

Modeling of Migration of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Groundwater Considering Biological Degradation
https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-2-60-65
Abstract
The problem of groundwater pollution by benz(a)pyrene and other polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), the sources of which may be accumulators of industrial wastes from coke-chemical and oil-refining enterprises, is considered. It is shown that as a result of microbial degradation of benz(a)pyrene in soil and groundwater, the formation of carcinogenic substances with good solubility and low ability to sorption on soil particles is possible, which contributes to their rapid accumulation and migration in groundwater. With the help of mathematical modeling and developed software, the distribution of benz(a)pyrene and its degradation products in groundwater from the coal tar waste storage pond located in Ulan-Ude was assessed. Marker substances for monitoring the environmental situation around industrial waste disposal facilities containing benz(a)pyrene and other PAHs are proposed.
About the Authors
A.A. AfanasyеvaRussian Federation
Dr. Sci. (Eng.), Head of Department
E.A. Andreeva
Russian Federation
Research Scientist
D.I. Nazarenko
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Head of Department
M.Yu. Lapushkin
Russian Federation
Cand. Sci. (Eng.), Acting Head of Department
G.K. Vasilyeva
Russian Federation
Cand. Sci. (Biol), Leading Research Fellow
T.N. Shvetsova-Shilovskaya
Russian Federation
Dr. Sci. (Eng.), Advisor to the General Director
References
1. Stockholm Convention on Persistent Organic Pollutants (POPs). The 4th Meeting (4—8 May, 2009. Geneva, Switzerland). 2009. [Электронный ресурс]. URL:http://chm.pops.int (дата обращения 06.06.2024).
2. Доклады четвёртой Междунар. научно-практ. конф. "Управление отходами – основа восстановления экологического равновесия промышленных регионов России". Под ред. П. Волынкиной. Новокузнецк, СибГИУ, 2012. 331 с.
3. Семинский И.К., Александрова А.Ю., Гомульский В.В. и др. Комплекс инженерно-геофизических методов для определения объемов однородных промышленных отходов, размещенных в объектах накопленного экологического вреда. Экология и промышленность России. 2023. Т. 27. № 11. С. 39—45.
4. Samanta S., Singh O., Jain R.K. Polycyclic aromatic hydrocarbons: environmental pollution and bioremediation. Trends in Biotechnology. 2002. Vol. 20. P. 243—248.
5. Пузырев В.Г., Халфиев И.Н., Музаффарова М.Ш. и др. Оценка сравнительной канцерогенной опасности в условиях воздействия факторов промышленной экологии. Медицина и здравоохранение. 2022. Т. 7. № 2. С. 60—68.
6. Earl N., Cartwright C.D., Horrocks S.J., et al. Review of the Fate and Transport of Selected Contaminants in the Soil Environment. Bristol, Environment Agency, 2003. 198 р.
7. Nzila A., Musa M. Current Status of and Future Perspectives in Bacterial Degradation of Benzo[a]pyrene. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2021. № 18. Р. 262.
8. Juhasz A.L., Naidu R. Bioremediation of high molecular weight polycyclic aromatic hydrocarbons: a review of the microbial degradation of benzo[a]pyrene. International Biodeterioration&Biodegradation. 2000. No. 45. Р. 57—88.
9. Бабошин М.А., Головлева Л.А. Деградация полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) аэробными бактериями. Микробиология. 2012. Т. 81. № 6. С. 695—706.
10. Белоусова А.П., Гавич И.К., Лисенков А.Б., Попов Е.В. Экологическая гидрогеология. М., ИКЦ "Академкнига", 2006. 397 с.
11. Groundwater Modeling. Remediation and Redevelopment Division Resource Materials. Michigan Department of Environmental Quality Remediation and Redevelopment Division, 2014. 52 р.
12. Афанасьева А.А., Назаренко Д.И., Швецова-Шиловская Т.Н., Казарезова Е.В. Математическое моделирование миграции и многостадийных превращений химических веществ в подземных водах. Научный вестник НГТУ. 2019. № 3 (76). С. 7—20.
13. Domenico P.A. An analytical model for multidimensional transport of a decaying contaminant species. Journal of Hydrology. 1987. No. 91. Р. 49—58.
14. Documenting Ground-Water Modeling at Sites Contaminated with Radioactive Substances. Washington, U.S. Environmental Protection Agency, Office of Solid Waste and Emergency Response, 1996. 168 р.
15. Афанасьева А.А., Назаренко Д.И., Швецова-Шиловская Т.Н., Казарезова Е.В. Программное обеспечение для моделирования распространения загрязняющих веществ в подземных водах. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019614483 от 05 апреля 2019 года. Зарег. 26.03.2019; Опубл. 05.04.2019. Бюл. № 4.
Review
For citations:
Afanasyеva A., Andreeva E., Nazarenko D., Lapushkin M., Vasilyeva G., Shvetsova-Shilovskaya T. Modeling of Migration of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons in Groundwater Considering Biological Degradation. Ecology and Industry of Russia. 2025;29(2):60-65. (In Russ.) https://doi.org/10.18412/1816-0395-2025-2-60-65