Thiosulfate in the Upper Part of the Black Sea Anoxic Water Column

A. V. Dubinin; Дубинин А. В.; M. N. Rimskaya-Korsakova; Римская-Корсакова М. Н.; O. A. Ocherednik; Очередник О. А.; S. V. Pakhomova; Пахомова С. В.

doi:10.31857/S0030157423030036

Тиосульфат в верхней части анаэробной зоны Черного моря

Авторы: Дубинин А.В.¹, Римская-Корсакова М.Н.¹, Очередник О.А.², Пахомова С.В.¹
Учреждения:
1. Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
2. Южное отделение Института океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Выпуск: Том 63, № 3 (2023)
Страницы: 382-391
Раздел: Химия моря
URL: https://journal-vniispk.ru/0030-1574/article/view/136251
DOI: https://doi.org/10.31857/S0030157423030036
EDN: https://elibrary.ru/SRLYNJ
ID: 136251

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Тиосульфат – соединение серы в промежуточных степенях окисления между сульфидом и сульфатом, появляется в процессах окисления сероводорода бактериальным и химическим путем. Тиосульфат играет заметную роль в процессах окисления сульфидов и его наличие может свидетельствовать о механизме окислительно-восстановительных реакций в биогеохимическом цикле серы и углерода. В настоящей работе представлено распределение тиосульфата, полученное методом дериватизации с 2,2'-дитиобис(5-нитропиридином), в верхней части анаэробной зоны в Черном море в 2018–2021 годах. Наблюдение проводилось ежегодно на станции, расположенной мористее Геленджика в области континентального склона. Вне зависимости от времени наблюдения концентрация тиосульфата растет с глубиной вместе с ростом концентрации сероводорода. Концентрации выше предела обнаружения 0.01 мкМ тиосульфата обнаруживаются в воде с условной плотностью 16.3 и содержанием сероводорода 7–105 мкМ. Максимальных концентраций тиосульфат достигает на максимальной глубине наблюдения 600 м–0.30 мкМ. При отсутствии окислителей сероводорода в анаэробной зоне предполагается, что появление тиосульфата связано с восстановительным циклом серы в процессе сульфат редукции. Исчезновение тиосульфата происходит в верхней части анаэробной зоны раньше сероводорода.

Ключевые слова

тиосульфат, дериватизация, сульфатредукция, сероводород, Черное море

Список литературы

Беляев Н.А., Пересыпкин В.И., Поняев М.С. Органический углерод воды, взвеси и верхнего слоя донных осадков западной части Карского моря // Океанология. 2010. Т. 50. № 5. С. 748–757.
Дубинин А.В., Демидова Т.П., Кременецкий В.В. и др. Определение восстановленных форм серы в анаэробной зоне Черного моря: сравнение методов спектрофотометрии и иодометрии // Океанология. 2012. Т. 52. № 2. С. 200–209.
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 37–51. https://doi.org/10.22449/0233-7584-2019-1-37-51
Пахомова С.В., Розанов А.Г., Якушев Е.В. Растворенные и взвешенные формы железа и марганца в редокс-зоне Черного моря // Океанология. 2009. Т. 49. № 6. С. 835–850.
Современные методы гидрохимических исследований океана. М.: ИОАН СССР, 1992. 200 с.
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.
Findlay A.J., Kamyshny A. Turnover Rates of Intermediate Sulfur Species (, S0, , , ) in Anoxic Freshwater and Sediments // Front. Microbiol. 2017. V. 8. P: 2551. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.0255110.3389/fmicb.2017.02551
Hayes M.K., Taylor G.T., Astor Y. et al. Vertical distributions of thiosulfate and sulfite in the Cariaco Basin // Limnol. Oceanogr. 2006. V. 51. № 1. P. 280–287.
Jørgensen B.B. A thiosulfate shunt in the sulfur cycle of marine sediments // Science. 1990. V. 249. P. 152–153.
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.
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.
Millero F.J. The oxidation of H2S in Framvaren Fjord // Limnol. Oceanogr. 1991. V. 36. № 5. P. 1007–1014.
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.
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.
Vainshtein M.B., Matrosov A.G., Baskunov V.P. et al. Thiosulfate as an intermediate product of bacterial sulfate reduction // Microbiology. 1980. P. 672–675.
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.
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.
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.
Yakushev E., Pakhomova S., Sørenson K. et al. Importance of the different manganese species in the formation of water column redox zones: Observations and modeling // Marine Chem. 2009. V. 117. P. 59–70.
Zhang J-Z., Millero F.J. The chemistry of the anoxic waters in the Cariaco Trench // Deep-Sea Research. 1993a. V. 40. № 5. P. 1023–1041.
Zhang J-Z., Millero F.J. The products from the oxidation of H2S in seawater Geochim. Cosmochim. Acta. 1993b. V. 57. P. 1705–1718.
Zopfi J., Ferdelman T.G., Fossing H. Distribution and fate of sulfur intermediates – sulfite, tetrathionate, thiosulfate, and elemental sulfur – in marine sediments // In: Amend J.P. (Eds.). Sulfur biogeochemistry—Past and present. Boulder, Colorado, Geological Society of America, 2004. V. 379. P. 97–116.