Geochemistry and Organic Contaminants in the Sediments of Great Slave Lake, Northwest Territories, Canada

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Mudroch, A., Allan, R.J., Joshi, S.R.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 1992
• Subjects: Air pollution; Arsenic; Bottom sediments; Composition; Cores; Geochemistry; Heavy metals; Organochlorines; Pollution; PCBs; Sediment transport; Sedimentation; Sediments (Geology); Soil mechanics; Trace elements; HCH; HCB; Chlordanes; Great Slave Lake region; N.W.T; Great Slave Lake; Canada; Fleuve Mackenzie; Mackenzie River; Northwest Territories; Arctic; Mackenzie river; Slave River; Territoires du Nord-Ouest
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/64423

A study was carried out in the summer of 1987 to determine the geochemistry and distribution of trace elements, PCBs and 16 other chlorinated hydrocarbons in sediments from selected areas in Great Slave Lake, Northwest Territories, Canada. Sediment cores were collected at three sampling stations in the west basin of the lake on a transect from the Slave River delta to the outlet of the Mackenzie River. The geotechnical composition of the sediments showed the deposition of similar material at all sampling stations. Sediment dating indicated a very high sedimentation rate (46.6 g/cm²/year) at a 110 m water depth in the vicinity of the Slave River delta and mixing of bottom sediments at the southwestern part of the lake. The concentrations of trace elements (Cu, Ni, Co, Cr, V, Pb and Zn) were uniform in all sediment profiles. However, surficial sediments were enriched by arsenic, Canadian standard CLB-1 containing 51 PCB congeners was used in the determination of PCBs in the sediment. Thirty-three PCB congeners were detected and their concentrations determined in selected sections of sediment cores. The most abundant congeners were 15 and 18, 44, 49, 52 and 101 (IUPAC numbering) with maximum concentrations 3.52, 2.68, 2.44, 6.20 and 2.44, 6.20 and 2.13 ng/g respectively. The concentration pattern of PCBs in Great Slave Lake sediments indicated considerably greater quantities of lower than higher chlorinated biphenyls. Several congeners, particularly those having 7-10 chlorine atoms, were determined in concentrations smaller than 0.20 ng/g only at one sediment depth. Hexachlorobutadiene, 1, 2, 3, 4-tetrachlorobenzene, pentachlorobenzene, alpha-HCH, hexachlorobenzene, pentachloroanisol and alpha-chlordane were present at all stations at different sediment depths. Maximum concentrations of the 16 chlorinated hydrocarbons analyzed in Great Slave Lake sediments were between 0.08 and 1.04 ng/g. The concentrations of PCBs and other chlorinated hydrocarbons were about two orders of magnitude lower than those in Lake Ontario sediments.Key words: Great Slave Lake, sediments, geochemistry, PCBs, chlorinated hydrocarbons RÉSUMÉ. Au cours de l’été de 1987, on a procédé à une étude pour déterminer la geochimie et la répartition des oligo-éléments, des BPC et de 16 autres hydrocarbures chlorts dans des sediments provenant de zones sélectionnées du Grand Lac de l’Esclave dans les Territoires du Nord-Ouest auCanada. On a prélevé des carottes de sédiments à trois postes d’échantillonnage dans le bassin ouest du lac le long d’un axe allant du delta de la rivière Slave à l’embouchure du fleuve Mackenzie. La composition géochimique des sediments a révélé un dépôt de matériau similaire à tous les postes d’échantillonnage. La datation des sédiments a montré un fort taux de sedimentation (46,6 g.cm-* par an) h 110 m sous l’eau, dans la zone du delta de la Slave, et un mélange des sédiments de fond dans la partie sud-ouest du lac. Les concentrations d’oligo-éléments (Cu, Ni, Co, Cr, V, Pb, et Zn) étaient uniformes dans tous les profils de sédiments. Les sédiments de surface cependant contenaient en plus de l’arsenic. On a utilisé des CLB-1 canadiens normalists contenant 51 congénères de BPC pour déterminer+les BPC dans les sédiments. On a détecté 33 congtntres de BPC et déterminé leurs concentrations dans des sections choisies des carottes de suiments. Les congénères les plus abondants étaient les numéros 15 et 18,44,49,52et 101 (numérotation de I’IUPAC) avec des concentrations maximales respectives de 3.52, 2.68, 2,44,6,20 et 2,13 ng.g-l. Le schéma de concentration des BPC dans les sediments du Grand Lac de l’Esclave révélé des quantités considerablement plus importantes de biphenyles peu chlorés parrapport aux biphènyles trés chlorés. On a trouvé plusieurs congénères, en particulier ceux ayant de 7 à 10 atomes de chlore, en concentrations inférieures à 0,20 ng.g” à seulement une certaine profondeur de sédiments. On a trouvé de l’hexachlorobutadiène, du tétrachlorobenzène-1,2,3,4, du pentachlorobenzène, du H.C.H.-A, de l’hexachlorobenzène, du pentachloroanisole et du chlordane-A à tous les postes à différentes profondeurs de sédiments. Les concentrations maximales des 16 hydrocarbures chlorés analysts dans les sediments du Grand Lac de l’Esclave se situaient entre 0,08 et 1,04 ng.g”. Les concentrations de BPC et d’autres hydrocarbures chlorés étaient d’environ deux ordres de grandeur inférieures à celles contenues dans les sédiments du lac Ontario.Mots clés: Grand Lac de l’Esclave, sédiments, géochimie, BPC, hydrocarbures chlorés