Применение длительных БПК-экспериментов для сезонных исследований окисления компонентов органического веществав воде из разных районов Онежского озера

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

Аннотация


В разные сезоны 2013–2017 гг. на Онежском озере были проведены масштабные исследования окисления компонентов органического вещества на основе длительных БПК-тестов при 20 и 10 оС. Отбор проб воды проводился из Центрального плеса озера, губ Петрозаводская, Кондопожская, Пухтинская, а также устьевой зоны р. Шуя в двух вариантах: (1) из поверхностного горизонта (0.5–1 м), и (2) интегральная (от поверхности до дна). В пробах воды было зафиксировано мультистадийное развитие БПК с двумя или тремя стадиями потребления О2 на I-й, II-й и линейной стадиях, которые отражают разные особенности окисления компонентов ОВ. При анализе первичных экспериментальных данных отмечены особенности изменения значений БПК, расходуемых на отдельных стадиях процесса, вклады отдельных стадий в общее БПК, соотношения скоростей потребления О2 по стадиям, определяющие количественные критерии лабильности окисляемых компонентов органического вещества. Установлено, что изменения кинетических параметров БПК определяются типом кинетики I-й стадии (E– или А–тип) и режимом отбора проб воды. Выделено как минимум четыре варианта влияния этих факторов. В воде из Центрального плеса озера выявлено наименьшее потребление О2 за период эксперимента, а также повышенная лабильность окисляемого органического вещества на I-й стадии БПК, что подтверждает факт высокого качества воды в этой части озера. В других акваториях озера отмечена повышенная лабильность окисляемых компонентов органического вещества в весенней воде. Между содержанием компонентов органического вещества (лабильных и сравнительно «стойких» к окислению гумусовых веществ) и кинетическими параметрами БПК выявлены взаимосвязи, характеризуемые высокими значениями коэффициентов детерминации (R2= 0.6–1.0). Установлено, что взвешенное вещество также оказывает важное влияние на кинетику развития БПК.


Ключевые слова


БПК; кинетические параметры БПК; качество воды; компоненты органического вещества; Онежское озеро

Полный текст:

PDF

Литература


Аналитические, кинетические и расчетные методы в гидрохимической практике / Под ред. П. А. Лозовика, Н. А. Ефременко. СПб.: Нестор-История, 2017. 272 с.

Бояринов П. М., Петров М. И. Процессы формирования термического режима глубоких пресноводных водоемов. Л.: «Наука», 1991. 175 с.

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

Верес Ю. К., Остапеня А. П. Содержание лабильного органического вещества в воде озер Нарочанского региона // Вестник БГУ. Сер. 2. 2011. № 2. с. 45–49.

Ефремова Т. А., Сабылина А. В., Лозовик П. А. Лабильные органические вещества: углеводы, липиды и белки в Онежском озере // Труды КарНЦ РАН. № 6. 2013. С. 96–104.

Ефремова Т.А., Зобкова М.В. Содержание, распределение и соотношение основных компонентов органического вещества в воде Онежского озера // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 9. С. 60–75. DOI: 10.17076/lim1017.

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. 2015. № 8. С. 10–15.

Зобкова М. В., Ефремова Т. А., Лозовик П. А., Сабылина А. В. Баланс органического вещества в озерах Карелии // Озера Евразии: проблемы и пути их решения: Материалы I Междунар. конф. (11–15 сентября 2017 г.). Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2017. С. 358–364.

Леонов А.В. Особенности кинетики биохимического потребления кислорода в природных и сточных водах: Дисс. … канд. хим. наук. М.: ГОИН, 1974а. 240 с.

Леонов А.В. Обобщение, типизация и кинетический анализ кривых потребления кислорода по данным БПК-опытов // Океанология. 1974б. T. XIV. Вып. 1. С. 82–87.

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

Леонов А.В., Зобкова М.В. Значения кинетических параметров БПК длительных экспериментов (на примере анализа данных с разными интегральными пробами воды из центральной части Онежского озера) // Тр. Кар. НЦ РАН. 2020a. № 4. С. 40–61. DOI: 10.17076/lim1164.

Леонов А.В., Зобкова М.В. Соответствие значений параметров долгосрочной кинетики БПК концентрациям компонентов органического вещества в воде из разных акваторий Онежского озера // Тр. Кар. НЦ РАН. 2020б. № 9. С. 40–64. DOI: 10.17076/lim1287.

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 // Тр. Кар. НЦ РАН. 2018. № 3. С. 11–30. DOI: 10.17076/lim726.

Леонов А. В., Чичерина О.В., Икко О.И. Исследования кинетики БПК в пробах воды в длительных опытах. Матер. Конф. МСОИ-2019. М. 2019. С. 186-190.

Лозовик П. А., Зобкова М. В., Рыжаков А. В., Зобков, М. Б., Ефремова, Т. А., Сабылина, А. В., & Ефремова, Т. В. Аллохтонное и автохтонное органическое вещество природных вод: кинетические и термодинамические закономерности трансформации, количественный и качественный составы // ДАН. 2017. Т. 477, № 6. С. 728–732. doi: 10.7868/S086956521736021X

Лозовик П.А., Зобков М.Б., Бородулина Г.С., Токарев И.В. Оценка внешнего водообмена заливов озер по химическим показателям воды // Водные ресурсы. - 2019. - Т.46, N 1. - С. 91-101. DOI: 10.31857/S0321-059646191-101

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

Рыжаков А.В., Кукконен Н.А., Лозовик П.А. Определение интенсивности аммонификации и нитрификации в природных водах кинетическим методом // Водные ресурсы. 2010. Т. 37, №1. С. 70–74.

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.

Сабылина А. В., Рыжаков А. В. Гидрохимическая характеристика литоральной зоны Онежского озера // Водные ресурсы. 2018. Т. 45, № 2. С. 179–187. doi: 10.7868/S0321059618020074

Теканова Е. В., Калинкина, Н. М., Здоровеннов, Р. Э., Макарова, Е. М. Результаты исследования экосистемы Онежского озера в период летней стратификации по данным экспедиции 2017 г. // Тр. Кар. НЦ РАН. – 2018. – №. 9. С. 44–53. DOI: 10.17076/lim753

Теканова Е. В., Рыжаков, А. В., Калинкина, Н. М., Дмитриева, Д. А., Фомина, Ю. Ю., & Макарова, Е. М. Состояние экосистемы Кондопожской губы Онежского озера в условиях многофакторного воздействия // Озера Евразии: проблемы и пути их решения. – 2019. – С. 190-194.

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

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

Chmiel, H. E., Hofmann, H., Sobek, S., et al. Where does the river end? Drivers of spatiotemporal variability in CO2 concentration and flux in the inflow area of a large boreal lake // Limnology and Oceanography. 2020. Vol. 65. №. 6. PP. 1161–1174. https://doi.org/10.1002/lno.11378

Henriksen, A., Skjelkvåle, B.L., Mannio, J., et al. Northern European lake survey, 1995: Finland, Norway, Sweden, Denmark, Russian Kola, Russian Karelia, Scotland and Wales // Ambio, 1998. V. 27. PP. 80–91.

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

Podsechin V., Kaipainen H., Filatov N., et al. Development of Water Protection of Lake Onega. Suomen. 2009. Ympäristö 36, https://helda.helsinki.fi/handle/10138/38020

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.

Streeter H.W., Phelps E.B. A study of the pollution and natural purification of the Ohio River // U.S. Publ. Health Service Bull. 1925. N 146. P. 1–75.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim1369

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019