Исследование профиля конгенеров полихлорированных бифенилов в донных отложениях Баренцева моря

Цель работы: исследование различий в уровне содержания и профилях конгенеров ПХБ в донных отложениях отдельных районов Баренцева моря, причин, их обуславливающих, выявление основных источников загрязнения.

Материалом исследования послужили данные, собранные в ходе экспедиций «ПИНРО» им. Н. М. Книповича в Баренцевом море в период 2004–2019 гг.; всего обработаны пробы с 630 станций.

Используемые методы: содержание ПХБ определяли методом капиллярной газовой хроматографии на хромато-масс-спектрометре GCMS-QP2010 Plus «Shimadzu» (Япония). Данные обрабатывали с применением ГИС-технологий в среде приложения Arcview 3.2 (ESRI) и описательной статистики в среде MS Excel.

Результаты: выполнена и представлена карта загрязнения донных осадков Баренцева моря ПХБ. Изучен профиль конгенеров ПХБ11 и ПХБ12 в осадках из различных районов моря таких как район Кольского залива, шельф Шпицбергена, Центральная впадина, северо-восточная часть Баренцева моря. На специально подобранной группе станций (разрезе) прослежено изменение профиля конгенеров ПХБ в донных отложениях по мере удаления от источников загрязнения. Выявлены существенные отличия в профиле конгенеров ПХБ района Кольского залива от участка шельфа к юго-востоку от Шпицбергена и других исследованных районов. Показано характерное изменение состава конгенеров ПХБ при удалении от Шпицбергена. Основными источниками загрязнения донных отложений шельфа Шпицбергена ПХБ следует считать поступление загрязнения в результате таяния снега, фирна и ледников на арктических архипелагах, а также локальное загрязнение в заливах.

Практическая значимость: полученные результаты позволят лучше понимать процессы, связанные с глобальным загрязнением экосистемы Баренцева моря, и оценить потенциальную опасность загрязнения ПХБ для донных промысловых гидробионтов.

1. Батоев В. Б., Цыденова О. В., Нимацыренова Г. Г., Палицына С. С. 2004. Стойкие органические загрязнители в бассейне озера Байкал. ГПНТБ, Байкальский ин-т природопользования СО РАН. Новосибирск. 110 с.

2. Бродский Е. С., Евдокимова Г. В., Злотин С. Г., Клюев Н. А., Самсонов Д. П., Шинкова Н. А., Юфит С. С. 2004. Утилизация электротехнических жидкостей, содержащих полихлорированные бифенилы (ПХБ) // Зелёная химия в России. М.: Изд-во Моск. ун-та. С. 163–186.

3. Бродский Е. С., Шелепчиков А. А., Фешин Д. Б., Ефименко Е. С., Агапкина Г. И. 2012. Профиль конгенеров полихлорированных бифенилов в почвах Москвы // Вестник Московского ун-та. Сер. 17. Почвоведение. № 2. С. 35–40.

4. Горбунова Т. И., Первова М. Г., Забелина О. Н., Салоутин В. И., Чупахин О. Н. 2011. Полихлорбифенилы: Проблемы экологии, анализа и химической утилизации. М.: КРАСАHД; Екатеринбург: УрО РАН. 400 с.

5. Запевалов М. А. 2018. Мониторинг стойких органических загрязнителей — объективный и независимый инструмент оценки эффективности Стокгольмской конвенции о СОЗ (2001) // Химическая безопасность. Т. 2. № 2. С. 295–307. doi:10.25514/CHS.2018.2.14123.

6. Марченко Н. А. 2018. Изучение особенностей дрейфа льда в Баренцевом море // Вести газовой науки: научно-технический сборник. № 4 (36). С. 166–179.

7. Никонова А. А., Горшков А. Г. 2007. Современные уровни накопления полихлорированных бифенилов в объектах Байкальской природной территории // Химия в интересах устойчивого развития. Т. 15. № 3. С. 363–369.

8. Новиков М. А. 2021. Стойкие органические загрязнители в донных отложениях Баренцева моря // Водные ресурсы. Т. 48. № 3. С. 334–343. doi:10.31857/S032105962103010X.

9. Ожигин В. К., Ившин В. А., Трофимов А. Г., Карсаков А. Л., Анциферов М. Ю. 2016. Воды Баренцева моря: структура, циркуляция, изменчивость. Мурманск: ПИНРО. 260 с.

10. Плотицына Н. Ф. 2009. Персистентные хлорированные углеводороды в воде и донных осадках Кольского залива // Кольский залив: освоение и рациональное природопользование. М.: Наука. C. 303–313.

11. Плотицына Н. Ф. 2016. Персистентные хлорированные углеводороды в донных отложениях Баренцева моря на стандартном разрезе «Кольский меридиан» // Труды Кольского НЦ РАН. № 2. С. 271–281.

12. Чуйко Г. М., Законов В. В., Морозов А. А., Бродский Е. С., Шелепчиков А. А., Фешин Д. Б. 2010. Пространственное распределение и качественный состав полихлорированных бифенилов (ПХБ) и хлорорганических пестицидов (ХОП) в донных отложениях и леще (Abramis brama L.) Рыбинского водохранилища // Биология внутренних вод. № 2. С. 98–108.

13. Янин Е. П. 1997. Полихлорированные бифенилы в окружающей среде (эколого-гигиенические аспекты). М.: Изд-во «Диалог МГУ». 35 с.

14. AMAP Assessment 2002: The Influence of Global Change on Contaminant Pathways to, within, and from the Arctic. 2003. Arctic Monitoring and Assessments Programme (AMAP). Oslo, Norway. 65 p.

15. AMAP Assessmment 2002: Persistent organic pollutants in the Arctic. 2004. Arctic Monitoring and Assessments Programme (AMAP). Oslo, Norway, 2004. 310 p.

16. AMAP Assessment 2016: Chemicals of Emerging Arctic Concern. 2017. Arctic Monitoring and Assessments Programme (AMAP). Oslo, Norway. 353 p.

17. Aslam S. N., Huber C., Asimakopoulos A . G., Steinnes E., Mikkelsen O. 2019. Trace elements and polychlorinated biphenyls (PCBs) in terrestrial compartments of Svalbard, Norwegian Arctic // Sci. Total Environ. V. 685. P. 1127–1138. doi:10.1016/j.scitotenv.2019.06.060.

18. Bakke T., Breedveld G., Kоlgvist T., Oen A., Eek E., Ruus A., Kibsgaard A., Helland A., Hylland K. 2007. Veileder for klassifisering av miljøkvalitet i fjorder og kystfarvann — Revision av klassifisering av metaller og organiske miljоgifter i vann og sedimenter // Norsk institutt for vannforskning. Oslo: SFT, 12 р. (Veiledning; TA–2229/2007).

19. Borlakoglu J. T., Heagele K. D. 1991. Comparative aspects on the bioaccumulation, metabolism and toxicity with PCBs // Comp. Biochem. Physiol. V. 100C. № 3. P. 327–338. doi:10.1016/0742–8413(91)90004-d.

20. Breivik K., Sweetman A., Pacyna J. M., Jones K. C. 2002. Towards a global historical emission inventory for selected PCB congeners — a mass balance approach: 2. Emissions // Sci. Total Environ. V. 290 (1–3). P. 199–224. doi:10.1016/S0048–9697(01)01076–2.

21. Carrera G., Fernández P., Vilanova R. M., Grimalt J. O. 2001. Persistent organic pollutants in snow from European high mountain areas // Atmos. Environ. V. 35 (2). P. 245–254. doi:10.1016/S13–522310(00)00201–6.

22. Carroll J., Zaborska A., Papucci C., Schirone A., Carroll M., Pempkowiak J. 2008. Accumulation of organic carbon in the western Barents Sea // Deep-Sea Res. Pt. II. V. 55 (20–21). P. 2361–2371. doi:10.1916/j.dsr2.2008.05.005.

23. De Voogt P., Wells D., Reutergardh L., Brinkman U. A.T. 1990. Biological activity, determination and occurrence of planar, monoand di-ortho PCBs // Intern. J. Environ. Anal. Chem. V. 40 (1–4). P. 1–46. doi:10.1080/03067319008030516.

24. Hermanson M. H., Isaksson E., Divine D., Teixeira C., Muir D. C.G. 2020. Atmospheric deposition of polychlorinated biphenyls to seasonal surface snow at four glacier sites on Svalbard, 2013–2014 // Chemosphere. V. 243. P. 1–8. doi:10.1016/j.chemosphere.2019.125324.

25. Hung H., Katsoyiannis A. A., Brorstrom-Lunden E., Olafsdottir K., Aas W., Breivik K., Bohin-Nizzetto P., Sigurdsson A., Hakola H., Bossi R., Skov H., Sverko E., Barresi E., Felin P., Wilson S. 2016. Temporal trends of persistent organic pollutants (POPs) in arctic air: 20 years of monitoring under the Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP) // Environ. Pollut. V. 217. P. 52–61. doi:10.1016/j.envpol.2016.01.079.

26. Ivanov V., Sandell E. 1992. Characterization of polychlorinated biphenyl isomers in Sovol and Trichlorodiphenyl formulations by high-resolution gas chromatography with electron capture detection and high-resolution gas chromatographymass spectrometry techniques // Environ. Sci. Technol. Vol. 26. P. 2012–2017.

27. McGovern M., Master M., Borga K., Heimstad E., Ruus A., Christensen G., Evenset A. 2022. Small Arctic rivers transport legacy contaminants from thawing catchments to coastal areas in Kongsfjorden, Svalbard // Environmental Pollution. V. 304. P. 1–7. doi:10.1016/j.envpol.2022.119191.

28. Rodrigues J. L.M., Kachel C. A ., Aiello M. R., Quensen J. F., Maltseva O. V., Tsoi T. V., Tiedje J. M. 2006. Degradation of Aroclor 1242 dechlorination products in sediments by Burkholderia xenovorans LB400 (ohb) and Rhodococcus sp. strain RHA1 (fcb) // Appl. Environ. Microbiol. V. 72 (4). P. 2476–2482. doi:10.1128/AEM.72.4.2476–2482.2006.

29. Shatalov V., Gusev A., Dutchak S., Rozovskaya O., Sokovykh V., Vulykh N., Aas W., Breivik K. 2010. Persistent Organic Pollutants in the Environment. EMEP Status Rep. 3/2010. 101 p.

30. Wania F. 2003. Assessing the potential of persistent organic chemicals for long-range transport and accumulation in polar region // Environ. Sci. Technol. V. 37. P. 1344–1351. doi:10.1021/es026019e.

31. Zaborska A., Carroll J., Papucci C., Toricelli L., Carroll M., Walkusz-Miotk J., Pempkowiak J. 2008. Recent sediment accumulation rates for the western margin of the Barents Sea // Deep-Sea Res. Pt. II. V. 55 (20–21). P. 2352–2360. doi:10.1016/j.dsr2.2008.05.026.

32. Zaborska A., Carroll J., Ksenia P., Pempkowiak J. 2011. Spatio-temporal patterns of PAHs, PCBs and HCB in sediments of the western Barents Sea // Oceanologia. V. 53 (4). P. 1005– 1026. doi:10.5697/oc.53–4.1005.