Orgaanilised ained
Orgaanilist ainet käsitlev osa on veetadustes veel paljuski ebaselge. On küll laialdaselt uurimusi aga orgaanilise aine kohta käivad üldistused pole näiteks nii hästi formuleeritud, kui toite- või mineraalainete kohta. Üheks põhjuseks on kindlasti loodusvetes leiduvate erinevate orgaaniliste ühendite väga suur mitmekesisus, nende molekulaarstruktuuri keerukus ja võrdlemisi kallid analüüsimeetodid.
Päritolult jagatakse orgaaniline aine loodusvetes kahte rühma. Allohtoonne orgaaniline aine on veekogusse valgalalt sisse kantud ning selle moodustavad peamiselt humiinained ja tööstusliku ning elukondliku päritoluga ained. Autohtoonse orgaanilise aine moodustavad aga veekogus endas tekkinud organismide elutegevuse produktid ja nende lagunemisel tekkinud ained. Laias mastaabis võib öelda, et vooluveekogudes prevaleerivad allohtoonsed ja ookeanides autohtoonsed orgaanilised ained. Järvede orgaanilise aine päritolu on tugevas seoses nende toitelisuse tüübiga. Rabaveekogudes domineerib allohtoonne komponent, oligo- ja eutroofsetes aga autohtoonne.
Orgaanilise aine võib jagada laias laastus kaheks:
• lahustunud orgaaniline aine – LOA (DOM, DOC)
• lahustumatu ehk hõljuv ehk partikulaarne orgaaniline aine – HOA (POM, POC)
Kuigi LOA ja HOA eraldamiseks kasutatakse mitmeid erinevaid tehnikaid (setitamine, tsentrifuugimine, filtreerimine), on enamikes uurimustes tõmmatud nende kahe fraktsiooni piiriks osakeste suurus 0,5 um. Seega sisaldab LOA fraktsioon ka suurel hulgal kolloide ning pole käsitletav tõelise lahusena. Tihti väljendatakse orgaanilise aine hulka ka puhta süsiniku peale ümberarvutatult – orgaanilise süsiniku koguhulk (TOC).
Enamuses veekogudes kehtib nende fraktsioonide vahel suhe:
LOA : HOA : elusorganismide OA = 100 : 10 : 2
Seega enamik orgaanilisest ainest on loodusvetes lahustunud kujul. LOA:HOA suhe võib siiski kõikuda vahemikus 3-13. Orgaanilise aine hulka ja vormide vahekorda erinevates loodusvetes kirjeldab alljärgnev tabel:
Päritolult jagatakse orgaaniline aine loodusvetes kahte rühma. Allohtoonne orgaaniline aine on veekogusse valgalalt sisse kantud ning selle moodustavad peamiselt humiinained ja tööstusliku ning elukondliku päritoluga ained. Autohtoonse orgaanilise aine moodustavad aga veekogus endas tekkinud organismide elutegevuse produktid ja nende lagunemisel tekkinud ained. Laias mastaabis võib öelda, et vooluveekogudes prevaleerivad allohtoonsed ja ookeanides autohtoonsed orgaanilised ained. Järvede orgaanilise aine päritolu on tugevas seoses nende toitelisuse tüübiga. Rabaveekogudes domineerib allohtoonne komponent, oligo- ja eutroofsetes aga autohtoonne.
Orgaanilise aine võib jagada laias laastus kaheks:
• lahustunud orgaaniline aine – LOA (DOM, DOC)
• lahustumatu ehk hõljuv ehk partikulaarne orgaaniline aine – HOA (POM, POC)
Kuigi LOA ja HOA eraldamiseks kasutatakse mitmeid erinevaid tehnikaid (setitamine, tsentrifuugimine, filtreerimine), on enamikes uurimustes tõmmatud nende kahe fraktsiooni piiriks osakeste suurus 0,5 um. Seega sisaldab LOA fraktsioon ka suurel hulgal kolloide ning pole käsitletav tõelise lahusena. Tihti väljendatakse orgaanilise aine hulka ka puhta süsiniku peale ümberarvutatult – orgaanilise süsiniku koguhulk (TOC).
Enamuses veekogudes kehtib nende fraktsioonide vahel suhe:
LOA : HOA : elusorganismide OA = 100 : 10 : 2
Seega enamik orgaanilisest ainest on loodusvetes lahustunud kujul. LOA:HOA suhe võib siiski kõikuda vahemikus 3-13. Orgaanilise aine hulka ja vormide vahekorda erinevates loodusvetes kirjeldab alljärgnev tabel:
Orgaanilise aine poolest kõige rikkamad on naftaga kokkupuutuvad veed ja reoveed. Reostamata loodusvetest on orgaanilise aine poolest kõige rikkamad sooveed ja nendest toituvad jõed (Joonis 40). Orgaanilise aine kogused ulatuvad seal 50 mgC/l. Maailmamere orgaanilise aine hulk jääb vahemikku 0,5-6 mgC/l.LOA, mis loodusvetes on valdavas enamuses, on esindatud peaaegu kõik tavaliste orgaaniliste ainete rühmad.
|
LOA, mis loodusvetes on valdavas enamuses, on esindatud peaaegu kõik tavaliste orgaaniliste ainete rühmad. Pinnases ja vees leiduvat orgaanilist ainet võib lihtsamalt vaadelda kui taimse, loomse ja mikroobse päritoluga erinevas lagunemisastmes olevat orgaaniliste ainete segu. Seda keerukat süsteemi on võimalik lihtsustada, jagades ta kahte rühma: humiinained ja mittehumiinsed ained.
Suhteliselt väike osa LOA’st (0,1 mgC/l) on kergestilagundatavad mittehumiinained (suhkrud, aminohapped, lühikeseahelalised rasvhapped, valgud, vahad) ja kasutatakse ära sama kiiresti kui moodustub. Selle LOA fraktsiooni kontsentratsioon püsib vees madalana olenemata tekkimise intensiivsusest. Kergestilagundatav LOA satub vette nii autotroofide kui heterotroofide elutegevuse tulemusel. Ligikaudu 15% fotosünteesiprotsessis tekkinud orgaanilisest ainest eraldub kohe vette LOA’na (aminohapped, lühikeseahelalised rasvhapped, glütserool, süsivesikud, polüsahhariidid). Zooplankton vabastab LOA’na 15‑20% oma toidus sisalduvast süsinikust. 30% süsinikust vabaneb LOA’na peale vetikaraku surma.
Suhteliselt väike osa LOA’st (0,1 mgC/l) on kergestilagundatavad mittehumiinained (suhkrud, aminohapped, lühikeseahelalised rasvhapped, valgud, vahad) ja kasutatakse ära sama kiiresti kui moodustub. Selle LOA fraktsiooni kontsentratsioon püsib vees madalana olenemata tekkimise intensiivsusest. Kergestilagundatav LOA satub vette nii autotroofide kui heterotroofide elutegevuse tulemusel. Ligikaudu 15% fotosünteesiprotsessis tekkinud orgaanilisest ainest eraldub kohe vette LOA’na (aminohapped, lühikeseahelalised rasvhapped, glütserool, süsivesikud, polüsahhariidid). Zooplankton vabastab LOA’na 15‑20% oma toidus sisalduvast süsinikust. 30% süsinikust vabaneb LOA’na peale vetikaraku surma.
Tunduvalt suurem osa LOA’st esineb raskestilagundatavate kõrgmolekulaarsete polümeeridena (fulvohapped, humiinhapped, ligniin, proteiinid) ehk humiinainetena. Nende lagunemine on tihti nii aeglane, et LOA vanus võib ulatuda tuhandete aastateni. Humiinained on suure molekulmassiga (700-5000 D) tumeda värvusega (kollased, pruunid või mustad)
(Joonis 41) amorfsed
|
ühendid, mis tekivad taimejäänuste (peamiselt ligniin ja tselluloos) mikroobse lagunemise vaheproduktide polümerisatsioonil.
HOA koosneb planktonis ja detriidis sisalduvatest orgaanilistest ühenditest ning see moodustab veekogus 10‑20% orgaanilise aine koguhulgast. HOA moodustavad otseselt organismide jäänused või mitmesuguste orgaaniliste ühendite helvestumisel tekkinud suuremamõõtmelised osakesed. Helvestumine (pH, soolade, füüsikaliste tegurite jm. mõjul) on eriti tähelepanuväärne näiteks humiinainete puhul.
HOA koosneb planktonis ja detriidis sisalduvatest orgaanilistest ühenditest ning see moodustab veekogus 10‑20% orgaanilise aine koguhulgast. HOA moodustavad otseselt organismide jäänused või mitmesuguste orgaaniliste ühendite helvestumisel tekkinud suuremamõõtmelised osakesed. Helvestumine (pH, soolade, füüsikaliste tegurite jm. mõjul) on eriti tähelepanuväärne näiteks humiinainete puhul.