CC BY
77
17.04.07 1,048 0,03 24,66 1,07 32,0 1,59 116,7 9,59 н.о. 100,8 1,65 0,67 0,013 19,2 0,54
11.05.07 11,63 37,17 118,2 645,5 26,0 51,5 1,21 468,8
0,29 1,61 5,89 53,0 0,86 0,84 0,025 13,2
22.06.07 13,20 37,74 102,2 642,2 10,0 И 1,71 608,5
0,33 1,64 5,09 52,7 0,33 0,11 0,035 17,1
20.07.07 14,25 30,24 86,2 867,0 и 78 1,42 389,0
0,36 1,31 4,3 71,2 0,05 0,12 0,029 10,9
17.08.07 14,77 30,01 86,2 1397,0 38,0 14,4 1,28 818,2
0,37 1,30 4,3 114,8 1,26 0,23 0,026 23,0
27.09.07 11,24 35,39 86,2 1500,0 138,0 480,8 1,35 818,2
0,28 1,53 4,3 123,3 4,59 7,88 0,028 23,0
31.10.07 12,92 37,40 52,2 1032,0 120,0 690,6 1,35 978,0
0,33 1,62 2,6 84,8 3,99 11,32 0,028 27,5
08.11.07 11,35 32,85 52,2 824,0 158,0 641,8 1,53 978,0
0,29 1,42 2,6 67,7 5,26 10,52 0,031 27,5
23.11.07 13,02 40,24 68,2 1054,0 122,0 713,8 1,60 978,0
0,33 1,75 3,4 86,6 4,06 11,70 0,033 27,5
В числителе представлены летние значения, в знаменателе - зимние, н.о - не обнаружено, «-» - не определено
Температура воздуха варьировала от -21,7 (зимой) до +26,4 оС (летом). Температура воды и ила в озере Белое в разные сезоны года следовала изменениям температуры воздуха и колебалась в пределах от 00С до +220С. Полученные данные по исследованию сезонной динамики основного катионноанионного состава воды озера Белое в течение 2006-2007 гг. представлены в табл. 2.
В период проведения исследований в воде озера Белое отмечалось высокое содержание ионов Мg2+, С1-, НС03-. Доминирующим катионом являлся Мg2+, его концентрация в период исследований варьировала от 116,7 до 1500,0 мг/дм3, что объясняется высокой растворимостью солей MgS04 и Mg(HC03)2, способствующей концентрированию Мg2+ в природных водах. Мg2+ поступает преимущественно при растворении доломитов, мергелей и других пород. Содержание остальных катионов было значительно ниже содержания ионов магния. Доминирующим анионом являлся С1-, его концентрация в период исследований варьировала от 19,2 до 978,0 мг/дм3. Высокие концентрации этого иона в воде озера объясняются высокой миграционной способностью хлорида, определяемой отсутствием биохимического барьера и барьера растворимости. Вследствие указанных причин С1- ионы беспрепятственно мигрируют с водами. Основными источниками поступления С1- -иона являются хлористые минералы горных пород, почв и скоплений солей (галит, сильвин и др.) [4, 5]. Кроме того, в воде оз. Белое отмечалась высокая концентрация ионов НС03-, которая варьировала от 7,2 до 713,8 мг/дм3. Содержание других анионов было значительно ниже, чем ионов хлора и магния.
Таким образом, проведенные исследования в содовом озере Белое показали, что преобладающим ионом в катионном составе является магний, среди анионов ведущее место принадлежит ионам хлора и гидрокарбоната.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов МО РФ РНП.2.1.1./2165, МО РФ № РНП.2.1.1. НОЦ «Байкал», интеграционных грантов Президиума СО РАН№38 и №95.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алекин О.А. Руководство по химическому анализу вод суши. - Л.: Гидрометеоиздат, 1973. - 269 с.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. - 487 с.
3. Воробьева Л. А. Химический анализ почв. - М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. - 272 с.
УДК 54.027 (571.5)
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ УГЛЕРОДА МИКРОБНЫХ МАТОВ ЩЕЛОЧНЫХ ГИДРОТЕРМ ПРИБАЙКАЛЬЯ
А.В. Тудупов*, В.Б. Дамбаев*, Д.Д. Бархутова***
*Институт общей и экспериментальной биологии СО РАН, Улан-Удэ. Е-шаП: [email protected] **Бурятский государственный университет, Улан-Удэ Проведен анализ изотопного состава углерода микробных матов щелочных гидротерм Прибайкалья. Показано, что изотопный состав углерода 313С органического вещества микробных матов щелочных гидротерм варьирует от 7,17%% до 32,79%о, а изотопный состав 3 С карбонатов -от 5,64%о до 12,37%о.
THE ISOTOPE COMPOSITION OF CARBON OF MICROBIC MATS OF ALKALINE HYDROTERMS OF PRIBAIKALIE A.V. Tudupov, V.B. Dambaev, D.D. Barkhutova Institute of General and Experimental Biology SB RAS, Ulan-Ude Buryat State University, Ulan-Ude
The analysis of carbon isotope composition in microbiial mats of alkaline hydrotherms of Pribaikalie is carried out. According to results, the isotope composition of carbon S С of organic matter varies from 7,17%o up to 32,79%%, and isotope composition of carbon S С of carbonates varies from 5,64%% up to 12,37%%.
Key words: isotope composition, alkaline hydrotherms.
В микробных матах гидротерм Прибайкалья активно протекают микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества (ОВ). Основными продуцентами ОВ являются цианобактерии, а также фототрофные и литотрофные бактерии [1].
Целью нашего исследования является изучение изотопного состава углерода органического вещества и карбонатов микробных матов щелочных гидротерм Прибайкалья с использованием масс-спектрометрического метода.
Объекты и методы исследования
Объектами исследования являлись микробные маты щелочных гидротерм Прибайкалья (Гарга, Умхей, Сея, Кучигер и Алла). Содержание карбонатов и соотношение стабильного изотопа 13С/12С органического вещества и карбонатов определяли на масс-спектрометре BreathMAT plus (Finnigan) с относительной погрешностью ±0,1%о. Углекислый газ для анализа на масс-спектрометре получали путем обработки карбонатных материалов 100%-й ортофосфорной кислотой и улавливали специальными ловушками с насыщенным раствором Ва(ОН)2 в виде карбоната бария. Затем полученные карбонаты разлагали ортофосфорной кислотой с образованием СО2 .
Для определения изотопного состава органического вещества образцы предварительно отмывали от карбонатов соляной кислотой. Сжигание до СО2 проводили при температуре 5500С с оксидом меди (II) в качестве окислителя. Результаты выражали в виде величин 5 13С%о, откалиброванных по отношению к стандартам PDB (белемнит из формации PD).
Результаты и обсуждение
Исследуемые источники Прибайкалья характеризовались невысокими значениями минерализации, температура воды колебалась в пределах 39,5-73°С, рН варьировал в пределах 7,3-9,85 (табл. 1).
Таблица 1
Физико-химическая характеристика исследованных минеральных озер и щелочных гидротерм
Источник рН М, г/дм Т, °С
Гарга 7,30 - 45,5-73,0
Умхей 9,60 0,26 39,5
Сея 9,36 0,23 41,8
Кучигер 9,85 0,25 39,6
Алла 9,32 - 44,1
М - минерализация; «-» - не определено.
В горячих ручьях по изливу термальной минеральной воды и на дне термальных озер (Сея и Умхей) широко распространены цианобактериальные маты. Эдифакаторами микробных матов являются фотосинтезирующие бактерии родов Ркогт1ёшт 8р., ОиейШопа 8р., ЛпаЬавпа 8р. В микробных матах было определено содержание углерода органического и неорганического (Скарб). Количество органического углерода (Сорг) в микробных матах гидротерм Прибайкалья составляло 1,18-45,72% на сухой вес. Минимальное значение Сорг выявлено в матах источника Сея, а максимальное - в источнике Кучигер. Содержание карбонатного углерода и количество карбонатов были определены в микробных матах трех источников (Алла, Гарга и Умхей). Наибольшее количество углерода карбонатов обнаружено в термальном источнике Гарга, что составляло 7,83%, наименьшее зафиксировано в термальном источнике Умхей - 0,05% (табл. 2).
Изучение изотопного состава углерода показало, что фототрофные организмы используют в продукционных процессах изотопно-легкий 12С, вследствие чего органическое вещество микробных матов обеднено 13С. Заметная обогащенность легкими изотопами углерода по сравнению с исходным углеродом является свойством прежде всего автотрофов. Гетеротрофные организмы мало отличаются или не отличаются от своего органического источника [2].
Изотопный состав углерода (5 13С) органического вещества микробных матов щелочных гидротерм варьировал от -7,17%о до -32,79%о. Наиболее высокие значения 5 13С имело органическое вещество мата из гидротермы Гарга, где температура воды достигала на выходе 73°С. Данные показывают, что для продукции органического вещества фототрофы фиксируют вулканогенную углекислоту. В матах источника Кучигер, расположенного в болотистой местности, содержание 5 13СОВ варьировало от -22,28%о до -32,79%о, В матах сероводородной гидротермы Алла значение 5 13С было равным -17,08 ^ -19,56%о, в цианобактериальных матах источника Сея его значение составило -19,70^-23,89%о, Эти данные свидетельствуют о том, что продуценты для синтеза ОВ используют углекислоту биогенного происхождения, Изотопный состав 5 13С карбонатов в микробных матах исследуемых гидротерм изменялся от -4,83 до -12,37 %о,
Т аблица 2
Изотопный состав углерода в микробных матах щелочных гидротерм Прибайкалья
1 2 3 4 5 6 7
Алла 07-2 1,3 0,076 -12,37 27,18 1,65 -19,56
Алла 07-2Б 68,6 4,170 -11,24 136,66 8,32 -17,08
Алла 07-3 53,2 3,360 -8,58 115,45 7,03 -19,46
Умхей 07-3 0,8 0,046 -8,74 118,66 7,22 -17,54
Гарга 07-3 128,6 7,833 -5,64 553,33 33,705 -25,83
Г арга 08-2 49,2 2,996 -5,11 157,91 9,618 -7,17
Г арга 08-6 89,4 5,445 -5,54 181,34 11,046 -19,92
Г арга 08-7 80 4,873 -4,83 430 26,19 -20,32
Кучигер 06-1 - - - 750,72 45,72 -24,04
Кучигер 06-4 - - - 426,31 25,96 -32,79
Кучигер 07-3 - - - 357,89 21,80 -27,63
Кучигер 07-4 - - - 403,63 24,58 -22,28
Сея 07-2 - - - 19,86 1,20 -23,56
Сея 07-3 - - - 48,50 2,95 -21,23
Сея 07-4 ручей - - - 19,44 1,18 -23,89
Сея 07-5 - - - 292,72 17,83 -19,70
1 - источник; 2 - содержание карбонатов, в % на воздушно-сухую навеску; 3 - содержание углерода карбонатов, в % на воздушно-сухую навеску; 4 - 5 13Скарб, в %о; 5 - содержание ОВ, в % на минеральную часть навески; 6 - содержание углерода ОВ, в % на минеральную часть навески; 7 - 5 13СОВ, в %о; «-» - не обнаружено.
Таким образом, по результатам проведенных исследований можно говорить о происхождении углерода в микробных матах изучаемых щелочных экосистемах. Для синтеза органического вещества микробные сообщества гидротерм используют субстраты различного происхождения: вулканогенную и биогенную углекислоту.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта МО РФ РНП 2.1.1/2165, гранта РФФИ 08-05-00968-а, Президиума СО РАН № 95, МО РФ НОЦ «Байкал».
ЛИТЕРАТУРА
1. Намсараев З.Б., Горленко В.М., Намсараев Б.Б., Бархутова Д. Д. Микробные сообщества щелочных гидротерм. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2006. - С. 55.
2. Галимов Э.М. Природа биологического фракционирования изотопов. - М.: Наука, 1981. - 247 с.
