Результаты междисциплинарных исследований загрязнения акватории Онежского озера частицами микропластика

Михаил Борисович Зобков, Наталия Михайловна Калинкина, Владимир Викторович Ковалевский, Андрей Владимирович Багаев, Наталья Александровна Белкина, Наталья Владимировна Кулик, Мария Валентиновна Зобкова, Татьяна Алексеевна Ефремова, Наталия Евгеньевна Галахина, Наталья Анатольевна Ефременко, Mikhail Zobkov, Natalia Kalinkina, Vladimir Kovalevski, Andrey Bagaev, Natalya Belkina, Natalya Kulik, Maria Zobkova, Tatyana Efremova, Natalia Galakhina, Natalya Efremenko

Аннотация


В рамках проекта РНФ выполнено междисциплинарное исследование загрязнения микропластиком (МП) акватории Онежского озера. На основе сезонных гидрохимических данных 2019-2021 гг. определено современное состояние озера и установлена степень его загрязнения МП, тяжелыми металлами и другими химическими веществами. Наибольшее содержание МП обнаружено в воде и в донных отложениях вершинной части наиболее загрязненной Кондопожской губы, принимающей сточные Кондопожского ЦБК. Установлено активное аккумулирование МП в донных осадках Онежского озера, содержание которого примерно в 2 раза выше по сравнению с Балтийским морем. Выявлены пространственные и сезонные закономерности в распределении МП в водном столбе Онежского озера. Установлено, что в условиях современного уровня загрязнения литорали Онежского озера частицами МП неправильной формы и размером около 100 мкм их негативное действие  на популяцию G. fasciatus маловероятно.

С помощью SEM-EDS и рамановской спектроскопии выявлен механизм минералогической деструкции пластиков, определяемый кристаллизацией и ростом микроминералов, что приводит к локальным разрывам пластика и ускорению процессов его деструкции. Разработаны методики фракционирования частиц МП и десорбции металлов с поверхности частиц МП, позволившие получить сопоставимые и воспроизводимые результаты анализа содержания металлов на их поверхности. Впервые предложены модель генерации МП из набора макро-фрагментов за счет стохастического разрушения и модель фильтрации трехмерных фрагментов МП на сетке. Результаты моделирования хорошо согласуются с соотношениями, полученными в результате натурных экспериментов. Выявленная зависимость может быть использована для корректировки наблюдаемых в природе уровней МП в зависимости от размера ячеи сети, применяемой при отборе проб.


Ключевые слова


химический состав воды; рамановская спектроскопия; микро-ИК-Фурье спектроскопия; сорбция; разрушение микропластика

Полный текст:

PDF

Литература


Аналитические, кинетические и расчетные методы в гидрохимической практике / Под ред. П. А. Лозовика, Н. А. Ефременко. СПб.: Нестор-История, 2017. 272 с.

Балаганский А. Ф., Карпечко В. А., Литвиненко А. В., Сало Ю. А. Ресурсы речного стока и водный баланс // Крупнейшие озера-водохранилища северо-запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2015. С. 31–38.

Зобков М. Б., Зобкова М. В., Сабылина А. В.,

Ефремова Т. А. Оценка воздействия фильтрационных вод полигонов захоронения отходов и активных илов на качество воды малых рек гумидной зоны // Теоретическая и прикладная экология. 2021а. № 4.

С. 119–126. doi: 10.25750/1995-4301-2021-4-119-126

Зобков М. Б., Чубаренко И. П., Есюкова Е. Е., Белкина Н. А., Ковалевский В. В., Зобкова М. В., Ефремова Т. А., Галахина Н. Е. Озера как аккумуляторы микропластика на его пути с суши в Мировой океан. Обзор исследований // Известия РГО. 2021б. Т. 15, № 4. С. 68–86. doi:10.31857/s0869607121040054

Лозовик П. А. Нормирование допустимой антропогенной нагрузки на водные объекты с экологических и геохимических позиций // Научное обеспечение реализации «Водной стратегии Российской Федерации на период до 2020 года». Петрозаводск, 2015. С. 446–452.

Лозовик П. А., Бородулина Г. С., Карпечко Ю. В., Кондратьев С. А., Литвиненко А. В., Литвинова И. А.

Биогенная нагрузка на Онежское озеро по данным натурных наблюдений // Труды Карельского научного центра РАН. 2016. № 5. С. 35–52. doi: 10.17076/lim303

Лозовик П. А., Кулик Н. В., Ефременко Н. А. Литофильные элементы и тяжелые металлы в Онежском озере: источники поступления, содержание и трансформация // Труды Карельского научного центра РАН. 2020. № 4. C. 62–74. doi: 10.17076/lim1189

Лозовик П. А., Платонов А. В. Определение региональных предельно-допустимых концентраций загрязняющих веществ на примере Карельского гидрографического района // Геоэкология, инженерная геология, гидрология, геокриология. 2005. № 6. С. 527–532.

Онежское озеро. Атлас / Отв. ред. Н. Н. Филатов.

Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2010. 151 с.

РД 52.24.643-2002. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. Ростов-на-Дону, 2002. 49 с.

Росстат, 2020. Федеральная служба государственной статистики. Показатели муниципальных районов.

Сабылина А. В. Химический состав воды Онежского озера // Крупнейшие озера-водохранилища северо-запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2015. С. 72–77.

Сабылина А. В., Рыжаков А. В. Химический состав воды Онежского озера // Состояние водных объектов Республики Карелия. По результатам мониторинга 1998–2006 гг. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2007. С. 29–40.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim1707

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019