Рис. 6. Типичная хроматограмма нейтральных хлорорганических соединений, выделенных из озерных осадков.
ГХБ -- гексахлорбензол; ПеХБ -- пентахлорбензол
Fig. 6. Typical chromatogram of neutral organochlorme compounds extracted from lake sediments. HCB -- hexachlorobenzene; PeCB -- pentachlorobenzene
Возможно, играет свою роль еще и тот факт, что это озеро расположено на более открытом, чем оз. Тундровое-5, пространстве. Сказывается отсутствие отепляющего эффекта от действующих в урочище гидротерм на интенсивность внутриводоемных процессов в целом и процессов микробиальной деструкции в частности, которые при низких среднегодовых температурах протекают довольно медленно, способствуя тем самым накоплению значительного количества загрязняющих веществ в озерных осадках. Хотя, судя по характеру распределения зарегистрированных пиков ХОС на хроматограммах экстрактов осадков оз. Тундровое-5 (рис. 6), даже в специфических микроклиматических условиях гидротермальной системы процессы биодеградации в донных отложениях все же недостаточно эффективны. Так, в области выхода низкокипящих соединений, предполагающей наличие менее хлорированных бензолов (продуктов термических процессов и/или микробиальной деградации непосредственно ГХБ и ПеХБ [24, 25]), пики единичны и слабо выражены по высоте или практически отсутствуют. Наоборот, большей нагруженностью пиками выделялась область высококипящих ХОС, позволяя предполагать присутствие наряду с полихлорбензолами других высоколипофильных соединений (например, изомеров гексахлорциклогексана, которые тоже относятся к стойким органическим загрязнителям и способны к трансграничному переносу в высокоширотные регионы [4, 26]).
В целом найденные в озерных осадках концентрации полихлорбензолов были сопоставимы с приводимыми в литературе данными для удаленных пресноводных озер арктического и субарктического поясов, загрязнение которых связывается с атмосферным переносом от различных источников в низких широтах. Так, в поверхностных осадках арктических озер Гренландии максимальные концентрации ГХБ составляли 0,1 нг/г в.с.в. [28]. В осадках пресноводных озер на о. Медвежий (Норвегия) в Баренцевом море уровни содержания загрязнителя не превышали 0,8 нг/г [29], а в озерах материковой части этой страны варьировали от 0,1 до 1,4 нг/г [30, 31]. Практически в таких же количествах ГХБ выявлен в поверхностных осадках ряда арктических озер на территориях Северной Канады (0,09-1,8 нг/г) и Аляски (0,060,27 нг/г), содержание ПеХБ в этих же водоемах определено на уровне от < 0,01 до 0,73 нг/г [26, 32]. Более высокие концентрации ГХБ (1,0-5,5 нг/г) найдены в донных отложениях озер Финляндии [31].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Получены первые данные о специфике протекания биогеохимических процессов с участием хлорорганических соединений (хлорфенолов и их производных, полихлорбензолов) в малых озерах субарктического гидротермального урочища Пымвашор и на сопредельной с ним территории. Рассмотрено влияние специфических микроклиматических условий гидротермальной системы на компонентный состав и распределение ХОС в озерных осадках. В осадочной колонке озера в долине урочища Пымвашор выявлена тенденция к снижению концентраций ХОС с возрастанием глубины отбора, обусловленная и литологическими особенностями донных отложений (в частности, гранулометрическим составом, содержанием органического углерода), и спецификой источников поступления. При этом в верхних обогащенных органическим веществом слоях осадка состав ХФС представлен в основном хлорированными фенолами биотического происхождения. В донных отложениях озера вне термальной системы концентрации ХФС ниже по сравнению с их количествами в осадках озера в урочище, а состав хлорфенолов представлен соединениями преимущественно абиогенного происхождения. Исходя из удаленности района исследования от прямых источников антропогенного (техногенного) воздействия, присутствие и уровни содержания в осадках стойких хлорорганических загрязнителей (ПХФ, ГХБ и ПеХБ) связаны, скорее всего, с поступлением в прошлом и настоящем, как из близлежащих регионов, так и с территорий в низких широтах за счет переноса воздушными массами с последующим мокрым и сухим осаждением из атмосферы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ивантер В.В. Арктическое пространство России в XXI веке: факторы развития, организация управления. СПб.: Наука, 2016. 1016 с.
2. Тишков А. А., Белоновская Е.А., Глазов П.М. Антропогенная трансформация арктических экосистем России: подходы, методы, оценки // Арктика: экология и экономика. 2019. № 4 (36). С. 38-51.
3. Моисеенко Т.И. Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1997. 261 с.
4. AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues. Arctic Monitoring and Assessment Programme. Oslo: AMAP, 1998. xii+859 p.
5. Gribble G.W Naturally Occurring Organohalogen Compounds -- a Comprehensive Update. Wien; New York: Springer, 2010. 613 р.
6. Field J.A. Natural production of organohalide compounds in the environment / Organohalide- Respiring Bacteria. 2016. Р 7-29.
7. Даувальтер В.А. Геоэкология донных отложений. Мурманск: Изд-во МГТУ, 2012. 242 с.
8. Боголицын К.Г, Болотов И.Н. Функционирование субарктической гидротермальной экосистемы в зимний период. Екатеринбург: УрО РАН, 2011. 252 с.
9. ГолдинаЛ.П. География озер Большеземельской тундры. Л.: Наука, 1972. 103 с.
10. Атлас Архангельской области. М.: Главное управление геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1976. 72 с.
11. Беспалая Ю.В., БолотовИ.Н., Усачева О.В. Население моллюсков субарктической гидротермальной экосистемы в зимний период // Зоологический журнал. 2011. Т 90. № 11. С. 1304-1322.
12. ПоляковаЕ.В., ГофаровМ.Ю., СкюттеН. Г., Игловский С.А. Спутниковые и подспутниковые методы исследований наземных гидротермальных экосистем (на примере субарктического термального урочища Пымвашор в Большеземельской тундре) // Современные проблемы дистанционного зондирования земли из космоса. 2013. Т 10. № 2. С. 115-128.
13. Кадастровый отчет по ООПТ Памятник природы регионального значения «Пым-Ва-Шор». URL: http://oopt.aari.ru (дата обращения 12.12.2019).
14. Шевченко В.П., Любас А.А., Стародымова Д.П., Болотов И.Н., Аксенова О.В., Алиев Р.А., Гофаров М.Ю., Игловский С.А., Кокрятская Н.М. Особенности геохимии тяжелых металлов в донных осадках малых озер урочища Пымвашор (Большеземельская тундра) // Успехи современного естествознания. 2017. № 1. С. 105-110.
15. Клюев Н.А., Шелепчиков А.А., Сойфер В.С., Бродский Е.С. Метод проточного экстрагирования из твердых веществ // Журнал аналитической химии. 2003. Т 58. № 7. С. 707-708.
16. ISO 14154:2005(E). Soil quality -- Determination of some selected chlorophenols -- Gas- chromatographic method with electron-capture detection. International standard. 2005. 15 р.
17. Method 8081B (SW-846): Organochlorine pesticides by gas chromatography. Revision 2. EPA. 2007. URL: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-12/documents/8081b.pdf (дата обращения 12.12.2019).
18. Гельман Н.Э. Методы количественного органического элементного микроанализа. М.: Химия, 1987. 296 с.
19. КолпаковаЕ.С. Хлорфенольные соединения в пресноводных озерах субарктических регионов // Проблемы Арктики и Антарктики. 2018. Т 64. № 4. С. 366-376.
20. Briois C., GullettB., Ryan S., Tabor D., Touati A. Temperature and concentration effects on the dioxin and furan formation from a mixture of chlorophenols over fly ash // Organohalogen Compounds. 2006. V 68. Р 850-856.
21. КафенгаузЛ.Б. Эволюция промышленного производства России (последняя треть XIX в. -- 30-е годы ХХ в.). М.: Эпифания, 1994. 848 с.
22. Мотузова ГВ., Карпова Е.А. Химическое загрязнение биосферы и его экологические последствия. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2013. 304 с.
23. Ровинский Ф.Я., Воронова Л.Д., АфанасьевМ.И. Фоновый мониторинг загрязнений экосистем суши хлорорганическими соединениями. Л.: Гидрометеоиздат, 1990. 270 с.
24. Barber J., Sweetman A., Jones K. Hexachlorobenzene -- Sources, environmental fate and risk characterization: Science Dossier / Euro Chlor. 2005. 116 p.
25. Bailey R.E., van Wijk D., Thomas PC. Sources and prevalence of pentachlorobenzene in the environment. Review // Chemosphere. 2009. V. 75.
26. Muir D.C.G., Grift N.P., Lockhart W.L. Spatial trends and historical profiles of organoclorine pesticides in Arctic lake sediments // Science of the Total Environment. 1995. V. 160/161. P 447-457.
27. Троянская А.Ф., Вельямидова А.В. Стойкие органические загрязнители в субарктических озерах на Европейском Крайнем Севере России // Водные ресурсы. 2017. № 4. С. 465-474.
28. CleemannM., RigetF, Paulsen G.B. Organochlorines in Greenland lake sediments and landlocked Arctic char (Salvelinus alpinus) // Science of the Total Environment. 2000. V 245. P 173-185.
29. Skotvold T., Wartena E., Christensen G.N. Organochlorine contaminants in biota and sediment from lakes on Bear Island. Report APN510.1443.1 / Akvaplan-NIVA. Tromso, 1999. 63 p.
30. Christensen G.N., Savinov V, Savinova T. Screening studies of POP levels in bottom sediments from selected lakes in the Paz watercourse. Report APN514.3665.01 /Akvaplan-NIVA. Tromso, 2007. 48 p.
31. Skotvold T., Wartena E., Rognerud S. Heavy metals and persistent organic pollutants in sediments and fish from lakes in Northern and Arctic regions of Norway. Report APN514.660.1 / Akvaplan- NIVA. Tromso, 1997. 97 p.
32. Allen-GilS.M., Gubala C.P., Wilson R. Organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls (PCBs) in sediments and biota from four US Arctic lakes // Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 1997. V. 33. P 378-387.
REFERENCES
1. Ivanter VV Arkticheskte prostranstvo Rossii v XXI veke: faktory razvitiya, organizatsiya upravleniya. Arctic space of Russia in the XXI century: development factors, management organization. St. Petersburg: Science, 2016: 1016 р. [In Russian].
2. Tishkov A. A., Belonovskaya Ye.A., Glazov P.M. Anthropogenic transformation of the Russian Arctic ecosystems: approaches, methods, assessments. Arktika: ekologiya i ekonomika. Arctic: Ecology and Economics. 2019, 4 (36): 38-54. [In Russian].
3. Moiseyenko T.I. Teoreticheskiye osnovy normirovaniya antropogennykh nagruzok na vodoyemy Subarktiki. Theoretical foundations of the regulation of anthropogenic pressures on the water bodies of the Subarctic. Apatity: KSC RAS, 1997: 261 p. [In Russian].
4. AMAP Assessment Report: Arctic Pollution Issues. Arctic Monitoring and Assessment Programme. Oslo: AMAP, 1998: xii+859 p.
5. Gribble G.W Naturally Occurring Organohalogen Compounds -- a Comprehensive Update. Wien; New York: Springer, 2010: 613 p.
6. Field J., Sierra-Alvarez R. Natural production of organohalide compounds in the environment. Organohalide-Respiring Bacteria. 2016, 1: 7-29.
7. Dauval 'ter V. A. Geoekologiya donnykh otlozheniy. Geoecology of bottom sediments. Murmansk: MGTU, 2012: 224 p. [In Russian].
8. Bogolitsyn K.G., Bolotov I.N. Funktsionirovaniye subarkticheskoy gidrotermal'noy ekosistemy v zimniy period. The functioning of the subarctic hydrothermal ecosystem in winter. Ekaterinburg: Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, 2011: 252 p. [In Russian].
9. Goldina L.P. Geografiya ozer Bol'shezemel'skoy tundry. The geography of the lakes of the Bolshezemelskaya tundra. Leningrad: Science, 1972: 103 p. [In Russian].
10. Atlas Arkhangel'skoy oblasti. Atlas of the Arkhangelsk region. Moscow: Main Directorate of Geodesy and Cartography under the Council of Ministers of the USSR, 1976: 72 p. [In Russian].
11. Bespalaya Yu.V, Bolotov I.N., Usacheva O.V Population of mollusks of the subarctic hydrothermal ecosystem in winter. Zoologicheskiy zhurnal. Zoological Journal. 2011, 90, 11: 1304-1322. [In Russian].
12. Polyakova Ye.V, Gofarov M.Yu., Skyutte N. G., Iglovskiy S.A. Sputnikovyye i podsputnikovyye metody issledovaniy nazemnykh gidrotermal'nykh ekosistem (na primere subarkticheskogo termal'nogo urochishchaPymvashor vBol'shezemel'skoy tundre). Satellite and sub-satellite methods for investigating terrestrial hydrothermal ecosystems (on the example of the subarctic thermal tract Pymvashor in the Bolshezemelskaya tundra). Sovremennyye problemy distantsionnogo zondirovaniya zemli izkosmosa. Modern problems of remote sensing of the Earth from space. 2013, 10, 2: 115-128. [In Russian].
13. Kadastrovyy otchet po OOPT Pamyatnikprirody regional'nogo znacheniya “Pym-Va-Shor”. Cadastral report on protected areas Monument of nature of regional significance “Pym-Va-Shor”. Available at: http://oopt.aari.ru (accessed 12.12.2019).
14. Shevchenko VP., Lyubas A.A., Starodymova D.P., Bolotov I.N., Aksonova O.V, Aliyev R.A., Gofarov M.YU., Iglovskiy S.A., Kokryatskaya N.M. Features of the geochemistry of heavy metals in bottom sediments of small lakes in the Pymvashor tract (Bolshezemelskaya tundra). Uspekhi sovremennogo yestestvoznaniya. The successes of modern science. 2017, 1: 105-110. [In Russian].
15. Klyuyev N.A., Shelepchikov A.A., Soyfer VS., Brodskiy Ye.S. Solids Flow Extraction Method. Zhurnal analiticheskoy khimii. Journal of Analytical Chemistry. 2003, 58, 7: 707-708.
16. ISO 14154:2005(E). Soil quality -- Determination of some selected chlorophenols -- Gas- chromatographic method with electron-capture detection. International standard. ISO, 2005: 15 p.
17. Method 8081B (SW-846): Organochlorine pesticides by gas chromatography. Revision 2. EPA. 2007. Available at: https://www.epa.gov/sites/production/files/2015-12/documents/8081b.pdf (accessed 12.12.2019).
18. Gel'man N.E. Metody kolichestvennogo organicheskogo elementnogo mikroanaliza. Methods of quantitative organic elemental microanalysis. Moscow: Chemistry, 1987: 296 p. [In Russian].
19. Kolpakova E.S. Chlorophenol compounds in freshwater lakes of subarctic regions. Problemy Arktiki i Antarktiki. Problems of Arctic and Antarctic. 2018, 64 (4): 366-376. [In Russian].
20. Briois C., Gullett B., Ryan S., Tabor D., Touati A. Temperature and concentration effects on the dioxin and furan formation from a mixture of chlorophenols over fly ash. Organohalogen Compounds. 2006, 68: 850-856.
21. KafengauzL.B. Evolyutsiyapromyshlennogoproizvodstva Rossii (poslednyaya tret 'XIXv. -- 30-ye godyXXv.). The evolution of industrial production in Russia (the last third of the 19th century -- the 30s of the 20th century). Moscow: Epifaniya, 1994: 848 p. [In Russian].
22. Motuzova G.V, Karpova E.A. Khimicheskoe zagriaznenie biosfery i ego ekologicheskie posledstviia. Chemical pollution of the biosphere and its environmental effects. Moscow: University of Moscow, 2013: 304 p. [In Russian].
23. Rovinskiy F.YA., Voronova L.D., Afanas'yev M.I. Fonovyy monitoring zagryazneniy ekosistem sushi khlororganicheskimi soyedineniyami. Background monitoring of pollution of land ecosystems by organochlorine compounds. Leningrad: Hydrometeoizdat, 1990: 270 p. [In Russian].
24. Barber J., Sweetman A., Jones K. Hexachlorobenzene -- Sources, environmental fate and risk characterization: Science Dossier. Euro Chlor, 2005: 116 p.
25. Bailey R.E., van Wijk D., Thomas P.C. Sources and prevalence of pentachlorobenzene in the environment. Review. Chemosphere. 2009, 75: 555-564.
26. Muir D.C.G., Grift N.P., Lockhart W.L. Spatial trends and historical profiles of organoclorine pesticides in Arctic lake sediments. Science of the Total Environment. 1995, 160/161: 447-457.
27. TroyanskayaA.F., Vel'yamidovaA.V. Persistent organic pollutants in subarctic lakes in the European Far North of Russia. Vodnyye resursy Water resources. 2017, 4: 465-474. [In Russian].
28. CleemannM., RigetF, Paulsen G.B. Organochlorines in Greenland lake sediments and landlocked Arctic char (Salvelinus alpinus). Science of the Total Environment. 2000, 245: 173-185.
29. Skotvold T., Wartena E., Christensen G.N. Organochlorine contaminants in biota and sediment from lakes on Bear Island. Report APN510.1443.1. Akvaplan-NIVA. Tromso, Norway, 1999: 63 p.
30. Christensen G.N., Savinov V., Savinova T. Screening studies of POP levels in bottom sediments from selected lakes in the Paz watercourse. Report APN514.3665.01. Akvaplan-NIVA. Tromso, Norway, 2007: 48 p.
31. Skotvold T., Wartena E., Rognerud S. Heavy metals and persistent organic pollutants in sediments and fish from lakes in Northern and Arctic regions of Norway. Report APN514.660.1. Akvaplan- NIVA. Tromso, Norway, 1997: 97 p.
32. Allen-Gil S.M., Gubala C.P., Wilson R. Organochlorine pesticides and polychlorinated biphenyls (PCBs) in sediments and biota from four US Arctic lakes. Archives of Environmental Contamination and Toxicology. 1997, 33: 378-387.