Тиосульфат в верхней части анаэробной зоны Черного моря

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Тиосульфат – соединение серы в промежуточных степенях окисления между сульфидом и сульфатом, появляется в процессах окисления сероводорода бактериальным и химическим путем. Тиосульфат играет заметную роль в процессах окисления сульфидов и его наличие может свидетельствовать о механизме окислительно-восстановительных реакций в биогеохимическом цикле серы и углерода. В настоящей работе представлено распределение тиосульфата, полученное методом дериватизации с 2,2'-дитиобис(5-нитропиридином), в верхней части анаэробной зоны в Черном море в 2018–2021 годах. Наблюдение проводилось ежегодно на станции, расположенной мористее Геленджика в области континентального склона. Вне зависимости от времени наблюдения концентрация тиосульфата растет с глубиной вместе с ростом концентрации сероводорода. Концентрации выше предела обнаружения 0.01 мкМ тиосульфата обнаруживаются в воде с условной плотностью 16.3 и содержанием сероводорода 7–105 мкМ. Максимальных концентраций тиосульфат достигает на максимальной глубине наблюдения 600 м–0.30 мкМ. При отсутствии окислителей сероводорода в анаэробной зоне предполагается, что появление тиосульфата связано с восстановительным циклом серы в процессе сульфат редукции. Исчезновение тиосульфата происходит в верхней части анаэробной зоны раньше сероводорода.

Об авторах

А. В. Дубинин

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

М. Н. Римская-Корсакова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

О. А. Очередник

Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Геленджик

С. В. Пахомова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН

Email: dubinin@ocean.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Беляев Н.А., Пересыпкин В.И., Поняев М.С. Органический углерод воды, взвеси и верхнего слоя донных осадков западной части Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 748–757.
  2. Дубинин А.В., Демидова Т.П., Кременецкий В.В. и др. Определение восстановленных форм серы в анаэробной зоне Черного моря: сравнение методов спектрофотометрии и иодометрии // Океанология. 2012. Т. 52. № 2. С. 200–209.
  3. Дубинин А.В., Демидова Т.П., Римская-Корсакова М.Н. и др. Определение восстановленных форм серы в воде анаэробных бассейнов // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35. № 1 37–51. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-1-37-51
  4. Пахомова С.В., Розанов А.Г., Якушев Е.В. Растворенные и взвешенные формы железа и марганца в редокс-зоне Черного моря // Океанология. 2009. Т. 49. № 6. С. 835–850.
  5. Современные методы гидрохимических исследований океана. М.: ИОАН СССР, 1992. 200 с.
  6. Dellwig O., Leipe T., März et al. A new particulate Mn-Fe-P-shuttle at the redoxcline of anoxic basins // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. P. 7100–7115.
  7. Findlay A.J., Kamyshny A. Turnover Rates of Intermediate Sulfur Species (, S0, , , ) in Anoxic Freshwater and Sediments // Front. Microbiol. 2017. V. 8. P: 2551. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.0255110.3389/fmicb.2017.02551
  8. Hayes M.K., Taylor G.T., Astor Y. et al. Vertical distributions of thiosulfate and sulfite in the Cariaco Basin // Limnol. Oceanogr. 2006. V. 51. № 1. P. 280–287.
  9. Jørgensen B.B. A thiosulfate shunt in the sulfur cycle of marine sediments // Science. 1990. V. 249. P. 152–153.
  10. Jørgensen B.B., Fossing H., Wirsen C.O. et al. Sulfide oxidation in the anoxic Black Sea chemocline // Deep-Sea Res. 1991. V. 38. № 2. S1083–S1103.
  11. Li X., Taylor G.T., Astor Y. et al. Relationship of sulfur speciation to hydrographic conditions and chemoautotrophic production in the Cariaco Basin // Marine Chem. 2008. V. 112. P. 53–64.
  12. Millero F.J. The oxidation of H2S in Framvaren Fjord // Limnol. Oceanogr. 1991. V. 36. № 5. P. 1007–1014.
  13. Percy D., Li X., Taylor G.T. et al. Controls on iron, manganese and intermediate oxidation cate sulfur compounds in the Cariaco Basin // Marine Chem. 2008. V. 111. P. 47–62.
  14. Pimenov N.V., Neretin L.N. Composition and activities of microbial communities involved in carbon, sulfur, nitrogen and manganese cycling in the oxic/anoxic interface of the Black Sea // In: Neretin L.N. (Ed.) Past and present water column anoxia. Elsevier, 2006. P. 501–521.
  15. Vainshtein M.B., Matrosov A.G., Baskunov V.P. et al. Thiosulfate as an intermediate product of bacterial sulfate reduction // Microbiology. 1980. P. 672–675.
  16. Vairavamurthy A., Mopper K. Determination of sulfite and thiosulfate in aqueous samples including anoxic seawater by liquid chromatography afterderivatization with 2,2'-dithiobis(5-nitropyridine) // Environment Sci. Technol. 1990. V. 24. P. 333–337.
  17. Volkov I.I., Neretin L.N. Hydrogen sulfide in the Black Sea // In: Kostianoy A.G., Kosarev A.N. (Eds.). The Black Sea environment. Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2008. P. 309–331.
  18. Wakeham S.G., Amann R., Freeman K.H. et al. Microbial ecology of the stratified water column of the Black Sea as revealed by a comprehensive biomarker study // Organic Geochemistry. 2007. V. 38. P. 2070–2097.
  19. Yakushev E., Pakhomova S., Sørenson K. et al. Importance of the different manganese species in the formation of water column redox zones: Observations and modeling // Marine Chem. 2009. V. 117. P. 59–70.
  20. Zhang J-Z., Millero F.J. The chemistry of the anoxic waters in the Cariaco Trench // Deep-Sea Research. 1993a. V. 40. № 5. P. 1023–1041.
  21. Zhang J-Z., Millero F.J. The products from the oxidation of H2S in seawater Geochim. Cosmochim. Acta. 1993b. V. 57. P. 1705–1718.
  22. Zopfi J., Ferdelman T.G., Fossing H. Distribution and fate of sulfur intermediates – sulfite, tetrathionate, thiosulfate, and elemental sulfur – in marine sediments // In: Amend J.P. (Eds.). Sulfur biogeochemistry—Past and present. Boulder, Colorado, Geological Society of America, 2004. V. 379. P. 97–116.

Дополнительные файлы


© А.В. Дубинин, М.Н. Римская-Корсакова, О.А. Очередник, С.В. Пахомова, 2023