Biogeochemical characteristics of the Sevastopol Bay sedimentation self-purification from radionuclides, mercury and chlorogenic contaminants

Main Article Content

V. N. Egorov

http://orcid.org/0000-0002-4233-3212

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=744440

S. B. Gulin

http://orcid.org/0000-0001-8692-4666

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=305710

L. V. Malakhova

http://orcid.org/0000-0001-8810-7264

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=751658

N. Yu. Mirzoyeva

http://orcid.org/0000-0002-8538-2436

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=744857

V. N. Popovichev

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=958104

N. N. Tereshchenko

http://orcid.org/0000-0002-2183-0105

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=746766

G. Е. Lazorenko

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=858617

O. V. Plotitsyna
T. V. Malakhova

http://orcid.org/0000-0002-9653-7341

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=988614

V. Yu. Proskurnin

http://orcid.org/0000-0002-2176-9228

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=746990

I. G. Sidorov

http://orcid.org/0000-0003-1620-6356

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=943528

L. V. Gulina

http://orcid.org/0000-0002-9539-9514

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=943890

L. V. Gulina

http://orcid.org/0000-0003-1545-0541

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=944978

Yu. G. Marchenko

https://elibrary.ru/author_items.asp?id=986483

Abstract

The work is focused on the study of characteristics of sedimentational self-purification from radioactive and conservative chemical pollutants in Sevastopol Bay waters. Using data on the distribution of 90Sr, 137Cs, 239,240Pu, 210Po, Hg, ΣPCB5, and ΣDDT in the surface (0–5 cm) layer of bottom sediments in different areas of the bay, it is shown that the concentrating ability of living and inert matter concerning contaminants (characterized by the concentration coefficient) is one of the major parameters in realization of biogeochemical mechanism of water self-purification. The effect of sedimentation processes is aimed at maintaining the radionuclides and chemical homeostasis of marine ecosystems by the Le Chatelier – Brown principle. Hg, ΣPCB5 and ΣDDT are shown to be the main pollutants of Sevastopol Bay waters at present.

Article Details

Keywords
Sevastopol Bay, bottom sediments, 90Sr, 137Cs, 239,240Pu, 210Po, Hg, organochlorine contaminants, biosedimentation, radionuclide and chemical homeostasis, Le Chatelier – Brown principle
Section
Scientific communications

References

1. Гулин С. Б., Егоров В. Н., Стокозов Н. А., Мирзоева Н. Ю. Определение возраста донных отложений и оценка скорости осадконакопления в прибрежных и глубоководных акваториях Чёрного моря с использованием природных и антропогенных трассеров // Радиоэкологический отклик Чёрного моря на чернобыльскую аварию / под ред. Г. Г. Поликарпова, В. Н. Егорова. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. С. 499–502. [Gulin S. B., Egorov V. N., Stokozov N. A., Mirzoeva N. Yu. Opredelenie vozrasta donnykh otlozhenii i otsenka skorosti osadkonakopleniya v pribrezhnykh i glubokovodnykh akvatoriyakh Chernogo morya s ispol’zovaniem prirodnykh i antropogennykh trasserov. In: Radioekologicheskii otklik Chernogo morya na chernobyl’skuyu avariyu / G. G. Polikarpov, V. N. Egorov (Eds). Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2008, pp. 499–502. (in Russ.)].

2. Гулин С. Б., Поликарпов Г. Г., Егоров В. Н., Коротков А. А. Геохронологическая оценка радиоактивного загрязнения Чёрного моря // Чтения памяти Н. В. Тимофеева-Ресовского: 100-летию со дня рождения Н. В. Тимофеева-Ресовского посвящается. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2000. С. 88–99. [Gulin S. B., Polikarpov G. G., Egorov V. N., Korotkov A. A. Geokhronologicheskaya otsenka radioaktivnogo zagryazneniya Chernogo morya. In: Chteniya pamyati N. V. Timofeeva-Resovskogo: 100-letiyu so dnya rozhdeniya N. V. Timofeeva-Resovskogo posvyashchaetsya. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2000, pp. 88–99. (in Russ.)].

3. Гулин С. Б., Поликарпов Г. Г., Егоров В. Н., Кривенко О. В., Стокозов Н. А., Жерко Н. В. Изучение сезонной динамики седиментационного выноса взвешенного вещества, биогенных элементов и загрязняющих веществ из поверхностного слоя воды Чёрного моря в период с 1992 по 1994 гг. // Геохимия. 1995. Т. 4, № 6. С. 863–873. [Gulin S. B., Polikarpov G. G., Egorov V. N., Krivenko O. V., Stokozov N. A., Zherko N. V. Study of seasonal dynamics of the suspended matter, nutrients and pollutants scavenging out of the Black-Sea surface from 1992 to 1994. Geokhimiya, 1995, vol. 4, no. 6, pp. 863–873. (in Russ.)].

4. Гулин С. Б., Сидоров И. Г., Гулина Л. В. Биогенная седиментация в Черном море: радиотрассерное исследование // Морской экологический журнал. 2013. Т. 12, № 2. С. 19–25. [Gulin S. B., Sidorov I. G., Gulina L. V. Biogenic sedimentation in the Black Sea: radiotracer-derived study. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2013, vol. 12, no. 2, pp. 19–25. (in Russ.)].

5. Егоров В. Н. Нормирование потоков антропогенного загрязнения черноморских регионов по биогеохимическим критериям // Экология моря. 2001. Вып. 57. С. 75–84. [Egorov V. N. Valuation of fluxes of anthropogenic pollution of the Black Sea, using biogeochemical criterions. Ekologiya morya, 2001, iss. 57, pp. 75–84. (in Russ.)].

6. Егоров В. Н., Гулин С. Б., Поповичев В. Н., Мирзоева Н. Ю., Терещенко Н. Н., Лазоренко Г. Е., Малахова Л. В., Плотицына О. В., Малахова Т. В., Проскурнин В. Ю., Сидоров И. Г., Гулина Л. В., Стецюк А. П., Марченко Ю. Г. Биогеохимические механизмы формирования критических зон в Чёрном море в отношении загрязняющих веществ // Морской экологический журнал. 2013. Т. 12, № 4. С. 5–26. [Egorov V. N., Gulin S. B., Popovichev V. N., Mirzoeva N. Yu., Tereshchenko N. N., Lazorenko G. E., Malakhova L. V., Plotitsyna O. V., Malakhova T. V., Proskurnin V. Yu., Sidorov I. G., Gulina L. V., Stetsyuk A. P., Marchenko Yu. G. Biogeochemical mechanisms of formations of critical zone concerning to pollutants in the Black Sea. Morskoj ekologicheskij zhurnal, 2013, vol. 12, no. 4, pp. 5–26. (in Russ.)].

7. Иванов В. А., Овсяный Е. И., Репетин Л. Н., Романов А. С., Игнатьева О. Г. Гидролого-гидрохимический режим Севастопольской бухты и его изменения под воздействием климатических и антропогенных факторов. Севастополь, 2006. 90 с. (Препринт / НАН Украины, Морской гидрофизический институт). [Ivanov V. A., Ovsyanyi E. I., Repetin L. N., Romanov A. S., Ignat’eva O. G. Gidrologo-gidrokhimicheskii rezhim Sevastopol’skoi bukhty i ego izmeneniya pod vozdeistviem klimaticheskikh i antropogennykh faktorov. Sevastopol, 2006, 90 p. (Preprint / NAN Ukrainy, Morskoi gidrofizicheskii institut). (in Russ.)].

8. Костова С. К., Егоров В. Н., Поповичев В. Н. Многолетние исследования загрязнения ртутью Севастопольских бухт (Чёрное море) // Экология моря. 2001. Вып. 56. С. 99–103. [Kostova S. K., Egorov V. N., Popovichev V. N. The long-term investigation of the mercury pollution in the Sevastopol Bay (the Black Sea). Ekologiya morya, 2001, iss. 56, pp. 99–103. (in Russ.)].

9. Малахова Л. В. Распределение полихлорированных бифенилов в поверхностном слое донных осадков Севастопольской бухты (Чёрное море) // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005. Вып. 12. С. 268–272. [Malakhova L. V. Raspredelenie polikhlorirovannykh bifenilov v poverkhnostnom sloe donnykh osadkov Sevastopol’skoi bukhty (Chernoe more). In: Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoi i shel’fovoi zon i kompleksnoe ispol’zovanie resursov shel’fa. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2005, iss. 12, pp. 268–272. (in Russ.)].

10. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды / под ред. А. Н. Марея, А. С. Зыковой. Москва : МЗ СССР, 1980. 356 с. [Metodicheskie rekomendatsii po sanitarnomu kontrolyu za soderzhaniem radioaktivnykh veshchestv v ob”ektakh vneshnei sredy / A. N. Marei, A. S. Zykova (Eds). Moscow: MZ SSSR, 1980, 356 p. (in Russ.)].

11. Мирзоева Н. Ю. Динамика содержания и перераспределения 90Sr в донных отложениях водоёмов Украины после аварии на ЧАЭС // Системы контроля окружающей среды (Средства, информационные технологии и мониторинг) : сб. науч. тр. Севастополь, 2010. С. 359–361. [Mirzoeva N. Yu. Dinamika soderzhaniya i pereraspredeleniya 90Sr v donnykh otlozheniyakh vodoemov Ukrainy posle avarii na ChAES. In: Sistemy kontrolya okruzhayushchei sredy (Sredstva, informatsionnye tekhnologii i monitoring): sb. nauch. tr. Sevastopol, 2010, pp. 359–361. (in Russ.)].

12. Мирзоева Н. Ю., Гулин С. Б., Архипова С. И., Коркишко Н. Ф., Мигаль Л. В., Мосейченко И. Н., Сидоров И. Г. Потоки миграции и депонирования послеаварийных радионуклидов 90Sr и 137Cs в различных районах Чёрного моря (элементы биогеохимических циклов) // Наукові праці: науково-методичний журнал. Техногенна безпека. 2013. Т. 210, № 198. С. 45–51. [Mirzoeva N. Yu., Gulin S. B., Arkhipova S. I., Korkishko N. F., Migal’ L. V., Moseichenko I. N., Sidorov I. G. Potoki migratsii i deponirovaniya posleavariinykh radionuklidov 90Sr i 137Cs v razlichnykh raionakh Chernogo morya (elementy biogeokhimicheskikh tsiklov). Naukovі pratsі: naukovo-metodichnii zhurnal. Tekhnogenna bezpeka, 2013, vol. 210, no. 198, pp. 45–51. (in Russ.)].

13. Несмеянов А. Н. Радиохимия. Москва : Химия, 1978. 560 с. [Nesmeyanov A. N. Radiokhimiya. Moscow: Khimiya, 1978, 560 p. (in Russ.)].

14. Овсяный Е. И., Артеменко В. М., Романов А. С., Орехова Н. А. Сток реки Чёрной, как фактор формирования водно-солевого режима и экологического состояния Севастопольской бухты // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2007. Вып. 15. С. 57–65. [Ovsyanyi E. I., Artemenko V. M., Romanov A. S., Orekhova N. A. Stok reki Chernoi, kak faktor formirovaniya vodno-solevogo rezhima i ekologicheskogo sostoyaniya Sevastopol’skoi bukhty. In: Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoi i shel’fovoi zon i kompleksnoe ispol’zovanie resursov shel’fa. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2007, iss. 15, pp. 57–65. (in Russ.)].

15. Овсяный Е. И., Романов А. С., Миньковская Р. Я., Красновид И. И., Озюменко Б. А., Цымбал И. М. Основные источники загрязнения морской среды Севастопольского региона // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2001. Вып. 2. С. 138–152. [Ovsyanyi E. I., Romanov A. S., Min’kovskaya R. Ya., Krasnovid I. I., Ozyumenko B. A., Tsymbal I. M. Osnovnye istochniki zagryazneniya morskoi sredy Sevastopol’skogo regiona. In: Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoi i shel’fovoi zon i kompleksnoe ispol’zovanie resursov shel’fa. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2001, iss. 2, pp. 138–152. (in Russ.)].

16. Поликарпов Г. Г. Радиоэкология морских организмов. Москва : Атомиздат, 1964. 295 с. [Polikarpov G. G. Radioekologiya morskikh organizmov. Moscow: Atomizdat, 1964, 295 p. (in Russ.)].

17. Радиоэкологический отклик Чёрного моря на чернобыльскую аварию / под ред. Г. Г. Поликарпова, В. Н. Егорова. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. 667 с. [Radioekologicheskii otklik Chernogo morya na chernobyl’skuyu avariyu / G. G. Polikarpov, V. N. Egorov (Eds). Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2008, 667 p. (in Russ.)].

18. Реймерс Н. Ф. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). Москва : Журнал «Россия Молодая», 1994. 367 с. [Reimers N. F. Ekologiya (teorii, zakony, pravila, printsipy i gipotezy). Moscow: Zhurnal “Rossiya Molodaya”, 1994, 367 p. (in Russ.)].

19. Стокозов Н. А. Морфометрические характеристики Севастопольской и Балаклавской бухт // Экологическая безопасность прибрежной и шельфовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2010. Вып. 23. С. 198–208. [Stokozov N. A. Morfometricheskie kharakteristiki Sevastopol’skoi i Balaklavskoi bukht. In: Ekologicheskaya bezopasnost’ pribrezhnoi i shel’fovoi zon i kompleksnoe ispol’zovanie resursov shel’fa. Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2010, iss. 23, pp. 198–208. (in Russ.)].

20. Терещенко Н. Н. Методика определения трансурановых элементов плутония и америция в объектах окружающей среды // Радиоэкологический отклик Черного моря на чернобыльскую аварию / под ред. Г. Г. Поликарпова, В. Н. Егорова. Севастополь : ЭКОСИ-Гидрофизика, 2008. С. 70–75. [Tereshchenko N. N. Metodika opredeleniya transuranovykh elementov plutoniya i ameritsiya v ob”ektakh okruzhayushchei sredy. In: Radioekologicheskii otklik Chernogo morya na chernobyl’skuyu avariyu / G. G. Polikarpov, V. N. Egorov (Eds). Sevastopol: EKOSI-Gidrofizika, 2008, рp. 70–75 (in Russ.)].

21. Унифицированные методы мониторинга фонового загрязнения природной среды. Москва : Гидрометеоиздат, 1986. 180 с. [Unifitsirovannye metody monitoringa fonovogo zagryazneniya prirodnoi sredy. Moscow: Gidrometeoizdat, 1986, 180 p. (in Russ.)].

22. Chen Q., Aarkrog А., Nielsen S. P., Dahlgaard H. Procedures for determination of 239,240Pu, 241Am, 237Np, 234,238U, 228,230,232Th, 99Tc, 210Pb-210Po in environmental materials / Risø National Laboratory (Roskilde). Roskilde, Denmark: Pitney Bowes Management Services, A/S, 2001, 34 р. (Riso-R-1263(EN)).