sergeogrИзвестия Российской академии наук. Серия географическаяIzvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Seriya Geograficheskaya2587-55662658-697510.7868/S2658697526030063sergeogr-3179Research ArticleПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЕ И ГЕОЭКОЛОГИЯNATURAL RESOURCE USE AND GEOECOLOGYСовременное гидроэкологическое состояние острова Земля Александры (архипелаг Земля Франца-Иосифа)Current Hydroecological State of Alexandra Land Island (Franz Josef Land Archipelago)КашутинаЕ. А.KashutinaE. A.

Москва

Moscow

ДолговС. В.DolgovS. V.

Москва

Moscow

svdolgov1978@yandex.ruШвыдкийВ. О.ShvydkyV. O.

Москва

Moscow

slavuta58@gmail.comАлентьевЮ. Ю.AlentyevYu. Yu.

Москва

Moscow

ДобрянскийА. С.DobryanskyA. S.

Москва

Moscow

КостовскаС. К.KostovskaS. K.

Москва

Moscow

КириловА. Г.KirilovA. G.

Архангельск

Arkhangelsk

Институт географии РАНRussian FederationИнститут географии РАНРоссияInstitute of Geography, Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАНРоссияInstitute of Biochemical Physics named after N.M. Emanuel, Russian Academy of SciencesRussian FederationНациональный парк “Русская Арктика”РоссияRussian Arctic National ParkRussian Federation202618082026903530547Copyright © Кашутина Е.А., Долгов С.В., Швыдкий В.О., Алентьев Ю.Ю., Добрянский А.С., Костовска С.К., Кирилов А.Г., 20262026Кашутина Е.А., Долгов С.В., Швыдкий В.О., Алентьев Ю.Ю., Добрянский А.С., Костовска С.К., Кирилов А.Г.Kashutina E.A., Dolgov S.V., Shvydky V.O., Alentyev Y.Y., Dobryansky A.S., Kostovska S.K., Kirilov A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestia.igras.ru/jour/article/view/3179

По материалам экспедиционного исследования в разные сезоны 2024 г. на основе 80 гидрохимических и гидробиологических показателей дана оценка современного экологического состояния снежно-ледникового покрова, поверхностного водного стока и воды в озерах о. Земля Александры (арх. Земля Франца-Иосифа). В местах, свободных ото льда, имеются следы хозяйственной деятельности, а на участках развития ледяных куполов, занимающих около двух третей территории острова, она отсутствует. Накопленный ущерб природной среде в значительной мере ликвидирован мероприятиями по очистке территории. Для снега, льда, талых вод, а также озерной воды были определены элементный состав, показатели pH и ХПК (химическое потребление кислорода), а также минерализация, содержание аммония, нитритов, нитратов, фосфатов и нефтепродуктов. По двум биотестам [инфузория Tetrahymena pyriformis (Tp) и микроводоросль Chlorella vulgaris Beijer (Cvb)] выполнена оценка гидробиологических свойств. Токсичность водной среды по отношению к гидробионтам не обнаружена. Химический анализ проб показал, что содержание соединений азота и фосфора в водной среде острова не превышает предельно допустимой концентрации. Содержание металлов в снеге, во льду и в талой воде ледников также не превышает нормативных величин. При контакте стекающих с ледников талых вод с грунтами и в озерах-приемниках стока зафиксировано увеличение концентрации меди, алюминия и железа. В отдельных случаях содержание этих элементов превышало в десятки раз установленные показатели предельно допустимой концентрации, что, вероятно, связано с особенностями регионального природного геохимического фона. Загрязнение водных объектов нефтепродуктами не установлено. В настоящее время гидроэкологическое состояние острова в целом соответствует фоновым условиям.

Based on expeditionary sampling in different seasons of 2024 and using a set of 80 hydrochemical and hydrobiological indicators, the current ecological state of the snow-glacier cover, surface water runoff, and lake water on Alexandra Land Island, located in the western part of the Franz Josef Land Archipelago, has been assessed. There is no economic activity in areas where ice domes develop. These domes cover more than 85% of the island. This mainly affects land areas that are free of ice. However, the damage to the natural environment has largely been eliminated through cleanup measures. The elemental composition, pH, and COD (chemical oxygen demand) indicators, as well as the mineralization and content of ammonium, nitrites, nitrates, phosphates, and petroleum products, were determined for snow, snow-ice melt runoff, and lake water. Two biotests were used to assess the hydrobiological properties of the aquatic environment: the ciliate Tetrahymena pyriformis (Tp) and the microalgae Chlorella vulgaris Beijer (Cvb). No toxicity towards hydrobionts in the aquatic environment was detected. Chemical analysis of the samples revealed that the concentration of nitrogen and phosphorus compounds in the island’s aquatic environment does not exceed the maximum permissible concentration. The concentration of metals in snow, ice, and meltwater on glaciers does not exceed regulatory limits. However, when this meltwater comes into contact with the ground and accumulates in lakes, the concentration of copper, aluminum, and iron increases. In some cases, the concentration levels of these elements exceeded the established maximum by tens of times, likely due to natural causes. No contamination of water bodies by petroleum products was found. Currently, the island’s hydroecological state generally corresponds to background Arctic natural and climatic conditions.

архипелаг Земля Франца-Иосифаледникиснегсток талых водозерагидрохимические показателиприродные и антропогенные факторыбиотестированиеFranz Josef Landglacierssnowmeltwater runofflakeshydrochemical indicatorsnatural and anthropogenic factorsbiotestingЭкспедиционные исследования, лабораторные анализы содержания нефтепродуктов и элементного состава проб, обсуждение и интеграция результатов, подготовка публикации, общее редактирование выполнены по теме Государственного задания Института географии РАН. Лабораторные исследования, определение показателей ХПК и pH, оценка минерализации, содержания минеральных соединений азота и фосфора, биотестирование и обобщение результатов по биотестированию выполнены по теме Государственного задания Института Биохимической Физики им. Н.М. Эмануэля РАН, научная тема 44.4 (№ гос. регистрации 125020701774-6). Общая постановка задачи, концепция исследования и обеспечение логистики экспедиционных работ — Национальный парк “Русская Арктика”, Русское географическое общество и Министерство обороны РФ.Expeditionary research, laboratory analysis of petroleum products and elemental composition of samples, discussion and integration of results, preparation of the publication, and general editing were carried out in accordance with the State Assignment of the Institute of Geography of the Russian Academy of Sciences. Laboratory studies, determination of COD and pH indicators, assessment of mineralization, content of nitrogen and phosphorus mineral compounds, biotesting, and generalization of biotesting results were carried out in accordance with the State Assignment of the N.M. Emanuel Institute of Biochemical Physics of the Russian Academy of Sciences, scientific topic 44.4 (no. of state registration 125020701774-6). The overall task, research concept, and expedition support are provided by the Russian Arctic National Park, the Russian Geographical Society, and the Ministry of Defense of the Russian Federation.ReferencesГоворуха Л.С. Озера Земли Франца-Иосифа // История озер Северо-Запада. Матер. I Симпозиума по исслед. озер Северо-Запада СССР (Ленинград, 17–20 ноября 1965 г.). К Международ. симп. по истории озер (Венгрия, 1967 г.). Л.: Географическое общество СССР, 1967. С. 347–357.Ekologicheskaya restavratsiya v Arktike: obzor mezhdunarodnogo i rossiiskogo opyta [Ecological Restoration in the Arctic: A Review of International and Russian Experience]. Minaeva T.Yu., Ed. Syktyvkar, NaryanMar, 2016. 288 p.Говоруха Л.С. Ландшафтно-географическая характеристика Земли Франца-Иосифа // Проблемы полярной географии. Тр. ААНИИ. 1968. Т. 285. С. 86–117.Frumin G.T., Demshkin A.S. Probabilistic assessment of the trophic status of Lake Bienda-Stemme (Western Spitsbergen). Ross. Arktika, 2023, vol. 5, no. 4, pp. 5–11. (In Russ.).Зазовская Э.П., Мергелов Н.С., Шишков В.А., Долгих А.В., Добрянский А.С., Лебедева М.П., Турчинская С.М., Горячкин С.В. Криокониты как факторы развития почв в условиях быстрого отступания ледника Альдегонда, Западный Шпицберген // Почвоведение. 2022. № 3. С. 281–295.Govorukha L.S. Lakes of Franz Josef Land. In Istoriya ozer Severo-Zapada. Materialy I Simpoziuma po issledovaniyu ozer Severo-Zapada SSSR (Leningrad, 17–20 noyabrya 1965 goda). K Mezhdunarodnomu simpoziumu po istorii ozer (Vengriya, 1967 god) [History of Lakes in the North-West. Materials of the 1st Symposium on the Study of Lakes in the North-West of the USSR (Leningrad, November 17–20, 1965). For the International Symposium on the History of Lakes (Hungary, 1967)]. Leningrad: VGO, 1967, pp. 347357. (In Russ.).Земля Франца-Иосифа: экспедиции СОПС. / под ред. А.В. Шевчука. М.: СОПС, 2014. Т. 1. 368 с.Govorukha L.S. Landscape-geographical characteristics of Franz Josef Land. Probl. Polyar. Geogr. Tr. AANII, 1968, vol. 285, pp. 86–117. (In Russ.).Костылева А.С., Почтовалова А.С. Оценка загрязнения почв о. Хейса тяжелыми металлами // Биомониторинг в Арктике: сб. тез. докл. участников международ. конф. (26–27 ноября 2018 г.) / отв. ред. Т.Ю. Сорокина. Сев. (Арктич.) фед. ун-т им. М.В. Ломоносова. Архангельск: САФу, 2018. С. 85–87.Kostyleva A.S., Pochtovalova A.S. Assessment of heavy metal pollution in the soils of Heiss Island. In Biomonitoring v Arktike: sbornik tezisov dokladov uchastnikov mezhdunarodnoi konferentsii (26–27 noyabrya 2018 goda) [Biomonitoring in the Arctic: Collection of Abstracts of the Participants of the Int. Conf. (November 26–27, 2018)]. Sorokina T.Yu., Ed. Arkhangelsk: SAFU, 2018, pp. 85–87. (In Russ.).Крюков Д.Р. Мониторинг нефтезагрязненных участков на арктических полярных станциях — опыт и методика // Гидрогеология: прошлое, настоящее и будущее. Матер. I науч.-практич. конф., Москва, 4–6 марта 2024 г. М.: РГГРу им. Серго Орджоникидзе, 2024. С. 88–92.Kryukov D.R. Monitoring of oil-contaminated sites at Arctic polar stations — experience and methodology. In Gidrogeologiya: proshloe, nastoyashchee i budushchee: materialy I nauchno-prakticheskoi konferentsii, Moskva, 04–06 marta 2024 goda [Hydrogeology: Past, Present and Future: Proceedings of the 1st Sci. and Pract. Conf., Moscow, March 04–06, 2024]. Moscow: MGRI, 2024, pp. 88–92. (In Russ.).Крюков Д.Р., Кирилов А.Г. Результаты геоэкологического обследования и мониторинг нефтезагрязненных участков на островах Земли Франца-Иосифа // Актуальные проблемы экологии и природопользования: сб. науч. тр. XX международ. науч.-практич. конф. 25–27 апреля 2019 г. М.: РуДН, 2019. Т. 2.Kryukov D.R., Kirilov A.G. Results of geoecological survey and monitoring of oil-contaminated sites on the islands of Franz Josef Land. In Aktual’nye problemy ekologii i prirodopol’zovaniya: sbornik nauchnykh trudov XX Mezhdunarodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii 25–27 aprelya 2019 g. Tom 2 [Current Problems of Ecology and Environmental Management: Collection of Sci. papers of the 20th Int. Sci. and Pract. Conf. April 25–27, 2019. Vol. 2]. Moscow: RUDN, 2019, pp. XX–XX .Кузьмич В.Н., Соколова С.А., Крайнюкова А.Н. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. М.: РЭФИА, НИА-Природа, 2002. 118 с.Kuz’mich V.N., Sokolova S.A., Krainyukova A.N. Rukovodstvo po opredeleniyu metodom biotestirovaniya toksichnosti vod, donnykh otlozhenii, zagryaznyayushchikh veshchestv i burovykh rastvorov [Guidelines for Determining the Toxicity of Waters, Bottom Sediments, Pollutants and Drilling Fluids Using Bioassay Methods]. Moscow: REFIA, NIA-Priroda, 2002. 118 p.Ложкина Р.А., Томилина И.И. Влияние лантана на биологические параметры ветвистоусого рачка Ceriodaphnia affinis в хроническом эксперименте // Токсикологический вестн. 2016. № 1 (136). С. 42–46.Lozhkina R.A., Tomilina I.I. The effect of lanthanum on biological parameters of crustaceans Ceriodaphnia affinis Lilljeborg in chronic experiments. Toksikolog. Vestn., 2016, no. 1, pp. 42–46. (In Russ.).Ложкина Р.А., Селезнев Д.Г., Томилина И.И., Гапеева М.В. Многомерный статистический анализ в оценке токсичности поверхностных вод волжских водохранилищ (на основе результатов биотестирования и химического анализа) // Водные ресурсы. 2024. Т. 51. № 1. С. 61–71.Lozhkina R.A., Seleznev D.G., Tomilina I.I., Gapeeva M.V. Multivariate statistical analysis in assessing surface water toxicity in the Volga Reservoirs (based on the results of bioassay and chemical analysis). Water Resour., 2023, vol. 50, pp. S203–S212. https://doi.org/10.1134/S0097807823602157Мергелов Н.С., Горячкин С.В., Зазовская Э.П., Карелин Д.В., Никитин Д.А., Кутузов С.С. Супрагляциальные почвы и почвоподобные тела: разнообразие, генезис, функционирование (обзор) // Почвоведение. 2023. № 12. С. 1522–1561.Mergelov N.S., Goryachkin S.V., Zazovskaya E.P., Karelin D.V., Nikitin D.A., Kutuzov S.S. Supraglacial soils and soil-like bodies: diversity, genesis, functioning (review). Eurasian Soil Sci., 2023, vol. 56, no. 12, pp. 1845–1880.https://doi.org/10.1134/s1064229323602330Никитин Д.А., Лысак Л.В., Мергелов Н.С., Долгих А.В., Зазовская Э.П., Горячкин С.В. Микробная биомасса, запасы углерода и эмиссия CO2 в почвах Земли Франца-Иосифа: высокоарктические тундры или полярные пустыни? // Почвоведение. 2020. № 4. С. 444–462.Nikitin D.A., Lysak L.V., Mergelov N.S., Dolgikh A.V., Zazovskaya E.P., Goryachkin S.V. Microbial biomass, carbon stocks, and CO2 emission in soils of Franz Josef Land: High-arctic tundra or polar deserts? Eurasian Soil Sci., 2020, vol. 53, no. 4, pp. 467–484. https://doi.org/10.1134/S1064229320040110Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2024 год / отв. ред. Г.М. Черногаева. М.: Росгидромет, 2025. 222 с.Obzor sostoyaniya i zagryazneniya okruzhayushchei sredy v Rossiiskoi Federatsii za 2024 god [Review of the State and Pollution of the Environment in the Russian Federation for 2024]. Chernogaeva G.M., Ed. Moscow: Rosgidromet, 2025. 222 p.Оледенение Земли Франца-Иосифа / М.Г. Гросвальд, А.Н. Кренке, О.Н. Виноградов и др.; отв. ред. Г.А. Авсюк, В.М. Котляков. М.: Наука, 1973. 351 с.Oledenenie Zemli Frantsa-Iosifa [Glaciation of Franz Josef Land]. Grosval’d M.G., Krenke A.N., Vinogradov O.N., et al., Eds. Moscow: Nauka Publ., 1973. 351 p.Погожева М.П., Чекменева Н.А., Долгова А.О., Матвеева И.С., Бабкин Е.М., Сысолятин Р.Г. Тяжелые металлы в грунтах и некоторых компонентах природной среды острова Земля Александры (архипелаг Земля Франца-Иосифа) // Метеорология и гидрология. 2023. № 4. С. 119–126.Pogojeva M.P., Chekmeneva N.A., Dolgova A.O., Matveeva I.S., Babkin E.M., Sysolyatin R.G. Heavy metals in soil and in some environmental components of Alexandra Land Island (the Franz Josef Land Archipelago). Russ. Meteorol. Hydrol., 2023, vol. 48, no. 4, pp. 376–381.https://doi.org/10.3103/s1068373923040118Попов С.С., Варакина Ю.И. Особенности накопления тяжелых металлов в почвах островных территорий архипелага Земля Франца-Иосифа // Биомониторинг в Арктике: сб. тез. докл. уч. междунарарод. конф., Архангельск, 26–27 ноября 2018 г. Архангельск: Северный (Аркт.) фед. ун-т им. М.В. Ломоносова, 2018. С. 169–172.Popov S.S., Varakina Yu.I. Features of heavy metal accumulation in soils of the island territories of the Franz Josef Land archipelago. In Biomonitoring v Arktike: sbornik tezisov dokladov uchastnikov mezhdunarodnoi konferentsii, Arkhangel’sk, 26–27 noyabrya 2018 goda [Biomonitoring in the Arctic: Collection of Abstracts of the Participants of the Int. Conf., Arkhangelsk, November 26–27, 2018]. Arkhangelsk: SAFU, 2018, pp. 169–172. (In Russ.).Сафронова И.Н., Холод С.С., Гаврило М.В., Ежов О.Н. Флористическое и ценотическое разнообразие растительного покрова архипелага Земля Франца-Иосифа // Ботанический журн. 2020. Т. 105. № 2. С. 133–151.Safronova I.N., Kholod S.S., Gavrilo M.V., Ezhov O.N. Floristic and phytocoenotic diversity of vegetation cover of the Franz Josef land Archipelago. Botan. Zh., 2020, vol. 105, no. 2, pp. 133–151. (In Russ.).Семенова Е.М., Бабич Т.Л., Соколова Д.Ш., Добрянский А.С., Корзун А.В., Крюков Д.Р. Микробное разнообразие грунтов архипелага Земля Франца-Иосифа, загрязненных нефтепродуктами // Микробиология. 2021. Т. 90. № 6. С. 681–691.Semenova E.M., Babich T.L., Sokolova D.S., Dobriansky A.S., Korzun A.V., Kryukov D.R. Microbial diversity of hydrocarbon-contaminated soils of the Franz Josef Land Archipelago. Microbiol., 2021, vol. 90, no. 6, pp. 721–730.https://doi.org/10.1134/S0026261721060138Тютькова В.А., Григорьев Ю.С. Чувствительность биотестов на основе водоросли хлорелла и сценедесмус к тяжелым металлам // Теоретическая и прикладная экология. 2014. № 2. С. 57–60.Sharov A.I. Brief physical-geographical description of the Franz Josef Land Archipelago. Izv. Vyssh. Ucheb. Zaved. Geodez. Aerofotos., 1996, no. 3, pp. 43–47. (In Russ.).Фрумин Г.Т., Демшкин А.С. Вероятностная оценка трофического статуса озера Биенда-Стемме (Западный Шпицберген) // Российская Арктика. 2023. Т. 5. № 4. С. 5–11.Shevchuk A.V. Problemy otsenki i likvidatsii nakoplennogo ekologicheskogo ushcherba na zagryaznennykh ostrovakh arkhipelaga Zemlya Frantsa-Iosifa v period 2011–2017 godov [Problems of Assessing and Eliminating Accumulated Environmental Damage on the Polluted Islands of the Franz Josef Land Archipelago in the Period 2011–2017]. Moscow: Belyi veter Publ., 2023. 160 p.Шаров А.И. Краткое физико-географическое описание архипелага Земля Франца-Иосифа // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1996. № 3. С. 43–47.Tyutkova E.A., Grigoriev Yu.S. The sensitivity of biotests based on the algae Chlorella and Scenedesmus to heavy metals. Teoretich. Priklad. Ekol., 2014, no. 2, pp. 57–60. (In Russ.).Шевчук А.В. Проблемы оценки и ликвидации накопленного экологического ущерба на загрязненных островах архипелага Земля Франца-Иосифа в период 2011–2017 годов. М.: ИД “Белый ветер”, 2023. 160 с.Zazovskaya E.P., Mergelov N.S., Shishkov V.A., Dolgikh A.V., Dobryansky A.S., Turchinskaya S.M., Goryachkin S.V., Lebedeva M.P. Cryoconites as factors of soil development in conditions of rapid retreat of the Aldegonda Glacier, Western Svalbard. Eurasian Soil Sci., 2022, vol. 55, no. 3, pp. 299–312.https://doi.org/10.1134/S1064229322030152Экологическая реставрация в Арктике: обзор международного и российского опыта / под ред. Т.Ю. Минаевой. Сыктывкар–Нарьян-Мар, 2016. 288 с.Zemlya Frantsa-Iosifa: ekspeditsii SOPS. Tom 1 [Franz Josef Land: SOPS Expeditions. Vol. 1]. Shevchuk A.V., Ed. Moscow: SOPS, 2014. 368 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.