RUDN Journal of Ecology and Life SafetyRUDN Journal of Ecology and Life SafetyВестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экология и безопасность жизнедеятельности2313-23102408-8919Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba (RUDN University)2214810.22363/2313-2310-2019-27-2-105-116GeoecologyГеоэкологияResearch ArticleProblems of polycyclic aromatic hydrocarbons studying in the waters of North-Eastern Caspian SeaПроблемы изучения полициклических ароматических углеводородов в водах Северо-Восточного КаспияKhaustovAlexander PХаустовАлександр Петрович

Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor of the Department of Applied Ecology, Ecological Faculty

доктор геолого-минералогических наук, профессор кафедры прикладной экологии, экологический факультет

akhaustov@yandex.ruKenzhinZhandos DКенжинЖандос Даутович

post-graduate student of the Department of Applied Ecology, Ecological Faculty

аспирант кафедры прикладной экологии, экологический факультет

jandos-k@yandex.ruPeoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)Российский университет дружбы народов15122019272VOL 27, NO2 (2019)ТОМ 27, №2 (2019)10511617112019Copyright ©; 2019, Khaustov A.P., Kenzhin Z.D.Copyright ©; 2019, Хаустов А.П., Кенжин Ж.Д.2019Khaustov A.P., Kenzhin Z.D.Хаустов А.П., Кенжин Ж.Д.https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0https://journals.rudn.ru/ecology/article/view/22148

The problems of studying the negative factors of oil and gas activity in the waters of the North-Eastern Caspian Sea are presented. Despite the active anthropogenic activity, the specificity of hydrocarbon pollution in this part of the water area is poorly understood. The approaches to the analysis of the qualitative composition and identification of sources of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) pollution based on the indicator ratios of kinetic and thermodynamic isomers are presented. These approaches make it possible to identify the source of pollution, but a full assessment requires taking into account the seasonal dynamics of the sta- tus of aquatic systems. Estimates of the migration features of PAHs and their definitions in the aqueous phase are given. The problems of transition and the study of polyarenes to bottom sediments are assessed. The issues of the degradation of PAH and oil products in the aquatic systems of the region are considered, recommendations are given to improve the development of the research base of the reviewed topics.

Статья посвящена проблемам изучения негативных факторов проявления нефтегазовой деятельности в акватории Северо-Восточного Каспия. Несмотря на активную антропогенную деятельность, специфика углеводородного загрязнения этой части акватории изучена слабо. Представлены подходы к анализу качественного состава и идентификации источников загрязнения полициклическими ароматическими углеводородами (ПАУ) на основе индикаторных соотношений кинетических и термодинамических изомеров. Данные подходы позволяют идентифицировать источник загрязнения, однако полноценная оценка требует учета сезонной динамики состояния аквальных систем. Приведены миграционные особенности ПАУ и принципы их определения в водной фазе. Оценены проблемы перехода и изученности полиаренов в донные отложения. Рассмотрены вопросы деградации ПАУ и нефтепродуктов в аквасистемах данного региона, даны рекомендации по улучшению развития научно-исследовательской базы по рассматриваемой тематике.

water areabottom sedimentsoil pollutionmigrationpolycyclic aromatic hydrocarbonsbiotaакваториядонные отложениянефтяное загрязнениемиграцияполициклические ароматические углеводородымикробиотаGershanovich DE, Grunduls ZS. Suspended substances in the waters of the Northern Caspian. Proceedings of VNIRO. 1969;65: 57–84.Гершанович Д.Е., Грундульс З.С. Взвешенные вещества в водах Северного Каспия // Труды ВНИРО. 1969. Т. 65. С. 57-84.Abutalieva IR. Oil and gas presence and the main sources of hydrocarbon pollution in the Northern Caspian. ASTU Bulletin. 2005;6(29): 158–162.Абуталиева И.Р. Нефтегазоностность и основные источники углеводородного загрязнения Северного Каспия // Вестник АГТУ. 2005. № 6 (29). С. 158-162.Brekhovskikh VF, Ostrovskaya EV. (eds.) Pollutants in the waters of the VolgaCaspian basin. Astrakhan: Sorokin Roman Vasilyevich Publ.; 2017.Загрязняющие вещества в водах Волжско-Каспийского бассейна / отв. ред. В.Ф. Бреховских, Е.В. Островская. Астрахань: Издатель: Сорокин Роман Васильевич, 2017. 408 с.Nemirovskaya IA, Ostrovskaya EV. The Origin of Hydrocarbons in Waters and Precipitation. The System of the Caspian Sea. Moscow: Nauchniy Mir Publ.; 2016. (In Russ.)Немировская И.А., Островская Е.В. Происхождение углеводородов в водах и осадках // Система Каспийского Моря. М.: Научный мир, 2016. 480 с.Nemirovskaya IA. Oil in the ocean (pollution and natural flows). Moscow: Nauchniy Mir Publ.; 2013. (In Russ.)Немировская И.А. Нефть в океане (загрязнение и природные потоки). М.: Научный мир, 2013. 432 с.Stark JS et al. The effects of hydrocarbons on meiofauna in Antarctica. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2017;496: 56–73.Stark J.S. et al. The effects of hydrocarbons on meiofauna in marine sediments in Antarctica // Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. 2017. Vol. 496. Pp. 56-73.Khaustov AP, Redina MM, Nemirovskaya IA. Geochemical barriers in the marginal filter of the Northern Dvina. Izvestia RAN. Geographical series. 2018;(6): 49–56.Немировская И.А., Хаустов А.П., Редина М.М. Геохимические барьеры в маргинальном фильтре Северной Двины // Известия РАН. Серия географическая. 2018. № 6. С. 49-56.Khaustov AP, Redina MM. Environmental protection in oil production. Moscow: Delo Publ.; 2006.Хаустов А.П., Редина М.М. Охрана окружающей среды при добыче нефти. М.: Дело, 2006.Baekenova MK. Study of the environmental status of the coastal territory of the Caspian Sea within the Atyrau region. Hydrometeorology and ecology. 2009;(4): 1–9.Баекенова М.К. Исследование состояния окружающей среды прибрежной территории Каспийского моря в пределах Атырауской области // Гидрометеорология и экология. 2009. № 4. С. 1-9.Sarsenov AM. Ways of solving the problems of pollution of the northeast basin of the Caspian Sea with bromine and chromium. Geology, geography and global energy. 2010;37(2): 155–159.Сарсенов А.М. Пути решения проблем загрязнения северо-востока бассейна Каспийского моря бромом и хромом // Геология, география и глобальная энергия. 2010. Т. 37. № 2. С. 155-159.Kenzhegaliev A, Sarsenov KK, Kenzhegalieva DA. Phytoplankton state on the structure of Zhambay. Environmental protection in the oil and gas complex. 2015;(1): 19–22.Кенжегалиев А., Сарсенов К.К., Кенжегалиева Д.А. Состояние фитопланктона на структуре Жамбай // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2015. № 1. С. 19-22.Rovinsky FYa, Teplitskaya TA, Alekseeva TA. Background monitoring of polycyclic aromatic hydrocarbons. Leningrad: Gidrometeoizdat Publ.; 1988. (In Russ.)Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. 275 с.Sakari M. Depositional History of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Reconstruction of Petroleum Pollution: Record in Peninsular Malaysia. In: Puzyn T, Mostrag-Szlichtyng A. Organic Pollutants Ten Years After The Stockholm Convention – Environmental and Analytical Update. Croatia: InTech; 2011.Sakari M. Depositional History of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons: Reconstruction of Petroleum Pollution: Record in Peninsular Malaysia // Organic Pollutants Ten Years After The Stockholm Convention - Environmental and Analytical Update / ed. by T. Puzyn, A. Mostrag-Szlichtyng. Croatia: InTech, 2011.Jones DM, Rowland SJ, Douglas AG, Howells S. An examination of the fate of Nigerian crude oil in surface sediments of the Humber Estuary by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry. International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 1986;24: 227–247.Jones D.M., Rowland S.J., Douglas A.G., Howells S. An examination of the fate of Nigerian crude oil in surface sediments of the Humber Estuary by gas chromatography and gas chromatography-mass spectrometry // International Journal of Environmental Analytical Chemistry. 1986. Vol. 24. Pp. 227-247.Temerdashev ZA. On some methodological aspects of the assessment of oil pollution of water bodies, taking into account the degradation of oil products over time. Analytics and Control. 2016;20(3): 225–235.Темердашев З.А. О некоторых методических аспектах оценки нефтяного загрязнения водных объектов с учетом деградации нефтепродуктов во времени // Аналитика и контроль. 2016. Т. 20. № 3. С. 225-235.Tolosa I et al. Aliphatic and aromatic hydrocarbons in coastal Caspian Sea sediments. Marine Pollution Bulletin. 2004;48: 44–60.Tolosa I. et al. Aliphatic and aromatic hydrocarbons in coastal Caspian Sea sediments // Marine Pollution Bulletin. 2004. Vol. 48. Pp. 44-60.Opekunov AYu. Ecological sedimentology. Saint Petersburg: Saint Petersburg State University Publ.; 2012.Опекунов А.Ю. Экологическая седиментология: учебное пособие. СПб.: Изд-во С.-Петерб. гос. ун-та, 2012. 224 с.Fung-Chi Ko, Baker JE. Seasonal and annual levels of organic contaminants from the Susquehanna River basin to the Chesapeake Bay. Marine Pollution Bulletin. 2004;48: 840–851.Fung-Chi Ko, Joel E. Baker. Seasonal and annual levels of organic contaminants from the Susquehanna River basin to the Chesapeake Bay // Marine Pollution Bulletin. 2004. Vol. 48. Pp. 840-851.Nemirovskaya IA, Konovalov BV. Concentrations and composition of hydrocarbons in the delta zone of the Ural River during the flood. Vodnye Resursy. 2019;46(3): 303–307. (In Russ.)Немировская И.А., Коновалов Б.В. Концентрации и состав углеводородов в приустьевой зоне р. Урал во время половодья // Водные ресурсы. 2019. Т. 46. № 3. С. 303-307.Nemirovskaya IA, Ostrovskaya EV, Popova NV. Pollution by Hydrocarbons of the Volga Basin and the Shallow Water of the Northern Caspian. Environmental Protection in the Oil and Gas Complex. 2017;(5): 34–38.Немировская И.А., Островская Е.В., Попова Н.В. Загрязнение углеводородами Волжского бассейна и мелководной части Северного Каспия // Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2017. № 5. С. 34-38.Galitskaya IV, Putilina VS, Yuganova TI. The processes of biochemical degradation of petroleum hydrocarbons in the aeration zone and groundwater. Geoecology, engineering geology, hydrogeology, geocryology. 2018;(3): 43–55.Галицкая И.В., Путилина В.С., Юганова Т.И. Процессы биохимической деградации нефтяных углеводородов в зоне аэрации и подземных водах // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2018. № 3. С. 43-55.Ke Yuan et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) enrich their human-impacted aquatic environments. Environmental Pollution. 2017;230: 936–944.Ke Yuan et al. Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) enrich their human-impacted aquatic environments // Environmental Pollution. 2017. Vol. 230. Pp. 936-944.Yang S, Wen X, Shi Y, Liebner S, Jin H, Perfumo A. Hydrocarbon degraders establish at the costs of microbial richness, abundance and keystone taxa after crude oil contamination in permafrost environments. Scientific Reports. 2016;6. Article number: 37473.Yang S., Wen X., Shi Y., Liebner S., Jin H., Perfumo A. Hydrocarbon degraders establish at the costs of microbial richness, abundance and keystone taxa after crude oil contamination in permafrost environments // Scientific Reports. 2016. Vol. 6. Article number: 37473.Ma Y, Wang L, Shao Z. Pseudomonas, the dominant polycyclic aromatic hydrocarbondegrading bacteria isolated from Antarctic soils and the role of large plasmids in horizontal gene transfer. Environ. Microbiol. 2006;8: 455–465.Ma Y., Wang L., Shao Z. Pseudomonas, the dominant polycyclic aromatic hydrocarbon-degrading bacteria isolated from Antarctic soils and the role of large plasmids in horizontal gene transfer // Environ. Microbiol. 2006. Vol. 8. Pp. 455-465.De la Cueva SC, Rodriguez CH, Cruz NOS, Contreras JAR, Miranda JL. Changes in bacterial populations during bioremediation of soil contaminated with petroleum hydrocarbons. Water Air Soil Pollut. 2016. p. 227.De la Cueva S.C., Rodriguez C.H., Cruz N.O.S., Contreras J.A.R., Miranda J.L. Changes in bacterial populations during bioremediation of soil contaminated with petroleum hydrocarbons // Water Air Soil Pollut. 2016. P. 227.Khaustov AP, Redina MM. Indicator Ratios of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Geoenvironmental Studies of Natural and Technogenic Objects. Water Resources. 2017;44(7): 903–913.Khaustov A.P., Redina M.M. Indicator Ratios of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons for Geoenvironmental Studies of Natural and Technogenic Objects // Water Resources. 2017. Vol. 44. No. 7. Pp. 903-913.Zhilin AY, Bondar AM, Draganov DM. Aliphatic and Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the bottom sediments of the Barents Sea in the “Kolsk Meridian” section. Proceedings of the Kolsk Scientific Center of the Russian Academy of Sciences. 2016;2–3(36): 26.Жилин А.Ю., Бондарь А.М., Драганов Д.М. Алифатические и полициклические ароматические углеводороды в донных отложениях Баренцева моря на разрезе «Кольский меридиан» // Труды Кольского научного центра РАН. 2016. № 2-3 (36). С. 264-271.