Влияние изменения климата на подвижность меди (Cu) и свинца (Pb) в образцах прибрежных отложений в озерах, подверженных засухе (оз. Богазичи)

Авторы

  • Владимир Николаевич Копиця МГЭИ им.А.Д.Сахарова БГУ , Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета
  • Мустафа Тораман Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман
  • Мустафа Дёндю Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман
  • Фейяз Кескин Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман
  • Ахмет Демирак Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман

Ключевые слова:

озеро Богазичи, осадки, последовательная экстракция BCR, мобилизация металлов, воздействие изменения климата, тяжелые металлы (Cu, Pb)

Аннотация

Изучается мобилизация меди (Cu) и свинца (Pb) в образцах осадка, собранных из оз. Богазичи (Тузла), водно-болотные угодья которого составляют площадь 562 га на юго-западе Турции. Рассматриваются переменные окружающей среды, связанные с изменением климата, в частности температура, соленость и pH, влияют на подвижность этих металлов в осадке. Образцы осадка разделялись на четыре фракции с использованием метода последовательной экстракции Бюро по стандартизации Британского сообщества (BCR), а концентрации металлов анализировались методом ICP-OES. Результаты свидетельствуют, что Cu и Pb присутствуют преимущественно в окисляемой и остаточной формах, в то же время как Pb в подвижных фракциях легко высвобождается в водную среду, Cu демонстрирует более широкий диапазон подвижности в отличие от Pb. Медь, содержащаяся в окисляемой и остаточной фракциях, также может высвобождаться в воду при изменяющихся условиях окружающей среды. Результаты изучения показали, что Pb показывает сложное поведение, зависящее как от pH, так и от солености, тогда как мобилизация Cu сильно зависит от температуры, но относительно независима от pH. Таким образом, итоги исследования позволяют предположить, что изменения окружающей среды, вызванные изменением климата, могут оказывать большее влияние на мобилизацию меди, чем свинца в отложениях оз. Богазичи.

Биографии авторов

  • Владимир Николаевич Копиця, МГЭИ им.А.Д.Сахарова БГУ, Международный государственный экологический институт им. А. Д. Сахарова Белорусского государственного университета

    кандидат биологических наук, доцент; доцент кафедры экологической безопасности и ресурсосбережения

  • Мустафа Тораман, Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман

    аспирант; магистр химических наук

  • Мустафа Дёндю, Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман

    доктор химических наук; научный сотрудник лаборатории Центра исследований и применения экологических проблем

  • Фейяз Кескин, Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман

    доктор химических наук; научный сотрудник лаборатории Центра исследований и применения экологических проблем

  • Ахмет Демирак, Научно-прикладной центр экологических проблем, Университет Мугла Ситки Кочман

    доктор химических наук, профессор; директор Центра исследований и применения экологических проблем

Библиографические ссылки

  1. Acosta JA, Jansen B, Kalbitz K, Faz A, Martinez-Martínez S. Salinity increases mobility of heavy metals in soils. Chemosphere. 2011;8:318–1324. DOI: 10.1016/j.geoderma.2011.06.014.
  2. Demirak A, Kocakaya M, Keskin F. Chemical fractions of toxic metals and assessment of risks on the environment and health in Mugla topsoils. International Journal of Environmental Science and Technology. 2021;19:5631–5648. DOI: 10.1007/s13762-021-03547-0.
  3. Xiahong Fang, Xiangyun Han, Chuanying Tang, Bo Peng, Qing Peng, Linjie Hu, et al. Distribution characteristics, mobility, and influencing factors of heavy metals at the sediment – water interface in South Dongting Lake. Water. 2025;15:2331. DOI: 10.3390/w17152331.
  4. Fastovetska K, Belova O, Slepetiene A. Lead fixation in sediments of protected wetlands in Lithuania. Land. 2025;4:737. DOI: 10.3390/land14040737.
  5. Fiedler M. Long-term changes in the pollution of Warta River bottom sediments with heavy metals, Poland – case study. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2023;10:5869. DOI: 10.3390/ijerph20105869.
  6. Nan Geng, Yinfeng Xia, Dongfeng Li, Fuqing Bai, Cundong Xu. Migration and transformation of heavy metal and its fate in intertidal sediments: a review. Processes. 2024;12(2):311. DOI: 10.3390/pr12020311.
  7. Gobler HE. Mobility of heavy metals as a function of pH of samples from an overbank sediment profile contaminated by mining activities. Journal of Geochemical Exploration. 1997;2:185–194. DOI: 10.1016/S0375-6742(96)00061-1.
  8. Guevara-Riba A, Sahuquillo A, Rubio R, Rauret G. Effect of chloride on heavy metal mobility of harbour sediments. Analytical and Bioanalytical Chemistry. 2005;2:353–359. DOI: 10.1007/s00216-005-3103-x.
  9. Hauser-Davis RA, Wosnick N. Climate change implications for metal and metalloid dynamics in aquatic ecosystems and its context within the decade of ocean sciences. Water. 2022;14(15):2415. DOI: 10.3390/w14152415.
  10. Jahanirad M, Nasrabadi T, Karbassi A. Role of salinity and oxidation-reduction potential in mobility of heavy metals in suspended sediments at estuarine zone. Pollution. 2023;9(2):315–328. DOI: 10.22059/poll.2022.350296.1672.
  11. Jayachandran S, Chakraborty P, Ramteke D, Chennuri K, Chakraborty S. Effect of pH on transport and transformation of Cu-sediment complexes in mangrove systems. Marine Pollution Bulletin. 2018;133:920–929. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2018.03.054.
  12. Jeyakumar P. Copper and zinc dynamics and bioavailability in soils amended with biosolids [dissertation]. Palmerston North: Massey University; 2010. 211 p.
  13. Kester DR, Duedall IW, Connors DN, Pytkowicz RM. Preparation of artificial seawater. Limnology and Oceanography. 1967;12(1):176–179. DOI: 10.4319/lo.1967.12.1.0176.
  14. Klomp R, Zygadłowska OM, Jetten MSM, Oldham VE, van Helmond NAGM, Slomp CP, et al. Dissolved Mn(III) is a key redox intermediate in sediments of a seasonally euxinic coastal basin. Biogeosciences. 2025;22(3):751–765. DOI: 10.5194/bg-22-751-2025.
  15. Lazar NN, Simionov IA, Petrea SM, Iticescu C, Georgescu PL, Dima F, et al. The influence of climate changes on heavy metals accumulation in Alosa immaculata from the Danube River Basin. Marine Pollution Bulletin. 2024;200: 116145. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2024.116145.
  16. Lejwoda P, Swinder H, Thomas M. Evaluation of the mobility of heavy metals in the sediments originating from the post-galvanic wastewater treatment processes. Environmental Geochemistry and Health. 2023;45:7877–7888. DOI: 10.1007/s10653-023-01686-6.
  17. Bingxiang Liu, Jun Luo, Shuo Jiang, Yan Wang, Yuczeng Li, Xuesheng Zhang, et al. Geochemical fractionation, bioavailability, and potential risk of heavy metals in sediments of the largest influent river into Chaohu Lake, China. Environmental Pollution. 2021;290:118018. DOI: 10.1016/j.envpol.2021.118018.
  18. Hong Liu, Quing He, Zhengbing Wang, Gert Jan Weltje, Jing Zhang. Dynamics and spatial variability of near-bottom sediment exchange in the Yangtze Estuary, China. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 2010;86(3):322–330. DOI: 10.1016/j.ecss.2009.04.020.
  19. Lianhua Liu, Wei Ouyang, Yidi Wang, Mats Tysklind, Fanghua Hao, Hongbin Liu, et al. Heavy metal accumulation, geochemical fractions, and loadings. Journal of Hazardous Materials. 2020;389:122125. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122125.
  20. Yanmei Liu, Mengyuan Li, Dong Ren, Yunxiang Li. Spatial distribution of sediment dissolved organic matter and its binding characteristics with Pb(II) and Cu(II). Environmental Science and Pollution Research. 2024;31(30):43369–43380. DOI: 10.1007/s11356-024-34043-w.
  21. Loska K, Wiechuła D. Effects of pH and aeration on copper migration in above-sediment water. Polish Journal of Environmental Studies. 2000;9(5):433–437.
  22. Jinmei Lu, Fuqing Yuan, Leiviska T. The effect of temperature on the leaching of Cr, Cu, Fe, Ni and Zn from tailings, Ballangen Deposit, Norway. International Journal of Environmental Impacts. 2019;2(4):366–381. DOI: 10.2495/EI-V2-N4-366-381.
  23. Luders K, Dahmke A, Fiedler M, Kober R. Temperature influence on mobilisation and (re)fixation of trace elements and heavy metals in column tests with aquifer sediments from 10 to 70 °C. Water Research. 2020;169:115266. DOI: 10.1016/j.watres.2019.115266.
  24. Milas Municipality. Bosphorus culture and arts festival. Milas: Milas Municipality Publications; 2024.
  25. Nemati K, Bakar NKA, Abas MR, Sobhanzadeh E. Speciation of heavy metals by modified BCR sequential extraction procedure. Journal of Hazardous Materials. 2011;192(1):402–410. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2011.05.039.
  26. Punia A, Singh SK. Evaluating climate-induced drivers of trace metal mobilization in environmental systems. Journal of Trace Elements and Minerals. 2026;15:100271. DOI: 10.1016/j.jtemin.2025.100271.
  27. Sakan S, Franciskovic-Bilinski S, Dorđevic D, Popovic A, Sakan N, Skrivanj S, et al. Evaluation of element mobility in river sediment using different single extraction procedures and assessment of probabilistic ecological risk. Water. 2021;13(10):1411. DOI: 10.3390/w13101411.
  28. Schroeder H, Duester L, Fabricius AL, Ecker D, Breitung V, Ternes TA. Sediment water (interface) mobility of metal(loid)s and nutrients under undisturbed conditions and during resuspension. Journal of Hazardous Materials. 2020;394:122543. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.122543.
  29. Sutherland RA, Tack FMG. Determination of Al, Cu, Fe, Mn, Pb and Zn in certified reference materials using the optimized BCR sequential extraction procedure. Analytica Chimica Acta. 2002;454(2):249–257. DOI: 10.1016/S0003-2670(01)01553-7.
  30. Takarina ND. Distribution patterns of redox potential in intertidal zone of Blanakan coast and their implication on the coastal ecosystem. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;561:012055. DOI: 10.1088/1755-1315/561/1/012055.
  31. Visser A, Kroes J, van Vliet MTH, Blenkinsop S, Fowler HJ, Broers HP. Climate change impacts on the leaching of a heavy metal contamination in a small lowland catchment. Journal of Contaminant Hydrology. 2012;127(1–4):47–64. DOI: 10.1016/j.jconhyd.2011.04.007.
  32. Huan Wang, Qi Li, Jun Xu. Climate warming does not override eutrophication, but facilitates nutrient release from sediment and motivates eutrophic process. Microorganisms. 2023;11(4):910. DOI: 10.3390/microorganisms11040910.
  33. Wijngaard RR, van der Perk M, van der Grift B, de Nijs TCM, Bierkens MFP. The impact of climate change on metal transport in a lowland catchment. Water, Air, & Soil Pollution. 2017;228:107. DOI: 10.1007/s11270-017-3261-4.
  34. Lixun Zhang, Guangyu Zhu, Xin Ge, Gang Xu, Yuntao Guan. Novel insights into heavy metal pollution of farmland based on reactive heavy metals (RHMs): pollution characteristics, predictive models, and quantitative source apportionment. Journal of Hazardous Materials. 2018;360:32–42. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2018.07.075.
  35. Shengnan Zhao, Yunxi Zhao, Zhimou Cui, Hui Zhang, Jinda Zhang. Effect of pH, temperature, and salinity levels on heavy metal fraction in lake sediments. Toxics. 2024;12(7):494. DOI: 10.3390/toxics12070494.
  36. Shou Zhao, Chenghong Feng, Dongxin Wang, Yanzhen Liu, Zhenuao Shen. Salinity increases the mobility of Cd, Cu, Mn, and Pb in the sediments of Yangtze Estuary: relative role of sediments’ properties and metal speciation. Chemosphere. 2013;91(7):977–984. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2013.02.001.

Загрузки

Опубликован

2026-11-11

Выпуск

№ 3 (2026): ЖУРНАЛ БЕЛОРУССКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ЭКОЛОГИЯ

Раздел

Прикладная экология (медицинская экология, промышленная экология, аграрная экология, лесохозяйственная экология, водохозяйственная экология и др.)

Как цитировать

[1]
Копиця, В.Н. и др. 2026. Влияние изменения климата на подвижность меди (Cu) и свинца (Pb) в образцах прибрежных отложений в озерах, подверженных засухе (оз. Богазичи). Журнал Белорусского государственного университета. Экология. 3 (ноя. 2026).