Распределение растворенного органического углерода в северо-восточной части Черного моря

• Автор: Костылева, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 25.00.28
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Геленджик
• Количество страниц: 162 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ФОРМЫ УГЛЕРОДА, РАЗВИТИЕ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В МОРСКОЙ ВОДЕ И ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ЧЕРНОМ МОРЕ
1.1. Углерод в окружающей среде
1.2. Основные формы углерода в морской воде и их роль в геохимическом цикле
1.3. Методы определения органического углерода в морской воде и история их развития
1.4. Исследование растворенного органического углерода в Черном море
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Район исследования и объем фактического материала
2.1.1. Исследование влияния выноса малых рек на гидрохимическую структуру прибрежных вод в районе Большого Сочи
2.1.2. Мониторинг на пятимильном разрезе около Голубой бухты, Геленджик
2.1.3. Исследование распределения органического углерода в редокс-слое
Черного моря
2.2. Методы исследования
2.2.1. Методы определения основных гидрохимических параметров
2.2.2. Определение растворенного органического углерода
2.2.3. Определение хлорофилла-а
ГЛАВА 3. БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ МАТЕРИКОВОГО СТОКА РОССИЙСКОГО СЕКТОРА ЧЕРНОГО МОРЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА В ПРИБРЕЖНОЙ АКВАТОРИИ БОЛЬШОГО СОЧИ..
3.1. Введение
3.2. Объект исследования
3.3. Результаты
3.3.1. Исследования в мае 2011 года
3.3.2. Исследования в мае 2012 года
3.3.3. Исследования в мае 2013 года
3.4. Обсуждение результатов
3.4.1. Общие черты материкового стока
3.4.2. Диаграммы смешения
3.4.3. Сравнение величин растворенного органического углерода с приростом растворенного неорганического углерода
3.4.4. Отношение концентраций основных биогенных элементов к содержанию
РОУ в поле солености
3.5. Выводы
ГЛАВА 4т -СЕЗОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА И ЕГО СВЯЗЬ С ХЛОРОФИЛЛОМ-А И ОСНОВНЫМИ
ГИДРОХИМИЧЕСКИМИ ПАРАМЕТРАМИ
4.1. Введение
4.2. Результаты
4.3. Обсуждение результатов
4.3.1. Особенности сезонной изменчивости основных гидрохимических параметров, растворенного органического углерода и хлорофилла-а
4.3.2. Связь растворенного органического углерода и хлорофилла-а
4.3.3. Связь растворенного органического углерода и биогенных элементов.
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРЕННОГО ОРГАНИЧЕСКОГО УГЛЕРОДА НА ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНОМ ИНТЕРФЕЙСЕ
5.1. Введение
5.2. Результаты
5.3. Обсуждение результатов
5.3.1. Общие особенности вертикального распределения РОУ
5.3.2. Растворенный органический углерод как часть системы
карбонатного равновесия
5.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования
Растворенное органическое вещество (РОВ) — важный и пока еще недостаточно изученный компонент морской воды. Динамика и трансформация РОВ отражает особенность бногеохимнческих процессов, протекающих в водах.
Значительная часть РОВ в морской воде представляет собой совокупность внешних метаболитов, выделяемых обитателями водной толщи. Эти вещества способны выступать в качестве ингибиторов, катализаторов различных процессов или сигнализаторов, влияя, таким образом, на всю экосистему в целом [Хайлов, 1971]. К примеру, широко известно, что животные выделяют в воду феромоны для привлечения пары. Некоторые представители фитопланктона, например, диатомовые водоросли, экскрегируют низкомолекулярные альдегиды, чтобы снизить репродуктивные способности копепод. Даже бактерии используют химические сигналы. Так, некоторые бактерии синхронизируют свое метаболическое и репродуктивное поведение через экскрецию и обнаружение олигопептидов [ЫЬез, 2009].
Выделяемое фитопланктоном или поступающее с речным стоком РОВ играет важную трофическую роль, составляя основу «микробной петли». Способность бактерий окислять органические субстраты с выделением минеральных соединений определила РОВ важную роль в круговороте биогенных элементов.
Еще одно немаловажное свойство РОВ - это способность выступать в роли комплексообразователя. Большая часть микроэлементов (Бе, Си, Ъп и т.д.) присутствует в природных водах в виде комплексов с органическими лигандами [Vhite, 2013]. Способность РОВ образовывать комплексы с микроэлементами также имеет немаловажное трофическое значение. К примеру, многие виды микроорганизмов способны усваивать железо, столь необходимое для жизни, исключительно в составе органических соединений [ЫЬея, 2009]. Из способности к комплексообразовашпо также вытекает транспортная роль РОВ, которая определяется переносом микроэлементов в водной среде. Растворенный органический углерод (РОУ) - наиболее достоверная количественная характеристика РОВ, что и определяет важность его изучения.
Исследование динамики и распределения РОУ в черноморских водах представляет собой особый интерес. Уникальная природа Черного моря, самого крупного в мире анаэробного бассейна, дает возможность для изучения разнообразных бногеохимнческих процессов. Будучи внутренней морской акваторией, Черное море особенно подвержено влиянию пресноводного материкового стока, основного источника биогенных элементов.

количество взвешенного органического углерода необходимо пропустить через фильтр минимум 0.5-2 л воды для каждой пробы. Анализ органического углерода взвеси, осевшей на фильтре, и даст количество взвешенного органического углерода. Аликвота же нефильтрованой пробы для анализа ТОС в работе Ти£ги1 (1993) составляла 100-200 рл. Таким образом, получившаяся в результате выполнения анализа величина не может отражать сумму взвешенного и растворенного органического углерода, а скорее будет в зависимости от сезона незначительно выше количества РОУ. В работах ВНИРО [Торгуиова, 1994; Агатова и др., 1996; Агатова и др., 2005] а также в более поздних работах зарубежных авторов [Оиск1ом Значительные расхождения в результатах, полученных за весь период исследования органического углерода в Черном море, демонстрируют нерешенность методических вопросов. Наиболее вероятными причинами подобного расхождения могут бьггь:
- неполное удаление карбонатов из пробы при использовании методов исследования океанических вод вследствие высокой щелочности в Черном море;
- неполное окисление органического вещества методами МХО и УФ-окисления;
- некорректность бланковых поправок;
- различия в методах консервации проб;
- загрязнение пробы органическим веществом в процессе отбора проб или пробоподготовки.
Какой бы подробной ни была методическая часть опубликованных материалов, существуют шоансы, которые по той или иной причине не попадают в описание. Порой именно они могут служить фактором столь существенных расхождений в результатах. Для унификации вариаций метода ВТКО при измерении РОУ в морской воде необходима организация интеркалибрационных семинаров, подобных тем, которые проводились в свое время в Сиэтле [Villiams, 2002]. Особенно такие семинары актуальны в случае работы с пробами черноморской воды, для которой характерна большая щелочность по сравнению с океанической.
Ни один из методов на сегодняшний день нельзя назвать абсолютно точным, поскольку после добавления минеральной кислоты и удаления из пробы образовавшегося углекислого газа происходит частичная потеря легколетучих фракций органического вещества. Тем не менее, метод ВТКО позволяет получить наиболее надежные результаты при соблюдении всех необходимых рекомендаций.