Методы светорассеяния в анализе дисперсных биологических сред - Лопатин В.Н.
ISBN 5-9221-0547-7
Скачать (прямая ссылка):
у разных видов водорослей и зависят от множества факторов. Объём экзогенных метаболитов составляет значительную долю от органического вещества, создаваемого водорослями в процессе фотосинтеза: от 6-13% у отдельных нитчатых сине-зелёных водорослей до 40-60% у диатомовых, динофитовых, большинства сине-зелёных [17, 38-40].
В то же время идёт и обратный процесс. Открытие обратного механизма — превращения РОВ в трофически ценное взвешенное вещество [41-44] привело к пересмотру сложившихся представлений
о закономерностях функционирования водных экосистем. Выделяемое фитопланктоном РОВ почти не аккумулируется в воде, поскольку быстро потребляется гетеротрофными микроорганизмами [45-48], а также, по-видимому, и некоторыми видами фитопланктона, переходящих на частично гетеротрофное питание в определённых условиях [49, 50]. Многие водоросли способны использовать органические соединения (особенно аминокислоты, мочевину, пурины) как единственный источник азота [51-53]. Многим водорослям нужны поступающие извне витамины: цианокобаламин (В12), тиамин и биотин [54]. Время оборота РОВ, выделяемого фитопланктоном, составляет всего несколько часов, что подтверждается непосредственными экспериментами с легкоусвояемыми ОВ, такими как аминокислоты, углеводы, ацетат [55-58].
Пути трансформации РОВ во взвесь разнообразны и могут осуществляться как за счёт микробиальной активности [59], так и абиотическими механизмами, когда ведущую роль играют физико-химические процессы. Известны работы [42, 60-62], в которых убедительно показано, что в морских водах РОВ адсорбируется на пузырьках воздуха и минеральных частицах, образовывая органо-минеральную взвесь. А в работе [63] утверждается, что большая часть РОВ адсорбирована на малых частицах взвеси. Экспериментальные исследования адсорбции растворённого органического вещества на минеральной взвеси, проведённые на дальневосточном озере Ханка, показали, что в зависимости от содержания взвеси на её граничной поверхности адсорбируется от 60 до 90% и более органического вещества, поступающего в воду в растворённом виде [64]. В этих исследованиях к чисто растворённому веществу условно отнесены фракции, проходящие через фильтр с диаметром пор 0.17 мкм, поскольку доля ОВ, адсорбированного на частицах меньших размеров, мала и, в основном, находится в пределах погрешности измерений.
В результате трансформации РОВ во взвесь значительные запасы вещества и энергии, аккумулированные в нём, становятся доступными для водных организмов и могут рассматриваться как дополнительное звено в системе трофических связей пищевой цепи [9, 41-44, 65-69]. На основе этих веществ различные организмы, потребляя их как пищу, создают более сложные виды органической материи. В результате в воду поступают как продукты жизнедеятельности всех этих организмов, так и тела отмерших организмов.
В океане основным является РОВ, поставляемое фитопланктоном. Аллохтонное РОВ играет заметную роль лишь в прибрежных зонах морей и океанов, а также во внутренних водоёмах. Отсюда проистекает и различие компонентного состава РОВ.
Часть биохимически стойких веществ, которая может очень долгое время существовать в воде, образует так называемый водный гумус, отличный от почвенного, обусловленный по составу пектиново-проте-идным комплексом, и по структуре может быть отнесена к продуктам конденсации фенолов, хинонов и аминосоединений [55, 70]. Для гидрохимии в гумусе, химическая природа и классификация которого ещё окончательно не разработана, наибольший интерес представляют гуминовые и фульвокислоты. Эти кислоты отделяются от гумуса благодаря растворимости в щелочах, затем гуминовая кислота может быть отделена от фульвокислоты подкислением, при котором она выпадает в осадок.
Гуминовые кислоты представляют собой высокомолекулярные соединения, включающие циклические образования и ряд функциональных групп (фенолгидроксильные, карбоксильные, аминогруппы и др.). Молекулярный вес их, по разным исследованиям, составляет от 150 до 1500 атомных единиц, структура ещё точно не установлена, все они имеют коллоидные свойства.
Фульвокислоты — также высокомолекулярные соединения типа ок-сикарбоновых кислот, но с меньшим числом углеродных атомов и более выраженными кислотными свойствами.
Для гуминовых веществ в почвах и морских осадках имеется более подробная информация, чем для растворённых в морской воде. По-видимому, гуминовые вещества, содержащиеся в морской воде, содержат функциональные группы, подобные таким во внутренних водоёмах, но содержание азота в них значительно выше, а содержание кислорода ниже [71]. Фульвокислоты из морской воды имеют более алифатические свойства, чем их наземные аналоги [72]. В некоторых работах [73-79] дан возможный состав и структура морского РОВ. Несмотря на то, что химический состав РОВ всё ещё плохо известен, сейчас уже есть надёжные доказательства отличия морского РОВ от континентального [72-75]. Содержание РОВ в морской воде обычно не превышает нескольких миллиграммов углерода на литр [80-82] и, как правило, уменьшается с глубиной [82]. Во внутренних водоёмах содержание РОВ может быть значительно выше. По данным [83] в озёрах концентрация РОВ варьируется от 1 до 25 мгС/л. Так, в Ладожском озере Сров в среднем равняется 8 мгС/л [84]. Для вод оз. Онтарио в [85] приведено значение Сров равное 2 мгС/л.
