Assessment of water pollution near the deep oil seep in Lake Baikal

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Water purity was assessed at the site of a deep oil seepage near Cape Gorevoy Utes (Central Baikal). Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and n-alkanes were determined in different types of oil-containing samples collected at this section of Lake Baikal. The set of studied samples included: (i) samples of water from the surface water layer; (ii) samples of water from different depths; (iii) oil on the water surface; (iv) oil from a sediment core. In the surface water layer and the water column, the total concentration of n-alkanes ranged from 0.2 to 5.3 µg/L and did not exceed the 0.1 maximum permissible concentration (MPCfish = 50 µg/L) established for hydrocarbons in water bodies of fishery importance. PAHs with carcinogenic properties were less than 0.1 ng/L. The total concentration of PAHs found in the water column did not exceed 110 ng/L; toxic equivalent (TEQ) values ranged from 0.001 to 0.110 ng/L. The distribution of petroleum hydrocarbons from the seepage site was limited, and water pollution was localised. The low level of water pollution is associated with natural mechanisms in the Baikal ecosystem. Microbiological community and phytoplankton make a decisive contribution to the purity of Baikal water, and oil fractionation during deep discharge contributes to the bioavailability of petroleum hydrocarbons.

About the authors

A. G. Gorshkov

Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: smileoc@mail.ru
Russian Federation, 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

O. N. Izosimova

Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: smileoc@mail.ru
Russian Federation, 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

O. N. Pavlova

Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: smileoc@mail.ru
Russian Federation, 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

O. M. Khlystov

Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: smileoc@mail.ru
Russian Federation, 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

T. I. Zemskaya

Limnological Institute of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences

Email: smileoc@mail.ru
Russian Federation, 3, Ulan-Batorskaya St., Irkutsk, 664033

References

  1. Council Directive 98/83/EC of 3 November, 1988. 1988. On the quality of water in intended for human consumption» into the national laws in the EU association countries. Official Journal of the European Communities 5.
  2. Golmshtok A.Y., Duchkov A.D., Hutchinson D.R. et al. 2000. Heat flow and gas hydrates of the Baikal Rift Zone. International Journal of Earth Sciences 89: 193-211. doi: 10.1007/s005319900071
  3. Gorshkov A.G., Grachev M.A., Zemskaya T.I. et al. 2006. Oil in Lake Baikal, paradox or regularity? In: International Congress on Analytical Sciences, pp. 375-376.
  4. Gorshkov A.G., Marinayte I.I., Zemskaya T.I. et al. 2010. Modern level of petroleum products in water of Lake Baikal and its tributaries. Chemistry for Sustainable Development 18: 623-630.
  5. Gorshkov A.G., Kustova O.V., Izosimova O.N. et al. 2018 POPs monitoring system in Lake Baikal – impact of time or the first need? Limnolgy and Freshwater Biology 1: 43-48. doi: 10.31951/2658-3518-2018-A-1-43
  6. Gorshkov A.G., Pavlova O.N., Khlystov O.M. et al. 2020. Fractioning of petroleum hydrocarbons from seeped oil as a factor of purity preservation of water in Lake Baikal. Journal of Great Lakes Rеsearch 46: 115-122. doi: 10.1016/j.jglr.2019.10.010
  7. Hazen T.C., Dubinsky E.A., DeSantis T.Z. et al. 2010. Deep-sea oil plume enriches indigenous oil-degrading bacteria. Science 330: 204-208. doi: 10.1126/science.119597
  8. Kashirtsev V.A., Kontorovich A.E., Moskvin V.I. et al. 2006. Terpanes from oil shows of Lake Baikal. Petroleum Chemistry 46: 217-224. doi: 10.1134/S0965544106040013
  9. Khlystov O.M., Gorshkov A.G., Egorov A.V. et al. 2007. Oil in the lake of world heritage. Doklady Earth Sciences 414: 635-659. doi: 10.1134/S1028334X07050042
  10. Khlystov O.M., Zemskaya T.I., Sitnikova T.Y. et al. 2009. Bottom bituminous constructions and biota inhabiting them according to investigation of Lake Baikal with the mir submersible. Doklady Earth Sciences 429: 1333-1336. doi: 10.1134/S1028334X09080200
  11. Kontorovich A.E., Kashirtsev V.A., Moskvin V.I. et al. 2007. Petroleum potential of Baikal deposits. Russian Geology and Geophysics 48: 1046-1053. doi: 10.1016/j.rgg.200 7. 11.004
  12. Likhoshvay A., Khanaeva T., Gorshkov A. et al. 2013. Do oil–degrading Rhodococci contribute to the genesis of deep-water bitumen mounds in Lake Baikal? Geomicrobiology Journal 30: 209-213. doi: 10.1080/01490451.2012.665149
  13. Lomakina A.V., Pogodaeva T.V., Morozov I.V. et al. 2014. Microbial communities of the discharge zone of oil- and gas-bearing fluids in low-mineral Lake Baikal. Microbiology 83: 278-287. doi: 10.1134/S0026261714030126
  14. Nemirovskaya I.A. 2004. Uglevodorody v okeane (sneg - led - voda - vzves’ - donnyye osadki) [Hydrocarbons in the ocean (snow-ice-suspended matter-bottom sediments)]. Moscow: Nauchnyj Mir. (in Russian)
  15. Nisbet I.C.T., LaGoy P.K. 1992. Toxic equivalency factors (TEFs) for polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). Regulatory Toxicology and Pharmacology 16: 290-300. doi: 10.1016/0273-2300(92)90009-x
  16. Pavlova O.N., Parfenova V.V., Zemskaya T.I. et al. 2005. Biodegradation of oil and hydrocarbon by microbial community of Lake Baikal. In: The IV-th Vereshchagin Baikal Conference, p. 147. (in Russian)
  17. Pavlova O.N., Lomakina A.V., Likhoshvay A.V. et al. 2010. Microbial communities in areas of natural oil outflow on Lake Baikal. Uspekhi Nauk o Zhizni [Successes in Life Sciences] 2: 169-172. (in Russian)
  18. Pavlova O.N., Lomakina A.V., Gorshkov A.G. et al. 2012. Microbial communities and their ability to oxidize n-alkanes in the area of release of gas and oil containing fluids in mid-Baikal (cape Gorevoi Utes). Biology Bulletin 39: 458-463. doi: 10.1134/S1062359012050123
  19. Russell M., Rosell-Mele A. 2005. Preliminary study of fluxes of major lipid biomarker classes in the water column and sediments of Lake Baikal, Russia. Global and Planetary Change 46: 45-56. doi: 10.1016/j.gloplacha.2004.11.005
  20. SanPIN 2.1.4.1074-01.2001. 2002. Drinking water. Hygienic requirements water quality of centralised drinking water supply systems. Quality control. Resolution No 24. September 26. (in Russian)
  21. Shishlyannikov S.M., Nikonova A.A., Klimenkov I.V. et al. 2017. Accumulation of petroleum hydrocarbons in intracellular lipid bodies of the freshwater diatom Synedra acus subsp. Radians. Environmental Science Pollution Research 24: 275-283. doi: 10.1007/s11356-016-7782-y
  22. Simoneit B.R.T., AboulKassim T.A.T., Tiercelin J.J., 2000. Hydrothermal petroleum from lacustrine sedimentary organic matter in the East African Rift. Applied Geochemistry 15: 355-368. doi: 10.1016/S0883-2927(99)00044-X
  23. The list of fishery standards for maximum permissible concentrations (MPC) and tentatively safe exposure levels (SEC) of harmful substances for water of water bodies of fishery importance. 1999. Moskow: VNIRO. (in Russian)
  24. Vila J., Nieto J.M., Mertens J. et al. 2010. Microbial community structure of a heavy fuel oil-degrading marine consortium: linking microbial dynamics with polycyclic aromatic hydrocarbon utilization. FEMS Microbial Ecology 73: 349-362. doi: 10.1111/j.1574-6941.2010.00902.x
  25. Zarate-del Valle P.F., Rushdi A.I., Simoneit B.R.T. 2006. Hydrothermal petroleum of Lake Chapala, Citala Rift, western Mexico: bitumen compositions from source sediments and application of hydrous pyrolysis. Applied Geochemistry 21: 701-712. doi: 10.1016/j.apgeochem.2006.01.002
  26. Yender R., Stanzel K. 2011. Tanker SOLAR 1 Oil spill, Guimaras, Philippines: impacts and response challenges. In: Fingas M.F. (Ed.), Oil spill science and technology. Prevention, response, and cleanup. Burlington, pp. 1133-1146.
  27. Yunker M.B., Macdonald R.W., Vingarzan R. et al. 2002. PAHs in the Fraser River basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition. Organic Geochemistry 33: 489-515. doi: 10.1016/S0146-6380(02)00002-5

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2020 Gorshkov A.G., Izosimova O.N., Pavlova O.N., Khlystov O.M., Zemskaya T.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

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».