• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
19.04.2022
КНЦ РАН
616

Кольские ученые узнали, как на состав подземных вод влияет добыча полезных ископаемых в Ловозерских тундрах

4.6

Ученые из Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра изучили процессы миграции химических элементов в Ловозерском массиве. Информацию о составе воды следует использовать для оценки здоровья населения региона. Результаты исследований будут полезны и промышленникам для планирования природоохранных и очистных мероприятий, и медикам для предотвращения угрозы здоровью людей.

Ловозеро. Кольский полуостров / ©Getty images / Автор: Екатерина Лебедева

Мы есть то, что мы едим, – считается, что так говорил еще Гиппократ. Но, пожалуй, в большей степени мы есть то, что мы пьем. Химические элементы, содержащиеся в воде, поступают в организм человека, накапливаются в растениях, которые затем употребляют в пищу. Словом, состав воды оказывает огромное влияние на здоровье человека. Охватившая весь мир пандемия коронавируса показала, что сохранение здоровья граждан никогда не должно выходить из фокуса внимания государства, так как оно является фактором социальной стабильности и благополучия.

Важная стратегическая задача — изучение миграции элементов в водной среде для выяснения их потенциальной опасности для живых организмов. В современном мире все больший вес в качестве микрозагрязнителей обретают редкоземельные элементы, особенно в регионах, где происходит добыча и переработка полезных ископаемых.

Водоемы Мурманской области слабо минерализованы, содержание органических веществ в них крайне мало. Население области привыкло считать все родники и горные речки региона по умолчанию чистыми и пригодными для питья. Но, к сожалению, с качеством воды на самом деле все не так благополучно.

Среди населенных пунктов региона по заболеваниям опорно-двигательного аппарата и мочекаменной болезни лидируют Кировск, Апатиты и Ловозерский район. Население этих мест пользуется водой, образующейся в пределах крупных щелочных массивов — Хибинского и Ловозерского. Эти породы содержат легко мигрирующие оксиды стронция и бария, оксиды редких земель, урана, тория и фтора. На водосборах этих территорий расположены горнодобывающие предприятия АО «Апатит», АО «СЗФК», ООО «Ловозерский ГОК».

Участки отбора проб воды на топографической карте / ©Пресс-служба Кольского научного центра

От поверхностных вод питаются четыре питьевых водопровода Ловозерского района, водопровод Апатитов. Производимую в этих районах молочную продукцию потребляет население области, а в Ловозерском районе проживает 70 процентов коренных малочисленных народов Севера региона.

Ловозерский массив омывается двумя крупными озерами — Умбозером и Ловозером. С севера и юга его ограничивают заболоченные низменности с большим числом водоемов. Состав пород настолько сложный, что все промышленные перспективы этого места до сих пор не открыты, и его изучение продолжается. С одной стороны, открываются все новые месторождения и рудопроявления редкоземельных металлов, с другой – в связи с нерентабельностью прекращается добыча ранее используемых. К концу XX века многие производства были остановлены, а шахты затоплены. На склонах одной из самых высоких гор массива Аллуайв осталось множество заброшенных штолен.

В 2009 году в связи с прекращением откачки шахтных вод произошло затопление Умбозерского рудника. Вода заполняла нижние горизонты и выходила на поверхность по транспортным ходам, поступая в Умбозеро. Затопленными остались уникальные геологические памятники, в том числе известное геологам всего мира пегматитовое тело «Шкатулка».

Ученые из Института проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра изучили процессы миграции химических элементов в Ловозерском массиве в рамках системы «вода–порода–атмосфера». Результаты исследования были опубликованы в мартовском номере журнала Modeling Earth Systems and Environment.

Эта работа продолжает цикл исследований влияния химического состава горных пород на грунтовые воды, реки и озера. В результате одного из них были установлены причины некондиционности вод Хибинского массива и выявлены механизмы формирования состава подземных вод в действующих и проектируемом водозаборах.

В исследовании использовался метод термодинамического моделирования. Для этого авторы применили программный комплекс Selector. Для анализа отобрали пробы поверхностных вод из источников, используемых для питьевых нужд в селах Ревда и Ловозеро, подземных вод, пользующихся популярностью у жителей этих населенных пунктов, а также из других водоемов.

Исследователи использовали физико-химическую модель взаимодействия воды и твердого тела, адаптированную к условиям Мурманской области и позволяющую оценивать экологическую ситуацию при наличии природного или антропогенного воздействия. Она включает 42 независимых компонента от кислорода до лантана и 1062 зависимых компонента (435 – в водном растворе, 76 – в газовой фазе, в жидких углеводородах – 111, еще 440 – в твердой фазе, органических и минеральных веществах). Набор твердых фаз этой системы был сформирован на основе состава местных пород.

Полный гидрохимический анализ показал наличие в воде таких характерных для Ловозерского массива элементов, как уран, молибден, серебро, барий, ванадий, лантан, церий, цирконий. Необходимо помнить, что уран, барий и стронций могут замещать кальций в костях человека. По содержанию этих веществ исследованные воды относятся к опасным для здоровья человека, а большая концентрация фтора, серы и хлора в воде провоцирует более активное растворение токсичных элементов.

Компьютерное моделирование указало возможность присутствия в воде хрома, кобальта, ванадия, лантана, церия, циркония, бария, не обнаруживаемых ранее при отборе проб из-за отсутствия анализов на данные элементы или низкой концентрации элементов, ниже чувствительности прибора. Однако использование более современных методов анализа позволило их выявить в более поздних экспедициях. Анализ результатов свидетельствует о сопоставимости концентраций фторидов лантана и церия в природных водах и полученных в результате моделирования. Повышение степени взаимодействия «вода–порода» в результате перехода в раствор может ускорить растворение минералов и поступление в раствор элементов, влияние которых на здоровье человека еще не изучено.

Исследователи предупреждают, что питьевую воду необходимо взять под особый контроль, так как она содержит примеси, поступающие из затопленных шахт. Информацию о составе воды следует использовать для оценки здоровья населения региона. Результаты исследований будут полезны и промышленникам для планирования природоохранных и очистных мероприятий, и медикам для предотвращения угрозы здоровью людей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Кольский научный центр Российской академии наук (бывший Кольский филиал Академии наук СССР) имени С. М. Кирова, объединение научных учреждений РАН на Кольском полуострове.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 08:35
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

Позавчера, 12:38
ПНИПУ

Происхождение нефти и газа стали изучать еще до возникновения нефтяной промышленности. О генезисе важных ресурсов до сих пор нет единого мнения. Ученые Пермского Политеха рассказали, откуда они взялись на нашей планете, возможна ли их добыча в космосе, как нефть используется в продуктах питания и что такое «дверь в преисподнюю».

12 часов назад
Полина Меньшова

Информация и действия после многократного повторения запоминаются лучше. Какие процессы при этом происходят в мозге, проследили ученые из США.

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

21 мая
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

Позавчера, 08:35
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

24 апреля
Ольга Иванова

Ученые из Австралии и Канады пришли к выводу, что подавляющее большинство одиноких людей не вступает в романтические отношения из-за страха. С одной стороны ими руководят опасения, что их отвергнут, с другой — что они потеряют свою независимость.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: