Специалисты из Института геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского Российской академии наук и Тюменского государственного университета (ТюмГУ) впервые представили данные по качеству вод и содержаниям большой группы элементов в малых озёрах трёх арктических территорий — Кольского региона в Европейской части России, Ямало-Ненецкого округа в Западной Сибири и Норильского района в Восточной.

По словам учёных, водные системы представляют собой коллекторы загрязнений, поступающих в окружающую среду, и отражают изменения геохимических циклов элементов, а малые озёра, расположенные вдали от непосредственных источников загрязнения, являются аккумуляторами рассеянных элементов в окружающей среде и индикаторами воздушного распространения металлов.

Учёные обобщили результаты исследований химического состава воды 99 малых озёр тундры и лесотундры площадью 0,4-20 кв. км. Из них 35 находятся на территории Кольского региона, 52 — в Ямало-Ненецком регионе и 12 — в Норильском регионе, в относительной близости от индустриального центра. Отбор проб воды проводился в период позднеосеннего охлаждения вод, когда при температуре 4°С в водоёме происходит выравнивание показателей химического состава по глубине.

Проведённые анализы показали, что химический состав воды исследованных озёр имеет как общие, так и специфические черты, обусловленные особенностями геохимической структуры регионов и различными уровнями антропогенной нагрузки. Наиболее высокая минерализация была отмечена у воды из Норильского региона как следствие близости исследованных озёр к промышленной зоне, а воды Ямало-Ненецкого и Кольского регионов крайне вариабельны по уровню минерализации и значениям рН — встречаются закисленные озёра с низкими значениями рН, высокой прозрачностью воды и большими содержаниями сульфатов, а для заболоченных водоёмов характерна высокая цветность воды.

Для оценки антропогенного влияния был рассчитан фактор обогащения вод несвойственными им компонентами — различными металлами и другими тяжёлыми элементами, обладающими токсичным действием и относящимися к классу загрязняющих веществ. Самые высокие значения были получены для Норильского региона, в водах которого много рения, никеля, ванадия, меди, кадмия, молибдена и сурьмы. Воды Ямало-Ненецкого округа обогащены свинцом, ванадием, мышьяком, сурьмой и особенно молибденом. В Кольском регионе наибольшие значения были зафиксированы для никеля, кадмия, мышьяка, сурьмы и селена, что отражает влияние промышленной деятельности в этом регионе.

Несмотря на то что уровень содержания токсичных элементов не превышает нормальных значений, проведённые исследования показывают глобальную тенденцию увеличения в водах арктических регионов содержания элементов, которые в итоге попадают в биогеохимические циклы. «Показатели необходимо постоянно контролировать, поскольку эти химические вещества могут накапливаться в живых организмах и оказывать токсическое действие», — отметила директор Института химии ТюмГУ Татьяна Кремлева.

И хотя этот процесс может быть следствием изменения естественных условий миграции элементов и геохимическими особенностями их скопления, по мнению исследователей, основной причиной повышенного содержания элементов является воздушное загрязнение — распространение на дальние расстояния дымовых выбросов от медно-никелевых плавилен, горно-металлургических комбинатов, горно-обогатительных производств, нефтегазовых месторождений и других крупных предприятий. Стоит отметить, что все исследуемые регионы являются крупными центрами добычи полезных ископаемых.

В течение предшествующего столетия антропогенное поступление элементов в окружающую среду резко увеличилось по всему миру. Но в последние десятилетия в развитых странах Европы и Северной Америке выбросы металлов снижаются. Однако в окружающей среде многих отдалённых от промышленных центров районах успело накопиться определённое количество металлов и других тяжёлых элементов. Так, в снежном покрове Гренландии и высокой Арктике обнаружены повышенные концентрации таких опасных веществ, как ртуть, кадмий и свинец.

«Арктические регионы являются особо уязвимыми к повышению содержаний металлов в окружающей среде. Это можно объяснить низким уровнем масс- и энергообменов в холодных широтах. Здесь короткие пищевые цепи и высокая чувствительность обитающих организмов к неблагоприятным воздействиям», — подытожила Татьяна Кремлева.

Исследование проведено при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований 18-05-60012. Результаты опубликованы в статье «Геохимические закономерности распространения элементов в водах озёр арктических регионов» в журнале «Геохимия».