Том 38, номер 09, статья № 7

Аннотация:

Представлены результаты исследования снежного покрова как индикатора загрязнения атмосферы Байкальской природной территории в зимний период. Выяснена пространственная неоднородность накопления 21 индивидуального полициклического ароматического углеводорода (ПАУ) в снежном покрове зимой 2021–2022 гг., дана оценка экологических рисков, связанных с их присутствием. ПАУ с фильтров экстрагировали гексаном, затем ПАУ количественно определяли с помощью газовой хроматографии с масс-спектро-метрическим детектированием (ГХ/МС). Наиболее высокие концентрации ПАУ обнаружены в промышленных городах Байкальской природной территории (14–3400 мкг/м²). Из отдельных соединений в городах преобладали фенантрен, флуорантен, бенз(b)флуорантен, пирен, бенз(k)флуорантен, ретен. В снеге со льда Байкала уровни накопления ПАУ низкие – в 5–500 раз ниже значений, характерных для городов, что свидетельствует об их минимальном переносе зимой; наименьшие значения выявлены на льду Северной котловины озера (2,0–7,7 мкг/м²). Общее поступление ПАУ на поверхность Байкала составило 128,8 кг. С применением факторного анализа выделены три группы источников поступления ПАУ в снежный покров: крупные объекты теплоэнергетики и транспорт (58–72%), мелкие котельные (~ 24%) и печное отопление (~ 6%). Рассчитанные диагностические соотношения (флуорантен/(флуорантен + пирен) и бенз(а)пирен/ бенз(g,h,i)перилен) указывают на то, что в населенных пунктах БПТ и Южного Байкала преобладают пирогенные стационарные источники и автотранспорт, а в районах Северного Байкала – петрогенные источники. Дана оценка степени загрязнения снежного покрова ПАУ с использованием коэффициентов экологического риска (RQ). Высокий вклад в суммарные коэффициенты дает бенз(b)флуорантен (RQ_max = 39–1840), бенз(k)флуорантен (RQ_max = 4–250), бензо(g,h,i)перилен (RQ_max = 4–205), индено(1,2,3-c,d)пирен (RQ_max = 4–170), бенз(а)пирен (RQ_max = 4–93). Повышенный экологический риск (RQ_max = 1–1800) зафиксирован в промышленных зонах городов Прибайкалья, умеренный — на акватории Байкала (RQ_min = 1–100). Полученные результаты могут быть использованы Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды для разработки мер по снижению выбросов ПАУ в регионе и минимизации экологических рисков.

Ключевые слова:

снежный покров, ПАУ, токсичность, источники выбросов

Иллюстрации:

Список литературы:

1. Marinaite I., Penner I., Molozhnikova E., Shikhovtsev M., Khodzher T. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the atmosphere of the Southern Baikal region (Russia): Sources and relationship with meteorological conditions // Atmosphere. 2022. V. 13, N 3. P. 2–13. DOI: 10.3390/atmos13030420.
2. Sun L., Ai X., Yao X., An Q., Liu X., Yakovleva E., Zang S. Relationship between atmospheric pollution and polycyclic aromatic hydrocarbons in fresh snow during heavy pollution episodes in a cold city, northeast China // Ecotox. Environ. Safe. 2023. V. 260. P. 1–10. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2023.115091.
3. Ailijiang N., Zhong N., Zhou X., Mamat A., Chang J., Cao S., Li N. Levels, sources, and risk assessment of PAHs residues in soil and plants in urban parks of Northwest China // Sci. Rep. 2022. V.12, N 1. P. 1–14. DOI: 10.1038/s41598-022-25879-8.
4. Ganiyu S.A., Komolafe A.E., Basheeru K.A., Lasisi R.A., Adeyemi A.A. Levels, distribution, origins, and human health risk evaluation of polycyclic aromatic hydrocarbons in groundwater around a petroleum depot wastewater discharge point // Environ. Chem. Ecotox. 2024. V. 6. P. 303–314. DOI: 10.1016/j.enceco.2024.07.004.
5. Adeniji A.O., Okoh O.O., Okoh A.I. Distribution pattern and health risk assessment of polycyclic aromatic hydrocarbons in the water and sediment of Algoa Bay, South Africa // Environ. Geochem. Health. 2019. V. 41. P. 1303–1320. DOI: 10.1007/s10653-018-0213-x.
6. Menzie C.A., Potokib B. Exposure to carcinogenic PAHs in the environment // Environ. Sci. Technol. 1992. V. 26. P. 1278–1284. DOI: 10.1021/es00031a002.
7. Опенко Т.Г., Рапута В.Ф., Коковкин В.В., Шевчук Е.И. Заболеваемость злокачественными новообразованиями на территории с высокой экологической нагрузкой // Мир науки, культуры и образования. 2011. Т. 26, № 1. С. 358–363.
8. Junior F., Felipe M., Farias D., Araújo S., Sisenando H., Medeiros S. A look beyond the priority: A systematic review of the genotoxic, mutagenic, and carcinogenic endpoints of non-priority PAHs // Environ. Pollut. 2021. V. 278. P. 2–17. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.116838.
9. Maciejczyk M., Tyrpień K., Janoszka B., Gierat B. Mutagenic and carcinogenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in food – occurrence, human health effects, and assessment methods of exposure // Environ. Med. 2023. V. 26, N 1–2. P. 8–15. DOI: 10.26444/ms/168971.
10. Bukowska B., Mokra K., Michałowicz J. Benzo[a]-pyrene – environmental occurrence, human exposure, and mechanisms of toxicity // Int. J. Mol. Sci. 2022. V. 23. P. 2–30. DOI: 10.3390/ijms23116348.
11. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Иркутской области в 2022 году». Иркутск: Максима, 2023. 285 с.
12. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды Республики Бурятия в 2021 году». Улан-Удэ, 2022. 326 с.
13. Na G., Liu C., Wang Z., Ge L., Ma X., Yao Z. Distribution and characteristic of PAHs in snow of Fildes Peninsula // J. Environ. Sci. 2011. V. 23, N 9. P. 1445–1451. DOI: 10.1016/s1001-0742(10)60605-5.
14. Bayraktar H., Paloluoğlu C., Turalioğlu F.S., Gaga E.O. A multipoint (49 points) study of dry deposition of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in Erzurum, Turkey by using surrogated snow surface samplers // Environ. Sci. Pollut. Res. 2016. V. 23. P. 12400–12413. DOI: 10.1007/s11356-016-6427-5.
15. Moskovchenko D., Pozhitkov R., Lodygin E., Toptygina M. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the snow cover in the city of Tyumen (Western Siberia, Russia) // Toxics. 2022. V. 10, N 12. P. 2–18. DOI: 10.3390/toxics10120743.
16. Izvekova T.V., Kobeleva N.A., Gushchin A.A., Grinevich V.I., Rybkin V.V. Distribution of polycyclic aromatic hydrocarbons in a snow cover in the territory of Ivanovo city, Russia // Chemosphere. 2020. V. 242. P. 1–9. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2019.125150.
17. Kozhevnikov A.Y., Falev D.I., Sypalov S.A., Kozhevnikova I.S., Kosyakov D.S. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the snow cover of the northern city agglomeration // Sci. Rep. 2021. V. 11. P. 1–8. DOI: 10.1038/s41598-021-98386-x.
18. Khaustov A., Redina M. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the snow cover of Moscow (case study of the RUDN University campus) // Polycycl. Aromat. Comp. 2021. V. 41, N 5. P. 1030–1041. DOI: 10.1080/10406638.2019.1645707.
19. Горшков А.Г., Маринайте И.И., Оболкин В.А., Барам Г.И., Ходжер Т.В. Полициклические ароматические углеводороды в снежном покрове Южного побережья оз. Байкал // Оптика атмосф. и океана. 1998. Т. 11, № 8. С. 913–918.
20. Маринайте И.И., Горшков А.Г. Мониторинг экотоксикантов в объектах окружающей среды Прибайкалья. Часть II. Определение полициклических ароматических углеводородов в снежном покрове промышленных центров // Оптика атмосф. и океана. 2002. Т. 15, № 5–6. С. 450–455.
21. Hayakawa K. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Environmental Behavior and Toxicity in East Asia. Berlin/Heidelberg: Springer, 2018. P. 1–274. DOI: 10.1007/978-981-10-6775-4.
22. Vecchiato M., Barbaro E., Spolao A., Burgay F., Barbant C., Piazz R., Gambaro A. Fragrances and PAHs in snow and seawater of Ny-Alesund (Svalbard): Local and long-range contamination // Environ. Pollut. 2018. V. 242. P. 1740–1747. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.07.095.
23. Tobiszewski M., Namiesnik J. PAH diagnostic ratios for the identification of pollution emission sources // Environ. Pollut. 2012. V. 162. P. 110–119. DOI: 10.1016/j. envpol.2011.10.025.
24. Филиппов В.И., Павлов П.П., Кейко А.В., Горшков А.Г., Белых Л.И. Экспериментальное определение выбросов сажи и ПАУ котельными и домовыми печами // Изв. РАН. Энергетика. 2000. № 3. С. 107–117.
25. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 224 с.