Железо.
Максимальные содержания Fe в донных отложениях Белой губы оз. Имандра отмечены в самом глубоком слое 24-25 см (2.28%) и в поверхностном слое 0-1 см (2.06%), что меньше среднего значения фоновых концентраций Fe в донных отложениях озер Кольского полуострова. Далее между поверхностным и самым глубоким слоями происходит некоторое снижение содержаний Fe, что, вероятно, связано со снижением выбросов и стоков комбината «Североникель» и Оленегорского ГОКа, которые является основным источником поступления Fe на водосбор исследуемой территории и в оз. Имандра (рис. 5.9, табл. 5.2). В целом по колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра определенных закономерностей в распределении концентраций Fe не отмечено. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра составляет 0.9. Корреляции концентраций Fe в колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра с другими металлами не отмечено, за исключением Co, Mn и Mg (r=0.54-0.72, табл. 5.11).
В оз. Б. Вудъявр наиболее значительное повышение концентраций Fe (до 3%) отмечено в верхнем подповерхностном слое (1-3 см) и в средней части (15-16 см) колонки донных отложений (рис. 5.9, табл. 5.3). Между этими слоями прослеживается слой донных отложений (3-13 см) с постепенным снижением содержания и наименьшими концентрациями Fe (~0.8%) в слое 12-13 см. В слое 13-16 см по направлению вниз опять происходит увеличение содержания Fe. Этот слой по времени осадконакопления совпадает с началом деятельности АНОФ-1. Вероятно, в это время в озеро поступал материал с низкими содержаниями Fe. Резкое снижение концентрации Fe в слое 13-16 см связано с началом деятельности комбината «Апатит». В этом же интервале донных отложений оз. Б. Вудъявр происходит увеличение концентраций Zn, Ca, Sr, Ni, Cu и других металлов. Далее в слое 16-25 см колонки донных отложений зафиксировано содержание Fe в пределах 2.5%, что сравнимо со средним содержанием Fe в донных отложениях малых озер Кольского полуострова. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. Б. Вудъявр составляет 1.1. В донных отложениях оз. Б. Вудъявр высокие коэффициенты корреляции Fe (r=0.69 – 0.91) отмечены с Mg, Cr, Al, а также отрицательная корреляция с Zn и Ca (табл. 5.12).
Рис. 5.9. Вертикальное распределение концентраций Fe (мкг/г сух. веса) в колонке донных отложений озер Хибинского горного массива.
Концентрации Fe в колонке донных отложений оз. М. Вудъявр (табл. 5.4) меньше, чем среднее значение фоновых концентраций Fe в донных отложениях озер Кольского полуострова. К поверхности донных отложений происходит (ранее отмеченное для других металлов – Ni, Cu, Pb) постепенное увеличение концентраций Fe (рис. 5.9). В распределении концентраций Fe в колонке донных отложений оз. М. Вудъявр отмечается разделение, аналогичное вышеперечисленным тяжелым металлам – колонка делится на две части. Нижняя часть (3-8 см) с низкими концентрациями Fe (10895-11453 мкг/г), и верхняя часть (0-3 см) с относительно высокими концентрациями (12900-15400 мкг/г). Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. М. Вудъявр составляет 1.3. Коэффициенты корреляции концентраций Fe с вышеперечисленными металлами и щелочными и щелочноземельными металлами высокие (r=0.75-0.93) (табл. 5.7). Концентрации Fe, также как и Mn, в донных отложениях находятся в тесной зависимости от содержания растворенного кислорода в воде и донных отложениях. Повышенное содержание Fe в поверхностных слоях донных отложений, вероятно, связано с хорошим снабжением кислорода в поверхностных слоях (Моисеенко и др., 1997).
Распределение концентрация Fe в колонке донных отложений оз. Купальное подобно, распределению Ni, Cu, Co, Cd и Pb в этом озере (рис. 5.9). В целом по колонке донных отложений концентрации Fe самые наименьшие из озер системы реки Б. Белая и на порядок меньше среднего значения фоновых концентраций Fe в малых озерах Кольского полуострова (табл. 5.5). Также как и для Mn, этот факт может быть следствием развития процессов закисления в этом озере. Максимальное содержание Fe наблюдается только в поверхностном слое (0-3 см, 3111-3272 мкг/г), а во всей остальной части колонки небольшой диапазон концентраций (1532-2514 мкг/г). В колонках донных отложений закисленных озер может отмечаться подповерхностный максимум концентраций Fe на глубине 1-3 см или только поверхностное обогащение (Norton et al., 1992). Максимальные концентрации Fe в оз. Дип (штат Нью-Йорк, США) совпадают с максимальными содержаниями S, свидетельствуя о том, что некоторая часть Fe входит в состав сульфидных минералов. Увеличенное поступление Fe в озеро происходит вследствие роста концентраций мобильного аниона (избыток SO42-) и слабого закисления почв. Мобилизация Fe встречается также в периоды кислотных эпизодов на ранних стадиях закисления водосбора. Растворенное и общее железо при самых высоких значениях pH в озере связывается с аллохтонными частицами и осаждается. После хронического закисления водосбора мобилизация Fe уменьшается. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. Купальное составляет 1.9. Высокие значения коэффициента корреляции концентраций Fe отмечены с Ni, Cu, Co, Cd, Pb, Mn, K, Na, Ca, Mg, Al (r=0.69-0.99, табл. 5.14), т.е. с теми металлами, которые имеют подобное распределение в колонке донных отложений оз. Купальное.
Наибольшие концентрации Fe в донных отложениях озерно-речной системы р. Куны отмечены в устьевой части р. Куна, что связано с загрязнением промышленными стоками и атмосферными выбросами промышленных предприятий, расположенных на водосборе оз. Имандра, в первую очередь комбината «Североникель» и Оленегорского ГОКа. Максимальное значение (2.2%) содержания Fe, также как и Cu, отмечено на глубине 4-5 см колонки донных отложений (рис. 5.9). Далее к поверхности донных отложений устья р. Куна происходит снижение концентраций Fe, что, возможно, связано со снижением производства с начала 90-х годов прошлого столетия, а также с проведением природно-охранных мероприятий на предприятиях, в первую очередь с введением полного водооборота на Оленегорском ГОКе. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений устьевой части р. Куна составляет 1.3. Корреляция концентраций Fe (r=0.87) в колонке донных отложений устьевой части р. Куна отмечена только с Cu, о которой речь шла ранее (табл. 5.15).
Также как и для Mn, в оз. Куна отмечается примерно равномерное распределение концентраций Fe (в пределах от 0.6 до 0.8%, что примерно в 4 раза меньше среднего фонового содержания Fe в донных отложениях малых озер Кольского полуострова) по всей толще донных отложений (рис. 5.9), причем если в нижней части колонки (4-15 см) наблюдается небольшое увеличение концентраций Fe, то в поверхностном 2 см слое зафиксировано незначительное снижение содержания. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. Куна составляет 1.0. Отмечены высокие коэффициенты корреляции (r=0.64 – 0.86) концентраций Fe с содержаниями главным образом щелочных и щелочноземельных и других металлов (Mn, K, Na, Sr, Mg, As) (табл. 5.16).
В оз. Травяное отмечается увеличение концентраций Fe (до 0.46% сух. веса) в поверхностном 1-см слое (рис. 5.9), ранее отмеченное и для Mn. В целом по колонке концентрации Fe примерно на порядок меньше среднего значения фоновой концентрации этого элемента в донных отложениях озер Мурманской области. Такие низкие концентрации Fe (как и Mn) в донных отложениях оз. Травяное связаны с проявлением процессов закисления в этом озере. Концентрации этого металла в водной толще самые максимальные из озер системы р. Куна, а в донных отложениях наоборот наименьшие, что говорит о том, что в условиях закисления Fe остается в водной толще в растворенном состоянии, а не в связанном, и не осаждается в больших количествах в донных отложениях. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. Травяное составляет 1.6. В донных отложениях оз. Травяное отмечены высокие коэффициенты корреляции (r= 0.87 и 0.58 соответственно) концентраций Fe с содержаниями других тяжелых металлов (Zn и Mn), щелочных и щелочноземельных металлов: K, Na, Mg (r=0.55 – 0.86) (табл. 5.17).
Максимальная концентрация Fe в донных отложениях оз. Гольцовое зафиксирована в поверхностном 1-см слое (~2% сух. веса) (рис. 5.9). В колонке донных отложений этого озера отмечена общая тенденция увеличения концентраций Fe по направлению к поверхности. Хотя в нижней части колонки донных отложений оз. Гольцовое (6-13 см) отмечены содержания Fe ~1.2% сух. веса, что более чем в 2 раза ниже средних концентраций Fe в донных отложениях озер Кольского полуострова. В приповерхностной части (2-6 см) содержание Fe снижается до 0.8%. Значение коэффициента загрязнения для Fe в колонке донных отложений оз. Гольцовое составляет 2.1. Отмечена корреляция концентраций Fe (r=0.64 – 0.83) в донных отложениях оз. Гольцовое с содержаниями других тяжелых металлов: Ni, Cu, Zn, Cd, Pb и Mn (табл. 5.18).
Содержания Fe в донных отложениях оз. Сердцевидное примерно в 5 раз меньше, чем средние фоновые концентрации по Мурманской области (табл. 5.10). Увеличение содержания Fe зафиксировано в верхнем 1 см донных отложений и достигает 0.8%, что в 1.3 больше фонового содержания в этом озере (рис. 5.8). Корреляции концентраций Fe с содержаниями других элементов в донных отложениях оз. Сердцевидное не обнаружено, за исключением Ni и Mn (r=0.71 и 0.73 соответственно) (табл. 5.19).
Калий.
Максимальные содержания K в донных отложениях Белой губы оз. Имандра отмечены в центральной части колонки в слое 11-12 см (2.27%), что более чем в 20 раз больше среднего значения фоновых концентраций K в донных отложениях озер Кольского полуострова. Далее в направлении поверхностных и глубоких слоев происходит некоторое снижение содержаний K, что, вероятно, связано со снижением выбросов и стоков ОАО «Апатит» (в поверхностных слоях), который является основным источником поступления K на водосбор исследуемой территории (рис. 5.10, табл. 2). В целом по колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра определенных закономерностей в распределении концентраций K не отмечено. Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра составляет 1.2. Корреляция концентраций K в колонке донных отложений Белой губы оз. Имандра отмечена только с Na, Sr, Al и P (r=0.76-0.94, табл. 5.11), т.е. элементами, которые поступают в оз. Имандра со стоками обогащения апатитонефелинового производства.
Рис. 5.10. Вертикальное распределение концентраций K (мкг/г сух. веса) в колонке донных отложений озер Хибинского горного массива.
В интервале 13-25 см донных отложений оз. Б. Вудъявр концентрации K находятся в пределах 0.35-0.41% (рис. 5.10, табл. 5.3), что соответствует фоновому содержанию для этого озера и более чем в 5 раз больше средней фоновой концентрации K в донных отложениях озер Кольского полуострова (Даувальтер, 1999). Затем в слое 12-13 см зафиксировано незначительное увеличение содержания K до 0.62%, что связано с началом деятельности рудников и АНОФ-1. Далее (после небольшого снижения концентраций) к поверхности донных отложений происходит увеличение содержания K, и в интервале 2-12 см оно составляет 0.43-1.28%. Спад производства на рудниках и прекращение деятельности АНОФ-1 в последнее десятилетие сказался в некотором снижении концентрации K в поверхностном 2-см слое донных отложений оз. Б. Вудъявр, где концентрации K находятся в пределах 0.97-1.1%. Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений Б. Вудъявр составляет 2.4. Отмечены высокие значения коэффициента корреляции содержания K с концентрациями Ni, Cu, Co, Cd, Pb, а также, Na, Sr, P (табл. 5.12), что говорит в пользу того факта, что эти элементы стали поступать на водосбор оз. Б. Вудъявр в одно время, что и совпадает с деятельностью комбинатов «Североникель» и «Апатит» и в целом с промышленным освоением территории Кольского полуострова.
Содержание K в самой глубокой части колонки донных отложений оз. М. Вудъявр (1.5%, табл. 5.4, рис. 5.10) примерно в полтора раза больше среднего значения фоновых концентраций K в донных отложениях озер Кольского полуострова. К поверхности донных отложений происходит (ранее отмеченное для Ni, Cu, Pb, Fe) постепенное увеличение концентраций K до 1.9% (рис. 5.10). Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений оз. М. Вудъявр составляет 1.2. Коэффициенты корреляции концентраций K с вышеперечисленными металлами, а также Na, Sr и Ca высокие (r=0.69-0.92) (табл. 5.7), следовательно, все металлы имеют сопутствующие источники поступления. Вероятнее всего, ими являются производственная деятельность ОАО «Апатит» и из соседнего источника загрязнения тяжелыми металлами – комбината «Североникель», который находится в 45 км от озера.
Распределение концентрация K в колонке донных отложений оз. Купальное подобно, распределению Ni, Cu, Co, Cd, Pb, Mn и Fe в этом озере (рис. 5.10). В целом по колонке донных отложений концентрации K меньше среднего значения фоновых концентраций K в озерах Кольского полуострова (табл. 5.5). Максимальное содержание K наблюдается в поверхностном 4-см слое (657-734 мкг/г), а во всей остальной части колонки небольшой диапазон концентраций (434-551 мкг/г). Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений оз. Купальное составляет 1.7. Высокие значения коэффициента корреляции концентраций отмечены K с Ni, Cu, Co, Cd, Pb, Mn, Fe, Na, Ca, Mg и Al (r=0.72-0.97, табл. 5.14), т.е. с теми металлами, которые имеют подобное распределение в колонке донных отложений оз. Купальное.
В устьевой части р. Куна максимальное значение (~0.15%) содержания K отмечено в поверхностном (0-1 см) и глубоком (8-9 см) слоях колонки донных отложений (рис. 5.10). Далее к средней части толщи донных отложений устья р. Куна происходит снижение концентраций K. Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений устьевой части р. Куна составляет 1.0. Корреляции концентраций K с другими металлами не обнаружено (табл. 5.15).
Минимальные концентрации K (в пределах 0.11-0.12%, что немного больше среднего фонового содержания K в донных отложениях малых озер Кольского полуострова) в донных отложениях оз. Куна отмечены в поверхностных 2 см колонки и практически в самой глубокой ее части (рис. 5.10, табл. 5.7). В средней части колонки наблюдается небольшое увеличение содержания (до 0.17% в слое 4-5 см). Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений оз. Куна составляет 0.9. Отмечены высокие коэффициенты корреляции (r=0.64 – 0.79) концентраций K с содержаниями главным образом щелочных и щелочноземельных и других металлов (Mn, Fe, Na, Sr, Mg, Al, As) (табл. 5.16).
В оз. Травяное отмечается увеличение концентраций K (до 0.11% сух. веса) в поверхностном 1-см слое донных отложений (рис. 5.10), ранее отмеченное для Mn и Fe. В целом по колонке концентрации K (в слое 1-23 см они находятся в пределах от 667 до 913 мкг/г) немного меньше среднего значения фоновой концентрации этого элемента в донных отложениях малых озер Мурманской области. Концентрации K в донных отложениях оз. Травяное самые низкие в системе озер р. Куна (также как и в оз. Купальное в системе озер р. Б. Белая). Такие низкие концентрации K (как Mn и Fe) в донных отложениях оз. Травяное связаны с проявлением процессов закисления в этом озере. Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений оз. Травяное составляет 1.4. В донных отложениях оз. Травяное отмечены высокие коэффициенты корреляции (r=0.53-0.86) концентраций K с содержаниями тяжелых металлов (Zn, Hg, Mn и Fe), щелочных и щелочноземельных металлов: Na и Ca (r=0.58 и 0.54 соответственно) (табл. 5.17).
Максимальные концентрации K (0.27 и 0.30%) в донных отложениях оз. Гольцовое отмечаются в поверхностном (0-1 см) и глубоком (9-10 см) слое (рис. 5.10, табл. 5.9). В средней и самой глубокой частях колонки донных отложений оз. Гольцовое происходит снижение содержания K до 0.23%. Значение коэффициента загрязнения для K в колонке донных отложений оз. Гольцовое составляет 1.1. Концентрации K в донных отложениях оз. Гольцовое хорошо коррелируют с содержаниями как тяжелых металлов (Zn, Cd, Pb), так и щелочных и щелочноземельных металлов (Na, Mg) (табл. 5.18).
Содержания K в донных отложениях оз. Сердцевидное примерно в 2 раз больше, чем средние фоновые концентрации по Мурманской области (рис. 5.10, табл. 5.10). Увеличение содержания K зафиксировано в верхнем 1 см донных отложений и на глубине 12-13 см (0.20 и 0.21% соответственно). Минимальное содержание K в донных отложениях оз. Сердцевидное отмечено в слое 8-9 см (0.16%). Корреляции концентраций K с содержаниями других элементов в донных отложениях оз. Сердцевидное не обнаружено (табл. 5.19).