Вертикальное распределение тиосульфата и сульфита в Чёрном море

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Впервые получены данные по вертикальному распределению тиосульфата и сульфита методом дериватизации с монобромбиманом в воде Чёрного моря. Тиосульфат и сульфит в определимых количествах появляются ниже редокс интерфейса с появлением сероводорода. Концентрация сульфита достигает величины 1.12 µM, а тиосульфата 0.53 µM в морской воде с условной плотностью 16.40–16.80 кг/м3 на континентальном склоне. В центре моря на горизонте 400 м (условная плотность 16.96 кг/м3) концентрации сульфита и тиосульфата достигают своиx максимальных концентраций 1.74 µM и 0.98 µM соответственно. Сравнение данных по тиосульфату, полученных после фильтрации и без фильтрования, показали, что в верхней части анаэробной толщи с бактериопланктоном связано до 100% тиосульфата, доля которого постепенно уменьшается до глубины 600 м. Исходя из этих данных и корреляции с сульфитом и взвешенным органическим углеродом, сделано предположение, что в верхней части анаэробной зоны преобладает тиосульфат и сульфит, полученные в результате деятельности хемоавтотрофных бактерий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. Н. Римская-Корсакова

Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: korsakova@ocean.ru
Россия, Москва

А. В. Дубинин

Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской Академии наук

Email: korsakova@ocean.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Дубинин А. В., Демидова Т. П., Римская-Корсакова М. Н. и др. Определение восстановленных форм серы в воде анаэробных бассейнов // Морской гидрофизический журнал. 2019. Т. 35. № 1. С. 37–51. doi: 10.22449/0233-7584-2019-1-37-51.
  2. Дубинин А. В., Римская-Корсакова М. Н., Очередник О. А., Пахомова С. В. Тиосульфат в верхней части анаэробной зоны Чёрного моря // Океанология. 2023. Т. 63. № 3. С. 382–391.
  3. Dellwig O., Leipe T., März et al. A new particulate Mn-Fe-P-shuttle at the redoxcline of anoxic basins // Geochim. Cosmochim. Acta. 2010. V. 74. P. 7100–7115.
  4. Findlay A. J., Kamyshny A. Turnover Rates of Intermediate Sulfur Species (Sx2− , S0, S2O32−, S4O62−, SO32−) in Anoxic Freshwater and Sediments // Front. Microbiol. 2017. V. 8. P. 2551. doi: 10.3389/fmicb.2017.02551.
  5. Jørgensen B. B., Fossing H., Wirsen C. O. et al. Sulfide oxidation in the anoxic Black Sea chemocline // Deep-Sea Res. 1991. V. 38. № 2. S1083-S1103.
  6. Hayes M. K., Taylor G. T., Astor Y., Scranton M. I. Vertical distributions of thiosulfate and sulfite in the Cariaco Basin // Limnol. Oceanogr. 2006. V. 51. № 1. P. 280–287.
  7. Henkel J. V., Schulz-Vogt H. N., Dellwig O. et al. Biological manganese –dependent sulfide oxidation impacts elemental gradients in redox-stratified systems: indications from the Black Sea water column // ISME Journal. 2022. V. 16. P. 1523–1533.
  8. Kamyshny A., Yakushev E. V., Jost G., Podymov O. I. Role of Sulfide Oxidation Intermediates in the Redox Balance of the Oxic–Anoxic Interface of the Gotland Deep, Baltic Sea / In: E. V. Yakushev (Ed.), Chemical Structure of Pelagic Redox Interfaces: Observation and Modeling, Hdb Env Chem (2013) 22: 95–120, doi: 10.1007/698_2010_83.
  9. Li X., Taylor G. T., Astor Y. et al. Relationship of sulfur speciation to hydrographic conditions and chemoautotrophic production in the Cariaco Basin // Marine Chem. 2008. V. 112. P. 53–64.
  10. Murray J. W., Yakushev E. The suboxic transition zone in the Black sea / In: Neretin L.N. (ed.). Past and Present Water Column Anoxia. Springer, 2006. P. 105–138.
  11. Percy D., Li X., Taylor G. T. et al. Controls on iron, manganese and intermediate oxidation cate sulfur compounds in the Cariaco Basin // Marine Chem. 2008. V. 111. P. 47–62.
  12. Pimenov N. V., Neretin L. N. Composition and activities of microbial communities involved in carbon, sulfur, nitrogen and manganese cycling in the oxic/anoxic interface of the Black Sea / In: Neretin L. N.(Ed.) Past and present water column anoxia. Elsevier, 2006. P. 501–521.
  13. Rethmeier J., Rabenstein A., Langer M., Fischer U. Detection of traces of oxidized and reduced sulfur compounds in small samples by combination of different high-performance liquid chromatography methods // J. Chromatography A. 1997. V. 760. P. 295–302.
  14. Vairavamurthy A., Mopper K. Determination of sulfite and thiosulfate in aqueous samples including anoxic seawater by liquid chromatography afterderivatization with 2,2’-dithiobis(5-nitropyridine) // Environment Sci. Technol. 1990. V. 24. P. 333–337.
  15. Vetter R. D., Matrai E. A., Jarvor B., O’Brian J. Reduced sulfur compounds in the marine environment / In: Saltzman E. S., Cooper W. J. (Eds). Biogenic Sulfur in the Environment (ACS Symposium Series, No. 393). Washington, DC: American Chemical Society, 1989. P. 243–261.
  16. Volkov I. I., Neretin L. N. Hydrogen sulfide in the Black Sea / In: Kostianoy A. G., Kosarev A. N. (Eds.). The Black Sea environment. Berlin; Heidelberg; New York: Springer-Verlag, 2008. P. 309–331.
  17. Wakeham S. G., Amann R., Freeman K. H. et al. Microbial ecology of the stratified water column of the Black Sea as revealed by a comprehensive biomarker study // Organic Geochemistry. 2007. V. 38. P. 2070–2097.
  18. Zhang J-Z., Millero F. J. The chemistry of the anoxic waters in the Cariaco Trench // Deep-Sea Research. 1993. V. 40. № 5. P. 1023–1041.
  19. Zopfi J., Ferdelman T. G., Jørgensen B. B. et al. Influence of water column dynamics on sulfide oxidation and other major biogeochemical processes in the chemocline of Mariager Fjord (Denmark) // Marine Chemistry. 2001. V. 74. P. 29–51.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. Распределение сероводорода, кислорода, тиосульфата и сульфита с глубиной в Чёрном море на станции Ашамба-28 (13.07.2022) (а) и на станции 237 (04.10.2022) (б).

Скачать (100KB)
3. Рис. 2. Распределение Mn+3 (1), Mn+4 (2), Fe+3 (3), тиосульфата (дериватизация с MBB) (4) и тиосульфата (дериватизация с ДТНП) (5) в зависимости от σθ. Заштрихованная область – максимальные концентрации от 12.07.2018 и минимальные от 07.07.2021 за 4 года исследований на станциях серии Ашамба [ ]. Пунктиром показан редокс интерфейс (σθ 16.20 кг/м3). Марганец и тиосульфат (ДТНП) из работы [ ], данные по Fe получены на станции Ашамба-27 (11.07.2022).

Скачать (68KB)
4. Рис. 3. Изменение концентраций взвешенного органического углерода (1), тиосульфата (×10) (2) и сульфита (×5) (3). Пунктиром показан редокс интерфейс (σθ 16.20 кг/м3). Данные для POC получены на станции Ашамба – 21 (20.07.2020).

Скачать (58KB)

© Российская академия наук, 2024