Процесс сульфатредукции в донных отложениях гидрографически связанных таежных озер Верхнее и Нижнее (Архангельская область)
Аннотация
Обобщены результаты работ по изучению анаэробных процессов (на примере сульфатредукции) в донных отложениях двух связанных в систему малых бореальных озер Архангельской области, одно из которых антропогенно нагружено, второе находится практически в естественном состоянии. Отмечено, что распределение реакционноспособного железа в воде и донных отложениях свидетельствует о развитии уже в поверхностных горизонтах донных отложений озера Нижнее восстановительных условий в результате создания в гиполимнионе анаэробных условий. Установлено, что наличие значительных количеств органического вещества в пелитовых илах исследуемых водоемов не является фактором, лимитирующим протекание процесса сульфатредукции, а приводит к накоплению соединений восстановленной серы – производных бактериального сероводорода в донных отложениях. На основании сравнительного анализа количественных параметров процесса сульфатредукции (концентраций соединений восстановленной серы, органического углерода и реакционноспособного железа) показано, что в озерах Верхнее и Нижнее содержание и соотношение форм восстановленной серы может выступать в качестве маркера антропогенного воздействия на водоем. Анализ полученных данных позволяет оценить экологическую обстановку в озере Нижнее как неблагополучную, при этом в гидрографически связанном с ним озере Верхнее она в целом благоприятна.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Анциферова Г. А., Русова Н. И., Шевырев С. Л., Нкурунзиза Р. М., Бурканова О. А., Борисова Л. Е. Трансформация природных водоемов как эталон состояния водных экосистем особо охраняемых и антропогенно-нагруженных территорий // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. География. Геоэкология. 2020. № 4. С. 53‒60. doi: 10.17308/geo.2020.4/3065
Белкина Н. А. Роль донных отложений в процессах трансформации органического вещества и биогенных элементов в озерных экосистемах // Водные проблемы Севера и пути их решения // Труды Карельского научного центра РАН. 2011. № 4. С. 35‒42.
Булаев А. Г. Влияние органического источника углерода на биоокисление пирита умеренно-термофильными ацидофильными микроорганизмами // Микробиология. 2020. Т. 89, № 3. С. 315–323. doi: 10.31857/S0026365620030155
Волков И. И. Геохимия серы в осадках океана. М.: Наука, 1984. 272 с.
Волков И. И., Жабина Н. Н. Методы определения различных соединений серы в морских осадках // Химический анализ морских осадков / Под ред. Э. А. Остроумова. М.: Наука, 1980. С. 5‒27.
Волков И. И., Соколов В. С., Фомина Л. С. Реакционноспособные формы элементов в осадках трансокеанского профиля // Геохимия диагенеза осадков Тихого океана (трансокеанский профиль). М.: Наука, 1980. С. 6‒21.
Глобальный биогеохимический цикл серы и влияние на него деятельности человека / Под ред. акад. Г. К. Скрябина. М.: Наука, 1983. 422 с.
Кокрятская Н. М., Волков И. И., Демидова Т. П., Мурзина Т. С. Соединения серы и реакционноспособное железо в донных осадках устья Северной Двины // Актуальные проблемы океанологии. М.: Наука, 2003. С. 475‒494.
Кокрятская Н. М., Титова К. В., Жибарева Т. А. Распределение гидрохимических показателей в озере Нижнее (Архангельская область) // Международный научно-исследовательский журнал. 2023. № 12(138). С. 1‒11. doi: 10.23670/IRJ.2023.138.145
Кревш А., Кучинскене А. Микробная деструкция органического вещества в донных осадках малых озер урбанизированного ландшафта (Литва) // Микробиология. 2012. Т. 81, № 4. С. 517‒523.
Кревш А., Кучинскене А., Пашкаускас Р. Микробиологическая деструкция органического вещества в донных осадках озер Литвы // Микробиология. 2006. Т. 75, № 2. С. 257‒263.
Кузнецов С. И. Роль микроорганизмов в круговороте веществ в озерах. М.: АН СССР, 1952. 300 с.
Лазо Ф. И. Геохимия серы в донных отложениях озера Байкал // Геохимия. 1980. №1. С. 109‒115.
Остроумов Э. А. О формах соединений серы в отложениях Черного моря // Труды Ин-та океанологии АН СССР. 1953. Т. 7. С. 70‒90.
Розанов А. Г., Волков И. И., Кокрятская Н. М., Юдин М. В. Марганец и железо в Белом море: осадконакопление и диагенез // Литология и полезные ископаемые. 2006. № 5. С. 539‒558.
Розанов А. Г., Волков И. И., Соколов В. С.Окислительно-восстановительные процессы. Формы железа и марганца в осадках и их изменение профиля // Геохимия диагенеза осадков Тихого океана (трансокеанский профиль). М.: Наука, 1980. С. 32‒35.
Соколов В. С. Определение реакционноспособных форм железа и марганца в морских осадках // Химический анализ морских осадков / Под ред. Э. А. Остроумова. М.: Наука, 1980. С. 28‒41.
Страхов Н. М. Проблемы геохимии современного океанского литогенеза. М.: Наука, 1976. 159 с.
Титова К. В., Кокрятская Н. М. Соединения серы в озерах на территории Кенозерского национального парка (Каргопольский район, Архангельская область) // Вопросы естествознания. Науки о Земле. 2018. № 4(18). С. 67‒74.
Титова К. В., Кокрятская Н. М.Сульфатредукция в донных отложениях озера Святое (юг Архангельской области) // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014. № 1(84). С. 52‒56.
Титова К. В., Кокрятская Н. М., Жибарева Т. А., Захарова Е. Е. Особенности сульфатредукции и накопления соединений восстановленной серы в пресноводном неглубоком озере Назаровское (Архангельская область) // Принципы экологии. 2019. Т. 8, № 4. С. 69–80. doi: 10.15393/j1.art.2019.8722
Титова К. В., Кокрятская Н. М., Жибарева Т. А. Процесс сульфатредукции в пресноводных озерах (Белое, Нижнее, Святое) Коношского района Архангельской области // Вестник Московского государственного областного университета. Сер. Естественные науки. 2017. № 4. С. 123‒134. doi: 10.18384/2310-7189-2017-4-123-134
Титова К. В., Кокрятская Н. М., Жибарева Т. А.Сульфатредукция в воде и донных отложениях озера Белое (Архангельская область) // Труды Карельского научного центра РАН. 2025. № 2. С. 51–61. doi: 10.17076/lim1974
Фрумин Г. Т., Гильдеева И. М.Эвтрофирование водоемов – глобальная экологическая проблема // Экологическая химия. 2013. № 22(4). С. 191‒197.
Aliff M. N., Reavie E. D., Post S. P., Zanko L. M.Anthropocene geochemistry of metals in sediment cores from the Laurentian Great Lakes // PeerJ. 2020. Vol. 6. Art. 9034. doi: 10.7717/peerj.9034
Berner R. A. Sedimentary pyrite formation // Am. J. Sci. 1970. Vol. 268.P. 1‒23.doi:10.2475/ajs.268.1.1
Canfield D. E. Reactive iron in marine sediments // Geochim. Cosmochim.Acta. 1989. Vol. 53. P. 619‒632.doi: 10.1016/0016-7037(89)90005-7
Fakhraee M., Li J., Katsev S. Significant role of organic sulfur in supporting sedimentary sulfate reduction in low-sulfate environments // Geochim. Cosmochim.Acta.2017. Vol. 213. P. 502‒516.doi: 10.1016/j.gca.2017.07.021
Heredia C., Guedron S., PointD., Perrot V., Campillo S., Verin C., EspinozaM. E., Fernandez P., Duwig C., Achá D. Anthropogenic eutrophication of Lake Titicaca (Bolivia). Revealed by carbon and nitrogen stable isotopes fingerprinting // Sci. Total Environ. 2022. Vol.845. Art. 157286. doi: 10.2139/ssrn.4075852
Holmer M., Storkholm P.Sulphate reduction and sulphur cycling in lake sediments: a review // Freshwater Biology. 2001. Vol. 46,no. 4. Р. 431‒451.
Jiang M., Sheng Ya., Liua Q., Wang W., Liu X. Conversion mechanisms between organic sulfur and inorganic sulfur in surface sediments in coastal rivers // Sci. Total Environ.2020. Vol. 752. Art. 141829. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.141829
Jоrgensen B. B. Bacterial sulfate reduction within reduced microniches of oxidized marine sediments // Mar. Biol. 1977. Vol. 41.P. 7‒17.
La W., Han X., Liu C. Q., Ding H., Liu M., Sun F., Li S., Lang Y. Sulfate concentrations affect sulfate reduction pathways and methane consumption in coastal wetlands // Water Res. 2022. Vol. 217. Art. 118441. doi: 10.1016 / j.watres.2022.118441
Öztura E., Koç T.Anthropogenically-induced ecological risks in Lake Gala, Thrace, W Turkey // Int.J. Environ. Geoinformatics.2023. No. 10(1).P. 16‒27.doi: 10.30897/ijegeo.1181757
Pester M., Knorr K. H., Friedrich M. W., Wagner M., Loy A. Sulfate-reducing microorganisms in wetlands – fameless actors in carbon cycling and climate change // Frontiers in Microbiology. 2012. Vol. 3. Art. 72. doi: 10.3389/fmicb.2012.00072
Qian H., Brian J. H. Anthropogenic oligotrophication via liming: long-termphosphorus trends in acidified, limed, and neutral reference lakes in Sweden // AMBIO. 2014. Vol. 43. Suppl. 1.P. 104‒112.doi: 10.1007/s13280-014-0573-0
Raiswell R., Canfield D. Sources of iron for pyrite formation in marine sediments // Am. J. Sci. 1998. Vol. 298.P. 219‒245.doi: 10.2475/ajs.298.3.219
Rasigraf O., van Helmond N. A. G. M., Frank J., Lenstra W. K., Matthias E., Slomp C. P., Jetten M. S. Microbial community composition and functional potential in Bothnian Sea sediments is linked to Fe and S dynamics and the quality of organic matter // Limnol. Oceanogr. 2020. Vol. 65. P. 113–133. doi: 10.1002/lno.11371
TessierА., Campbell P. G. C., Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals // Anal. Chem. 1979.Vol. 51, no. 7.Р. 844‒851. doi: 10.1021/AC50043A017
Urban N. R., Brezonik P. L., Baker L. A., Sherman L. A. Sulfate reduction and diffusion in sediments of Little Rock Lake, Wisconsin // Limnol. Oceanogr.1994. Vol. 39, no. 4. P. 797‒815.
Vandel E., Koff T.Anthropogenically induced changes in the sedimentation processes in the littoral zone of Lake Verevi, South Estonia // Estonian J. Ecol. 2011. Vol. 60, no.3. P. 167‒182. doi: 10.3176/eco.2011.3.01
DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim2305
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.
© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019