Organic Compounds and Metals in the Sediments of Meromictic Lakes Separated from the Kandalaksha Gulf of the White Sea

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It is shown that a large number of organic compounds of autochthonous and allochthonous nature are formed in the bottom sediments of separating waterbodies in the Kandalaksha Gulf of the White Sea, despite their subarctic position. The average content of Corg, Ntot, Stot, aliphatic hydrocarbons, and polycyclic aromatic hydrocarbons in the bottom sediments are 5.33, 0.78, 0.53%, 817 μg/g, and 261 ng/g, respectively, which are significantly higher than in sediments of the open areas of the White Sea. The eutrophication of these waterbodies depends on their connection with the sea. It was found that anoxic pelitic sediments of separating lakes are enriched in Cu, Cd, Mo, Hg and U compared to sediments of the open sea bays in Kandalaksha Gulf. Thereby, the Hg and Mo contents are 2 and 14 times higher than their maximum permissible concentrations (MPC) (0.3 and 3 µg/g, respectively). A positive correlation with total sulfur (r > 0.8, р < 0.01) indicates the prevailing occurrence of these metals in form of poorly soluble sulfides.

About the authors

D. F. Budko

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences

Email: dmitry.b-1990@yandex.ru
117997, Moscow, Russia

I. A. Nemirovskaya

Shirshov Institute of Oceanology of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: nemir44@mail.ru
117997, Moscow, Russia

References

  1. Беляев Н.А. (2015) Органическое вещество и углеводородные маркеры Белого моря. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук / Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН. М., 24 с.
  2. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2019 г. (2020) Под ред. А.Н. Коршенко. М.: Наука, 281 с.
  3. Краснова Е.Д. (2008) Озеро Кисло-Сладкое. В сб.: Путешествия по Киндо-мысу. Тула: Гриф и К, 144 с.
  4. Краснова Е.Д., Пантюлин А.Н., Белевич Т.А., Воронов Д.А., Демиденко Н.А., Житина Н.С., Ильяш Л.В., Кокрятская Н.М., Лунина О.Н., Мардашова М.В., Прудковский А.А., Саввичев А.С., Филиппов А.С., Шевченко В.П. (2013) Комплексные исследования отделяющихся водоемов на разных стадиях изоляции от Белого моря в марте 2012 г. Океанология. 53(5), 714-717.
  5. Краснова Е.Д. (2021а) Экология меромиктических озер России. 1. Прибрежные морские водоемы. Водные ресурсы. 48(3), 322-333.
  6. Краснова Е.Д. (2021б) Беломорские отделяющиеся от моря водоемы: к вопросу о природе меромиксии. Геология океанов и морей: Материалы XXIV Международной Научной конференции (Школы) по морской геологии. Т. II. М.: ГЕОС, 234-238.
  7. Кукина С.Е., Корнеева Г.А., Бек Т.А. (2010) Формы металлов в донных отложениях малых губ Кандалакшского залива Белого моря. Океанология. 50(6), 926-932.
  8. Лосюк Г.Н., Кокрятская Н.М., Краснова Е.Д. (2021) Сероводородное заражение прибрежных озер на разных стадиях изоляции от Белого моря. Океанология. 61(3), 401-412.
  9. Лисицын А.П., Васильчук Ю.К., Шевченко В.П., Буданцева Н.А., Краснова Е.Д., Пантюлин А.Н., Филиппов А.С., Чижова Ю.Н. (2013) Изотопно-кислородный состав воды и снежно-ледяного покрова отделяющихся водоемов на разных стадиях изоляции от Белого моря. ДАН. 449(4), 467-473.
  10. Маслов А.В., Шевченко В.П., Подковыров В.Н., Ронкин Ю.Л., Лепихина О.П., Новигатский А.Н., Филиппов А.С., Шевченко Н.В. (2014) Особенности распределения элементов примесей и редкоземельных элементов в современных донных осадках нижнего течения р. Северной Двины и Белого моря. Литология и полезные ископаемые. 6, 463-492.
  11. Методы исследования органического вещества в океане (1980) Под ред. Е.А. Романкевича. М.: Наука, 343 с.
  12. Немировская И.А. (2009) Углеводороды в воде, взвесях, сестоне и донных осадках Белого моря в конце летнего периода. Водные ресурсы. 36(1). 68-79.
  13. Немировская И.А. (2013) Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М.: Научный мир, 432 с.
  14. Немировская И.А. (2017) Содержание и состав органических соединений в отделяющихся озерах в Антарктике и Арктике. Проблемы Арктики и Антарктики. (4,114). 76-85.
  15. Николаева И.Ю., Фяйзуллина Р.В., Бычкова Я.В., Бычков А.Ю., Бычков Д.А. (2019) Методы геохимических исследований: учебное пособие. М.: Изд. Книга-Мемуар, 94 с.
  16. Папина Т.С. (2001) Транспорт и особенности распределения тяжелых металлов в ряду: вода – взвешенное вещество – донные отложения речных экосистем. Аналитический обзор. Новосибирск: Изд. ГПНТБ СО РАН, 58 с.
  17. Папина Т.С. (2004) Эколого-аналитическое исследование распределения тяжелых металлов в водных экосистемах бассейна р. Обь. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук / Российский университет дружбы народов. М., 259 с.
  18. Поляков Д.М., Марьяш А.А., Можеровский А.В. (2019) Накопление тяжелых металлов осадками Амурского залива (Японское море). Водные ресурсы. 46(2), 172-177.
  19. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. (1988) Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 224 с.
  20. Розанов А.Г. (2015) Геохимические особенности глубоководных донных отложений Карского моря (Новоземельская впадина, желоб Святой Анны). Океанология. 55(4), 709-722.
  21. Саввичев А.С., Кадников В.В., Каллистова А.Ю., Русанов И.И., Воронов Д.А., Краснова Е.Д., Равин Н.В., Пименов Н.В. (2019) Фотозависимое окисление метана – важнейший процесс цикла метана в водной толще полярного озера Большие Хрусломены. Микробиология. 88(3), 367-371
  22. Справочники и руководства. МОК/ВМО (1984) Париж. Юнеско, № 13, 34 с.
  23. Стародымова Д.П., Шевченко В.П., Боев А.Г. (2016) Вещественный и элементный состав нерастворимых частиц в снеге северо-западного побережья Кандалакшского залива Белого моря. Успехи современного естествознания. 16, 449-453.
  24. Федоров Ю.А., Овсепян А.Э., Лисицын А.П., Доценко И.В., Новигатский А.Н., Шевченко В.П. (2011) Закономерности распределения ртути в донных отложениях по разрезу река Северная Двина – Белое море. ДАН. 436(1), 99-102.
  25. Федоров Ю.А., Овсепян А.Э., Савицкий В.А., Лисицын А.П., Шевченко В.П., Новигатский А.Н. (2019) Ртуть в донных отложениях Белого моря: распределение, источники и хронология захоронения. Океанология. 59(1), 153-162.
  26. Шапоренко С.И., Корнеева Г.А., Пантюлин А.Н., Перцова Н.М. (2005) Особенности экосистем отшурфовывающихся водоемов Кандалакшского залива Белого моря. Водные ресурсы. 32(5), 517-532.
  27. Budko D.F., Demina L.L., Lisitzin A.P. (2021) The heavy metal partitioning in the particle flux of the subarctic White Sea (Northwestern Russia). Estuarine, Coastal and Shelf Science. 249, 107063.
  28. Canfield D.E. (1989) Reactive iron in marine sediments. Geochim. Cosmochim. Acta. 53, 619-632.
  29. Chase Z., Anderson R.F., Fleisher M.Q. (2001) Evidence from authigenic uranium for increased productivity of the glacial subantarctic ocean. Paleoceanography. 16, 468-478.
  30. Jafarabadi A.R., Bakhtiari A.R., Aliabadian M., Toosi A.S. (2017). Spatial distribution and composition of aliphatic hydrocarbons, polycyclic aromatic hydrocarbons and hopanes in superficial sediments of the coral reefs of the Persian Gulf, Iran. Environmental Pollution. 224, 195-223.
  31. Helz G.R., Bura-Nakic E., Mikac N., Ciglenečki I. (2011) New model for molybdenum behavior in euxinic waters. Chemical Geology. 284, 323-332.
  32. Martin J.H., Knauer G.A. (1973) The elemental composition of plankton. Geochim. Cosmochim. Acta. 37, 1639-1653.
  33. Marz C., Stratmann A., Matthiessen J., Meinhardt A.-K., Eckert S., Schnetger B., Vogt C., Stein R., Brumsack H.-J. (2011) Manganese-rich brown layers in Arctic Ocean sediments: Composition, formation mechanisms, and diagenetic overprint. Geochim. Cosmochim. Acta. 75, 7668-7687.
  34. Monitoring of hazardous substances in the White Sea and Pechora Sea: harmonisation with OSPAR’s Coordinated Environ. Monitoring Program. (CEMP) (2011) Tromsø: Akvaplan-niva. 71 p.
  35. Morse J.W., Luther G.W. (2006) Chemical influences on trace metal-sulfide interactions in anoxic sediments. Marine Chemistry. 102, 111-123.
  36. Nishumura M., Baker E.W. (1986) Possible origin of n-alkanes with remarkable even-to-odd predominance in recent marine sediments. Geochim. Cosmochim. Acta. 50(2), 299-305.
  37. Piotrowicz S.R., Harvey G.R., Boran D.A., Weisel C.P., Springer-Young M. (1984) Cadmium, copper, and zinc interactions with marine humus as a function of ligand structure. Marine Chemistry. 14, 333-346.
  38. Resmi P.,Manju M.N.,Gireeshkumar T.R., Ratheesh C.S., Chandramohanakumar N. (2016) Source characterisation of Sedimentary organic matter in mangrove ecosystems of northern Kerala, India: Inferences from bulk characterisation and hydrocarbon biomarkers. Regional Studies in Marine Science. 7, 43-54.
  39. Scott C., Lyons T.W. (2012) Contrasting molybdenum cycling and isotopic properties in euxinic versus non-euxinic sediments and sedimentary rocks: refining the paleoproxies. Chemical Geology. 324, 19-27.
  40. Shaw T.J., Gieskes J.M., Jahnke R.A. (1990) Early diagenesis in differing depositional environments: the response of transition metals in pore water. Geochim. Cosmochim. Acta. 54, 1233-1246.
  41. Shevchenko V., Lisitzin A., Vinogradova A., Stein R. (2003) Heavy metals in aerosols over the seas of the Russian Arctic. The Science of the Total Environment. 306(1–3), 11-25.
  42. Sunderland E.M., Gobas F.A.P.C., Branfireun B.A., Heyes A. (2006) Environmental controls on the speciation and distribution of mercury in coastal sediments. Marine Chemistry. 102, 111-123.
  43. Tolosa I., Mora S., Sheikholeslami M.R., Villeneuve M.R., Bartocci J., Cattini C. (2004) Aliphatic and Aromatic Hydrocarbons in coastal Caspian Sea sediments. Mar. Poll. Bull. 48, 44-60.
  44. Warmer H., van Dokkum R. (2002) Water Pollution Control in the Netherlands. Policy and Practice 2001. RIZA, Lelystad, Netherlands, p. 77.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (1MB)
Indexing metadata
3.

Download (1MB)
Indexing metadata
4.

Download (196KB)
Indexing metadata
5.

Download (123KB)
Indexing metadata
6.

Download (88KB)
Indexing metadata
7.

Download (188KB)
Indexing metadata
8.

Download (65KB)
Indexing metadata
9.

Download (629KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Д.Ф. Будько, И.А. Немировская

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».