ОСОБЕННОСТИ КИНЕТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ТРАНСФОРМАЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ЭВТРОФНЫХ ВОДОЕМАХ КАРЕЛИИ

Проведено исследование по изучению долгосрочных (126 сут) БПК-экспериментов в воде из эвтрофных водных объектов Карелии (озер Крошнозеро, Святозеро, Яндомозеро, Верхнее и реки Шуя). За различные сезоны 2012–2017 гг. с водой из поверхностного горизонта было выполнено 48 экспериментов при 20 и 10°С. Были получены значения кинетических параметров БПК, которые достаточно полно отражают изменения потребления О₂ по стадиям (I, II и L). В результате анализа данных был выявлен ряд общих особенностей, характерных для всех исследованных эвтрофных водных объектов. Во-первых, наблюдается резкое увеличение потребления О2 от зимы к лету при 20 и 10°С: в среднем – в 3.0 и 4.7 раза соответственно. Во-вторых, в зависимости от сезона изменяется вклад каждой стадии в БПК_полн: зимой и осенью наибольший вклад при 20°С оказывает L стадия (53%), весной – II стадия (45%), а летом – I стадия (43%). Такое отличие связано с условиями продуцирования лабильного органического вещества (ОВ) в различные сезоны года. В-третьих, скорость окисления ОВ на L стадии, на которой происходит медленное окисление гумусовых веществ, во все сезоны в несколько раз ниже скорости на I стадии, где быстро окисляются лабильные компоненты ОВ. Только летом скорость на L стадии несколько возрастала, что, по-видимому, связано с интенсивным окислением взвешенного ОВ, образующегося в большом количестве в этот период. Полученные взаимосвязи между разными показателями ОВ и кинетическими параметрами БПК в воде из эвтрофных озер отражают спектр сезонных особенностей изменения условий окисления ОВ и характеризуются высокими значениями коэффициентов детерминации (R² = 0.81–1.00).

1. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Л.: Наука, 1983. 150 с.

2. Даценко Ю.С. Эвтрофирование водохранилищ. Гидролого-гидрохимические аспекты. М.: ГЕОС, 2007. 252 с.

3. Ефремова Т.А., Зобкова М.В. Содержание, распределение и соотношение основных компонентов органического вещества в Онежском озере // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 9. С. 60–75. https://doi.org/10.17076/lim1017

4. Ефремова Т.А., Сабылина А.В., Лозовик П.А. Углеводы и липиды в поверхностных водах Карелии // Вода: Химия и экология. 2014. № 1. С. 11–19.

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

6. Зобкова М.В., Ефремова Т.А., Лозовик П.А., Сабылина А.В. Органическое вещество и его компоненты в поверхностных водах гумидной зоны // Успехи современного естествознания. 2015. № 12. С. 115–120.

7. Каталог озер и рек Карелии / Ред. Н.Н. Филатов, А.В. Литвиненко. Петрозаводск, 2001. 290 с.

8. Леонов А.В. Обобщение, типизация и кинетический анализ кривых потребления кислорода по данным БПК-опытов // Океанология. 1974. Т. 16, вып. 1. С. 82–87.

9. Леонов А.В., Зобкова М.В. Общая характеристика развития БПК в длительных экспериментах с водой из разнотипных водных объектов Карелии // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 3. С. 61–79. https://doi.org/10.17076/lim952

10. 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. 2020. № 4. С. 40–61. https://doi.org/10.17076/lim1164

11. 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. 2020. № 9. С. 40–64. https://doi.org/10.17076/lim1287

12. Леонов А.В., Зобкова М.В. Применение длительных БПК-экспериментов для сезонных исследований окисления компонентов органического вещества в воде из разных районов Онежского озера // Тр. Кар. НЦ РАН. 2021. № 9. С. 37–57. https://doi.org/10.17076/lim1369

13. 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. https://doi.org/10.17076/lim726

14. Лозовик П.А., Куликова Т.П., Мартынова Н.Н. Мониторинг водных объектов Карелии в 1992–2000 гг.// Гидроэкологические проблемы Карелии и использование водных ресурсов. Петрозаводск: ИВПС Кар. НЦ РАН, 2003. С. 135–144.

15. Лозовик П.А., Мусатова М.В. Методика разделения органического вещества природных вод адсорбцией на диэтиламиноэтилцеллюлозе на автохтонную и аллохтонную составляющие // Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. 2013. № 3. С. 63–68.

16. Лозовик П.А., Мусатова М.В., Рыжаков А.В. Автохтонное и аллохтонное органическое вещества в разнотипных озерах Карелии // Вода, химия и экология. 2014. № 4. С. 11–17.

17. Лозовик П.А., Рыжаков А.В., Сабылина А.В. Внутриводоемные процессы трансформации, круговорота и образования веществ в природных водах // Тр. КарНЦ РАН. 2011. № 4. С. 21–28.

18. Озера Карелии. Справочник. / Под ред. Н.Н. Филатова, В.И. Кухарева. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 464 с.

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

20. Creed I.F., Bergström A.K., Trick C.G., Grimm N.B., Hessen D.O., Karlsson J., Kidd K.A., Kritzberg E., McKnight D.M., Freeman E.C., Senar O.E., Andersson A., Ask J., Berggren M., Cherif M., Giesler R., Hotchkiss E.R., Kortelainen P., Palta M.M., Vrede T. & Weyhenmeyer G.A. Global change – driven effects on dissolved organic matter composition: Implications for food webs of northern lakes // Global change biology. 2018. V. 24. № 8. pp. 3692–3714. https://doi.org/10.1111/gcb.14129

21. Ittekkot V. Variations of dissolved organic matter during a plankton bloom: qualitative aspects based on sugar and amino acids analyses // Mar. Chem. 1982. V. 11. pp. 143–158. https://doi.org/10.1016/0304-4203(82)90038-X