medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2020-99-4-363-367medlit-111Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEОценка контаминации снегового покрова для выявления зон ингаляционного химического рискаAssess of contamination of the snow cover for detecting the zones of inhalation chemical riskЖурбаОльга МихайловнаZhurbaOlga M.

Кандидат биол. наук, зав. лаб. аналитической экотоксикологии и биомониторинга, ФГБНУ «ВосточноСибирский институт медико-экологических исследований», 665827, Ангарск.

e-mail: zhurba99@gmail.com

MD, Ph.D., head of laboratory of analytical ecotoxicology and biomonitoring of the East-Siberian Institution of Medical and Ecological Research, Angarsk, 665827, Russian Federation.

e-mail: zhurba99@gmail.com

zhurba99@gmail.comЕфимоваН. В.EfimovaN. V.noemail@neicon.ruХанхареевС. С.KhankhareevS. S.noemail@neicon.ruАлексеенкоА. Н.AlekseyenkoA. N.noemail@neicon.ruМериновА. В.MerinovA. V.noemail@neicon.ruМадееваЕ. В.MadeevaE. B.noemail@neicon.ruМоторовВ. Р.MotorovV. R.noemail@neicon.ruФГБНУ «Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований»РоссияEast-Siberian Institute of Medical and Ecological Research»Russian FederationУправление Роспотребнадзора по Республике БурятияРоссияOffice of Federal Service for Oversight of Consumer Protection and Welfare for Republic of BuryatiaRussian Federation202026052020994363367Copyright © Журба О.М., Ефимова Н.В., Ханхареев С.С., Алексеенко А.Н., Меринов А.В., Мадеева Е.В., Моторов В.Р., 20202020Журба О.М., Ефимова Н.В., Ханхареев С.С., Алексеенко А.Н., Меринов А.В., Мадеева Е.В., Моторов В.Р.Zhurba O.M., Efimova N.V., Khankhareev S.S., Alekseyenko A.N., Merinov A.V., Madeeva E.B., Motorov V.R.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/111Введение

Введение. На территории со стойким снеговым покровом атмосферные загрязнения накапливаются в течение нескольких месяцев, твёрдые осадки в виде снега являются индикаторным объектом оценки состояния городской среды.

Материал и методы

Материал и методы. Отбор проб снега производился на пробных площадях, приближенных к пунктам мониторинга атмосферного воздуха и отражающих влияние различных стационарных и передвижных источников загрязнения. Применяли методы газовой хромато-масс-спектрометрии и атомно-абсорбционной спектрометрии.

Результаты

Результаты. Получены результаты о содержании полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) и тяжёлых металлов в снеговом покрове для выявления зон риска в г. Улан-Удэ Республики Бурятия. Наиболее широкий спектр металлов зарегистрирован в точках, которые расположены вблизи крупной транспортной развязки и в жилой зоне вблизи малоэтажной застройки частного сектора. Установлено, что определяемые ПАУ в больших количествах содержатся в твёрдом осадке снеговых проб.

Заключение

Заключение. Накопление химических веществ 13 приоритетных ПАУ, из которых 60-80% от суммарного количества приходится на 3-, 4-ядерные аналоги (фенантрен, антрацен, флуорантен, пирен, бенз(а)антрацен, хризен), происходит в аккумулирующих средах. ПАУ ассоциированы с водонерастворимыми (твёрдая фаза) ПАУ, что свидетельствует о единстве основного источника загрязнения (выхлопные газы автотранспорта).

Introduction

Introduction. On the territory with a resistant snow cover, atmospheric pollution accumulates over several months; solid precipitation in the form of snow is an indicator object for assessing the state of the urban environment.

Materials and methods

Materials and methods. The sampling of snow was carried out on trial plots close to the monitoring points of atmospheric air and reflecting the influence of various stationary and mobile sources of pollution. The methods of gas chromatography-mass spectrometry and the atomic absorption spectrometry were used.

Results

Results. The results were obtained on the content of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals in snow cover to identify risk zones in the city of Ulan-Ude of the Republic of Buryatiya. The widest range of metals is recorded at points located near a major traffic interchange and in a residential area near the low-rise buildings of the private sector. The determined PAHs in large quantities were established to be contained in the solid sediment of snow samples.

Discussion

Discussion. Snow cover is a depositing and transit component of the environment. Its study gives important information about the chemical state of industrial ecosystems. About 30 thousand tons of chemical impurities enter the air basin of Ulan-Ude from stationary sources per year. Emissions of the total amount of hydrocarbons averaged of 1,741.96 tons over the study period, soot - 822.41 tons, which is by tens and hundreds times higher than that of other toxic substances, therefore, the PAH content in snow samples is higher than that of heavy metals.

Conclusion

Conclusion. The accumulation of chemicals of 13 priority PAHs, of which 60-80% of the total amount falls on 3-,4- nuclear counterparts (phenanthrene, anthracene, fluoranthene, pyrene, benzo(a)anthracene, chrysene) occurs in accumulating media. PAHs are associated with water-insoluble (solid phase) PAHs, which indicates to the unity of the main source of pollution (vehicle exhaust gases).

полициклические ароматические углеводородыснеговой покроввклады источниковсодержание тяжёлых металловхимическая нагрузкаpolycyclic aromatic hydrocarbonssnow covercontributions of sourcesheavy metal contentchemical loadReferencesНовиков С.М., Шашина Т.А., Додина Н.С., Кислицин В.А., Воробьева Л.М., Горяев Д.В. и соавт. Сравнительная оценка канцерогенных рисков здоровью населения при многосредовом воздействии химических веществ. Гигиена и санитария. 2015; 2: 88-92.Novikov S.M., Shashina T.A., Dodina N.S., Kislitsyn V.A., Vorobiova L.M., Goryaev D.V. et al. Comparative assessment of the multimedia cancer health risks caused by contamination of the Krasnoyarsk krai regions’ environment. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2015; 2: 88–92. (in Russian)Безгодов И.В., Ефимова Н.В., Кузьмина М.В., Мыльникова И.В. Ранжирование и оценка территорий Иркутской области по уровню комплексного антропогенного загрязнения. Здоровье населения и среда обитания. 2017; 2: 38-40.Bezgodov I.V., Efimova N.V., Kuz’mina M.V., Myl’nikova I.V. Ranking and assessment of Irkutsk Region by level of complex anthropogenic pollution. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya [Public Health and Life Environment]. 2017; 2: 38–40. (in Russian)Levy I., Mihele C., Lu G., Narayan J., Brook J.R. Evaluating multipollutant exposure and urban air quality: Pollutant interrelationships, neighborhood variability, and nitrogen dioxide as a proxy pollutant. Environ Health Perspect. 2014; 122: 65-72. https://doi.org/10.1289/ehp.1306518Levy I., Mihele C., Lu G., Narayan J., Brook J.R. Evaluating multipollutant exposure and urban air quality: Pollutant interrelationships, neighborhood variability, and nitrogen dioxide as a proxy pollutant. Environ Health Perspect. 2014; 122: 65–72. https://doi.org/10.1289/ehp.1306518Ефимова Н.В., Тихонова И.В., Жигалова О.В., Катульская О.Ю., Абраматец Е.А., Рычагова О.А. и соавт. Ингаляционный риск здоровью населения на территориях размещения химических предприятий (на примере Иркутской области). Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2009; 5: 111-4.Efimova N.V., Tikhonova I.V., Jigalova O.V., Katulskaya O.U., Abramatets E.A., Rychagova O.A. et al. Public health inhalation risk in the area of chemical enterprises placement. Sibirskiy meditsinskiy zhurnal (Irkutsk). 2009; 5: 111–4. (in Russian)Литау В.В., Таловская А.В., Язиков Е.Г., Лончакова А.Д., Третьякова М.И. Оценка пылевого загрязнения территории г. Омска по данным снеговой съемки. Оптика атмосферы и океана. 2015; 3: 256-9.Litau V.V., Talovskaya A.V., Yazikov E.G., Lonchakova A.D., Tretyakova M.I. Dust pollution assessment on the territory of Omsk city using snow survey. Optika atmosfery i okeana. 2015; 3: 256–9. (in Russian)Каташинская Л.И., Суппес Н.Е. Анализ источников загрязнения атмосферного воздуха в городе Ишиме и влияние химического загрязнения атмосферы на здоровье населения. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016; 2-3: 697-701.Katashinskaya L.I., Suppes N.E. Analysis of atmospheric air pollution sources in Ishim city and influence of atmosphere chemical pollution on the health of population. Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra Rossiyskoy akademii nauk. 2016; 2–3: 697–701. (in Russian)Юшков Н.Н., Ерофеева М.Р., Синегибская А.Д. Влияние объектов экономики, функционирующих на территории г. Братска, на состояние компонентов окружающей среды. Системы. Методы. Технологии. 2015; 3 (27): 128-38.Yushkov N.N., Erofeeva M.R., Sinegibskaya A.D. Influence of the economic entities operating on the territory of Bratsk on the state of environmental components. Sistemy. Metody. Tekhnologii. 2015; 3: 128–38. (in Russian)Чагина Н.Б., Айвазова Е.А., Иванченко Н.Л., Варакин Е.А., Соболев Н.А. Исследование содержания тяжёлых металлов в снеговом покрове г. Архангельска и оценка их влияния на здоровье населения. Вестник САФУ. Серия: Естественные науки. 2016; 4: 57-68. https://doi.org/10.17238/issn2227-6572.2016.4.57Chagina N.B., Ayvazova E.A., Ivanchenko N.L., Varakin E.A., Sobolev N.A. Heavy metals in snow cover of Arkhangelsk and evaluation of their influence on population health. Vestnik SAFU. Seriya: Yestestvennyye nauki. 2016; 4: 57–68. https://doi.org/10.17238/issn2227-6572.2016.4.57 (in Russian)Šillerová H., Chrastný V., Vítková M., Francová A., Jehlička J., Gutsch M.R. et al. Stable isotope tracing of Ni and Cu pollution in North-East Norway: Potentials and drawbacks. Environ Pollut. 2017; 228: 149-57. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.05.030.Šillerová H., Chrastný V., Vítková M., Francová A., Jehlička J., Gutsch M.R. et al. Stable isotope tracing of Ni and Cu pollution in North-East Norway: Potentials and drawbacks. Environ Pollut. 2017; 228: 149–57. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.05.030Hofmann L., Stemmler I., Lammel G. The impact of organochlorines cycling in the cryosphere on global distributions and fate-2. Land ice and temporary snow cover. Environ Pollut. 2012; 162: 482-8. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.10.004.Hofmann L., Stemmler I., Lammel G. The impact of organochlorines cycling in the cryosphere on global distributions and fate-2. Land ice and temporary snow cover. Environ Pollut. 2012; 162: 482–8. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2011.10.004Lebedev A.T., Mazur D.M., Polyakova O.V., Kosyakov D.S., Kozhevnikov A.Y., Latkin T.B. et al. Semi volatile organic compounds in the snow of Russian Arctic islands: Archipelago Novaya Zemlya. Environ Pollut. 2018; 239: 416-27. https://10.1016/j.envpol.2018.03.009.Lebedev A.T., Mazur D.M., Polyakova O.V., Kosyakov D.S., Kozhevnikov A.Y., Latkin T.B. et al. Semi volatile organic compounds in the snow of Russian Arctic islands: Archipelago Novaya Zemlya. Environ Pollut. 2018; 239: 416–27. https://10.1016/j.envpol.2018.03.009Ariya P.A., Dastoor A., Nazarenko Y., Amyot M. Do snow and ice alter urban air quality? Atmos Environ. 2018; 186: 266-8. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.05.028.Ariya P.A., Dastoor A., Nazarenko Y., Amyot M. Do snow and ice alter urban air quality? Atmos Environ. 2018; 186: 266–8. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2018.05.028Vecchiato M., Barbaro E., Spolaor A., Burgay F., Barbante C., Piazza R. et al. Fragrances and PAHs in snow and seawater of Ny-Ålesund (Svalbard): Local and long-range contamination. Environ Pollut. 2018; 242 (Pt B): 1740-7. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.07.095Vecchiato M., Barbaro E., Spolaor A., Burgay F., Barbante C., Piazza R. et al. Fragrances and PAHs in snow and seawater of Ny-Ålesund (Svalbard): Local and long-range contamination. Environ Pollut. 2018; 242 (Pt B): 1740–7. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2018.07.095Белых Л.И., Малых Ю.М., Пензина Э.Э., Смагунова А.Н. Источники загрязнения атмосферы полициклическими ароматическими углеводородами в промышленном Прибайкалье. Оптика атмосферы и океана. 2002; 10: 944.Belykh L.I., Malykh Yu.M., Penzina E.E., Smagunova A.N. Sources of atmospheric pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons in the industrial Baikal region. Optika atmosfery i okeana. 2002; 10: 944. (in Russian)Белых Л.И., Горшков А.Г., Рябчикова И.А., Серышев В.А., Маринайте И.И. Распределение и биологическая активность полициклических ароматических углеводородов в системе источник - снежный покров - почва - растение. Сибирский экологический журнал. 2004; 6: 793-802.Belykh L.I., Gorshkov A.G., Ryabchikova I.A., Seryshev V.A., Marinaite I.I. Distribution and Biological Activity of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in the System: Source – Snow Cover – Soil – Plant. Sibirskiy ekologicheskiy zhurnal. 2004; 6: 793–802. (in Russian)Белых Л.И., Халтурина Д.А., Мухамедьянова Р.Р. Мониторинг выбросов бенз(а)пирена в атмосферу при открытом и печном горении различных материалов. XXI век. Техносферная безопасность. 2017; 1: 23-37.Belykh L.I., Khalturina D.A., Muchamedjanova R.R. Monitoring of benz(a)pyrene emissions into the atmosphere as a result of open and oven combustion of various materials. XXI vek. Tekhnosfernaya bezopasnost’. 2017; 1: 23–37. (in Russian)Bosetti C., Boffetta P., La Vecchia C. Occupational exposures to polycyclic aromatic hy-drocarbons, and respiratory and urinary tract cancers: a quantitative review to 2005. Ann Oncol. 2007; 18: 431-46. https://doi.org/10.1093/annonc/mdl172.Bosetti C., Boffetta P., La Vecchia C. Occupational exposures to polycyclic aromatic hy-drocarbons, and respiratory and urinary tract cancers: a quantitative review to 2005. Ann Oncol. 2007; 18: 431–46. https://doi.org/10.1093/annonc/mdl172Sim M.R., Del Monaco A., Hoving J.L., MacFarlane E., McKenzie D., Benke G. et al. Mortality and cancer incidence in workers in two Australian prebake aluminium smelters. Occup Environ Med. 2009; 66: 464-70. https://doi.org/10.1136/oem.2008.040964.Sim M.R., Del Monaco A., Hoving J.L., MacFarlane E., McKenzie D., Benke G. et al. Mortality and cancer incidence in workers in two Australian prebake aluminium smelters. Occup Environ Med. 2009; 66: 464–70. https://doi.org/10.1136/oem.2008.040964Ward T.J., Semmens E.O., Weiler E., Harrar S., Noonan C.W. Efficacy of interventions targeting household air pollution from residential wood stoves. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2017; 27 (1): 64-71. https://doi.org/10.1038/jes.2015.73.Ward T.J., Semmens E.O., Weiler E., Harrar S., Noonan C.W. Efficacy of interventions targeting household air pollution from residential wood stoves. J Expo Sci Environ Epidemiol. 2017; 27 (1): 64–71. https://doi.org/10.1038/jes.2015.73Noonan C.W., Semmens E.O., Smith P., Harrar S.W., Montrose L., Weiler E. et al. Randomized trial of interventions to improve childhood asthma in homes with wood-burning stoves. Environ Health Perspect. 2017; 125 (9): 097010. https://doi.org/10.1289/EHP849Noonan C.W., Semmens E.O., Smith P., Harrar S.W., Montrose L., Weiler E. et al. Randomized trial of interventions to improve childhood asthma in homes with wood-burning stoves. Environ Health Perspect. 2017; 125 (9): 097010. https://doi.org/10.1289/EHP849.Кнунянц И.Л., гл. ред. Химическая энциклопедия. В 5 т. М.: Советская энциклопедия; 1988.Knunyants I.L., chief ed. Chemical encyclopedia [Khimicheskaya entsiklopediya]. In 5 volumes. Moscow: Sovetskaya entsiklopediya; 1988. (in Russian)Малышева А.Г., Козлова Н.Ю., Юдин С.М. Неучтённая химическая опасность процессов трансформации веществ в окружающей среде при оценке эффективности применения технологий. Гигиена и санитария. 2018; 97 (6): 490-7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-6-490-497.Malysheva A.G., Kozlova N.YU., Yudin S.M. The unaccounted hazard of processes of substances transformation in the environment in the assessment of the effectiveness of the application of technologies. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitation, Russian journal]. 2018; 6: 490–7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-6-490-497 (in Russian)Голохваст К.С., Чернышев В.В., Угай С.М. Выбросы автотранспорта и экология человека (обзор литературы). Экология человека. 2016; 1: 9-14.Golokhvast K.S., Chernyshev V.V., Ugay S.M. Car exhausts and human ecology (Literature review). Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2016; 1: 9–14. (in Russian)McNamara M., Noonan C., Ward T. Correction factor for continuous monitoring of wood smoke fine particulate matter. Aerosol Air Qual Res. 2011; 11 (3): 315-22. https://doi.org/10.4209/aaqr.2010.08.0072.McNamara M., Noonan C., Ward T. Correction factor for continuous monitoring of wood smoke fine particulate matter. Aerosol Air Qual Res. 2011; 11 (3): 315–22. https://doi.org/10.4209/aaqr.2010.08.0072Nazarenko Y., Fournier S., Kurien U., Rangel-Alvarado R.B., Nepotchatykh O. et al. Role of snow in the fate of gaseous and particulate exhaust pollutants from gasoline-powered vehicles. Environ Pollut. 2017; 223: 665-75. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.01.082Nazarenko Y., Fournier S., Kurien U., Rangel-Alvarado R.B., Nepotchatykh O. et al. Role of snow in the fate of gaseous and particulate exhaust pollutants from gasoline-powered vehicles. Environ Pollut. 2017; 223: 665–75. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2017.01.082Малышева А.Г., Рахманин Ю.А. Физико-химические исследования и методы контроля веществ в гигиене окружающей среды. СПб: Профессионал; 2014. 716 c.Malysheva A.G., Rakhmanin YU.A. Physico-chemical research and methods of controlling substances in environmental health [Fiziko-khimicheskie issledovaniya i metody kontrolya veshchestv v gigiene okruzhayushchey sredy]. St. Petersburg: Professional; 2014. 716 p. (in Russian)Гребенщикова В.И. Геохимическая специфика состава снеговой воды некоторых городов Иркутской области. Вода: химия и экология. 2013; 2: 19-25.Grebenshchikova V.I. Geochemical specificity of snow water composition in some cities of the Irkutsk regions. Voda: khimiya i ekologiya. 2013; 2: 19–25. (in Russian)Engelhard C., De Toffol S., Lek I., Rauch W., Dallinger R. Environmental impacts of urban snow management - the alpine case study of Innsbruck. Sci Total Environ. 2007; 382 (2-3): 286-94. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv. 2007.04.008Engelhard C., De Toffol S., Lek I., Rauch W., Dallinger R. Environmental impacts of urban snow management – the alpine case study of Innsbruck. Sci Total Environ. 2007; 382 (2–3): 286–94. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv. 2007.04.008Касимов Н.С., Кошелева Н.Е., Власов Д.В., Терская Е.В. Геохимия снежного покрова в восточном округе Москвы. Вестник Московского университета. Серия 5: География. 2012; 4: 14-23Kasimov N.S., Kosheleva N.E., Vlasov D.V., Terskaya E.V. Geochemistry of snow cover within the Eastern district of Moscow. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 5: Geografiya. 2012; 4: 14–23. (in Russian)Westerlund C., Viklander M. Particles and associated metals in road runoff during snowmelt and rainfall. Sci Total Environ. 2006; 362 (1-3): 143-56. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.06.031Westerlund C., Viklander M. Particles and associated metals in road runoff during snowmelt and rainfall. Sci Total Environ. 2006; 362 (1–3): 143–56. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2005.06.031

The authors declare that there are no conflicts of interest present.