ЗНАЧЕНИЯ КИНЕТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ БПК ДЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ (НА ПРИМЕРЕ АНАЛИЗА ДАННЫХ С РАЗНЫМИ ИНТЕГРАЛЬНЫМИ ПРОБАМИ ВОДЫ ИЗ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ОНЕЖСКОГО ОЗЕРА)

Александр Васильевич Леонов, Мария Валентиновна Зобкова, Alexandеr Leonov, Maria Zobkova

Аннотация


Влияние разных вариантов составления интегральных проб на кинетику биохимического потребления кислорода (БПК) исследовано в длительных экспериментах (до 84–126 сут) на пробах воды, отобранных в центральном глубоководном районе Онежского озера. В этой серии выполнено 32 эксперимента одновременно при 10 и 20 оС в разные сезоны 2012–2017 гг. Использовано пять вариантов отбора проб из разных горизонтов: поверхностного, придонного, с разных глубин толщи воды, из фотического и глубинного слоев. Всего с зимней водой проведено два, с летней – три, с осенней – четыре, а с весенней – семь экспериментов. Наиболее репрезентативны для изучения БПК в длительных опытах пробы, составленные из воды с глубины 0,5–1,0 м или разных горизонтов фотического слоя. Развитие БПК в экспериментах при каждом варианте получения интегральных проб отражено соответствующим кинетическим уравнением, параметры которого используются для характеристики особенностей окисления компонентов органического вещества, имеющегося в исследуемой воде и трансформируемого в длительном БПК-эксперименте. Проведен анализ полученных кинетических параметров БПК в зависимости от факторов, определяющих итоговое окисление компонентов органического вещества. Закономерности формирования типа развития БПК определяются условиями получения/составления интегральной пробы воды и характеризуются средними значениями содержащегося в воде органического вещества, оцениваемого аналитически или по эмпирическим уравнениям, а также температурой экспозиции проб воды в эксперименте. Обобщение полученной информации показало, что в весенней воде значения кинетических параметров БПК в целом ниже в сравнении с полученными для других сезонов. Это связано с тем, что потенциал окисления компонентов органического вещества в весенней воде выше в сравнении с другими сезонами.


Ключевые слова


биохимическое потребление кислорода; константа скорости потребления кислорода; скорость потребления кислорода; органическое вещество; качество воды; Онежское озеро.

Полный текст:

PDF

Литература


Балаганский А. Ф., Карпечко В. А., Литвиненко В. А., Сало Ю. А. Ресурсы речного стока и водный баланс // Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2015, с. 31–38.

Бикбулатов Э.С., Бикбулатова Е.М. Кинетические закономерности разложения органического вещества (на примере притоков Рыбинского водохранилища) // В Сб. «Формирование и динамика полей гидрологических и гидрохимических характеристик во внутренних водоемах и их моделирование». С-Пб.: Гидрометеоиздат, 1993. С. 111–149.

Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Л.: «Наука» Лен. Отд., 1983. 150 с.

Зобков М. Б., Зобкова М. В. Устройство для определения органического углерода в воде с фотохимическим персульфатным окислением в системе непрерывного газового потока и ИК-Фурье спектрометрическим детектированием // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. № 8. 2015. с. 10 – 15.

Леонов А.В. Изучение кинетики биохимического потребления кислорода в пробах атлантической воды // Океанология. 1977. Т. 17. Вып. 2. С. 243–252.

Леонов А.В., Бердавцева Л.Б. Оценка процессов разложения органического вещества по кинетическим параметрам БПК (на примере Можайского водохранилища) // Водные ресурсы. 1986. № 4. С. 111–127.

Леонов А.В., Бердавцева Л.Б. Органическое вещество в воде Можацйского водохранилища: оценка его трансформации по кинетическим параметрам БПК // Водные ресурсы. 1990. № 3. С. 63–80.

Леонов А.В., Зобкова М.В. Общая характеристика развития БПК в длительных экспериментах с водой из водоемов Карелии // Труды Карельского НЦ РАН. 2019. № 3. С. 61–79. DOI: 10.17076/lim952

Леонов А.В., Лозовик П.А., Икко О.И. Использование экспериментальных данных по биохимическому потреблению кислорода для корректной оценки состояния водных объектов и качества природных вод // Труды Карельского НЦ РАН. 2018. № 3. С. 11–30. doi:10.17076/lim726

Леонов А.В., Осташенко М.М., Бердавцева Л.Б. Окислительные процессы в воде Можайского водохранилища: характеристика методом главных компонент // Водные ресурсы. 1991. № 2. С. 76–88.

Лозовик П.А. Органическое вещество и биогенных элементы как показатели функционирования водных экосистем. Матер. V Всерос. Симп. С международным участием «Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах». 10–12 сентября 2012 г. Петрозаводск: ИВПС КарНЦ РАН, 2012. С. 361–366.

Онежское озеро. Атлас / Отв. ред. Н.Н. Филатов. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 2010. 151 с.

РД 52.24.420-2006. Биохимическое потребление кислорода. Методика выполнения измерений скляночным методом. Ростов-на-Дону. Госгидромет, 2006. 10 с.

РД 52.24.421-2012. Химическое потребление кислорода в водах. Методика измерений скляночным методом. Ростов-на-Дону. Госгидромет, 2012. 19 с.

Сабылина А. В. Химический состав воды Онежского озера // Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. – Петрозаводск: КарНЦ РАН. 2015. С. 72–77.

Сабылина А. В., Ефремова Т.А., Рыжаков А. В. Содержание белков Онежском и Ладожском озерах и реках Свири и Невы // Экологическая химия. 2017. Т. 28. № 2. С. 79–86.

Сабылина А. В., Рыжаков А. В. Онежское озеро и его притоки. Химический состав воды озера. // Состояние водных объектов республики Карелия по результатам мониторинга 1998–2006 гг. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. С. 29–40.

Скопинцев Б.А. Органическое вещество в природных водах (водный гумус) // Тр. ГОИН. 1950. Вып. 17 (29). 290 с.

Трегубова Т.М., Кулиш Т.П. Кинетика биохимического потребления кислорода в воде озера. // Антропогенное евтрофирование Ладожского озера // Л.: Наука Ленинградское отделение, 1982. С. 106–116.

Экосистема Онежского озера и тенденции ее изменения. – Л.: Наука, 1990. 264 с.

Швец Л. Д. Гидрологическая изученность Онежского озера и его бассейна // Исследования режима и расчеты водного баланса озер-водохранилищ Карелии. – Л., 1977. Вып.2. С. 3–24.

Ostapenia A.P., Parparov A., Berman T. Lability of organic carbon in lakes of different trophic status. // Freshwater biology. 2009. 54(6). pp. 1312–1323. DOI: 10.1111/j.1365-2427.2009.02183.x

Sabylina A. V., Lozovik P. A., Zobkov M. B. Water chemistry in Onega Lake and its tributaries // Water resources. 2010. Vol. 37. №. 6. P. 842-853. DOI: 10.1134/S0097807810060102.

References

Balaganskii A. F., Karpechko V. A., Litvinenko V. A., Salo Yu. A. Resursy rechnogo stoka i vodnyi balans [River runoff resources and water balance]. Krupneishie ozera-vodokhranilishcha Severo-Zapada evropeiskoi territorii Rossii: sovr. sostoyanie i izm. ekosistem pri klimatich. i antropogennykh vozdeistviyakh [The largest lakes-reservoirs in the north-west of the European part of Russia: current state and changes of ecosystems under climate variability and anthropogenic impact]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2015. P. 31–38.

Bikbulatov E. S., Bikbulatova E. M. Kineticheskie zakonomernosti razlozheniya organicheskikh veshchestv (na primere pritokov Rybinskogo vodokhranilishcha) [Kinetics of organic matter decomposition (case of the Rybinsk Reservoir tributaries)]. Formirovanie i dinamika polei gidrol. i gidrokhim. kharakteristik vo vnutr. vodoemakh i ikh modelirovanie [Formation and dynamics of the fields of hydrol. and hydrochem. characteristics in inland waters and their modeling]. St. Petersburg: Gidrometeoizdat, 1993. P. 111–149.

Bul'on V. V. Pervichnaya produktsiya planktona vnutrennikh vodoemov [Primary plankton production of inland waters]. Leningrad: Nauka, 1983. 150 p.

Ekosistema Onezhskogo ozera i tendentsii ee izmeneniya [Lake Onego ecosystem and its trends]. Leningrad: Nauka, 1990. 264 p.

Leonov A. V., Lozovik P. A., Ikko O. I. Ispol’zovanie eksperimental’nykh dannykh po biokhimicheskomu potrebleniyu kisloroda dlya korrektnoi otsenki sostoyaniya vodnykh ob”ektov i kachestva prirodnykh vod [Using experimental data on biochemical oxygen demand for correct assessment of the status of water bodies and the quality of natural waters]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2018. No. 3. P. 11–30. doi: 10.17076/lim726

Leonov A. V. Izuchenie kinetiki biokhimicheskogo potrebleniya kisloroda v probakh atlanticheskoi vody [Studies of kinetics of the biochemical consumption of oxygen in the Atlantic water samples]. Okeanologiya [Oceanology]. 1977. Vol. 17, iss. 2. P. 243–252.

Leonov A. V., Berdavtseva L. B. Otsenka protsessov razlozheniya organicheskogo veshchestva po kineticheskim parametram BPK (na primere Mozhaiskogo vodokhranilishcha) [Assessment of decomposition processes of organic matter in the BOD kinetic parameters (on the example of the Mozhaisk Reservoir)]. Vodnye resursy [Water Resources]. 1986. No. 4. P. 111–127.

Leonov A. V., Berdavtseva L. B. Organicheskoe veshchestvo v vode Mozhaiskogo vodokhranilishcha: otsenka ego transformatsii po kineticheskim parametram BPK [Organic matterin the water of Mozhaisk reservoir: an evaluation of its transformation from the kinetic parameters of BOD]. Vodnye resursy [Water Resources]. 1990. No. 3. P. 63–80.

Leonov A. V., Ostashenko M. M., Berdavtseva L. B. Okislitel'nye protsessy v vode Mozhaiskogo vodokhranilishcha: kharakteristika metodom glavnykh komponent [Oxidative processes in the Mozhaisk Reservoir water: description by the method of principal components]. Vodnye resursy [Water Resources]. 1991. No. 2. P. 76–88.

Leonov A. V., Zobkova M. V. Obshchaya kharakteristika razvitiya BPK v dlitel'nykh eksperimentakh s vodoi iz vodoemov Karelii [General characteristics of BOD kinetics in long-term experiments with water from Karelian waterbodies of various types]. Trudy KarNTs RAN [Trans. KarRC RAS]. 2019. No. 3. P. 61–79. doi: 10.17076/lim952

Lozovik P. A. Organicheskoe veshchestvo i biogennye elementy kak pokazatel’ funktsionirovaniya vodnykh ecosistem [Organic matter and biogenic elements as an indicator of water ecosystem functioning]. Organicheskoe veshchestvo i biogennye elementy vo vnutr. vodoemakh i morskikh vodakh: Mat. V Vseros. simp. (10–14 Sent. 2012 g.) [Organic matter and biogenic elements in inland waters and sea waters: Proceed. V All-Russ. symp (Sept. 10–12, 2012)]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2012. P. 361–366.

Onezhskoe ozero. Atlas [Lake Onego. Atlas]. Ed. N. N. Filatov. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2010. 151 p.

RD 52.24.420-2006. Biokhimicheskoe potreblenie kisloroda v vodakh. Metodika vypolneniya izmerenii sklyanochnym metodom [Biochemical oxygen consumption in waters. The light-and-dark-bottle measurement procedure]. Rostov-on-Don: GKhI, 2006. 19 p.

RD 52.24.421-2012. Khimicheskoe potreblenie kisloroda v vodakh. Metodika izmerenii titrimetricheskim metodom [Chemical consumption of oxygen in waters. The measurement procedure by titrimetric method]. Rostov-on-Don: Rosgidromet, 2012. 19 p.

Sabylina A. V. Khimicheskii sostav vody Onezhskogo ozera [Chemical composition of the Lake Onega water]. Krupneishie ozera-vodokhranilishcha Severo-Zapada evropeiskoi territorii Rossii: sovr. sostoyanie i izm. ekosistem pri klimatich. i antropogennykh vozdeistviyakh [The largest lakes-reservoirs in the north-west of the European part of Russia: current state and changes of ecosystems under climate variability and anthropogenic impact]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2015. P. 61–67.

Sabylina A. V., Ryzhakov A. V. Onezhskoe ozero i ego pritoki. Khimicheskii sostav vody ozera [Lake Onego and its tributaries. The chemical composition of the lake water]. Sostoyanie vodnykh ob"ektov Respubliki Kareliya po rezul'tatam monitoringa 1998–2006 gg. [The state of the water bodies in the Republic of Karelia according to the monitoring results of 1998–2006]. Petrozavodsk: KarRC RAS, 2007. P. 29–40.

Sabylina A. V., Efremova T. A., Ryzhakov A. V. Soderzhanie belkov v Onezhskom i Ladozhskom ozerakh i rekakh Svir' i Neva [Protein content in Lakes Onego and Ladoga and the Svir and Neva Rivers]. Ekol. khim. [Environmental Chem.]. 2017. Vol. 26, no. 2. P. 79–86.

Shvets L. D. Gidrologicheskaya izuchennost' Onezhskogo ozera i ego basseina [Hydrological study of Lake Onego and its basin]. Issled. rezhima i raschety vodnogo balansa ozer-vodokhranilishch Karelii [Regime studies and water balance calculations of the lake-reservoirs in Karelia]. Leningrad, 1977. Iss. 2. P. 3–24.

Skopintsev B. A. Organicheskoe veshchestvo v prirodnykh vodakh (vodnyi gumus) [Organic matter in natural waters (water humus)]. Tr. GOIN [SOI Proceed.]. 1950. Iss. 17(29). 290 p.

Tregubova T. M., Kulish T. P. Kinetika biokhimicheskogo potrebleniya kisloroda v vode ozera [Biochemical oxygen demand kinetics in lake water]. Antropogennoe evtrofirovanie Ladozhskogo ozera [Anthropogenic eutrophication of Lake Ladoga]. Leningrad: Nauka, 1982. P. 106–116.

Zobkov M. B., Zobkova M. V. Ustroistvo dlya opredeleniya organicheskogo ugleroda v vode s fotokhimicheskim persul'fatnym okisleniem v sisteme nepreryvnogo gazovogo potoka i IK-Fur'e spektrometricheskim detektirovaniem [A device for determining organic carbon in water with photochemical persulfate oxidation in a continuous gas flow system and FTIR spectrometric detection]. Zavodskaya lab. Diagnostika materialov [Factory lab. Material diagnostics]. 2015. No. 8. P. 10–15.

Ostapenia A. P., Parparov A., Berman T. Lability of organic carbon in lakes of different trophic status. Freshwater Biol. 2009. Vol. 54. P. 1312–1323. doi: 10.1111/j.1365-2427.2009.02183.x

Sabylina A. V., Lozovik P. A., Zobkov M. B. Water chemistry in Onega Lake and its tributaries. Water Resources. 2010. Vol. 37, no. 6. P. 842–853. doi: 10.1134/S0097807810060102




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim1164

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019