Везде

RAS Earth ScienceИзвестия Русского географического общества Bulletin of the Russian Geographical Society

  • ISSN (Print) 0869-6071
  • ISSN (Online) 3034-5383

Characteristics of Kinetic Processes of Organic Matter Transformation in Mesotrophic Lakes of Karelia

You can
PII
S3034538325010076-1
DOI
10.7868/S3034538325010076
Publication type
Article
Status
Published
Authors
A. V. Leonov
  • Affiliation: Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences
M. V. Zobkova
  • Affiliation: Northern Water Problems Institute, Karelian Research Centre, Russian Academy of Sciences
Volume/ Edition
Volume 157 / Issue number 1
Pages
99-118
Abstract
In 2012–2013, studies of the biochemical oxygen demand (BOD) kinetics and the composition of organic matter (OM) were conducted on five mesotrophic lakes of Karelia — Salonyarvi, Vegarusyarvi, Valkhomozero, Syamozero and Shotozero. BOD experiments lasting up to 126 days (at 20 and 10оС) were performed in all seasons of the year. As a result, equations and values of the kinetic parameters of the BOD were obtained, characterizing seasonal changes in О2 consumption for OM oxidation in two or three stages (I, II, and L-linear). As a result of the data analysis, a number of common features characteristic of all the studied mesotrophic water bodies were revealed. In all seasons, the oxidation rate of OM at stage L was significantly lower than at stage I. The contribution of each stage to the total oxygen consumption was uneven: the L-stage had the largest (more than 50%) in all seasons except summer (33%), and the I and II stages had the smallest. In summer, due to the active production of easily oxidable OM, the total consumption of О2 at the I and II stages reached 67% of the BODtotal, which was comparable to eutrophic reservoirs. The OM oxidation rate at the I stage increased 4.0 times from winter to summer and then gradually decreased by autumn, and at the L-stage it was several times lower in all seasons than at the I. The obtained correlations between different indicators of organic matter and kinetic parameters of BOD in water from mesotrophic lakes reflect the spectrum of seasonal features of changes in the organic matter oxidation conditions. Decreasing of the labile organic matter oxidation was observed in the following series of lakes: Valkhomozero → Syamozero → Shotozero → → Salonyarvi and Vegarusyarvi which was confirmed by correlation with concentration of autochthonous organic matter.
Keywords
биохимическое потребление кислорода скорость потребления кислорода автохтонное и аллохтонное органическое вещество качество воды озера гумидной зоны
Date of publication
03.03.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
66

References

  1. 1. Аналитические, кинетические и расчетные методы в гидрохимической практике / Ред. П. А. Лозовик, Н. А. Ефременко. СПб.: Нестор-История, 2017. 272 с.
  2. 2. Бульон В. В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов. Л.: Наука, Лен. отд., 1983, 150 с.
  3. 3. Верес Ю. К., Остапеня А. П. Содержание лабильного органического вещества в воде озер Нарочанского региона // Вестник БГУ. Сер. 2. 2011. № 2. с. 45–49.
  4. 4. Гидрохимия Онежского озера и его притоков. Л.: Изд-во Наука, 1973. 243 с.
  5. 5. 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
  6. 6. 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.
  7. 7. Зобкова М. В. Оценка автохтонной, аллохтонной и антропогенной составляющих органического вещества в поверхностных водах (на примере водных объектов Карелии): автореф. дис. … канд. хим. наук: 1.5.15. Петрозаводск, 2024, 20 с.
  8. 8. 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.
  9. 9. Леонов А. В. Обобщение, типизация и кинетический анализ кривых потребления кислорода по данным БПК-опытов // Океанология. 1974. Т. 16. Вып. 1. С. 82–87.
  10. 10. Леонов А. В., Зобкова М. В. Общая характеристика развития БПК в длительных экспериментах с водой из водоемов Карелии // Тр. Кар. НЦ РАН. 2019. № 3. С. 61–79. https://doi.org/10.17076/lim952
  11. 11. 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. 2020а. № 4. С. 40–61. https://doi.org/10.17076/lim1164.
  12. 12. 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. https://doi.org/10.17076/lim1287
  13. 13. 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
  14. 14. Леонов А. В., Зобкова М. В. Кинетические параметры БПК и их соответствие содержанию компонентов органического вещества в водах евтрофных водоемов Карелии // Известия русского географического общества, 2022. Т. 154, № 3. С. 28–46. https://doi.org/10.31857/S0869607122030053
  15. 15. Лозовик П. А. Гидрогеохимические критерии состояния поверхностных вод гумидной зоны и их устойчивости к антропогенному воздействию: Автореф. дис. … докт. хим. наук. Москва, 2006. 59 с.
  16. 16. Лозовик П. А., Мусатова М. В. Методика разделения органического вещества природных вод адсорбцией на диэтилаламиноэтилцеллюлозе на автохтонную и аллохтонную составляющие // Вестник МГОУ. Сер. Естественные науки. 2013. № 3. С. 63–68.
  17. 17. Лозовик П. А., Мусатова М. В., Рыжаков А. В. Автохтонное и аллохтонное органическое вещество в разнотипных озерах Карелии // Вода, химия и экология. 2014. № 4. С. 11–17.
  18. 18. Лозовик П. А., Морозов А. К., Зобков М. Б., Духовичева, Т. А., Осипова Л. А. Аллохтонное и автохтонное органическое вещество в поверхностных водах Карелии // Водные ресурсы. 2007. Т.34, № 2. С. 225–237.
  19. 19. Озера Карелии. Справочник. / Под ред. Н. Н. Филатова, В. И. Кухарева. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2013. 464 с.
  20. 20. Рыжаков А. В., Зобкова М. В., Лозовик П. А. Особенности содержания и распределения форм фосфора в водоемах гумидной зоны // Тр. Кар. НЦ РАН. 2016. № 9. С. 33–45.
  21. 21. Скопинцев Б. А. Органическое вещество в природных водах (водный гумус) // Тр. ГОИН. 1950. Вып. 17 (29). 200 с.
  22. 22. 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.
  23. 23. Ostapenia A. P., Parparov A., Berman T. Lability of organic carbon in lakes of different trophic status // Freshwater Biol. 2009. Vol. 54. P. 1312–1323. https://doi.org/10.1111/j.1365-2427.2009.02183
  24. 24. Sullivan A. B., Snyder D. V., Rounds S. A. Controls on biochemical oxygen demand in the upper Klamath River, Oregon // Chem. Geol. 2010. Vol. 269. P. 12–21. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2009.08.007
  25. 25. Zhou Y., Davidson T. A., Yao X., Zhang Y., Jeppesen E., de Souza J. G., Wua H., Shi K., Qin B. How autochthonous dissolved organic matter responds to eutrophication and climate warming: evidence from a cross-continental data analysis and experiments // Earth-Science Reviews. 2018. V. 185. pp. 928–937. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2018.08.013
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library