Preview

Проблемы Арктики и Антарктики

Расширенный поиск

Полициклические ароматические углеводороды в снежном покрове Ямало-Ненецкого автономного округа как индикаторы влияния источников техногенных эмиссий

https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-3-261-279

Полный текст:

Аннотация

Проведен анализ содержания и состава полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в твердой фракции снежного покрова Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО). Определено суммарное содержание десяти 3–6-ядерных ПАУ в 51 пробе, отобранной на различных расстояниях от объектов топливно-энергетического комплекса, у автодорог, вблизи населенных пунктов и в удаленных арктических районах. Суммарное содержание ПАУ варьирует от 0,3 нг/мг на о. Белый, повышенного ~5 нг/мг в районах разработки новых газовых месторождений до высоких 15 нг/мг в городах ЯНАО. Выделены характерные черты состава ПАУ под влиянием эмиссий газовых факелов в центральных районах высокой техногенной нагрузки при содержании до 144 нг/мг и обогащение низкомолекулярными ПАУ. В удаленных арктических регионах доминируют высокомолекулярные 5-, 6-ядерные ПАУ. Определены профили индивидуальных ПАУ вблизи факельных установок сжигания природного газа, транспортных магистралей и объектов жилого сектора. Процентный вклад суммы 3-, 4- и 5–6-ядерных ПАУ в суммарное содержание ПАУ указывает на степень влияния эмиссий факельных установок. Индикаторные показатели: отношения флуорантена к пирену и бенз(b)флуорантена к бенз(ghi)перилену — описывают изменение состава ПАУ в твердой фракции снега при снижении вклада факельных эмиссий. Полученные данные о влиянии эмиссий на состав ПАУ снежного покрова в зонах действия техногенных источников актуальны для полярных районов освоения новых месторождений.

Об авторах

Ю. А. Завгородняя
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Москва



О. Б. Поповичева
Научно-исследовательский институт ядерной физики им Д.В. Скобельцына, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Москва



В. О. Кобелев
Научный центр изучения Арктики
Россия

Салехард



Д. П. Стародымова
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия

Москва



В. П. Шевченко
Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН
Россия

Москва



Н. С. Касимов
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Москва



Список литературы

1. Доклад об экологической ситуации в Ямало-Ненецком автономном округе в 2019 году. URL: https://dprr.yanao.ru/documents/active/74512/ (дата обращения 30.01.2021).

2. Опекунов А.Ю., Опекунова М.Г., Кукушкин С.Ю., Ганул А.Г. Оценка экологического состояния природной среды районов добычи нефти и газа в ЯНАО // Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2012. № 4. С. 86–100.

3. Кобелев В.О., Поповичева О.Б., Шинкарук Е.В., Агбалян Е.В., Колесников Р.А., Новигатский А.Н. Кислотность атмосферных осадков зимнего периода на территории районов Ямало-Ненецкого автономного округа с различной антропогенной нагрузкой // Научный вестник Ямало-Ненецкого автономного округа. 2019. № 1 (102). С. 81–88.

4. Pozhitkov R., Moskovchenko D., Soromotin A., Kudryavtsev A., Tomilova E. Trace elements composition of surface snow in the polar zone of northwestern Siberia: the impact of urban and industrial emissions // Environmental Monitoring and Assessment. 2020. V. 192. P. 215–229. doi: 10.1007/s10661-020-8179-4

5. Ravindra K., Mittal A.K., Van Grieken R. Health risk assessment of urban suspended particulate matter with special reference to polycyclic aromatic hydrocarbons: a review // Reviews on Environmental Health. 2001. V. 16. P. 169–189. doi: 10.1515/REVEH.2001.16.3.169

6. Baek S.O., Field R.A., Goldstone M.E., Kirk P.W., Lester J.N., Perry R. A review of atmospheric polycyclic aromatic hydrocarbons: Sources, fate and behavior // Water, Air and Soil Pollution. 1991. V. 60. P. 279–300. doi:10.1007/BF00282628

7. Kokovkin V.V., Raputa V.F., Morozov S.V., Yaroslavtseva T.V. Polyaromatic hydrocarbons in the vicinity of the major highways of Novosibirsk // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. № 24. P. 491–497. doi: 10.15372/KhUR20160409

8. Raputa V.F., Kokovkin V.V., Morozov S.V., Yaroslavtseva T.V. Organic carbon in the city territories of the south of West Siberia // Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24. C. 483–489.

9. Жидкин А.П., Геннадиев А.Н., Лобанов А.А. Индикационное значение соотношений полициклических ароматических углеводородов в системе снег-почва при разных условиях землепользования // Вестник Московского университета. Сер. 5: География. 2017. № 5. С. 24–31.

10. Gennadiev A.N., Zhidkin A.P., Koshovskii T.S. Factors and trends in the formation of natural– technogenic associations of polycyclic aromatic hydrocarbons in the snow–soil system // Doklady Earth Sciences. 2020. V. 490. P. 36–39. doi:10.1134/S1028334X20010031

11. Dat N.-D., Chang M.B. Review on characteristics of PAHs in atmosphere, anthropogenic sources and control technologies // Science of the Total Environment. 2017. V. 609. P. 682–693. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.07.204

12. Gouin T., Wilkinson D., Hummel S., Meyer B., Culley A. Polycyclic aromatic hydrocarbons in air and snow from Fairbanks, Alaska // Atmospheric Pollution Research. 2010. V. 1. P. 9–15. doi: 10.5094/APR.2010.002

13. Barbante C., Spolaor A., Cairns W.R., Boutron C. Man’s footprint on the Arctic environment as revealed by analysis of ice and snow // Earth Sci. Rev. 2017. № 168. P. 218–231. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2017.02.010.

14. Abramova A., Chernianskii S., Marchenko N., Terskaya E. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in snow particulates around Longyearbyen and Barentsburg settlements, Spitsbergen // Polar Rec. (Gr. Brit). 2016. V. 52. P. 645–659. https://doi.org/10.1017/S0032247416000243.

15. Nemirovskaya I.A., Shevchenko V.P. Organic compounds and suspended particulate matter in snow of high latitude areas (Arctic and Antarctic) // Atmosphere. 2020. V. 11. № 9. P. 928. doi: 10.3390/atmos11090928

16. Semenov M.Yu., Marinaite I.I. Using the end-member mixing approach to apportion sources of polycyclic aromatic hydrocarbons in various environmental compartments // Environmental Earth Sciences. 2016. V. 75. № 3. P. 207–218. doi: 10.1007/s12665-015-4969-3

17. Stogiannidis E., Laane R. Source characterization of polycyclic aromatic hydrocarbons by using their molecular indices: An overview of possibilities // Reviews of Environmental Contamination and Toxicology. 2015. V. 234. P. 49–133. doi: 10.1007/978-3-319-10638-0_2

18. Khalili N.R., Schefft P.A., Holsen T.M. PAH source fingerprints for coke ovens, diesel and gasoline engines, highway tunnels, and wood combustion emissions // Atmospheric Environment. 1995. V. 29. P. 533–542. doi: 10.1016/1352-2310(94)00275-P

19. Tobiszewski M., Namiesnik J. PAH diagnostic ratios for the identification of pollution emission sources // Environmental Pollution. 2012. V. 162. P. 110–119. doi: 10.1016/j.envpol.2011.10.025

20. Глобальное партнерство Всемирного банка по сокращению сжигания газа в факелах (GGFR). URL: https://www.worldbank.org/en/programs/gasflaringreduction#7 (дата обращения 20.09.2021).

21. Huang K., Fu J., Prikhodko V., Storey J., Romanov A., Hodson E., Cresko J.,Morozova I., Ignatieva Y., Cabaniss J. Russian anthropogenic black carbon: Emission reconstruction and Arctic black carbon simulation // J. Geophys. Research. 2015. V. 120. P. 11306–11333. doi: 10.1002/2015JD023358

22. Ященко Н.Г., Сваровская Л.И., Алексеева М.Н. Оценка экологического риска сжигания попутного нефтяного газа в Западной Сибири // Оптика атмосферы и океана. 2014. Т. 27. № 6. С. 560–566.

23. Popovicheva O., Timofeev M., Persiantseva N., Jefferson M.A., Johnson M., Rogak S.N., Baldelli A. Microstructure and chemical composition of particles from small-scale gas flaring // Aerosol and Air Quality Research. 2019. V. 19. № 10. P. 2205–2221. doi: 10.4209/aaqr.2019.04.0177

24. Рапута В.Ф. Экспериментальные и численные исследования аэрозольных выпадений примесей в окрестности нефтегазового факела // Вестник НГУ. Сер.: Математика, механика, информатика. 2013. Т. 13. № 3. C. 96–102.

25. Manousakas M., Popovicheva O., Evangeliou N., Diapouli E., Sitnikov N., Shonija N., Eleftheriadis K. Aerosol carbonaceous, elemental and ionic composition variability and origin at the Siberian High Arctic, Cape Baranova // Tellus. Series B: Chemical and Physical Meteorology. 2020. V. 72. P. 1–14. doi.org/10.1080/16000889.2020.1803708

26. Schroeder W., Oliva P., Giglio L., Csiszar I.A. The New VIIRS 375 m active fire detection data product: algorithm description and initial assessment // Remote Sensing of Environment. 2014. V. 143. P. 85–96. doi: 10.1016/j.rse.2013.12.008

27. Новигатский А.Н., Лисицын А.П. Концентрация, состав и потоки рассеянного осадочного вещества в снежно-ледовом покрове околополюсного района Арктики // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 449–453.

28. Jaffe D., Cerundolo B., Rickers J., Stolzberg R., Baklanov A. Deposition of sulfate and heavy metals on the Kola Peninsula // Science of the Total Environment. 1995. V. 160–161. P. 127–134. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04350-A.

29. Zdanowicz C., Zheng J., Klimenko E., Outridge P.M. Mercury and other trace metals in the seasonal snowpack across the subarctic taiga-tundra ecotone, Northwest Territories, Canada // Applied Geochemistry. 2017. V. 82. P. 63–78. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2017.04.011.

30. Pomeroy J.W., Davies T.D., Jones H.G., Marsh P., Peters N.E., Tranter M. Transformations of snow chemistry in the boreal forest: Accumulation and volatilization // Hydrological Processes. 1999. V. 13. № 14–15. P. 2257–2273.

31. Zavgorodnyaya Yu.A., Chikidova A.L., Biryukov M.V., Demin V.V. Polycyclic aromatic hydrocarbons in atmospheric particulate depositions and urban soils of Moscow, Russia // Journal of Soils and Sediments. 2019. V. 19. P. 3155–3165. doi: 10.1007/s11368-018-2067-3

32. Василевич М.И., Безносиков В.А., Габов Д.Н. Полициклические ароматические углеводороды в снеговом покрове фоновых территорий таежной зоны европейского северо-востока России. // Геоэкология. Инженерная геология. Гидрогеология. Геокриология. 2014. № 4. С. 337–343.

33. Hsu W.T., Liu M.C., Hung P.C., Chang S.H., Chang M.B.PAH emissions from coal combustion and waste incineration // Journal of Hazardous Materials. 2016. V. 318. P. 32–40. doi: 10.1016/j.jhazmat.2016.06.038

34. Zhidkin A.P., Gennadiev A.N., Koshovskii T.S. Input and behavior of polycyclic aromatic hydrocarbons in arable, fallow, and forest soils of the taiga zone (Tver Oblast) // Eurasian Soil Science. 2017. V. 50. № 3. P. 296–304. doi: 10.1134/S1064229317030139

35. Gennadiev A.N., Zhidkin A.P., Koshovskii T.S. Factors and trends in the formation of natural– technogenic associations of polycyclic aromatic hydrocarbons in the snow–soil system // Doklady Earth Sciences. 2020. V. 490. P. 36–39. doi: 10.1134/S1028334X20010031


Для цитирования:


Завгородняя Ю.А., Поповичева О.Б., Кобелев В.О., Стародымова Д.П., Шевченко В.П., Касимов Н.С. Полициклические ароматические углеводороды в снежном покрове Ямало-Ненецкого автономного округа как индикаторы влияния источников техногенных эмиссий. Проблемы Арктики и Антарктики. 2021;67(3):261-279. https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-3-261-279

For citation:


Zavgorodnyaya Yu.A., Popovicheva O.B., Kobelev V.O., Starodymova D.P., Shevchenko V.P., Kasimov N.S. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the snowpack of Yamal-Nenetz Autonomous region as indicators of anthropogenic source influence. Arctic and Antarctic Research. 2021;67(3):261-279. (In Russ.) https://doi.org/10.30758/0555-2648-2021-67-3-261-279

Просмотров: 57


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0555-2648 (Print)
ISSN 2618-6713 (Online)