Содержание ртути и органического вещества в донных отложениях Баренцева и Карского морей

Цель работы: получение новых данных о содержании общей ртути (Hg) и органического вещества (ОВ) в донных осадках (ДО) Баренцева и Карского морей, а также оценка связи этих параметров.

Материалом исследования послужили образцы ДО, отобранные в ходе экспедиции НИС «Академик Николай Страхов» (ИО РАН) летом 2019 г. в Баренцевом и Карском морях при выполнении задач изучения состава ДО и оценки антропогенного воздействия на экосистемы.

Новизна: в работе приведены новые материалы по исследованию содержания общей Hg и органического вещества в ДО в юго-восточной части Баренцева и юго-западной части Карского морей.

Используемые методы: массовую долю общей Hg в пробах грунтов ДО определяли методом беспламенной атомной абсорбции на анализаторе ртути РА-915М (Россия). Определение относительного содержания ОВ в пробах ДО выполняли методом прокаливания до постоянной массы (по ГОСТ 23740-2016). Статистическую обработку данных и построение диаграмм осуществляли в среде MS Excel 2016 и Statistica 13.

Результаты: представлены результаты исследования содержания общей Hg и ОВ в ДО Баренцева и Карского морей. В ДО Баренцева моря содержание Hg изменялось от 13,95 до 50,15 мкг/кг при среднем значении 29,5 мкг/кг сухой массы осадка, а в ДО Карского моря – от 17,25 до 52,79 мкг/кг со средним значением 37,5 мкг/ кг. Содержание ОВ в ДО обоих морей оказалось примерно одинаковым и составило 2,4-2,6%. Для Баренцева моря установлена значимая корреляция между содержанием общей Hg и ОВ. Повышенное содержание общей Hg в ДО Карского моря, вероятно, отражает вклад региональной составляющей.

Практическая значимость: полученные результаты позволят лучше понимать процессы, связанные с глобальным загрязнением ртутью морских экосистем.

1. Агатова А.И. 2017. Органическое вещество в морях России. М.: Изд-во ВНИРО. 260 с.

2. Беляев Н.А., Поняев М.С., Пересыпкин В.И. 2009. Органический углерод верхнего слоя донных осадков западной части Карского моря // Геология морей и океанов: Мат. XVIII Межд. науч. конф. (Школы) по морской геологии. М.: ГЕОС. Т. I. С. 17-20.

3. Ветров А.А., Романкевич Е.А. 2011. Генезис органического вещества донных осадков Карского моря // Океанология. Т. 51. № 4. С. 649-657.

4. Ветров А.А., Романкевич Е.А. 2001. Потоки органического углерода в арктических морях России // Опыт системных океанологических исследований в Арктике. М.: Научный Мир. С. 227-234.

5. Голубева Н.И., Матишов Г.Г., Бурцева Л.В. 2005. Выпадения тяжёлых металлов из атмосферы с осадками в регионе Баренцева моря // ДАН. Т. 401. № 5. С. 683-686.

6. Горшкова Т.И. 1975. Органическое вещество современных шельфовых осадков северных морей СССР // Проблемы геологии шельфа. М.: Наука, С. 66-72.

7. Гуревич В.И. 2002. Современный седиментогенез и геоэкология Западно-Арктического шельфа Евразии. М.: Научный мир. 135 с.

8. Добровольский А.Д., Залогин Б.С. 1982. Моря СССР. М.: Издво МГУ. 146 с.

9. Захарченко А.В., Тигеев А.А., Пасько О.А., Колесниченко Л.Г., Московченко Д.В. 2020. Региональный и локальный геохимические переносы веществ, депонированные в снеговом покрове // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. № 6. С. 41-53. DOI: 10.31857/S0869780920060119

10. Кравчишина М.Д., Леин А.Ю., Суханова И.Н., Артемьев В.А., Новигатский А.Н. 2015. Генезис и пространственное распределение концентрации взвеси в Карском море в период наибольшего сокращения Арктической ледовой шапки // Океанология. Т. 55. № 4. С. 687-708. DOI: 10.7868/S0030157415030089

11. Кузнецов И.М. 1983. О ледообмене через пролив Карские ворота // Труды ААНИИ. Т. 380, Гидрология Северного Ледовитого океана. Л.: Гидрометеоиздат. С. 123-128.

12. Леин А.Ю., Маккавеев П.Н., Саввичев А.С., Кравчишина М.Д., Беляев Н.А., Дара О.М., Поняев М.С., Захарова Е.Е., Розанов А. Г., Иванов М. В., Флинт М. В. 2013. Процессы трансформации взвеси в осадок в Карском море // Океанология. Т 53. № 5. С. 643-679. DOI: 10.7868/S0030157413050080

13. Немировская И.А., Флинт М.В. 2022. Особенности поведения органических соединений в воде и донных осадках в Карском море во время схода сезонного льда // Океанология. Т. 62. № 1. С. 64-74. DOI: 10.31857/S0030157422010117

14. Новиков М.А. 2017. К вопросу о фоновых значениях уровней содержания тяжелых металлов в донных отложениях Баренцева моря // Вестник МГТУ. Т. 20. № 1/2. С. 280-288. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/2-280-288

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

16. Новиков М.А., Титов О.В., Жилин А.Ю. 2019. Содержание металлов в донных отложениях центральной части Печорского моря в современный период // Вестник МГТУ. Т. 22. № 1. С. 188-198. DOI: 10.21443/1560-9278-2019-22-1-188-198

17. Новиков М.А., Драганов Д.М. 2021. Атлас загрязнения донных отложений Баренцева моря. Мурманск: ПИНРО им. Н.М. Книповича. 183 с.

18. 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.

19. Романкевич Е.А., Ветров А.А. 2021. Углерод в Мировом океане. М.: ГЕОС, 352 с. DOI: 10.34756/GEOS.2021.16.37857

20. Суханова И.Н., Флинт М.В., Мошаров С.А., Сергеева В.М. 2010. Структура сообществ фитопланктона и первичная продукция в обском эстуарии и на прилежащем Карском шельфе // Океанология. Т. 50. № 5. С. 785-800.

21. Черкасова Е.В., Мироненко М.В., Сидкина Е.С. 2021. Кинетикотермодинамическое моделирование кислотного ёдренажа объединённой технологической пробы с месторождения Павловское (архипелаг Новая Земля, о. Южный). Предварительная оценка // Геохимия. Т. 66. № 2. С. 183-190, DOI: 10.31857/S0016752521020035

22. Экосистема Карского моря 2008 / Б.Ф. Прищепа ред. Мурманск: Изд-во ПИНРО. 261 с.

23. Aksentov K. I., Astakhov A. S., Ivanov M. V., Alatortsev A. V., Sattarova V.V., Mariash A.A., Shi X., Hu L., Melgunov M.S. 2021. Assessment of mercury levels in modern sediments of the East Siberian Sea // Marine Pollution Bulletin. Vol. 168. (112426). DOI: 10.1016/j.marpolbul.2021.112426

24. AMAP Assessment 2002: Heavy Metals in the Arctic. Arctic Monitoring and Assessment Programme (АМАР). 2005. Oslo, Norway. 265 p. DOI: 10.13140/RG.2.1.2437.4160

25. AMAP Assessment 2011: Mercury in the Arctic. Arctic Monitoring and Assessment Programme (AMAP). 2011. Oslo, Norway. 193 p.

26. Ball D.F. 1964. Loss-on-ignition as an estimate of organic matter and organic carbon in non-calcareous soils // J. Soil Sci. V. 15. P. 84-92.

27. Bank M. S., Frantzen S., Duinker A., Amouroux D., Tessier E., Nedreaas K., Maage A., Nilsen B. M. 2021. Rapid Temporal Decline of Mercury in Greenland Halibut (Reinhardtius hippoglossoides) // Environmental Pollution. V. 289. Is. 117843. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.117843

28. Beldowski J., Miotk M., Zaborska A., Pempkowiak J. 2015. Distribution of sedimentary mercury off Svalbard, European Arctic // Chemosphere. V. 122. P. 190-198. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.11.050

29. Bensharada M., Telford R., Stern B., Gaffney V. 2022. Loss on ignition vs. thermogravimetric analysis: a comparative study to determine organic matter and carbonate content in sediments // J. Paleolimnol. V. 67. P. 191-197. DOI: 10.1007/s10933-021-00209-6

30. Benzik A.N., Orlov A.M., Novikov M.A. 2021. Marine seabed litter in Siberian Arctic: a first attempt to assess // Marine Pollution Bulletin. V. 172. Is. 112836. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2021.112836

31. Boszke L., Kowalski A., Glosifiska G. Szarek R., Siepak J. 2003. Environmental factors affecting speciation of mercury in the bottom sediments; an overview // Polish Journal of Environmental Studies. V. 12. No. 1. P. 5-13.

32. Coquery M., Cossa D., Martin J.M. 1995. The distribution of dissolved and particulate mercury in three Siberian estuaries and adjacent Arctic coastal waters // Water, Air, and Soil Pollution. V. 80, P. 653-664. DOI: 10.1007/BF01189718

33. Dean W.E. 1974. Determination of carbonate and organic matter in calcareous sediments and sedimentary rocks by loss on ignition: comparison with other methods // J. Sed. Petrol. V. 44. P. 242-248.

34. Fedorov Y. A., Ovsepyan A. E., Zimovets A. A., Savitskiy V. A., Dotsenko I.V., Lisitsyn A.P., Shevchenko V.P., Novigatsky A.N. 2019. Mercury Distribution in Bottom Sediments of the White Sea and the Rivers of Its Basin // Sedimentation Processes in the White Sea. / A.P. Lisitsyn, L.L. Demina ed. Р. 208-241. DOI: 10.1007/978-3-030-05111-2

35. Golubeva N., Burtseva L., Matishov G. 2003. Measurements of mercury in the near-surface layer of the atmosphere of the Russian Arctic // Science of the total environment. V. 306. No. 1/3. P. 3-9. DOI: 10.1016/S0048-9697(02)00480-1

36. Hansen B., Osterhus S., Gould W.J., Rickards L.J. 1998. North Atlantic-Norwegian Sea Exchanges: the ICES NANSEN Project // North Atlantic-Norwegian Sea Exchanges: the ICES NANSEN Project. ICES Cooperative Res. Rep. № 225. P. 3-82.

37. Ji X., Abakumov E., Xie X. 2019. Atmosphere–ocean exchange of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in the Russian Arctic Ocean // Atmospheric Chemistry and Physics. V. 19. No. 22. P. 13789-13807. DOI: 10.5194/acp-19-13789-2019

38. Loring D.H., Dahle S., Naes K., Santos D., Skei J.M., Matishov G.G. 1998. Arsenic and other trace metals in sediments from the Kara Sea and the Ob and Yenisey estuaries, Russia // Aquatic Geochemistry. V. 4. P. 233-252. DOI: 10.1023/A:1009691314353

39. Pathirana I., Knies J., Felix M., Mann U. 2014. Towards an improved organic carbon budget for the western Barents Sea shelf // Climate of the Past. V. 10. P. 569-587. DOI: 10.5194/cp-10-569-2014

40. Pavlov V.K., Pfirman S.L. 1995. Hydrographic structure and variability of the Kara Sea: Implications for pollutant distribution // Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography. V. 42. No. 6. P. 1369-1390, DOI: 10.1016/0967-0645(95)00046-1

41. Rodrigues P.A. Ferrari R.G., Santos L.N., Junior A.C. 2019. Mercury in aquatic fauna contamination: A systematic review on its dynamics and potential health risks // Journal of Environmental Sciences (Beijing, China). V. 84. P. 205-218. DOI: 10.1016/j.jes.2019.02.018.

42. Ryaboshapko A., Bullock R., Ebinghaus R., Ilyin I., Lohman K., Munthe J., Petersen G., Seigneur Ch., Wängberg I. 2002. Comparison of mercury chemistry models // Atmospheric Environment. V. 36. Is. 24. Р. 3881-3898. DOI: 10.1016/S1352-2310(02)00351-5

43. Siegel F.R., Kravitz J.H., Galasso J.J. 2001. Arsenic and mercury contamination in 31 cores taken in 1965, St. Anna Trough, Kara Sea, Arctic Ocean // Environmental Geology. V. 40, P. 528-542. DOI: 10.1007/s002540000194

44. Sommar J., Andersson M. E., Jacobi H.-W. 2010. Circumpolar measurements of speciated mercury, ozone and carbon monoxide in the boundary layer of the Arctic Ocean // Atmospheric Chemistry and Physics. V. 10:5031-5045. DOI: 10.5194/acp-10-5031-2010

45. Stevenson M.A., Faust J.C., Andrade L.L., Freitas F.S., Gray N.D., Tait K., Hendry K. R., Hilton R. G., Henley S. F., Tessin A., Leary P., Papadaki S., Ford A., März C., Abbott G. D. 2020. Transformation of organic matter in a Barents Sea sediment profile: coupled geochemical and microbiological processes // Phil. Trans. R. Soc. A 378: 20200223. DOI: 10.1098/rsta.2020.0223