение состояния TEOS-10

1.2 История исследования ионно-солевого состава вод природных водоемов

1.2.1 Исследования ионно-солевого состава морской воды и вод внутренних водоемов

1.2.2 Главные ионы

1.2.3 Исследования ионно-солевого состава вод внутренних водоемов

1.3 Методы химического анализа элементов основного ионного состава вод

1.3.1 Определение хлорности

1.3.2 Определение сульфат-ионов

1.3.3 Определение общего неорганического растворенного углерода и общей щелочности

1.3.4 Определение ионов кальция и магния

1.3.5 Определение концентрации ионов калия

1.3.6 Определение концентраци ионов натрия

1.4 Исследования ионно-солевого состава вод морских акваторий и внутренних водоемов

1.4.1 Исследования влияния материкового стока на формирование ионно-солевого состава вод морских акваторий Черного, Карского и Каспийского морей

1.4.2 Черное море и Керченский пролив

1.4.3 Карское море

1.4.4 Каспийское море

1.5 Исследования внутренних водоемов с существенно отличным от океанического

ионно-солевым составом

1.5.1 Аральское море

1.5.2 Мертвое море

1.5.3 Озеро Иссык-Куль

1.5.4 Озеро Урмия

1.6. Заключение к главе

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

2.1 Оборудование

2.2 Методы исследования основного компонентного состава

2.2.1 Определение хлорности

2.2.2. Определение сульфатов

2.2.3 Определение общего неорганического растворенного углерода и общей щелочности

2.2.4 Определение кальция и магния

2.2.5 Определение калия

2.2.6 Определение натрия

2.2.7 Оценка точности определения главных ионов в солевом составе вод исследуемых водоемов

2.2.7.1 Оценка влияния ионов (хлоридов, сульфатов, ионов кальция и магния) на точность определения других компонентов при потенциометрическом титровании

2.2.7.2 Сравнение полученных результатов определения концентрации ионов натрия

и калия с результатами, полученными инструментальным способом

2.2.7.3 Исследование основного солевого состава СМВ (Osil)

2.3 Определение плотности

2.4 Методы определения солености вод исследуемых водоемов

2.5. Заключение к главе

ГЛАВА 3. ИОННО-СОЛЕВОЙ СОСТАВ ВОД ВНУТРЕННИХ МОРЕЙ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ТОЧНОСТЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОЛЕНОСТИ

3.1 Воды Карского моря

3.1.1 Соленость поверхностных вод Карского моря

3.1.2 Ионно-солевой состав поверхностных вод Карского моря

3.2 Поверхностные воды Черного моря и Керченского пролива

3.2.1 Соленость поверхностных вод Черного моря и Керченского пролива

3.2.2 Ионно-солевой состав поверхностных вод Черного моря и Керченского пролива

3.3 Глубинные воды Черного моря

3.3.1 Соленость глубинных вод Черного моря

3.3.2 Плотность глубинных вод Черного моря

3.3.3 Ионно-солевой состав глубинных вод Черного моря

3.4 Воды Каспийского моря в районе влияния стока р. Урал

3.4.1 Соленость вод Каспийского моря

3.4.2 Ионно-солевой состав вод Каспийского моря

3.5. Заключение к главе

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОД ВНУТРЕННИХ ВОДОЕМОВ С ИОННО-СОЛЕВЫМ СОСТАВОМ, СУЩЕСТВЕННО ОТЛИЧНЫМ ОТ ОКЕАНСКОГО

4.1 Аральское море

4.1.1 Большое Аральское море

4.1.2 Малое Аральское море

4.1.3 Бывший залив Тщебас Аральского моря

4.1.4 Бывший залив Чернышева Аральского моря

4.1.5 Основной солевой состав вод реки Сырдарья

4.1.6 Эволюция гидрофизических характеристик вод Аральского моря

4.2 Ионно-солевой состав вод Мертвого моря

4.3 Ионно-солевой состав вод озера Иссык-Куль

4.4 Сравнительное исследование основного ионного состава соленых водемов Евразии:

Аральского и Мертвого морей, озера Урмия и озера Иссык-Куль,

4.5. Заключение к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ АББРЕВИАТУР И ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Ионно-солевой состав вод морских акваторий и внутренних водоемов и его влияние на их гидрофизические характеристики»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Исследования ионно-солевого состава вод морей и внутренних солёных водоёмов, а также различных натурных и лабораторных методов определения солёности, проводились в течение многих десятков лет и даже столетий. Однако только применение современного оборудования даёт возможность вывести эти работы на новый уровень. Вопросы влияния ионно-солевого состава на физические свойства вод остаются весьма актуальными для многих морских акваторий и внутренних водоёмов. Практически все рассмотренные в диссертации акватории и внутренние водоёмы обнаруживают отличия в соотношениях основных ионов в химическом составе своих вод от состава вод Мирового океана. Эти отличия существенно влияют на точность определения солёности стандартным океанографическим оборудованием. Оценки возникающих в связи с этим погрешностей для рассмотренных в диссертации районов ранее не выполнялись, что придаёт решавшимся в работе задачам дополнительную актуальность.

Опираясь на данные солености, полученные, как во время натурных CTD зондирований, так и в процессе лабораторных исследований ионно-солевого состава и плотности, отобранных в экспедициях проб, автор предлагаемой работы поставил перед собой задачу количественно проанализировать отклонения друг от друга значений солёности, полученных всеми перечисленными выше способами в морских акаториях. Главной целью исследования являлась оценка репрезентативности стандартных в океанологической практике CTD измерений солёности для районов, в которых ионно-солевой состав морской воды имеет отличия от океанского.

Актуальной задачей сегодня остаётся получение достоверных значений солёности вод гипергалинных и солоноватых внутренних водоемов с отличным от океанского солевым составом. В этом случае корректное значение солёности можно получить только методом суммы ионов. Вследствие межгодовых и сезонных изменений в соотношении ионов в водах таких водоёмов (одним из наиболее ярких примеров, которых является Аральское море) определение солёности другими методами, в том числе с использованием хлорности [см., например, Амиргалиев, 2007] или скорости звука [Маккавеев, Стунжас, 2017], встречается со значительными трудностями. Возможно независимое определение солёности весовым методом по весу сухого остатка после испарения пробы, но этот метод может давать большую погрешность в зависимости от лабораторной технологии испарения.

В этой связи в качестве отдельного исследования были изучены ионно-солевые составы таких пересыхающих озер, как Аральское море и его отдельные остаточные водоёмы, Мертвое

море, озеро Урмия, и прослежены временные изменения их солевых составов в межгодовых и

сезонных масштабах. Исследование эволюции этих водоемов имеет не только историческое, но

экологическое значение, так как последствия их деградации отрицательно влияют на

экосистемы и на социально-экономические условия в этих регионах. Цели исследования.

1. Целью исследования было провести оценку отклонений значений солености вод морских акваторий и внутренних морей, полученных по электропроводности с использованием CTD-зонда от значений солености, полученной другими различными способами: из плотности по уравнению состояния TEOS-10, по хлорности, по сумме главных ионов.

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

• Проведено определение концентраций компонентов основного солевого состава и получение солености воды в виде суммы основных ионов (SS).

• Проведено определение плотности вод исследуемых водоемов способом, не зависящим от солевого состава, а именно с помощью лабораторного плотномера.

• Практическую соленость (SP) получили исходя из электропроводности с помощью гидрофизического зонда во время экпедиционных работ.

• Значения абсолютной солености (SA5), учитывающие особенности солевого состава в виде региональных поправок были рассчитаны по плотности, полученной на плотномере. Для расчета применялось термодинамическое уравнение состояния морской воды TE0S-10. Расчет проводился с помощью програмного обеспечения Matlab c установленным пакетом Toolbox, который предлагается разработчиками TEOS-10. В данных расчетах учитывались значения плотности, температуры и практической солености образца воды.

• Рассчитали соленость используя полученные значения хлорности по соответствующим уравнениям, разработанным рядом исследователей (К. Кремлином, Ф. Миллеро) и рекомендованными для конкретных водоемов.

2. Целью исследования было проследить эволюцию основных солевых составов в водах

внутренних соленых водоемов, дать оценку значимости и выявить причины этих изменений со временем и сравнить их влияние на исследуемые водоемы.

Для достижения этой цели были решены следующие задачи:

• Проведено определение концентраций компонентов основного солевого состава и получение солености воды в виде суммы основных ионов. Для этого существующие методы аналитического определения ионов были адаптированы для

потенциометрического титрования как для образцов гипергалинных озер, так и для слабосоленых вод с отличным от океанического соотношением основных ионов.

• Проведено определение плотности вод соленых озер Евразии способом, не зависящим от солевого состава, а именно с помощью лабораторного плотномера.

• Проведен анализ эволюции основных ионных составов исследуемых водоемов.

• Проведено сравнительное исследование основных ионных составов озера Урмия, озера Иссык-Куль, Аральского и Мертвого морей.

Научная новизна.

Впервые была проведена оценка отклонений значений солёности, полученных по электропроводности при CTD зондированиях от значений, полученных как сумма основных ионов (AS), по хлорности (ASCl) и по уравнению TEOS-IO (AST) на основе прямых лабораторных измерений плотности для образцов воды Карского, Черного и Каспийского морей.

Определение значений солености по уравнению TEOS-IO, как и определение плотности вод исследуемых водоемов с помощью прецизионного лабораторного плотномера ранее для исследуемых районов не проводилось.

Не смотря на хорошую изученность Черного моря последние исследования главных ионов его состава датируются 1985 г. [«Моря СССР», 1992]. В настоящее время проводятся определения концентраций отдельных его компонентов, например, хлоридов и сульфатов, а также микроэлементов [Дубинин А.В. и др., 2017; Makkaveev, 2005; Хоружий и др., 2011 и др.]. Результаты, полученные нами в данной работе внесут новый вклад в исследования основного солевого состава черноморских вод.

Аналитические методы лабораторного определения хлорности, сульфатов, кальция, магния и общего углерода с помощью потенциометрического титрования, а калия гравиметрическим способом были адаптированны для анализа состава вод гипергалинных, соленых и слабосоленых вод с отличным от океанического ионно-солевым составом. Анализ сравнения соотношений основных ионов в солевом составе вод исследуемых образцов с соотношениями их в составе стандартной морской воды IAPSO (СМВ) показал, что содержание их в разной степени отличается от содержания в СМВ. Во всех исследованных образцах содержание хлоридов и ионов натрия было меньше, чем в СМВ, а сульфатов, гидрокарбонатов и ионов кальция в основном больше, содержание ионов магния в основном совпадало с содержанием их в СМВ. Так для поверхностных вод прибрежной зоны Черного моря и Керченского пролива эти отличия составили для хлоридов в среднем на 1,5% меньше, а сульфатов на столько же больше, чем в СМВ, а в глубинных водах открытой части Черного моря хлоридов было в среднем на 0,5% меньше, а сульфатов на столько же больше, чем в СМВ,

в образцах Карского моря содержание хлоридов было в среднем на 0,1% меньше, а сульфатов на 0,5 % больше, в образцах Каспийского моря отклонения были в среднем 15 % для хлоридов и сульфатов, а в образцах из озера Иссык-Куль в среднем 27 % для хлоридов и сульфатов. Мы предполагаем, что именно эти отклонения являются причиной ошибок при определении гидрофизичеких параметров при CTD-зондировании.

Впервые были получены гидрохимические характеристики отдельных водоемов усыхающего Аральского моря, а также проанализирована эволюция их основного ионного состава и плотности в условиях меняющегося климата и антропогенной нагрузки, а также установлено влияние вод Сырдарьи на изменение солевого состава вод Малого Арала в сторону повышения содержания сульфат-ионов.

Исследование плотности показало, что из-за отличия ионного состава вод исследуемых образцов от океанского состава погрешность (AoT) в расчете плотности по электропроводности при стандартном CTD-зондировании от измеренной плотномером составляла в среднем для поверхностных вод Черного моря около 0,5 кг/м3 или 4%, для Аральского моря - около 10 кг/м3 или 10%, для Каспийского моря 1,4 кг/м3 или 40%, для озера Иссык-Куль 1,4 кг/м3 или 60 % [Andrulionis et al., Conference, 2016].

Теоретическая и практическая значимость работы.

Аналитические методы лабораторного определения концентраций главных ионов были адаптированы для анализа состава вод гипергалинных, соленых и солоноватых природных вод с отличным от океанического ионно-солевым составом. Полученные на основе этих методов результаты позволяют оценить отклонения составов исследуемых водоемов и морских акваторий от состава стандартной морской воды и возможных погрешностей при натурных исследованиях физических свойств воды традиционным гидрофизическим оборудованием. Оценки отклонений значений солёности, полученных по электропроводности при CTD зондированиях от значений, полученных другими способами определения (суммой основных ионов, по хлорности и на основе прямых лабораторных измерений плотности) позволяют уточнить определения солености и плотности вод. Поскольку главным источником отклонений ионно-солевого состава в океане является материковый речной сток, полученные результаты углубляют наше понимание процессов распространения вод материкового стока в море. Результаты могут быть использованы на практике для уточнения имеющихся и получения новых достоверных данных в прибрежных морских акваториях и внутренних морях и водоёмах

Положения, выносимые на защиту.

1. Методики определения ионов основного солевого состава адаптированы для потенциометрического титрования в воде как для солоноватых, так и для гипергалинных вод природных водоемов;

2. Расчет региональных поправок по плотности по уравнению состояния морской воды TEOS-10 для исследуемых образцов вод Черного, Карского и Каспийского морей, а также исследования основного солевого состава показали, что для вод морских акваторий и внутренних морей с отличиями ионно-солевого состава вод от вод с океанским составом определения солености и плотности средствами СТД-зондирования и другими традиционными способами могут приводить к значительным ошибкам.

3. Лабораторный анализ образцов вод солёных озёр - Аральского моря и его отдельных остаточных водоёмов, Мертвого моря, озёр Урмия и Иссык-Куль - позволил количественно оценить отличия их ионно-солевых составов как от океанского состава, так и друг от друга, различные характеры их временной изменчивости в межгодовом и сезонном масштабах, а также влияние ионно-солевого состава на физические характеристики вод.

Степень достоверности и апробация результатов.

Достоверность научных результатов и выводов работы обеспечивается использованием для получения натурных данных современного высокоточного измерительного оборудования и методик. Валидация методик лабораторных исследований и их результатов осуществлялась с помощью анализа государственных стандартных образцов, эталонной морской воды IAPSO, сравнением полученных результатов измерений с историческими массивами данных, проведением параллельных измерений в независимой лицензированной лаборатории (Испытательном центре МГУ, МГУЛАБ), а также в других лабораториях с использованием альтернативных методик.

Апробация работы. Основные результаты и положения диссертационной работы были представлены на заседаниях Ученого совета Физического направления Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН, а также на следующих российских и международных конференциях: EMECS11 - Sea Coasts XXVI Joint Conference, г. Санкт-Петербург, 22-27 августа 2016 г; General Assembly 2017 of the European Geosciences Union. Вена, Австрия, 23-28 апреля; General Assembly 2018 of the European Geosciences Union. Вена, Австрия, 8-13 апреля; General Assembly 2019 of the European Geosciences Union. Вена, Австрия, 7-12 апреля; European Crystallographic Meeting (ECM32), Vienna, Austria, 18 - 23августа 2019; General Assembly 2020 of the European Geosciences Union. (Онлайн-формат) 3-8 мая 2020;

Конференция: «Моря России: Год науки и технологий в РФ - Десятилетие наук об океане ООН». 20-24 сентября 2021г. в г. Севастополе на базе Морского гидрофизического института РАН.

Личный вклад. Автор участвовала в научных экспедициях, участвовала в подборе и апробации методик аналитического определения, изучала научную литературу по теме диссертации, интерпретировала полученные результаты и формировала выводы на всех этапах работы над диссертацией. Все химические анализы, измерения плотности и расчеты выполнены автором. Совместно с научным руководителем и соавторами участвовала в интерпретации результатов и подготавливала их опубликованию, а также представляла полученные результаты на международных конференциях. Публикации.

Материалы диссертации полностью изложены в работах, опубликованных соискателем. Всего опубликовано 12 научных работ по теме диссертации, в том числе 3 статьи в рецензируемых международных журналах, рекомендованных ВАК [1-3], 1 статья в издании не входящем в перечень ВАК [4], 1 глава в монографии [5] в издании входящем в перечень ВАК и 7 тезисов докладов на российских и международных научных конференциях [6-12]. Еще одна статья из списка, рекомендованного ВАК [13] и одна глава в монографии [14] в издании входящем в перечень ВАК, приняты к печати в 2022 г..

Статьи, опубликованные в изданиях из перечня ВАК:

1. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О. Лабораторные исследования основного компонентного состава гипергалинных озер // Морской гидрофизический журнал. - 2019. - Т. 35. - № 1. - С. 16-36.

DOI: 10.22449/0233-75 84-2019-1-16-36.

2. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. Современная эволюция солевого состава остаточных бассейнов Аральского моря // Океанология. - 2021. - Т. 61. - № 6. - C. 925-935. DOI: 10.1134/S0001437021060035.

3. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. Современная эволюция солевого состава вод западного бассейна Большого Аральского моря // Океанология. - 2022. - Т. 62. - № 1. -С. 1-17.

DOI: 10.1134/S0001437022010027

Статьи, опубликованные в других рецензируемых изданиях:

4. Andrulionis N., Zavialov I., Kovaleva E., Zavialov P., Osadchiev A., Alukaeva A., Izhitskiy A. SITE-SPECIFIC EQUATIONS OF STATE FOR COASTAL SEA AREAS AND INLAND WATER BODIES // Materials of XXVI International Coastal Conference "Managinag risks to

coastal regions and communities in a changinag world". August 22 - 27, 2016. St Petersburg. Russia. Academus Publishing. - 9 p.

DOI: 10.31519/conferencearticle_5b1b9452bebe47.34318019 URL.

Глава в монографии

5. Yakushev Evgeniy V., Andrulionis Natalia Yu., Jafari Mahnaz, Lahijani Hamid A. K., Nooran Peygham. How climate change and human interaction alter chemical regime in salt lakes, cases study: Lake Urmia, Issyk-Kull Lake, Aral Sea and Dead Sea // Chapter In: The Handbook of Environmental Chemistry. Springer. Berlin. Heidelberg. - 2021 . - 25 p.

DOI: 10.1007/698_2021_811

Опубликованные тезисы докладов:

6. Andrulionis N., Zavialov I., Kovaleva E., Zavialov P., OsadchievA., Alukaeva A., Izhitskiy A. Site-Specific Equation of State for Coastal Sea Areas and Inland Water Bodies // 11th EMECS Conference Sea Coasts XXVI Joint Conference. Theme Managing Risks to Coastal Regions and Communities in a Changing World. August 22 - 27, 2016. Abstract Book. - 2016. - P. 188.

7. Andrulionis N., Zavialov I ., Zavialov P., Osadchiev A., Kolokolova A., Alukaeva A., Izhitskiy A. and Izhitskaya E.. Deriving Equations of State for Specific Lakes and Inland Seas from Laboratory Measurements // Geophysical Research Abstracts. Vol. 19. EGU2017-5620, EGU General Assembly 2017.

8. Andrulionis N., Zavialov I ., Zavialov P., Osadchiev A. and Izhitskiy A. Physical and chemical properties of residual water bodies of the formerAral Sea // Geophysical Research Abstracts. Vol. 20, EGU2018-10537, 2018. EGU General Assembly 2018.

9. Andrulionis N. and Zavialov P.. Comparative analysis of the main ionic composition of hyperhaline lakes: the Aral Sea, the Dead Sea and Lake Urmia // Geophysical Research Abstracts. Vol. 21, EGU2019-PREVIEW, 2019. EGU General Assembly 2019.

10. Andrulionis N., Izhitskiy A., Gertman I., Yakushev E. and Zavialov P.. Changes in the basic ionic composition and other parameters of the Aral Sea and the Dead Sea waters during their drying // EGU2020-7496. EGU General Assembly. - 2020.

DOI: 10.5194/egusphere-egu2020-7496.

11. Reykhard L., Sapozhnikov P., Izhitskiy A., Dara O., Boev A., Andrulionis N., Kozina N., Kalinina O. and Reikhard A.. Halogenesis and biomineralization in the residual basins of the Aral Sea // European Crystallographic Meeting (ECM32), Vienna, Austria, 18 - 23.08.2019. Acta Crystallographica Section A: Foundations and Advances ECM-32. - 2019.

DOI: 10.1107/S2053273319093537.

12. Andrulionis N.Yu., Zavialov P.O., Izhitskiy A.S., Osadchiev A.A. Research of the Influence of Variability of the Ion-Salt Composition on Properties of Sea Water and inland Water Bodies //

Моря России: Год науки и технологий в РФ. Десятилетие наук об океане ООН. Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. Севастополь. 20-24 сентября 2021 г. Севастополь: ФГБУН ФИЦ МГИ. - 2021. - 502 с.

Статья в издании ВАК, принятая к печати:

13. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. О влиянии вариаций ионно-солевого состава вод на ошибки в измерениях солености // Морской гидрофизический журнал. - 2022. - № 5.

Глава в монографии в издании ВАК, принятая к печати:

14. Andrulionis N. Yu., Yakushev E. V., Jafari M., Zavialov P. O., Lahijan H. A. K., Ghaffari P. Comparative Study of the Major Ion Composition in Eurasian salt lakes: Lake Urmia, Lake Issyk-Kul, Aral Sea, and Dead Sea // Chapter In: The Handbook of Environmental Chemistry. Springer. Berlin. Heidelberg. - 2022.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из 4 глав, введения, заключения и дополнительных материалов, включая карты расположения станций отбора проб и сводные таблицы, содержащие полученные гидрохимические данные. Объем работы включает 140 страниц, которые содержат 30 таблиц, 36 рисунков и 3 приложения. Список цитируемой литературы включает 163 наименований.

Во Введении представлена общая характеристика работы, включающая обоснование актуальности темы, основную цель исследования, поставленные задачи, основные положения, выносимые на защиту, достоверность полученных результатов, научную и практическую значимость, личный вклад автора и апробацию результатов исследования.

Приложения содержат дополнительные рисуноки, представляющий данные анализов полученных данных.

В Главе 1 приведен обзор литературы по исследуемым проблемам. Кратко описаны история, основные направления исследований солености и ионно-солевого состава, выделены существующие проблемы в изучении взаимосвязи ионного состава с физическими параметрами в водах морских акваторий и внутренних морей.

В Главе 2 представлены методы и оборудование, которые применялись в данной работе для получения, анализа данных и осуществления необходимых расчетов.

В Главе 3 представлены результаты исследования влияния ионно-солевого состава на точность определения соленость вод морских акваторий на примере Черного, Карского и Каспийского морей.

В Главе 4 представлены результаты исследования вод внутренних водоемов с ионно-солевым составом существенно отличным от океанического на примере Аральского и Мертвого морей, а также соленых озер Иссык-Куль и Урмия.

В Заключении представлены основные выводы работы.

Благодарности.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю члену-корреспонденту РАН П. О. Завьялову, главному специалисту В.А. Соловьеву, сотрудникам лаборатории взаимодействия океана с водами суши и антропогенных процессов - участникам экспедиций ИО РАН на Черное, Карское, Каспийское, Аральское моря и озеро Иссык-Куль (в

частности И.Б. Завьялову, А.С. Ижицкому А. А. Осадчиеву, Грабовскому А.Б., Гончаренко И.В.

за доставку проб и предоставление необходимых данных). Благодарю сотрудников NIVA и д.ф.-м.н. Е.В. Якушева и Senior researcher P. N. Ghaffari за предоставление проб воды из Мертвого моря и озера Урмия и помощь в подготовке совместных публикаций, к.г.н. И. Гертмана (IORL) за доставку проб из Мертвого моря, сотрудников ЮО ИО РАН и д.ф.-м.н. А.Г. Зацепина за предоставление проб из глубинной части Черного моря, руководителя Лаборатории геохимии д.х.н. А.В. Дубинина, а также М.Н. Римскую-Корсакову, Л.С. Семилову за предоставление проб из глубинной части Черного моря и проведение сравнительных межлабораторных исследований.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.1 Историческое развитие исследования солености морской воды

Вопросы происхождения морской воды и ее солености интересовали ученых с давних времен. Начиная с VI века до нашей эры греческие ученые выдвигали предположения, основанные на естественных причинах происхождения морской воды [Всеволожский, 2007]. Попытки определения солёности морской воды предпринимались с древних времён и приобрели более или менее количественные формы уже начиная с XVII века [Золотов, 2002]. А первая научная работа по солености океанической воды была проведена британским натурфилософом Робертом Бойлем в 1670-х. Он предложил простой способ определения солености весовым методом с помощью намоченного полотенца, но с учетом погодных условий. Он установил, что море в некоторых местах и при определенных обстоятельствах соленее и теплее на поверхности, чем на глубине, что морская вода намного тяжелее пресной и что соленая вода не замерзает так быстро, как пресная, поэтому моря более свободны для судоходства, чем реки и озера. Начиная с XVII века способы и средства измерения свойств морской воды совершенствовались, а полученные данные уточнялись. Между 1687 и 1715 годами Галлей пытался рассчитать водный баланс, учитывая поступление в море воды с речным стоком и расхода ее при испарении. Он также установил, что уровень моря не менялся сотни лет. Первым настоящим морским ученым был офицер Граф Луи Фердинанд Марсилли (1658-1730), который использовал в своей работе методы Бойля, а также инструментальное оборудование, как например, весы, микроскоп и аэрометр. Он обнаружил, что для измерений солености предпочтительнее использовать ареометр, чем выпаривать воду до сухого остатка, так как во время перегонки воды происходит потеря части элементов из ее состава. Ареометр он использовал и для определения плотности морской воды [Wallace, 1974]. В конце 18 века Антуан Лавуазье (1743-1794) для анализа морской воды использовал испарение с экстракцией растворителем (спиртом). И хотя Лавуазье написал только одну статью на основании лишь одного анализа, он был признан одним из основных исследователей химии морской воды.

Понятие «солености» воды было введено датским химиком Иоганном Георгом Форхгаммером (1794-1865) в 1865 году. Он, также обнаружил, что соотношение основных солей в пробах из разных мест было постоянным и через 55 лет, как и Масет написал об этом (в том же журнале). С тех пор это постоянство известно как принцип Форгхаммера или принцип постоянных пропорций. Одна из самых интересных его научных работ «О строении

морской воды на разных глубинах и в разных широтах» (1863 г.) стала эпохой в истории химии океана. Наиболее полное раннее исследование состава морской воды было проведено В. Диттмаром (1884) на 77 образцах, собранных химиком Дж. Я. Бьюкененом во время экспедиции Челленджера (1872-1876). Эта экспедиция считается началом океанографии как науки.

Солёность по определению - это масса растворенных в единице объема или массы морской воды минеральных веществ. Однако таких веществ множество, поэтому в точности измерить их суммарное содержание в составе каждой пробы морской воды на практике трудно [Pawlowicz, 2013].

Наиболее надежные - и не зависящие ни от каких дополнительных предположений значения солёности могут быть получены на основе прямых лабораторных химических определений концентраций основных ионных компонентов морской воды [Millero et al., 2013]. Такой способ определения получил название суммы основных ионов. Для некоторых солёных водоемов, таких как, например, Аральское море [Блинов, 1956; Амиргалиев, 2007; Андрулионис, Завьялов, 2019, Андрулионис и др., 2021, Андрулионис и др., 2022], Каспийское море [Моря СССР, 1992] и других акваторий этот способ является по существу единственно возможным для корректного определения значений солёности. Но определение солёности по сумме основных ионов - достаточно трудоемкий процесс, требующий к тому же лабораторных условий и оборудования.

Далее началось время разработок электрического оборудования для океанографических исследований. Появились электрические гальванометры для измерения силы малых постоянных электрических токов, электрические термометры. Лидерами производств стали компании Siemens, Tompson. Международный совет по исследованию моря назначил Мартина Кнудсена (1871-1949) председателем комиссии по изучению проблемы определения солености морской воды. Кнудсен с коллегами провели измерения и на основе сравнения девяти определений солености и хлорности предложили формулу, которая служила океанографам в течение следующих 65 лет. Кнудсен предложил, чтобы все заинтересованные страны внесли свой вклад в создание учреждения по производству стандартной воды и представил предварительный отчет по определению констант морской воды и составлению гидрографических таблиц. Позже оно было сформировано в Великобритании и до сих пор компания Osil готовит и стандартизирует по хлорности стандартную морскую воду.

Как стало известно позднее значения проводимости морской воды зависят от температуры и давления. Для преобразования измеренных температуры, давления и проводимости в соленость в 1978 г. была разработана шкала солености (ШПС-78) группой

ученых из разных государств: A.L. Bradshaw, K.E. Schleicher, F. Culkin, N.D. Smith, T.M. Dauphinee, J. Ancsin, H.P. Klein, M.J. Philips, R.G. Perkin, E L. Lewis, A. Poisson [Millero, 2010, ГСССД 77-84].

С начала 1980-х гг. измерения солёности выполняются главным образом с помощью CTD (conductivity, temperature, depth) зондов и основываются на электропроводности, точнее - на отношении электрической проводимости морской воды к проводимости специального эталонного образца (IAPSO Standard Seawater) [https://osil.com/salinity-measurement-standards/], который отбирают с поверхности в определенном районе Атлантического океана [Culkin and Smed, 1979]. Для пересчета электопроводности в практическую соленость применяли уравнение состояние EOS-80, также разработанное группой ученых: E.L. Lewis, N.P. Fofonoff, K. Grasshoff, W. Kroebel, G.N. Ivanov-Franzkevich, M. Menaché, F. Culkin, C.K. Ross, A. Poisson, F. Millero and O. Mamayev [Millero, 2010]. Практическая соленость (SP) выражается условной единицей PSU или ЕПС (единицы практической солености). Сегодня считается, что SP численно меньше примерно на 0.5 %, чем массовая доля растворенного вещества в граммах на килограмм морской воды [Pawlowicz, 2013].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Андрулионис Наталья Юрьевна, 2022 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алекин О.А., Ляхин Ю. И. Химия океана. Учебное пособие для вузов по специальности "Океанология" /А. И. Симонов, И. А. Кащеева, А. Е. Филонов. - Л.: Гидрометеоиздат, -1984. - 341 с.

2. Амиргалиев Н.А. Арало-Сырдарьинский бассейн: (гидрохимия, проблемы водной токсикологии). - Алматы: ТОО Издательский Дом Бастау. - 2007. - 224 с.

3. Андрулионис Н. Ю., Завьялов П. О. Лабораторные исследования основного компонентного состава гипергалинных озер // Морской гидрофизический журнал. - 2019.

- Т. 35. - № 1. - С. 16-36.

4. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. Современная эволюция солевого состава остаточных бассейнов Аральского моря // Океанология. - 2021. - Т. 61, - № 6, - С. 925-935.

5. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. Современная эволюция солевого состава вод западного бассейна Большого Аральского моря // Океанология. - 2022. - Т. 62,

- № 1. - С. 1-17.

6. Андрулионис Н.Ю., Завьялов П.О., Ижицкий А.С. О влиянии вариаций ионно-солевого состава вод на ошибки в измерениях солености // Морской гидрофизический журнал. -2022. - Т. . - № 5. - С. (в печати).

7. Асанкулов Т., Абудувайли Ц., Исанова Г., Лонг М., Дуулатов Э., Многолетняя динамика и сезонные изменения гидрохимии бассейна оз. Иссык-Куль (Кыргызстан) // Аридные экосистемы. - 2019. - Т. 25. - №78. - С. 79-87

8. Берг Л.С. Аральское море: Опыт физико-географической монографии. - СПб.: Типография М.М.Стасюлевича. - 1908. -Т. V. - № 9. - 580 с.

9. Блатов А.С., Булгаков Н.П., Иванов В.А. и др. Изменчивость гидрофизических полей Черного моря. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1984. - 239 с.

10. Блинов Л.К. Гидрохимия Аральского моря. - Л.: Гидрометеоиздат. - 1956. - 233 с.

11. Валяшко М.Г. Закономерности формирования месторождений калийных солей / А.П. Виноградов. - М.: Издание Московского Университета. - 1962. - 398 с.

12. Виноградов А.П.. Ведение в геохимию океана // Наука. - 1967. - 215 с.

13. Всеволожский В.А.. Основы гидрологии. Учебник. Издание 2-е дополненное и переработанное / В.А. Садовничий, Виханский О.С., Голиченков А.К., Гусев М.В., Лобреньков В.И. и др.. - Москва. Издательство МГУ. - 2007. - 448 с.

14. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Проект «Моря». Азовское море / Гершанович Д.Е., Гоптарев Н.П., Затучная Б.М., Симонов А.И.. - Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат, - 1991 г. - Т. 5. - 235 с.

15. Гидрометеорологи и гидрохимия морей СССР. Проект «Моря», Каспийское море, / Ф.С. Терзиев, М.П. Максимова, Е.А. Яблонская. - Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат, - 1996. - Т. 2. - вып. 2. - 323 с.

16. Гидрометеорологи и гидрохимия морей СССР, проект «Моря», Черное море. /А. И. Симонов, А. И. Рябинин, Д. Е. Гершанович. - Санкт-Петербург. Гидрометеоиздат, -1992. - Т. 4. - вып. 2. - 220 с.

17. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР. Проект «Моря СССР». Аральское море /

B. Н. Бортник, С. П. Чистяева. - Л.: Гидрометеоиздат, - 1990. - Т. 7.- 196 с.

18. Гинзбург А.И., Костяной А.Г., Кривошея В.Г., Незлин Н.П. Соловьев Д.М., Станичный

C.В., Якубенко В.Г. Особенности динамики вод и распределения хлорофилла «а» в северо-восточной части Черного моря осенью 1997 г. // Океанология. - 2000. - Т. 40. -№ 3. - С. 344-356.

19. Гордеев В.В. Геохимия системы река-море. Диссертация доктора геолого-минералогических наук 25.00.28. - М. - 2012. - 452 с.

20. Горячкин Ю.Н., Иванов В.А. Уровень Черного моря: прошлое, настоящее и будущее / В.Н. Еремеев. - НПЦ «ЭКОСИ-Гидрофизика». Севастополь, -2006. - с 210.

21. ГОСТ 17.1.5.04-81. Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Приборы и устройства для отбора, первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия. - М.: ИПК Издание стандартов. - 2003. - 7 с.

22. ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы (ССОП). Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков. - М.: ИПК Издание стандартов. - 2003. -12 с.

23. ГОСТ 23268.7-78. Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Методы определения ионов калия. - М.: ИПК Издание стандартов. -2003. - 4 с.

24. ГОСТ 31940-2012. Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов. -М.: Стандартинформ, - 2013. - 16 с.

25. ГОСТ Р 57165-2016. Вода. Определение содержания элементов методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. - Москва. Стандартинформ, - 2016. - 30 с.

26. Григорьева М. Ю., Осадчиев А. А., Кречик В. А., Фрей Д. И., Степанова Н. Б., SPREADING OF THE PYASINA RIVER PLUME IN THE KARA SEA. Тезисы конференции. - 2021.

27. ГСССД 77-84. Таблицы стандартных справочных данных. МОРСКАЯ ВОДА. ШКАЛА ПРАКТИЧЕСКОЙ СОЛЕНОСТИ 1978 г. / П.А.Калашников. - М.: Издательство стандартов. - 1978. - 6 с.

28. Добровольский А. Д., Залогин Б. С. Моря СССР. - М.. Издательство МГУ, -1982 г. - 192 с.

29. Доронин Ю.П. Физика океана. - СПб.: РГГУ, - 2000. - 339 с.

30. Дубинин А.В., Дубинина Е. О., Демидова Т. П., Часовников В. К. Изотопы серы в верхней части анаэробной зоны Черного моря // Океанология. - 2017. - Т. 57. - № 6. - С. 885-893.(Б)

31. Дубинин А.В., Дубинина Е. О., Коссова С. А., Бережная Е. Д.. Вентиляция анаэробной зоны Черного моря по данным изотопного состава серы сульфата // Доклады академии наук. - 2017. -Т. 475. -№ 4. - С. 428-434. (А)

32. Завьялов И. Б., Осадчиев А. А., Завьялов П. О., Кременецкий В. В., Гончаренко И. В.. Исследование водообмена в Керченском проливе по историческим данным и данным контактных измерений 2019г. // Океанология. - 2021. - T. 61. - № 3. С. 377-386.

33. Завьялов П.О., Арашкевич Е.Г., Бастида И. и др. Большое Аральское море в начале XXI века: физика, биология, химия. - М.: Наука. -2012. - 229 с.

34. Зацепин А.Г., Островский А.Г., Кременецкий В. В., Пиотух В. Б., Куклев С. Б., Москаленко Л. В.,. Подымов О. И., Баранов В. И., Корж А. О., Станичный С. В.. О природе короткопериодных колебаний основного черноморского пикноклина, субмезомасштабных вихрях и реакции морской среды на катастрофический ливень 2012 // Известия РАН. Физика Атмосферы и океана. - 2013. -Т. 49. - № 6. -С. 717-732.

35. Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И.. Основы аналитической химии. Общие вопросы. Способы разделения. Учебник для ВУЗов / Ю.А. Золотов // Высшая школа. Москва, - 2002. - 351 с.

36. Золотокрылин А.Н. Индикатор аридности клиамата // Аридные Экосистемы. - 2002. -Т. 8. - № 16. - С. 47-69.

37. Иванов В.А., Белокопытов В.Н.. Океанография Черного моря. - Морской гидрофизический институт. Севастополь. - 2011 - С. 212.

38. Иванов В.Н., Семененко К.А., Прохорова Г.В., Симонов Е.Ф. Натрий. Серия «Аналитическая химия элементов» / Ю.А. Золотов . - Наука. Москва, - 1986. - 256 с.

39. Ижицкий А.С., Кириллин Г.Б., Завьялов П.О. Аральское море как природный «солнечный пруд»: экстремальные условия температуры и перемешивания // Сборник трудов Международного симпозиума «Мезомасштабные и субмезомасштабные процессы в гидросфере и атмосфере». - М.: ИО РАН. - 2018. - С. 162-164.

40. Кадыров В. Гидрохимия озера Иссык-Куль и его бассейна. - Фрунзе. Илим, - 1986. - 211 с.

41. Каспийское море: гидрология и гидрохимия / С.С. Байдин, А.Н. Косарев // Наука. Москва. - 1961. - 261 с.

42. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2015. / Коршенко А.Н.// Наука. Москва. - 2016. - 184 с.

43. Качество воды в бассейнах рек Амударья и Сырдарья. Аналитический отчет. Ташкент. — 2011. [Электронный ресурс] режим доступа http://www.cawater-info.net/aral/figures.htm

44. Комплексонометрическое титрование // Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу количественного химического анализа / Яковлев, А. И. Стеценко. - СПб.: СПХФА. - 2003. - С. 8-39.

45. Коновалов С. К., Видничук А. В., Орехова Н. А. Пространственно-временные характеристики гидрохимической структуры вод глубоководной части Черного моря. Система Черного моря. - М.: Научный мир. - 2018. - С. 106-119.

46. Крешков А. П. Основы аналитической химии. Теоретические основы. Количественный анализ. - М.: Химия, - 1971. - С. 416.

47. Кукса В.И. Южные моря: Аральское, Каспийское, Азовское и Черное в условиях антропогенного стресса. - СПб.: Гидрометеоиздат, - 1994. - 312 с.

48. Куцева П.П. Элементы баланса химических веществ озера Иссык-Куль. Исследования водного баланса, термического и гидрохимического режима озера Иссык-Куль. -Ленинград: Гидрометеоиздат, - 1980. - С. 71-78.

49. Любимцева. С. В.. Экономика: учебник. - Москва. Вузовская книга, - 2014. - 638 с.

50. Маккавеев П.Н., Гордеев В. В., Завьялов П.О., Курбанияов А.К.. Гидрохимические и гидрологические условия в нижнем течении реки Урал и приустьевой области Каспийского моря в начале половодья // Метеорология и гидрология. - 2018. - №10.

51. Маккавеев П.Н., Завьялов П.О., Гордеев В.В. и др. Гидрохимические характеристики Аральского моря в 2012-2013 гг. // Водные ресурсы. - 2016. - Т. 45. -№ 2. - С. 188-198.

52. Маккавеев П.Н., Стунжас П.А. Об измерениях солености гипергалинных рассолов на примере современного Аральского моря // Океанология. - 2017. - Т. 57. - № 6. - С. 990-996.

53. Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в воде и водных растворах потенциометрическим методом с помощью ионоселективных электродов «ЭКОМ-Ва». - М.: ООО НПП «ЭКОНИКС». - 2007. - 2007. - 7 c.

54. Методы анализа рассолов и солей. Издание 3-е. / Ю.В. Морачевский, Е.М. Петрова. -Москва. Ленинградское отделение. Химия, - 1965. - 404 с.

55. Минералы Узбекистана. / С.Т. Бадалов. - Издательство "Фан" УзССР. Ташкент, - 1975.

- Т. 2. - 335 с.

56. Михайлов В. Н., Добровольский А.Д., Добролюбов С.А. Гидрология. - М.: Высшая школа. - 2007. - 463 с.

57. Никаноров А.М. /В. Е. Закруткин, В. И. Минкин. Гидрохимия. Второе издание. -Гидрометеоиздат. Санкт-Петербург, - 2001. - 444 с.

58. Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом. -М.: ФГУ ГОИН. - 2010. - 20 с.

59. Пахомова А.С., Затучная Б.М. Гидрохимия каспийского моря / Симонов А.И. -Гидрометеорологическое издательство. Ленинград, - 1966. - 335 с.

60. РД 52.10.243-92 . Руководство по химическому анализу морских вод / С. Г. Орадовский, Г. Г. Лятиев, И. С. Матвеева, и др. - Гидрометеоиздат. Санкт-Петербург, - 1993. - 264 с.

61. РД 52.10.743-2010. Общая щелочность морской воды. Методика измерений титриметрическим методом. - М.:ФГУ ГОИН. - 2010. - 20 стр.

62. Коновалов С.К., Еремеев В.Н. Региональные особенности, устойчивость и эволюция биогеохимической структуры вод Черного моря. Устойчивость и эволюция океанологических характеристик экосистемы Черного моря. - Гидрофизика. Севастополь,

- 2012. - С. 273- 299.

63. Резников А.А., Муляковская Е.П., Сколов И.Ю.. Методы анализа природных вод. Издательство 3-е переработанное и дополненное. - Москва. Недра, - 1970. - 488 с.

64. Романовский В.В. Озеро Иссык-Куль как природный комплекс. - Фрунзе. Илим, - 1991.

- 164 с.

65. Руководство по химическому анализу морских вод. - СПб.: Гидрометеоиздат. - 1993. -265 с.

66. Руководство по эксплуатации DMA 4100 M, DMA 4500 M, DMA 5000 M. Версия программного обеспечения: V1.70. - Copyright. Anton Paar GmbH. Грац. Австрия, - 2010. -135 с.

67. Русанов В. П., Яковлев Н.И., Буйневич А.Г.. Гидрохимический режим Северного Ледовитого океана // Труда ААНИИ. - 1979. - Т. 355. - С. 114.

68. Савенко А.В., В. С. Савенко, О. С. Покровский. Сорбционно-десорбционная трансформация стока растворенных микроэлементов на геохимическом барьере река-море (по данным лабораторного экспериментального моделирования) // Водные ресурсы. -2021. Т. - 48. - № 2. - С. 207-212.

69. Скопинцев Б. А., Губин Ф. А. Некоторые результаты гидрохимических исследований в Чёрном море в 1952-1953 годах // Труды Морского гидрофизичекого института АН СССР. - М.: Изд-во АН СССР. - 1955. - Т. 5. - С. 71-98.

70. Скопинцев Б.А. Формирование современного химического состава вод Черного моря. -Л.: Гидрометеоиздат, -1975. - 226 с.

71. Сонненфелд П. Рассолы и эвапориты. - М.: Мир, - 1988. - 475 с.

72. Стародубцев В. М., Богданец В. А. О формировании почвенного покрова на осушенном дне Аральского моря // Проблемы освоения пустынь. - 2007. - № 3. - С. 34-40.

73. 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. 22-47.

74. Шпайхер А.О., Русанов В.П. Распределение кремния как индикатора водных масс морей сибирского шельфа // Проблемы Арктики и Антарктики. - 1972. - Вып. 40. - С. 64 - 70.

75. Aladin N., Chida T., Cretaux J. F. et al. Current status of lake Aral - challenges and future opportunities. PROCEEDINGS of the 16th World Lake Conference «Lake Ecosystem Health and Its Resilience: Diversity and Risks of Extinction». - 2017. - P. 448-457.

76. Alipour, S.. Hydrogeochemistry of Seasonal Variation of Urmia Salt Lake, Iran //Saline Systems. - 2006. - 2. - 19 p.

77. Andrulionis N., Zavialov I., Kovaleva E. et al. Site-Specific equation of state for coastal sea areas and inland water bodies. XXVI International Coastal Conference "Managinag risks to coastal regions and communities in a changinag world". August 22 - 27, 2016. - St- Petersburg. Academus Publishing, - 2016. - 9 р.

78. Andrulionis Natalia Yu., Yakushev Evgeniy V., Jafari Mahnaz, Zavialov Petr O., Lahijani Hamid A. K., Nooran Peygham. Comparative Study of the Major Ion Composition in Eurasian salt lakes: Lake Urmia, Issyk-Kul Lake, Aral Sea and Dead Sea. The Handbook of Environmental Chemistry. - Springer. Berlin. Heidelberg. - 2022. (в печати).

79. Babel M., Schreiber B.C.. Geochemistry of Evaporites and Evolution of Seawater. Treatise on Geochemistry. Sediments, Diagenesis, and Sedimentary Rocks / Mackenzie Fred. -Elsevier. -2014- V. 9. -P.483-560.

80. Barkan, E., Luz, B., Lazar, B.. Dynamics of the carbon dioxide system in the Dead Sea // Geochemica Cosmochimica Act. - 2001. - 65, - P.355-368.

81. Beyth M.. Recent evolution and present stage of Dea Sea brines. / Nissenbaum A. // Hypersaline brines and evaporitic environments. - Elsevier. Amsterdam, - 1980. - V. 28. - P. 155-165.

82. Brewer, P.G., and A. Bradshaw. The effect of non-ideal composition of seawater on salinity and density // Journal of Marine Research. - 1975. - V. 33. - P. 157-175.

83. Culkin F., Cox R.A. Sodium, potassium, magnesium, calcium and strontium in seawater // Deep-Sea Research. - 1966. - V.13. - P. 789-804.

84. Culkin F., Smed J. The history Standard Seawater // Oceanological Acta. - 1979. - V2. - № 3.

85. Duxbury, Alyn C., Mackenzie, Fred T. and Byrne, Robert Howard. Seawater // Encyclopedia Britannica. - 2022. [Электронный ресурс] режим доступа https://www.britannica.com/science/seawater.

86. Elias, E.. Red Sea to Dead Sea water conveyance (RSDSC) study. Report. - Tel Aviv. - 2011.

- P. 31-36.

87. Feistel1 R., Weinreben S., Wolf H., Seitz S., Spitzer P., Adel B., Nausch G., Schneider B., and Wright D. G.. Density and Absolute Salinity of the Baltic Sea 2006-2009 // Ocean Science.

- 2010. - V 6, - P. 3-24.

88. Food PAC 6.6055.003. Methods for the Titrimetric/Potentiometric Analysis of Foodstuffs: Application File. - Metrohm. - 324 p.

89. Friedrich J. Oberhansli H. Hydrochemical properties of the Aral Sea water in summer 2002 // Journal of Marine Systems. - 2004. - V. 47. - P. 77-88.

90. Gavrieli, I.. Halite deposition in the Dead Sea, 1960 - 1993. OXFORD MONOGRAPHS ON GEOLOGY AND GEOPHYSICS. [Электронный ресурс]. - Oxford Unit Press. - 1997. - V. 36. - P. 161-170.

91. Gavrieli, Ittai, Oren, A.. The Dead Sea as a Dying Lake. Dying and Dead Seas. Climatic Versus Anthropic Causes / Jacques C. J. Nihoul, Peter O. Zavialov, Philip P. Micklin. Conference proceedings. [Электронный ресурс]. - 2004. - Vol. 36. - №11. - P. 287-305.

92. Ge Y., Abuduwaili J., Ma L. Lakes in Arid Land and Saline Dust Storms. E3S Web of Conferences. [Электронный ресурс] - 2019. - V. 99.

93. Gertman I.. Dead Sea. Chapter from book: Playa Lake Chains: The Example of the Yenyening Lakes of the Upper Avon River Catchment of Western Australia. Encyclopedia of Earth Sciences Series / Jenny A. Davis and Paul Carling // Springer, Dordrecht. - 2012. - P. 212-216.

94. Gertman, I., Hecht, A.. The Dead Sea hydrography from 1992 to 2000 // Journal of Marine Systems. - 2002. - V. 35 - № 3-4. - P. 169-181.

95. Gertman, I.. Dead Sea. Encyclopedia of Lakes and Reservoirs / L. Bengtsson, R. W. Herschy, R. W. Fairbridg. - Dordrecht. Springer Netherlands. - 2012. - P. 177-231.

96. Golan, R., Lazar B., Wurgaft E., Lensky N., Ganor J., Ittai Gavrieli.. Continuous CO2 escape from the hypersaline Dead Sea causedby aragonite precipitation // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 2017. - V. 207. - P. 43-56.

97. Golan, R., Gavrieli, I., Ganorb, J., Lazar B.. Controls on the pH of hyper-saline lakes - A lesson from the Dead Sea // Earth and Planetary Science Letters. - 2016. - V. 434. - P. 289-297.

98. Gordeev V.V., Sidorov l.S. Concentrations of major elements and their outflow intothe Laptev Sea by the Lena River // Mar. Chem. - 1993. - Vol. 43. - № 1- -4. - P. 33- 46.

99. Gordeev, V. V., Martin, J. M., Sidorov, J. S., Sidorova, M. V.. A reassessment of the Eurasian river input of water, sediment, major elements, and nutrients to the Arctic Ocean // American Journal of Science. - 1996. - V. 296, - P. 664-691.

100. Gordeev V.V., Makkaveev P. N., Reykhard L. E. and A. I. Kochenkova. Features of the Elemental Composition of Aral Sea Suspended Matter in Modern Conditions // Oceanology. -2018. - Vol. 58. - №. 4, - P. 583-592.

101. Kesner M.. Handbooks for Water-Resources Investigations. National Field Manual for the Collection of Water-Quality Data. / F. D. Wilde. - U.S. Geological Survey. - 2008. - V. 6.

102. Harris G.. Salinity. Reference Module in Earth Systems and Environmental Sciences // Encyclopedia of Inland Waters. - 2009. - P. 79-84.

103. Indoitu R., Kozhoridze G., Batyrbaeva M. et al. Dust emission and environmental changes in the dried bottom of the Aral Sea // Aeolian Research. - 2015. - V.17. - P. 101-115.

104. Izhitskaya E.S., Egorov A.V., Zavialov P.O. et al. Dissolved methane in the residual basins of the Aral Sea // Environmental Research Letters. - 2019. - V. 14. - № 6.

105. Izhitskiy, A. S., Zavialov, P.O., Sapozhnikov P.V., Kirillin G. B., Grossart, H. P., Kalinina, O.Y., Zalota, A. K., Goncharenko, I.V., Kurbaniyazov, A. K.. Present state of the Aral Sea: diverging physical and biological characteristics of the residual basins // Scientific Reports. -2016. - T. 6. - C. 23906.

106. Izhitskiy, A.S., Kirillin ,G.B., Zavialov, P.O. The Aral Sea as a natural "solar pond": extreme temperature and mixing conditions. Proceedings of the International Symposium "Mesoscale and submesoscale processes in the hydrosphere and atmosphere "(MSP-2018) . - Moscow: IO RAN, - 2018. - P. 162-164.

107. Jones B.F., Deocampo D.M. Geochemistry of saline lakes // Treatise on Geochemistry. - 2003.

- V. 5. - P. 393-424.

108. Karbassi, A., Bidhendi, G.N., Pejman, A., and Bidhendi, M.E.,. Environmental Impacts of Desalination on the Ecology of Lake Urmia // Journal of Great Lakes Research. - 2010. - V. 36 № 3- P. 419-424.

109. Kawabata, Y., Kurita, T., Nagali, M., Aparin, V., Onwona-Agyeman, S., Yamada, M., Fujii, Y. and Katayama, Y. Water Quality in the Lake Issyk-Kul and the River Flowing into It // Journal of Arid Land Studies. - 2014. - V. 24. - №1. - P.105-108.

110. Kerr R.. Ocean Acidification Unprecedented, Unsettling // Science - 2010. - V. 328. - P. 1500-1501.

111. Kostianoy A., Kosarev N. The Aral Sea Environment . Part of the The Handbook of Environmental Chemistry book series. - Berlin. Heidelberg. New York: Springer-Verlag. -2010. - V. 7. - 332 p.

112. Kremling K. Determination of the major constituents. Chapter 11 in Methods of Seawater Analysis / K. Grasshoff, K. Kremling, M. Ehrhardt. - Weinheim. WILEY-VCH. - 2007. - P. 229-251.

113. Kremling K. Relation between Chlorinity and Conductometric Salinity in Black Sea water. In: The Black Sea - Geology, Chemistry and Biology // Tulsa: The Amer. Assoc. Petroleum Geologists. - 1974. - P. 151-154.

114. Krumgalz B. 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. -V. 11.- № 5. - P. 477-492.

115. Lensky, N., Dvorkin, Y., Lyakhovsky, V., Gertman, I., Gavrieli, I.. Water, salt, and energy balance of the Dead Sea // Water Resources Research. - 2005. -V. 41.

116. Levy, Y.. Modern sedimentation in the Dead Sea, 1982- 1989 // Tech.. - 1992. - V. 12 -№88. - 15p.

117. Ma L., Abuduwaili J., Li Y. et al. Hydrochemical Characteristics and Water Quality Assessment for the Upper Reaches of Syr Darya River in Aral Sea Basin, Central Asia // Water.

- 2019. - V.11. - P. 1893.

118. Makkaveev P. N., Nalbandov Yu. R. and 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. - № 1, P. 85-92.

119. Marquis G. and Lebel J., Potentiometric Determination of Potassium in Seawater and Interstitial Water //Analytical Letters. - 1981.-V. 14. - №12. - P. 913- 920, .

120. Matveev V., Mordechai P., David R., Hebestreit K., Stutz J., Platt U., Blake D., Luria M.. Bromine oxide - Ozone interactions over the Dead Sea // Geophysical Research Atmospheres. -2001. - V. 106. - № D10. - P. 10375 - 10387.

121. McDougall, R., Jackett, D.R., and Millero, F.J. McDougall, R., Jackett, D.R., and Millero, F.J. Algorithm for calculating the absolute salinity of the world ocean // Discussions about science, about the oceans. - 2009. - V. 6. - №1. - P. 215-242. (Б)

122. McDougall, T. J., Feistel, R., Millero, F. J., Jackett, D. R., Wright, D. G., King, B. A., Marion, G. M., Chen, C.-T. A., and Spitzer, P. Calculation of the Thermodynamic Properties of Sea water, Global Ship-based Repeat Hydrography Manual. IOCCP Report No. 14. // ICPO Publication Series. - 2009. - № 134, - 112 p. (А)

123. Micklin P. Efforts to Revive the Aral Sea. The Aral Sea. - Berlin, Heidelberg: SpringerVerlag. - 2014. - P. 361-380.

124. Millero F. J.. History of Equation of State of Seawater. Oceanography // Journal of The oceanography Society. - 2010. - Vol. 23, - №.3. - P. 18- 33.

125. Millero F.J. Chemical Oceanography. 4th Edition . - CRC Press. - 2013. - 591 p.

126. Millero F.J., Feistel R., Wright D. et al. The composition of Standard Seawater and the definition of the Reference-Composition Salinity Scale. Part I: Oceanographic Research Papers // Deep Sea Research. - 2008. - V.55. - №1. P.50-72.

127. Millero Frank J. and Chetirkin Peter. The density of Caspian Sea waters. Deep-Sea Research. -1979. - Vol. 27A. - P. 265 - 271.

128. Millero Frank J., Mirzaliyev Abzar, Safarov Javid, Huang Fen, Chanson Mareva, Shahverdiyev Astan, Hassel Egon. The Equation of State for Caspian Sea Waters // Aquat Geochem. - 2008. - V. 14. - P. 289-299.

129. Millero, F.J., Feistel, R., Wright, D.G. and McDougalld, T.J.,. The Composition of Standard Seawater and the Definition of the Reference-Composition Salinity Scale. Part I: Oceanographic Research Papers // Deep-Sea Research. - 2008. - V.55. - №1. - P. 50- 72.

130. Millero, F.J., F. Huang, N. Williams, J. Waters, and R. Woosley. The effect of composition on the density of South Pacific Ocean waters // Marine Chemistry. - 2009. - V. 114. - P. 56-62.

131. Mischke S. Large Asian Lakes in a Changing World. Natural State and Human Impact. Springer Water book series. - 2020. - 259 p. [Электронный ресурс] режим доступа https://www.amazon.com/Large-Asian-Lakes-Changing-

World/ dp/3030422534?asin=3030422534&revisionId=&format=4&depth= 1

132. Nie-mi, T.M., Ben-Avraham, Z., Gat, J.R. (Eds.). The Dead Sea: the Lake and its Setting // Oxford Univ. Press. Oxford. - 1997. - P. 89 - 103.

133. Nihoul, P. O., Zavialov, and P. P. Micklin. Dying and Dead Seas Climatic versus Anthropic Causes // Springer. Dordrecht. Springer. New York. - 2011. - Vol. 36. -pages. P. 287-305. -396 p.

134. Osadchiev A. A., Asadulin En. E., Miroshnikov A.Yu., Zavialov I. B., Dubinina E. O. Belyakova P. A.. Bottom Sediments Reveal interAnnual Variability of interaction between the ob and Yenisei plumes in the Kara Sea // Scientific Reports. - 2019. - V. 9. - №1. - P. 18642.

135. Osadchiev A. A., Frey D. I., Shchuka S. A., Tilinina N. D., Morozov E. G., and Zavialov P. O.. Structure of the Freshened Surface Layer in the Kara Sea During Ice-Free Periods // Journal of Geophysical Research: Oceans. - 2021. - V. 126. - №1.

136. Osadchiev A. A., Izhitskiy1A. S., Zavialov P. O., Kremenetskiy V. V., Polukhin A. A.,

V. V. Pelevi, and Z. M. Toktamysova. Structure of the buoyant plume formed by Ob and Yenisei river discharge in the southern part of the Kara Sea during summer and autumn // Journal of Geophysical Research: Oceans. - 2017. - V.122. - P. 5916-5935

136. Pawlowicz, R. Key Physical Variables in the Ocean: Temperature, Salinity, and Density // Nature Education Knowledge. - 2013. -V. 4. - №4. - P. 13.

137. Peel M. C., Finlayson B.L., and McMahon T.A., Updated world map of the Koppen-Geiger climate classification // Hydrol. Earth Syst. Sci.. - 2007. - V 11. - P. 1633- 1644.

138. Podrezov, Andrei, Makela, Ari, Mischke, Steffen. Lake Issyk-Kul: Its History and Present State. In book: Large Asian Lakes in a Changing World // Springer imprint is published by the registered company Springer Nature Switzerland AG. - 2020. - P. 177 - 206.

139. Romanovsky, V. V.,Tashbaeva, S., Creteaux, J.-F. et al. The closed lake Issyk-Kul as an indicator of global warming in Tien-Shan // Natural Science. - 2013. - V. 5. - P. 608-623.

140. Rotem, G., Lazar B., Wurgaft E., Lensky N.. Continuous CO2 escape from the hypersaline Dead Sea caused by aragonite precipitation // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 2017. - V. 207.

141. Safarov, J., F.J. Millero, R. Feistel, A. Heintz, and E. Hassel. Thermodynamic properties of standard seawater // Ocean Science. - 2009. - № 6. - P. 689-722.

142. Savenko A.V., Savenko V.S.. On the transformation of the chemical composition of seawater in interaction with terrigenous aerosols // Oceanology. - 2020. - V. 60. - №6. - p. 742-747.

143. Savenko A.V., Savenko V.S.. Adsorbed chemical elements of river runoff of solids and their role in the transformation of dissolved matter runoff into the ocean // Minerals. - 2022, - V. 12. - №4. - p. 1 - 8.

144. Steinhorn I., Assaf G., Gat J. R., Nishry A., Nissenbaum A., Stiller M., Beyth M., Neev D., Garber R., Friedman G. M., Weiss W.. The Dead Sea: Deepening of the Mixolimnion Signifies

the Overture to Overturn of the Water Column // Science. - 1979. - V. 206. - № 441. - P. 5557.

145. Steinhorn I.. In Situ Salt Precipitation at the Dead Sea // Limnology and Oceanography. -1983. - V. 28. - №3. P. 80-583.

146. Steinhorn, I.. On the concept of evaporation from fresh and saline water bodies // Water Resour. Res.. - 1991. - V. 274. - P. 645-648.

147. Stiller M., Gat J. R. R., Kaushansky G. P..Halite precipitation and sediment deposition as measured in sediment traps deployed in the Dead Sea: 1981-1983. The Dead Sea; The lake and its setting / Tina M. Niemi, Zvi Ben-Avraham. - Oxford monographs on Geology and geophysics, - 1997. -№ 36 - P. 171 - 183.

148. Stiller M., Lensky N., Gavrieli I.. Recent Evolution of the Dead Sea Chemical Composition: 2005-2015. Technical Report. - Jerusalem. - 2018. - 54 p. [Электронный ресурс] режим доступа

https://www.researchgate.net/publication/331075551_Recent_Evolution_of_the_Dead_Sea_Ch emical_Composition_2005-2015

149. Summerhayes, C. and Thorpe, S. Oceanography. - New York. Manson Publishing Ltd. -1996. - 353 pp.

150. Sverdrup H. U., Johnson Martin W., Fleming Richard H.. The Oceans, Their Physics, Chemistry, and General Biology. - New York. Prentice-Hall. - 1942. [Электронный ресурс] режим доступа https://publishing.cdlib.org/ucpressebooks/view?docId=kt167nb66r

151. The Aral Sea Environment / Kostianoy A., Kosarev N.. -Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag. - 2010. - 332 p.

152. Touloie, J. Hydrogeochemistry of Urmia Lake. The 1st Oceanology Conference of Iran. Tehran. - 1998. - P. 20- 23.

153. TEOS-10 software packages [Электронный ресурс] режим доступа https://www.teos-10.org/software .htm.

157. Thermodynamic Equation оf Seawater - 2010 (TEOS-10). [Электронный ресурс] режим доступа http://www.TEOS-10.org

154. The international thermodynamic equation of Seawater-2010: Calculation and use of thermodynamic properties / IOC, SCOR and IAPSO Commission. UNESCO. - 2010. - P. 196. [Электронный ресурс] режим доступа https://unesdoc.unesco.org/ark:/48223/pf0000188170

155. Tuzhilkin V. S..Thermohaline structure of the Sea. The Handbook of Environmental Chemistry. The Black Sea Environment. / A. Kostianoy and A. Kosarev. - Springer-Verlag, Berlin Heidelberg. - 2008. - V. 5. - P. 217-254.

156. Wallace W. J. The Development of The Chlorinity / Salinity Concept in Oceanography. Series 7. - Elsiever Scientific Publishing Company. Amsterdam - London -New York . - 1974. - 227 p.

157. Waiser M. J., Robarts R. D.. Saline Inland Waters. Encyclopedia of Inland Waters / Gene E. Likens. - Elsevier. Amsterdam. Boston. - 2009. - V. 2. - P. 634-644.

158. White K. Nature and Economy in the Aral Sea Basin. The Aral Sea. // Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, - 2014. - P. - 301- 335.

159. Yakushev Evgeniy V., Andrulionis Natalia Yu., Jafari Mahnaz, Lahijani Hamid A. K., Nooran Peygham. How climate change and human interaction alter chemical regime in salt lakes, cases study: Lake Urmia, Issyk-Kull Lake, Aral Sea and Dead Sea. Lake Urmia: A Hypersaline Waterbody in a Drying Climate / Peygham G. Nooran, Evgeniy V. Yakushev, Ole Anders N0st, and Jorn Bruggeman. The Handbook of Environmental Chemistry. - Springer. Berlin. Heidelberg. - 2021. - 9 p.

160. Zavialov P.O., Ni A.A., Kudyshkin T.V. et al. Ongoing changes of ionic composition and dissolved gases in the Aral Sea // Aquatic geochemistry. - 2009. - V.15. - P. 263- 275.

161. Zavialov Peter O., Izhitskiy Alexander S., Kirillin Georgiy B., Khan Valentina M., Konovalov Boris V., Makkaveev Peter N., Pelevin Vadim V., Rimskiy-Korsakov Nikolay A., Alymkulov Salmor A., and Zhumaliev Kubanychbek M.. New profiling and mooring records help to assess variability of Lake Issyk-Kul and reveal unknown features of its thermohaline structure // Hydrol. Earth Syst. Sci.. - 2018. - V. 22, - P. 6279-6295.

162. Zavialov, P. O., Izhitskiy, A. S., Kirillin G. B., Rezvov V. Yu., . Alymkulov S. A, Zhumaliev K. M., Kurbaniyazov A. K.. Features of Thermohaline Structure and Circulation in Lake Issyk-Kul // Oceanology. - 2020. - V. 60. -№ 3.

163. Zavialov, P.O. Physical Oceanography of the Dying Aral Sea. - Springer / Praxis. Chichester. UK. - 2005. - 146 p.

Взаимосвязь отклонения Дат (плотности измеренной на плотномере от расчитанной по уравнению УС-80 (по данным СТБ-зонда) и соотношения

БО^/СГ в глубоководной части

Черного моря

Отклонения значений солёности (региональные поправки), полученных по электропроводности при CTD зондированиях от значений, полученных как сумма основных ионов (AS), по хлорности (ASCl) и по уравнению TEOS-10 на основе прямых лабораторных измерений плотности (AST) для для глубоководных образцов воды открытой части Черного моря в 2021 г.. Значения AS, ASCl и AST представлены в % от общей солености образца по

массе

Теоретическая изменчивость минеральных ассоциаций и основного химического состава вод соленых озер в зависимости от степени открытости системы [Sanford and Wood, 1991] и временных изменений для озера Урмия, Мертвого моря и Аральского моря