Деструкция органического вещества и цикл метана в донных отложениях внутренних водоемов

• Автор: Дзюбан, Андрей Николаевич
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 298 с. : ил.

Содержание работы
Цель и задачи работы
Глава 1. Состояние проблемы деструкции органического вещества и цикла метана в донных отложениях внутренних водоемов
1.1. История вопроса
1.2. Состояние проблемы
Глава 2. Материал и методы исследований
2.1. География исследований, материалы, краткое описание обследованных водоемов
2.2. Методы исследований
2.2.1. Общие методы
2.2.2. Модифицированные и авторские методы и разработки
Глава 3. Общая характеристика донных отложений
Глава 4. Бактериальное население донных отложений
4.1. Общее количество бактерий
4.2. Численность массовых групп аэробных и анаэробных бактерий -деструкторов органических соединений
4.3. Структура бактериальных сообществ донных отложений; сезонная динамика численности бактериобентоса
Глава 5. Деструкция органического вещества в донных отложениях разнотипных водоемов
5.1. Валовые оценки деструкции в отложениях озер
5.1.1. Озера Прибалтики
5.1.2. Озера центра европейской России
5.1.3. Карстовые озера Мари-Эл
5.1.4. Озера Карелии
5.1.5. Озера поймы Нижнего Амура
5.2. Валовые оценки деструкции в отложениях водохранилищ

5.2.1. Волжский каскад
5.2.2. Камский каскад:
5.2.3. Шекснинское и Цимлянское водохранилища
5.3. Сезонная динамика иловых процессов распада органического вещества и их роль в общеводоемной деструкции
5.4. Основные экологические факторы, обуславливающие интенсивность и направленность распада органического вещества в донных отложениях
Глава 6. Цикл метана в донных отложениях внутренних водоемов
6.1. Содержание и распределение метана в водных объектах
6.1. 1. Водные массы водоемов и водотоков
6.1.2. Донные отложения
6.2. Микробиологические процессы цикла метана как звена деструкции ОВ в донных отложениях внутренних водоемов
6.2.1. Озера
6.2.2. Водохранилища
6.2.3. Техногенные водные объекты
6.3. Сезонная динамика процессов цикла метана; экологические факторы,

обуславливающие интенсивность образования и окисления метана. 6.4. Вклад процессов Цикла метана в суммарную иловую деструкцию
органического вещества; вынос метана в атмосферу
Глава 7. Роль процессов деструкции органического вещества в илах и цикла метана в функционировании экосистем внутренних водоемов
Заключение
Выводы
Литература
Донные отложения водоемов (осадки, илы, грунты, седименты, наносы) являются важнейшей составной частью всех водных систем. Интерес к донным отложениям со стороны специалистов из различных областей науки, не ослабевающий в течение многих десятилетий [Post, 1882; Амалицкий, 1891; Омелянский, 1917; Alsterberg, 1922; Lundqvist, 1927; Birge, Juday, March, 1928; Pearsall, 1929; Алабышев, 1932; Ohle, 1933; Россолимо, 1937; Кузнецов, 1949; Страхов, 1954; Семенович, 1966; Перфильев, 1972; Wetzel, 1975; Драбкова, 1981; Boström, 1984; Широков, 1987; Adams, Naguib, 1999; Lima, 2001; Выхристюк, Варламова, 2003], свидетельствует как о значимости объекта, так и о недостаточной изученности иловых осадков и их роли в водоемах. Последнее обусловлено чрезвычайным физико-химическим разнообразием отложений, гетерогенностью донных комплексов и в особенности бактериобентосных сообществ, трудностями при отборе грунтовых образцов с сохранением естественной структуры и состава ила, сложностью экспериментальных исследований в природных условиях.
Имеющиеся сведения по разным проблемам донных отложений показывают очень важную, но не однозначную роль донного комплекса в функционировании водных экосистем. Депонирование в отложениях биогенных соединений позволяет поддерживать высокий биопродукционный потенциал водоемов [Ohle, 1962; Россолимо, 1967], однако их избыточное накопление и выделение оказывает евтрофирующее воздействие [Kamp-Nielsen, 1974; Мартынова, 1984]; сорбция аллохтонных, в том числе, токсичных веществ служит важнейшим механизмом естественного очищения вод [Rybak, 1969; Широков, 1987], в то же время, трансформация подобных седиментов анаэробным бактериальным сообществом может вызывать эффект «вторичного загрязнения» вод не менее токсичными продуктами распада [Романенко, 1985; Burton, 1991; Дзюбан, 1999]. Особое внимание уделяется изучению значимости илов в процессах круговорота органического

В анаэробных илах котловин продуктивных водоемов распределение метана в верхнем 5-ти см слое, как правило, достаточно равномерно. В аэрируемых же отложениях концентрация СН4 в пограничном с водой слое (0-1 см) минимальна, возрастая уже в поверхностном горизонте 1-2 см, а в песках достигает максимума на глубине 3-5 см [Дзюбан, 1998; 1999; 2002а].
В осадках техногенных водных объектов концентрация метана, как правило (даже при их аэрации), очень велика и часто значительно превышает пределы его растворимости, достигая 90-180 мл СНУдм3 [Дзюбан, 20026; 2002г].
Сезонная динамика органического вещества в донных отложениях, обусловленная в основном поступлением на дно отмирающих водорослей и грубодетритных частиц макрофитов, чаще всего имеет вид одно- или двухвершинной кривой со слабовыраженными поздне-летним и осенним подъемами [Мартинкинене, Тамошайтис, 1977; Экосистема..., 1989]. Лишь на отдельных участках, как в зарастающей литорали, динамика ОВ может быть весьма существенной (рис. 4)