Морской гидрофизический журнал. 2021; 37: 362-372
Полициклические ароматические углеводороды в донных отложениях зоны смешения река – море на примере реки Черной и Севастопольской бухты (Черное море)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-3-362-372Аннотация
Цель. Определение концентраций и выявление закономерностей распределения полиароматических углеводородов (ПАУ) в донных отложениях контактной зоны река – море (на примере р. Черной и Севастопольской бухты) – цель данной работы.
Методы и результаты. Гранулометрический состав донных отложений определялся методом декантации и рассеивания. Идентификация и количественное определение ПАУ проводилось методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Общее содержание ПАУ в донных отложениях исследуемого района колебалось в диапазоне 12–670 нг/г сухого осадка. Минимальное содержание контаминантов был зафиксировано в речной части района, за геохимическим барьером. В районе впадения р. Черной в Севастопольскую бухту содержание ПАУ составляло 121 нг/г. Их максимальная концентрация отмечена в морских грунтах Севастопольской бухты, в 1,5 км юго-западнее места впадения р. Черной в бухту. В устьевой зоне р. Черной идентифицировано 14 ПАУ, 4 из них (нафталин, 2-метилнафталин, флуорен, антрацен) – в следовых количествах. Максимальная концентрация илистого материала (99%) наблюдалась в акватории Севастопольской бухты. Распределение илистых фракций следующее: 20% – алеврито-пелитовая, 79% – пелито-алевритовая. В районе впадения реки в акваторию бухты отмечается накопление песчаной фракции (7%) и максимальная доля пелитовых илов.
Выводы. Зафиксированные концентрации ПАУ соответствуют фоновым нетоксичным уровням. Идентифицированные в донных отложениях устьевой зоны р. Черной ПАУ имеют смешанное, преимущественно петрогенное происхождение. Полученные данные указывают, что в условиях контактной зоны река – море накопление ПАУ в целом и их отдельных фракций определяется преимущественно наличием ила в донных отложениях.
Список литературы
1. Лисицын А. П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т. 34, № 5. С. 735 – 747.
2. Моисеенко О. Г., Хоружий Д. С., Медведев Е. В. Карбонатная система вод реки Черной и зоны биогеохимического барьера река Черная – Севастопольская бухта (Черное море) // Морской гидрофизический журнал. 2014. № 6. С. 47 – 60.
3. Полициклические ароматические углеводороды в аквальных ландшафтах дельты реки Дон в зимний период / Т. С. Кошовский [и др.] // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. 2017. № 2. С. 118–127.
4. Халиков И. С. Идентификация источников загрязнения объектов природной среды полициклическими ароматическими углеводородами с использованием молекулярных соотношений // Экологическая химия. 2018. Т. 27, № 2. С. 76–85.
5. Ровинский Ф. Я., Теплицкая Т. А., Алексеева Т. А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л. : Гидрометеоиздат, 1988. 224 с.
6. Neff J. M. Bioaccumulation in Marine Organisms: Effects of contaminants from oil well produced water. Amsterdam : Elsevier, 2002. 452 p.
7. Ильницкий А. П., Королев А. А., Худолей В. В. Канцерогенные вещества в водной среде. М. : Наука, 1993. 222 с.
8. Полициклические ароматические углеводороды в донных отложениях рек и каналов Санкт-Петербурга / А. Ю. Опекунов [и др.] // Вестник Санкт-Петербургского университета. Серия 7. Геология. География. 2015. Вып. 4. С. 98 – 109.
9. Concentration and distribution of hydrophobic organic contaminants and metals in the estuaries of Ukraine / R. M. Burgess [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2009. Vol. 58, iss. 8. P. 1103–1115. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2009.04.013
10. Monitoring of hazardous substances in the White Sea and Pechora Sea: harmonisation with OSPAR’s Coordinated Environmental Monitoring Programme (CEMP) / V. Savinov [et al.]. Tromsø : Akvaplan-niva, 2011. 71 р.
11. Немировская И. А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М. : Научный мир, 2013. 432 с.
12. Загрязнение прибрежной акватории российского Причерноморья нефтяными компонентами / А. А. Ларин [и др.] // Морской экологический журнал. 2011. Отд. вып. № 2. С. 49–55.
13. Миронов О. Г., Кирюхина Л. Н., Алемов С. В. Санитарно-биологические аспекты экологии севастопольских бухт в ХХ веке. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2003. 185 с.
14. Polycyclic aromatic hydrocarbons in urban street dust and surface soil: Comparisons of concentration, profile, and source / D.-G. Wang [et al.] // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2009. Vol. 56, iss. 2. P. 173–180. doi:10.1007/s00244-008-9182-x
15. Organic Compounds in Bottom Sediments under Conditions of Coastal Urbanization (a Case Study of Kazach’ya Bay of the Black Sea) / O. V. Soloveva [et al.] // Oceanology. 2019. Vol. 59, iss. 2. P. 214–222. https://doi.org/10.1134/S0001437019020176
16. Загрязнение Азовского моря полиароматическими углеводородами / Л. Ф. Павленко [и др.] // Вопросы рыболовства. 2008. Т. 9, № 4 (36). С. 861–869.
17. Soclo H. H., Garrigues Ph., Ewald M. Origin of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Coastal Marine Sediments: Case Studies in Cotonou (Benin) and Aquitaine (France) Areas // Marine Pollution Bulletin. 2000. Vol. 40, iss. 5. P. 387–396. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(99)00200-3
18. Polycyclic aromatic hydrocarbons in recent sediments and mussels ( Mytilus edulis) from the Western Baltic Sea: occurrence, bioavailability and seasonal variations / P. Baumard [et al.] // Marine Environmental Research. 1999. Vol. 47, iss. 1. P. 17–47. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(98)00105-6
19. Израэль Ю. А., Цыбань А. В. Антропогенная экология океана. Л. : Гидрометеоиздат, 1989. 528 с.
20. Митропольский А. Ю., Безбородов А. А., Овсяный Е. И. Геохимия Черного моря. Киев : Наукова думка, 1982. 144 с.
21. Krein A., Schorer M. Road runoff pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons and its contribution to river sediments // Water Research. 2000. Vol. 34, iss. 16. P. 4110–4115. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00156-1
Morskoy Gidrofizicheskiy Zhurnal. 2021; 37: 362-372
Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the Bottom Sediments of the River – Sea Mixing Zone on the Example of the River Chernaya and the Sevastopol Bay (the Black Sea)
https://doi.org/10.22449/0233-7584-2021-3-362-372Abstract
Purpose. The study is aimed at determining concentrations of the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and at revealing their pattern distribution in the bottom sediments of the "river – sea" contact zone on the example of the Sevastopol Bay and the river Chernaya.
Methods and Results. Granulometric composition of the bottom sediments was determined by the decantation and dispersion method. Identification and quantitative determination of PAHs were car- ried out by the high performance liquid chromatography method. The total PAHs content in the bottom sediments of the area under study varied from 12 to 670 ng/g of dry weight. The pollutant content was minimum in the river site beyond the geochemical barrier. In the area where the river Chernaya flows into the Sevastopol Bay, the PAHs content was 121 ng/g. The highest PAHs content was revealed in the Sevastopol Bay bottom sediments, more precisely, in 1.5 km southwest of the river Chernaya flowing into the bay. 14 PAHs were identified in the estuary zone of the river, 4 of them (naphthalene, 2-methylnaphthalene, fluorene, anthracene) were in the trace amounts. The maximum concentration (99%) of silty material was observed in the Sevastopol Bay water area. The silt frac- tions were distributed as follows: 20% – aleuritic-pelite fraction, 79% – pelitic-aleurite fraction. Directly in the area of the river inflow into the bay, accumulation of the sand fraction (7%) and the max- imum portion of pelitic silts were noted.
Conclusions. The recorded values of PAHs corresponded to the natural non-toxic levels. PAHs identified in the bottom sediments of the river estuary zone are of the mixed, predominantly petrogenic origin. The obtained data show that in the conditions of the "river – sea" contact zone, the PAHs accumulation in general and their individual fractions were governed mainly by presence of silt in the bottom sediments.
References
1. Lisitsyn A. P. Marginal'nyi fil'tr okeanov // Okeanologiya. 1994. T. 34, № 5. S. 735 – 747.
2. Moiseenko O. G., Khoruzhii D. S., Medvedev E. V. Karbonatnaya sistema vod reki Chernoi i zony biogeokhimicheskogo bar'era reka Chernaya – Sevastopol'skaya bukhta (Chernoe more) // Morskoi gidrofizicheskii zhurnal. 2014. № 6. S. 47 – 60.
3. Politsiklicheskie aromaticheskie uglevodorody v akval'nykh landshaftakh del'ty reki Don v zimnii period / T. S. Koshovskii [i dr.] // Izvestiya vuzov. Severo-Kavkazskii region. 2017. № 2. S. 118–127.
4. Khalikov I. S. Identifikatsiya istochnikov zagryazneniya ob\"ektov prirodnoi sredy politsiklicheskimi aromaticheskimi uglevodorodami s ispol'zovaniem molekulyarnykh sootnoshenii // Ekologicheskaya khimiya. 2018. T. 27, № 2. S. 76–85.
5. Rovinskii F. Ya., Teplitskaya T. A., Alekseeva T. A. Fonovyi monitoring politsiklicheskikh aromaticheskikh uglevodorodov. L. : Gidrometeoizdat, 1988. 224 s.
6. Neff J. M. Bioaccumulation in Marine Organisms: Effects of contaminants from oil well produced water. Amsterdam : Elsevier, 2002. 452 p.
7. Il'nitskii A. P., Korolev A. A., Khudolei V. V. Kantserogennye veshchestva v vodnoi srede. M. : Nauka, 1993. 222 s.
8. Politsiklicheskie aromaticheskie uglevodorody v donnykh otlozheniyakh rek i kanalov Sankt-Peterburga / A. Yu. Opekunov [i dr.] // Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta. Seriya 7. Geologiya. Geografiya. 2015. Vyp. 4. S. 98 – 109.
9. Concentration and distribution of hydrophobic organic contaminants and metals in the estuaries of Ukraine / R. M. Burgess [et al.] // Marine Pollution Bulletin. 2009. Vol. 58, iss. 8. P. 1103–1115. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2009.04.013
10. Monitoring of hazardous substances in the White Sea and Pechora Sea: harmonisation with OSPAR’s Coordinated Environmental Monitoring Programme (CEMP) / V. Savinov [et al.]. Tromsø : Akvaplan-niva, 2011. 71 r.
11. Nemirovskaya I. A. Neft' v okeane (zagryaznenie i prirodnye potoki). M. : Nauchnyi mir, 2013. 432 s.
12. Zagryaznenie pribrezhnoi akvatorii rossiiskogo Prichernomor'ya neftyanymi komponentami / A. A. Larin [i dr.] // Morskoi ekologicheskii zhurnal. 2011. Otd. vyp. № 2. S. 49–55.
13. Mironov O. G., Kiryukhina L. N., Alemov S. V. Sanitarno-biologicheskie aspekty ekologii sevastopol'skikh bukht v KhKh veke. Sevastopol' : EKOSI-Gidrofizika, 2003. 185 s.
14. Polycyclic aromatic hydrocarbons in urban street dust and surface soil: Comparisons of concentration, profile, and source / D.-G. Wang [et al.] // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 2009. Vol. 56, iss. 2. P. 173–180. doi:10.1007/s00244-008-9182-x
15. Organic Compounds in Bottom Sediments under Conditions of Coastal Urbanization (a Case Study of Kazach’ya Bay of the Black Sea) / O. V. Soloveva [et al.] // Oceanology. 2019. Vol. 59, iss. 2. P. 214–222. https://doi.org/10.1134/S0001437019020176
16. Zagryaznenie Azovskogo morya poliaromaticheskimi uglevodorodami / L. F. Pavlenko [i dr.] // Voprosy rybolovstva. 2008. T. 9, № 4 (36). S. 861–869.
17. Soclo H. H., Garrigues Ph., Ewald M. Origin of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in Coastal Marine Sediments: Case Studies in Cotonou (Benin) and Aquitaine (France) Areas // Marine Pollution Bulletin. 2000. Vol. 40, iss. 5. P. 387–396. https://doi.org/10.1016/S0025-326X(99)00200-3
18. Polycyclic aromatic hydrocarbons in recent sediments and mussels ( Mytilus edulis) from the Western Baltic Sea: occurrence, bioavailability and seasonal variations / P. Baumard [et al.] // Marine Environmental Research. 1999. Vol. 47, iss. 1. P. 17–47. https://doi.org/10.1016/S0141-1136(98)00105-6
19. Izrael' Yu. A., Tsyban' A. V. Antropogennaya ekologiya okeana. L. : Gidrometeoizdat, 1989. 528 s.
20. Mitropol'skii A. Yu., Bezborodov A. A., Ovsyanyi E. I. Geokhimiya Chernogo morya. Kiev : Naukova dumka, 1982. 144 s.
21. Krein A., Schorer M. Road runoff pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons and its contribution to river sediments // Water Research. 2000. Vol. 34, iss. 16. P. 4110–4115. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(00)00156-1
