Происхождение соединений углерода в водах дренажных каналов Тарманского болотного массива (Западная Сибирь) по гидрохимическим и изотопным данным

Виктория Николаевна Колотыгина; Евгения Александровна Солдатова; Марина Ивановна Дину; Анастасия Евгеньевна Минаева; Александр Олегович Константинов

doi:10.17308/geo/1609-0683/2024/3/82-89

Виктория Николаевна Колотыгина Тюменский государственный университет https://orcid.org/0000-0001-6368-4815
Евгения Александровна Солдатова Тюменский государственный университет https://orcid.org/0000-0003-3967-4822
Марина Ивановна Дину Тюменский государственный университет, Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН https://orcid.org/0000-0001-5010-5300
Анастасия Евгеньевна Минаева Тюменский государственный университет https://orcid.org/0009-0000-9917-8439
Александр Олегович Константинов Тюменский государственный университет https://orcid.org/0000-0002-6950-2207

DOI: https://doi.org/10.17308/geo/1609-0683/2024/3/82-89

Ключевые слова: озерно-болотная система, подземные воды, поверхностные воды, δ13С-DIC, растворенное органическое вещество, 13С/12С, стабильные изотопы углерода

Аннотация

Цель – изучение происхождения соединений углерода в водах дренажных каналов Тарманского водно-болотного массива по результатам анализа изотопного соотношения 13С/12С растворенного неорганического углерода и гидрохимическим данным. Материалы и методы. В августе 2022 года в меженный период были отобраны воды дренажных каналов Тарманского болотного массива, расположенного в Тюменской области, воды озера Большое Тарманское и подземных вод. Для изучения химического состава воды были использованы стандартные методы анализа, метод изотопной масс-спектрометрии применялся для изучения изотопного состава растворенного неорганического углерода. Результаты и обсуждение. По результатам анализа химического состава обнаружено, что питание вод дренажных каналов осуществляется преимущественно благодаря подземному питанию, что подтверждает повышен- ная минерализация, высокое содержание хлорид-иона, сходные значения pH и температур в водах дренажных каналов и подземных водах, в отличие от вод озера Большое Тарманское. В водах дренажных каналов неорганиче- ская форма углерода преобладает над органической, в то время как в водах озера по содержанию превалирует орга- нический углерод. Установлено, что в водах озера преобладает автохтонное органическое вещество, в подземных водах и водах дренажных каналов этот показатель примерно равен и значительно ниже (0,9-1,4 %), чем в озерных водах (4,8 %). Источником неорганического углерода в водах озера Большое Тарманское является минерализация органического вещества (δ13C-DIC = -11,78 ‰), в то время как в формировании карбонатной системы подземных вод (-2,56 ‰) и вод дренажных каналов (-2,52 ‰, -7,74 ‰) значительную роль играет растворение карбонатных минералов, что подтверждают данные изотопного анализа. Заключение. Существенную роль в питании дренажных каналов в меженный период играют напорные подземные воды, что подтверждается физико-химическими характеристиками воды (температура, химический состав) и изотопными характеристиками растворенного неорганического углерода. По грубой оценке, содержание неорганического углерода, поступающего с подземной водой, превышает 60 % в одном из опробованных дренаж- ных каналов, а в другом составляет 6-7 %. Органический углерод в воде дренажных каналов имеет в основном аллохтонное происхождение.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Виктория Николаевна Колотыгина, Тюменский государственный университет

лаборант-исследователь центра изотопной биогеохимии института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO)

Евгения Александровна Солдатова, Тюменский государственный университет

кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник центра изотопной биогеохимии института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO)

Марина Ивановна Дину, Тюменский государственный университет, Институт геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского РАН

кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биогеохимии и геоэкологии

Анастасия Евгеньевна Минаева, Тюменский государственный университет

инженер-химик ТюменьПромИзыскания

Александр Олегович Константинов, Тюменский государственный университет

научный сотрудник центра изотопной биогеохимии института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO)

Литература

1. Аллохтонное и автохтонное органическое вещество в поверхностных водах Карелии / П. А. Лозовик, А. К. Морозов, М. Б. Зобков и др. // Водные ресурсы, 2007, т. 34, с. 204-216.
2. Ануфриева Л. И., Шиверских И. А., Кривенкова Г. Г. Эколого-геологическое картографирование масштаба 1:200 000 территории листов О-41-XXIV, XXX // Отчет Восточной съемочной эколого-геологической партии за 1993-2001 г.г.: геологический отчет, 2001. 1541 л.3. Земцов А. А., Мезенцев А. В., Инишева Л. И. Болота Западной Сибири: их роль в биосфере. Томск: ТЦНТИ, 1998. 72 с.
4. Калинин В. М., Чиков В. Количественная оценка воздействия мелиорации земель на режим и качество подземных вод // Вестник Тюменского государственного университета, 2002, No 3, с. 134-140.
5. Кирюхин В. А., Коротков А. И., Шварцев С. Л. Гидрогеохимия: учебник для вузов. Москва: Недра, 1993.
6. Кремлева Т. А., Хорошавин В. Ю. Особенности ионного состава природных вод малых озер Западной Сибири и их классификация по кислотности и содержанию органического вещества // Биогеохимия химических элементов и соединений в природных средах, 2016, с. 153-164.
7. Панченко Е. М., Дюкарев А. Г. Эколого-функциональное зонирование Обь-Томского междуречья и охрана окружающей среды // Вестник Томского государственного университета, 2007, No 305, с. 202-207.
8. Скопинцев Б. А., Гончарова И. А. Использование значений отношений различных показателей органического вещества природных вод для его качественной оценки // Современные проблемы региональной и прикладной гидрохимии, 1987, с. 95-117.
9. Cuna S., Pop D., Hosu A. Carbon and oxygen isotope ratios in Rona limestone, Romania // Studia Universitatis Babes-Bolyai Geologia, 2001, no. 46 (1), рp. 139-152.
10. Deines P. The isotopic composition of reduced organic carbon // Handbook of environmental isotope geochemistry, 1980.
11. Friedman I. Compilation of stable isotope fractionation factors of geochemical interest // Data of geochemistry, 1977, рр. KK1-KK12.
12. Raspor B. Adsorption of humic substances from seawater at differently charged surfaces // Science of the total environment, 1989, vol. 81, рр. 319-328.