Предприятия эти находятся на территории Кольского полуострова в лесотундровой и северотаежной подзонах, где распространены лишайниковые зеленомошно-кустарниковые березовые редколесья.
Медно-никелевые комбинаты Североникель и Печенганикель относятся к числу самых крупных в мире источников выбросов SO2 и тяжелых металлов. Здесь перерабатываются разнообразные виды руд (медно-никелевые, апатито-нефелиновые, железные, редкоземельные, слюды). На предприятиях теплоэнергетики сжигаются большие объемы угля и мазута, что обусловливает огромные объемы аэрозольных выбросов и широкий набор содержащихся в их составе химических элементов. В Мурманской области на долю этих предприятий приходится 75—90 % всех выбросов.
В составе аэрозольных выбросов высокое содержание SO2, NO2, Fe, Co, Cd, Mg, Mn, Pb, Cu, Ni, Cr, Zn. Присутствие кислотных компонентов способствует снижению pH атмосферных осадков до 4,0 и даже ниже против 4,8 на фоновых участках Кольского полуострова. В десятки раз повышено содержание в осадках Cu и Ni вблизи комбинатов, в меньшей мере повышено содержание Fe Zn А1. Годовые выпадения в окрестностях комбината Североникель в середине 1980-х гг. достигали в эпицентре S — 36 г/м2, Ni — 35 г/м2, Cu — 15 г/м2. Только 15% серы выпадает в локальной зоне, 15 % выпадает в регионе, остальные 70% переносятся на дальние расстояния. Что касается тяжелых металлов, наибольшая часть их выпадает в пределах локальной и региональной зон. Часть металлов от источников, расположенных на Кольском полуострове, достигает Арктики. Содержание сульфатов в осадках сильно варьирует.
Загрязнение ландшафтов региона серой сказывается на составе поверхностных и фунтовых вод. Содержание серы в поверхностных и грунтовых водах значительно выше концентрации ее в атмосферных осадках. Локально встречаются ситуации, когда гидрокарбонатные воды сменяются на сульфатные.
Загрязнение серой растений происходит при оседании на наземной части растений пыли, обогащенной серой. Наиболее чувствительными являются мхи, хвоя сосны. Содержание серы во мхах четко соответствует ее концентрации в воздухе, атмосферных осадках и является надежным индикатором распространения серы на Кольском полуострове.
Верхние органогенные горизонты почв чувствительны к кислотному воздействию. Критические кислотные нагрузки на почву измеряются величинами 200—400 моль/га в год, а существующий уровень выбросов кислотных компонентов превышает этот уровень почти на половине рассматриваемой территории. При этом активного закисления почв здесь не наблюдается. Это связано со значительным аэрозольным поступлением катионов в составе выбросов, а также с влиянием распространенных в регионе богатых основаниями коренных пород.
Почвы региона загрязняются металлами. Уже в 1966 г. в окрестностях Мончегорска загрязнение отмечалось на площади более 6000 км2 и ареал загрязнения имел форму эллипса, вытянутого в меридиональном направлении на 120—160 км. К 1978 г. общая площадь разрушенных экосистем в окрестностях комбинатов Североникель и Печенганикель измерялась 10 000 км2, а к концу 1980-х гг. она возросла до 55 000 км2.
Основная доля металлов аккумулируется в верхних горизонтах почв. В конце 1980-х —начале 1990-х гг. прошлого века в верхних горизонтах почв окрестностей комбината Североникель (2 км от комбината) содержание металлов составляло: Ni — 4640—8180 мг/кг, Cu — 1460—1720 мг/кг, Co — 174—260 мг/кг. На расстоянии 70 км их содержание снижалось соответственно до 102—112,10—16 и 10—20 мг/кг. Суммарный индекс загрязнения в верхнем органогенном горизонте соответствовал 600 фоновым уровням в окрестностях г. Мончегорска и 100 уровням в окрестностях г. Никеля.
Третье место в ряду загрязняющих веществ региона занимают оксиды азота. Ежегодные выбросы их составляют около 20 тыс. т. Поступают оксиды азота как от стационарных, так и от передвижных источников. Транспорт обеспечивает преимущественно линейный характер их распространения. Концентрация оксидов азота в воздухе быстро снижается по мере удаления от источника выбросов, и повышенные концентрации их в воздухе встречаются нечасто.
С оксидами азота и серы связано образование кислых осадков. Кислые осадки меняют микробиологическую и биохимическую активность почв. Поступившая сера ингибирует рост бактерий. В почвах тормозится деятельность целлюлозоразрушающих микроорганизмов, а, следовательно, и разложение растительных остатков. Вследствие этого изменяется скорость круговорота питательных веществ, снижается азотфиксирующая и нитрифицирующая активность и интенсивность дыхания.
На расстоянии кислые осадки действуют на растения как непосредственно, так и опосредованно путем изменения агрохимических свойств почв, а также ингибирования микробиологической деятельности. Прямое действие их состоит в поражении листьев, появлении некротических явлений при pH ниже 3,0, снижении фотосинтеза и продуктивности фитоценоза.
Состояние всех компонентов экосистемы проявляет четкую градиентную зависимость от воздушного загрязнения. С приближением к источнику загрязнения закономерно снижается надземная масса деревьев, как наиболее чувствительная к его воздействию, падает продуктивность коренных и антропогенно-преобразованных лесов. Далее происходит отмирание отдельных частей сосны, уменьшение в фитомассе доли фотосинтезирующих органов, ингибирование продуцирования живого органического вещества и интенсификация его отмирания, изменение структуры опада, увеличение объема мортмассы в десятки раз по сравнению с фоном. Наблюдаются изменения и в структуре фитоценоза. Происходит выпадение жизненных форм, более чувствительных к загрязнению (зеленые мхи, лишайники), которые доминируют в фоновых условиях. Запас фитомассы напочвенного покрова снижается. Доминирование переходит к кустарникам. Среди них возрастает доля вороники, брусники, которые проявляют большую устойчивость к загрязнению. На основе этих и ряда других признаков выделены достоверно различающиеся типы состояния лесных биогеоценозов региона: фоновый, дефолиирующий, техногенное редколесье, техногенная пустошь.
Влияние выбросов металлургических предприятий на свойства почв проявляются по-разному. Они могут вызывать подкисление при выпадении больших количеств серы или подщелачивание при обогащении почвы ионами кальция, магния, катионами тяжелых металлов, содержащимися в промышленной пыли.