Трансформация органических веществ в сопряженном ряду поверхностных вод Северной Карелии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрены особенности состава органических веществ в сопряженном ряду природных вод (почвенная вода, болото, ручей и озеро). Определен состав алифатических и бензолкарбоновых кислот и гуминовых веществ. Установлено, что основную часть растворенного органического углерода составляют гуминовые вещества — от 28 (в водах озера) до 57% (в водах болота) со средневесовой молекулярной массой порядка 1 кДа, а количество алифатических и бензолкарбоновых кислот — ≤2% общего содержания углерода водорастворимых органических соединений. Показано, что в ряду исследуемых вод происходит трансформация растворенного органического вещества: изменяется состав и характеризующие его показатели, увеличивается доля фракции с молекулярной массой <1 кДа, что связано с фото- и биодеградацией высокомолекулярных органических соединений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. Ю. Дроздова

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1

С. М. Ильина

Бюро геологических и горных исследований

Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Франция, 45060, Орлеан, просп. Клод-Гиемен, 3

Н. А. Анохина

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1

Ю. А. Завгородняя

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1

В. В. Демин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1

С. А. Лапицкий

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: drozdova_olga@yahoo.fr
Россия, 119991, г. Москва, ул. Ленинские горы, д.1

Список литературы

  1. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: МГУ, 1970. 488 с.
  2. Линник П.Н., Набиванец Б.И. Формы миграции металлов в пресных поверхностных водах. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 268 с.
  3. Adani F., Ricca G., Tambone F., Genevini P. Isolation of the stable fraction, the core of the humic acid // Chemosphere. 2006. V. 65. № 8. P. 1300–1307.
  4. Aiken G.R. Isolation and concentration techniques for aquatic humic substances // Humic substances in soil, sediment and water: geochemistry and isolation / Eds Aiken G.R., McKnight D.M., Wershaw R.L., MacCarthy P. N. Y.: Wiley–Intersci., 1985. P. 363–385.
  5. Albinet A., Minero C., Vione D. Photochemical generation of reactive species upon irradiation of rainwater: negligible photoactivity of dissolved organic matter // Sci. Total Environ. 2010. V. 408. № 16. P. 3367–3373.
  6. Battin T.J. Dissolved organic materials and its optical properties in a blackwater tributary of the upper Orinoco River, Venezuela // Org. Geochem.1998. V. 28. P. 561–569.
  7. Chen Y., Senesi N., Schnitzer M. Information provided on humic substances by E4/E6 ratios // Soil Sci. Soc. Am. J. 1977. V. 41. № 2. P. 352–358.
  8. Chin Y.-P., Aiken G., O’Loughlin E. Molecular weight, polydispersity, and spectroscopic properties of aquatic humic substances // Environ. Sci. Technol. 1994. V. 28. P. 1853–1858.
  9. De Haan H. Solar UV-light penetration and photodegradation of humic substances in peaty lake water // Limnol. Oceanogr.1993. V. 38. № 5. P. 1072–1076.
  10. Edzwald J.K., Tobiason J.E. Enhanced coagulation: US requirements and a broader view // Water Sci. Technol.1999. V. 40. P. 63–70.
  11. Guggenberger G., Christensen B.T., Zech W. Land-use effects on the composition of organic matter in particle-size separates of soil: I. Lignin and carbohydrate signature // Eur. J. Soil Sci.1994. V. 45. № 4. P. 449–458.
  12. Guo L., Semiletov I., Gustafsson O., Ingri J., Andersson P., Dudarev O., White D. Characterization of Siberian Arctic coastal sediments: implications for terrestrial organic carbon export // Global Biogeochem. Cycles. 2004. V. 18. № 1. GB1036. doi: 10.1029/2003GB002087.
  13. Hur J., Williams M.A., Schlautman M.A. Evaluating spectroscopic and chromatographic techniques to resolve dissolved organic matter via end member mixing analysis // Chemosphere. 2006. V. 63. P. 387–402.
  14. Ilina S.M., Lapitskiy S.A., Alekhin Y.V., Viers J., Benedetti M., Pokrovsky O.S. Speciation, size fractionation and transport of trace elements in the continuum soil water – mire – humic lake – river – large oligotrophic lake of a subarctic watershed // Aquat. Geochem. 2016. V. 22. № 1. P. 65–95.
  15. Jaffé R., Boyer J.N., Lu X., Maie N., Yang C., Scully N.M., Mock S. Source characterization of dissolved organic matter in a subtropical mangrovedominated estuary by fluorescence analysis // Mar. Chem. 2004. V. 84. P. 195–210.
  16. Matilainen A., Gjessing E.T., Lahtinen T., Hed L., Bhatnagar A., Sillanpaa M. An overview of the methods used in the characterisation of natural organic matter (NOM) in relation to drinking water treatment // Chemosphere. 2011. V. 83. P. 1431–1442.
  17. Minor E., Stephens B. Dissolved organic matter characteristics within the Lake Superior watershed // Org. Geochem. 2008. V. 39. P. 1489–1501.
  18. Oliver B., Thurman E., Malcolm R. The contribution of humic substances to the acidity of colored natural waters // Geochim. Cosmochim. Acta. 1983. V. 47. P. 2031–2035.
  19. Onstad G.D., Canfield D.E., Quay P.D., Hedges J.I. Sources of particulate organic matter in rivers from the continental USA: lignin phenol and stable carbon isotope compositions // Geochim. Cosmochim. Acta. 2000. V. 64. № 20. P. 3539–3546.
  20. Pokrovsky O.S., Shirokova L.S., Kirpotin S.N., Audry S., Viers J., Dupré B. Effect of permafrost thawing on organic carbon and trace element colloidal speciation in the thermokarst lakes of western Siberia // Biogeosci. 2011. V. 8. P. 565–583.
  21. 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. Sources and the flux pattern of dissolved carbon in rivers of the Yenisey basin draining the Central Siberian Plateau // Environ. Res. Lett. 2011. V. 6. № 4. P. 45212–45225.
  22. Schnitzer M., Calderoni G. Some chemical characteristics of paleosol humic acids // Chem. Geol. 1985. V. 53. № 3–4. P. 175–184.
  23. See J.H., Bronk D.A. Changes in C:N ratios and chemical structures of estuarine humic substances during aging // Mar. Chem. 2005. V. 97. № 3–4. P. 334–346.
  24. Stevenson F.J. Humus chemistry. Genesis, composition, reactions. 2nd Edition. N. Y.: John Wiley & Sons, 1994. 512 p.
  25. Thorn K.A., Younger S.J., Cox L.G. Order of functionality loss during photodegradation of aquatic humic substances // J. Environ. Qual. 2010. V. 39. № 4. P. 1416–1428.
  26. Thurman E.M., Malcolm R.L. Preparative isolation of aquatic humic substances // Environ. Sci. Technol. 1981. V. 15. № 4. P. 463–466.
  27. Town R.M., Filella M. A comprehensive systematic compilation of complexation parameters reported for trace metals in natural waters // Aquat. Sci. 2000. V. 62. № 3. P. 252–295.
  28. Tranvik L.J. Availability of dissolved organic carbon for planktonic bacteria in oligotrophic lakes of differing humic content // Microb. Ecol. 1988. V. 16. № 3. P. 311–322.
  29. Tremblay L., Benner R. Microbial contributions to N-immobilization and organic matter preservation in decaying plant detritus // Geochim. Cosmochim. Acta. 2006. V. 70. № 1. P. 133–146.
  30. Twichell S.C., Meyersa P.A., Diester-Haass L. Significance of high C/N ratios in organic–carbon–rich Neogene sediments under the Benguela Current upwelling system // Org. Geochem. 2002. V. 33. № 7. P. 715–722.
  31. Uyguner C., Bekbolet M. Implementation of spectroscopic parameters for practical monitoring of natural organic matter // Desalination. 2005. V. 176. № 1–3. P. 47–55.
  32. Wang G.S., Liao C.H., Wu F.J. Photodegradation of humic acids in the presence of hydrogen peroxide // Chemosphere. 2001. V. 42. № 4. P. 379–387.
  33. Wilkinson K.J., Joz-Roland A., Buffle J. Different roles of pedogenic fulvic acids and aquagenic biopolymers on colloid aggregation and stability in freshwaters // Limnol. Oceanogr. 1997. V. 42. № 8. P. 1714–1724.
  34. Wolfe A.P., Kaushal S.S., Fulton J.R., McKnight D.M. Spectrofluorescence of sediment humic substances and historical changes of lacustrine organic matter provenance in response to atmospheric nutrient enrichment // Environ. Sci. Technol. 2002. V. 36. № 15. P. 3217–3223.
  35. Zuo Y., Jones R.D. Photochemistry of natural dissolved organic matter in lake and wetland waters – production of carbon monoxide // Water Res. 1997. V. 31. № 4. P. 850–858.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Картосхема отбора проб. Точки отбора почвенных вод (1), вод верхового болота, питающего ручей (2), в истоке ручья (3), в среднем течении ручья (4), в устье ручья (5), вод оз. Ципринга (6).

Скачать (80KB)
3. Рис. 2. Значения рН, С/N и содержания РОУ в природных водах.

Скачать (116KB)
4. Рис. 3. Значения SUVA, Е254/Е436 и Е470/Е655 в природных водах.

Скачать (118KB)
5. Рис. 4. Хроматограммы распределения ГВ, выделенных из природных вод.

Скачать (97KB)
6. Рис. 5. Распределение РОУ по размерным фракциям в долях, %, от исходного содержания в природных водах.

Скачать (129KB)

© Российская академия наук, 2019