Spatio-temporal variability of organic matter contents in the waters of the Caspian Sea

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

We analyzed spatio-temporal changes in concentrations and elemental compositions of dissolved organic matter in the waters of the Caspian Sea over the period 2010–2015. These studies showed that over the past 5 years of lowering of sea levels, mean concentrations of Corg and Norg remained virtually unchanged, whereas concentrations of Porg decreased more than three-fold, suggesting a qualitative change in organic matter. Based on data averages, concentrations of Corg, Norg, and Porg in Southern waters were slightly higher than in the North and Middle-Caspian waters during the monitoring period. In deep areas at the border region of hydrogen sulfide occurrence, concentrations of Corg, Norg, and Porg increase. Hence, the presence of hydrogen sulfide in the deep waters of the Derbent and South Caspian basins, and the corresponding increase in organic matter contents, indicates no radical improvement of vertical mixing of the sea in these areas during the eight years of our regression model. Moreover, according to the carbohydrate distribution, organic substances of petroleum hydrocarbons contribute considerably to a common pool.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. I. Agatova

Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography

Author for correspondence.
Email: biochem@vniro.ru
Russian Federation, 17, V. Krasnoselskaya, Moscow, 107140

N. I. Torgunova

Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography

Email: biochem@vniro.ru
Russian Federation, 17, V. Krasnoselskaya, Moscow, 107140

E. A. Serebryanikova

Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography

Email: biochem@vniro.ru
Russian Federation, 17, V. Krasnoselskaya, Moscow, 107140

L. K. Dukhova

Russian Research Institute of Fisheries and Oceanography

Email: biochem@vniro.ru
Russian Federation, 17, V. Krasnoselskaya, Moscow, 107140

References

  1. Агатова А.И., Лапина Н.М., Пропп Л.Н., Торгунова Н.И. Распределение основных биохимических компонентов органического вещества в Прикурильских водах // Биология моря. 2000. Т. 26. С. 106–115.
  2. Агатова А.И., Лапина Н.М., Торгунова Н.И. Органическое вещество в водах арктических морей // Арктика и Антарктика. 2002. Вып. 1(35). С. 172–192.
  3. Агатова А.И., Кирпичев К.Б., Лапина Н.М., Лукьянова О.Н., Сапожников В.В., Торгунова Н.И. Органическое вещество Каспийского моря // Океанология. 2005. Т. 45. № 6. С. 1–11.
  4. Алиев А.А. Грязевые вулканы Каспийского моря //Геология и полезные ископаемые мирового океана. 2014. Вып. № 1 (35). С. 33–44.
  5. Бутаев А.М., Кабыш Н.Ф. О роли углеводородокисляющих микроорганизмов в процессах самоочищения прибрежных вод Дагестанского побережья Каспийского моря от нефтяного загрязнения // Вестн. ДНЦ РАН. 2002. № 11. С. 1–9.
  6. Государственный доклад о состоянии и об охране окружающей среды РФ в 2015 г. Раздел “Морские биоресурсы”.
  7. Дацко В.Г. Органическое вещество в водах южных морей СССР. М.: АН СССР, 1959. 271 c.
  8. Катунин Д.Н. Гидроэкологические основы формирования экосистемных процессов в Каспийском море и дельте реки Волги. Астрахань: КаспНИРХ, 2014. 478 с.
  9. Косарев А.Н. Каспийское море. Структура и динамика вод. М.: Наука, 1990. 164 с.
  10. Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Паутова Л.А., Клювиткин А.А., Политова Н.В., Новигатский А.Н. Вертикальное распределение взвешенных веществ в Каспийском море в начале лета // Океанология. 2016. Т. 56. С. 901–918.
  11. Митина Н.Н., Малашенков Б.М. Влияние изменений уровня Каспийского моря на устойчивость ряда элементов экосистемы его северного региона // Вода: химия и экология. 2013. № 6. С. 10–15.
  12. Монографический справочник. Проект Моря. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Каспийское море. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. Т. 6. Вып. 1. 360 с.
  13. Монографический справочник. Проект Моря. Гидрометеорология и гидрохимия морей. Каспийское море. СПб.: Гидрометеоиздат, 1996. Т. 6. Вып. 2. 322 с.
  14. Немировская И.А. Углеводороды в современных осадках Каспийского моря // Вод. ресурсы. 2016. № 1. С. 60–69.
  15. Новожилова М.И., Попова Л.Е. Грибы-сапрофиты Каспийского моря // Гидробиол. журн. 1980. Т. 16. № 1. С.37–44.
  16. Новожилова М.И., Попова Л.Е. Бактериопланктон Среднего и Южного Каспия // Экологические аспекты водной микробиологии. Новосибирск: Наука, 1984. С. 27–34.
  17. Пахомова А.С., Затучная Б.М. Гидрохимия Каспийского моря. Л.: Гидрометеоиздат, 1966. 343 с.
  18. Руководство по современным биохимическим методам исследования водных экосистем, перспективных для промысла и марикультуры / Под ред. Агатовой А.И. М.: ВНИРО, 2004. 123 с.
  19. Руководство по химическому анализу морских и пресных вод при экологическом мониторинге рыбохозяйственных водоемов и перспективных для промысла районов Мирового океана / Под ред. Сапожникова В.В. М.:ВНИРО, 2003. 202 с.
  20. Сапожников В.В., Белов А.А. Условия появления сероводорода в глубоководных котловинах Среднего и Южного Каспия // Океанология. 2003. Т. 43. № 3. С. 368–370.
  21. Серебренникова Е.А., Сапожников В.В., Духова Л.А. Особенности изменчивости гидрохимических условий в глубоководных котловинах Каспийского моря // Океанология. 2015. Т. 55. № 2. С. 1–7.
  22. Хаустов В.В. О глубинных водах Южно-Каспийской впадины // Учен. зап. КГУ. 2011. № 2 (18).
  23. Шабоянц Н.Г., Шипулин С.В. Формирование биопродуктивности Северного Каспия // Юг России: экология, развитие. 2011. С. 10–15.
  24. Сauwet C. DOM in the coastal zone // Biogeochemistry of marine dissolved organic matter / Eds Hansell D.A., Carlson C.A. Amsterdam; London; N.Y.: Acad.Press, 2002. P. 579–609.
  25. Lein A.Yu., Savvichev A.S., Kravchishina M.D. et al. Microbiological and biogeochemical properties of the Caspian Sea sediments and water column // Microbiol. 2014. V. 83. № 5. P. 648–660.
  26. Redfield A.C., Ketchum B.H., Richards F.A. The influence of organisms on the composition of sea water // The sea / Ed. M.H. Hill. N.Y.: Intersci., 1963. P. 26–77.
  27. Ulloaa O., Canfield D.B., DeLong E.F., Letelier R.M., Stewart F.J. Microbial oceanography of anoxic oxygen minimum zones // PNAS. 2012. V. 109. P. 15996–16003.
  28. Wassmann Р., Reigstad M., Haug T. et al. Food webs and carbon flux in the Barents Sea // Progress in Oceanography 2006. V. 71. P. 232–287.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map of sampling stations.

Download (515KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Concentrations and distribution of the main elements of the organic matter in the shallow-water area of the Middle Caspian.

Download (469KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Concentrations and distribution of the main elements of the organic matter in the Derbent Basin and on the adjacent shelf.

Download (595KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Vertical distribution of oxygen and the main elements of organic agents in the deep-water depressions of the Caspian Sea: a - Derbent depression; b - South Caspian depression.

Download (213KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Concentrations and distribution of the main elements of organic agents in the South Caspian.

Download (350KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2019 Russian Academy of Sciences