Разработка методов исследования распределения флуоресцирующего растворенного органического вещества в морской среде

• Автор: Лактионов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 176 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО МОРЕЙ И ОКЕАНОВ.

ЕГО ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СОСТАВ И ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ

1.1. Взвешенное органическое вещество

1.2. Растворенное органическое вещество (РОВ)

1.3. Флуоресцирующее растворенное органическое вещество (ФРОВ)

Выводы
2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФРОВ И МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ

2.1. Механизм образования ФРОВ в морской среде

2.2. Модельное представление формирования концентрационного профиля органической взвеси и ФРОВ
2.3. Формирование профилей ФРОВ
Выводы
3. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В МОРСКОЙ СРЕДЕ И ИСПОЛЬЗУЕМАЯ АППАРАТУРА
3.1. Описание метода исследования ФРОВ в морской среде
3.2. Методика отбора проб морской воды
3.3. Методика центрифугирования проб морской воды
3.4. Аппаратура и методика проведения спектрофотометрических и спектрофлуориметрических измерений в пробах морской воды
3.5. Флуориметрические измерения в пробах морской воды
3.6. Методика количественной оценки флуоресценции РОВ и концентрации хлорофилла в морской воде
3.7. Аппаратура для натурных измерений флуоресценции в морской среде..83 Выводы

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
4Л. Вертикальное распределение интенсивности флуоресценции хлорофилла фитопланктона и некоторых других параметров в водах Черного моря.
4.2. Ультрафиолетовые спектры пропускания проб морской воды, взятых с разных глубин до и после центрифугирования
4.3. Исследование флуоресценции РОВ в пробах морской воды
4.3.1. Влияние УФ облучения, фотолиза и старения на флуоресценцию РОВ морской воды
4.3.2. Спектрофлуориметрическое исследование РОВ в пробах морской воды, взятых с глубин до 200м
4.4. Исследование полос флуоресценции и возбуждения флуоресценции в фильтрованных пробах морской воды
4.5. Исследование флуоресценции в центрифугированных пробах морской воды
4.5.1. Изменение интенсивности флуоресценции РОВ в пробах морской воды после центрифугирования
4.5.2. Исследование полос флуоресценции и возбуждения флуоресценции в центрифугированных пробах морской воды
4.6. Исследование других характеристик флуоресценции РОВ морской.воды
4.7. Профили интенсивности флуоресценции РОВ, биологических и
гидрологических параметров в водах Черного моря
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СПЕЦИАЛЬНЫХ СОКРАЩЕНИЙ, ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ В
ТЕКСТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Акт использования научных результатов, отраженных в диссертационной работе

ВВЕДЕНИЕ
Мировой океан в последние десятилетия стал полем интенсивной хозяйственной, экологической, военной и научной деятельности. Современные океанологические исследования, охватывающие до больших глубин большие акватории, предоставляют большое количество первичных данных, которые необходимо оперативно обрабатывать. Это в свою очередь выдвигает задачи автоматизации процессов сбора, обработки информации, решение которых сопровождается исследованием и разработкой новых методов, созданием аппаратурных комплексов исследований на основе внедрения новейших достижений оптико-электроники и вычислительной техники. Учитывая, что большинство процессов и явлений, происходящих в океане быстропротекающие, возникает необходимость получения информации о них в реальном масштабе времени.
Широкое распространение в океанологических исследованиях при изучении первичных характеристик получили оптические методы. Эти методы обладают целым рядом преимуществ перед другими, а именно, обеспечивают высокую чувствительность, не вносят искажений в исследуемое поле, практически безынерционны, отличаются быстродействием, что является определяющим при обработке информации о быстропротекающих процессах в морской среде, и позволяют получать информацию о целом ряде океанологических и гидрофизических параметров. Один из наиболее перспективных оптических методов - флуоресцентный.
Флуоресцентный метод исследования отличает экспрессность обнаружения и определения органических веществ природного и антропогенного происхождения в толще и на поверхности океана. Возможность неразрушающего контроля вещества в малых объемах с чрезвычайно низким - до 10'12моль порогом обнаружения, пригодность для раздельного определения веществ в их смеси (селективность), доступность необходимых технических средств - делает его незаменимым при

взвеси характеризуется коэффициентом, значения которого варьируют в пределах 0,1-0,001сут' а время жизни ОВ на разных глубинах составляет от нескольких десятков и сотен до нескольких тысяч лет, что способствует переносу ОВ на большие глубины и его длительному участию в жизнедеятельности океана.
Автохтонное РОВ появляется в морской среде, в основном, в результате вымывания из отмирающих клеток органической взвеси растворимого органического вещества в процессе ее седиментации и как продукт внеклеточных выделений живых организмов.
Концентрация РОВ в МВ в среднем составляет 1мг/л (10'6 г/мл), причем концентрации растворенных органических соединений в водной среде во много раз ниже их концентраций внутри клеток органической взвеси, где их концентрация может превышать в 100-10000 раз концентрацию РОВ в МВ
Содержание углеводов в РОВ больше содержания белков, в то время как в ВОВ белки превалируют над углеводами. С глубиной в составе РОВ увеличивается доля низкомолекулярной фракции.
Вертикальное распределение РОВ в МВ определяется внутренней динамикой водной среды и переносом взвесью, на поверхности которой, помимо внутриклеточного содержания, РОВ может адсорбироваться в больших количествах.
Считается, что флуоресцирующее РОВ входит в состав так называемого «желтого вещества», предположительно образующегося в результате реакции Мэйара и происходящей в МВ при взаимодействии аминокислот белков с углеводами.
Состав РОВ с глубиной, в частности и аминокислотный состав, значительно изменяется, что, несомненно, должно было бы найти свое отражение и в спектрах флуоресценции и возбуждения флуоресценции флуоресцирующего РОВ, образующегося или как продукт реакции Мэйара или как продукт других биохимических реакций. Однако, по имеющимся литературным данным, изменение спектрального состава флуоресценции с