DIBUTYL PHTHALATE IN THE WATERS OF THE KONDOPOGA BAY AND SOME TRIBUTARIES OF LAKE ONEGO

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Contamination of the Kondopoga Bay and tributaries of Lake Onego with dibutyl phthalate (DBP), the most widespread and industrially used phthalic acid ester, was assessed. The water samples were analyzed for the content of organic substances, biogenic elements, heavy metals and the ionic composition of water, as well as lignosulfonates. The DBP concentration was measured using gas chromatography and mass spectrometry. Sampling was conducted during the period of ice formation in March 2023, in the water area of Kondopoga Bay, Lake Onego. This area was affected by wastewater discharges from the Kondopoga PPM. Samples were also collected in several small rivers near Petrozavodsk, receiving runoff from residential areas and landfills. In all analyzed samples, the DBP concentration exceeds the MAC for fishery reservoirs (1 microgram/l)). At the same time, there were no statistically significant correlations between the content of DBP and the marker components of wastewater (lignosulfonates and biogenic elements). However, statistically significant correlations between DBP concentration and the content of lithophilic elements (Fe, Mn, Si) as well as organic substances of natural origin (in terms of color, total organic carbon, dissolved organic carbon, and COD) were found, which suggests their joint intake from the catchment area. Thus, it has been revealed that the Kondopoga PPM does not significantly affect the content of DBP in the Kondopoga Bay of Lake Onego, and its sources of entry into the lake are mainly atmospheric precipitation, surface and river runoff. The increased DBP content in organic-rich river waters of the boreal zone may partially be of natural origin. The contamination of Lake Onego and its small tributaries, as identified in this study, is comparable to that of previously studied reservoirs in Russia and other countries.

About the authors

M. B Zobkov

Northern Water Problems Institute of Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Email: ya-mikhali@yandex.ru
Petrozavodsk, Russia

A. V Ryzhakov

Northern Water Problems Institute of Karelian Research Centre of the Russian Academy of Sciences

Petrozavodsk, Russia

A. V Pirogov

M. V. Lomonosov Moscow State University

Faculty of Chemistry Moscow, Russia

E. S Chichkanova

M. V. Lomonosov Moscow State University

Faculty of Chemistry Moscow, Russia

References

  1. Аналитические, кинетические и расчетные методы в гидрохимической практике / Под ред. Лозовика П.А., Ефременко Н.А. СПб.: Нестор-История, 2017. 272 с.
  2. Водные объекты города Петрозаводска: Учебное пособие / Под ред. А.В. Литвиненко, Т.И. Регожи. Петрозаводск: Карел. НЦ РАН, 2013. 109 с.
  3. Зобков М.Б. А.с. 2010612351 РФ на программу для ЭВМ Автоматизированная информационная система “Обработка гидрохимической информации и оценка состояния водных объектов (АИС “ОГХИ”)” от 31.04.2010. Бюлл. RU ОБПБТ. 2010. № 2 (71). С. 563.
  4. Зобков М.Б. Методы обработки геоинформационных данных состояния водных объектов. Автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб.: РГГМУ, 2012. 68 с.
  5. Зобков М.Б., Ефремова Т.А. Содержание микропластика в донных осадках озер особо охраняемых природных территорий на примере Кижских шхер Онежского озера и Водлозеро // Вод. ресурсы. 2023. Т. 50. № 6. С. 727–738. https://doi.org/10.31857/S0321059623030148
  6. Зобков М.Б., Зобкова М.В., Сабылина А.В., Ефремова Т.А. Оценка воздействия фильтрационных вод полигонов захоронения твердых бытовых отходов и активных илов станции биологической очистки на качество воды малых водотоков рек гумидной зоны // Теорет. и приклад. экология. 2021. № 4. С. 119–126. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2021-4-119-126
  7. Зобков М.Б., Калинкина Н.М., Ковалевский В.В., Багаев А.В., Белкина Н.А., Кулик Н.В., Зобкова М.В., Ефремова Т.А., Галахина Н.Е., Ефременко Н.А. Результаты междисциплинарных исследований загрязнения акватории Онежского озера частицами микропластика // Тр. Карел. НЦ РАН. 2023. № 6. С. 32–52. https://doi.org/10.17076/lim1707
  8. Куликова Т.П. Зоопланктон водных объектов бассейна Онежского озера. Петрозаводск: Карел. НЦ РАН, 2007. 223 с.
  9. Литвиненко А.В., Карпечко В.А. Современное состояние и изменение экосистемы Онежского озера (Верхне-Свирского водохранилища). Гидрологический режим. Гидрографическая характеристика водоема и его бассейна // Крупнейшие озера-водохранилища Северо-Запада европейской территории России: современное состояние и изменения экосистем при климатических и антропогенных воздействиях. Петрозаводск: Карел. НЦ РАН, 2015. С. 22–27.
  10. Лозовик П.А. Геохимическая классификация поверхностных вод гумидной зоны на основе их кислотно-основного равновесия // Вод. ресурсы. 2013. Т. 40. № 6. С. 583–583.
  11. Лозовик П.А., Бородулина Г.С., Карпечко Ю.В., Кондратьев С.А., Литвиненко А.В., Литвинова И.А. Биогенная нагрузка на Онежское озеро по данным натурных наблюдений // Тр. Карел. НЦ РАН. 2016. № 5. С. 35–52.
  12. Лозовик П.А., Зобков М.Б., Бородулина Г.С., Токарев И.В. Оценка внешнего водообмена заливов озер по химическим показателям воды // Вод. ресурсы. 2019. Т. 46. № 1. С. 91–101.
  13. Лозовик П.А., Калюк А.Е. Применение метода дифференциальной УФ-спектроскопии для определения лигниновых веществ в загрязненных водах // Журнал аналитической химии. 2005. Т. 60. № 9. С. 938-943. https://doi.org/10.1007/s10809-005-0191-x
  14. Лозовик П.А., Мусатова М.В. Методика разделения органического вещества природных вод адсорбцией на диэтиламиноэтилцеллюлозе на автохтонную и аллохтонную составляющие // Географическая среда и живые системы. 2013. № 3. С. 63–68.
  15. Онежское озеро. Атлас / Отв. ред. И.Н. Филатов. Петрозаводск: Карел. НЦ РАН, 2010. 151 с.
  16. Полякова О.В., Лебедев А.Т. Антропогенные органические соединения в атмосфере Москвы // Экология и химическая безопасность. 2019 (9). № 5. С. 104.
  17. Приказ Минсельхоза России от 13.12.2016 г. № 552 “Об утверждении нормативов качества водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов ПДК вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения”.
  18. СанПиН 1.2.3685–21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. М.: Минюст России, 2021. № 62296. С. 229.
  19. Свойства органических соединений. Справочник / Под ред. А.А. Потехина. Л.: Химия, 1984. С. 98.
  20. Синельников В.Е. Механизм самоочищения водоемов. М.: Стройиздат, 1980. 110 с.
  21. Усков Т.Н. Содержание фталатов в воде Новосибирского водохранилища в разные гидрологические периоды // Вода: химия и экология. 2013. № 3. С. 100–105.
  22. American Public Health Association (APHA). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater / Eds L.S. Clesceri, A.E. Greenberg, A.D. Eaton. Washington, DC, 1999. 2671 с. https://sgiestaff.santarosa.edu/~oraola/Assets/APHA_SM_20.pdf
  23. Andronikov A.V., Novak M., Borodulina G.S., Efremenko N.A., Andronikova I.E., Chesalina G.L., Levichev M.A., Subetto D.A., Sebek O., Zobkova M.V. One river, two streams: chemical and chromium isotopic features of the Neglinka River (Karelia, northwest Russia) // Hydrol. Sci. J. 2019. T. 64. № 8. С. 974–982. https://doi.org/10.1080/02626667.2019.167418
  24. Bodar C.W.M. Environmental risk limits for dibutylphthalate (DBP) // RIVM letter report 601782009/2008.
  25. Cao X.-L. Determination of phthalates and adipate in bottled water by headspace solid-phase microextraction and gas chromatography/mass spectrometry // J. Chromatogr. A. 2008. V. 1178. P. 231–238.
  26. Fossi M.C., Pedà C., Compa M., Tsangaris C., Alomar C., Claro F., Ioakeimidis C., Galgani F., Hema T., Deudero S., Romeo T., Battaglia P., Andaloro R., Caliani I., Casini S., Panti C., Baini M. Bioindicators for monitoring marine litter ingestion and its impacts on Mediterranean biodiversity // Environ. Pollution. 2018. T. 237. С. 1023–1040.
  27. Galakhina N., Zobkov M., Zobkova M. Current chemistry of Lake Onego and its spatial and temporal changes for the last three decades with special reference to nutrient concentrations // Environ. Nanotechnol. Monitoring Management. 2022. T. 17. С. 100619.
  28. Gao M., Gong X., Lv M., Song W., Ma X., Qi Y., Wang L. Effect of temperature and pH on the sorption of dibutyl phthalate on humic acid // Water, Air, & Soil Pollution. 2016. T. 227. С. 1–12.
  29. Gao X., Li J., Zhou J., Fan B., Li W., Liu Z. Exposure and ecological risk of phthalate esters in the Taihu Lake basin, China // Ecotoxicol. Environ Safety. 2019. T. 171. С. 564–570. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2019.01.001
  30. Gómez-Hens A., Aguilar-Caballos M.P. Social and economic interest in the control of phthalic acid esters // TrAC Trends Analytical Chem. 2003. T. 22. № 11. С. 847–857.
  31. Guo Y., Wang C., Huang P., Li J., Qiu C., Bai H., Li C., Yu J. A method for simulating spatial fates of chemicals in flowing lake systems: Application to phthalates in a lake // Water Res. 2023. T. 232. С. 119715. https://doi.org/10.1016/j.watres.2023.119715
  32. Harris C.A., Henttu P., Parker M.G. Sumpter J.P. The estrogenic activity of phthalate esters in vitro // Environ. Health Perspect. 1997. V. 105. P. 802–807.
  33. Hossian M.M., Islam K.M.N., Rahman I.M.M. An Overview of the Persistent Organic Pollutants in the Freshwater System // Ecological Water Quality – Water Treatment and Reuse / Eds K. Voudouris, D. Voutsa. Rijeka, Croatia, 2012. P. 455–470. https://doi.org/10.5772/48037
  34. Huang L., Zhu X., Zhou S., Cheng Z., Shi K., Zhang C., Shao H. Phthalic acid esters: Natural sources and biological activities // Toxins. 2021. T. 13. № 7. С. 495.
  35. Jones K.C. Persistent Organic Pollutants (POPs) and Related Chemicals in the Global Environment: Some Personal Reflections // Environ. Sci. Technol. 2021, T. 55. № 14. С. 9400–9412. https://doi.org/10.1021/acs.est.0c08093
  36. Lebedev A., Sinikova N., Nikolaeva S., Poliakova O., Khrushcheva M., Pozdnyakov S. Metals and organic pollutants in snow surrounding an iron factory // Environ. Chem. Lett. 2003. P. 107–112. https://doi.org/10.1007/s10311-002-0004-5
  37. Li R., Liang J., Gong Z., Zhang N., Duan H. Occurrence, spatial distribution, historical trend and ecological risk of phthalate esters in the Jiulong River, Southeast China // Sci. Total Environ. 2017. T.580 C. 388–397. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2016.11.190
  38. Liu H., Cui K., Zeng F., Chen L., Cheng Y., Li H., Li S., Zhou X., Zhu F., Ouyang G., Luan T., Zeng Z. Occurrence and distribution of phthalate esters in riverine sediments from the Pearl River Delta region, South China // Mar. Pollution Bull. 2014. T. 83. № 1. С. 358–365.
  39. Minh N.H., Minh T.B., Kajiwara N., Kunisue T., Subramanian A., Iwata H., Tana T.S., Baburajendran R., Karuppiah S., Viet P.H., Tuyen B.C., Tanabe S. Contamination by Persistent Organic Pollutants in Dumping Sites of Asian Developing Countries: Implication of Emerging Pollution Sources. Arch. Environ // Contam. Toxicol. 2006. T. 50. C. 474–481. https://doi.org/10.1007/s00244-005-1087-3
  40. Murphy E.M., Zachara J.M., Smith S.C., Phillips J.L., Wietsma T.W. Interaction of hydrophobic organic compounds with mineral-bound humic substances // Environ. Sci. Technol. 1994. T. 28. № 7. C. 1291–1299.
  41. Paluselli A., Aminot Y., Galgani F., Net S., Sempere R. Occurrence of phthalate acid esters (PAEs) in the northwestern Mediterranean Sea and the Rhone River // Progress Oceanogr. 2018. T. 163 C. 221–231. http://dx.doi.org/10.1016/j.pocean.2017.06.002
  42. Peijnenburg W.J.G.M., Struijs J. Occurrence of phthalate esters in the environment of the Netherlands // Ecotoxicol. Environ. Safety. 2006. V. 63. P. 204–215. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2005.07.023
  43. Saliu F., Lasagni M, Ferrero L., Pellegrini C., Calafat A., Sanchez-Vidal A. A baseline assessment of the relationship between microplastics and plasticizers in sediment samples collected from the Barcelona continental shelf // Environ. Sci. Pollution. 2023. T. 30. № 13. C. 36311–36324. https://doi.org/10.1007/s11356-022-24772-1
  44. Staples C.A., Peterson D.R., Parkerton T.F., Adams W.J. The environmental fate of phthalate esters: a literature review // Chemosphere. 1997. T. 35. № 4. C. 667–749.
  45. US EPA. United States Environmental Protection Agency (US). National primary drinking water regulations. Final rule // Federal Register. 2002. T. 67. № 9. C. 1811–1844.
  46. Zeng F., Wen J., Cui K., Liu M., Li Y., Lin Y., Zhu F., Ma Z., Zeng Z. Seasonal distribution of phthalate esters in surface water of the urban lakes in the subtropical city, Guangzhou, China // J. Hazardous Materials. 2009. V. 169. 719–725. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.04.006
  47. Zobkov M., Belkina N., Kovalevski V., Zobkova M., Efremova T., Galakhina N. Microplastic abundance and accumulation behavior in Lake Onego sediments: a journey from the river mouth to pelagic waters of the large boreal lake // J. Environ. Chem. Engineering. 2020. T. 8. № 5. C. 104367.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences