Биогеохимия природных органических веществ в водах суши: распределение и изменчивость при потеплении климата

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены особенности распространения и формирования органических веществ природных вод на Европейской территории России (ЕТР) и Западной Сибири (ЗС) в широтной географической зональности. Показано влияние условий водосборов и климата на содержания автохтонных и аллохтонных органических веществ, рассчитаны и проанализированы условные коэффициенты соотношения этих форм. Многомерными статистическими методами анализа установлено влияние температурного фактора на содержание автохтонных органических веществ вод южных территорий ЕТР и ЗС. Найдены закономерности распределения липидов, белков и углеводов автохтонных и аллохтонных органических веществ. Показан механизм биогеохимического преобразования связанных углеводов аллохтонных органических веществ в свободные автохтонные за счет микробного разложения, что характерно в большей степени для вод южных регионов ЗС. Рассмотрено влияние природно-климатических условий на особенности изменения количества органических веществ вод озер и их структурных характеристик (содержания ароматических и алифатических фрагментов).

Об авторах

Т. И. Моисеенко

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского

Email: marinadinu999@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Косыгина, 19

М. И. Дину

Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского

Автор, ответственный за переписку.
Email: marinadinu999@gmail.com
Россия, 119991, Москва, Косыгина, 19

Список литературы

  1. Алекин О.А. (1995) Основы гидрохимии. Гидрометеорологическое издательство. Л., 1953, 296 с.
  2. Волкова С.С. (2015) Физико-химические особенности формирования состава органического вещества и карбонатной системы в малых озерах Западной Сибири: автор. дисс. кхн. Тюмень, 19 с.
  3. Ефремова Т.А., Зобкова М.В. (2019) Содержание, распределение и соотношение основных компонентов органического вещества в воде Онежского озера Труды Карельского научного центра РАН. (9), 60-75.
  4. Ладожское озеро: Past, present and future: Прошлое, настоящее, будущее (2002) / Под ред. Румянцева В.А., Драбковой В.Г. СПб. Наука, 326 с.
  5. Лозовик П.А., Морозов А.К., Зобков М.Б., Духовичева Т.А., Осипова Л.А. (2007) Аллохтонное и автохтонное органическое вещество в поверхностныхводах Карелии Водные ресурсы. 34(2), 225-237.
  6. Лозовик П.А., Мусатова М.В. (2013) Методика разделения органического вещества природных вод адсорбцией на диэтиламиноэтилцеллюлозе на автохтонную и аллохтонную составляющие. Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. (3), 63-68.
  7. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А. (2005) Факторы формирования химического состава вод малых озер. ДАН. 401(6), 802-807.
  8. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А., Дину М.И., Хорошавин В.Ю., Кремлева Т.А. (2017) Влияние природных и антропогенных факторов на процессы закисления вод в гумидных региона. Геохимия. (1), 41-56.
  9. Moiseenko T.I., Gashkina N.A., Dinu M.I., Khoroshavin V.Y., Kremleva T.A. (2017) Influence of natural and anthropogenic factors on water acidification in humid regions. Geochem. Int. 55(1), 84-97.
  10. Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А., Кудрявцева Л.П. (2006) Формирование химического состава вод озер в условиях изменения окружающей среды. Водные ресурсы. 33(2), 163-180
  11. Паничева, Л.П., Кремлева Т.А., Волкова С.С. (2018) Биохимическая трансформация нефтяных углеводородов в водах Западной Сибири. Вести Тюменского Государственного Университета. (5), 6-22
  12. Agren A., Buffam I., Jansson M., Laudon H. (2007) Importance of seasonality and small streams for the landscape regulation of dissolved organic carbon export. J. Geophys. Res. 112.
  13. Algesten G., Sobek S., Bergstro A.K., Agren A., Tranvik L.J., Jansson M. (2003) Role of lakes for organic carbon cycling in the boreal zone. Global Change Biol. (10), 141-147.
  14. Amon R.M.W., Benner R. (1996) Bacterial utilization of different size classes of dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr. (41), 41-51.
  15. Bade D.L., Carpenter S.R., Cole J.J., Pace M.L., Kritzberg E., Van de Bogert M.C., Cory R.M., McKnight D.M. (2007) Sources and fates of dissolved organic carbon isotope additions. Biogeochemistry. 84. 115-129.
  16. Chupakov A., Chupakova A., Moreva O, Shirokova L., Zabelina S.A., Vorobieva Y, Klimov S., Brovko O.S., Pokrovsky O.S. (2017) Allochthonous and autochthonous carbon in deep, organicrich and organicpoor lakes of the European Russian subarctic. Boreal Environment research. (22), 213-230
  17. Cory R.M., McKnight D.M., Chin Y.P., Miller P., Jaros C.L. (2007) Chemical characteristics of fulvic acids from Arctic surface waters: microbial contributions and photochemical transformations. J. Geophys. Res. Biogeosci. 112.
  18. Crapart C., Andersen T., Hessen D.O., Valiente N., Vogt R.D. (2021) Factors governing biodegradability of dissolved natural organic matter in Lake. Water. (13), 2210.
  19. Denfeld B.A., Wallin M.B., Sahlée E., Sobek S., Kokic J.,Chmiel H.E., Weyhenmeyer G.A. (2015) Temporal andspatial carbon dioxide concentration patterns in a smallboreal lake in relation to icecover dynamics. Boreal Env. Res. (20), 679-692.
  20. Finstad A., Andersen T., Larsen S., Tominaga K., Blumentrath S., de Wit H.A., Tømmervik H., Hessen D.O. (2016) From greening to browning: Catchment vegetation development and reduced S-deposition promote organic carbon load on decadal time scales in Nordic lakes. Scient. Repor. 6(1), 31944
  21. Hansell D.A., Carlson C.A., Suzuki Y. (2002) Dissolved organic carbon export with North Pacific Intermediate Water formation. Glob. Biogeochem. Cycle (16), 1007.
  22. Henriksen K., Kemp W.M. (1988) Nitrification in estuarine and coastal marine sediments In: Blackburn T.H., Sorensen J. (eds) Nitrogen cycling in coastal marine environments. Wiley & Sons, Chichester, 207-240
  23. Kellerman A.M., Kothawala D.N., Dittmar T., Tranvik L.J. (2015) Persistence of dissolved organic matter in lakesrelated to its molecular characteristics. Nature Geoscience. (8), 454-457.
  24. Kim S., Kaplan L.A., Hatcher P.G. (2006) Biodegradable dissolved organic matter in a temperate and a tropical stream determined from ultra-high resolution mass spectrometry. Limnol. Oceanogr. (51), 1054-1063.
  25. Koehler B., von Wachenfeldt E., Kothawala D., Tranvik L.J. (2012) Reactivity continuum of dissolved organic carbon decomposition in lake water. J. Geophys. Res. 117.
  26. Kortelainen P. (1993) Content of total organic carbon in Finnishlakes and its relationship to catchment characteristics. Can. J. Fish. Aquat. Sci. (50), 1477-1483.
  27. Linnik P.N., Ivanechko Ya.S., Linnik R.P., Zhezherya V.A. (2013) Humic substances in surface waters of the Ukraine. Russ. J. Gen. Chem. 83(13), 2715-2730.
  28. Liu F. (2020) Dissolved organic carbon concentration and biodegradability across the global rivers: A meta-analysis Sci. of The Tot. Env. 818, 151828
  29. Matilainen A., Gjessing E.T., Lahtinen T., Hed L., Bhatnagar A., Sillanpaa M. (2011) An overview of the methods used in the characterization of natural organic matter (NOM) in relation to drinking water treatment. Chemosphere. 83. 1431-1442.
  30. Priscu J., Foreman C.M. (2008) Encyclopedia of Inland Waters.
  31. Prokushkin A.S., Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Korets M.A., Viers J., Prokushkin S.G., Amon R.M.W., Guggenberger G., McDowell W.H. (2011) Sources and the fl ux pattern of dissolved carbon in rivers of the Yenisey basin draining the Central Siberian Plateau Environ. Res. Lett. (6), 45212-45225.
  32. Rantala M.V., Nevalainen L., Rautio M., Galkin A., Luoto T.P. (2016) Sources and controls of organic carbon in lakes across the subarctic treeline. Biogeochem. (129), 235-253.
  33. Shimotori K., Watanabe K., Hama T. (2012) Fluorescence characteristics of humic-likefluorescent dissolved organic matter produced by various taxa of marine bacteria. Aquat. Microb. Ecol. (65), 249-260.
  34. Town R.M., Filella M.A. (2000) comprehensive systematic compilation of complexation parameters reported for trace metals in natural waters. Aquat. Sci. 62(3), 252-295.
  35. Wauthy M., Rautio M., Christoffersen K.S., Forsström L., Laurion I., Mariash H.L., Peura S., Vincent W.F. (2018) Increasing dominance of terrigenous organic matter in circumpolar freshwaters due to permafrost thaw. Limnology and Oceanography Letters. 3(3), 186-198.
  36. Wilkinson K.J., Joz-Roland A., Buffl J. (1997) Different roles of pedogenic fulvic acids and aquagenic biopolymers on colloid aggregation and stability in freshwaters Limnol. Oceanogr. 42(8), 1714-1724
  37. Yamashita Y., Tosaka T., Bamba R., Kamezak R.,Goto S., Nishioka J., Yasuda I., Hirawake T., Oide J., Obata H., Ogawa H. (2021)Widespread distribution of allochthonous fluorescent dissolved organic matter in the intermediate water of the North Pacific Progress in Oceanography. 191.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (243KB)
Метаданные
3.

Скачать (72KB)
Метаданные
4.

Скачать (33KB)
Метаданные

© Т.И. Моисеенко, М.И. Дину, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».