Trace Elements in the Bottom Sediments of the Irkutsk Reservoir

• Autorzy: Jaguś A. , Khak V. , Rzętała M. , Rzętała M.

Warianty tytułu

PL

Pierwiastki śladowe w osadach dennych Zbiornika Irkuckiego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The chemical composition of bottom sediments of the Irkutsk Reservoir was examined. Ten sediment samples collected at different depths in four sectors of the Reservoir were analysed in a laboratory. Concentrations of 30 trace elements were determined. The purpose of the study was to assess the anthropogenic impact on the Reservoir geosystem. Barium and zirconium had the highest concentration in the sediments. Concentrations of certain elements varied spatially, while those of others were similar in all the sectors sampled. The highest element concentrations were usually found in sector 3 (in the vicinity of Novogrudinina). Maximum concentrations for around a dozen elements exceeded the geochemical background level for sedimentary rocks and the soil environment. Irkutsk Reservoir sediments exhibited a high concentration of chromium when compared with sediments from various other reservoirs impounded by dams. The study has shown that the environment of the Irkutsk Reservoir is subject to local and regional anthropogenic impact.

PL

Badano skład chemiczny osadów dennych Zbiornika Irkuckiego. W laboratorium przeanalizowano 10 próbek osadów, pobranych w czterech sektorach zbiornika z różnych głębokości. Określono zawartość 30 pierwiastków śladowych. Celem badań była ocena wpływów antropogennych na geosystem zbiornika. W składzie osadów dominowały bar i cyrkon. Koncentracja niektórych pierwiastków była zróżnicowana przestrzennie, a innych zbliżona we wszystkich sektorach badawczych. Największe zawartości pierwiastków występowały najczęściej w sektorze 3 (w rejonie miejscowości Nowogrudinina). Maksymalne zawartości kilkunastu pierwiastków przekraczały poziom tła geochemicznego dla skał osadowych i środowiska glebowego. Na tle osadów różnych zbiorników zaporowych osady Zbiornika Irkuckiego wyróżniała duża zawartość chromu. Badania wykazały, że środowisko Zbiornika Irkuckiego podlega lokalnym oraz regionalnym wpływom antropogennym.

Słowa kluczowe

EN

Irkutsk Reservoir; Bajkał lake; bottom sediments; trace elements; heavy metals

PL

Zbiornik Irkucki; jezioro Bajkał; osady denne; pierwiastki śladowe; metale ciężkie

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 19, nr 8
• Strony: 939--950
• Opis fizyczny: Bibliogr. 59 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jaguś A.

autor

Khak V.

autor

Rzętała M.

autor

Rzętała M.

• Institute of Environmental Protection and Engineering, University of Bielsko-Biala, ul. Willowa 2, 43–309 Bielsko-Biała, Poland, phone: [phone],

Bibliografia

• [1] Łajczak A. Zamulenie i lokalizacja zbiorników zaporowych w polskich Karpatach. Gosp Wod. 1986;2:47-50.
• [2] Kozyreva EA, Rzętała MA. Anthropogenic water reservoirs and development of natural relief transformation processes (a case study from the Silesian Upland and its borders). In: Modern nature use and anthropogenic processes. Snytko V.A. and Szczypek T, editors. Irkutsk–Sosnowiec: IG SB RAS, University of Silesia; 1999:56-60.
• [3] Rzętała MA. Procesy brzegowe i osady denne wybranych zbiorników wodnych w warunkach zróżnicowanej antropopresji (na przykładzie Wyżyny Śląskiej i jej obrzeży). Katowice: Wyd. Uniwersytetu Śląskiego; 2003.
• [4] Romashkin PA, Williams DF. Sedimentation history of the Selenga Delta, Lake Baikal: simulation and interpretation. J Paleolimnol. 1997;18:181-188.
• [5] Łajczak A. Deltas in dam-retained lakes in the Carpathian part of the Vistula drainage basin. Prace Geogr UJ. 2006;116:99-109.
• [6] Rzętała MA, Machowski R, Rzętała M. Sedymentacja w strefie kontaktu wód rzecznych i jeziornych na przykładzie zbiorników wodnych regionu górnośląskiego. Sosnowiec: Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego; 2009.
• [7] Prieto GFJ. Shoreline forms and deposits in Gallocanta Lake (NE Spain). Geomorphology. 1995;11:323-335.
• [8] Owczinnikow GI, Pawłow SH, Trzcinskij JB. Izmienienije gieołogiczeskoj sriedy w zonach wlianija angaro-jenisiejskich wodochraniliszcz. Nowosibirsk: Izdatielstwo Nauka; 1999.
• [9] Ovchinnikov GI, Trzhtsinski YuB, Rzetala M, Rzetala MA. Abrasion-accumulative processes in the shore zone of man-made reservoirs (on the example of Priangaria and Silesian Upland). Sosnowiec––Irkutsk: Faculty of Earth Sciences, University of Silesia; Institute of Earth Crust, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; 2002.
• [10] Fernex F, Zarate-del Valle P, Ramirez-Sanchez H, Michaud F, Parron C, Dalmasso J, et al. Sedimentation rates in Lake Chapala western Mexico: possible active tectonic control. Chem Geol. 2001;177:213-228. DOI: 10.1016/S0009-2541(00)00346-6.
• [11] Wang J, Chen X, Zhu X, Liu J, Chang WYB. Taihu Lake, lower Yangtze drainage basin: evolution, sedimentation rate and the sea level. Geomorphology. 2001;41:183-193. DOI: 10.1016/S0169-555X(01)00115-5.
• [12] Rzętała M. Funkcjonowanie zbiorników wodnych oraz przebieg procesów limnicznych w warunkach zróżnicowanej antropopresji na przykładzie regionu górnośląskiego. Katowice: Wyd. Uniwersytetu Śląskiego; 2008.
• [13] Tobolski K. Osady denne. In: Zarys limnologii fizycznej Polski. Choiński A, editor. Poznań: Wyd. Nauk. UAM; 1995.
• [14] Łopuch PS. Roślinność wodna sztucznych zbiorników wodnych na Białorusi. Kształtowanie środowiska geograficznego i ochrona przyrody na obszarach uprzemysłowionych i zurbanizowanych. 1995;19:34-41.
• [15] Cyberski J. Badania akumulacji rumowiska w zbiornikach retencyjnych w Polsce. Gosp Wod. 1970;2:43-46.
• [16] Łajczak A. Silting of the Goczałkowice reservoir. In: Problemy geśkologiczne górnośląsko-ostrawskiego regionu przemysłowego. Jankowski AT, Rzętała M, editors. Sosnowiec: Wydział Nauk o Ziemi Uniwersytetu Śląskiego; 2003:96-101.
• [17] Verstraeten G, Bazzoffi P, Lajczak A, Radoane M, Rey F, Pśsen F, De Vente J. Reservoir and Pond Sedimentation in Europe. In: Soil erosion in Europe. Boardman J, Pśsen J, editor. Oxford: John Wiley & Sons Ltd.; 2006:757-774.
• [18] Łajczak A. Studium nad zamulaniem wybranych zbiorników zaporowych w dorzeczu Wisły. Monografie Komitetu Gospodarki Wodnej Polskiej Akademii Nauk, 8. Warszawa: Oficyna Wyd. Politechniki Warszawskiej; 1995.
• [19] Kajak Z. Hydrobiologia – Limnologia. Ekosystemy wód śródlądowych. Warszawa: PWN; 2001.
• [20] Świderska-Bróż M. Mikrozanieczyszczenia w środowisku wodnym. Wrocław: Wyd. Politechniki Wrocławskiej; 1993.
• [21] Chandra Sekhar K, Chary NS, Kamala CT, Suman Raj DS, Sreenivasa Rao A. Fractionation studies and bioaccumulation of sediment-bound heavy metals in Kolleru lake by edible fish. Environ Int. 2004;29:1001-1008. DOI: 10.1016/S0160-4120(03)00094-1.
• [22] Yang H, Rose N. Trace element pollution records in some UK lake sediments, their history, influence factors and regional differences. Environ Int. 2005;31:63-75. DOI: 10.1016/j.envint.2004.06.010.
• [23] Sokolovskaya IP, Trounova VA, Kipriyanova LM. The investigation of element distributions in some aquatic higher plants and bottom sediments of Novosibirsk reservoir (data by SR-XRF techniques). Nucl Instrum Meth A. 2000;448:449-452. DOI: 10.1016/S0168-9002(00)00233-3.
• [24] Mireles F, Pinedo JL, Davila JI, Oliva JE, Speakman RJ, Glascock MD. Assessing sediment pollution from the Julian Adame-Alatorre dam by instrumental neuron activation analysis. Microchem J. 2011:99;20-25. DOI: 10.1016/j.microc.2011.03.014.
• [25] Pirrone N, Keeler GJ. The Rouge River watershed pollution by trace elements: atmospheric depositions and emission sources. Water Sci Technol. 1996;33(4-5):267-275. DOI: 10.1016/0273-1223(96)00240-5.
• [26] Senesi GS, Baldassarre G, Senesi N, Radina B. Trace element inputs into soils by anthropogenic activities and implications for human health. Chemosphere. 1999;39(2):343-377. DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00115-0.
• [27] N’guessan YM, Probst JL, Bur T, Probst A. Trace elements in stream bed sediments from agricultural catchments (Gascogne region, S-W France): Where do they come from? Sci Total Environ. 2009;407:2939-2952. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2008.12.047.
• [28] Joshi UM, Balasubramanian R. Characteristics and environmental mobility of trace elements in urban runoff. Chemosphere. 2010;80:310-318. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2010.03.059.
• [29] Krapivin VF, Cherepenin VA, Phillips GW, August RA, Pautkin AYu, Harper MJ, et al. An application of modelling technology to the study of radionuclear pollutants and heavy metals dynamics in the Angara – Yenisey river system. Ecol Model. 1998;111:121-134. DOI: 10.1016/S0304-3800(98)00090-8.
• [30] Karnaukhova GA. Lithological-geochemical differentiation of bottom deposits in the Angara Cascade Reservoirs. Geochem Int. 2007;45(4):390-398. DOI: 10.1134/S0016702907040064.
• [31] Karnaukhova GA. Belt zoning of sedimentation in the Angara Cascade Reservoirs. Geochem Int. 2011;49(6):605-617. DOI: 10.1134/S0016702911040069.
• [32] Owczinnikow GI. Wpływ procesów abrazyjnych na rozwój strefy przybrzeżnej zbiorników wodnych angarskiej kaskady elektrowni wodnych. Kształtowanie środowiska geograficznego i ochrona przyrody na obszarach uprzemysłowionych i zurbanizowanych. 1996;23:38-42.
• [33] Jaguś A, Khak V, Kozyreva E, Rzętała MA, Rzętała M, Szczypek T. Zmiany w środowisku wywołane spiętrzeniem wód rzeki Angary i jeziora Bajkał. Wszechświat. 2010;10-12:265-271.
• [34] Dimitrova I, Kosturkov J, Vatralova A. Industrial surface water pollution in the region of Devnya, Bulgaria. Water Sci Technol. 1998;37(8):45-53. DOI: 10.1016/S0273-1223(98)00234-0.
• [35] Tasdemir Y, Kural C. Atmospheric dry deposition fluxes of trace elements measured in Bursa, Turkey. Environ Pollut. 2005;138:463-473. DOI: 10.1016/j.envpol.2005.04.012.
• [36] Milovanovic M. Water quality assessment and determination of pollution sources along the Axios/Vardar River, Southeastern Europe. Desalination. 2007;213(1-3):159-173. DOI: 10.1016/j.desal.2006.06.022.
• [37] Jaguś A, Rzętała M. Influence of agricultural anthropopression on water quality of the dam reservoirs. Ecol Chem Eng S. 2011;18(3):359-367.
• [38] Kabata-Pendias A, Pendias H. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN, Warszawa 1999.
• [39] Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. DzU 2002, Nr 165, poz 1359.
• [40] Karnaukhova GA. Hydrochemistry of the Angara and reservoirs of the Angara Cascade. Water Resour. 2008;35(1):71-79. DOI: 10.1134/S0097807808010089.
• [41] Conko KM, Rice KC, Kennedy MM. Atmospheric wet deposition of trace elements to a suburban environment, Reston, Virginia, USA. Atmos Environ. 2004;38:4025-4033. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2004.03.062.
• [42] Kyllönen K, Karlsson V, Ruoho-Airola T. Trace element deposition and trends during a ten year period in Finland. Sci Total Environ. 2009;407:2260-2269. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2008.11.045.
• [43] Moore J, Ramamoorthy S. Heavy metals in natural waters. Berlin: Springer-Verlag; 1984.
• [44] Dojlido JR. Chemia wód powierzchniowych. Białystok: Wyd. Ekonomia i Środowisko; 1995.
• [45] Karadede H, Ünlü E. Concentrations of some heavy metals in water, sediment and fish species from the Atatürk Dam Lake (Euphrates), Turkey. Chemosphere. 2000;41:1371-1376. DOI: 10.1016/S0045-6535(99)00563-9.
• [46] Da Silva I, Abate G, Lichtig J, Masini JC. Heavy metal distribution in recent sediments of the Tietę-Pinheiros river system in São Paulo state, Brazil. Appl Geochem. 2002;17:105-116. DOI: 10.1016/S0883-2927(01)00086-5.
• [47] De Carvalho PSM, Zanardi E, Buratini SV, Lamparelli MC, Martins MC. Oxidizing effect on metal remobilization and Daphnia similis toxicity from a Brazilian reservoir sediment suspension. Water Res. 1998;32(1):193-199. DOI: 10.1016/S0043-1354(97)00186-3.
• [48] Munk LA, Faure G. Effects of pH fluctuations on potentially toxic metals in the water and sediment of the Dillon Reservoir, Summit Country, Colorado. Appl Geochem. 2004;19(7):1065-1074. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2004.01.006.
• [49] Titaeva NA, Grishantseva ES, Safronova NS. Patterns in the distribution of several chemical elements in bottom sediments and soils of the Ivankovo Reservoir area, Volga River valley. Moscow University Geology Bulletin. 2007;62(3):173-183.
• [50] Avila-Pérez P, Balcázar M, Zarazúa-Ortega G, Barceló-Quintal I, Díaz-Delgado C. Heavy metal concentrations in water and bottom sediments of a Mexican reservoir. Sci Total Environ. 1999;234:185-196.
• [51] Külahcý F, Þen Z. Multivariate statistical analyses of artificial radionuclides and heavy metals contaminations in deep mud of Keban Dam Lake, Turkey. Appl Radiat Isotopes. 2008;66(2):236-246. DOI: 10.1016/j.apradiso.2007.08.014.
• [52] Kocharyan AG, Venitsianov EV, Safronova NS, Seren’kaya EP. Seasonal variations in the forms of heavy metal occurrence in the Kuibyshev Reservoir waters and bottom deposits. Water Resour. 2003;30(4):404-412.
• [53] Moalla SMN, Awadallah RM, Rashed MN, Soltan ME. Distribution and chemical fractionation of some heavy metals in bottom sediments of Lake Nasser. Hydrobiologia. 1998;364:31-40.
• [54] Loska K, Wiechuła D. Application of principal component analysis for the estimation of source of heavy metal contamination in surface sediments from the Rybnik Reservoir. Chemosphere. 2003;51:723-733. DOI: 10.1016/S0045-6535(03)00187-5.
• [55] Audry S, Schäfer J, Blanc G, Jouanneau JM. Fifty-year sedimentary record of heavy metal pollution (Cd, Zn, Cu, Pb) in the Lot River reservoirs (France). Environ Pollut. 2004;132:413-426. DOI: 10.1016/j.envpol.2004.05.025.
• [56] An YJ, Kampbell DH. Total, dissolved, and bioavailable metals at Lake Texoma marinas. Environ Pollut. 2003;122:253-259. DOI: 10.1016/S0269-7491(02)00291-9.
• [57] Magiera T, Strzyszcz Z, Kostecki M. Seasonal changes of magnetic susceptibility in sediments from Lake Zywiec (south Poland). Water Air Soil Pollut. 2002;141:55-71. DOI: 10.1023/A:1021309301714.
• [58] Juracek KE, Mau DP. Metals, trace elements, and organochlorine compounds in bottom sediment of Tuttle Creek Lake, Kansas, USA. Hydrobiologia. 2003;494:277-282. DOI: 10.1023/A:1025447223154.
• [59] Ghrefat H, Yusuf N. Assessing Mn, Fe, Cu, Zn, and Cd pollution in bottom sediments of Wadi Al-Arab Dam, Jordan. Chemosphere. 2006;65:2114-2121. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2006.06.043.