The influence of seasonal changes in the water regime on the number of microorganisms and the concentration of volatile organic compounds in the water and bottom sediments of the Amur River at Khabarovsk in the high-water year of 2019

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Microbiological and chemical-analytical studies of the quality of water and bottom sediments of the Amur River at Khabarovsk were carried out in different phases of water content. The water quality significantly depended on the water regime of the river and varied along the cross-sectional profile. During periods of a steady rise in the water level during floods, the average number of all ecotrophic groups of bacteria was 3–6 times higher than during periods of water decline. The number of saprophytic bacteria at the rise in water levels and at the peak of the flood averaged ~ 3.5 thousand CFU/ml, heterotrophic – 25.8 thousand CFU/ml, hydrocarbon-oxidizing – 0.8 thousand CFU/ml. At low levels, the deterioration of water quality was influenced by small rivers of Khabarovsk, which was reflected in a higher number of bacteria along the right bank by 3–5 times than on the left. During the closed channel period and spring low water, methanol dominated in the volatile organic compounds in the water (up to 510μg/l), which was recorded in 100% of the samples. Hexane (50%, up to 20.7μg/l),m-xylene (50%, up to 6.5μg/l),o-xylene (57%, up to 3.8μg/l), and toluene (43%, up to 107.6μg/l) were also frequently detected. During floods, the content of volatile organic compounds significantly decreased, but acetone (in 87% of samples) entered the aquatic environment from the flooded soils of the floodplains and vegetation – up to 55μg/l at the peak of the flood. In the bottom sediments formed under the influence of the runoff of small rivers of Khabarovsk, there is an accumulation of weakly decomposed organic matter, hydrocarbons up to 142 mg/kg, volatile organic compounds up to 964.6μg/dm3, active production of organic matter is noted. In the bottom sediments formed under the influence of the runoff of the Songhua River, the content of volatile organic compounds was 2025.9μg/dm3, which are mainly of technogenic origin.

作者简介

N. Fisher

Institute of Water and Ecology Problems, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: fisher@ivep.as.khb.ru
Khabarovsk, 680000, Russia

L. Garetova

Institute of Water and Ecology Problems, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Khabarovsk, 680000, Russia

参考

  1. Абдюкова Э.А., Хабибуллин Р.Р.,Хуснаризанова Р.Ф., Абдюкова Г.М.Гидрохимические и микробиологические особенности вод рек Уршак и Берсувань // Башкир. хим. журн. 2010. Т. 17. № 2. С. 69–72.
  2. Бердников Н.В., Рапопорт В.Л., Рыбас О.В., Пелых Т.И., Золотухина Г.Ф., Зазулина В.Е.Мониторинг загрязнения экосистемы р. Амур в результате аварии на химическом заводе в г. Цзилинь (КНР): нитробензол // Тихоокеанская геология. 2006. Т. 25. № 5. С. 94–103.
  3. Бульон В.В.Закономерности первичной продукции в лимнических экосистемах. СПб.: Наука, 1994. 222 с.
  4. ГаретоваЛ.А., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Фишер Н.К., Кошельков А.М.Оценка состояния воды, почв и донных отложений территории, сопряженной с бывшим золоотвалом // Экология и пром-сть России. 2023. Т. 27. № 2. С. 60–66.
  5. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Кошельков А.М.Особенности формирования органических соединений в грунтах и донных отложениях промзоны г. Хабаровск // Геохимия.2021. Т. 66. № 5. С. 464–472.
  6. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Кошельков А.М., Тюгай З., Харитонова Г.В.Биогеохимические особенности вод, почвогрунтов и донных отложений промзоны г. Хабаровска // Экология и пром-сть России. 2019. Т. 23. № 5. С. 56–61.
  7. Гаретова Л.А., Фишер Н.К., Кириенко О.А.Изучение состава и генезиса органического вещества донных отложений загрязненных малых водотоков территории г. Хабаровска // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 2. С. 182–192.
  8. Гаретова Л.А., Харитонова Г.В., Имранова Е.Л., Фишер Н.К., Кириенко О.А.Влияние наводнения 2019 г. на абиотическую и биотическую структуру донных отложений и почв поймы р. Амур // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2022. № 5. С. 61–72.
  9. ГОСТ 17.1.3.07-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков. М.: ИПК Изд-во стандартов, 2010.
  10. ГОСТ 17.1.4.02-90 Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1990.
  11. Долгоносов Б.М., Корчагин К.А.Сезонные изменения в распределении вероятностей показателей качества речной воды // Вод. ресурсы. 2014. Т. 41. № 1. С. 39–48.
  12. Калитина Е.Г., Михайлик Т.А., Семкин П.Ю., Барабанщиков Ю.А., Зорин С.А.Особенности микробиологического состава вод реки Раздольной (южное приморье) // Изв. ТИНРО. 2015. Т. 180. С. 187–197.
  13. Каллистова А.Ю., Меркель А.Ю., Тарновецкий И.Ю., Пименов Н.В.Образование и окисление метана прокариотами // Микробиология. 2017. Т. 86. № 6. С. 661–683.
  14. Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Бардюк В.В.Биоиндикация трансграничного загрязнения реки Амур ароматическими углеводородами после техногенной аварии в Китае // Сиб. экол. журн. 2012. № 2. С. 245–252.
  15. Кондратьева Л.М., Фишер Н.К., Бердников Н.В. Микробиологическая оценка качества воды в реках Амур и Сунгари после техногенной аварии в Китае // Вод. ресурсы. 2009. Т. 36. № 5. С. 575–587.
  16. Кошельков А.М., Майорова Л.П. Оценка загрязнения нефтепродуктами почв города Хабаровска // Экология и пром-сть России. 2021. Т. 25. № 12. С. 65–71.
  17. Марьяш А.А., Ходоренко Н.Д., Звалинский В.И., Тищенко П.Я.Органический углерод в эстуарии реки Раздольная (Амурский залив, Японское море) в период ледостава // Геохимия. 2015. № 8. С. 734–742.
  18. Махинов А.Н., Лю Шугуан, Махинова А.Ф., Чаомин Даи.Влияние наводнений и урбанизации на содержание тяжелых металлов в воде и донных отложениях реки Амур // Экология и пром-сть России. 2020. Т. 24. № 12. С. 32–38.
  19. Махинов А.Н., Шугуан Лю, Ким В.И., Махинова А.Ф.Особенности больших наводнений на реке Амур в период высокой водности 2009–2021 гг. // Тихоокеанская география. 2023. № 1. С. 66–74
  20. ПНДФ 14.1:2:4.201-03 Методика выполнения измерений массовой концентрации ацетона и метанола в пробах питьевых, природных и сточных вод газохроматографическим методом. М., 2003. 17 с.
  21. ПНДФ 14.1:2:4.57-96 Методика выполнения измерений массовых концентраций ароматических углеводородов в питьевых, природных и сточных водах газохроматографическим методом. М., 2011. 18 с.
  22. ПНДФ 16.1:2.2.22-98 Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органно-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: Госкомэкология России, 2005. 21 с.
  23. СанПиН 1.2.3685-21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Постановление главного санитарного врача Российской Федерации от 28 января 2021. 960 с.
  24. Сигарева Л.Е.Хлорофилл в донных отложениях Волжских водоемов. М.: Товарищество науч.изд. КМК, 2012. 217 с.
  25. Фишер Н.К., Гаретова Л.А., Имранова Е.Л., Кириенко О.А., Афанасьева М.И.Оценка экологического состояния малых рек центральной части Хабаровска в период снеготаяния // Регион. проблемы. 2018. № 3. С. 35–44.
  26. Шестеркин В.П.Влияние разрушения дамбы хвостохранилища в бассейне реки Сунгари (КНР) на качество вод амура у Хабаровска в апреле 2020 года // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2021. № 2. С. 67–74.
  27. Шестеркин В.П.Изменение химического состава вод Амура в период исторического наводнения в 2013 году // Вод. ресурсы. 2016. Т. 43. № 3. С. 287–296.
  28. Шестеркин В.П., Афанасьева М.И., Шестеркина Н.М.Особенности качества воды малых рек Хабаровска в зимний период // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2019. № 3. С. 42–51.
  29. Шестеркин В.П., Шестеркина Н.М.Влияние крупных наводнений в районе Хабаровска в 2018–2019 гг. на гидрохимическую структуру вод Амура // Метеорология и гидрология. 2020. № 11. С. 92–99.
  30. Шорникова Е.А.Диагностика состояния экосистем водотоков по гидрохимическим и микробиологическим показателям (на примере широтного отрезка Средней Оби). Дис. … канд. биол. наук. Сургут., 2007. 214 с.
  31. Biddanda B., Ogdahl M., Cotner J.Dominance of bacterial metabolism in oligotrophic relative to eutrophic waters // Limnol. Oceanogr. 2001. V. 46. № 3. P. 730–739.
  32. Defarge N., Spiroux de Vendômois J., Séralini G.E.Toxicity of formulants and heavy metals in glyphosate-based herbicides and other pesticides // Toxicol. Reps. 2018. V. 5. P. 156–163.
  33. Ghimire B., Deng Z.Hydrograph-based approach to modeling bacterial fate and transport in rivers // Water Res. 2013. V. 47. № 3. P. 1329–1343.
  34. Ifelebuegu A.O., Ukpebor J.E., Ahukannah A.U., Nnadi E.O., Theophilus S.C.Environmental effects of crude oil spill on the physicochemical and hydrobiological characteristics of the Nun River, Niger Delta // Environ. Monitoring Assessment. 2017. V. 189. 173.
  35. Jiao Y., Kramshøj M., Davie-Martin C.L., Albers C.N., Rinnan R.Soil uptake of VOCs exceeds production when VOCs are readily available // Soil Biol. Biochem. 2023. V. 185. 109153.
  36. Kamat S.S., Williams H.J., Dangott L.J., Chakrabarti M., Raushel F.M.The catalytic mechanism for aerobic formation of methane by bacteria // Nature. 2013. V. 497. P. 132–136.
  37. Lee S.-T., Vu C.T., Lin C., Chen K.-S.High occurrence of BTEX around major industrial plants in Kaohsiung, Taiwan // Environ. forensics. 2018. V. 19. № 3. P. 206–216.
  38. Lin C., Nguyen K.A., Vu C.T., Senoro D., Villanueva M.C.Contamination levels and potential sources of organic pollution in an Asian river // Water Sci. Technol. 2017. V. 76. P. 2434–2444.
  39. Liu L., Seyler B.C., Liu H., Zhou L., Chen D., Liu S., Yan C., Yang F., Song D., Tan Q., Jia F., Feng C., Wang Q., Li Y.Biogenic volatile organic compound emission patterns and secondary pollutant formation potentials of dominant greening trees in Chengdu, southwest China // J. Environ. Sci. 2022. V. 114. P. 179–193.
  40. Ma H., Zhang H., Wang L., Wang J., Chen J.Comprehensive screening and priority ranking of volatile organic compounds in Daliao River, China // Environ. Monitoring Assessment. 2014. V. 186. P. 2813–2821.
  41. Ma W., Gao S., Liu H., Li D.The improvements of a diesel engine fueled with renewable and sustainable diesel/n-butanol/polyoxymethylene dimethyl ethers blended fuels at high altitudes // Energy. V. 289. 2024. 130060.
  42. Merlo C., Reyna L., Abril A., Amé M.V., Genti-Raimondi S.Environmental factors associated with heterotrophic nitrogen-fixing bacteria in water, sediment, and riparian soil of Suquía River // Limnologica. 2014. V. 48. P. 71–79.
  43. Pang Q., Zhao G., Wang D., Zhu X., Xie L., Zuo D., Wang L., Tian L., Peng F., Xu B., He F., Ding J., Chu W.Water periods impact the structure and metabolic potential of the nitrogen-cycling microbial communities in rivers of arid and semi-arid regions // Water Res. 2024. V. 267. 122472.
  44. Shrestha S., Yoon S., Erickson M.H., Guo F., Mehra M., Bui A.A.T., Schulze B.C., Kotsakis A., Daube C., Herndon S.C., Yacovitch T.I., Alvarez S., Flynn J.H., Griffin R.J., Cobb G.P., Usenko S., Sheesley R.J.Traffic, transport, and vegetation drive VOC concentrations in a major urban area in Texas // Sci. Total Environ. 2022. V. 838. Pt 2. 155861.
  45. Sim W., Ekpe O.D., Lee E.-H., Arafath S.Y., Lee M., Kim K.H., Oh J.-E.Distribution and ecological risk assessment of priority water pollutants in surface river sediments with emphasis on industrially affected areas // Chemosphere. 2024. V. 352. 141275.
  46. Tao H., Song K., Liu G., Wen Z., Wang Q., Du Y., Lyu L., J. Du, Shang Y.Songhua River basin’s improving water quality since 2005 based on Landsat observation of water clarity // Environ. Res. 2021. V. 199. 111299.
  47. Zhang K., Chang S., Fu Q., Sun X., Fan Y., Zhang M., Tu X., Qadeer A.Occurrence and risk assessment of volatile organic compounds in multiple drinking water sources in the Yangtze River Delta region, China // Ecotoxicol. Environ. Safety. 2021. V. 225. 112741.
  48. Zhang K., Chang S., Wang E., Zhang Q., Fan Y., Bai Y., Zhang M., Fu Q., Jia W.Occurrence, health risk, and removal efficiency assessment of volatile organic compounds in drinking water treatment plants (DWTPs): An investigation of seven major river basins across China // J. Cleaner Production. 2022. V. 372. 133762.
  49. Zhang Y., Jiao L., Cheng Y., Zhang Y., Yin Y., Huang H. Pollution Characteristics and Risk Assessment of Volatile Organic Compounds in Songhua Lake, China // Int. J. Sci. Res. Management. 2023. V. 11. P. FE-2023-244-261.
  50. Zhao J., Wang Z., Wu T., Wang X., Dai W., Zhang Y., Wang R., Zhang Y., Shi C.Volatile organic compound emissions from straw-amended agricultural soils and their relations to bacterial communities: A laboratory study // J. Environ. Sci. 2016. V. 45. P. 257–269.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2025

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».