Разработка методов исследования распределения флуоресцирующего растворенного органического вещества в морской среде
Диссертация
Разработанный метод позволил обнаружить наличие полос в коротковолновой области спектров возбуждения и флуоресценции ФРОВ МВ и объяснить видимое смещение максимума в полосе флуоресценции РОВ, которое обусловлено исчезновением с глубиной коротковолновой полосы флуоресценции. Исследования полосы флуоресценции при разных длинах волн возбуждения и полосы возбуждения при разных длинах волн регистрации… Читать ещё >
Содержание
- 1. ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО МОРЕЙ И ОКЕАНОВ. ЕГО ПРОИСХОЖДЕНИЕ, СОСТАВ И ВЕРТИКАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ
- 1. 1. Взвешенное органическое вещество
- 1. 2. Растворенное органическое вещество (РОВ)
- 1. 3. Флуоресцирующее растворенное органическое вещество (ФРОВ)
- Выводы
- 2. АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФРОВ И МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
- 2. 1. Механизм образования ФРОВ в морской среде
- 2. 2. Модельное представление формирования концентрационного профиля органической взвеси и ФРОВ
- 2. 3. Формирование профилей ФРОВ
- Выводы
- 3. МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В МОРСКОЙ СРЕДЕ И ИСПОЛЬЗУЕМАЯ АППАРАТУРА
- 3. 1. Описание метода исследования ФРОВ в морской среде
- 3. 2. Методика отбора проб морской воды
- 3. 3. Методика центрифугирования проб морской воды
- 3. 4. Аппаратура и методика проведения спектрофотометрических и спектрофлуориметрических измерений в пробах морской воды
- 3. 5. Флуориметрические измерения в пробах морской воды
- 3. 6. Методика количественной оценки флуоресценции РОВ и концентрации хлорофилла в морской воде
- 3. 7. Аппаратура для натурных измерений флуоресценции в морской среде
- Выводы
- 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ АНАЛИЗ
- 4. 1. Вертикальное распределение интенсивности флуоресценции хлорофилла фитопланктона и некоторых других параметров в водах Черного моря
- 4. 2. Ультрафиолетовые спектры пропускания проб морской воды, взятых с разных глубин до и после центрифугирования
- 4. 3. Исследование флуоресценции РОВ в пробах морской воды
- 4. 3. 1. Влияние УФ облучения, фотолиза и старения на флуоресценцию РОВ морской воды
- 4. 3. 2. Спектрофлуориметрическое исследование РОВ в пробах морской воды, взятых с глубин до 200 м
- 4. 4. Исследование полос флуоресценции и возбуждения флуоресценции в фильтрованных пробах морской воды
- 4. 5. Исследование флуоресценции в центрифугированных пробах морской воды
- 4. 5. 1. Изменение интенсивности флуоресценции РОВ в пробах морской воды после центрифугирования
- 4. 5. 2. Исследование полос флуоресценции и возбуждения флуоресценции в центрифугированных пробах морской воды
- 4. 6. Исследование других характеристик флуоресценции РОВ морской воды
- 4. 7. Профили интенсивности флуоресценции РОВ, биологических и гидрологических параметров в водах Черного моря
- Выводы
Список литературы
- Романкевич Е.А. Геохимия органического вещества в океане. М.: Наука.-1977.-256с.
- Bada J.L., Lee С. Decomposition and alteration of organic compounds dissolved in seawater. //Marine Chemistry.-1977.-5.-P.523−534.
- Секи Хумитаке. Органические вещества в водных экосистемах. Л.: Гидрометеоиздат.-1986.-199с.
- Шифрин К.С. Введение в оптику океана. Л.:Гидрометеоиздат.-1983.-278с.
- Скопинцев Б.А. Закономерности разложения (минерализации) органического вещества отмершего планктона. //Водные ресурсы.-1976.-№ 2.-С.150−160.
- Крисс А.Е., Рукина Е. А. Судьба мертвого органического вещества в Черном море. //Микробиология.-1951.-Т.20.-Вып.2.-С.90−102.
- Израэль Ю.А., Цыбань А. В. Антропогенная экология океана. Л.: Гидрометеоиздат.-1989.-528с.
- Лебедева Л.П., Востоков С. В. Исследование процессов детритообразования в Черном море. //Океанология.-1984.-Т.24.-Вып.2.-С.329−336.
- Тримонис Э.С., Шимкус К. М. Количественное распределение взвеси в Черном море. //Океанология,-1976.-Т.16.-Вып.4.-С.648−654.
- Suess Е. Particulate organic carbon flux in the ocean-surface productivity and oxygen utilization. //Nature.-1980.-V.288.-N5788.-P.260−263.
- П.Цейтлин В. Б. Потребление погружающегося детрита пелагическими животными. //Океанология.-1981.-Т.21.-Вып.5.-С.889−893.
- Turner J.T. Microbial attachment to copepod fecal pellets and its possible ecological significance. //Trans.Amer.Microsc.Soc.-1979.-V.98.-Nl.-P.131−135.
- Павлова E.B. О деструкции зоопланктонных организмов из Средиземного моря. В кн.: Экспедиционные исследования в Средиземном море в мае-июне 1968 г. Киев: Наукова думка.-1968.-С.103−107.
- Harding G.C.H. Decomposition of marine copepod. //Limnol. and Oceanogr.-1974.-V.18.-H.4.-P.670−673.
- Скопинцев Б.А. О скорости разложения органического вещества отмершего планктона. Труды Всесоюзного гидробиологического общества. М.: Изд-во АН СССР.-1949.-Т.1.-С.34−43.
- Карабашев Г. С. Флюоресценция в океане. JL: Гидрометеоиздат.-1987.-200с.
- Jewell W.I., McCarthy P.L. Aerobic decomposition of algae. //Env. Sei. Technol.-1971V.6.-H. 10.-P. 1213−1221.
- Сергеев Ю.Н., Колодочка A.A., Крумель Х. Л., Кулеш В. П., Савчук О. П. Моделирование процессов переноса и трансформации вещества в море. Л.: ЛГУ.-1979.-291с.
- Заславский Е.М. Содержание и биохимический состав органического детрита в морских осадках. //Океанология.-1981.-Т.21.-Вып.6.-С. 10 391 046.
- Коржикова Л.И., Смирнов Б. А., Бордовский O.K. К характеристике химического состава органического вещества океанских осадков из районов его массового накопления. //Океанология. 1979.-Т. 19.-Вып.З.-С.421−426.
- Дашошевская А.И., Романкевич Е. А., Беляева А. Н. Геохимические особенности и диагеническая эволюция органического вещества в донных отложениях Балтийского моря. //Океанология. 1985.-Т.24.-Вып.1.-С.80−87.
- Голицина Л.В. О связях между скоростями накопления донных осадков, распределением в них аминокислот и восстановленных форм серы, (зона Канарского апвелинга). //Океанология. 1988.-Т.28.- Вып.2.-С.251−258.
- Данюшевская А.И., Козлова И. С., Кириллов О. В., Матвеева В.А, Яшин Л. С. Геохимические особенности органического вещества донных отложений Баренцева моря. //Океанология. 1985.-Т.24.-Вып.1.-С.102−111.
- Saunders G.W. The transformation of artifical detritus in lake waters. //Mem.Ist.Ital. Hidrobiol. «Dott.M.Marchi». 1972. -V.29. -P.261−288.
- Базелян В.Л., Айзатуллин T.A. Адсорбция белков-ферментов на взвесях в морской воде, //Океанология. 1980. -Т.20. -Вып.5. -С.844−848.
- Zo-Bell С.Е., Anderson D.Q. Observation on the multiplication of bacteria in different volumes of stored sea water and the influence of oxygen tension and solid surfaces. //Biol. Bull.-1936.-71.-324.
- Скопинцев Б.А. Органическое вещество в воде океанов. В кн.: Успехи советской океанологии. М.: Наука.-1979.-С.64−86.
- Parsons T.R., Seki Н. Importance and general implications of organic matter in aquatic environments. In.: Organic matter in natural waters. Hood.D.B.Ed.University of Alaska. Fairbanks.-1970.-1.
- Виноградов M.E., Меншуткин В. В., Шушина Е. А. Математическое моделирование пелагической экосистемы в тропических водах океана. //Морская биология.-1972.-16.-С. 161−168.
- Налетова М.А., Владимирская Е. В. Аминокислоты, растворенные в морской воде, как один из показателей физиологического состояния экосистемы. //Океанология. 1977.-Т.17.-Вып.6.-С.1010−1015.
- Агатова А.И., Сапожников В. В., Торгунова Н. И. Новые данные по биогдрохимии органического вещества в Черном море.//ДАН. 1989 г.-Т.309.- № 3.-С.706−710.
- Скопинцев Б.А. Формирование современного химического состава вод Черного моря. Л.: Гидрометеоиздат. 1975.-336с.
- Батурина М.В., Мишустина И. Б. Ультрамикроскопическая структура макромолекулярных фракций органического вещества морской воды. В кн.: Органическая геохимия вод и поисковая геохимия. М.: Наука. 1982.-С.36−46.
- Старикова Н.Л., Яблокова О. Г., Коржикова Л. И. Определение молекулярного состава растворимого органического вещества методом гель-фильтрации. //Океанология. 1976.-Т.16.-Вып.6.-С. 1007−1014.
- Романкевич Е.А. Геохиия органического вещества в океане. М.: Наука. 1977.-256с.
- Kalle К. Fluoreszenz und Gelbstoff in Bottnischen und Finischen Meerbusen. //Dtsch. Hydrogr. Z. 1949.-2.-S.117−124.
- Teale F., Weber G. // Biochem. J. 1957.-65.-N3.- P.476.
- Копелевич О.В. «Желтое вещество» в океане по оптическим данным. //Океанология. 1982.-Т.22.-Вып.2.-С.214−219.
- Харченко С.В., Корнеева Г. А., Ветров А. А. О биологической активности «желтого вещества» морской и речной воды. //Океанология. 1987.-Т.27.-Вып.б.-С. 1023−1026.
- Иванов А. Введение в океанографию. М.: Мир. 1978.-574с.
- Люцарев С.В. Методика исследования свойств флуоресцирующих соединений морской воды. В кн.: Методы рыбохозяйственных химико-океанографических исследований. -4.2. М.: ВНИРО. 1986.-С.69−91.
- Brown М. Laboratory measurements of fluorescence spectra of Baltic waters. //Univ. Copenhagen, Inst. Phys. Oceanogr. Rep. 1974.-29.-31.
- Traganza E.D. Fluorescence excitation and emission spectra of dissolved organic matter in sea water. //Bull.Mar.Sci. 1969.-J.19.-P.897−904.
- Лакович Дж. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир. 1986.-496с.
- Stewart A.J., Wetzel R.G. Dissolved humic materials: photodegradation, sediment effects and reactivity with phosphate and calcium precipitation. //Arch. Hydrobiol. 1981.-J.92.-P.265−286.
- Ильюшонок А.В., Кшокшто В. Н., Костко М. Я., Примшиц Б. П., Сакович С. Ю., Соловьев М. В. О связи вертикальных профилей интенсивности люминесценции РОВ и температуры в океане. // XI Пленум «Оптика моря и атмосферы»: тез.докл. 4.1. -Красноярск, 1990.-С.99.
- Паркер С. Фотолюминесценция растворов. М.: Мир. 1972.-510с.
- Карабашев Г. С. Фотолюминесценция вод Атлантического и Тихого океана. В кн.: Гидрохимические и гидрооптические исследования в Атлантическом и Тихом океанах М.: Наука. 1974.-С.143−153.
- Карабашев Г. С., Агатова А. И. О соотношении флуоресценции и концентрации растворенных органических веществ в водах океана. //Океанология. 1984.-Т.24.-Вып.6.-С.906−909.
- Люцарев С.В., Горшкова О. М., Чубаров В. В. Исследование растворенного органического вещества морских и иловых вод методом лазерной спектроскопии. //Океанология. 1984.-Т.24.-Вып.1.-С.95−101.
- Stewart A.J., Wetzel R.G. Fluorescence: absorbance rations a molecular-weight tracer of dissolved organic matter. //Limnol.Oceanogr. 1980.-25(3).-P.559−564.
- Momsicoff A. Recherches sur les composes fluorescents de leau- de mer. //Cahiers Biol. Marine. 1969.-V.10.-H.3.
- Лактионов А.И. Приставка к спектрофотометру СФ-26 для измерения флуоресценции. //Заводская лаборатория. 1989.-№ 2.-С.20−23.
- Скопинцев Б.А. Органическое вещество в природных водах. Л.: Гидрометеоиздат. 1950.-290с.
- Неуймин Г. Г., Сорокина Н. А. Статистические связи поля прозрачности в океане с гидрологическими и биологическими характеристиками. //Изв.АН СССР. Физ.атм. и океана. 1979.-Т.15.-№ 2.-С.233−236.
- Stewart A.J., Wetzel R.G. Asymmetrical relationships between absorbance, fluorescence and dissolved organic carbon. // Limnol.Oceanogr. 1981.-26(3).-P.590−597.
- Kalle К. Uber das Verhalten und die Herkunft der in der Gewassern und in der Atmosfare vorhandenen himmelblauen Fluoreszenz.-Dt. Hydrogr. Zs. 1963. -Bd. 16.-H.4.
- Глебовский Д.Н., Лактионов А. И., Магалдадзе Л. М., Сидоренко В. М. Спектральное положение максимума полосы флуоресценции морской воды в зависимости от глубины. //ВОТ. 1989,-Серия 10.-Вып.8(256).-С.34−36.
- Теренин А.Н., Дмитриевский О. Д., Глебовский Д. Н. Импульсное фотовозбуждение адсорбатов гематопорфирина, хлорофилла, пигментов листа и Mg-фталоцианина. //Биофизика.-1964.-Т.1.-С.25−37.
- Коржикова Л.И., Смирнов Б. А., Бордовский O.K. К характеристике химического состава органического вещества океанских осадков из районов его массового накопления. //Океанология. 1979.-Т.19.-Вып.З. -С.421−426.
- Fogg G.Е., Boalch G.T. Extracellular products in pure cultures of a brown alga. //Nature. 1958.-181.-P.789−790.
- Yentch C.S., Reichert C.A. The interrelationship between water-soluble yellow substances and chloroplastic pigments in marine algae. //Botan.Marina. 1962. -3.-P.65−74.
- Харченко C.B., Корнеева Г. А., Ветров A.A. О биологической активности «желтого вещества» морской и речной воды. //Океанология. 1987.-Т.27. -Вып.б.-С. 1023−1026.
- Красовский Э.И., Лактионов А. И., Сидоренко В. М. Особенности вертикального распределения флуоресцентных характеристик органических веществ в морской воде. //X Пленум «Оптика океана»: тез.докл.-Ростов-на-Дону, 1988.-С. 167.
- Лактионов А.И., Сидоренко В. М. Исследование спектров возбуждения флуоресценции центрифугированных проб морской воды. //XI Пленум «Оптика моря и атмосферы»: тез.докл.-4.1.^-Красноярск, 1990.-С.116−117.
- Айзатуллин Т.А. Моделирование внешнеметаболических систем и систем со смешанными связями. В кн.: Биохимическая трофодинамика в морских прибрежных экосистемах. Киев: Наукова думка. 1974 г.-С.138−163.
- Айзатуллин Т.А. Расчет и моделирование трансформации органических веществ. В кн.: Методы исследования органического вещества в океане. М.: Наука. 1980.-С.311−331.
- Буренков В.И., Васильков А. П., Кельбалиханов Б. Ф., Стефанцев Л. А. Теоретическая модель вертикального распределения взвеси и гидрооптических характеристик в поверхностном слое океана. //Изв. АН СССР. Физ.атм. и океана. 1981 .-Т. 17.-№ 5 .-С.537−544.
- Копелевич О.В., Гущин O.A., Маштаков Ю. Л. О вертикальном распределении светорассеивающих свойств и взвешенных частиц в поверхностных водах океана. //Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1980.-Т. 16.-Ж7.-С.73 8−747.
- Моделирование морских систем. Л.: Гидрометеоиздат. 1978.-280с.
- Ichiye T., Bassin N.J., Harris J.E. Diffusivity of suspended matter in the Caribbean Sea. //Journal of Geophysical Research. 1972.-77.P.6576−6588.
- Kitchen James C., J. Ronald V.Zaneveld, Hasong Pak. The vertical structure and size distributions of suspended particies off Oregon during the upwelling season. //Deep Sea Research. 1978.-V.25.-N.5.-P.453−468.
- Riley G.A. Theory of Food-Chain Relations in the Ocean. In.: The Sea.-Vol.2. -1963.-P.438−463.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М.: Наука.-1978.-831с.
- Лактионов А.И., Эмдин B.C. О некоторых особенностях вертикального распределения флуоресцирующего РОВ фотической зоны вод Черного моря.// Оптический журнал.-2003.-Т.70.-№ 3.-С.8−13.
- Будак Б.М., Самарский A.A., Тихонов А. Н. Сборник задач по математической физике. М.: Наука.-1972.-687с.
- Лактионов А.И., Магалдадзе Л. М., Сидоренко В. М. Исследование спектральных характеристик флуоресценции морской воды. //IX Пленум «Оптика океана»: тез. докл Батуми, 1984.-С.62.
- Люцарев С.В. Измерение флуоресценции морской воды. В кн.: Методы рыбохозяйственных химико-океанографических исследований.-Ч.1. М.: ВНИРО.- 1986.-С.158−172.
- Фадеев В.В. Дистанционное лазерное зондирование фотосинтезирующих организмов. //Квантовая электроника. 1978.-Т.5.-№ 10.-С.2221−2226.
- Лактионов А.И., Эмдин B.C. Экспрессный метод количественной оценки флуоресценции РОВ в морской среде. //2 Международная конференция «Современные проблемы оптики естественных вод ONW'2003»: труды конференции-Санкт-Петербург, 2003.-С.276−279
- Юнев O.A., Берсенева Г. П. Флуориметрический метод определения концентрации хлорофилла «а» и феофитина «а» в фитопланктоне. //Гидробиологический журнал. 1986.-Т.22.-№ 2.-С.89−95.
- Ильюшонок A.B., Драков С. Н., Кацевич С. П., Кнюкшто В. Н., Костко М. Я., Примшиц Б. П. Погружной флуориметр БФ-2.//Океанология. 1989. -Т.29.-вып.2.-С.335−339.
- Костко М.Я., Думен Ю. В., Илыошонок A.B., Кацевич С. П., Кнюкшто В. Н. Флуориметр для натурных исследований морской воды. //ЖПС. 1985.-Т.42.-Вып.4.-С.684−691.
- Лапшин А.И., Трохан A.M. Погружной проточный флуориметр.// Океанология. 1984.-Т.24.-Вып.2.-С.352−357.
- Ильюшонок А.В., Кнюкшто В. Н., Костко М. Я., Примшиц Б. П. Исследование спектров люминесценции фитопланктона «in situ».//X-Пленум «Оптика океана»: тез. докл, — Ростов-на-Дону, 1988.- С. 148.
- Костко М.Я., Ильюшонок А. В., Кацевич С. П., Кнюкшто В. Н., Примшиц Б. П., Сакович С. Ю. Погружаемый спектрофлуориметр для исследования морской воды СФП. //ЖПС.1988.-Т.48.-Вып.2.-С.333−340.
- Красовский Э.И., Лактионов А. И., Перов А. И., Сидоренко В. М. Анализ корреляции между вертикальным распределением интенсивности флуоресценции фитопланктона и температурой морской воды. //Изв.Сиб.Отд.АН СССР. Сер. Технических наук.-1990.-Вып.4.-С.ИЗ-115.
- Wolken J.J., Strother G.K. Microspectrophotometry. //Appl.Opt. 1963. -Vol.2(9).-P.899−907.
- Лактионов А.И., Сидоренко B.M., Эмдин B.C. Новые данные о флуоресценции РОВ фотической зоны вод Черного моря. //2 Международная конференция «Современные проблемы оптики естественных вод ONW'2003»: труды конференции.-Санкт-Петербург, 2003.-С.302−306.
- Ильюшонок А.В., Кнюкшто В. Н., Костко М. Я., Примшиц Б. П. Зависимость вертикальных профилей интенсивности люминесценции РОВ от длины волны возбуждающего излучения.//Х1 Пленум «Оптика моря и атмосферы»: тез.докл.-Ч.1.- Красноярск, 1990.-С.98.
- Карабашев Г. С., Агатова А. И. О соотношении флуоресценции и концентрации растворенных органических веществ в водах океана. // Океанология.-1984.-Т.24.-Вып.6.-С.906−909.
- Uri N. Chlorophyll photosensitized polimerisation and free radical intermediates in photosynthesis. //Journal of Americal Chemical Society.-1952. -V.74.-N20.-P.5808−5809.
- Stewart A.J., Wetzel R.G. Fluorescence: absorbance rations a molecular-weight tracer of dissolved organic matter. //Limnol.Oceanogr.-1980.-25(3).-P.559−564.
- Люцарев C.B., Горшкова О. М., Чубаров B.B. Исследование растворенного органического вещества морских и иловых вод методом лазерной спектроскопии. //Океанология.-1984.-Т.24.-Вып. 1 .-С.95−101.
- Владимиров Ю.А., Потапенко А. Н. Физико-химические основы фотобиологических процессов. М.: Высшая школа.-1989.-199с.
- Гуринович Г. П., Севченко А. И., Соловьев К. Н. Спектроскопия хлорофилла и родственных соединений. Минск.: Наука и техника.-1968.
- Anderson J.M., Boardman N.K. //Biochem. Biophys. Acta.-1966.-112.-403.
- Boardman N.K., Anderson J.M. //Nature.-l964.-203.-166.
- Зайцева В.А., Кононович С. И., Науменко E.K. Влияние поглощения излучения фитопланктоном на спектры яркости морской воды. //Морской гидрофизический журнал.-1991.-1 .-С.54−59.
- Хайлов K.M. Экологический метаболизм в море.-Киев.-1971.-252с.
- Лактионов А.И., Эмдин B.C. Об одном из возможных механизмов появления флуоресцирующего РОВ в морской среде. //2 Международная конференция «Современные проблемы оптики естественных вод ONW'2003»: труды конференции.-Санкт-Петербург, 2003.-С.270−27.
- Рябченко В.А. Параметризация источников и стоков биогенов в океане. //Метеорология и гидрология.- 1990.-№ 2.-С.78−87.
- Неуймин Г. Г., Сорокина H.A. О корреляции между вертикальными распределениями оптических и гидрологических характеристик в океане. //Океанология.-1976.-Т.26.-Вып.З,-С.441−450.
- Лактионов А.И., Красовский Э. И., Сидоренко В. М. Способ определения глубины залегания слоя скачка плотности МВ .//Патент2 014 587. Россия, МГЖ 500Ш21/64. (Россия, № 4 591 084/25. Заявл. 28.06.91- опубл. 15.06.94- бюлл.-№ 11.-4с.).174