Hydrocarbons at the Water-Atmosphere Border in the Barents and Kara Sea

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The concentrations and composition of hydrocarbons (HCs), aliphatic (AHCs), and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in the Barents and Kara Seas were determined in the surface microlayer (SML, 300 µm thick), melting ice, and surface waters. Field material was collected in 80 and 83 cruises of the R/V Akademik Mstislav Keldysh in August 2020 and June 2021, respectively. In SML, HCs occur primarily in suspension. In the Barents Sea, the AHCs content in suspension was lower (31–96, 68 µg/l on average) compared with the Kara Sea (187–1051, 693 µg/L on average), where examination was carried out in the early summer season. In the Kara Sea, the AHCs concentrations in the SML were 3.6 times higher than in the dissolved form (89–270, 158 μg/L on average), while compared to the suspension of surface waters, they were almost 15 times higher. The accumulation of organic compounds also occurs in ice, but to a lesser extent than in SML. From the alkanes composition, the influence of autochthonous processes on HCs generation in melting ice is insignificant. The PAHs contents in suspension were also 4.8 times higher on average than in the dissolved form. An influence of combustion products of ship fuel on the composition of PAHs was traced by markers, which showed that in addition to phenanthrene, in all samples fluoranthene and pyrene dominated.

About the authors

I. A. Nemirovskaya

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

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

A. V. Khramtsova

Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: asya-medvedeva95_16@mail.ru
Russia, Moscow

References

  1. Бамбуляк А., Францен Б. Транспортировка нефти из российской части Баренцева региона по состоянию на январь 2009 года. Тромсе: Акваплан-Нива, 2009. 97 с.
  2. Воробьев В.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. М.: МЧС России, 2005. 368 с.
  3. Галачьянц А.Д., Белькова Н.Л., Суханова Е.В. и др. Численность бактерионейстона и физико-химические особенности поверхностного микрослоя озера Байкал // Поволж. экол. журн. 2018. № 4. С. 379–390.
  4. Гершанович Д.Е. Елизаров А.А., Сапожников В.В. Биопродуктивность океана. М.: ВО “Агропромиздат”, 1990. 236 с.
  5. Диагностический анализ состояния окружающей среды арктической зоны Российской Федерации (расширенное резюме). М.: Научн. мир, 2011. 124 с.
  6. Завьялов П.О., Ижицкий А.С., Осадчиев А.А. и др. Структура термохалинных и био-оптических полей на поверхности Карского моря в сентябре 2011 г. // Океанология. Т. 55. № 4. С. 514–525.
  7. Израэль Ю.А., Цыбань А.В. Антропогенная экология океана. М.: Флинта, Наука, 2009. 532 с.
  8. Каминский В.Д., Супруненко О.И., Смирнов А.Н. и др. Современное ресурсное состояние и перспективы освоения минерально-сырьевой базы шельфовой области российской Арктики // Разведка и охрана недр. 2016. № 9. С. 136–142
  9. Качество морских вод по гидрохимическим показателям. Ежегодник 2020. / Под ред. Коршенко А.Н. М.: Наука, 2021. 230 с.
  10. Клювиткин А.А., Политова Н.В., Новигатский А.Н. и др. Исследования европейской Арктики в 80-м рейсе научно-исследовательского судна “Академик Мстислав Келдыш” // Океанология. 2021. Т. 61. № 1. С. 156-158.
  11. Лапин С.А. Гидрологическая характеристика Обской губы в летне-осенний период // Океанология. 2011. Т. 51. № 6. С. 984–993.
  12. Лапшин В.Б., Рагулин И.Г. О поверхностном натяжении морской воды // Метеорология и гидрология. 1990. № 11. С. 83–85.
  13. Лапшин В.Б., Рагулин И.Г. Скорость газообмена океана с атмосферой в Сев. Атлантике по данным СВЧ радиометрии с ИСЗ “Космос-1602” // Океанология. 1989. № 4. С. 597–598.
  14. Лисицын А.П. Современные представления об осадкообразовании в океанах и морях. Океан как природный самописец взаимодействия геосфер Земли // Мировой океан. Т. 2. М.: Научный мир, 2014. С. 331–571.
  15. Немировская И.А. Углеводороды в океане (снег–лед–вода–взвесь–донные осадки) М.: Научный мир, 2004. 328 с.
  16. Немировская И.А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М.: Научный мир, 2013. 432 с.
  17. Немировская И.А. Изменчивость концентраций и состава углеводородов во фронтальных зонах Карского моря // Океанология. 2015. Т. 55. № 4. С. 497–507.
  18. Немировская И.А., Флинт М.В. Особенности поведения органических соединений в воде и донных осадках в Карском море во время схода сезонного льда // Океанология. 2022. Т. 62. № 1. С. 64–74.
  19. Парфенова В.В. Разнообразие и физиолого-биохимические свойства гетеротрофных бактерий, выделенных из нейстона озера Байкал // Микробиология. 2016. Т. 85. № 5. С. 568–579.
  20. Патин С.А. Нефтяные разливы и их воздействие на морскую среду и биоресурсы. М.: ВНИРО, 2008. 507 с.
  21. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 224 с.
  22. Справочники и руководства. МОК/ВМО. № 15. Париж: Юнеско, 1985. 12 с.
  23. AMAP. Sources, Inputs and Concentrations of Petroleum Hydrocarbons, Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, and other Contaminants Related to Oil and Gas Activities in the Arctic, Chapter 4 / Assessment 2007: Oil and Gas Activities in the Arctic – Effects and Potential Effects. V. 2. Oslo: AMAP, 2007.
  24. Ivanov A.Y., Ivonin D.V., Terleeva N.V. et al. Oil spills in the Barents Sea: The results of multiyear monitoring with synthetic aperture radar // Marine Pollution Bulletin. 2022. V. 179. P. 113677. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2022.113677
  25. Lipiatou E., Marty J.C., Saliot A. Sediment trap fluxes of polycyclic aromatic hydrocarbons in the Mediterranean Sea // Marine Chemistry. 1993. V. 44. P. 43–54.
  26. Lipiatou E., Saliot A. Hydrocarbon contamination of the Rhone delta and western Mediterranean // Marine Pollution Bulletin. 1991. V. 22. P. 297–304.
  27. Melnikov I.A. Antarctic Sea Ice Ecosystems: A Comparative Analysis. In Arctic and Antarctic; Nauka: Mocow, Russia, 2003. V. 36. P. 149–164.
  28. Monitoring of hazardous substances in the White Sea and Pechora Sea: harmonisation with OSPAR’s Coordinated Environmental Monitoring Programme (CEMP) Tromsø: Akvaplan-niva. 2011. 71 p.
  29. NAS (National Academy of Sciences). Oil in the Sea III: Inputs, Fates, and Effects. Washington, D.C.: The National Academies Press, 2003. 265 p.
  30. 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. 928 p. https://doi.org/10.3390/atmos11090928
  31. Nemirovskaya I.A., Khramtsova A.V. Features of the Hydrocarbon Distribution in the Bottom Sediments of the Norwegian and Barents Seas // Fluids 2021, 6, 456. https://doi.org/10.3390/fluids6120456
  32. Nishumura M., Baker E.W. Possible origin of n-alkanes with remarkable even-to-odd predominance in recent marine sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1986. V. 50. № 2. P. 299–305.
  33. Wurl O., Obbard J.P. A review of pollutants in the sea-surface microlayer (SML): a unique habitat for marine organisms // Marine Poll. Bul. 48, 2004, P. 1016–1030. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2004.03.016
  34. Wurl O., Ekau W., Landing W.M., Zappa Ch.J. Sea surface microlayer in a changing ocean – A perspective // Elem Sci Anth, 5 (31), 2017, P. 1–11. https://doi.org/10.1525/elementa.228
  35. Yunker M.B., Macdonald R.W., Ross P.S., Sophia C. Johannessen B. Neil D. Alkane and PAH provenance and potential bioavailability in coastal marine sediments subject to a gradient of anthropogenic sources in British Columbia, Canada // Organic Geochemistry. 2015. № 89–90. P. 80–116.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (479KB)
Indexing metadata
3.

Download (271KB)
Indexing metadata
4.

Download (865KB)
Indexing metadata
5.

Download (128KB)
Indexing metadata
6.

Download (278KB)
Indexing metadata
7.

Download (129KB)
Indexing metadata
8.

Download (2MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 И.А. Немировская, А.В. Храмцова

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».