Ученые выяснили, что за 90 лет донные отложения горного озера Большой Вудъявр в Мурманской области накопили высокие концентрации редких элементов, включая тяжелые металлы (свинец, сурьма, кадмий, ванадий). Главные источники загрязнения водоема — местное горнорудное производство, а также выбросы котельных и ТЭЦ. Международный индекс антропогенной нагрузки PLI (>1,5 единицы) показал, что изученные осадки имеют высокий уровень загрязнения, и это необратимо сказывается на растениях и животных Большого Вудъявра. Результаты исследований, поддержанных грантом РНФ, опубликованы в журнале Water.
Любители экстремального отдыха хорошо знают словосочетание «Большой Вудъявр». Так называется горнолыжный курорт в городе Кировске Мурманской области. Здесь же, в Хибинских горах, расположено одноименное озеро. Причем Большой Вудъявр — крупнейший водоем Хибин и в тоже время главный коллектор сточных вод рудников горнодобывающего и обогатительного комбината АО «Апатит». История загрязнения водоема насчитывает 90 лет — с начала добычи здесь руды и основания города Кировска в начале 1930-х годов. Экологи, гидрохимики, геохимики изучают экосистемы Большого Вудъявра с конца 1980-х годов. Новые исследования донных отложений горного озера коллектива авторов из Института проблем промышленной экологии Севера КНЦ РАН (Апатиты) и Института озероведения РАН (Санкт-Петербург) были нацелены на оценку их точного возраста и химического состава, а также рисков для всей водной экосистемы, которые влечет за собой антропогенное влияние со стороны промышленных предприятий.
Для изучения состояния озера авторы отобрали вертикальные колонки отложений с самого глубокого (около 40 метров) участка дна Большого Вудъявра. В ходе работ геохимики использовали норвежский пробоотборник гравитационного типа — прибор строго вертикально опускается на дно с помощью веревки, захватывает осадки и «приносит» их наверх в виде колонки, в которой сохранена последовательность накопленных слоев. В первую очередь геохимики выяснили, что верхние 20 см отложений сформированы за 90 лет (время работы горнорудного комбината), а средняя скорость осадконакопления в озере составляет 2,3 мм в год, что выше средних аналогичных показателей как для региона исследования, так и для арктических регионов России в целом. Слои донных отложений глубже 20 см образовались до промышленного освоения Хибин, следовательно, их можно принимать за фоновые (чистые) донные отложения.
Далее ученые установили, что верхние 20 см осадков Большого Вудъявра накопили большие концентрации химических элементов по сравнению с фоновым уровнем. Например, влияние рудничных вод АО «Апатит» привело к повышенному накоплению фосфора, кальция, калия, натрия и железа, так как эти элементы входят в состав апатита и нефелина, главных минералов добываемой в Хибинах руды. Кроме этого, вследствие поступления рудничных вод в Большой Вудъявр отложения накопили повышенные концентрации редкоземельных и щелочных металлов, которые встречаются в больших количествах в составе различных минералов местных гор. Исследователи отменили, что таких больших концентраций редкоземельных элементов нет даже в озерах города Мурманска, известного своим высоким уровнем загрязнения по ранним работам ученых.
Геохимики выяснили, что работа Кировской мазутной котельной (закрыта в 2013 году) и ТЭЦ, действующей с 1950-х годов в 10 км от озера, сказалась на повышенном накоплении тяжелых металлов в отложениях изученного озера. Например, из-за работы котельной ученые установили превышения фона по ванадию и никелю (содержатся в мазуте) в отложениях горного озера, а из-за работы ТЭЦ — превышения фона по сурьме (содержится в топочном угле). Кроме того, дальний атмосферный перенос загрязняющих веществ от металлургического производства Мурманской области сыграл роль в накоплении в донных отложениях озера Большой Вудъявр никеля, меди, кобальта и цинка. Ранее ученые сообщали о влиянии металлургического комбината в Мончегорске на химический состав донных отложений малых озер Хибин. Известно, что частицы от выбросов медно-никелевого производства легко улетают на сотни километров от источника и затем оседают на дно озер.
«Озеро Большой Вудъявр — модельный водный объект, позволяющий отслеживать процессы изменения экосистемы арктического озера, расположенного в уникальных геохимических условиях Хибинского горного массива. Это водоем с особым типом формирования качества вод под влиянием загрязнения апатитовой промышленностью. Анализируя сравнительно высокие концентрации редких элементов, включая тяжелые металлы, мы можем изучать механизмы их миграции и аккумуляции, что обычно достаточно тяжело делать на примере других озер», — рассказывает один из авторов статьи, кандидат биологических наук Дмитрий Денисов, заведующий лабораторией водных экосистем Института проблем промышленной экологии Севера.
На основе международного индекса антропогенной нагрузки (Pollution load index, PLI) и полученных данных по геохимии донных отложений ученые оценили степень загрязнения озера Большой Вудъявр. Для нижних (фоновых) слоев значение индекса равно 1 (нет загрязнения), а для слоев, сформированных в годы работы АО «Апатит», превышает это значение. Самыми грязными (PLI >1,5) являются слои, которые накопились с 1960-х годов по настоящее время. Это время наиболее интенсивного освоения Хибинских руд, начало работы угольной ТЭЦ и увеличения числа машин и выбросов от них в регионе исследования. Однако ученые утверждают, что большинство исследованных металлов хорошо связаны в донных отложениях Большого Вудъявра в прочные минеральные и органические комплексы. При этом риск для живых организмов озера все равно есть, особенно в случае потенциального нарушения физико-химических параметров воды и отложений. Ранее исследователи изучали водоросли озера Большой Вудъявр и выяснили, что антропогенная нагрузка меняет их количество и состав. Подобные тенденции возможны и в будущем, поэтому ученые будут продолжать работу по оценке состояния горного водоема.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
