The effect of allochthonous organic matter on changes in optical properties of recultivated Lake Kortowskie waters

• Autorzy: Glazewski R , Wisniewski G.

Warianty tytułu

PL

Wplyw allochtonicznej materii organicznej na zmiany wlasciwosci optycznych wod rekultywowanego Jeziora Kortowskiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The effect of the presence of allochthonous organic matter on variations of the UV/Vis range radiation absorption in the southern and northern parts of recultivated Kortowskie Lake in Olsztyn (Mazurian Lakeland, longitude 21°27’E, latitude 53°46’N) is presented in this paper. The southern, “experimental”, part of the lake was supplied with waters of four tributaries, of which the Potok Leśny has a share of around 98%. During the control closure of hypolimnion waters runoff, the role of tributaries, which change the optical properties of the surface layer in the southern part of the lake is revealed. In particular, an increase in the degree of absorption of photosynthetically active visible range electromagnetic radiation (PAR, 400-750 nm), which is a primary production restricting factor, was observed. It has also been found out that in the summer period, 250-280 nm range radiation is absorbed less intensely in the southern than in the northern part of this water body. Analyses of spectra confirmed a higher relative content of low molecular mass substances in the northern part of the lake, particularly in the second year after the pipeline’s closure. It has been proved that an application of the sum of absorption coefficients for relevant ranges of spectra, instead of absorption quantity with a particular wave length, facilitates the analysis of small but significant, from the ecological viewpoint, variations in the optical properties of surface waters.

PL

Przedstawiono wpływ obecności allochtonicznej materii organicznej na zmiany absorpcji promieniowania z zakresu UV/Vis w południowej i północnej części rekultywowanego Jeziora Kortowskiego w Olsztynie (Pojezierze Mazurskie, 21°27’E, 53°46’N). Część południowa zbiornika – „eksperymentalna”, zasilana była wodami czterech dopływów, z których Potok Leśny miał ok. 98-procentowy udział. W okresie kontrolnego zamknięcia odpływu wód hypolimnionu bardzo szybko ujawniła się rola dopływów zmieniających charakterystykę optyczną warstwy powierzchniowej w południowej części jeziora. W szczególności zaobserwowano zwiększenie stopnia absorpcji promieniowania elektromagnetycznego z zakresu widzialnego, fotosyntetycznie aktywnego (PAR, 400-750 nm), co jest czynnikiem ograniczającym produkcję pierwotną. Stwierdzono, że w okresie letnim promieniowanie z zakresu 250-280 nm absorbowane jest słabiej w części południowej niż północnej zbiornika. Analiza widm spektroskopowych potwierdziła większą, szczególnie w drugim roku po zamknięciu rurociągu, względną zawartość substancji o małej masie cząsteczkowej w północnej części jeziora. Wykazano, że zastosowanie sumy współczynników absorpcji dla odpowiednich zakresów widma, zamiast wielkości absorpcji przy określonej długości fali, ułatwia analizę niewielkich, ale istotnych z ekologicznego punktu widzenia zmian właściwości optycznych wód powierzchniowych.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2008
• Tom: 23
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.110-120,fig.,ref.

Twórcy

autor

Glazewski R

• University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Prawochenskiego 1-38, 10-795 Olsztyn, Poland

autor

Wisniewski G.

Bibliografia

• ANDERSEN D.O., ALBERTS J.J, TAKACS M. 2000. Nature of natural organic matter (NOM) in acidified and limed surface waters. Wat. Res., 34(1): 266-278.
• CHIN Y-P., AIKEN G., O`LOUHGLIN R. 1994. Molecular Weight, Polydispersity, and spectroscopic properties of aquatic humic substances, Environ. Sci. Technol., 28: 1853-1858
• CHUDYBA H. 1974. Wpływ usuwania hypolimnionu na fitoplankton Jeziora Kortowskiego. Zesz. nauk. ART. Olszt., Ochr. Wód i Ryb. Śródląd., 2: 3-53.
• CORIN N., BAUCKLUND P., KULOVAARA M. 1996. Degradation products formed during UV-irradiation of humic waters. Chemosphere, 33(2): 245-255.
• DAHLEN J., BERTILSSON S., PETTERSSON C. 1996. Effect of UV-A irradiation on dissolved organic matter in humic surface waters. Environ Int., 22(5): 501-506.
• DE HAAN H. 1993. Solar UV-light penetration and photodegradation of humic substances in peaty lake water, Limnol. Oceanogr., 38(5): 1072-1076.
• DEL VECCHIO R., BLOUGH N.V. 2002. Photobleaching of chromophoric dissolved organic matter in natural waters: kinetic and modeling. Mar. Chem., 78: 231-253
• GŁAŻEWSKI R., PARSZUTO K. 2001. Organic matter in Lake Kortowskie under restoration. Limnological Review, 1: 103-107.
• GŁAŻEWSKI R., PARSZUTO K. 2002. Optical properties of dissolved organic matter (DOM) in the recultivated lakes of Olsztyn. Limnological Review, 2: 137-142.
• GRZYBOWSKI W. 2000. Effect of short-term sunlight irradiation on absorbance spectra of chromophoric organic matter dissolved in coastal and riverine water. Chemosphere, 40: 1313-1318.
• JOLLIFF J.K., WALSH J.J., HE R., WEISBERG R., STOVALL-LEONARD A., COBLE P.G., CONMY R., HEIL C., NABABAN B., ZHANG H., HU C., MULLER-KARGER F.E. 2003. Dispersal of the Suwannee River plume over the West Florida shelf: Simulation and observation of the optical and biochemical consequences of flushing event, Geophys. Res. Letters, 30(13): 1709-1713.
• KAISER E., ARSCOTT D.B., TOCKNER K., SULZBERG B. 2004. Sources and distribution of organic carbon and nitrogen in the Tagliamento River, Italy. Aquat. Sci., 66: 103-116.
• KIRKPATRICK G.J., ORRICO C., MOLINE M.A., OLIVER M., SCHOFIELD O.M. 2003. Continuous hyperspectral absorption measurements of colored dissolved organic material in aquatic systems. Applied Optics, 42(33): 6564-6568.
• MIENTKI C. 1975. Hydrochemistry of Kortowskie Lake in 15-th year of the experiment on its rejuvenation. Part I. General description. Pol. Arch. Hydrobiol., 22: 477-485.
• MIENTKI C. 1977. Chemical properties of Kortowskie Lake waters after an 18 years, experiment on its restoration. I. Temperature and oxygen content of water. Pol. Arch. Hydrobiol., 24: 1-12.
• MIENTKI C. 1979. 23 lata eksperymentu na Jeziorze Kortowskim. Mat. Konf.: Ochrona wód powierzchniowych, szczególnie jezior i zbiorników przed zanieczyszczeniem. Olsztyn, ss. 115-128.
• MIENTKI C. 1986. 30 lat eksperymentu na Jeziorze Kortowskim. XIII Zjazd Hydrobiologów Polskich, Szczecin.
• LINDELL M.J., GRANELI W., TRANVIK L.J. 1995. Enhanced bacterial growth in response to photochemical transformation of dissolved organic matter. Limnol. Oceanogr., 40(1): 195-199.
• LOSSOW K., GAWROŃSKA H., MIENTKI C., ŁOPATA M., WIŚNIEWSKI G. 2005. Jeziora Olsztyna. Stan troficzny, zagrożenia. SPW „Edycja” s.c. Olsztyn.
• OLSZEWSKI P. 1959. Usuwanie hypolimnionu jezior. Wyniki pierwszego roku eksperymentu na Jeziorze Kortowskim. Zesz. nauk. WSR Olszt., 9 (81): 331-339.
• OLSZEWSKI P. 1971. Dotychczasowe wyniki eksperymentu nad odmładzaniem Jeziora Kortowskiego. Zesz. nauk. WSR Olszt., suppl. C, 3: 23-31.
• OSBURN C.L., ZAGARESE E.H., MORRIS D.P., HARGREAVES B.R., CRAVERO W.E. 2001. Calculation of spectral weighting function for the solar photobleaching of chromophoric dissolved organic matter in temperate lakes. Limnol. Oceanogr., 46(6): 1455-1467.
• PARSZUTO K., GŁAŻEWSKI R. 2004. The relationship between the contents of particulate (POC) and dissolved (DOC) organic carbon in the waters of Lake Długie and Lake Kortowskie recultivated with different methods. Limnological Review, 4: 193-200.
• PEURAVOURI J., PIHLAJA K. 1998. Multimethod characterization of lake aquatic humic matter isolated with sorbing solid and tangential membrane filtration. Anal. Chim. Acta, 364: 203-221.
• RECHE I., PACE M.L., COLE J.J. 1998. Interaction of photobleaching and inorganic Nutrients in determining bacterial growth on colored dissolved organic carbon. Microb Ecol, 36: 270-280.
• SCOTT M.J., JONES M.N., WOOF C., SIMON B., TIPPING E. 2001. The molecular properties of humic substances isolated from a UK upland peat system: A temporal investigation, Environ. Int., 27(6): 449-462.
• SYNOWIEC A. 1965. Morfologia Jeziora Kortowskiego. Zesz. nauk. WSR Olszt., 19(384): 3-17.
• VAILLANT S., POUET M.F., THOMAS O. 1999. Methodology for the characterization of heterogeneous fractions in wastewater. Talanta, 50: 729-736.
• VAILLANT S., POUET M.F., THOMAS O. 2002. Basic handling of UV Spectra for urban water quality monitoring. Urban Water, 4: 237-281.
• WANG G-S, HSIEH S-T. 2001. Monitoring natural organic matter in water with scanning spectrophotometer. Environ Int, 26: 205-212.
• WIŚNIEWSKI G., MIENTKI C. 2002. The influence in the catchment basin on the quantity of biogene loads brought into restored Lake Kortowskie. Limnological Review, 2: 433-441.