Изучение состава и генезиса органического вещества донных отложений загрязненных малых водотоков территории г. Хабаровска


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Проведено исследование распределения органического вещества, углеводородов, фитопигментов и эколого-трофических групп микроорганизмов в донных отложениях десяти малых притоков р. Амур в районе Хабаровска. Вода характеризовалась высоким содержанием органических веществ от 44.47 до 279.3 мг/л. В донных отложениях содержание Сорг для различных типов осадков варьировало от 1.9 до 23.1%, количество углеводородов достигало 5081 мг/кг, превышая фоновый уровень до 50 раз. Исследование молекулярного состава углеводородов в осадках выявило в отдельных водотоках доминирование (до 100% суммы) легких (С8–С13) н-алканов, характерных для нефтепродуктов и продуктов горения растительности. В большинстве водотоков в составе углеводородов преобладали высокомолекулярные соединения, среди которых в разных сочетаниях присутствовали н-алканы, генетически связанные с наземной растительностью, тяжелые фракции нефтепродуктов с разной степенью микробной деградации. В составе летучих органических соединений количественно преобладали продукты микробиологической трансформации (ацетальдегид и метанол). По содержанию осадочных пигментов (до 400 мкг/г) осадки большинства водотоков относятся к гиперэвтрофному типу. Общая численность микроорганизмов в воде варьировала от 2.7 до 488.0 тыс КОЕ/мл, в осадках она распределялась симбатно, но составляла от 0.1 до 19.3 млн КОЕ/г. Численность гетеротрофных бактерий в донных отложениях коррелировала с величиной параметра перегрузки самоочищающей способности (r = 0.718), а численность нефтеокисляющих бактерий коррелировала с содержанием углеводородов (r = 0.967), подтверждая индикационные свойства данной группы бактерий.

Об авторах

Л. А. Гаретова

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Email: gar-va1948@mail.ru
Россия, 680000, Хабаровск

Н. К. Фишер

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Email: gar-va1948@mail.ru
Россия, 680000, Хабаровск

О. А. Кириенко

Институт водных и экологических проблем ДВО РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: gar-va1948@mail.ru
Россия, 680000, Хабаровск

Список литературы

  1. Аверьянова Л.П., Горейко Д.Л., Кулаков В.В. Подземные воды района Хабаровска и их загрязнение // Вопросы географии Дальнего Востока. Хабаровск: как он есть сегодня (экологическое состояние). 1998. № 21. С. 115–118.
  2. Артемьев В.Е. Геохимия органического вещества в системе река–море. М.: Наука, 1993. 204 с.
  3. Бельчикова Н.П. Определение гумуса почвы по методу И.В. Тюрина // Агрохимические методы исследования почв. М.: Наука, 1975. С56–62.
  4. Беляев Н.А. Органическое вещество и углеводородные маркеры Белого моря. Автореф. дис. … канд. геол.-минерал. наук. МИО РАН, 2015. 24 с.
  5. Бродский Е.С., Буткова О.Л., Шелепчиков А.А., Фешин Д.Б. Идентификация источников разлива нефтепродуктов в почве и донных отложениях методом газовой хроматографии-масс-спектометрии // Масс-спектрометрия. 2010. № 7. Вып. 2. С. 139–146.
  6. Бульон В.В. Закономерности первичной продукции в лимнических экосистемах. СПб.: Наука, 1994. 222 с.
  7. Галимов Э.М., Кодина Л.А., Степанец О.В. Биогеохимия и проблемы радиоактивного загрязнения морей России (на примере Карского моря) // Фундаментал. исслед. океанов и морей. Т. 2. М.: Наука, 2006. С. 440–465.
  8. Гальченко В.Ф. Метанотрофные бактерии. М.: ГЕОС, 2001. 496 с.
  9. ГН 2.1.7.2511-09. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) химических веществ в почве.
  10. 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.
  11. ГОСТ 17.1.3.07-82. Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков.
  12. ГОСТ 17.1.4.02-90. Вода. Методика спектрофотометрического определения хлорофилла а. ИПК. М.: Изд-во стандартов, 1990.
  13. Другов Ю.С., Родин А.А. Экологические анализы при разливах нефти и нефтепродуктов. Практическое руководство. М.: БИНОМ, Лаб. знаний, 2007. 270 с.
  14. Емцев В.Т. Мишустин Е.Н. Микробиология. М.: Дрофа, 2005. 445 с.
  15. Кремлева Т.А. Геохимические факторы устойчивости водных систем к антропогенным нагрузкам. Автореф. … док. хим. наук. Тюмень: Изд-во Тюменского гос. ун-та, 2015. 50 с.
  16. Кузнецова И.А, Дзюбан А.Н. Изменение структуры и функционирования бактериальных сообществ под воздействием нефтяного загрязнения грунтов // Биология внутр. вод. 2004. № 1. С. 110–112.
  17. Немировская И.А. Изменчивость различных соединений в воде, взвеси и осадках Волги летом 2009 г. // Вод. ресурсы. 2012. Т. 39. № 5. С.533–545.
  18. Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег –лед – вода – донные осадки). М.: Науч. мир, 2004. 328 с.
  19. Немировская И.А. Углеводороды Белого моря (пути поступления, формы миграции, генезис) // Геохимия. 2005. № 5. С. 542–554.
  20. Немировская И.А., Боев А.Г., Титова А.М., Торгунова Н.И. Исследование Волги в рейсе научно-исследовательского судна “Академик Топчиев” // Вод. ресурсы. 2017. Т. 44. № 2. С. 342–345.
  21. Немировская И.А., Островская Е.В. Мониторинг органических соединений в водосборе Волги // Проблемы экологического монитринга и моделирования экосистем. 2018. Т. XXXIX. № 4. С. 65–85.
  22. Никаноров А.М., Страдомская А.Г. Химический состав органических и минеральных веществ иловых донных отложений незагрязненных водных объектов // Вод. ресурсы. 2006. № 1. С. 71–77.
  23. Никитина З.И., Голодяев Г.П. Экология микроорганизмов и санация почв техногенных территорий. Владивосток: Дальнаука, 2003. 179 с.
  24. Оборин А.А., Хмурчик В.Т., Иларионов С.А., Маркарова М.Ю., Назаров А.В. Нефтезагрязненные биогеоценозы. Пермь: ПГНИУ, УрО РАН, 2008. 511 с.
  25. Петров А.А. Химия алканов. М.: Наука, 1974. 243 с.
  26. ПНД Ф 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.
  27. ПНД Ф 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.
  28. ПНД Ф 16.1:2.2.22–98. Количественный химический анализ почв. Методика выполнения измерений массовой доли нефтепродуктов в минеральных, органогенных, органно-минеральных почвах и донных отложениях методом ИК-спектрометрии. М.: Гос. ком. РФ по охране окружающей среды, 2005. 21 с.
  29. Рогозина Е.А. Геохимические изменения в составе нефти при биодеградации // Разведка и охрана недр. 2010. № 4. С. 63–68.
  30. Сигарева Л.Е. Хлорофилл в донных отложениях Волжских водоемов. М.: Товарищество науч. изд. КМК, 2012. С. 217 с.
  31. Сигарева Л.Е., Тимофеева Н.А., Законов В.В. Растительные пигменты в донных отложениях как показатели трофического состояния малой реки // Вода: химия и экология. 2015. № 1. С. 18–24.
  32. Уварова В.И. Современное состояние качества воды р. Оби в пределах Тюменской области // Вестн. экологии, лесоведения и ландшафтоведения. Тюмень: ИПОС СО РАН, 2000. Вып. 1. С. 18–26.
  33. Янин Е.П. Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). М.: АРСО, 2018. С. 415 с.
  34. Andreou G., Rapsomanikis S. Origins of n-alkanes, carbonil compouds and molecular biomarkers in atmospheric fine and coarse particles of Athens, Greece // Sci. Total Environ. 2009. V. 407. P. 5750–5760.
  35. Carr A.S., Boom A., Grimes H.L., Chase B.M., Meadows M.E., Harris A. Leaf wax n-alkane distributions in arid zone South African flora: Environmental control, chemotaxonomy and paleoecological implication // Organic Geochem. 2014. V. 67. P. 72–84.
  36. Eckmeier E., Wiesenberg G.L.B. Short-chain n-alkanes (C16–C20) in ancient soil are useful molecular markers for prehistoric biomass burning // J. Archaeol. Sci. 2009. V. 36. P. 1590–1596.
  37. Heider J., Spormann A.M., Beller H.R. Anaerobic bacterial metabolism of hydrocarbons // FEMS Microbiol. Revlews. 1999. V. 22. P. 459–473.
  38. Hockun K., Mollenhauer G., Ho S.L., Hefter J., Ohlendorf C., Zolitschka B., Mayr C., Lücke A., Schefuß E. Using distributions and stable isotopes of n-alkanes to disentangle organic matter contributions to sediments of Laguna Potrok Aike, Argentina // Organic Geochem. 2016. V. 102. P. 110–119.
  39. Kuhn Th.K., Krull E.S., Bowater A., Grice K., Gleixner G. The occurrence of short chain n-alkanes with an even over odd predominance in higher plantsand soil // Organic Geochem. 2010. V. 41. P. 88–95.
  40. Li Y., Xiong Y. Identification and quantification of mixed sources of oil spills based on distribution and isotope profiles of long-chain n-alkanes // Mar. Poll. Bull. 2009. V. 58. P. 1868–1873.
  41. Maximovich N.G., Menshikova E.A., Osovetskiy B.M. Hard technogenic components in alluvium and environment. The 31st Int. Geol. Congress. Rio de Janeiro: Geol. Surv., 2000. P. 4355.
  42. Möller W.A.A., Schart B.W. The content of chlorophyll in the sediment of the volcanic maar lakes in the Eifel region (Germany) as an indicator for eutrophication // Hydrobiologia. 1986. V. 143. P. 327–329.
  43. Nishimura M., Baker E.W. Possible origin of n-alkanes with a remarkable even-to-odd predominance in recent marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. V. 50. P. 299–305.
  44. Perrone M.G., Carbone C., Faedo D., Ferrero L., Maggioni A., Sangiiorgi G., Bolzacchini E. Exhaust emissions of polycyclic aromatic hydrocarbons, n-alkanes and phenols from vehicles coming within different European classes // Atmospheric Environ. 2014. V. 82. P. 391–400.
  45. Peters K.E., Walters C.C., Moldowan J.M. The biomarker guide: Biomarkers and isotopes in petroleum systems and Earth History. Cambridge: Univ. Press, 2005. V. 2. 1155 p.
  46. Renee I.A., Khalil N.M., Roushdie M.I. Monitoring of pollution in sediments of the coasts in Egyptian Red Sea // Egyptian J. Petroleum. 2016. V. 25. Is. 1. P. 133–151.
  47. Sojinu S.O., Sonidar O.O., Ekundayo O., Zeng E.Y. Assessing anthropogenic contamination in surface sediments of Niger Delta, Nigeria with fecal sterols and n-alkanes as indicators // Sci. Total Environ. 2012. V. 441. P. 89–96.
  48. Zech M., Krause T., Meszner S., Faust D. Incorrect when uncorrected: Reconstructing vegetation history using n-alkane biomarkers in loess-paleosol sequences – a case study from the Saxonian loess region, Germany // Quaternary Int. 2013. V. 296. P. 108–116.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (408KB)
Метаданные
3.

Скачать (168KB)
Метаданные

© Л.А. Гаретова, Н.К. Фишер, О.А. Кириенко, 2023