Особенности геохимических процессов в устьях рек арктических островов (на примере острова Вайгач)

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-27-00225

НазваниеОсобенности геохимических процессов в устьях рек арктических островов (на примере острова Вайгач)

Руководитель Мискевич Игорь Владимирович, Доктор географических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт океанологии им. П.П. Ширшова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-709 - Гидрохимия

Ключевые слова устье реки, лагуна, прилив, мерзлота, донные отложения

Код ГРНТИ87.19.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
В результате наблюдаемого в последние 30-40 лет климатического потепления в западном секторе российской Арктики стало фиксироваться довольно интенсивное разрушение многолетнемерзлых грунтов. При этом накопленные в них в предыдущий период вещества различного генезиса с талыми водами поступают в водотоки и далее, как предполагается, должны попасть в морские воды. В ходе такого переноса в море вещества в устьях рек проходят через так называемый маргинальный фильтр, теорию которого разработал академик А.П. Лисицын. Этот фильтр способен задерживать ряд органических и минеральных соединений, в том числе высокотоксичных веществ, формируя геоморфологические изменения в устьевом водотоке и локальные зоны их повышенного содержания, в том числе представляющих опасность для водных биоресурсов и человека. Изучение процесса накопления веществ в устьевых областях особенно актуально для архипелагов и крупных островов западного сектора российской Арктики. Гидрологической спецификой для них является наличие только малых рек и микроприливные условия в их устьевых системах. Вышеуказанная специфика природных условий влечет за собой формирование на арктических островах устьев рек эстуарно-лагунного типа, в которых создаются благоприятные условия для накопления нерастворимых веществ, массового разрастания галофитов и создания заболоченных участков. Как такие водные объекты регулируют массоперенос с суши в море в условиях Арктики, до настоящего времени практически неизвестно и изучение этого вопроса будет иметь значительную научную новизну. Планируемые исследования будут проведены на ряде устьев рек острова Вайгач, расположенного на границе Баренцева и Карского морей, территория которого загрязнена, как в результате разработки полиметаллических руд в 30-х годах прошлого века, так и за счет переноса и оседания на почву загрязненных аэрозолей с территории Тимано-Печорского нефтегазоносной провинции на севере Ненецкого автономного округа, где уже более 40 лет ведется добыча нефти и газа. В рамках проекта будет проведено рекогносцировочное обследование территории с отбором проб объектов природной среды. Полученные результаты будут способствовать пониманию процессов, происходящих в устьевых областях малых рек арктических островов. Позволят подобрать наиболее подходящие объекты и методы исследования, включая методики отбора, подготовки и анализа проб, с учетом специфики происходящих процессов, что в условиях труднодоступности территории исследования является важным.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Мискевич И.В. Особенности формирования гидролого-гидрохимических условий в лагунных устьях рек арктических островов на примере о. Вайгач Тенденции развития науки и образования, № 103. Ноябрь. С.111-115 (год публикации - 2023)
10.18411/trnio-11-2023-284

2. Мискевич И.В., Коробов В.Б., Котова Е.И., Овсепян А.Э., Тутыгин А.Г., Лохов А.С. Применение экспертных технологий для оценки загрязнения водных объектов в малоизученных районах Российской Арктики на примере острова Вайгач Естественные и технические науки, № 11 (186). 2023. С. 217- 223 (год публикации - 2023)
10.25633/ETN.2023.11.19

3. Мискевич И.В., Мосеев Д.С., Лохов А.С. Некоторые особенности формирования геобиохимических характеристик устьев рек о. Вайгач в летнюю межень Геология морей и океанов: Материалы XXV Международной научной конференции (Школы) по морской геологии, Т. I. М.: ИО РАН, 2023. С. 258-262 (год публикации - 2023)
10.29006/978-5-6051054-0-4-2023

4. Мискевич И.В., Нецветаева О.П. Характеристики содержания растворимого общего фосфора и общего азота в устьях рек острова Вайгач Тенденции развития науки и образования, № 104-16. – С. 179-183. (год публикации - 2023)
10.18411/trnio-12-2023-923

5. Мискевич И.В., Коробов В.Б., Нецветаева О.П. Исследования соотношений общего азота и общего фосфора в растворенных формах на границе Баренцева и Карского морей Материалы Международной научно-практической конференции LXXVII «Герценовские чтения. География: развитие науки и образования»., Санкт-Петербург, 2024. С. 208-212. (год публикации - 2024)

6. Мосеев Д.С., Мискевич И.В., Яковлев А.Е., Лохов А.С., Нецветаева О.П., Котова Е.И. Экспедиции северо-западного отделения Института океанологии на остров Вайгач (природные условия устьев малых рек и морских заливов в южной части острова Вайгач) Труды Архангельского центра Русского географического общества: Сборник научных статей., Том. 28. № 12. С. 155-165. (год публикации - 2024)

7. Мискевич И.В., Лохов А.С., Мосеев Д.С., Котова Е.И. Polymetallic Ore Mining Impact Assessment on the Benthic Hydrobiocenosis of the Small Estuaries on the Arctic Islands Journal of Marine Science and Engineering, Vol. 12, No. 9. – P. 1570. (год публикации - 2024)
10.3390/jmse12091570

8. Коткова В. М., Афонина О.М., Березина М.О., Бойчук М. А., Чесноков С. В., Чуракова Е.Ю., Чернядьева И.В., Давыдов Е.А., Дорошина Г. Я., Ефремов А.Н., Федосов В.Э., Галанина И.А., Гинзбург Э.Г., Госькова С.М., Гимельбрант С.М., Ильюшин В.А., Киприянова Л.М., Кирцидели И.Ю., Конорева Л.А., Корчиков Е.С., Кутенков С.А., Кузьмина Е.Ю., Макрый Т.В., Мелехин А.В., Мосеев Д.С и др. Новые находки водорослей, грибов, лишайников и мохообразных НОВОСТИ СИСТЕМАТИКИ НИЗШИХ РАСТЕНИЙ, Т. 58-2. С. R1-R39. (год публикации - 2024)
10.31111/nsnr/2024.58.1.R1

9. Мосеев Д.С., Мискевич И.В. Парциальные флоры приморских экотопов устьев малых рек пролива Югорский Шар Проблемы ботаники Южной Сибири и Монголии, № 23-1. – С. 162-168. (год публикации - 2024)
10.14258/bssm.2024031

10. Мискевич И.В., Котова Е.И., Мосеев Д.С. Оценка опасности накопления тяжелых металлов в устьевых экосистемах при добыче полиметаллических руд на арктических островах Экология и промышленность России, Т. 28, № 12. – С. 60-64. (год публикации - 2024)
10.18412/1816-0395-2024-12-60-64

11. Мосеев Д.С., Мискевич И.В., Паринова Т.В., Волков А.Г., Яковлев А.Е. Об арктических маршах устьев малых рек о. Вайгача Биологические проблемы Севера: Международная научная конференция, посвященная 300-летию РАН, Магадан, 07–11 октября 2024 года, М.: Изд-во «Знание-М», 2024. С. 181-183. (год публикации - 2024)
10.38006/00187-838-4.2024.181.183

12. Мискевич И.В., Мосеев Д.С., Лохов А.С., Котова Е.И. Research of the Lagoon Estuaries of Vaygach Island in the 2023 Summer Low Water Period Oceanology, Vol. 64, No. 4. – P. 638-640. (год публикации - 2024)
10.1134/S0001437024700309

13. Мискевич И.В., Мосеев Д.С.., Лохов А.С., Нецветаева О.П. Геоэкологическая характеристика устьев рек юго-восточной части острова Вайгач в Карском море Естественные и технические науки (год публикации - 2024)

14. Мискевич И.В., Котова Е.И. Оценка отдаленных социально-геоэкологических последствий добычи свинцово-цинковой руды на острове Вайгач Арктика и Север (год публикации - 2025)
10.37482/issn2221-2698.2024.

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
В летний сезон 2024 года сотрудниками Северо-Западного отделения Института океанологии имени П.П. Ширшова РАН в рамках реализации проекта «Особенности геохимических процессов в устьях рек арктических островов (на примере острова Вайгач)», выполненного за счет гранта РНФ № 23-27-00225 (https://rscf.ru/project/23-27-00225/) были проведены исследования 2-х устьев малых рек (площадь водосбора менее 2000 км2) острова Вайгач. Среди исследованных водных объектов острова Вайгач устье реки Дровяная относится к дельтово-лагунному типу с наличием малорукавной дельты, устье реки Талейяхи – к простому типу. Эти реки впадают в Карское море. Было определено, что геохимических процессы в исследуемых устьях рек арктического острова во многом определяются их геоморфологией. В лагунных устьях малых рек зона смешения речных и морских вод в меженный период в годы с жарким летом локализуется в пределах лагуны. В годы с холодным летом, как в 2024 году, когда таяние снежного покрова наблюдается весь летний сезон, такая зона может выходить за морскую границу лагуны. В лагунах создаются благоприятные условия для широкого распространения водных макрофитов и, за счет появления зон спокойных в гидродинамическом отношении, формируются условия для интенсивного развития фито- и зоопланктона. Здесь наблюдается значительная аккумуляция металлов в зеленых водорослях, а в годы с жарким летом не исключается возникновение эвтрофикационных процессов. Эти процессы в последние годы получают большое развитие, учитывая деструкцию многолетнемерзлых грунтов, сопровождаемую дополнительным притоком биогенных веществ в устьевые воды, на фоне наблюдаемого потепления климата в рассматриваемом регионе. Основное накопление взвешенных веществ, освобождаемых при разрушении многолетнемерзлых пород, в лагунных устьях рек происходит непосредственно в лагунах за счет их гравитационной седиментации, аккумуляции в зарослях водных макрофитов и на лугах приливных осушек (маршах). Их попадание на открытые морские акватории возможно лишь при прохождении аномально сильных штормов редкой повторяемости, способных вызывать высокие нагоны и сгоны. Весенние паводки в устьях малых рек арктических островов выражены крайне слабо и не способны обеспечить транзит взвешенных наносов из лагун в море. Заиление мелководных арктических лагун за счет потепления климата будет способствовать их заболачиванию и усилению эвтрофикации устьевых экосистем в годы с жарким летом. В однорукавных устьях рек арктических островов простого типа взвешенные вещества, выносимые с речным стоком, будут поступать в море за пределы зоны смешения речных и морских вод. Здесь при наличии обширного мелководья и дрейфующих льдов на устьевом взморье реки наблюдается повышенная мутность морских вод за счет деформации верхнего слоя донных отложений при приливных оседании льда на дно в фазу отлива и затем его подъеме в фазу прилива. Основную роль в «перехвате» металлов, выносимых с территории арктических островов, в мелководных лагунных устьях рек играют зеленые водоросли, которые произрастают в зоне локализации солоноватых устьевых вод. Кроме этого, заросли водных устьевых макрофитов способствуют накоплению в устьевых водотоках илисто-глинистых отложений, обладающих высокой сорбционной активностью по отношению к металлам. В однорукавных устьях рек простого типа доминанта от основного влияния биохимического барьера на поведение металлов переходит к физико-химическому (геохимическому) барьеру. Здесь наибольшее влияние на поведение металлов оказывают гравитация взвесей и коагуляционно-сорбционные процессы. При проведении мониторинговых и других научных исследований водных экосистем в вышеуказанных районах российской Арктики рекомендуется обязательное определение в водорослях содержания тяжелых металлов и других токсических веществ. Информационные ресурсы в сети Интернет, посвященные проекту: • https://vk.com/wall-131674954_1544; • https://goarctic.ru/nauka/uchenye-ustanovili-prichinu-nakopleniya-tyazhelykh-metallov-v-vodakh-donnykh-otlozheniyakh-i-vodoros/; • https://scientificrussia.ru/articles/ustanovlena-pricina-nakoplenia-tazelyh-metallov-v-arktike; • https://sudostroenie.info/novosti/43503.html; • https://paluba.media/news/178683; • https://morvesti.ru/news/1679/111780/; • https://more-i-kosmos.ru/raznoe/vyyavilsya-istochnik-tyazhyolyh-metallov-na-ostrove-vajgach/.

Публикации

Возможность практического использования результатов
В статье «Оценка отдаленных социально-геоэкологических последствий добычи свинцово-цинковой руды на острове Вайгач» в журнале «Арктика и Север» № 58 даны рекомендации по организации мест рекреационных зон, туристических троп, экскурсионных зон для исключения попадания на участки, где в водных экосистемах могут в высоких концентрациях наблюдаться такие тяжелые металлы, как свинец, цинк и медь, как отдаленные негативные последствия разработки месторождений полиметаллических руд, которые велись на территории острова Вайгач в первой половине прошлого века.