Маслова Е. В., Пискунова М. А.

РГПУ, кафедра геологии и геоэкологии, аспиранты

Научный руководитель: проф., зав. каф. геологии и геоэкологии, д.п.н. Нестеров Е.М.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ И МЫШЬЯКА В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ И ПОЧВАХ ПРИБРЕЖНОЙ ЗОНЫ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ФИНСКОГО ЗАЛИВА

Финский залив, омывающийберега Финляндии, России и Эстонии, испытывает сильнейшую антропогеннуюнагрузку. Геохимический состав донных отложений и почв прибрежной зоны являетсяодним из индикаторов экологического состояния Финского залива. К одним изнаиболее опасных загрязняющих веществ относятся тяжелые металлы и мышьяк,которые обладают высокой токсичностью для живых организмов в относительнонизких концентрациях, а также способностью к биоаккумуляции и биомагнификации.Данная статья посвящена изучению распределения тяжелых металлов и мышьяка впочвах и донных отложениях береговой зоны северо-восточной части Финскогозалива.

Авторами статьи былпроизведён отбор проб почв и донных отложений прибрежной зоны восточной частиФинского залива (участок от границы с Россией до г. Котка) для определениясодержания основных поллютантов. Аналитические работы проводились на базелаборатории Геохимии окружающей среды им. А.Е. Ферсмана РГПУ им. А.И. Герценарентгенофлуоресцентным методом на спектрометре «СПЕКТРОСКАН МАКС» постандартным методикам. Кроме этого, в работе были использованы фондовыематериалы ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского и Геологической службы Финляндии. Данныеанализировались методами статистического анализа припомощи пакета прикладных программ Statistica 6.0.

Таблица 1  Значение парных коэффициентовкорреляции между логарифмами концентраций элементов в почвах береговой зоны идонных отложениях северо-восточной части Финского залива (N=67)

Данныеспектрального анализа и фондовые материалы были объединены в сводные таблицы,по которым были посчитаны коэффициенты парной корреляции (табл.1). Анализкорреляционной матрицы выявил наличие сильной связи Zn с Ni (r=0,83) и Cu(0,65), а также Pb с As (0,76). Данные ассоциации элементов выявляются как в почвах,так и в донных отложениях.

На основе приведенныхданных в матрице факторных нагрузок, выделится, по крайней мере, 3 элементарныхассоциации (фактора), которые в сокращенной форме можно представить в следующемвиде:

1)49,97% Zn _(0,71), Cu ₍0,87), Ni _(0,87),Co _(0,77)

2) 19,41% Pb _(0,89), As _(0,94)

3)10,46% Cr ₍0,88), V _(0,76)

Для каждого факторауказан вес в %, отражающий долю в общей изменчивости системы, а также основныеэлементы, имеющие максимальные статистически значимые корреляции нагрузки (нижнийиндекс) с соответствующим фактором.

Первый фактор, судя похарактеру распределения (близ источников загрязнения – населенных пунктов,дорог), вероятно, связан с антропогенным воздействием. Кроме этого,перечисленные элементы характеризуются повышенной миграционной способностью иобразуют устойчивые ассоциации.

По таким элементам, какхром и ванадий зафиксированы различия в поведении для почв и донных отложений,в то время как остальные элементы ведут себя схоже и отличаются толькоколичественно. Это объясняется принадлежностью данных элементов к группелитофильных. В почвах содержание литофильных элементов связано напрямую слитологическим составом породы, для донных отложений механизм накопления поллютантовнесколько усложняется.

Рис.1 Картосхема распределения цинка, свинца и никеля в донных отложениях  и почвах прибрежной зоны северо-восточнойчасти Финского залива

Распределение содержанийPb и As характеризующейся теснейшей корреляционной связью, вероятно,свидетельствует об аппаратной погрешности связанной с возможным наложениемспектральных линий с близкой длинной волны, что характерно для этих элементов.Низкие концентрации Pb балансирующие на нижней границе его обнаружения вбольшинстве случаев не позволяют адекватно анализировать особенности егоповедения.

В площадномраспределении концентраций изучаемых элементов не наблюдается четкойзакономерности (Рис.1).Наибольшее содержаниеPb, Ni и Cu установлено в западной части района исследования (в районе Хамины,Котки), что вероятно связано с потоками загрязняющих веществ поступающих сводами р. Китийоки. Кроме этого некотороепревышение фона наблюдается вблизи крупных населенных пунктов.В России также выделяется несколько участков сповышенными концентрациями – западнее Зеленогорска, вблизи населенных пунктовПриморска, Выборга и Высоцка, что связано с повышенным уровнем техногенеза врайоне городов. Литофильные элементы Cr и V распределены по территориидостаточно равномерно, что связано с однородным литохимическим составомподстилающих пород.

Не наблюдается более илименее четкой зависимости в распределении тяжелых металлов и мышьяка в системе«почва-донные отложения». Содержание поллютантов в донных отложениях, какправило, ниже чем в почвах того же района. Это связано с разным литологическимсоставом отложений, различной миграционной способностью элементов и требуетболее детального изучения литогеохимических свойств отложений изучаемогорегиона.

Кроме этого, наблюдаетсязначительная разница в содержании основных элементов-загрязнителей в почвах идонных отложениях на территории России и Финляндии. Меньшие концентрацииполлютантов на территории России объясняются меньшей степенью техногенеза ипространственной ориентацией береговой линии.