Том 336 № 11 (2025)
DOI https://doi.org/10.18799/24131830/2025/11/5040
Полициклические ароматические углеводороды в подземных водах нефтегазодобывающих территорий Западной Сибири (на примере Ханты-Мансийского автономного округа)
Актуальность. При оценке эколого-геохимического состояния природных вод учитывается целый ряд физико-химических показателей, регламентируемых нормативными документами. В их числе органолептические, обобщенные показатели качества вод, санитарно-микробиологические, вещества макро- и микрокомпонентного состава вод и др. Однако существуют вещества (полициклические ароматические углеводороды), которые являются токсичными, обладают канцерогенными и мутагенными свойствами, в повышенных содержаниях оказывают негативное влияние на природные экосистемы, но при этом для большинства из них не разработаны нормативы, утвержденные СанПиН, за исключением нафталина и бенз(а)пирена. Данные соединения широко распространены в природе, выделяются в атмосферу во время пожаров, используются человеком в производственной деятельности, а также являются компонентами нефти, добыча которой, как известно, активно ведется на территории Ханты-Мансийского автономного округа. Цель. Изучение индивидуального состава и оценка количественного содержания и особенностей распределения полициклических ароматических углеводородов в подземных водах территории исследования. Методы. Физико-химические параметры подземных вод определены классическими методами аналитической химии по аттестованным методикам, ионный состав – методом капиллярного электрофореза, содержание и индивидуальный состав полициклических ароматических углеводородов в воде – методом высокоэффективной жидкостной хроматографии в лабораториях Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СO РАН. Результаты и выводы. Установлено наличие в подземных водах полициклических ароматических углеводородов с интервалом суммарных содержаний от 333 до 944 нг/л, минимальная концентрация отмечена в пресных водах атлым-новомихайловского водоносного горизонта. Показано, что среди низкомолекулярных полициклических ароматических углеводородов преобладающим является фенантрен, среди высокомолекулярных – флуорантен и дибенз(а,h)антрацен. Превышение относительно установленных нормативов выявлено для бенза(а)пирена только в одном случае – в пробе с максимальным суммарным содержанием полициклических ароматических углеводородов. Результаты парного корреляционного анализа показали высокую отрицательную линейную связь между величиной общей минерализации и значением соотношения суммы низкомолекулярных к сумме высокомолекулярных соединений. Предположительно в исследуемых пресных подземных водах региона преобладают низкомолекулярные, а в более минерализованных водах – высокомолекулярные соединения. Полученные данные вносят вклад в представления о составе растворенного органического вещества подземных вод и требуют дальнейшего изучения и систематизации.
Ключевые слова:
подземные воды, химический состав, полициклические ароматические углеводороды, суммарное содержание, индивидуальные соединения, загрязнение
Библиографические ссылки:
1. Ханты-Мансийский автономный округ – Югра. Википедия. Свободная энциклопедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Ханты-Мансийский автономный округ – Югра (дата обращения 04.02.2025).
2. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Щвец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. 2-е изд., доп. – М.: ЦентрЛитНефтеГаз, 2012. – 672 с.
3. Гузняева М.Ю., Туров Ю.П. Органические примеси в подземных и питьевых водах г. Сургута Ханты-Мансийского автономного округа // Успехи современного естествознания. – 2019. – № 10. – С. 45–51.
4. Швец В.М. Водорастворенные органические вещества и оценка их влияния на качество питьевых подземных вод // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. – 2016. – № 1. – С. 43–49.
5. Yu H. Environmental carcinogenic polycyclic hydrocarbons: photochemistry and phototoxicity // Journal of Environmental Science and Health, Part C: Toxicology and Carcinogenesis. – 2002. – Vol. 20 (2). – Р. 149–183. DOI: 10.1081/GNC-120016203.
6. Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) in the dissolved phase, particulate matter, and sediment of the Sele River, Southern Italy: a focus on distribution, risk assessment, and sources / P. Montuori, E. de Rosa, F. di Duca, B. de Simone, S. Scippa, I. Russo, P. Sarnacchiaro, M. Triassi // Toxics. – 2022. – Vol. 10. – 401. DOI: 10.3390/toxics10070401.
7. PAHs in the surface water and sediments of the middle and lower reaches of the Han River, China: occurrence, source, and probabilistic risk assessment / L. Dong, L. Lin, J. He, X. Pan, X. Wu, Y. Yang, Z. Jing, S. Zhang, G. Yin // Process Safety and Environmental Protection. – 2022. – Vol. 164. – P. 208–218. DOI: 10.1016/j.psep.2022.06.009.
8. Polycyclic aromatic hydrocarbons in water and bottom sediments of a shallow, lowland dammed reservoir (on the example of the reservoir Blachownia, South Poland) / A. Pohl, M. Kostecki, I. Jureczko, M. Czaplicka, B. Łozowski // Archives of Environmental Protection. – 2018. – Vol. 44. – P. 10–23. DOI: 10.24425/118177.
9. Assessment of ecological risk and identification sources of polycyclic aromatic hydrocarbons at coastal sediments: a case study in Bushehr Province, Iran / G. Nourian, N. Jaafarzadeh Haghighi Fard, A.R. Pazira, E. Kohgardi // Environmental Health Engineering and Management Journal. – 2021. – Vol. 8 (4). – P. 257–266. DOI: 10.34172/EHEM.2021.29.
10. Source identification and ecological risks of parent and substituted polycyclic aromatic hydrocarbons in river surface sediment-pore water systems: effects of multiple factors / Y. Liu, Y. He, Y. Liu, H.J. Liu, S. Tao, W.X. Liu // Science of The Total Environment. – 2023. – Vol. 858. – P. 3. – 159921. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.159921.
11. Dissolved polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs-d) in response to hydrology variation and anthropogenic activities in the Yangtze River, China / N. Shang, C. Wang, J. Kong, H. Yu, J. Li, W. Hao, T. Huang, H. Yang, H. He, C. Huang // Journal of Environmental Management. – 2022. – Vol. 326. – P. A. – 116673. DOI: 10.1016/j.jenvman.2022.116673.
12. Effect of sorption properties on the content, ecotoxicity, and bioaccumulation of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in bottom sediments / K. Skic, P. Boguta, A. Klimkowicz-Pawlas, A. Ukalska-Jaruga, A. Baran // Journal of Hazardous Materials. – 2023. – Vol. 442. – 130073. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.130073.
13. Санитарные правила и нормы СанПиН 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. URL: https://docs.cntd.ru/document/573500115 (дата обращения 22.01.2025).
14. ПНД Ф 14.1:2:4.70-96. Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовых концентраций полициклических ароматических углеводородов в питьевых, природных и сточных водах методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (издание 2012 г.). – М., 1999. – 27 с.
15. Смоленцев Ю.К., Кусковский В.С. Особенности формирования подземных вод зоны гипергенезаЗападно-Сибирской плиты // Труды Института геологии и геофизики Сибирского отделения АН СССР: вып. 683. Подземные воды юга Западной Сибири (формирование и проблемы рационального использования). – Новосибирск: Наука, 1987. – С. 3–65.
16. Вашурина М.В., Русакова Ю.О., Храмцова А.Л. Прогноз состояния пресных подземных вод в условиях интенсивного нефтяного освоения Западной Сибири // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2018. – № 3. – С. 7–13. DOI: 10.31660/0445-0108-2018-3.
17. Вашурина М.В., Русакова Ю.О., Храмцова А.Л. Химический состав пресных подземных вод в естественном и нарушенном состояниях на территории центральной части Вартовского нефтегазоносного района // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. – 2020. – № 4 (340). – С. 58–64. DOI: 10.30713/2413-5011-2020-4(340)-58-64.
18. Боревский Б.В., Ершов Г.Е., Палкин С.С. Концепция и методика региональной оценки эксплуатационных запасов минерализованных подземных вод апт-сеноманского водоносного комплекса на территории ХМАО. URL: https://www.hydrogeoecology.ru/index.php?id=81&option=com_content&view=article (дата обращения 05.02.2025).
19. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. – Л/: Гидрометеоиздат, 1988. – 224 с.
20. Toxicological profile for polycyclic aromatic hydrocarbons. – U.S.: Department of Health and Human Services, 1995. – 457 p.
21. IARC (International agency for Research on Cancer). IARC Monographs on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans. Some Non-heterocyclic Polycyclic Aromatic Hydrocarbons and Some Related Exposures. – Lyon, France, 2010. – Vol. 92. – 853 p.
22. EPA (Environmental Protection Agency U.S.). Development of a relative potency factor (RPF) approach for polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) mixtures. – Washington, DC, 2010. – 622 p.
23. Никаноров А.М., Страдомская А.Г. Хроническое загрязнение пресноводных объектов по данным о накоплении пестицидов, нефтепродуктов и других токсичных веществ в донных отложениях // Водные ресурсы. – 2007. – Т. 34. – № 3. – С. 337–344.
24. Neff J.M. Polycyclic aromatic hydrocarbons in the ocean // Bioaccumulation in marine organisms. – Amsterdam: Elsevier Science, 2002. – P. 241–318.
25. Reza J., Trejo A., Vera-Avila L.E. Determination of the temperature dependence of water solubilities of polycyclic aromatic hydrocarbons by a generator column-on-line solid-phase extraction-liquid chromatographic method // Chemosphere. – 2002. – Vol. 47 (9). – P. 933–945. DOI: 10.1016/s0045-6535(02)00069-3.
26. Определение полиароматических углеводородов в углях методом высокоэффективной жидкостной хроматографии / Н.В. Журавлева, Р.Р. Потокина, З.Р. Исмагилов, Е.Р. Хабибулина // Химия в интересах устойчивого развития. – 2015. – Т. 23. – № 2. – С. 117–123. DOI: 10.15372/KhUR20150202.
27. Экологические проблемы Кузнецкого угольного бассейна. Научные подходы и технологии для снижения загрязнений окружающей среды / З.Р. Исмагилов, Н.В. Журавлева, М.А. Керженцев, С.А. Яшник, Е.В. Матус, О.Ю. Подъячева, С.Р. Хайрулин, Н.В. Шикина, И.З. Исмагилов, А.П. Козлов, В.Г. Смирнов // Химия в интересах устойчивого развития. – 2018. – Т. 26. – № 3. – С. 241–260. DOI: 10.15372/KhUR20180302.
28. Хаустов А.П., Редина М.М. Полициклические ароматические углеводороды как геохимические маркеры нефтяного загрязнения окружающей среды // Экспозиция Нефть Газ. – 2014. – № 4 (36). – C. 92–96.
29. Хаустов А.П., Редина М.М. Геохимические маркеры на основе соотношений концентраций ПАУ в нефти и нефтезагрязненных объектах // Геохимия. – 2017. – № 1. – C. 57–67. DOI: 10.7868/S0016752516120049.
30. Хаустов А.П., Редина М.М. Идентификация природных и техногенных прцессов в подземной гидросфере на основе анализа полиаренов // Науки о Земле и недропользование. – 2021. – Т. 44. – № 2 (75). – С. 167–173. DOI: 10.21285/2686-9993-2021-44-2-167-173.
31. Халиков И.С. Идентификация источников загрязнения объектов природной среды полициклическими ароматическими углеводородами с использованием молекулярных соотношений // Экологическая химия. – 2018. – Т. 27. – № 2. – С. 76–85.
32. PAHs in the Fraser River basin: a critical appraisal of PAH ratios as indicators of PAH source and composition / M.B. Yunker, R.W. Macdonald, R. Vingarzan, R.H. Mitchell, D. Goyette, S. Sylvestre // Organic Geochemistry. – 2002. – Vol. 33. – P. 489–515. DOI: 10.1016/S0146-6380(02)00002-5.
33. Полиароматические углеводороды малых водоемов Томского района / Д.И. Чуйкина, И.С. Король, Н.А. Мухортина, Ю.В. Колубаева // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. – 335. – № 10. – С. 216–225. DOI: 10.18799/24131830/2024/10/4497.
34. Концентрации и источники полициклических ароматических углеводородов в воде и донных отложениях рек северных нефтедобывающих территорий Западной Сибири / Н.А. Волкова, И.С. Иванова, Д.А. Соколов, Ю.В. Колубаева, Д.И. Чуйкина // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. – 334. – № 4. – С. 135–148. DOI: 10.18799/24131830/2023/4/3924.
