Воздействие процесса массового развития цианобактерий на формирование растворенных органических веществ в воде Куйбышевского водохранилища

Автор: Селезнева А.В.

Журнал: Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc

Рубрика: Гидробиология - биологические науки

Статья в выпуске: 5 т.26, 2024 года.

Бесплатный доступ

Исследование направлено на определение трансформации сезонной изменчивости содержания растворенных органических веществ (РОВ) под воздействием процесса массового развития цианобактерий (МРЦ) в Куйбышевском водохранилище. Для этой цели использованы данные мониторинга на Приплотинном плесе водохранилища в период 2017-2022 гг. Отбор проб воды осуществлялся ежемесячно с поверхностного горизонта (0,5 м) по следующим показателям: хлорофилл «а» (Хл «а»); биохимическое потребление кислорода (БПК5); перманганатная окисляемость (ПО) и химическое потребление кислорода (ХПК). Летом 2021 г. дополнительно определялись: структура, численность и биомасса фитопланктона. Установлено, что среднее годовое содержание РОВ составляет: 1,6 мгО/дм3 по БПК5; 7,5 мгО/дм3 по ПО и 25 мгО/дм3 по ХПК. Сезонная изменчивость включает четыре периода, которые отличаются разнонаправленными трендами. В первый период содержание РОВ увеличивается с декабря по май и захватывает зимнюю межень до начала весеннего половодья. Второй период характеризуется уменьшением содержания РОВ и наблюдается во время весеннего половодья. Третий период характеризуется увеличением содержания РОВ из-за процесса МРЦ и продолжается 2 месяца во время летней межени. В этот период наблюдается наибольшее содержание РОВ из-за процесса МРЦ. Четвертый период характеризуется уменьшением содержания РОВ и продолжается с сентября по декабрь. Процесс МРЦ, контролируемый по содержанию Хл «а», трансформирует сезонную изменчивость содержания РОВ. Летом (июль-август) наблюдается увеличение содержания РОВ под воздействием процесса МРЦ на 20-25 % по БПК5, на 13-15 % по ПО и на 4-6 % по ХПК. В перспективе проблема органического загрязнения Куйбышевского водохранилища будет только обостряться в условиях активизации процесса МРЦ из-за глобального потепления климата.

Еще

Растворенные органические вещества, сезонная изменчивость, трансформация, фитопланктон, влияние цианобактерий, куйбышевское водохранилище

Короткий адрес: https://sciup.org/148330383

IDR: 148330383 | DOI: 10.37313/1990-5378-2024-26-5-142-154

Список литературы Воздействие процесса массового развития цианобактерий на формирование растворенных органических веществ в воде Куйбышевского водохранилища

Алекин, O. A. Основы гидрохимии / O. A. Алекин. – Л.: Гидрометеоиздат, 1970. – 415 с.
Антропогенные воздействия на водные ресурсы России и сопредельных государствах в конце XX столетия / отв. ред.: Н.И. Коронкевич, И. С. Зайцева. – М.: Наука, 2003. – 367 с.
Беспалова, К.В. Устойчивое водоснабжение городского населения в условиях «цветения» воды на водохранилищах Волги (на примере г. о. Тольятти) / К.В. Беспалова, А.В. Селезнева, В.А. Селезнев // Водоочистка. – 2016. – № 6. – С. 16-21.
Биологическая продуктивность и качество воды Волги и её водохранилищ. – М.: Наука, 1984. – 244 с.
Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов / В.В. Бульон. – Л.: Наука, 1983. – 150 с.
Бульон, В.В. Вклад основных групп автотрофных организмов в первичную продукцию водоемов / В.В. Бульон // Водные ресурсы. 2004. – Т. 31. – № 1. – С. 92-102.
Волкова, С.С. Физико-химические особенности формирования состава органического вещества и карбонатной системы в малых озерах Западной Сибири: автор. дисс. кхн. Тюмень. – 2015. – 19 с.
Винберг, Г.Г. Взаимозависимость общегидробио-логических и рыбохозяйственно – гидробиологических исследований / Г.Г. Винберг // Сб. научных трудов ГОСНИОРХ. – 1984. – Вып. 223. – С.3-10.
Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Куйбышевское и Саратовское водохранилища. Л.: Гидрометеоиздат, 1978. – 272 с.
Горохова, О.Г. Состав и структура сообществ фитопланктона Усинского залива Куйбышевского водохрранилища в период «цветения» воды / О.Г. Горохова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2016. – Т. 18. – № 5. – С. 122-130.
Гусева, К.А. Цветение воды, его причины, прогноз и меры борьбы с ним / К.А. Гусева // Труды Всесоюзного гидробиологического общества. – 1952. – Т. 4. – С. 3-92.
Даценко, Ю. С. Эвтрофирование водохранилищ. Гидролого-геохимические аспекты / Ю. С. Даценко. – М.: ГЕОС, 2007. – 252 с.
Ефремова, Т.А. Содержание, распределение и соотношение основных компонентов органического вещества в воде Онежского озера / Т.А. Ефремова, М.В. Зобкова // Труды Карельского научного центра РАН. – 2019. – № 9. – С. 60-75.
Зенин, А. А. Гидрохимия Волги и ее водохранилищ / А. А. Зенин. – Л.: Гидрометеоиздат, 1965. – 259 с.
Зобкова, М. В. Органическое вещество и его компоненты в поверхностных водах гумидной зоны / М. В. Зобкова, Т. А. Ефремова, П. А. Лозовик, А.В. Сабылина // Успехи современного естествознания. – 2015. – № 12. – С. 115-120.
Качество поверхностных вод Российской Федерации. Ежегодник. 2022. Ростов-на-Дону, 2023. – 613 с.
Корнева, Л.Г. Цианобактериальное «цветение» воды в волжских водохранилищах и его токсичность / Л.Г. Корнева, Е.Н. Чернова // Цианопрокариоты/цианобактерии: систематика, экология, распространение, использование в биотехнологии. Материалы V Международной научной школы-конференции, посвященной 150-летию со дня рождения выдающегося альголога А. А. Еленкина (г. Москва, Россия, 13—16 июня 2023 г.). М.: – 2023. – С. 39-40.
Ладожское озеро: прошлое, настоящее, будущее / Под ред. Румянцева В.А., Драбковой В.Г. – СПб. Наука, 2002. – 326 с.
Литвинов, А.С. Термический режим Рыбинского водохранилища при глобальном потеплении / А.С. Литвинов, А. В. Законнова // Метеорология и гидрология. – 2012. – № 9. – С. 91.
Лозовик, П. А. Аллохтонное и автохтонное органическое вещество природных вод: кинетические и термодинамические закономерности трансформации, количественный и качественный составы / П. А. Лозовик, М. В. Зобкова, А. В. Рыжаков, М. Б. Зобков, Т. А. Ефремова, А. В. Сабылина, Т. В. Ефремова // Доклады Академии наук. – 2017. – Т. 477. – № 6. – С. 728-732, DOI: 10.7868/S086956521736021X.
Лозовик, П. А. Методика разделения органического вещества природных вод адсорбцией на диэтиламиноэтилцеллюлозе на автохтонную и аллохтонную составляющие / П. А. Лозовик, М. В. Мусатова // Географическая среда и живые системы. – 2013. – № 3. – С. 63-68.
Минеева, Н.М. Содержание хлорофилла и современное трофическое состояние водохранилищ Волги (2019–2020 гг.) / Н.М. Минеева, И.В. Семадени, В.В. Соловьева О. С. Макарова // Биология внутр. вод. – 2022. – № 4. – С. 367-371. https://doi.org/10.31857/S0320965222040210
Минеева, Н. М. Абиотические факторы и их роль в развитии фитопланктона водохранилищ Нижней Волги / Н. М. Минеева, С. А. Поддубный, И. Э. Степанова, А. И. Цветков // Биология внутренних вод. – 2023. – № 1. – С. 53-64.
Моисеенкова, Т. И. Биогеохимия природных органических веществ в водах суши: распределение и изменчивость при потеплении климата / Т. И. Моисеенкова, М. И. Динуа // Геохимия. – 2023. – Т. 68. – № 2. – С. 187-196.
О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2022 году. Государственный доклад. М.: Минприроды России, МГУ имени М.В. Ломоносова. – 2023. – 687 с.
Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоемах и морских водах // Материалы V Всероссийского симпозиума с международным участием. 10-14 сентября 2012 г., г. Петрозаводск, Республика Карелия, Россия. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. – 465 с.
Паутова, В.Н. Продуктивность фитопланктона Куйбышевского водохранилища / В.Н. Паутова, В.И. Номоконова. – Тольятти: ИЭВБ РАН, 1994. – 190 с.
Паутова, В.Н. Динамика содержания хлорофилла «а» в фитопланктоне Куйбышевского водохранилища / В.Н. Паутова, В.И. Номоконова // Гидробиологический журнал. – 2002. – Т. 38. – № 6. – С. 3-9.
Селезнева, К.В. Содержание растворенного кислорода в воде Куйбышевского водохранилища в условиях массового развития водорослей / К.В. Селезнева, А.В. Селезнева, В.А. Селезнев // Вестник ВГУ, Серия: География. Геоэкология. – 2022. – № 3. – С. 97-108.
Селезнева, К.В. Трансформация термического режима Куйбышевского водохранилища на фоне глобального потепления климата / К.В. Селезнева, А.В. Селезнева, В.А. Селезнев // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: География. Геоэкология. – 2023. – № 3. – С.57 -67.
Сиренко, Л. А. «Цветение» воды и эвтрофирование / Л. А. Сиренко, М. Я. Гавриленко. – Киев: Наук. думка, 1978. – 230 с.
Сухаревич, В. И. Глобальное распространение цианобактерий: причины и последствия (обзор) / В. И., Сухаревич, Ю. М. Поляк // Биология внутренних вод. – 2020. – № 6. – С. 562-572.
Скопинцев, Б.А. Органическое вещество в природных водах (водный гумус) / Б.А Скопинцев. – Л.: Гидрометеоиздат, 1950. – 290 с.
Скопинцев, Б. А. Использование значений отношений различных показателей органического вещества природных вод для его качественной оценки / Б. А. Скопинцев, И. А. Гончарова // Современные проблемы региональной и прикладной гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1987. – С. 95-117.
Уманская,М.В. Цианобактериальные цветения воды в пресноводных континентальных водоемах: обзор / М.В. Уманская, М.Ю. Горбунов, Н.Г. Тарасова // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. – 2023. – Т. 25. – № 5. – С. 182-194.
Экология фитопланктона Куйбышевского водохранилища. – Л.: Наука, 1989. – 302 с.
Фитопланктон Нижней Волги. Водохранилища и низовье реки. – СПб.: Наука, 2003. – 229 с.
Algesten G., Sobek S., Bergstro A.K. et al. 2003. Role of lakes for organic carbon cycling in the boreal zone // Global Change Biol. (10), 141-147.
Baines S.B., Pace M.L. 1991. The production of dissolved organic matter by phytoplankton and importance to bacteria: Patterns across marine and freshwater systems // Limnol. Oceanogr. Vol. 36, № 6. P 1078-1090.
Crapart C., Andersen T., Hessen D.O. et al. 2021. Factors governing biodegradability of dissolved natural organic matter in Lake. Water. (13), 2210
IPCC, 2022: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [H.- O. Pörtner, D.C. Roberts, M. Tignor, E.S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, B. Rama (eds.)]. Cambridge University Press. Cambridge University Press, Cambridge, UK and New York, NY, USA, 3056 pp., doi:10.1017/9781009325844.
Liu F. 2020. Dissolved organic carbon concentration and biodegradability across the global rivers: A metaanalysis Sci. of The Tot. Env. 818, 151828
Hansell D.A., Carlson C.A., Suzuki Y. 2002. Dissolved organic carbon export with North Pacifi c Intermediate Water formation // Glob. Biogeochem. Cycle (16), 1007.
Kellerman A.M., Kothawala D.N., Dittmar T. et al. 2015. Persistence of dissolved organic matter in lakesrelated to its molecular characteristics // Nature Geoscience. (8), 454-457.
Kim S., Kaplan L.A., Hatcher P.G. 2006. Biodegradable dissolved organic matter in a temperate and a tropical stream determined from ultra-high resolution mass spec-trometry //. Limnol. Oceanogr. (51), 1054-1063.
Koehler B., von Wachenfeldt E., Kothawala D., Tranvik L.J. 2012. Reactivity continuum of dissolved organic carbon decomposition in lake water. // J. Geophys. Res. 117.
Paerl H.W., Paul V.J. 2012. Climate change: links to global expansion of harmful cyanobacteria // Water Res. V. 46. P. 1349
Pokrovsky O.S. 2017. Allochthonous and autochthonous carbon in deep, organicrich and organicpoor lakes of the European Russian subarctic // Boreal Environment research. 22, 213-230.
Rantala M.V., Nevalainen L., Rautio M. et al. 2016. Sources and controls of organic carbon in lakes across the subarctic treeline // Biogeochem. (129), 235-253
Seleznev V. A., Bespalova K. V., Selezneva A. V. 2018. Seasonal variability of phosphate content in the Volga water under conditions of anthropogenic eutrophication of reservoirs // Journal of Water Chemistry and Technology. Vol. 40, Iss. 5. P. 307-311. DOI:https://doi.org/10.3103/S1063455X18050107.

Еще

Статья научная