Sulphate reduction - methane oxidation: a potential role of this process in the origin of C isotope environmental record in freshwater carbonates

W pracy wykazano, że węglany jeziorne powstałe w wyniku mikrobiologicznego utleniania związków organicznych (w tym metanu), przy redukcji jonów siarczanowych, mogą stanowić ważny geochemiczny zapis zmian środowiskowych. Najprawdopodobniej niskie wartości 13C w kalcycie, w rzekach i jeziorach eutroficznych wynikają z silnego utleniania związków organicznych w warunkach turbulencji i/lub podwyższonych stężeń siarczanu. Podobnie, wysokie wartości 13C w kalcycie, zawartym w osadach słodkowodnych bogatych w materię organiczną, mogą wskazywać na niski potencjał redox. Na podstawie tego typu badania wydaje się możliwe wykalibrowanie nowego narzędzia do rekonstrukcji palaeośrodowiskowych. Z drugiej strony, utlenianie metanu (związków organicznych) może powodować wzbogacenie rezydualnego jonu siarczanowego w ciężkie izotopy tlenu i siarki. Dlatego, aby lepiej zrozumieć sygnał izotopowy w węglanach jeziornych, wykonano badania stężenia i badania izotopowe siarczanu kolumny wodnej oraz badania metanu i kalcytu w osadach 24 jezior, 2 stawów i 4 rzek w Polsce. Rozpuszczony jon siarczanowy jest jednym z głównych składników rozpuszczonych w wodach jeziornych, a siarka, jako istotny biopierwiastek, wpływa na procesy zachodzące w jeziorach, w tym na jakość wód (mikrobiologiczny rozkład związków organicznych, inhibitor metanogenezy). Najwyższe stężenie jonu siarczanowego stwierdzono w rzekach (85,47 ncentration of sulphate has been detected in rivers (85.47 SO42- mg/l) i sztucznym jeziorze (70,3 SO42 -42- mg/l) w regionie silnego zanieczyszczenia (tzw. "Czarny Trójkąt") w Polsce południowo-zachodniej. Najniższe stężenie siarczanu stwierdzono w jeziorach dystroficznych i oligotroficznych - górskich (od 0,5 do 3 mg/l SOSO42 -). Najniższe wartości δ34S(SO42-) i δ18O(SO42-) występują w niezanieczyszczonych jeziorach wschodniej Polski (-0,94 i 1,38‰). Najwyższe wartości δ34S(SO42-) i δ18O(SO42-) stwierdzono w Polsce zachodniej i jeziorach dystroficznych (12,95 i 16,15‰). Wykazano, że. δ34S(SO42- i δ18O(SO42-) jezior mogą być dobrym narzędziem do ilościowej charakterystyki antropopresji (kwaśne opady) oraz do monitorowania zmian trofii i procesów redoks związanych z biodegradacją związków organicznych w osadach i kolumnie wodnej. W przeciwieństwie do czystych jezior, jeziora silnie zanieczyszczone jonem siarczanowym wykazują wzrost wartościδ13C(CH4) wraz ze wzrostem głębokości kolumny wodnej. Może to być wskaźnikiem utraty przez jezioro mikrobiologicznej zdolności buforującej.