Л H Кирюхина - Гуминовое вещество донных осадков севастопольских бухт - страница 1

Страницы:
1  2 

Таблица 3. Доля трофических группировок в потоке энергии, протекающем через сообщество, %

Группа

Проба

 

1 |

2 I

3 I

4

5

6 1

7

1 3

9

10

Грунтофаги Сестонофаги Плотоядные

83,7 4,0 13,2

100

78,1 21,9

92,8 7,2

52,5 42,5 5,0

54,2 45,7

61,3 38,7

82,9 6,5 11,0

100

92,3 7,7

зообентоса); 2) малые биомассы, при относительно высокой плотности поселения бентоса; 3) малые размеры донных животных (средняя масса экземпляра 0,08 г, а максимальная — 2,10 г); 4) отсутствие в бентосе некоторых таксонов (Coelenterata, Tanaidacea, Cumacea) и редкая встречаемость Amphipoda, Mollusca, Chordata; 5)'преобладание в фауне детритофагов. Фауна западного участка прибосфорского района имеет типичные черты оппортунистических популяций. Они ориентированы не на создание максимальной биомассы, а на максимальную продуктив­ность [6]. Свойства видов-оппортунистов дают преимущества при су­ществовании в условиях спонтанно возникающих изменений в гидро­логии и гидрохимии под действием проникновения средиземноморских вод.

1. Киселева М. И. Состав и распределение бентоса в прибосфорском районе Черного моря // Водообмен через Босфоо и его влияние на гидрологию и биологию Черного моря. Киев: Наук, думка, 1969. С. 233—255.

2. Киселева М. И. Бентос рыхлых грунтов Черного моря. Киев: Наук, думка, 1981. — 165 с.

3. Киселева М. И., Славина О. Я. Количественное распределение макробентоса у по­бережья Кавказа // Распределение бентоса и биология донных животных в южных морях. Киев: Наук, думка, 1966. С. 78—90.

4. Кучерук Н. В. Савилова Т. А. Количественная и экологическая характеристика дон­ной фауны шельфа и верхнего склона района североперуанского апвеллинга // Бюлл. МОИП. Отд. биол. 1985. 90, вып. 6. С. 59—70.

5. Песенко Ю. А. Принципы и методы количественного анализа в фаунистических исследованиях. AL: Наука, 1980. — 268 с.

6. Пианка Э. Эволюционная экология. М.: Наука, 1981. — 360 с.

Ин-т биологии юж. морей им. 4. О. Ковалевского АН Украины, Севастополь

Т. V. М 1 К Н A I LO V А

STRUCTURE OF TEREBELLIDE-OPHIURE BIOCENOSIS IN THE BOSPORUS REGION OF THE BLACK SEA

Summary

Structure of the bottom fauna of the shelf in the western part of the Bosporus region is studied. The terebellide-ophiure biocenosis at the depth of 86 m is described in detail.

УДК 551.3.051 (262.5) :551.464

Л. H. КИРЮХИНА

ГУМИНОВОЕ ВЕЩЕСТВО ДОННЫХ ОСАДКОВ СЕВАСТОПОЛЬСКИХ БУХТ

Гуминовое вещество в донных осадках севастопольских бухт подвержено антро­погенному воздействию. Концентрация гуминовых кислот, гуминов и увеличение степе­ни гумификации органического вещества происходит наряду с накоплением битумо-идов, углеводородов, липидов. Гуминовые кислоты (на их долю приходится от 1/3 до 1/2 С,ру) характеризуются алифатической структурой, восстановленностыо, небольшой молекулярной массой и высоким углеводородным потенциалом.

©   Л. Н. Кирюхина, 1992

Получено 30.03.91

40

ISSN 0203-4646. Экология моря. 1992. Вып. 41.

Таблица 1. Содержание углерода в донных осадках

Акватория

Глубина, м

ffl

g р 1

Массовая доля, %

Массовое отношение к Сорг, %

Массовая доля

Сгум, ,0

Бухты

 

 

 

 

 

Севастопольская

5—20

5,31

2,04+0,02

38,4

2,88

Южная

11 12

7,99

2,75±0,64

34,4

3,12

Артиллерийская

8—18

4,82

0,99+0,55

20,5

1,41

Устья бухт

 

 

 

 

 

Севастопольской

11—16

4,07

0,95+0,08

2,3,3

1,23

Карантинной

14—16

3,32

1,83+0,40

55,1

1.39

Стрелецкой

8—20

5,62

1,83+0,15

32,0

1,79

Камышовой

7—12

4,15

1,12±0,32

26,9

1,97

Северо-западный район Черно-

 

 

 

 

 

10 моря

120—1230

3,29

1,39+0,52

42.3

1,78

Анатолийское прибрежье

135—2230

2,24

0,72+0,40

32,1

0,96

Индийский океан

5500

0,11+0,02

і уминовые вещества это специфическая для донных осадков часть органики. Высокомолекулярные, темноокрашенные, растворимые в водных растворах щелочей, они формируются из фрагментов, продук­тов трансформации отмерших организмов и прижизненных метаболи­тов. Определенный отпечаток на них накладывает антропогенный фак­тор Цель работы изучение гуминовых веществ донных осадков, подверженных постоянному прессингу аллохтонными материалами.

Материалы и методы. Пробы донных осадков собраны в период бентосной съемки 1988 г., проведенной в севастопольских бухтах в плане мониторинга. Для сравнения использовали результаты анализа проб донных осадков других черноморских регионов и океана. Всего проана­лизировано 55 проб.

Гуминовые кислоты выделены путем экстракции 0,1 н. NaOH при 100 °С после извлечения битумоидов и разрушения карбонатов. Эле­ментный состав и углерод гуминов (той части гуминовых веществ, которые связаны с минеральной составляющей донных осадков) опре­делены на CHN-анализаторе. Количественная и качественная характе­ристики гуминовых кислот получены аналитическим и расчетным путями [2]. Определены тип молекулярной структуры гуминовых кислот (fc), степень их окисленности (/о). После классификационной иденти­фикации найдены простейшая формула и средняя минимальная относи­тельная молекулярная масса гуминовых кислот. Алифатичность гуми­новых кислот выражалась через подсчет атомного соотношения Нат/Сат. Оценка их углеводородного потенциала проведена по следующей фор­муле [1]:F=[H —2(0 + N + S:C)].

Результаты и обсуждение. В состав гуминовых кислот входят гид­рофильные соединения (углеводы, моносахара, уроновые кислоты) и гидрофобные компоненты (ароматические) [6]. Гуминовые кислоты спо­собны связывать адсорбцией и молекулярным присоединением гидро­фобные органические компоненты [7], в том числе и нефтяные остатки. Концентрация гуминовых кислот (1,83—2,75%) в исследованных дон­ных осадках и степень гумификации органического вещества (32—55%) значительны в бухтах Южная, Севастопольская, Карантинная, Стре­лецкая (табл. 1). Гуминовые кислоты накапливаются не столько в ре­зультате трансформации, сколько в связи с их происхождением, алло-хтонной природой [8].

Судя по коэффициентам корреляции (табл. 2), количество гумино­вых кислот связано с липо-протеиновым комплексом, что делает их частично похожими на морской гумус [5] (в последнем связь с угле­водами нарушена). Связь прослеживается также с битумоидами и уг­леводородами. Она ослабевает в тех случаях, где накопление послед­

Таблица 2. Корреляционные коэффициенты г между гуминозыми и другими органическими компонентами

 

Массовая доля

с01)Р, %

Бигумонд *

Углеводороды *

 

 

 

Органическое вещество

 

I

И

I

II

Липнды

Белок

Углеводы

Гуминовые

кислоты

Гумины

0,88 0,63

0,67 0,02

0,55

0,82

0,66 0,03

0,54 0,74

0,66 0,78

0,54 0,11

0,22 0,20

* I менее 0,5 г/100 осадка; II бскее 0,5 г.

них опережает преобразовательные процессы (количество битумоида и углеводородов превышает 0,5 г/100 г). Наиболее тесная связь обнару­жена с С0рг = 0,88), так как накопление органического углерода и гуминовых кислот в донных осадках бухт происходит параллельно. Сте­пень гумификации органического вещества в этом случае не связана с концентрацией С0рГ (г=0,23). Гумины в загрязненных осадках тесно связаны с битумоидами, липидами, углеводородами.

Изложенное подтверждается элементным составом гуминовых кис­лот (табл. 3). Количество углерода, водорода и азота в гуминовых кис­лотах донных осадков бухт повышенное (до 67,8% С; 10,4% Н; 7,3% N), в то время как в гуминовых кислотах донных осадков других акваторий количество элементов не превышает 55,3% С; 8,09% Н и 4,34% N. По­лученное расчетным путем количество гетероатомов, которые в основном представлены кислородом [3], в осадках бухт в полторадва раза ниже (14,5—30,1%), чем в открытом море (34,01—43,41%). Отношения Нат/Сат свидетельствуют о цикличности и конденсированности молекул гуми­новых кислот донных осадков бухт (1,53—1,93). Здесь же обнаружен высокий углеводородный потенциал (F= 1,144-1,33). Следует отметить, что два последних показателя заметно отличаются в гуминовых кисло­тах донных осадков северо-западного региона (Нат/Сат = 2,19; /7=1,38). Подсчитанные структурный индекс fc и степень окисленности позволяют отнести гуминовые кислоты бухт к алифатическим или али-циклическим структурам, преимущественно слабоокисленным (табл. 4). Средней степени окисленности гуминовые кислоты характерны для от­крытого моря, сильноокисленные ароматические для океана.

Простейшая формула и наименьшая относительная молекулярная масса (НММ), которая ограничивает нижний предел истинного значе­ния относительной молекулярной массы и обозначает величину, кратную ей, свидетельствует, что гуминовые кислоты донных осадков бухт пред­ставляют собой полимеры аллохтонного происхождения с НММ 190— 289. В молекулах гуминовых кислот глубоководных черноморских осад-

Таблица 3. Элементный состав гуминовых кислот. %

Ахватория

с

н

N

О

н/сат

F

Бухты

 

 

 

 

1.92

 

Севастопольская

59,3+3,3

9,5+0,4

5,7+0,4

25,5+3,8

 

!,14

Южная

62,5±5,6

10,1 ±0,4

6,1±0,6

21,0+6,5

1,93

1,26

Артиллерийская

67,8+2,2

10,4+1,0

7,3+1,3

14,5±4,5

1,83

1,33

Устья бухт

 

 

 

 

 

 

Севастопольской

61,8+6,6

9,4±0,8

6,2+0,2

21,6+4,2

1,82

1,14

Карантинной

57,4+0,2

8,6+1,7

5,6+1,2

28,4+0,2

1,80

0,8

Стрелецкой

63,6+0,3

6,5±3,3

4,7+1,9

22,9+0,3

1,53

0,84

Камышовой

56,0+3,8

7,6±0,9

6,3±0,8

30,1±5,0

1,64

0,62

Северо-западный ра-

 

 

 

 

 

1,38

йон Черного моря

44,16

8,09

4,34

3,41

2,19

 

Анатолийское прибре-

 

 

 

 

 

 

жье

54,52

7,48

3,99

34,01

1,67

0,59

Индийский океан

55,3

3,52

1,35

39,83

0,76

Таблиц-1 л  Химические характеристики гуминовых кислот

Ак

Класс природных соединения

Простейшая формула

НММ

C,2H2304N

245

 

231

C.HjoON

190

C,2H210,N Ci2H2,03N

243 229

CI6H1904N

289

CiiHl604N

226

CnH:e09N

316

C15H2e07N

332

СиНззОиЫ

1001

Бухты

Севастопольская

Южная

Артиллерийская

Устья бухт

Севастопольской Карантинной

Стрелецкой

Камышовой

Северо-западный район Чер­ного моря

Анатолийское прибрежье Индийский океан

Алифатические слабоокнслен-

ные

То же

Алициклические слабоокислен-ные

То же

Алифатические

неокисленные

Алициклические

ные

Алициклические ные

Алифатические

ные

Алициклические ные

Ароматические ные слабо- н сред-слабоокислен-среднеокислен-среднеокислен-среднеокислен-сильноокислен-

ков увеличивается высокомолекулярная составляющая НММ 316— 332; последняя становится основной в гуминовых кислотах океана (1001) (см. табл. 4). Показано [4], что высоко- и среднемолекулярные фракции преобладают в составе разложившейся смеси макрофитов и пеллет детритоядов, а терригенное органическое вещество поставляют низкомолекулярные составляющие. Сюда, по-видимому, можно причи­слить аллохтонные вещества углеводородного характера. В условиях загрязнения наименьшая молекулярная масса гуминовых кислот не свя­зана с наличием липидов (г= 0,79), белка (г = 0,66), битумоидов (/•=—0,51) и углеводородов (г= —0,66). Лишь углеводы имеют, судя по знаку, слабое влияние на формирование молекул гуминовой кислоты (г=0,44).

Таким образом, гуминовые кислоты в донных осадках, подвержен­ных углеводородному воздействию, накапливаются наряду с другими органическими компонентами: битумоидами, углеводородами, липидами. Увеличивается степень гумифицированиости органического вещества. Гуминовые кислоты обладают преимущественно алифатической, реже алициклической структурой слабой степени окисленности, высоким уг­леводородным потенциалом и низкой молекулярной массой. Такие вос­становленные, аллохтонной природы гуминовые вещества не могут служить источником питания для депозитофагов.

1. Грецкая Е. В., Корчагина Ю. И. Углеводородный генетический потенциал органи­ческого вещества морских глубоководных образований // Океанология. — 1987. — Вып. 6 (28). — С. 949—957.

2. Заславский Е. М. Методические подходы к изучению гуминовых веществ в мор­ских осадках//Методы исследования органического вещества в океане. М.: Нау­ка, 1980. — С. 176—186.

3. Романкевин Е. А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука, 1977.— 256 с.

4. Шарнауд И., Потапова Л. И., Бек Т. А., Щербаков Ф. А. Изменение состава гуми-

новых кислот в прибрежной зоне Белого моря//Биогеохимия приконт. районов океана: Тез. докл. Всесоюз. совещ. (Нальчик, 24—29 сент. 1984 г.). М.: Б. и., 1984. С. 52.

5. Harvey G. R., Boran D. A., Piotrowicz S. R., Weisel С. P. Synthesis of marine humic substances from unsaturated lipids.//Nature. — 1984. 309, N 5965. P. 244—246.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Л H Кирюхина - Гуминовое вещество донных осадков севастопольских бухт

Л H Кирюхина - Биогеохимическая характеристика донных осадков западного шельфа черного моря

Л H Кирюхина - Накопление углеводородов в донных осадках береговой зоны черного моря