medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2021-100-3-208-217medlit-1323Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEТяжёлые металлы и «чернобыльский след» в донных отложениях внутреннего водоёма: Калининградский заливHeavy metals and the "Chernobyl trace" in the bottom sediments of the internal reservoir: The Gulf of Kaliningradhttps://orcid.org/0000-0002-6121-8586БогдановНиколай АлександровичBogdanovNikolay A.

Доктор геогр. наук, вед. науч. сотр. лаб. геоморфологии, ФГБУН «Институт географии РАН», 119017, Москва.

e-mail: nabog@inbox.ru

MD, Ph.D., DSci, leading researcher of the Laboratory of Geomorphology resources of the Institute of Geography of the Russian Academy of Science, Moscow, 119017, Russian Federation.

e-mail: nabog@inbox.ru

nabog@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7593-0099БассО. В.BassOleg V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9354-5493СавостинаО. А.SavostinaOlga A.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9072-312XЕрмолаевБ. В.YermolayevBoris V.noemail@neicon.ruЛяпуновС. М.LyapounovSergey M.noemail@neicon.ruФГБУН «Институт географии Российской академии наук»Institution of Geography of the Russian Academy of ScienceИнститут природопользования, территориального развития и градостроительства ФГАОУ ВО «балтийский федеральный университет имени иммануила канта»Institute of Environmental Management, Urban Development and Spatial Planning of the Immanuel Kant Baltic Federal UniversityФГБУН «Геологический институт Российской академии наук»Geological Institute of the Russian Academy of Sciences2021150420211003208217Copyright © Богданов Н.А., Басс О.В., Савостина О.А., Ермолаев Б.В., Ляпунов С.М., 20212021Богданов Н.А., Басс О.В., Савостина О.А., Ермолаев Б.В., Ляпунов С.М.Bogdanov N.A., Bass O.V., Savostina O.A., Yermolayev B.V., Lyapounov S.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/1323Введение

Введение. Исключительную важность приобретает выявление механизма загрязнения и мониторинг внутренних, пограничных с другими странами, ресурсозначимых водоёмов в пределах индустриально освоенных территорий.

Материалы и методы

Материалы и методы. Статья содержит результаты исследования экологической опасности и угроз здоровью населения от накопления тяжёлых металлов (ТМ) и активности техногенных и естественных (ЕРН) радионуклидов в донных отложениях внутреннего водоёма – Калининградского залива на рубеже XX–XXI вв. (1986–2019 гг.). Потребление его загрязнённых ресурсов (морепродукты, донные отложения в качестве удобрений и минерального сырья) может негативно сказаться на здоровье жителей не только данного региона. Рассмотрены проблемы: 1) механизм и интенсивность многолетнего накопления Hg и других ТМ; 2) активность изотопа 137Cs («чернобыльский след») и ЕРН в сравнении с радиационным состоянием пляжевых песков в Латвии; 3) медико-биологические угрозы воздействия рассмотренных факторов. 

Результаты

Результаты. Замкнутость акватории обусловила роль залива как гигантской ловушки осадочного материала и загрязняющих веществ (ЗВ). Hg в воде достигала опасных концентраций 0,15–0,6 мкг/л (ПДК = 0,5 мкг/л). Накопления Hg в донных отложениях эстуария залива и бухты Приморской за 20 лет достигли слабого уровня загрязнения (норвежские критерии: от 50–90 до 155–252 мкг/кг) и приблизились к безопасному пределу – целевому уровню (300 мкг/кг – отечественный региональный норматив и голландские списки ЗВ). Возросло содержание Hg и на фоне (от 23 до 82 мкг/кг). Наиболее опасные очаги санитарно-токсикологической вредности (показатель Zс-т(AgPbCoW) > 6, до 13) совпадают с границами опасного накопления суммы ТМ (Zc(MnCrVNiCoAgZnPbSnW) > 34, до 61) и Hg (> 100–150 мкг/кг). Исходная активность 137Cs в Прибалтике уменьшилась, Бк/кг: от 110 (пляжи Латвии) до 104 и 99 (донные отложения; побережья Литвы, Калининградской области и Польши). Удельная активность ЕРН в донных отложениях залива (510–572 Бк/кг) ниже безопасного уровня (740 Бк/кг); обращение с ними не имеет ограничений. 

Заключение

Заключение. Опасность вызывает рост количества Hg. Тенденция требует постановки исследований и контроля, включая Hg в морепродуктах и биомониторинг.

Introduction

Introduction. The article contains the results of a study of environmental hazards and threats to public health from the accumulation of heavy metals (HM) and the activity of man-made and natural radionuclides (NRN) in the bottom sediments of the inner reservoir r – the Kaliningrad Bay at the turn of the XX-XXI centuries (1986-2019). The Consumption of polluted resources (seafood, bottom sediments as fertilizers, and mineral raw materials) can negatively affect residents’ health of not only this region. The problems are considered: 1) the mechanism and intensity of the long-term accumulation of Hg and other HMs, 2) the activity of the 137Cs isotope (“Chernobyl trace”) and NRN in comparison with the radiation state of the beach Sands in Latvia, 3) the biomedical threats from the factors considered.

Results

Results. The water’s closed area led to the role of the bay as a giant trap of sedimentary material and pollutants. Hg in the water reached dangerous concentrations of 0.15-0.6 mcg/l (MPC = 0.5 mcg/l). The accumulation of Hg in the bottom sediments of the Gulf estuary and Primorskaya Bay has reached a low level of pollution over 20 years (Norwegian criteria: from 50-90 to 155-252 mcg/kg) and has approached the safe limit – the target level (300 mcg/kg – the national, regional standard and Dutch lists of the pollutants). The Hg content also increased in the background (from 23 to 82 mcg/kg). The most dangerous foci of sanitary and toxicological hazard (Zc-t index (AgPbCoW) >6, up to 13) coincide with the borders of dangerous accumulation of the sum of HM (Zc(MnCrVNiCoAgZnPbSnW) >34, up to 61) and Hg (>100-150 mcg/kg). The initial activity of 137Cs in the Baltics decreased, Bq/kg: from 110 (beaches of Latvia) to 104 and 99 (bottom sediments; coasts of Lithuania, Kaliningrad region, and Poland). The specific activity of NRN in the bottom sediments of the Gulf (510-572 Bq/kg) is below the safe level (740 Bq/kg); handling them has no restrictions.

Conclusions

Conclusions. An increase in the amount of Hg causes the danger. The trend requires research and monitoring, including Hg in seafood and biomonitoring.

Калининградский заливдонные отложениятяжёлые металлырадионуклидынакоплениеугрозыздоровьеKaliningrad Baybottom depositsheavy metalsradionuclidesaccumulationhazardhealthReferencesГидрохимический режим Вислинского залива. Ленинград: Гидрометеоиздат; 1971.Hydrochemical regime of the Vistula Lagoon. Leningrad: Gidrometeoizdat; 1971. (in Russian)Богданов Н.А., Воронцов А.А., Морозова Л.Н. Тенденции химического загрязнения и динамика Калининградского залива. Водные ресурсы. 2004; 31(5): 576-90.Bogdanov N.A., Vorontsov A.A., Morozova L.N. Trends in the chemical pollution and dynamics of Kaliningrad Bay. Vodnye resursy. 2004; 31(5): 531–44. (in Russian)Государственный доклад «Об экологической обстановке в Калининградской области в 2017 году». Калининград; 2018.State Report «On the environmental situation in the Kaliningrad region in 2017». Kaliningrad; 2018. (in Russian)Айбулатов Н.А. Экологическое эхо холодной войны в морях Российской Арктики. М.: ГЕОС; 2000.Aybulatov N.A. Ecological echo of the Cold War in the seas of the Russian Arctic [Ekologicheskoe ekho kholodnoy voyny v moryakh Rossiyskoy Arktiki]. Moscow: GEOS; 2000. (in Russian)Айбулатов Н.А. Деятельность России в прибрежной зоне моря и проблемы экологии. М.: Наука; 2005.Aybulatov N.A. Activity of Russia in a Coastal Zone of the Sea and an Environmental Problem [Deyatel’nost’ Rossii v pribrezhnoy zone morya i problemy ekologii]. Moscow: Nauka; 2005. (in Russian)Янин Е.П. Техногенные геохимические ассоциации в донных отложениях малых рек (состав, особенности, методы оценки). М.: ИМГРЭ; 2002.Yanin E.P. Technogenic Geochemical Associations in the Bottom Sediments of Small Rivers (Composition, Speciality, Methods of Evaluation) [Tekhnogennye geokhimicheskie assotsiatsii v donnykh otlozheniyakh malykh rek (sostav, osobennosti, metody otsenki)]. Moscow: IMGRE; 2002. (in Russian)Дубравин В.Ф., Егорихин В.Д., Чубаренко Б.В., Бабаков А.И., Иванов С.Н. Придонные течения Калининградского залива. В кн.: Экологические проблемы Калининградской области. Калининград; 1997: 90-6.Dubravin V.F., Egorikhin V.D., Chubarenko B.V., Babakov A.I., Ivanov S.N. Bottom Currents of the Kaliningrad Bay. In: Environmental Problems of the Kaliningrad Region [Ekologicheskie problemy Kaliningradskoy oblasti]. Kaliningrad; 1997: 90–6. (in Russian)Нормы и критерии оценки загрязненности донных отложений в водных объектах Санкт-Петербурга. Региональный норматив. СПб.; 1996.Norms and criteria for assessing the pollution of bottom sediments in water bodies of St. Petersburg. Regional standard. St. Petersburg; 1996. (in Russian)СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства. М.; 1997.SP 11-102-97. Engineering and environmental surveys for construction. Moscow; 1997. (in Russian)Бессонов В.В., Янин Е.П. Способы оценки и ремедиации загрязненных ртутью городских почв. В кн.: Ртуть. Проблемы геохимии, экологии, аналитики. М.: ИМГРЭ; 2005: 160-80.Bessonov V.V., Yanin E.P. Mercury. Methods for assessing and remedying mercury-contaminated urban soils. In: Mercury. Problems of Geochemistry, Ecology, Analytics [Rtut’. Problemy geokhimii, ekologii, analitiki]. Moscow: IMGRE; 2005: 160–80. (in Russian)Bakk T., Kallqvist T., Ruus A., Hylland K., Breedveld G. Development of sediment quality criteria in Norway. J. Soils Sediments. 2010; 10(2): 172-8. https://doi.org/10.1007/s11368-017-1713-5Bakk T., Kallqvist T., Ruus A., Hylland K., Breedveld G. Development of sediment quality criteria in Norway. J. Soils Sediments. 2010; 10(2): 172–8. https://doi.org/10.1007/s11368-017-1713-5Богданов Н.А., Басс О.В., Савостина О.А., Чугаевич В.Я. Экологическое состояние Калининградского залива по изменчивости содержания нефтепродуктов в донных отложениях. В кн.: Осипов В.И., ред. Сергеевские чтения. Выпуск 22: «Геоэкологические аспекты реализации национального проекта «Экология». Диалог поколений». Материалы годичной сессии Научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии. М.; 2020: 349-55.Bogdanov N.A., Bass O.V., Savostina O.A., Chugaevich V.Ya. The ecological state of the Kaliningrad Gulf according to the variability of oil products in bottom sediments. In: Osipov V.I., ed. Sergeyev readings. Volume 22: «Geoecological aspects of the implementation of the national project “Ecology”. The dialogue of generations». Materials of the Annual Session of the Scientific Council of the Russian Academy of Sciences on the Problems of Geoecology, Engineering Geology and Hydrogeology [Sergeevskie chteniya. Vypusk 22: «Geoekologicheskie aspekty realizatsii natsional’nogo proekta «Ekologiya». Dialog pokoleniy». Materialy godichnoy sessii Nauchnogo soveta RAN po problemam geoekologii, inzhenernoy geologii i gidrogeologii]. Moscow; 2020: 349–55. (in Russian)Богданов Н.А. Экологическая опасность последствий техногенеза на акватории и морском берегу. Гигиена и санитария. 2018; 97(5): 411-7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-5-411-417Bogdanov N.A. Environmental hazard of the consequences of technogenesis on the aquatoria and the sea bank. Gigiena i Sanitariya (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2018; 97(5): 411–7. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2018-97-5-411-417 (in Russian)Экологические проблемы Калининградской области и Балтийского региона. Калининград; 2002.Environmental problems of the Kaliningrad region and the Baltic region. Kaliningrad; 2002. (in Russian)СанПиН 2.6.1.2800-10. Требования радиационной безопасности при облучении населения за счет источников ионизирующего облучения. М.; 2011.SanPiN 2.6.1.2800-10. Radiation safety requirements for public exposure to ionizing radiation sources. Moscow; 2011. (in Russian)Бондаренко О.А., Мовчан Я.И., Тарасова О.Г., Балашов Л.С., Драпалюк А.Н., Парчук Г.В. и соавт. Чернобыльская катастрофа: 29 лет спустя. Астраханский вестник экологического образования. 2015; (2): 90-104.Bondarenko O.A., Movchan Ya.I., Tarasova O.G., Balashov L.S., Drapalyuk A.N., Parchuk G.V., et al. Chоrnobyl catastrophe: 29 years later. Astrakhanskiy vestnik ekologicheskogo obrazovaniya. 2015; (2): 90–104. (in Russian)Санаров Е.М., Баландович Б.А., Кузьмин Э.Ф., Корниенко М.Г., Алтынников В.В. Экологическая оценка радионуклидного загрязнения лекарственного сырья в Алтайском крае и проблема регламентирования. Химия растительного сырья. 1998; (1): 19-24.Sanarov E.M., Balandovich B.A., Kuz’min E.F., Kornienko M.G., Altynnikov V.V. Ecological assessment of radionuclide pollution of medicinal raw materials in the Altai territory and a regulation problem. Khimiya rastitelnogo syr’ya. 1998; (1): 19–24. (in Russian)Байтулин И.О., ред. Загрязнение окружающей среды: Учебное пособие. Алматы: Раритет; 2011.Baytulin I.O., ed. Pollution of The Environmental: Textbook [Zagryazneniye okruzhayushchey sredy: Uchebnoe posobie]. Almaty: Raritet; 2011. ­(in Russian)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): 3-9.Lyzhina A.V., Buzinov R.V., Unguryanu T.N., Gudkov A.B. Chemical contamination of food and its impact on population health in Arkhangelsk region. Ekologiya cheloveka. 2012; (12): 3–9. (in Russian)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; 118(1): 137-43. https://doi.org/10.1289/ehp.0900811Selin 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; 118(1): 137–43. https://doi.org/10.1289/ehp.0900811Clarkson T.W., Magos L. The toxicology of mercury and its chemical compounds. Crit. Rev. Toxicol. 2006; 36(8): 609-62. https://doi.org/10.1080/10408440600845619Clarkson T.W., Magos L. The toxicology of mercury and its chemical compounds. Crit. Rev. Toxicol. 2006; 36(8): 609–62. https://doi.org/10.1080/10408440600845619Горбунов А.В., Ляпунов С.М., Ермолаев Б.В. Распределение ртути в природных и урбанизированных средах Карелии. Экология человека. 2019; (4): 10-7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-4-10-17Gorbunov A.V., Lyapunov S.M., Ermolaev B.V. Distribution of mercury in natural and urban environments of Karelia, Northwest Russia. Ekologiya cheloveka. 2019; (4): 10–7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2019-4-10-17 (in Russian)Мешков Н.А., Вальцева Е.А., Иванов С.И., Пузанов А.В. Радиоэкологические и медико-биологические последствия радиационного воздействия. СПб.: Наука; 2012.Meshkov N.A., Val’tseva E.A., Ivanov S.I., Puzanov A.V. Radioecological and Medicobiological Consequences of Radiative Effects [Radioekologicheskie i mediko-biologicheskie posledstviya radiatsionnogo vozdeystviya]. St. Petersburg: Nauka; 2012. (in Russian)

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