Влияние стоков горно-перерабатывающих предприятий на содержание ртути в арктических озерных донных отложениях

Владимир Андреевич Даувальтер, Vladimir Dauvalter

Аннотация


Проведены исследования химического состава донных отложений, в том числе ртути, озер Мурманской области, подверженных влиянию стоков предприятиями горно-перерабатывающей промышленности. Установлено, что высокотоксичный и опасный для экосистемы озера халькофильный металл Hg поступает в результате деятельности предприятий апатитонефелинового и медно-никелевого производств. В вертикальном распределении Hg в донных отложениях станций, близко расположенных к акватории поступления стоков разработки апатитонефелиновых месторождений, отмечается приповерхностный максимум на глубинах от 7 до14 смколонок седиментов от 0.6 до 2.3 мкг/г, что в десятки раз больше среднего фонового содержания (0.044 мкг/г). Эти значения были на порядок выше нормативных показателей ISQG и PEL для Hg, разработанных Министерством окружающей среды Канады. Акватория плеса Большая Имандра классифицируется как третий класс загрязнения согласно классификации Норвежского управления по борьбе с загрязнением. Содержание Hg в поверхностном 1-см слое донных отложений находится в широком диапазоне от 0.018 до 1.00 мкг/г, и максимальные концентрации ртути приурочены к акваториям поступления стоков апатитонефелинового и медно-никелевого производств.


Ключевые слова


донные отложения; ртуть; тяжелые металлы; озеро Имандра; загрязнение

Полный текст:

PDF

Литература


Даувальтер В.А. Закономерности осадконакопления в водных объектах Европей-ской Субарктики (природоохранные аспекты проблемы): Автореф. дис. … докт. геогр. наук. М., 1999. 52 с.

Даувальтер В.А. Химический состав донных отложений субарктического озера под влиянием горной металлургии // Известия АН. Серия географическая. 2002. №4. С. 65–73.

Даувальтер В.А. Исследование физического и химического состава донных отло-жений при оценке экологического состояния водоемов. Мурманск: Изд-во Мурманского гос. техн. ун-та, 2006. 84 с.

Даувальтер В.А. Геоэкология донных отложений озер. Мурманск: Изд-во Мурман-ского гос. техн. ун-та, 2012. 242 с.

Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Долговременные изменения химического состава донных отложений озера Имандра в зоне влияния стоков Кольской атомной электро-станции // Труды Кольского НЦ РАН. Прикладная экология Севера. Выпуск 3. 2013. № 3 (16). С. 6–35.

Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Геоэкология озер Мурманской области. В 3 ч. Ч. 3: Донные отложения водоемов. Мурманск: Изд-во Мурманского гос. техн. ун-та, 2014. 214 с.

Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Биогеохимические особенности распределения халькофильных элементов (Hg, Cd, Pb, As) в водоемах Севера европейской части Рос-сии. Мурманск: Изд-во Мурманского гос. техн. ун-та, 2015. 136 с.

Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Аккумуляция и миграция элементов в Арктических наземных и водных экосистемах в зоне влияния выбросов комбината «Печенганикель» // Труды КарНЦ РАН. 2018. № 3. С. 31–42. doi: 10.17076/lim744

Даувальтер В.А., Кашулин Н.А., Денисов Д.Б. Тенденции изменения содержания тяжелых металлов в донных отложениях озер Севера Фенноскандии в последние столе-тия // Труды КарНЦ РАН. 2015. № 9. С. 62–75. doi: 10.17076/lim40

Даувальтер В.А., Моисеенко Т.И., Кудрявцева Л.П., Сандимиров С.С. Накопление тяжелых металлов в оз. Имандра в условиях его промышленного загрязнения // Водные ресурсы. 2000. Т. 27, № 3. С. 313–321.

Законнов В.В., Комов В.Т., Гремичих В.А., Касьянова В.В., Костров А.В. Роль седи-ментации в накоплении ртути в донных отложениях Горьковского и Чебоксарского во-дохранилищ // Бассейн Волги в XXI-м веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ. Ижевск: Издатель Пермяков С.А., 2012. 90–92 с.

Кашулин Н.А., Даувальтер В.А., Денисов Д.Б., Валькова С.А., Вандыш О.И., Терен-тьев П.М., Кашулин А.Н. Некоторые аспекты современного состояния пресноводных ре-сурсов Мурманской области // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16, №1. С. 98–107.

Моисеенко Т.И., Даувальтер В.А., Лукин А.А., Кудрявцева Л.П., Ильяшук Б.П., Иль-яшук Е.А., Сандимиров С.С., Каган Л.Я., Вандыш О.И., Шаров А.Н., Шарова Ю.Н., Ко-ролева И.М. (Под ред. Моисеенко Т.И.) Антропогенные модификации экосистемы озера Имандра. М: Наука, 2002. 487 с.

Моисеенко Т.И., Кудрявцева Л.П., Гашкина Н.А. Рассеянные элементы в поверхно-стных водах суши: технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология. М.: Наука, 2006. 261 с.

Моисеенко Т.И., Гашкина Н.А. Биоаккумуляция ртути в рыбах как индикатор уров-ня загрязнения вод // Геохимия. 2016. № 6. С. 495-504. doi: 10.7868/S0016752516060042

Мур Дж. В., Рамамурти С. Тяжелые металлы в природных водах. Контроль и оценка влияния. М.: Мир, 1987. 288 с.

Рихтер Г.Д. Физико-географический очерк озера Имандра и его бассейна. Л.: Гос-техиздат, 1934. 144 с.

Югай В.С., Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Гранулометрический и химический со-став донных отложений озёр Большой и Малый Вудъявр // Труды Ферсмановской науч-ной сессии ГИ КНЦ РАН. 2012а. № 9. С. 369–372.

Югай В.С., Даувальтер В.А., Кашулин Н.А. Особенности формирования донных отложений озера Имандра в зоне воздействия сточных вод ОАО «Апатит» // Экологиче-ские проблемы северных регионов и пути их решения. Материалы IV Всерос. научн. конф. с междунар. участ. Ч. I. – Апатиты: Изд-во Кольского НЦ РАН, 2012б. С. 264-268.

Abry T., Skogheim O.K., Hongve. D. Sedimentene i Tyrifjorden. Tungmetaller og dater-inger. Tyrifjordundersokelsen. Oslo: NIVA, Fagrapport Nr. 19. 1982.

AMAP/UNEP, 2008. Technical Background Report to the Global Atmospheric Mercury Assessment. Arctic Monitoring and Assessment Programme/UNEP Chemical Branch. 159 p.

Bonzongo J.C.J., Nemer В.W., Lyons W.B. Hydrologic controls on water chemistry and mercury biotransformation in a closed river system: The Carson River, Nevada // Appl. Geochem. 2006. V. 21. P. 1999–2009. doi: 10.1016/j.apgeochem.2006.08.010

Covelli S., Faganeli J., Horvat M., Brambati A. 1999. Porewater distribution and benthic flux measurements of mercury and methylmercury in the Gulf of Trieste (northern Adriatic Sea) // Estuar. Coast. Shelf Sci. 1999. V. 48. P. 415-428. doi: 10.1006/ecss.1999.0466

Dauvalter V. Impact of mining and refining on the distribution and accumulation of nickel and other heavy metals in sediments of subarctic lake Kuetsjärvi, Murmansk region, Russia // J. Environ. Monit. 2003. V. 5 (2). P. 210–215. doi: 10.1039/b301144p

Douglas E.R. Sources of mercury contamination in the sediments of small headwater lakes in south-central Ontario, Canada // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1986. V. 15. P. 505–512. doi: 10.1007/BF01056562

Friedmann A.S., Kimble Costain E., Deborah L., MacLatchy, Stansley W., Washuta E.J. Effect of Mercury on General and Reproductive Health of Largemouth Bass (Micropterus sal-moides) from Three Lakes in New Jersey // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2002. V. 52. P. 117–122. doi: 10.1006/eesa/2002.2165

Gochfeld M. Case of mercury exposure, bioavailability and absorption // Ecotoxicology and Environment Saferety. 2003. V. 56. P. 174–179. doi: 10.1016/S0147-6513(03)00060-5

Gregurek D., Melcher F., Pavlov V.A., Reimann C., Stumpf E.F. Mineralogy and mineral chemistry of snow filter residues in the vicinity of the nickel-copper processing industry, Kola Peninsula, NW Russia // Miner. Petrol. 1999. V. 65. P. 87–111. doi: 10.1007/BF01161578

HåkansonL., Jansson, M. Principles of lake sedimentology. Berlin: Springer-Verlag, 1983.

Hissler C., Probst J.L. Chlor-alkali industrial contamination and riverine transport of mercury: Distribution and partitioning of mercury between water, suspended matter, and bottom sediment of the Thur River, France // Appl. Geochem. 2006. V. 21. P. 1837–1854. doi: 10.1016/j.apgeochem.2006.08.002

Holmes C.D., Jacob D.J., Yang X. Global lifetime of elemental mercury against oxidation by atomic bromine in the free troposphere // Geophysical Research Letters. 2007. V. 33 (20). L20808. doi: 10.1029/2006GL027176

Johansson K. Heavy metals in Swedish forest lakes – factors influencing the distribution in sediments. Doctoral thesis. Uppsala University, Sweden. 1988.

Kashulin N.A., Dauvalter V.A., Denisov D.B., Valkova S.A., Vandysh O.I., Terentjev P.M., Kashulin, A.N. Selected aspects of the current state of freshwater resources in the Mur-mansk region, Russia // J. Environ. Sci. Health Pt. A. 2017. V. 52, no. 9. P. 921–929. doi: 10.1080/10934529.2017.1318633

Lamborg C.H., Fitzgerald W.F., O'Dormel J., Torgersen T. A non-steady-state compart-mental model of global scale mercury biogeochemistry with interhemispheric atmospheric gra-dients // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2002. V. 66. P. 1105–1118. doi: 10.1016/S0016-7037(01)00841-9

Le Roux S.М., Turner A., Millward G.E., Ebdon L., Appriou P. Partitioning of mercury onto suspended sediments in estuaries // J. Environ. Monit. 2001. V. 3. P. 37–42. doi: 10.1039/b007093i

Mason R.P., Fitzgerald W.F., Hurley J., Hanson A.K., Donaghay P.L., Sieburth J.M. Mercury biogeochemical cycling in a stratified estuary // Limnol. Oceanogr. 1993. V. 38. P. 1227–1241. doi: 10.4319/lo.1993.38.6.1227

Mason R.P., Laurier F.J.G., Wlialin L., Sheu G.R. The role of ocean-atmosphere ex-change in the global mercury cycle // Journal de Physique. 2003. V. 107. P. 835-838. doi: 10.1051/jp4:20030428

Megar S.A. Polluted precipitation and the geochronology of mercury deposition in lake sediments of Northern Minnesota // Water, Air, Soil Pollut., 1986. V. 30. P. 411–419. doi: 10.1007/BF00305211

Merritt K.A., Amirbahman A. Mercury dynamics in sulfide-rich sediments: geochemical influence on contaminant mobilization within the Penobscot River estuary, Maine, USA // Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. V. 71. P. 929-941. doi: 10.1016/j.gca.2006.10.012

Molvær, J., Knutsen, J., Magnusson, J., Rygg, B., Skei, J. & Sørensen J. (1997). Classifi-cation of environmental quality in fjords and coastal waters. A guide. Norwegian Pollution Control Authority. SFT TA-1467/1997.

Mudroch A., Sarazin L., Lomas T. Summary of surface and background concentrations of selected elements in the Great Lakes sediments // Great Lakes Res. 1988. V. 14, no. 2. P. 241–251. doi: 10.1016/S0380-1330(88)71553-1

Norton S.A., Henriksen A., Appleby P.G., Ludwig L.L., Vereault D.V., Traaen T.S. Trace metal pollution in eastern Finnmark, Norway, as evidenced by studies of lake sediments. Oslo: SFT-report 487/92, 1992. 42 p.

Norton S.A., Appleby P.G., Dauvalter V., Traaen T.S. Trace metal pollution in eastern Finnmark, Norway and Kola Peninsula, Northeastern Russia as evidences by studies of lake sediment. NIVA-Report 41/1996, Oslo, 1996. 18 p.

Pacyna, J.M., Pacyna, E.G. An assessment of global and regional emissions of trace met-als to the atmosphere from anthropogenic sources worldwide // Environmental Reviews. 2001. V. 4. P. 269–298. doi: 10.1139/er-9-4-269

Pacyna, J.M., Pacyna, E.G. Global emission of mercury from anthropogenic sources in 1995 // Water, Air, and Soil Pollution. 2002. V. 137. P. 143–165. doi: 10.1023/A:1015502430561

Rada R.G., Wiener J.G., Wintrey M.R., Powel D.E. Recent increases in atmospheric deposition of mercury to North Central Wisconsin lakes inferred from sediment analyses // Arch. Environ. Contam. Toxicol. 1989. V.18. P. 175–181. doi: 10.1007/BF01056202

Rekolainen S., Verta M., Liehu A. The effect of airborne mercury and peatland drainage on sediment mercury content in some Finnish forest lakes. Helsinki: National Board of Water, 1986. P. 11–21.

Rognerud S. Kvikksolv i Mjosa's sedimenter. Oslo: NIVA-rapport 0-82105. 1985.

Rognerud S., Norton S.A., Dauvalter V. Heavy metal pollution in lake sediments in the border areas between Russia and Norway. Oslo: NIVA-Report 522/ 93, 1993. 18 p.

Scheulhammer A.M., Meyer M.W., Sandheinrich M.B., Murray M.W. Effects of environ-mental methylmercury on the health of wild birds, mammals and fish // Ambio. 2007. V. 36. P. 12–18. doi: 10.1579/0044-7447(2007)36[12:EOEMOT]2.0.CO;2

Sediment Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life (2018). Canadian Envi-ronmental Quality Guidelines. Canadian Council of Ministers of the Environment. Retrieved September 4, 2018, from http://st-ts.ccme.ca/en/index.html.

Selin N.E., Jacob D.J., Park R.J., Jantosca R.M., Strode S., Jaegle L., Jaffe D. Chemical cycling and deposition of atmospheric mercury: Global constraints from observations // Journal of Geophysical Researches. 2007. V. 112. D02308. doi: 10.1029/2006JD007450

Skogheim O.K. Rapport fra Arungenprosjektet. Oslo: As- NLH, Nr. 2, 1979. 7 p.

Suchanek Т.Н., Mullen I.H., Lamphere B.A., Richerson P.J., Woodmansee C.E., Slotton D.G., Hamer E.J., Woodward L.A. Redistribution of mercury from contaminated lake sediments of Clear Lake, California // Water Air Soil Pollut. 1998. V. 104. P. 77-102. doi: 10.1023/A:1004980026183

Swain E.B., Engstrom D.R., Brigham M.E., Henning T.A., Brezonic P.L. Increasing rates of atmospheric mercury deposition in midcontinental North America // Science. 1992. V. 257. P. 784-787. doi: 10.1126/science.257.5071.784

Tenhola M., Lummaa M. Regional distribution of zinc in lake sediments from eastern Finland. Symposium on Economic Geology, Dublin, Ireland, 26-29 August, 1979. P. 67-73.

United Nations Environment Programme (UNEP), 2002. Global Mercury Assessment report. UNEP Chemicals, Geneva, Switzerland. http://www.chem.unep.ch/MERCURY/

Waldron M.C., Colman J.A., Breault R.F. Distribution, hydrologic transport, and cycling of total mercury and methyl mercury in a contaminated river-reservoir-wetland system (Sudbury River, eastern Massachusetts) // Can. J. Fish. Aquat. Sci. 2000. V. 57. P. 1080–1091.




DOI: http://dx.doi.org/10.17076/lim929

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


© Труды КарНЦ РАН, 2014-2019