Содержание хлорофилла и биогенных элементов в прибрежной воде озера Байкал
Автор: Зайцева Светлана Викторовна, Дагурова Ольга Павловна
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Химия
Статья в выпуске: 3, 2013 года.
Бесплатный доступ
Выявлены некоторые закономерности в изменении гидрохимических и микробиологических показателей в мелководных участках оз. Байкал в зонах рекреационно-хозяйственного использования. Содержание минеральных форм фосфора и азота в пробах воды незначительное (до 1,53 мг N/л и 0,36 мг Р/л). Содержание хлорофилла в воде исследуемых участков изменялось в пределах от 0,004 до 1,166 мкг/л. В местах отбора, где были зафиксированы низкие концентрации минеральных форм азота и фосфора, необходимых для образования биомассы, обнаружено относительно высокое содержание хлорофилла а, что свидетельствует об активности микробного сообщества в данных точках.
Хлорофилл, фосфор, азот, байкал
Короткий адрес: https://sciup.org/148181821
IDR: 148181821 | УДК: 574.52
Chlorophyll and nutrients content in the coastal waters of lake Baikal
The investigation revealed some regularity in the change of hydrochemical and microbiological parameters in shallow waters of Lake Baikal in the areas of recreation and commercial use. The content of mineral forms of nitrogen and phosphorus in water samples was insignificant (up to 1.53 mg N/L -1 and 0.36 mg P/L 1). The content of chlorophyll in the researched water sites varied from 0.004 to 1.166 mg/L -1. In the areas of selection, where low concentrations of mineral nitrogen and phosphorus, essential for the formation of biomass, were recorded, a relatively high content of chlorophyll a was found, which indicates activity of the microbial community in this ecosystem.
Текст научной статьи Содержание хлорофилла и биогенных элементов в прибрежной воде озера Байкал
Содержание хлорофилла «а» в планктоне является достаточно информативным показателем и, при нерегулярных наблюдениях точнее отражает состояние экосистемы озера, чем скорость фотосинтеза, легко реагирующая на изменения погодных условий [1]. Статистически значимые оценки связей концентраций биогенных элементов с хлорофиллом а как показателем развития фитопланктона, биомассой и продуктивностью озер были получены для различных регионов [2, 3]. Зависимость развития фитопланктона от фосфора и азота была установлена простыми сопоставлениями их концентраций в озерах [4, 5].
Цель данного исследования – отразить степень влияния концентраций фосфора и азота на содержание хлорофилла а в воде мелководных участков оз. Байкал в зонах рекреационно-хозяйственного использования.
Объекты и методы исследования
Были отобраны пробы прибрежной воды восточного побережья оз. Байкал в июле 2012 г. в местах туристско-рекреационного пользования. Пробы отбирались у п. Горячинск – около уреза воды и вглубь по трансекте – 200, 500 и 800 м от берега (глубины 3 м, 4,5 м и 10 м), а также около уреза воды в п. Турка и бухте Безымянной. В местах отбора проб температуру воды измеряли с помощью сенсорного электротермометра Prima (Португалия). Показатель pH среды определяли потенциометрически при помощи полевого pH-метра pHep (Португалия). Показатель Еh – измерителем редокс-потенциала ORP (Португалия). Значение общей минерализации определяли портативным тестер-кондуктометром TDS-4 (Сингапур). Концентрацию гидрокарбонатов анализировали титриметрическим методом, кислорода – с помощью оксиметра Oxi 315i (Германия). Содержание сульфатов, сульфитов, общей щелочности, общего фосфора и азота, нитратов, нитритов и фосфатов определяли с помощью фотометра MultiDirect (Lovibond, Германия). Пробы воды были отобраны в пластиковые стерильные флаконы, затем воду фильтровали с помощью фильтровальной установки на нитроцеллюлозные фильтры (диаметр пор 0,22 нм, Владисарт). Содержание хлорофилла а определяли на сканирующем однолучевом спектрофотометре «Shimadzu UV mini» (Япония), расчет проводили по стандартным формулам [6].
Результаты и обсуждение
Температура воды при отборе составляла 15,5–20,2 о С, значения общей минерализации не превышали 99,1 мг/л, значения рН 8,3. Окислительно-восстановительный потенциал был характерен для окисленных условий среды – до +258. Значения сухого остатка, характеризующие общее содержание органических и минеральных соединений, составляли 155-221 мг/л. По этому показателю прибрежную воду оз. Байкал можно охарактеризовать как «отличную» (по СанПиН 2.1.4.1074-01 на питьевую воду – не более 1000 мг/л). Содержание гидрокарбоната не превышало 85,4 мг/л. Содержание сульфатов было незначительно – до 11 мг/л, как и биогенных элементов: азота – до 1,5 мг/л и фосфора – до 0,36 мг/л. Показатель соотношения азота к фосфору (N:P) свидетельствует о возможности лимитирования системы прибрежных вод обоими этими элементами и определяет исследуемые экотопы как систему с быстрой сменой условий лимитирования (табл.).
Таблица
Показатели прибрежной воды оз. Байкал в туристско-рекреационной зоне
|
Станция |
Глубина, м |
Т, оС |
НСО 3 -, мг/л |
SO 4 2-, мг/л |
SO 3 -, мг/л |
Общая численность микроорганизмов, 106 кл/мл |
N:P |
Хлорофилл а , мкг/л |
|
Гор1 |
0,2 |
20,2 |
85,4 |
4,5 |
0,7 |
2,88 |
13,5 |
0,119 |
|
Гор2 поверхностная |
3,2 |
16,9 |
73,2 |
5 |
0,1 |
1,51 |
7,5 |
0,004 |
|
Гор2 придонная |
3,2 |
- |
73,2 |
11 |
0,1 |
0,061 |
2,2 |
0,083 |
|
Гор3 поверхностная |
4,5 |
16,4 |
61,0 |
5 |
0,1 |
0,097 |
17,0 |
0,023 |
|
Гор3 придонная |
4,5 |
- |
73,2 |
5 |
0,1 |
0,35 |
37,3 |
0,32 |
|
Гор4 поверхностная |
10 |
16,2 |
73,2 |
5 |
0,1 |
0,039 |
11,5 |
1,166 |
|
Гор4 придонная |
10 |
73,2 |
5 |
0,4 |
0,51 |
25,4 |
0,37 |
|
|
Безымянка |
0,2 |
15,5 |
61,0 |
5 |
0,1 |
0,094 |
18,3 |
0,128 |
|
Турка |
0,2 |
16,7 |
61,0 |
11 |
0,1 |
1,45 |
18,9 |
0,138 |
Содержание хлорофилла а варьировало в пределах 0,004–1,166 мкг/л, что сопоставимо с результатами, полученными другими исследователями для пелагиали Байкала и ряда озер европейской части России [1, 7].
В придонных участках обнаружены значимые корреляции между концентрацией хлорофилла а и содержанием биогенных элементов N (r=0,9) и P (r=-0,9). В поверхностных слоях воды подобной зависимости выявлено не было, но положительная корреляция наблюдалась между общей численностью микроорганизмов и концентрацией фосфора (r=0,65). В местах отбора, где были зафиксированы более низкие концентрации минеральных форм азота, необходимые для образования биомассы, обнаружено относительно высокое содержание хлорофилла а , что свидетельствует об активности микробного сообщества в данных точках (рис. 1).
Рис. Гидробиологическая характеристика зоны мелководья оз. Байкал
Подобная закономерность выявлена для придонных участков Гор2, Гор3 и Гор4, поверхностной воды станций Безымянка и Гор4. Содержание фосфора и хлорофилла а в придонной воде станций Гор3 и Гор4 также подчинялась подобному распределению, но в воде Безмянки, Турки и придонной Гор2 содержание фосфора положительно корреллировало с продукционной активностью сообщества. В придонных участках Гор3 и Гор4 при повторных определениях обнаруживалось практически полное исчезновение фосфора в пробах, что, при относительно большом содержании хлорофилла а в этих точках, может свидетельствовать о недостатке элемента в питании первичных продуцентов.
Полученные результаты подтверждают лимитирование продукционных процессов в прибрежных водах исследуемых участков, как фосфором, так и азотом, с возможной частой сменой условий.
