Mercury in the bottom sediments of the ship channel and river mouths: the Vistula lagoon | Geosphere Research. 2020. № 2. DOI: 10.17223/25421379/15/6

Mercury in the bottom sediments of the ship channel and river mouths: the Vistula lagoon

The control of mercury in the biosphere is of lasting importance, as it is a toxicant of the first hazard class.Bottom sediments, as a depositing medium, are an important indicator of the long-term ecological state of a water body. In Russia, the hygienic standards for the content of pollutants in bottom sediments of surface water bodies within populated areas have not been approved. To diagnose Hg accumulation, we used comparisons of our results with the background content and threshold levels of hazardous concentrations.These are the domestic regional and Norwegian standards, the Dutch lists of pollutants. The distribution of mercury in bottom silt-pelit and fine and fine-grained sands of dynamically heterogeneous zones of the KaliningradGulf, in the Kaliningrad Sea Canal (KSC) is olated from the open water area and in river mouths that flow into this Russian sector of the Vistula Lagoon of the Baltic Sea, was investigated. Peculiarities of accumulation - mercury scattering are traced for the period 2000-2019. Hg determinations were carried out by accredited laboratories using metrologically certified, but different in accuracy methods: 1) highly sensitive flameless atomic absorption spectrometry (AAS) using the “cold steam” technique (Julia-5K instrument with a detection limit of 0.005 mg/g), 2) using a modified scheme of the Zeeman effect and mercury spectrometers (detection limits Hg = 0.001-0.005 mg/kg). It has been established: from spring to autumn, the activation of storms and surges in the lagoon, the strengthening of the leaching regime of the channels provide a significant decrease in river mouths, and in the dynamically weakened conditions of the KaliningradSeaCanal, an increase in the amount of mercury. The use of the IVA method has led to significant overestimation of the mercury content. In bays of the navigable sea channel, in dynamically problematic areas of the estuary of the gulf and the Primorskaya Bay, and also against the background (alluvium of the Daima River) over a 20-year period, metal accumulated in bottom sediments (up to 0.155- 0.261 mg/kg; determination method - AAS). Against the background, the concentration increased by 3.6 times (from 0.023 to 0.082 mg/kg). In the dynamically weakened and active zones of the estuary - 1.7 and 1.4 times, respectively (from 0.90 to 0.155 mg/kg and from 0.050 to 0.070 mg/kg, respectively). The process ensured a transition from predominantly background accumulation of mercury (<0.15 mg/kg) to satisfactory conditions of a weak level of their pollution with the toxicant of bottom sediments. However, the safe target level of Hg = 0.3 mg/kg is still not exceeded and the current environmental and epidemiological situation regarding the mercury content in the component of surface water bodies that deposit pollutants in the region can be considered successful. Comparison of the results of mercury determinations by different methods indicates the inadmissibility of using low-sensitivity analysis methods for this purpose (inversion voltammetry). The indisputable priority in analytics belongs to the high-precision method of atomic absorption spectrometry using the technique of “cold vapor” and mercury spectrometers.

Download file
Counter downloads: 113

Keywords

ртуть, методы определения, изменчивость содержания, донные осадки, Калининградский залив, mercury, variability, alluvium, bottom sediments, Vistula lagoon

Authors

NameOrganizationE-mail
Bogdanov Nikolay A.Institute of Geography, Russian Academy of Sciencesnabog@inbox.ru
Ermolaev Boris V.Geological Institute, Russian Academy of Sciencesermolaev-bv@mail.ru
Bass Oleg V.Institute of Nature Management, Territorial Development and Urban Planning. I. Kanto.bass@mail.ru
Paranina Alina N.Herzen State Pedagogical Universitygalina_paranina@mail.ru
Всего: 4

References

Бессонов В.В., Янин Е.П. Способы оценки и ремедиации загрязненных ртутью городских почв // Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. М. : ИМГРЭ, 2005. C. 160-180
Богданов Н.А Международный форум Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды: ключевые направления и основные итоги - 2017 // Астраханский вестник экологического образования. 2018. № 1 (43). C. 107-123
Богданов Н.А., Басс О.В., Воронцов А.В. Гидро- и литодинамический контроль химического загрязнения внутренних водоемов: Калининградский залив // Астраханский вестник экологического образования. 2019. № 1 (49). С. 14-39
Богданов Н.А., Воронцов А.А., Морозова Л.Н. Тенденции химического загрязнения и динамика Калининградского залива // Водные ресурсы. 2004. № 5 (31). С. 576-590
Волох А.А., Янин Е.П. Выявление техногенных аномалий ртути в реках с использованием термического атомно-абсорбционного анализа// Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. М. : ИМГРЭ, 2005. C. 126-133
Горбунов А.В., Ляпунов С.М., Ермолаев Б.В. Распределение ртути в природных и урбанизированных средах Карелии (DOI: 10.33396 / 1728-0869) // Экология человека. 2019. № 4. С. 10-17
Лыжина А.В., Бузинов Р.В., Унгуряну Т.Н., Гудков А.Б. Химическое загрязнение продуктов питания и его влияние на здоровье населения Архангельской области // Экология человека. 2012. № 12. С. 3-9
Нормы и критерии оценки загрязненности донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Региональный норматив // Разработан ОАО «Ленморниипроект» по заказу Управления по охране окружающей среды мэрии Санкт-Петербурга. Введен в действие 22 июля 1996 г
Об экологической обстановке в Калининградской области в 2017 году: Государственный доклад. Калининград : Министерство природных ресурсов и экологии Калининград. обл., 2018. 201 с
ПНД Ф 12.1:2:2:2:2.3:3.2-03. Методические рекомендации по отбору проб почв, грунтов, донных отложений, илов, осадков сточных вод. М., 2014
СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. М. : ПНИИИС Госстроя России, 1997. 66 с
Экологические проблемы Калининградской области и Юго-Восточной Балтики. Калининград : КГУ, 1999. 104 с
Экологические проблемы Калининградской области и Балтийского региона. Калининград : КГУ, 2002. 230 с
Янин Е.П. Ртуть в России: ресурсы, производство, потребление // Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики : сб. науч. трудов. М. : ИМГРЭ, 2005. С. 5-34
Янин Е.П. Техногенные речные илы (условия формирования, вещественный состав, геохимические особенности). М. : НП АРСО, 2018. 415 с
Bakk T., Kallqvist T., Ruus A., Hylland K., Breedveld G. Development of sediment quality criteria in Norway // J. Soils Sediments. 2010. V. 10 (2). P. 172-178. DOI: 10.1007/s11368-009-0173-v
Bogdanov N.A. Heavy metals in soils as indicator of sanitary state of territories: monitoring of the south of Astrakhan region // J. of Health and Environ. Research. 2018. V. 4 (4). P. 119-129. DOI: 10.11648/j .jher.20180404.11
Clarkson T.W., Magos L. The toxicology of mercury and its chemical compounds // Crit. Rev. Toxicol. 2006. V. 36. P. 609-620
Kaim W., Schwederski B. Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life. Chichester : John Wile and Sons, 1994, 401 p
Selin N.E., Sunderland E.M., Knightes C.D., Mason R.P. Sources of Mercury Exposure for U. S. Seafood Consumers: Implications for Policy // Environ Health Perspect. 2010. Jan. V. 118 (1). P. 137-143
 Mercury in the bottom sediments of the ship channel and river mouths: the Vistula lagoon | Geosphere Research. 2020. № 2. DOI: 10.17223/25421379/15/6

Mercury in the bottom sediments of the ship channel and river mouths: the Vistula lagoon | Geosphere Research. 2020. № 2. DOI: 10.17223/25421379/15/6

Download full-text version
Counter downloads: 425