Отмечаются некоторые признаки улучшения качества воды чувствительных к закислению малых озёр трансграничного района вследствие сокращения выбросов диоксида серы.
Всё же, по-прежнему наблюдается негативное воздействие антропогенной нагрузки на чувствительные биоценозы. Малые озёра, включённые в программу совместного мониторинга, находятся на территории Норвегии, Финляндии и России. Норвежские объекты расположены в районе Ярфьорд, в направлении господствующих ветров от «Печенганикеля» на север. Финские озёра расположены в районе нетронутой природы Вятсяри, на запад от «Печенганикеля». В России выбраны озёра, расположенные в непосредственной близости к комбинату «Печенганикель» и в южном направлении от него.
Качество воды
Деятельность горно-металлургического комбината «Печенганикель» оказывает существенное влияние на состоянии малых озер трансграничного района. Соединения серы и тяжелых металлов попадают в озера в виде атмосферных выпадений. Преобладающие ветры переносят загрязняющие вещества в основном на север или северо-восток, сильно загрязнены озёра непосредственно вокруг источников загрязнения. Уровень промышленных выбросов серы снизился в последние десятилетия, и качество воды несколько улучшилось.
В трансграничном районе содержания тяжелых металлов выше, чем фоновые величины в контрольных озерах. Вредное воздействие их на живые организмы очевидно в радиусе десяти километров от металлургических предприятий, где содержания меди и никеля во много раз выше, чем в других районах. В районе Ярфьорд в нескольких озерах начиная с 2004 года концентрации тяжелых металлов выше, чем в начале 1990-х годов. Концентрации меди увеличиваются в наблюдаемых озёрах всех трёх стран, рост концентраций никеля отмечается в озёрах России и Норвегии.
Концентрации никеля (синий цвет) и меди (голубой цвет) в воде шести озёр Ярфьорда. В среднем, в озёрах Норвегии содержание Cu 0,03 мкг/л и Ni 0,05 мкг/л.
Подкисление среды серными соединениями способствует распространению тяжелых металлов более широко. К закислению наиболее чувствительны озера Ярфьорда, Сёр-Варангера и Вятсяри, расположенные в районах с кислотной минеральной средой. В этих местах кристаллический фундамент состоит в основном из гранита и гнейса, а почвенный слой очень тонок.
В некоторых местах озера защищены от закисления щелочностью почвы и скальных пород. Как следствие, повышается буферная способность озер, и кислотные выпадения нейтрализуются. Другой фактор снижения кислотности – зола пылевых промышленных выбросов, но её подщелачивающее влияние ограничено территорией непосредственно вокруг источников выбросов.
В последнее время наблюдаются признаки некоторого улучшения состояния малых озер, что является результатом сокращения выбросов диоксида серы.
Донные отложения малых озёр
Загрязнение
донных отложений малых
Донные отложения
или седименты
При исследованиях водоемов под донными отложениями или седиментами понимаются минеральные вещества, отложившиеся на дне водоема в результате физических, химических и биологических процессов.
Анализируя донные отложения, можно узнать об изменениях нагрузки на водоёмы за продолжительный период времени. Исследования седиментов проводят, например, для изучения изменения состояния водоёмов, а также изменения климата в разные периоды времени.
озер изучалось с 1990-х годов как на национальном, так и на международном уровнях. В озерных отложениях приграничного района между Норвегией и Россией в начале десятилетия изучались содержания ртути, никеля и свинца. Также в Сёр-Варангер изучалась распространенность стойких органических загрязнителей.
Верхний слой толщиной в несколько сантиметров донных отложений озера Инари и реки Паз в основном состоит из веществ, поступивших за последние 10-20 лет. Более глубокие слои отложений отражают период до индустриализации Кольского полуострова и даже до индустриальной революции в Европе. На глубине в несколько десятков сантиметров можно изучать, например, естественное фоновое содержание тяжелых металлов.
Для этого района наиболее важны такие тяжелые металлы, как медь и никель, а также кадмий, кобальт, цинк, мышьяк, ртуть и свинец.
Исследование вертикального распределения тяжелых металлов в донных отложениях позволяет изучить исторические тенденции загрязнения. Содержания тяжелых металлов начали расти приблизительно с началом индустриализации в Европе уже в середине XVII века, в силу атмосферного переноса загрязняющих веществ в Арктику. Однако наиболее интенсивный рост концентраций наблюдается с начала работы медно-никелевого завода «Печенганикель» в 20-е и 30-е годы XX века.
Существует четкая взаимосвязь между концентрациями загрязняющих веществ в отложениях и их удаленностью от плавильных заводов, следовательно, очевидно, что загрязнение отложений происходит из промышленных выбросов этого района. Также доминирующие направления ветра оказывают влияние на содержание загрязняющих веществ на различном расстоянии от заводов, поскольку они переносят загрязняющие вещества в основном на север и северо-восток от комбината. Наиболее загрязненные районы с самыми высокими содержаниями тяжелых металлов находятся в ближайшем соседстве с заводами и в Ярфъорде (Норвегия) по направлению господствующих ветров. Наибольшие концентрации никеля, меди, кобальта, кадмия, мышьяка и ртути, превышающие фоновые в 2-25 раз, отмечались в озерах на расстоянии менее чем 50 км от заводов. На расстоянии 60-100 км содержания металлов, поступающих из заводов, снижаются, но содержания других тяжелых металлов, например, свинца, остаются высокими.
Донные отложения озёр наиболее сильно загрязнены тяжелыми металлами в пределах 10 км от металлургического цеха. Влияние комбината заметно ещё на расстоянии 50 км от Никеля.
Планктон малых озёр
Видовой состав фитопланктона в малых озерах разнообразен. Наиболее многочисленные группы водорослей – диатомовые, сине-зеленые и золотистые, но видовой состав отличается в озерах Финляндии, Норвегии и России. Различия между видами, присутствующими в озерах, объясняются, главным образом, различными гидрохимическими условиями. Наибольшее видовое разнообразие планктона наблюдалось в российских озерах, в которых также больше всего питательных веществ, а наименьшее – в Ярфьорде. Озера Ярфьорда наиболее загрязнены тяжелыми металлами и сульфатами, и, вероятно, комбинат «Печенганикель» оказывает воздействие на сообщество фитопланктона.
Диатомовые водоросли, прикрепляющиеся к различным поверхностям на дне водоёма, изучаются для наблюдения за качеством воды и его изменениями. Диатомовые быстро реагируют на изменения содержаний питательных веществ и кислотности в среде обитания, а на их рост также влияет содержание тяжелых металлов. Наибольшее видовое разнообразие наблюдалось в озерах Вятсари, а обитающие там виды считаются чувствительными к загрязнению. Самое низкое видовое разнообразие отмечено в Ярфьорде, возможно, главным образом, из-за высоких содержаний тяжелых металлов и довольно интенсивного закисления в прошлом.
Зообентос малых озёр
Изменения численности, видового разнообразия и структуры бентосного сообщества отражают изменения окружающей среды. Бентос малых озер чувствителен к закислению воды. По мере постепенного улучшения состояния озер вблизи промышленных площадок состояние бентоса в целом также улучшилось. Однако состояние бентоса в таких районах по-прежнему хуже, чем в более удаленных озерах, не испытывающих такой нагрузки.
С другой стороны, в бентосных сообществах удаленных озерах с более благоприятными условиями, замечена некоторая деградация. Несмотря на улучшение качества воды в приграничных озерах и увеличение численности видов, чувствительных к закислению, общее количество видов существенно сократилось. Причины неизвестны, но они могут быть естественными или антропогенными.
Общее количество видов литоральной зоны в финляндском Вятсари и российских озерах в среднем совпадает (36 и 34 вида, соответственно), но в норвежском Ярфьорде оно существенно ниже (24 вида). Также количество видов из особо чувствительных к загрязнению отрядов поденок (Ephemeroptera), веснянок (Plecoptera) и ручейников (Trichoptera)
(EPT)
EPT
К группе EPT относятся особенно чувствительные к изменениям в окружающей среде отряды: поденки (Ephemeroptera), веснянки (Plecoptera) и ручейники (Trichoptera).
Их называют индикаторной группой, так как присутствие представители этих отрядов указывает на состояние водоёма.
Если чувствительных видов много, то водоём находится в хорошем экологическом состоянии.
в Ярфьорде меньше. Возможная причина – более высокие содержания сульфатов и тяжелых металлов в Ярфьорде, а также могут влиять более северное расположение и меньший объем водосбора. Количество бентосной фауны в профундальной зоне невысоко во всех исследуемых озерах.
В некоторых озерах на финляндской стороне границы наблюдается рост содержания алюминия в тканях личинок ручейника (Trichoptera) по сравнению с уровнями начала 1990-х годов. Однако эти результаты основаны на небольшом количестве проб и, таким образом, для получения более достоверных результатов требуется дальнейшее исследование.
Рыбное сообщество
Экологическое воздействие горно-металлургической промышленности наиболее существенно в озерах и прудах вблизи промышленных площадок. Например, в них наблюдается накопление тяжелых металлов в органах рыб. Также на рыбные сообщества влияют стойкие органические загрязнители, накапливающиеся в жировых тканях животных и концентрирующихся на верхних уровнях пищевой цепи. Также в некоторых местах причиной проблем становится закисление, вызванное выпадением диоксида серы.
Характерное рыбное сообщество небольших северных озер в основном состоит из лососевых и сиговых, хорошо развивающихся в холодной воде. Например, в озерах Ярфьорда (Норвегия) основными видами являются форель и голец. При повышении температуры воды из-за климатических изменений численность этих видов снижается, а доли окуня, щуки и карповых, любящих теплую воду, возрастает. Подобные изменения видового состава, которые могут происходить даже в краткосрочной перспективе под влиянием нагрузки загрязнений, уже наблюдаются в исследуемых российских озерах.
Воздействие тяжелых металлов приводит к патологическим изменениям в рыбе. В российских малых озерах исследовались, в особенности, сиг, окунь и голец, и были выявлены патологии печени, почек, гонад и жабр. Наиболее часто обнаруживаются повреждения печени, рост соединительной ткани в почках и гонадах, сегментация гонад, асинхронное созревание половых продуктов и деформация жаберных тычинок сига.
Наиболее существенные тяжелые металлы в российских малых озерах – медь, никель и ртуть. Медь, в основном, накапливается в печени и почках рыб, и содержание меди либо возросло, либо осталось на прежнем уровне. Никель, в основном, накапливается в почках и жабрах, и его содержания слегка снизились. Ртуть, главным образом, накапливается в печени и почках, и ее содержания наиболее высоки в хищных видах. Однако содержания ртути, превышающие предельно допустимые концентрации, обнаружены в мышечных тканях окуня и щуки.
В малых озерах, расположенных между Никелем и Заполярным, содержания никеля и меди наиболее высоки, а рыбные сообщества во многих из них полностью уничтожены. Только 20% выбросов никеля переносятся по воздуху. Содержания никеля сокращаются по мере удаления от плавильных цехов. Содержания никеля в почках сига находятся на одинаковом уровне в малых озерах и в реке Паз выше по течению от источников загрязнения. Уровни содержания меди не изменяются аналогичным образом, что, возможно, объясняется естественными различиями содержания меди в этом районе.
Уровень концентраций никеля в почках сига резко снижается по мере удаления от комбината.
Последствия закисления наблюдаются в рыбных сообществах нескольких очень малых озер в 10-40 км от плавильных цехов, особенно, в районах с низкой буферной способностью горной породы и почвы. Например, в районе Ярфьорд (Норвегия) озерные популяции кумжи и гольца пострадали от закисления. Также в районе Вятсари (Финляндия) в озерах площадью менее пяти гектар исчез гольян, очень уязвимый для закисления. Закисление по-прежнему представляет угрозу для рыбных сообществ озер меньшего размера и более уязвимых, несмотря на восстановление их буферной способности из-за сокращения загрязнений, согласно исследованиям последних десяти лет. Вблизи плавильных цехов промышленные выбросы щелочной пыли повысили буферную способность озер, то есть, в радиусе приблизительно 10км вокруг цехов закисленных водоемов нет.
В отчете Pasvik Water Quality until 2013, представлены результаты наблюдений за качеством воды малых озер приграничного района в 2000-2013 гг. Информация об экологическом состоянии малых озёр помещена в итоговом отчёте совместного проекта ENPI Kolarctic: Environmental Challenges in the Joint Border Area of Norway, Finland and Russia.
Отмечаются некоторые признаки улучшения качества воды чувствительных к закислению малых озёр трансграничного района вследствие сокращения выбросов диоксида серы.
