Changes in the Hydrochemical Regime of Onego Lake Since the Early 1990s

• Published in: Anuario Colombiano de Historia Social y de la Cultura
• Main Authors: N. Kalinkina M., E. Tekanova V., A. Sabylina V., A. Ryzhakov V., Н. Калинкина М., Е. Теканова В., А. Сабылина В., А. Рыжаков В.
• Other Authors: Scientific Research Plan of the Northern Water Problems Institute of the Karelian Research Centre of the Russian Academy of sciences, Института водных проблем Севера КарНЦ РАН, Государственное задание
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: Russian
• Published: Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya 2019
• Subjects: Karelia; Onego Lake; climate changing; river discharge; hydrochemical regime; allochthonous organic matter; iron; phosphorus; gas composition of water; pH; Карелия; Онежское озеро; климатические изменения; речной сток; гидрохимический режим; аллохтонное органическое вещество; железо; фосфор; газовый режим; рН; Boreal Environment Research; Fennoscandia
• Online Access: https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/857; https://doi.org/10.31857/S2587-55662019162-72

The supply of allochthonous organic matter with river water to the lakes rises in the new climatic conditions of Karelia (mild winters, an increase in the amount of liquid precipitation, less freezing of the soil). In connection with the geochemical peculiarities of Fennoscandia, more quantity of humic substances in a complex with iron and phosphorus enter the water bodies. These processes can lead to a change in the hydrochemical regime, water quality and habitat of the biota. For the first time for lakes of Karelia, long-term changes (1963-2017) of parameters, which are markers of allochthonous organic matter, were estimated on the example of Petrozavodsk Bay of Onego Lake. It was found that since the 1990s, the following characteristics significantly increase in Petrozavodsk Bay water: the color of water (from 56 to 73 degrees), the content of suspended matter (from 1.6 to 3 mg/l), iron (from 0.12 to 0.42 mg/l), phosphorus (from 12 to 22 pg/l). This leads to changes in the carbonate system of the bay water. The concentration of carbon dioxide increases significantly (from 1.2 to 3.0 mg/l), the pH value drops (from 7.22 to 7.12) and the oxygen content diminishes (from 101 to 92% of saturation). The Spearman correlation coefficients between the chemical characteristics and the year of study were the highest for the spring period, when the bay is separated from the open part of the lake by thermal bar and is strongly influenced by river water. Simultaneously with the change in the hydrochemical regime, there is an increase in the amount of iron in the upper layer of silts (from 0.65 to 4.8% of the air-dry sample). This led to a decrease in the number of macrozoobenthos 6-7 times. В новых климатических условиях Карелии (мягкие зимы, увеличение количества жидких осадков, меньшее промерзание почвы) увеличивается поступление в озера аллохтонного органического вещества с речными водами. В связи с геохимическими особенностями Фенноскандии в водоемы попадает больше гумусовых веществ в комплексе с железом и фосфором. Это может привести к изменению гидрохимического режима, качества воды и условий обитания биоты. Впервые для водоемов Карелии на примере Петрозаводской губы Онежского озера оценены многолетние изменения (1963—2017 гг.) показателей-маркеров аллохтонного органического вещества. Выявлено, что с 1990-х годов в воде Петрозаводской губы достоверно возрастает цветность воды (от 56 до 73 град), содержание взвеси (от 1.6 до 3 мг/л), железа (от 0.12 до 0.42 мг/л), фосфора (от 12 до 22 мкг/л). Это приводит к изменению карбонатной системы воды залива — достоверно увеличивается концентрация углекислого газа (от 1.2 до 3.0 мг/л), падает величина рН (от 7.22 до 7.12) и содержание кислорода (от 101 до 92% насыщения). Наиболее высокими оказались коэффициенты корреляции Спирмена между показателями и годом исследования для весеннего периода, когда залив отделен от открытого плеса озера термическим баром и находится под сильным влиянием речных вод. Одновременно с изменением гидрохимического режима происходит увеличение количества железа в верхнем слое илов (от 0.65 до 4.8% от в.с.н.). Это привело к снижению численности макрозообентоса в 6—7 раз.