Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное геоэкологическое состояние донных осадков морских и прибрежных районов Субарктики 12
Глава 2. Методика геохимического исследования донных отложений 26
2.1. Современные методы геохимических исследований 26
2.2. Результаты опытно-методических работ в районах техногенного и природного накопления металлов в донных осадках 44
2.2.1. Опытно-методические работы в бассейне р. Волхов (Ленинградская область) 44
2.2.2. Методика геохимического исследования прибрежных зон Арктического бассейна (на примере р. Безымянной, арх. Новая Земля) 50
Глава 3. Геохимические исследования донных осадков оз. Пясино, р. Пясина и Пясинского залива - Норильский промышленный район (НИР) и прилегающие территории 62
3.1. Географо-экономическая характеристика Норильского района и прилегающих территорий 62
3.1.1.Физико-географический очерк 62
3.1.2. Хозяйственная деятельность Норильского ГМК 67
3.2. Ландшафтно-геохимическая характеристика региона 70
3.3. Результаты предшествующих работ по геохимическому исследованию Норильского района 75
3.4. Геохимический анализ донных отложений НПР 77
3.4.1. Методика опробования донных осадков акватории оз. Пясино, р. Пясина и акватории Пясинского залива (Карское море) 77
3.4.2. Результаты аналитических работ 82
3.4.3. Обсуждение полученных результатов 90
3.4.4. Цитологический состав современных осадков и их геохимические особенности 113
Глава 4. Основные особенности геохимии прибрежных районов Арктического бассейна в условиях техногенного загрязнения тяжелыми металлами 129
4.1. Результаты исследования форм нахождения тяжёлых металлов в донных осадках 129
4.2. Оценка экологического состояния озёрно-речной системы р. Пясина и Пясинского залива 135
4.2.1. Коэффициент и степень загрязнения 136
4.2.2. Коэффициент токсичности 138
4.2.3. Коэффициент и индекс экологической опасности 143
4.3. Основные закономерности изменчивости концентраций и форм нахождения тяжёлых металлов в системе «река - море» в условиях Арктического бассейна на примере р. Пясина 146
Заключение 152
Список используемых источников 154
Приложения 165
- Современное геоэкологическое состояние донных осадков морских и прибрежных районов Субарктики
- Методика геохимического исследования прибрежных зон Арктического бассейна (на примере р. Безымянной, арх. Новая Земля)
- Обсуждение полученных результатов
- Основные закономерности изменчивости концентраций и форм нахождения тяжёлых металлов в системе «река - море» в условиях Арктического бассейна на примере р. Пясина
Современное геоэкологическое состояние донных осадков морских и прибрежных районов Субарктики
Вследствие активной производственной деятельности огромное количество загрязняющих веществ поступает в морские экосистемы различными путями: материковый сток (речной сток, абразия берегов и др.), атмосферные выпадения, прямой сброс промышленных и бытовых стоков, захоронение токсичных и радиоактивных отходов, аварийные ситуации, судоходство, разработка месторождений полезных ископаемых.
Если принять гидросферу как естественную аккумулирующую среду, можно привести классификацию источников поступления загрязняющих веществ в соответствии с общей концепцией седиментогенеза. Выделяются три группы источников поступления загрязняющих веществ: экзогенная, эндогенная и акваполитехногенная. Экзогенный источник исследован достаточно подробно как для всего шельфа в целом, так и для арктической его части. Последний тип источника, выделенный впервые, связан с индустриальной деятельностью непосредственно на морских акваториях, включая морской транспорт, разработку подводных месторождений, захоронение вредных веществ (дампинг), сброс бытовых и промышленных отходов, рыболовство (траление) (Иванов Г.И., 2000).
Загрязняющие вещества можно разделить на две группы, определяющие экологический фон морских акваторий: первая группа включает природные элементы, которые являются неотъемлемой составляющей всех природных объектов, и вторая группа - элементы и соединения, не характерные для геологических объектов. К первой группе относятся: тяжёлые металлы, нефтяные углеводороды, полициклические ароматические углеводороды, фенолы, естественные радионуклиды. Их можно отнести к загрязняющим веществам только в том случае, когда их накопление приводит к негативному воздействию на всю экосистему. Вторая группа объединяет хлороргаиические соединения (полихлорбефенилы, пестициды, дибензодиксины и др.) искусственные радионуклиды и пр. (Иванов Г.И., 2000).
По характеру форм миграции химических элементов и преобладающим процессам седиментогенеза можно выделить следующие типы барьеров: механические (гидродинамические), физико-химические и биогеохимические, а по положению в пространстве - вертикальные, горизонтальные и не зависящие от положения в пространстве.
Одним из важнейших аспектов экогеохимической седиментологии является оценка состояния экосистем Арктики, возможность сравнения степени загрязнения тех или иных участков шельфа, нормирование степени загрязнения, выявление источников поступления загрязняющих веществ и т.п.
С началом освоения нефтяных и газовых месторождений и масштабным развитием различного рода предприятий горнодобывающей промышленности на материке/ арктический шельф России в настоящее время стал важнейшим объектом комплексного использования. В связи с этиму очевидна актуальность проведения геоэкологических исследований шельфа и прибрежных территорий, которая усугубляется особой хрупкостью арктической природной среды.
Необходимо отметить, что изученность материала резко падает от Баренцева моря на восток, поэтому системным изучением донных осадков, придонных вод и бентоса на основе методологии, разработанной во ВНИИОкеангеология, охвачены лишь Баренцево и Карское моря по материалам совместных с НПА «Севморгеология» рейсов 1991-1994 гг. с небольшим привлечением дополнительных данных, в первую очередь ММБИ (Садиков М.А., 2001).
Придонные воды вблизи континентальной и островной суши обычно характеризуются повышенным содержанием7 компонентов, в первую очередь на мелководье, с преобладанием их во взвешенном состоянии в направлении к открытым частям акватории наблюдается увеличение количественных характеристик компонентов, что связано с обогащением вод за счёт донных осадков, а для последних - за счёт речного стока и в меньшей степени поступления глубинных флюидов. Более глубинные воды характеризуются щелочной средой, повышенным количеством хлорорганики и фенолов, а также кадмия и цинка.
Для донных осадков картина усложняется как по вертикали, так и по латерали в связи с эволюционной сменой фаций и техногенными нарушениями в результате антропогенного воздействия. Процесс накопления всех компонентов донных осадков, в том числе и загрязняющих веществ, возрастает с увеличением глубины бассейна, а так! же зависит от доли тонкодисперсных / отложений. Что касается органической составляющей, то максимальное её содержание характерно для наиболее глубоководных частей бассейна.
Состав осадков в значительной мере характеризуется наличием железа, титана и марганца и связанными с ними нефтяными углеводородами. Так, в донных осадках Баренцева моря (Садиков М.А., 1994) установлены обширные поля нефтяных углеводородов и фенолов. В пределах этих полей находится и Штокмановское газоконденсатное месторождение.
Особое внимание надо уделить влиянию рудных объектов островной, континентальной частей. В донных осадках отмечается непосредственная взаимосвязь ванадия с пелитовой фракцией и мышьяком. Шлейфы последнего связаны с Новой Землей (Иванов Г.И., Старичков Е.М, 1999) и островной сушей в Печорском море (составляя в донных осадках 23-28 г/т при максимальных значениях до 300 г/т).
В Карском море наблюдается накопление тяжёлых металлов, что, на мой взгляд, является отражением его мелководности и наличия коренного субстрата. Донные осадки Баренцева моря характеризуются максимальными концентрациями марганца, тогда как области максимальных количеств фосфора сосредоточены в его центральной части, что, возможно, связано с разрушением подводных возвышенностей, сложенных в основании коренными породами. Щелочные донные осадки характеризуются повышенной фосфатностью, вызванной присутствием значительных количеств апатита. Марганценосность осадков вдоль восточного побережья Новой Земли не коррелирует пространственно с повышенным содержанием марганца во взвесях на шельфе Карского моря, что свидетельствует о его местных источниках. Более хаотична картина распределения РЬ и Cd, в меньшей мере Zn в донных осадках. Можно предполагать, что это связано с их повышенной подвижностью и антропогенным воздействием (Садиков М.А., 1998).
Компоненты, переносящиеся преимущественно с песчаной (Ва, Th) и гравийной (Sr) фракциями, формируют прибрежные шлейфы распределения, дифференцируясь по плотности минералов-носителей. Видимо поэтому Ва в донных осадках противостоит большинству тяжёлых металлов (в частности, титану), которые тесно связаны между собой. А терригенный Sr отделяется от хемогенного (Садиков М.А., 1994).
Необходимо отметить, что все пестициды в биоте противопоставляются тяжёлым металлам в ней, что тоже обусловлено содержанием железа (и титана) в осадках, и тесно связаньї с количеством хлорорганики в водах/ и практически никак не зависят от её содержания в осадках. Таким образом, немаловажная роль железа в формировании донных осадков и связанных с ними экосистем, высказанная А.П. Лисицыным ещё в 1988 году, ещё раз подтверждается как для донных осадков Баренцева, так и Карского морей.
Области повышенной биомассы иглокожих (Echinodermata) и червей (Annelidae) ассоциируют й с накоплением органического вещества в донных осадках. В этих областях зообентос резко обеднён металлами, особенно хорошо фиксируется поле, захватившее район Штокмановского месторождения (Садиков М.А., 2001).
Таким образом, напрашивается вывод, говорящий о том, что зообентос отражает современный седиментогенез и характеризуется, в первую очередь, подвижными компонентами (в том числе и тяжёлыми металлами), которыми обогащены донные осадки или придонные воды. А ввиду различной накопительной способности разнообразных сообществ организмов наблюдается резкая геохимическая дифференциация зообентоса в Баренцевом и Карском морях.
Поле повышенной а-, р-, у-активности донных осадков связано с Северным островом архипелага Новая Земля и продолжается по р -активности в Карское море. Существенной причиной этому служит существующий материковый сток (Кальной Г.А., 1998, Садиков М.А., 2001). Второе поле прослеживается от Кольского залива на север в направлении Шпицбергена. Ареалы Th-228 и особенно К-40 приурочены к устьевым частям рек и мелководью шельфа (Садиков М.А., 2001).
Методика геохимического исследования прибрежных зон Арктического бассейна (на примере р. Безымянной, арх. Новая Земля)
Архипелаг Новая Земля является одной из важнейших питающих провинций Западно-Арктического шельфа. Ежегодно в Баренцево и Карское моря поступает огромное количество взвешенного и растворённого вещества, включающего в себя и токсичные элементы, в первую очередь, тяжёлые металлы (Иванов Г.И., 2001).
Геологическое картирование, выполненное ПМГРЭ на архипелаге Новая Земля за последние 10 лет, позволило выявить и оконтурить значительное количество рудопроявлений различного генезиса, масштаба и типа полезных ископаемых (Иванова и др., 1998) К наиболее значимым и токсичным следует отнести месторождения, связанные с такими полезными ископаемыми, как РЬ, Zn, Си, а также месторождения Mn, U, Au, Ag, связанные с выносом токсичных элементов - Se, Cd, Hg, As. Одним из крупнейших поставщиков тяжёлых металлов на шельф Баренцева моря является Павловское (Безымянское) рудное поле, состоящее из ряда месторождений и рудопроявлений Pb, Zn и Си (Каленич и др., 1998).
Основные рудные тела расположены на левом берегу реки Безымянной, в южной её части, образуя коренные выходы в её борту, которые пересекаются притоками (ручьи Диабазовый, Ветвистый, Ржавый, Прямой). Сезонные и климатические изменения существенно влияют на эрозию рудных тел, что приводит к значительным изменениям масштабов поступления тяжёлых металлов в природную среду Новоземельского шельфа. Комплексные геоэкологические исследования прибрежной морской среды, проведенные МАГЭ, ПМГРЭ и ВНИИОкеангеология в 1991-1994 гг., и выявили повышенные и аномальные концентрации токсичных элементов в воде, взвеси и донных осадках, что предопределило постановку детальные/ /_ гидрохимических исследований по оценке влияния природного экзогенного источника, коим является Павловское рудное поле, на экосистему Баренцева моря.
В рамках комплексной программы «Геоэкология шельфов России» в 1994, 1998 и 1999 гг. были выполнены первые мониторинговые наблюдения в районе Павловского рудного поля и прилегающей части акватории Баренцева моря. Были обследованы нижнее течение р. Безымянная и её притоки (1994, 1999 гг.), лагуна, отделённая от бухты песчаной косой (1999 г., при непосредственном участии автора) и бухта Безымянная (1994, 1998 гг.). Кроме того, выполнены детальные исследования в районе Павловского месторождения (ручей Ржавый и участок р. Безымянная, рис. 10).
Аналитические исследования токсичных элементов (Pb, Zn, Си, Cd) поверхностного и придонного горизонтов водной толщи были выполнены методом инверсионной вольт-амперметрии на установке ЙВА-1М (Ivanov. Andnanova, 1999).
Комплексное литолого-геохимическое опробование проводилось ВНИИОкеангеология по стандартной методике, принятой при мелкомасштабной геологической съёмке шельфа и геоэкологическом картировании регионального уровня масштаба 1:1000000. Анализ основных групп поллютантов в донных осадках выполнялся по методикам, утвержденным в Роскомгидромете и Минэкологии.
В 1994, 1999 гг. на арх. Новая Земля в районе полиметаллического месторождения Павловское и в устье реки Безымянной, дренирующей данное месторождение, был проведён ряд работ по опробованию донных отложений. Опробование осуществлялось на 4-х сопредельных участках. Первый из них включает часть реки, которая непосредственно находится в пределах месторождения (рис. 10). Далее идёт второй участок, охватывающий территорию от месторождения и до устья реки. Третий участок располагается на приустьевом её отрезке реки. И, наконец, четвертый, наиболее важный для исследований/ участок занимает площадь, включающую в себя устье реки и часть прибрежно-шельфовой зоны Баренцева моря (бухта Безымянная, рис. 11). Донные осадки на первых трех участках опробовались вдоль береговой линии с интервалом в 500 м, тогда как на четвертом участке было пройдено 4 профиля (рис. 11) поперек течения реки с интервалом между профилями 2000 м и расположением станций через 100 м. Пробоотбор производился вручную при помощи специального устройства - желонки для отбора донных проб. Пробы на станциях отбирались, начиная с поверхностного слоя (0,2 см), соблюдая структуру осадочного материала; глубина отбора проб варьировала от 50-70 см и до 90-130 см.
Результаты обработки проб донных осадков 4-х участков, с помощью рентгеноспектрального флуоресцентного анализа приводятся в таблице 5.
Из графического материала хорошо видно родство в распределении As и РЬ. Отличие отмечается лишь на 2-ом участке, где р. Безымянная дренирует Павловское месторождение, что же касается Ni и Sr, которые ведут себя практически идентично, за исключением участка № 2, где для Ni отмечается { значительное понижение концентрации, а для Sr, наоборот. Это можно объяснить геохимической специализацией осадочных образований района р. Безымянной.
Анализ изменения средних значений содержаний химических элементов, рассчитанных для каждой формации, показывает, что выделяется кремнисто-карбонатная формация (милинская свита), характеризующаяся существенным накоплением рудных и редких элементов по отношению к другим формациям. Резкое недосыщение практически всеми элементами отмечается в формациях возрастного ряда Сі-Pi. Хотя для черносланцевой формации рогачевской свиты отмечается специализация на Zn, Ag, Ni, Со. В пределах девонских осадочных образований выделяются глинисто-кремнисто-карбонатная формация вадегской свиты и углеродистая формация песцовской свиты, имеющие четко выраженную специализацию на Zn и Ag, в то время как терригенно-вулканогенная формация рейской свиты и аргиллитовая и песчанико-аргиллитовая формации тайнинской свиты специализированы на Cr, Ni, Со. Существенное влияние карбонатной составляющей проявлено в породах карбонатно-глинистой формации нижней подсвиты тайнинской свиты и карбонатной формации грибовской свиты, что находит отражение в специализации последних на Sr и РЬ. Четко выраженной специализации в подформации органогенных известняков и глинистых известняков грибовской свиты не наблюдается. Более древние образования, характеризующие возрастной интервал 03-Db имеют четко выраженную РЬ-специализацию. К последним относятся глинисто-песчаниковая формация паньковской свиты, карбонатная формация гольцовской свиты и груботерригенная формация штраумсенсой свиты. Исследования на трансрегиональном уровне были выполнены сотрудниками ВНИИОкеангеология в 1992-1993 гг. Они позволили оценить степень загрязненности воды и донных осадков на участке акватории, прилегающей к архипелагу Новая Земля.
Анализ концентраций основных групп загрязняющих веществ в придонных водах бухты Безымянная показал их относительно низкие значения, значительно более низкие, чем предельно допустимые концентрации (ПДК), принятые в Минрыбхозе и Минводхозе России.
Анализ рядов подвижности (Иванов Г.И., 2001), сопоставление содержания тяжёлых металлов в растворённой и взвешенной формах показывает резко различную структуру.
Обсуждение полученных результатов
В данной главе описываются особенности распределения химических элементов в донных осадках озёрно-речной системы р. Пясины. Методика исследований донных отложений детально отработана на Финском заливе (Спиридонов М.А., Шахвердов В.А. и др., 1998), на реке Волхов (Старичков E.M., 1998), на Новой Земле (Иванов Г.И., Старичков Е.М. и др., 1999), на п-ове Таймыр (Седов Д.Н., Волчков А.А., Старичков Е.М. и др., 2000).
Вопросы определения экологически опасных уровней загрязнения почв и донных осадков различными компонентами в настоящее время ещё недостаточно разработаны. Согласно ГОСТу 17.4.2.01.81 оценка санитарного k состояния почв включает 23 показателя, причём оценивается не только химическое загрязнение, но и биологическое. Сегодня существует множество ГОСТов, ПДК (предельно допустимые концентрации) и ОДК (ориентировочно допустимые уровни концентраций), санитарных норм и разнообразных правил (СаНПиН), которые в той или иной степени нормируют содержания токсикантов в зависимости от характера их миграции. Но наиболее полный перечень нормативных данных по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды представлен в справочных материалах, которые были опубликованы в 1994 г (Нормативные данные по предельно допустимым уровням загрязнения вредными веществами объектов окружающей среды. Справочный материал. СПБ.: 1994). Ещё менее разработаны нормы загрязнения донных осадков. В соответствии с «Методическими указаниями по определению загрязняющих веществ в морских донных отложениях» (Методическими указаниями по определению загрязняющих веществ в морских донных отложениях, 1979); Перечнем ПДК веществ (Перечень предельно допустимых кощентраций веществ, 1991); Дополнением №1 к перечню ПДК и ОДК (Дополнение №1 к перечню ПДК и ОДК № 6229-91,1995) и др. выделяется пять классов техногенных отложений:
- чистые отложения - концентрация загрязняющих веществ не несет никакого ущерба живой природе.
- слабозагрязненные отложения - концентрация загрязняющих веществ имеет максимально приемлемый рискукак для здоровья людей, так и для природы. - умеренно загрязненные отложения - при определенных условиях оказывают негативное воздействие на живую природу.
- сильно загрязненные отложения - оказывают негативное влияние на живую природу.
- опасно загрязненные отложения - оказывают негативное влияние на живую природу и требуют проведения обязательного комплекса мер, снижающих или устраняющих это влияние.
Ссылаясь на изложенное выше можно сделать вывод о том, что критерии экологической оценки загрязнения почв и в особенности донных отложений не определены достаточно четко.
В практике определения химического загрязнения почв часто используется суммарный показатель загрязнения (Сает Ю.Е., Ревич Б.А., Янин ЕЛ и др., 1990).
По значению суммарного показателя загрязнения выделяется четыре градации загрязнения почв по степени экологической опасности:
- допустимое - Zc 16,
- умеренно опасное - Zc от 16-32,
- опасное - Zc от 32 до 128,
- чрезвычайно опасное - Zc 128.
Известно, что влияние загрязнения на здоровье населения существенно зависит от ассоциации входящих в загрязнение компонентов. Приведенные градации не учитывают этого суммарного воздействия. В тоже время, в конкретном случае даже при одном и том же суммарном показателе загрязненияу ассоциация входящих в загрязнение элементов может быть различна, а, следовательно, и различна степень экологической опасности их суммарного воздействия. Поэтому, если при детальных работах применение этого показателя можно признать достаточно эффективным, то при работах на больших территориях, где встречаются различные ассоциации элементов как по концентрации, так и по составу входящих в них элементов его применение вряд ли целесообразно (Шахвердов В.А., 2002).
Так как для донных осадков нормы концентраций вредных компонентов вообще не приводятся, то ПДК и ОДК не могут использоваться для оценки уровня концентраций элементов в донных осадках. Поэтому разработанная в институте «Ленморниипроект» классификация грунтов тоже не может быть применима для целей картирования, так как она связана с проблемой дампинга и рассчитана на очень высокий уровень загрязнения осадков.
Поэтому для сравнительного анализа уровня накопления различных элементов в осадках, а также для определения степени аномальности концентраций в настоящей работе применяется региональный фон. Методика его расчета приведена ниже (Шахвердов В.А., 2002).
По нашему мнению (Шахвердов В.А., Старичков Е.М., 2002), с помощью геохимических исследований при проведении геоэкологических работ решаются две основные задачи. Во-первых, выделение районов и узлов антропогенного загрязнения. Во-вторых, определение влияния природных геологических объектов, явлений и процессов на состояние окружающей среды. Для решения этих задач необходимо определение характеристик регионального геохимического фона, проведение районирования территории по геохимическим показателям, а так же выявление зон аномального нарушения первичного геохимического фона.
Для решения поставленных задачу наиболее целесообразно использовать распределение в осадках тяжёлых металлов. Тяжёлые металлы являются наиболее универсальными индикаторами техногенных процессов. Они присутствуют практически во всех промышленных и бытовых стоках, сопровождают свалки, зоны дампинга и захоронения оружия. Кроме того, многие тяжелые металлы имеют высокую биологическую активность и достаточно легко попадают в трофические цепи. Поэтому изучение геохимических закономерностей их распределения и особенностей концентрации в современных донных осадках крайне важно для выявления источников антропогенного загрязнения и путей поступления полютантов в ландшафты.
Методика заключается в генерализации основных свойств геохимического поля и выделении систематической составляющей. Систематическая составляющая используется для общей классификации территории по степени геохимического отличия и определения фоновых характеристик.
Основные закономерности изменчивости концентраций и форм нахождения тяжёлых металлов в системе «река - море» в условиях Арктического бассейна на примере р. Пясина
В ходе проведённых исследований можно в первом приближении, ввиду недостаточного количества материала и поставленных задач, охарактеризовать ситуацию, сложившуюся за последние десятилетия в бассейне р. Пясина.
Изучение геохимических особенностей донных отложений озёрно-речной системы р. Пясины и Пясинского залива на данном этапе исследований, позволило сделать некоторые выводы.
Во-первых, величина геохимического фона для донных осадков изученного объекта существенно превышена по содержанию Ni, Сг, Со, Си, Zn и Hg относительно ПДК этих элементов в почвах, а также по сравнению с донными осадками изученных ранее районов.
Во-вторых, выделенные при геохимическом районировании районы отличаютсяукак по содержанию элементов в осадках, так и по их ассоциациям.
По полученным данным можно с уверенностью говорить, что район №2 t приуроченный к оз. Пясино, характеризуется как наиболее загрязнённый, что непосредственно связано с деятельностью Норильского горно металлургического комбината.
По результатам проведённой статистической обработки данных были построены геохимические карты-схемы распределения тяжёлых металлов и других элементов-загрязнителей в донных отложениях системы р. Пясины и Пясинского залива, которые в должной мере охарактеризовали характер распределения полютантов и динамику их поступления в донные осадки.
В ходе аналитических работ выявлено, что от района к району прослеживается сквозная ассоциация Ni, Со и Си, что свидетельствует об их высокой миграционной способности в ландшафтно-климатических условиях Норильского региона.
В работе бала сделана предварительная оценка комплексного загрязнения Доданных осадков и охарактеризована потенциальная экологическая опасность для донных осадков, создаваемая загрязняющими веществами, которые находятся в одной системе в различных формах.
С целью контроля загрязнения донных осадков были определены такие параметры, как степень загрязнения, индекс экологической опасности, коэффициент токсичности. После проведения расчётов (по методикам аналогичных работ на Кольском Севере) чётко выделяются Hg, As и Ni, которые представляют экологическую опасность для экосистемы р. Пясины.
В целом изучаемую территорию можно разбить на три крупных объекта -оз. Пясино, р. Пясина и Пясинский залив, каждый из которых несёт свою экогеохимическую нагрузку и играет важную роль в неразрывной цепи водной системе Арктического бассейна.
Озеро Пясино является первым звеном и транзитным бассейном седиментации, который собирает стоки целого ряда рек и ручьев, несущих в его акваторию загрязненные стоки. В связи с этим роль озера Пясино в формировании экологической обстановки в регионе очень высока.
Проведённые исследования выявили в донных отложениях оз. Пясино высокие концентрации никеля, меди, хрома, мышьяка, молибдена, ванадия и олова значительно превышающие ПДК (установленные для почв).
В целом уровень политехногенного загрязнения озера колеблется в пределах от умеренного до сильного, достигая уровня сильной загрязненности на локальных участках. При этом, если первичное загрязнение приурочено к коммунально-бытовым стокам и стокам промышленных предприятий, а также к выносам рек, то ареалы вторичного загрязнения локализуются в относительно глубоководных районах и в зонах минимальной гидродинамической активности придонных вод. В пространственном отношении, зоны загрязнения локализуются, главным образом, в осадках северной и южной частях озера, где происходит смешение кислых и нейтральных вод, что приводит к осаждению из раствора целой группы микрокомпонентов, а также центральной частей озера (зона, приуроченная к фарватеру). Сорбции элементов-загрязнителей способствует также лавинное накопление тонких осадков.
Что же касается р. Пясина, то исследования показали, что в русле реки -накопление тяжёлых металлов возможно лишь на локальных участках ввиду ограниченной седиментации тонкого аллювия и отсутствия крупных геохимических барьеров. Изучив особенности распределения загрязняющих веществ в системе озеро-река, можно сделать вывод о том, что токсичные элементы концентрируются в местах углубленного рельефа дна и участках характеризующихся накоплением пелитоморфного материала.
Третье звено - Пясинский залив, возможно, является самым важным во всей цепочке, т.к. на него ложится нагрузка всей системы, учитывая массы сточных выбросов комбината «Норильский Никель» и длительность воздействия (более 60 лет).
Проанализировав особенности распределения тяжёлых металлов и других загрязняющих веществ можно сделать выводы о том, что высокие концентрации практически для всех изучаемых элементов характерны преимущественно для северной прибрежной части залива. Но в основном загрязнение сосредоточено на локальных участках, за исключением никеля, повышенные концентрации которого характерны для всей акватории Пясинского залива. Например для меди и цинка характерна центральная часть и и прибрежная северная часть залива. Медь, как и никель концентрируется в устьевой части р. Пясина, а также охватывает южное и северное побережье. Загрязнение кобальтом и торием сосредоточено вдоль юго-западного побережья. Обособленное положение хрома и олова, значимая концентрация которых установлена только в устье р. Пясина, можно объяснить лишь их слабой миграционной способностью при смене химических условий водной среды, а также формой его переноса в виде труднорастворимых минеральных частиц (россыпной характер). Для юго-востока и центральной части также характерно распределение ртути, кадмия и серебра. Молибден, мышьяк, свинец и уран характерны в основном для северной части залива.
Изученный минеральный состав донных осадков, помимо других характеристик, отражает результирующие векторы переноса вещества в прибрежных районах акватории. На основе изучения особенностей распределения минералов возможно проводить прогнозирование распространения различных токсичных веществ, мигрирующих как в виде твёрдых тяжелых частиц (отходы горно-обогатительных комбинатов, ТЭЦ и т.д.), так и в виде тонкодисперсной взвешенной фазы (токсичные органические вещества, металлы и т. д.). Распределение минералов в поверхностных донных осадках южных районов акватории Пясинского залива указывает на преобладание здесь переноса вещества в направлениях, перпендикулярных к береговой линии, что благоприятно для быстрого распространения поллютантов в северные районы и может отрицательно отразиться на экологическом состоянии всей акватории.
В связи с тем, что донные отложения наиболее полно и чётко отражают характер загрязнения территорий, автором была сделана попытка изучения форм нахождения ряда тяжелых металлов (Ni, Си, Cr, Со, Cd) в донных отложениях озёрно-речной системы реки Пясины, протекающей в пределах Норильского региона.
Из всех проанализированных элементов особого внимания заслуживают Ni, Си и Со. Превалирующей формой нахождения никеля в донных осадках является его вхождение в комплексы с гидроокислами и окислами железа и марганца, что характерно для всей территории озёрно-речной системы, не включая Пясинский залив. Немаловажную роль в процессе распределения никеля играют также сорбционно-карбонатные комплексы. Из диаграммы видно, что аномалия сосредоточена в притоковой части озера, но надо отметить, что достаточно высокое содержание прослеживается на всей территории, включая Пясинский залив.
