sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.1134/S2587556618060122sergeogr-785Research ArticleПриродные процессы и динамика геосистемNatural Processes and Dynamics of GeosystemsГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ В МАРГИНАЛЬНОМ ФИЛЬТРЕ СЕВЕРНОЙ ДВИНЫGeochemical Barriers on Marginal Filter of the Severnaya Dvina RiverНемировскаяИ. А.NemirovskayaI. A.ХаустовА. П.KhaustovA. P.khaustov-ap@rudn.ruРединаМ. М.RedinaM. M.Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияInstitute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian FederationРоссийский университет дружбы народовРоссияInstitute of Oceanology, Russian Academy of SciencesRussian FederationРоссийский университет дружбы народовРоссияPeoples’ Friendship University of RussiaRussian Federation201819122018064956Copyright © Немировская И.А., Хаустов А.П., Редина М.М., 20182018Немировская И.А., Хаустов А.П., Редина М.М.Nemirovskaya I.A., Khaustov A.P., Redina M.M.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/785

На основе экспериментальных данных рассмотрены процессы фазовых переходов полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) на геохимических барьерах в компонентах аквальной системы маргинального фильтра р. Северной Двины. Проведен анализ поведения наиболее распространенных в регионе ПАУ. Показана роль ПАУ как надежного индикатора формирования и взаимодействия компонентов аквальной системы в пределах маргинального фильтра, учитывая и развитие техногенных процессов. Сформирована феноменологическая модель миграции и образования ассоциаций наиболее стойких соединений в пределах геохимических барьеров. Показана преимущественная возможность миграции ПАУ на взвешенном материале, в том числе биоте. Специфика химических структур ПАУ определяет особенности перехода ПАУ в различных зонах маргинального фильтра при взаимодействии в системе “снег–лед”, “лед–вода”, “вода–взвеси”, “вода–донные отложения”. Оценена взаимосвязь между важнейшими физико-химическими свойствами ПАУ как факторами их миграционной активности и реальным распределением активности миграции и трансформации комплексов ПАУ в различных зонах маргинального фильтра. Определены активные и пассивные ПАУ с точки зрения их миграции и аккумуляции в компонентах аквальных систем. Проведена типизация ПАУ по условиям миграции через барьеры с учетом их основных физико-химических свойств.

The processes of phase transitions of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) at geochemical barriers in the components of the aquatic system of the marginal filter of the Severnaya Dvina River are studied based on experimental data. The analysis of the behavior of the most common PAHs in the region is carried out. The PAHs can be considered as reliable indicators of the formation and interaction of components of the aquatic system within the marginal filter, taking into account the development of anthropogenic processes. A phe nomenological model of migration and formation of associations of the most persistent compounds in the range of geochemical barriers is developed. The predominant possibility of migration of PAHs on the suspended material, including biota, is shown. The specificity of the chemical structures of the PAHs determines the characteristics of the transition of PAHs in different zones of the marginal filter in the interaction in systems “snow–ice”, “ice–water”, “water–suspensions”, “water–bottom sediments”. The relationship between important physical and chemical properties of PAHs as factors of their migration activity and real distributions of activity of migration and transformation of complexes of PAHs in different zones of the marginal filter is evaluated. Active and passive PAHs from the point of view of their migration and accumulation in the components of aquatic systems are identified. The classification of PAHs according to the conditions of their migration through barriers taking into account their physicochemical properties is carried out.

геохимический барьерполициклические ароматические углеводородымаргинальный фильтрвзвесидонные отложенияснегледсестонgeochemical barrierpolycyclic aromatic hydrocarbonsmarginal filtersuspended matterbottom sedimentssnowicesestonИсследование выполнено в рамках государственного задания ФАНО России (тема № 0149-2019-0007), аналитические данные обработаны при поддержке РФФИ (проект № 17- 05-00356).This research performed in the framework of the state assignment of FASO Russia (theme no. 0149-2019-0007), and analytical data were processed with support by RFBR (project no. 17-05- 00356).ReferencesЛисицын А.П. Маргинальный фильтр океанов // Океанология. 1994. Т 34. № 5. С. 735–747.Lisitszyn A.P. Marginal filter of the oceans. Okeanologiya, 1994, no. 34(5), pp. 735–747. (In Russ.).Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег– лед–вода–взвесь–донные осадки). М.: Научный Мир, 2004. 328 с.Nemirovskaya I.A. Uglevodorody v okeane (sneg–led– voda–vzves’ – donnye osadki) [Hydrocarbons in the Ocean (Snow–Ice–Water–Suspension–Bottom Sediments)]. Moscow: Nauchnyi Mir Publ., 2004. 328 p.Немировская И.А. Органические соединения в снежно-ледяном покрове Белого моря // Доклады Академии наук. 2008. Т. 418. № 5. С. 665–669.Nemirovskaya I.A. Organic compounds in the snowice cover of the White Sea. Dokl. Akad. Nauk, 2008, no. 418(5), pp. 665–669. (In Russ.).Немировская И.А. Содержание и состав органических соединений в снежно-ледяном покрове Белого моря // Геохимия. 2009. № 4. С. 415–427.Nemirovskaya I.A. The content and composition of organic compounds in snow-ice cover of the White Sea. Geokhimiya, 2009, no. 4, pp. 415–427. (In Russ.).Немировская И.А. Нефть в океане. Загрязнение и природные потоки. М.: Научный мир, 2013. 456 с.Nemirovskaya I.A. Neft’ v okeane. Zagryaznenie i prirodnye potoki [Oil in the Ocean. Pollution and Natural Flows]. Moscow: Nauchnyi Mir Publ., 2013. 456 p.Опекунов А.Ю. Экологическая седиментология. Учеб. пособие. СПб.: изд-во СПб. ун-та, 2012. 224 с.Opekunov A.Yu. Ecologicheskaya sedimentologiya [Environmental Sedimentology]. St. Petersburg: S.-Petersb. Univ. Publ., 2012. 224 p.Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 226 с.Rovinsky F.Ya., Teplitskaya T.A., Alekseeva T.A. Fonovyi monitoring politsiklicheskikh aromaticheskikh uglevodorodov [Background Monitoring of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons]. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ., 1988. 226 p.Хаустов А.П. Геохимические барьеры с позиций синергетики (семантический анализ) / Геохимия ландшафтов (к 100-летию А.И. Перельмана). Доклады Всероссийской научной конференции. (18– 20 октября 2016 г., Москва). М.: Географический факультет МГУ, 2016. С. 64–67.Khaustov A.P. Geochemical barriers from the positions of synergetics (semantic analysis). In Geokhimiya landshaftov (k 100-letiyu A.I. Perel’mana). Doklady Vserossiiskoi nauchnoi konferentsii. Moskva, 18-20.10.2016 [Geochemistry of Landscapes (to the 100th Anniversary of A.I. Perelman. Reports of All-Russian Scientific Conference. Moscow, 18–20 Oct. 2016)]. Moscow: Geogr. Fakul’tet Mosk. Gos. Univ. Publ., 2016, pp. 64–67. (In Russ.).Хаустов А.П. Техногенная геохимическая зональность углеводородов как продукт биотрансформации// Изв. вузов. Геология и разведка. 2016. № 1. С. 106–110.Khaustov A.P. Technogenic geochemical zonality of hydrocarbons as a product of biotransformation. Izv. Vuzov. Geologiya i Razvedka, 2016, no. 1, pp. 106–110. (In Russ.).Чижова Т.Л., Кудряшова Ю.В., Прокуда Н.А., Тищенко П.Я. Распределение полициклических ароматических углеводородов в воде, взвеси и донных отложениях эстуариев рек залива Петра Великого // Вестн. ДВО РАН. 2013. № 6. 149 с.Chizhova T.L., Kudryashova Yu.V., Prokuda N.A., Tishchenko P.Ya. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in water, suspended matter and bottom sediments of the estuaries of the rivers of Peter the Great Bay. Vestn. DVO RAN, 2013, no. 6, 149 p. (In Russ.).Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser. Länderarbeitsgemeinschaft Wasser. Duesseldorf, 2004.Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser. Länderarbeitsgemeinschaft Wasser. Duesseldorf, 2004.Guidelines for drinking-water quality, 2nd ed. Addendum to V. 2. Health criteria and other supporting information. World Health Organization, Geneva. 1998. 283 c.Guidelines for drinking-water quality, 2nd ed. Addendum to Vol. 2. Health criteria and other supporting information. Geneva: WHO, 1998. 283 p.Health Canada. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality – Summary Table. Water and Air Quality Bureau, Healthy Environments and Consumer Safety Branch, Health Canada, Ottawa, Ontario. 2014. 22 c.Guidelines for Canadian Drinking Water Quality – Summary Table. Ottawa, Ontario: Water and Air Quality Bureau, Healthy Environments and Consumer Safety Branch, Health Canada, 2014. 22 p.Khaustov A.P., Redina M.M. Justification of optimal methods of rehabilitation of geological environment at the leaks of oil products during their storage / SPE Arctic and Extreme Environments Conference & Exhibition. 2013. P. 1–10.Khaustov A.P., Redina M.M. Justification of optimal methods of rehabilitation of geological environment at the leaks of oil products during their storage. SPE Arctic and Extreme Environments Conference & Exhibition, 2013, pp. 1–10.Khaustov A.P., Redina M.M. Transformation of Petroleum Products in the Geological Environment Accompanying Changes in Their Bitumen Status // Water Resources. 2014. V. 41. № 7. P. 854–864.Khaustov A.P., Redina M.M. Transformation of petroleum products in the geological environment accompanying changes in their bitumen status. Water Resour., 2014, vol. 41, no. 7, pp. 854–864.S.I. № 294/1989 – European Communities (Quality of Surface Water Intended for the Abstraction of Drinking Water) Regulations, 1989.S.I. No. 294/1989 – European Communities (Quality of Surface Water Intended for the Abstraction of Drinking Water) Regulations, 1989.Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R. et al. PAHs in the Fraser River basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition // Organic Geochemistry. 2002. V. 33. P. 489–515.Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R. et al. PAHs in the Fraser River basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition. Org. Geochem., 2002, vol. 33, pp. 489–515.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.