2009 01 022102

(f W v.nl *».'u S J. (Xjffv. ( Amwyi^łwU,    itilT

ISBN 9?**MI'lSJ24-.i. O by WS P»N 2H0

415

15.2. Procesy mikrobiologiczne — cykl biogeochemiczny węgla

Rys. 15.5. Obszary buforowania redoks. pK utrzymuje się na względnie stałej dużej wartości, gdy obecny jest ditlcn; na mniejszej wątłości w przypadku innych utleniaczy pod nieobecność di tlenu

Zakresy dużych i małych wartości pE przedstawione na rys. 15.5 stanowią dowód występowania tego zjawiska, które czasami jest określane jako buforowanie redoks. Gdy diłlen jest obecny, wówczas pH jest kontrolowane przez reakcje połówkowe tlen/woda (region 1 na rys. 15.5), natomiast gdy zostanie on zużyty, wartość p£ znacznie maleje do regionu 2. gdzie jest ona determinowana przez kolejna, dostępną parę redoks. Jest to zazwyczaj para siarezan(VI)/siarkowodór. ponieważ w większości przypadków w hydrosferze azotany(V) są obecne z. stosunkowo niew ielkim stężeniu. Po wyczerpaniu siarczanów(VI) następuje dalsze niewielkie zmniejszenie wartości p£, podczas gdy układ przesuwa się w kierunku regionu fermentacji.

Na rysunku 15.6 przedstawiono wyidealizowane profile temperatury wody (nie osadu) i zawartości w niej ditlcnu w dwóch jeziorach — oligotroticznym i eutroficznym — które są przedmiotem sezonowych zmian charakterystycznych dla umiarkowanych stref klimatycznych. Trzy profile dla każdego jeziora od|>owiadają sytuacji panującej w zimie, na w iosnę i w jesieni oraz w lecie.

W tej wyidealizowanej sytuacji profile temperatury w obu jeziorach są identyczne i wynikają z typowego sezonowego zachowania się wyjaśnionego w rozdz. 9. Należy zwrócić uwagę na jednolitą sytuację w sezonie wiosennym i jesiennym oraz obecność tcrmokliny w sezonie letnim. W jeziorze oligotroticznym stężenie ditlcnu podąża (w odwrotnym kierunku) za zmianami temperatury. Wynika to z większej rozpuszczalności ditlenu w zimnej niż. w ciepłej wodzie.

Obraz w jeziorze eutroficznym jest kształtowany według tych samych zasad, ale dodatkowym czynnikiem jest obecność dającej się utlenić biomasy w głębszych warstwach zbiornika wodnego. W zimie prowadzi to do trwalej sytuacji, polegającej na jednostajnym spadku stężenia tlenu od powierzchni jeziora do powierzchni osadu. Wyczerpywanie się ditlcnu związane jest z niską aktywnością heterotroficznych mikroorganizmów, które zużywają tlen w czasie rozkładania biomasy w osadzie. Podczas tej pory roku ilość ditlcnu jest uzupełniana dzięki jego dyfuzji z powierzchni wody, która pozostaje w kontakcie z atmosferą. Gdy na powierzchni zbiornika pojawia się warstwa lodu. ten kontakt jest uniemożliwiony. W sezonie wiosennym i jesiennym szybkie nueszame mas wody zwią-