Экспедиция на НИС «Академик В.А. Коптюг» с 10 по 24 сентября 2024 г.

Цель экспедиции: Междисциплинарное исследование современного состояния прибрежной зоны озера Байкал в сентябре 2024 г. с точки зрения многолетней динамики и смены комплексов доминирующих видов гидробионтов, а также факторов их определяющих, в условиях широкомасштабных негативных экологических процессов в озере.

Финансирование: за счет гос. темы № 0279-2021-0007 «Комплексные исследования прибрежной зоны озера Байкал: многолетняя динамика сообществ под воздействием различных экологических факторов и биоразнообразие; причины и последствия негативных экологических процессов» (рук. Тимошкин О.А.), зарплаты к.б.н. Куликовой Н.Н. и аспиранта Елецкой Е.В. – за счет № 0279-2021-0008 «От клетки – к экосистеме: исследование ультраструктуры гидробионтов и их сообществ в эволюционно-экологическом аспекте методами клеточной биологии и геномики» (рук. Лихошвай Е.В.) и № 0279-2021-0014 «Исследование роли атмосферных выпадений на водные и наземные экосистемы бассейна озера Байкал, идентификация источников загрязнения атмосферы» (рук. Т.В. Ходжер), соответственно.

Всего отобрано проб:

Тимошкин Олег Анатольевич - г.н.с. биологии водных беспозвоночных, нач. отряда; Мальник Валерий Васильевич - н.с.; Побережная Александра Евгеньевна - гл. спец.; Гула Марина Иннокентьевна - вед. инж. лаб.; Кривороткин Роман Сергеевич - м.н.с. лаб.; Алексеева Татьяна Михайловна - м.н.с.; Куделин Сергей Дмитриевич - техник; Бутусин Игорь Алексеевич - техник; Томберг Ирина Викторовна - с.н.с.; Елецкая Елена Владимировна - м.н.с. лаб. гидрохимии и химии атмосферы; Куликова Наталья Николаевна - с.н.с. лаб. биогеохимии; Краснова Милена Игоревна и Плотникова Анастасия - студенты 3 курса ДБ Биолого-почвенного факультета ФГБОУ ВО «ИГУ».

Районы наблюдений:

1. м. Шарыжалгай: N 51°45'01.1'' E 103°59'01.3''
2. г. Байкальск: N 51°31'19.4" E 104°11'28.6"
3. г. Слюдянка: N 51°40'00.9" E 103°43'04.6"
4. пос. Култук N 51°43'24.3" E 103°43'11.2"
5. м. Толстый – р. Снежная: N 51º45'05.4" E 104º43'14.2''
6. пос. Листвянка: N 51°50'43.4'' E 104°52'30.9''
7. пос. Большие Коты: N 51°54'01.6" E 105°03'52.2''
8. пос. Большое Голоустное: N 52°01'36.8" E 105°24'14.4"
9. севернее м. Большие Хомуты: N 52°11'25.0'' E 105°38'57.5''
10. м. Золотой утес: N 52°18'04.4" E 105°45'22.2"
11. м. Красный Яр: N 52°24'33.7'' E 105°52'20.2''
12. зал. Усть-Анга: N 52°46'31.4'' E 106°34'48.1''
13. бух. Ая: N 52°47'14.4" E 106°36'12.5"
14. пролив Малые Ольхонские ворота: N 53°01'12.5'' E 106°54'52.4''
15. пос. Сахюрта: N 53°01'05.8" E 106°53'13.6"
16. зал. Загли: N 53°02'15.4'' E 106°56'57.0''
17. б. Хытырхей, зал. Хул: N 53°03'08.5" E 106°55'48.1"
18. бух. Шида: N 53°03'13.1" E 106°47'02.9"
19. бух. Куркутская (бух. Радости 3): N 53°01'47.0" E 106°50'43.7"
20. бух. Мухур-Халэ: N 53°09'04.6" E 106°55'00.5"
21. зал. Семисосенный: N 53°06'45.7" E 107°04'10.9"
22. о. Замогой: N 53°10'27.7'' E 107°06'21.1''
23. м. Ото-Хушун: N 53°19'36.3" E 107°16'50.3"
24. разрез пос. Хужир - м. Ядыртуй: N 53°14'08.4'' E 107°13'32.8''
25. пос. Хужир: N 53°11'32.5" E 107°19'46.8"
26. м. Улан-Хан: N 53°16'29.2" E 107°06'57.6"
27. бух. Нюргон: N 53°16'37.0" E 107°32'19.9"
28. бух. Каргантэ: N 53°22'57.6" E 107°23'05.7"
29. м. Зама: N 53°25'43.1" E 107°30'32.3"
30. пролив Большие Ольхонские ворота: N 53°26'27.7" E 107°39'30.4"
31. пос. Узуры: N 53°19'34.6" E 107°45'35.9"
32. Ушканьи острова: N 53°51'06.3" E 108°39'18.2"
33. м. Большой Солонцовый: N 54°10'14.3" E 108°22'13.1"
34. м. Средний Кедровый: N 54°23'14.3" E 108°31'14.7"
35. м. Елохин: N 54°32'36.8" E 108°39'34.7"
36. бух. Сеногда: N 55°34'37.0" E 109°13'34.7"
37. пос. Заречный: N 55°35'40.1" E 109°17'50.9"
38. г. Северобайкальск: N 55°38'52.5" E 109°23'04.6"
39. Дагарская губа: N 55°39'16.1'' E 109°54'08.1''
40. бух. Фролиха: N 55°30'46.0" E 109°52'10.0"
41. бух. Аяя: N 55°27'16.4" E 109°54'06.4"
42. губа Хакусы: N 55°21'37.5" E 109°54'53.3"
43. пос. Томпа: N 55°07'52.5" E 109°43'48.9"
44. г. Туркукит – м. Котельниковский: N 54°58'43.9" E 109°25'15.2"
45. губа Давша: N 54°20'47.9" E 109°28'49.6"
46. разрез губа Давша – м. Заворотный: N54°20'30.7" E109°19'24.2"
47. Святой Нос, севернее м. Рытый: N 53°37'07.4'' E 108°38'15.9"
48. пос. Максимиха: N 53°16'18.6" E 108°42'48.7"
49. разрез м. Крестовый – м. Ижимей: N53°16'52.8" E108°08'26.3"
50. м. Ижимей: N 53°13'28.1" E 107°41'04.7"
51. разрез м. Орсо – м. Толстый: N52°47'03.1" E107°01'13.8"
52. г. Бабушкин: N 51°43'13.5" E 105°51'58.2"
53. разрез г. Бабушкин - м. Кадильный: N51°49'21.9" E105°29'18.1"
54. южнее м. Кадильный: N 51°54'44.7'' E 105°11'51.1''

Карта-схема маршрута экспедиции (составлена Куделиным С.Д. и Гула М.И.):

Общее количество взятых проб:

Бактериальные (санитарно-микробиологические) – 153;

Фитопланктон – 36;

Фитобентос, количественные – 198;

Зообентос – 104;

Гидрохимические – 154;

Фотографии дна (стандартная рамка, четверть квадратного метра) – 1648;

Фотографии поднятых камней (стоун-юнитов) – 594.

Предварительные научные результаты:

Фитобентос (отв. исп. Тимошкин О.А.). На стандартных станциях (около 50 – см. карту-схему), методом стоун-юнит (по 3 камня с уреза, 0.5, 1.5-1.7 м), проведен отбор 242 качественных и количественных проб водорослей. Они предварительно обработаны in vivo, получены и предварительно обработаны их цифровые фотографии (всего – около 4800), кратко охарактеризованы фитокомплексы и группы, доминировавшие в мелководной зоне в сентябре 2024 г. Сделаны следующие основные выводы: 1) так же, как и в 2016 г. (период, для которого характерны многочисленные пожары прибрежных лесов озера, а также – в районе Байкальской природной территории в целом), практически вдоль всего периметра мелководной зоны Байкала, наблюдалось массовое развитие аборигенных бентосных цианопрокариот Tolypothrix distorta; в некоторых районах нами вновь наблюдалось явление «сине-зеленых приливов» с доминированием оторванных талломов толипотриксов (см. видео, а также – рис. 1).

2) Судя по многообразию и доминированию не типичных для озера нитчаток-вселенцев (представители родов Oedogonium, Spirogyra), следующие районы озера претерпели наиболее значимые изменения в структуре и функционировании фитобентоса: напротив населенных пунктов Байкальск, Слюдянка, Култук, Шарыжылгай (турбаза «Царское подворье»), Листвянка, Бол. Голоустное, Узуры, Ая, Хужир, Северобайкальск, Фролиха, Аяя и др.; чужеродные водоросли (особенно – спирогиры) встречены в разных количествах и на разных глубинах в большинстве изученных районов. Обнаружено несколько новых для наших исследований мест массового цветения нескольких морфотипов спирогир и эдогониумов, например, каменистое мелководье напротив небольшого поселка Узуры (северо-восточное побережье о. Ольхон). На глубинах 1–5 м, помимо кладофоровых, здесь доминировал фитокомплекс чужеродных нитчаток (2-3 морфотипа спирогир, толипотрикс дисторта, единично – эдогониумы) (рис. 2, 3). Второе место – напротив гостиничного комплекса “Царское подворье», пос. Шарыжалгай. На данном примере выяснено, что это явление также имеет определенную пятнистость в распределении и степени развития: в южной части залива, напротив гостиницы, нитчатки отсутствовали; в северной – развивались в массе с глубины примерно 1-1.5 м (доминировал Spirogyra morphotype 1 – показатель загрязнения сточными водами, с незначительной примесью нитей других морфотипов. 3) В пробах, взятых из некоторых участков мелководной зоны Южного Байкала (напротив пос. Слюдянка, пос. Шарыжалгай), нередко попадались нити, либо необычного вида «клубки» микропластика (рис. 4).

4) В ряде мест обнаружены береговые скопления растительного детрита (в основном, состоящие из водорослей и макрофитов). Значительные выбросы, а также – скопления оторванных от субстрата дерновинок сине-зеленых обнаружены напротив пос. Узуры (о. Ольхон) (толипотриксы) (см. видео, рис. 1); а также – напротив пос. Заречный (Северный Байкал) (спирогиры и растительный детрит, рис. 5); напротив пос. Максимиха (Баргузинский залив) (кладофора гломерата, представители высших водных растений, ностоки, рис. 6); в бухте Ая (Средний Байкал) (с доминированием драпарнальдиоидес и ностоков, рис. 7); напротив пос. Сахюрте (Южный Байкал) (элодея, ряска, другие представители высших водных растений, ностоки, рис. 8).

Санитарно-микробиологические исследования (отв. исп. Мальник В.В.). В ходе этой кругобайкальской экспедиции было отобрано 153 пробы на санитарно-микробиологический анализ в трех котловинах озера. Отбор проб производился по стандартной схеме (Томберг и др., 2012; Malnik et al., 2022). При исследованиях в сентябре 2024 г., на каждой станции (1 м ниже уреза) отбиралось по 2 повторности (кроме пролива Малое море – см. ниже); при этом расстояние между точками пробоотбора составляло примерно 50 м. Особо подробно были обследованы бухты Малого Моря в Среднем Байкале. В стандартных точках Малого моря, которые мы обследуем с 2014 года, пробоотбор также производился по стандартной схеме (см. выше). На остальных станциях в проливе схема была слегка модифицирована: пробы отбирались в одной повторности, в 1 м выше уреза в выкопанной лунке, а также – с поверхности воды в 1, 10 и 100 м ниже уреза. В целом, отобрано 54 пробы в прибрежной зоне, на 13 станциях и трех станциях по центру Малого Моря.

Обнаружение и подсчет исследуемых групп бактерий проводили, используя метод мембранной фильтрации на нитроцеллюлозных фильтрах с диаметром пор 0,45 мкм в соответствии с МУК 4.2.1884-04 и ГОСТ 24849-2014. Численность термотолерантных E. coli определялась методом мембранной фильтрации с использованием селективного Хай-хром агара (производство «Himedia» № M1571).

Присутствие фекальных энтерококков выявляли методом мембранной фильтрации с использованием питательного селективного агара Slanetz and Bartley Medium (производство «Himedia» № M 612) и Bile Esculine Azide Agar (производство «Himedia» № М493).

Согласно основному регламентирующему документу, в водах поверхностных водных объектов в зонах рекреации, а также в черте населенных мест при купании количество E. coli и энтерококков в РФ не должно превышать 100 и 10 КОЕ/100 мл, соответственно (Санитарные правила и нормы 1.2.3685-21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания).

На трех центральных точках в Малом Море санитарно-показательные бактерии не были обнаружены. В 1 м ниже уреза в бухте Куркутская зафиксировано превышение E. coli (109 КОЕ/100 мл) и энтерококков почти в 4 раза (39 КОЕ/ 100 мл). В бухте Шида нормативы в точке 1 м ниже уреза были превышены для кишечной палочки и энтерококков более чем в 3 и 12 раз, соответственно. Нужно отметить, что во время отбора проб в этих точках шел дождь, а в бухте Шида отмечено волнение с высотой волны 0.15 м и наблюдалась взмученность прибрежной воды. Таким образом, атмосферные осадки могли оказать влияние на численность ФИБ в приурезовой зоне озера. В интерстициальной воде значительные количества ФИБ были обнаружены в бухте Загли (E. coli – 6400 КОЕ/100 мл, энтерококки – 6900 КОЕ/100 мл) и бухте Куркутской (E. coli – 930 КОЕ/100 мл, энтерококки – 1170 КОЕ/100 мл).

В пределах трех котловин превышения по показателю «энтерококки» были отмечены в поверхностной и придонной водах на следующих станциях пробоотбора: пос. Култук (1 м ниже уреза в двух точках – 32 и 19 КОЕ/100 мл, соответственно), пос. Листвянка (1 м ниже уреза: 116 и 68 КОЕ/100 мл; на поверхности в 10 м ниже уреза: 124 и 132 КОЕ/100 мл; на поверхности в 20 м ниже уреза: 22 КОЕ/100 мл, в придонной воде: 218 и 225 КОЕ/100 мл); бухта Ая (1 м ниже уреза – 21 КОЕ/100 мл), пос. Узуры (1 м ниже уреза – 12 КОЕ/100 мл), о. Большой Ушканий (бухта Пещерка) (1 м ниже уреза – 19 КОЕ/100 мл), бухта Сеногда (1 м ниже уреза в двух точках 34 и 13 КОЕ/100 мл, соответственно), м. Ижимей (1 м ниже уреза – 10 КОЕ/100 мл).

Значительные концентрации E. coli и энтерококков в интерстициальных водах отмечены в следующих местах: пос. Узуры (2330 и 2500 КОЕ/100 мл, соответственно), мыс Большой Солонцовый (1020 и 544 КОЕ/100 мл, соответственно), мыс Елохин (392 и 572 КОЕ/100 мл, соответственно).

В целом, санитарно-бактериологическое состояние вод прибрежной зоны озера в сентябре 2024 года по обследованным местам пробоотбора оценивается как стабильное. Есть некоторые места, на которые нужно обратить внимание – это пос. Листвянка, где концентрации энтерококков в шести исследованных точках на расстоянии до 20 м от берега превышали допустимые нормативы. В Малом Море (бухты Шида и Куркутская) также отмечены превышения допустимых нормативов.

Гидрохимические исследования (отв. исп. Томберг И.В.) проведены на 34 станциях по всему периметру озера, отобрано 154 пробы. Температура прибрежной воды Байкала оставалась достаточно высокой: на юге озера 9-15°С, на севере 8-11°С. Величина электропроводности интерстициальной воды пляжей варьировала в широких пределах. Максимальные значения регистрировали в лунках в пос. Давша (661 мкСм/см) и на м. Мухор-Хале (560 мкСм/см), минимальные в пос. Большие Коты (114 мкСм/см). Электропроводность воды на урезе в основном была близка к байкальским значениям – 118-124 мкСм/см. Немного выше значение электропроводности (128-142 мкСм/см) регистрировали в прибрежной воде на станциях г. Байкальск, поселков Култук, Давша, Максимиха, м. Елохин и в бухте Ая. Содержание растворенного кислорода в интерстициальной воде лунок пляжей в сентябре изменялось от следовых значений (поселки Култук, Узуры, Сахюрта, Давша, и города Бабушкин, Северобайкальск) до 10,5 мг/дм³. В прибрежной воде озера концентрации кислорода варьировали от 8,37 до 12,83 мг/дм³ (78-120 % насыщения). Высокое содержание фосфатов отмечено в интерстициальной воде в пос. Култук (275 мкг/дм³), здесь же регистрировали значительные концентрации нитратов – 4,75 мкг/дм³. В районе Култука высокие концентрации этих компонентов наблюдались и в прибрежной воде озера: фосфатов – 16 мкг/дм³, нитратов –2,99 мг/дм³. В других районах озера концентрации фосфатов в прибрежной воде не превышали 8 мкг/дм³, концентрации нитратов варьировали от 0,04 до 0,018 мг/дм³. Следует отметить высокое содержание соединений азота и фосфора в интерстициальной воде в пос. Узуры. Так, здесь регистрировали максимальные концентрации ионов аммония (0,262 мг/дм³), нитритов (0,149 мг/дм³) и нитратов (5,98 мг/дм³). Общее содержание азота в лунке превышало 3,5 мг/дм³, общего фосфора – 2 мг/дм³.

Фитопланктон (отв. исп. Бондаренко Н.А.) Обследование позднелетнего фитопланктона в 2024 г. показало, что продолжается трансформация его размерной структуры в сторону увеличения доли мелкоразмерных быстрорастущих видов (r стратегов). Отмечена, даже в пелагиали, в проливе Малое Море и в северной котловине озера интенсивная вегетация показателей органического загрязнения воды – криптофитовых водорослей рода Cryptomonаs, что обусловлено наличием легкорастворимого органического вещества, источником которого, в первую очередь, служили разлагающиеся колонии цианопрокариот, интенсивно развивавшихся в летний период и в начале сентября в этих акваториях. Биомассы, в связи с малыми размерами доминантов, незначительные: от 100-300 мг/м³.

Подробная обработка и анализ собранного за время экспедиции материала будет продолжена в лабораториях Института.

КРАТКИЕ ВЫВОДЫ:

Выяснено, что мелководная зона (включая заплесковую) небольшого пос. Узуры на о. Ольхон оказалась одним из загрязненных мест практически по всем показателям – обилию и массовости спирогир, гиперпродукции цианопрокариот-толипотриксов (см. видео и рис. 1), гидрохимическим и санитарно-микробиологическим показателям интерстициальных вод лунок; остается все меньше станций, на которых чужеродные водоросли-нитчатки пока не обнаружены (напротив мысов Бол. Солонцовый, Ижимей, Ушканьи о-ва, мористая часть п-ва Святой Нос). Негативные экологические процессы на каменистом мелководье, а именно изменения в структуре и количественных показателях фитопланктона и фитобентоса, формирование береговых скоплений растительного детрита на крайних северной и южной оконечностях озера, а также напротив пос. Максимиха, загрязнение ФИБ, эвтрофикация интерстициальных и прибрежных вод районов, расположенных напротив населенных пунктов и др., продолжают прогрессировать.

Программа экспедиционных исследований выполнена в полном объеме.