Сандимиров С.С. Оценка баланса тяжелых металлов (Ni и Cu) на водосборе субарктического озера (на примере Чунозера). Вестник МГТУ. 2009, Т. 12, №3, с. 507-515.

Вестник МГТУ, том 12, №3, 2009 г. стр.507-515 Среднее содержание Ni в осадочных породах земной коры по исследованиям Боуэна (Bowen, 1966) составляет от 2 до 70 мкг/г, а по данным А.П. Виноградова (1962) - 95 мкг/г. Существуют значительные вариации в концентрациях Ni в фоновых ДО озер Мурманской области - от 4.3 до 187 мкг/г (Даувальтер, 1999). Значение средней фоновой концентрации Ni по 140 озерам равно 29.3 мкг/г, а стандартное отклонение - 21.6 мкг/г. В ДО озер Кольского полуострова диапазон концентраций Ni находится в пределах от 2 до 7206 мкг/г. В самых глубоких слоях колонки ДО со станции 1' Чунозера содержания Ni (32-35 мкг/г) подобны средним фоновым концентрациям Ni в ДО Кольского полуострова (рис. 7). Далее по мере приближения к поверхности ДО происходит постепенное увеличение концентраций Ni до максимального значения (971 мкг/г) в поверхностном слое 0-1 см. Увеличение концентраций Ni произошло почти в 30 раз, и этот элемент можно отнести к загрязняющим экосистему Чунозера. В распределении концентраций Ni в толще ДО со станции 1' Чунозера отмечается разделение - колонка делится на две части: нижняя (3-21 см) с низкими концентрациями Ni (32-61 мкг/г), и верхняя (0-3 см) с высокими концентрациями (85-971 мкг/г). Повышенное поступление ТМ может быть также связано с воздушными переносами из соседнего источника загрязнения - комбината "Североникель", который находится в 35 км от озера. Повышенное содержание Ni в поверхностных слоях ДО отмечается также и на станции 1 (рис. 7), но оно почти в 3 раза меньше, чем на станции 1'. На остальных станциях оз. Чунозера концентрации Ni в поверхностных слоях ДО значительно ниже (около 100 мкг/г). Как уже было сказано выше, гидрологические условия на акваториях этих станций не позволяют накапливаться тонкодисперсному материалу с высоким содержанием органического материала, который является прекрасным адсорбентом загрязняющих веществ, в том числе и ТМ. Среднее содержание Cu в осадочных породах по исследованиям Боуэна находится в пределах 4-50 мкг/г (Bowen, 1966), а по данным А.П. Виноградова (1962) - 95 мкг/г. Наши предыдущие исследования (Даувальтер , 1999) показали, что существуют, как и для Ni, значительные вариации в фоновых концентрациях Cu в ДО озер. Значения концентраций находятся в диапазоне от 2.5 до 296 мкг/г. Средняя фоновая концентрация Cu, рассчитанная по 125 исследуемым озерам, равна 44.2 мкг/г. Большое значение стандартного отклонения (47.4 мкг/г) является следствием большого диапазона фоновых концентраций по отдельным озерам. В ДО малых озер Кольского полуострова диапазон концентраций Cu находится в пределах от 2.5 до 6495 мкг/г (Даувальтер , 1999). В самых глубоких слоях колонки ДО со станции 1' Чунозера содержание Cu (40-43 мкг/г) примерно равно среднему фоновому содержанию в ДО озер Кольского полуострова. В поверхностных слоях ДО (0-3 см) происходит (ранее отмеченное для Ni) увеличение концентраций Cu (рис. 7). В распределении концентраций Cu в колонке ДО со станции 1' Чунозера отмечается разделение, аналогичное значениям Ni, - колонка делится на две части: нижняя (2­ 21 см) с низкими концентрациями Cu (37-55 мкг/г), и верхняя (0-2 см) с относительно высокими концентрациями (92-391 мкг/г). На станции 1 также отмечаются повышенные содержания Cu в поверхностных слоях ДО (рис. 4), но оно более чем в 2 раза меньше, чем на станции 1'. На остальных станциях Чунозера концентрации Cu в поверхностных слоях ДО значительно ниже (менее 100 мкг/г). Для оценки количества аккумулированных в ДО загрязняющих веществ были определены площади дна озера в различных зонах, соответствующих станциям отбора проб (рис. 3), начиная с глубины более 10 м (табл. 1). При проведении исследований по оценке накопления ТМ в ДО с каждой станции была отобрана одна колонка, характеризующая мощность слоя с повышенным содержанием металлов, и установлено, что мощность загрязненных ДО на большей части акватории озера составляет в среднем 2 см. Нижний слой (глубже 2 см) соответствует доиндустриальному этапу накопления ДО, и значения концентраций в нем можно считать фоновыми для данного озера. Объем ДО с повышенными концентрациями металлов (слой 0-2 см) определялся умножением площади каждой зоны в районе станции на мощность загрязненных ДО в соответствующей колонке. Масса загрязненных ДО рассчитывалась для каждой зоны умножением объема на плотность ДО. Масса загрязняющего элемента рассчитывалась умножением массы загрязненных ДО на средние концентрации элемента во влажных ДО ( Даувальтер и др., 2000). Общая масса в целом по озеру определялась суммированием результатов по отдельным зонам. Результаты расчета объема и массы загрязненных ДО представлены в табл. 1, из которой следует, что за период 1980-2000 гг. в ДО накоплено 5.17 т Ni и 3.39 т Cu. Таким образом, можно подсчитать, что в среднем за год за 20-летний период в ДО накапливается 0.26 т Ni и 0.17 т Cu. Наиболее высокие концентрации металлов отмечены в ДО восточной части озера (станции 1 и 1'), которая характеризуется наибольшей шириной и спокойным гидродинамическим режимом, что обеспечивает наиболее благоприятные условия для осадконакопления. Также немаловажным является отсутствие здесь естественной преграды в виде Чуна-тундры для поступления ТМ на водосбор данной акватории и самого озера. 513