Исследование пространственного распределения микроэлементов в почвах методом многомерного статистического анализа (на примере территории Далдынского кимберлитового поля, Северо-Западная Якутия)

Abstract

Актуальностью. В настоящее время промышленная деятельность, процессы которой приводят к ухудшению условий окружающей среды, приобретает все большие масштабы. В связи с чем необходимы проекты и мероприятия для снижения ущерба окружающей среде и восстановления нарушенных земель, которые основаны на предварительных исследованиях свойств почв, содержания и распределения микроэлементов и тяжелых металлов в условиях техногенеза. Цель: определить закономерности пространственного распределения микроэлементов и источники их поступления в поверхностный слой почв на территории промышленной площадки Удачнинского горно-обогатительного комбината с помощью инструментов многомерного статистического анализа. Объекты: доминирующие типы почв северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Методы: потенциометрический, колориметрический, атомно-абсорбционный, статистические методы (описательный, анализ нормального распределения, факторный анализ - методом главных компонент, пространственный). Результаты. Коэффициенты вариации микроэлементов в верхнем слое почв исследуемой территории распределяются в следующем порядке убывания: Zn˃Ni˃Mn˃Cr˃Co˃Pb˃Cd˃As. Концентрации элементов Pb, Ni, Cd, Co, Cr, Zn и As в поверхностном слое почв исследуемой территории не имеют нормального распределения, за исключением Mn. Выявлены три фактора, объясняющих дисперсию содержания микроэлементов и тяжелых металлов в почвах территории северо-таежных ландшафтов Северо-Западной Якутии. Первый фактор заметно влияет на распределение Co, Cr, Ni и Zn, второй - на Cd, третий - на As и Mn. Определены основные источники и очаги загрязнения. На содержание Co, Cr и Ni в поверхностном слое почвы оказывают воздействие карьер кимберлитовой трубки «Удачный» и хвостохранилище № 1, на Zn - селитебная территория г. Удачный, на As - полигон высокоминерализованных рассолов.

The relevance. Currently, industrial activity, which processes lead to the deterioration of environmental conditions, is becoming increasingly large. Therefore, projects and measures are needed to reduce environmental damage and restore disturbed lands, which are based on preliminary studies of soil properties, the content and distribution of trace elements and heavy metals in the conditions of technogenesis. The main aim: to determine the regularities of the spatial distribution of microelements and the sources of their entry into the surface layer of soils on the territory of the industrial site of the Udachny Mining and Processing Division using the tools of multivariate statistical analysis. Objects: dominant soil types of the north-taiga landscapes of northwestern Yakutia. Methods: potentiometric, colorimetric, atomic absorption, statistical methods (descriptive, normal distribution analysis, principal component method, spatial analysis). Results. The coefficients of variation of trace elements in the upper soil layer of the study area are distributed in the following descending order: Zn˃Ni˃Mn˃Cr˃Co˃Pb˃Cd˃As. The concentrations of the elements Pb, Ni, Cd, Co, Cr, Zn, and As in the surface soil layer of the study area do not have a normal distribution, with the exception of Mn. Three factors have been identified that explain the dispersion of the content of trace elements and heavy metals in the soils of the territory of the north-taiga landscapes of North-Western Yakutia. The first factor noticeably affects the distribution of Co, Cr, Ni, and Zn; the second - Cd; and the third - As and Mn. The main sources of pollution were identified. The content of Co, Cr and Ni in the surface layer of the soil is affected by the Udachny kimberlite pipe quarry and tailing dump no. 1, Zn - by the residential area of Udachny, As - by the polygon of highly mineralized brines.