Глава 6. Закономерности распределения элементов в донных отложениях исследованных озер

Распределение элементов в донных отложениях исследованных озер имеет общие закономерности формирования химического состава донных отложений для каждого озера отдельно. Для определения закономерностей распределения и факторов, имеющих наибольшее влияние на формирование химического состава донных отложений, была проведена статистическая обработка результатов химического анализа (корреляционный, факторный и кластерный анализы с использованием пакета Statistica, Version 6.0) с привлечением результатов химического анализа воды и основных географических, морфометрических, гидрологических и гидрохимических характеристик исследуемых озер. Результаты этих анализов даны в табл. 6.1-6.11 и рис. 6.1-6.9. Далее дается описание закономерностей формирования химического состава донных отложений для отдельных озер и всех озер в целом.

6.1. Белая губа оз. Имандра.

В эту губу оз. Имандра, как было отмечено, поступают сточные воды обогатительных фабрик ОАО «Апатит» с большим содержанием взвешенных веществ. Поэтому здесь отмечено высокое содержание минеральных веществ и соответственно низкое содержание органического материала в донных отложениях (самое низкое из всех исследуемых водных объектов). Влияние стоков предприятий ОАО «Апатит» сказалось также в высоких концентрациях элементов, содержащихся в апатитонефелиновых рудах и вскрышных породах. Это прежде всего элементы, содержащиеся собственно в минералах апатите и нефелине – Ca, Na, K, P, Al, а также сопутствующие им элементы – Sr, Mg, и другие, в первую очередь редкоземельные элементы, не исследуемые в настоящей работе, но подробно описанные ранее по результатам исследований геохимической миграции элементов в оз. Имандра (Моисеенко и др., 1997). На формирование химического состава донных отложений Белой губы оказывают также влияния сточные воды других предприятий, расположенных на берегах плеса Большая Имандра, главным образом комбината «Североникель» (в увеличении концентраций Ni, Cu, Zn в поверхностных слоях донных отложений), а также Оленегорского ГОКа (Fe, Mn). За более чем 70-летнюю историю деятельности ОАО «Апатит» в Белой губе накопилась значительная толща минеральных донных отложений, основным образующим их материалом являются взвешенные частицы, поступающие из хвостохранилищ, т.е. представляют собой отходы обогащения апатитонефелиновой руды. Скорее всего, что в этой акватории оз. Имандра мощность техногенных донных отложений значительно больше, чем отобранная нами колонка донных отложений, поэтому трудно определить скорость осадконакопления Белой губы.

Факторным анализом выявлены определяющие факторы, влияющие на формирование химического состава донных отложений. Первым фактором, имеющим наибольший вес (44%), является влияние стоков промышленных предприятий – апатитонефелинового и металлургического производств. Высокие коэффициенты в факторной модели (табл. 6.1) характерны для элементов, источником поступления которых является ОАО «Апатит», – K, Na, Sr, P, Al, а также «слой» донных отложений (т.е. с увеличением глубины донных отложений происходит увеличение концентраций вышеперечисленных элементов). Высокие отрицательные коэффициенты в этом факторе имеют тяжелые металлы, поступающие со стоками комбината «Североникель» – Ni, Cu, Zn, Hg, концентрации которых возрастают к поверхности донных отложений, а также содержание органического материала (ППП). Во втором факторе, имеющим небольшой вес (17%) объединены элементы, поступающие, главным образом со стоками Оленегорского ГОКа – Fe, Cr, Mg. В третьем факторе (вес 10%) выделяется только один элемент, имеющий высокий коэффициент – Ca. Этот щелочноземельный металл поступает в оз. Имандра со стоками всех вышеперечисленных производств, главным образом ОАО «Апатит». Содержание его в донных отложениях Белой губы наибольшие из исследуемых водных объектов и снижаются по направлению к поверхности донных отложений. Это снижение происходит в результате перехода предприятий на вторичное водоснабжение, строительства водохранилищ, проведения природоохранных мероприятий и т.д.

Таблица 6.1.

Факторная модель химического состава донных отложений Белой губы оз. Имандра

Показатели	Фактор – 1	Фактор – 2	Фактор – 3
Слой	0.88	0.06	-0.15
ППП	-0.66	0.41	0.11
Cu	-0.81	-0.42	0.03
Ni	-0.92	-0.13	0.25
Zn	-0.62	-0.62	0.30
Co	0.37	-0.63	0.51
Cd	0.49	-0.32	0.18
Pb	0.06	-0.09	0.59
Mn	-0.43	-0.55	-0.33
Fe	0.11	-0.80	-0.45
K	0.90	-0.11	0.16
Na	0.91	0.00	0.11
Sr	0.91	-0.03	0.09
Ca	0.23	-0.06	-0.73
Mg	0.35	-0.75	-0.03
Cr	-0.22	-0.73	-0.25
Al	0.82	-0.21	0.43
As	0.50	0.26	-0.27
Hg	-0.83	0.11	0.11
P	0.86	-0.01	-0.11
Вес фактора, %	44	17	10

Кластерным анализом (рис. 6.1) резко отделяется поверхностный слой, что отражает спад промышленного производства и уменьшение загрязнения в последнее десятилетие. Другие слои распределены достаточно случайно, что связано с тем, что элементы поступают в озеро из различных источников, не отмечается отчетливых закономерностей в распределении большинства элементов.

Рис. 6.1. Кластерный анализ для слоев донных отложений Белой губы оз. Имандра.