Картирование загрязнения природных сред

В 1995 г. были проведены полевые работы по опробованию мхов и почвенных разрезов со средней плотностью одна точка комплексного опробования на 300 кв.км, и опробование озерных вод со средней плотностью одна проба на 600-700 кв.км. Лабораторные работы выполнялись в течение 1995-1996 гг. обработка данных в 1996-97гг. и в 1998 году планируется составление окончательного отчета.

Оценки уровней и категорий опасности загрязнения почв как индикаторов неблагоприятного воздействия на здоровье населения проводились по показателям, разработанным при сопряженном геохимическом и гигиеническом исследовании окружающей среды городов. Они учитывают распределение как отдельных металлов, участвующих в загрязнении, так и их ассоциаций, обусловленных полиэлементностью химического состава техногенных потоков, формирующих загрязнение.

Коэффициент концентрации - это показатель кратности превышения содержаний химических элементов в точке опробования над его средним содержанием в аналогичной природной среде на фоновом участке. Фоновые участки выбираются на территориях, не подвергающихся загрязнению или испытывающих его в незначительной степени.

где К_к - коэффициент концентрации элементов-загрязнителей, n - число аномальных элементов.

Анализ распределения геохимических показателей, полученный по результатам опробования почв по регулярной сети дает пространственную структуру загрязнения (Сает, 1982).

Оценка опасности загрязнения почв комплексом элементов-загрязнителей по показателю Z_с проводится по оценочной шкале. Градации оценочной шкалы разработаны на основе изучения показателей состояния здоровья населения, проживающего на территории с различным уровнем загрязнения (Методические указания по оценке ..., 1987).

Поскольку в настоящее время отсутствуют нормативы, регламентирующие уровень загрязнения мхов, для их оценки была использована шкала для почв.

Эти элементы являются типичными компонентами аэротехногенных выбросов горно-металлургических предприятий по переработке медно-никелевых руд. Причем все они являются элементами-токсикантами 1-го (As, Cd) и 2-го классов опасности.

Распределение СПЗ, приведенное на рисунках, дает представление об уровне накопления элементов и степени экологической опасности площадей с различным уровнем накопления этих элементов. При этом следует отметить, что опробование мхов дает представление о собственно аэротехногенном загрязнении территории (загрязнение атмосферы) за последние три года, а опробование горизонта ао почв фиксирует долголетний эффект загрязнения и также отражает химический состав почвообразующих рыхлых отложений (геологические особенности).

Загрязнение почв и мхов тяжелыми металлами и серой проявлено наиболее широко и охватывает около 70% изученной территории Мурманской области, образуя дугообразную зону практически сплошного загрязнения от Никеля до Кандалакши.

На юге эта зона имеет тенденцию на затухание, на севере она продолжается на акваторию Баренцева моря. Осевая часть зоны трассирует основные загрязняющие центры (Кандалакша, Апатиты, Кировск, Мончегорск, Оленегорск, Мурманск, Никель, Заполярный) и, вероятно, подчеркивает интенсивность движения по основным ж/д и шоссейным магистралям. В западном направлении наблюдается довольно резкий градиент падения уровня концентрации тяжелых металлов с выходом на фоновый уровень в районе финско-российской границы и практическое отсутствие признаков загрязнения на территории Финляндии (связанного с ОАО “Комбинат Североникель”). И только в районе пгт.Никель отмечается устойчивое загрязнение части территории Норвегии, и незначительное Финляндии в районе севернее оз.Инари. Эта особенность распространения аэротехногенных потоков связана с тем, что преобладающим направлением ветров является меридиональное направление, и кроме того, распространению загрязнения на запад в районе Мончегорска препятствуют горные хребты Монча-, Волчьи- и Сальные тундры. В восточном направлении загрязнение проявлено более глубоко, и в виде отдельных ответвлений уходит за пределы исследованной территории.

Максимальные содержания эдементов-токсикантов в почвах вокруг Мончегорска составляют: Ni – 2880 г/т, Сu – 4080 г/т. As - 74.5 г/т, (что превышает фон в 440, 540 и 67 раз соответственно), при среднем содержании Ni – 250 г/т, Сu – ЗОО г/т и As – 6.5 г/т в контуре аномалии. Максимальное превышение ПДК по As составляет 37 раз, среднее – 3.2 раза.

Эти элементы, источником распространения которых является “пыление” различных объектов, тесно связанных друг с другом, и поэтому особенности их распределения хорошо отражает мультипликативный показатель AI*La*Sr*Be*B*Th*U*Y.

Наиболее контрастная аномалия этих элементов, как во мхах, так и в почвах, картируется вокруг Кировска и Апатитов.

Результаты опробования мхов, отражающие степень загрязнения атмосферы пылью как промышленного происхождения (апатит-нефелиновые фабрики, карьеры, хвостохранилища, транспортные магистрали), так и природного (пыление нарушенных эрозией почв), картируют широкий ареал воздушного перемещения этих элементов в центральной части Мурманской области, с центром в районе Кировска и Апатитов. Слабая аномалия в районе Мурманска, вероятно, связана с перегрузкой апатит-нефелинового концентрата, а осложнения в структуре геохимического поля в районе Ковдор-Пиренга вызвана транспортировкой ковдорского концентрата по железной дороге. Локальная аномалия этих элементов фиксируется на севере Норвегии (по-в Варангер), что связано с пылением почв, сильно нарушенных выпасом оленей (кстати, впервые на эту проблему в Норвегии обратили внимание после проведения этих работ).

Также слабым осложнением структуры геохимического поля отражается влияние Кандалакшского алюминиевого завода. Наиболее же яркая контрастная аномалия этих элементов во мхах приурочена к Кировско-Апатитскому промышленному узлу, подчеркивая сильную запыленность атмосферы в этом районе.

Похожую картину дает результат опробования горизонта А0, но здесь более явно проявляются признаки влияния геологии (химического состава горных пород и перекрывающих их рыхлых отложений) на состав почв. В целом распределение данных элементов в почвах характеризуется гораздо меньшей контрастностью аномалий и большей неоднородностью геохимического поля, по сравнению со мхами.

Распределение Рb и Zn

Распределение Рb и Zn в почвах в целом сопоставимо с распределением этих элементов во мхах, хотя и менее выразительна.