Программа научно-исследовательских работ в комплексной арктической экспедиции морского базирования «Ямал-Арктика 2012» (стр. 6 )

-  Будут фиксироваться все встречи крупных млекопитающих (такие как лахтак, кольчатая нерпа, белый медведь, дикий северный олень) а также их скоплений. При возможности, от указанных видов животных будут собраны образцы шерсти для дальнейшего изучения их питания и пищевых связей методом стабильных изотопов.

1-8. Микробиологические аспекты самоочищения и устойчивости тундровых почв при антропогенном и техногенном воздействии

Ожидаемые результаты экспедиционных работ:

-  материалы полевых работ в виде проб, отобранных в природных средах (вода отрытых водоемов, почва, донные отложения) на территории прибрежных районов ЯНАО в районах путевых точек 1-9;

Ожидаемые результаты лабораторно-камеральной обработки материалов и аналитических работ:

-  Определение в пробах воды открытых водоемов: растворенного кислорода; водородного показателя; общей щелочности; содержания фосфатов, кремния, аммония; окисляемости; содержания нефтепродуктов; общей численности микроорганизмов в 1 мл пробы; численности бактерий группы кишечной палочки (БГКП); титр энтерококков.

-  Определение в пробах почв и донных отложений: общей щелочности; содержания фосфатов, кремния, аммония; окисляемости; содержания нефтепродуктов; общей удельной численности микроорганизмов; определение численности бактерий группы кишечной палочки (БГКП); титр энтерококков.

-  Анализ полученных результатов подготовка аналитического отчета;

-  Подготовка не менее 1-й научной публикаций по тематике;

Методики выполнения работ

Бактериологический анализ проб пресной воды, отобранных в ходе экспедиционных работ, будет осуществлен непосредственно на борту судна и в гидрохимических лабораториях ААНИИ. Бактериологический и химический анализ проб грунтов и почв будет выполнен в стационарной лаборатории ААНИИ.

Получение и обработка материалов в результате выполнения серии санитарно-бактериологических и санитарно-химических исследований в пунктах захода, по маршруту следования судна в южной части Карского моря и вокруг полуострова Ямал.

Создание базы данных распределения гидрохимических и санитарно-микробиологических характеристик пресных питьевых водоемов, а также химических и бактериологических характеристик почв и грунтов в пунктах захода судна в юго-западной части Карского моря, включая губы полуострова Ямал, на основе полученных данных.

Заявленные микробиологические и химические исследования будут проходить в один этап в режиме выполнения судном морских работ, и будет заключаться в проведении санитарно-бактериологическом и санитарно-химическом в отборе проб грунтов, почв и пресной питьевой воды во всех пунктах захода, по маршруту движения судна.

Бактериологические и гидрохимические исследования полученных проб питьевой воды будут выполняться непосредственно в лаборатории судна.

Отобранные пробы грунтов и почв будут заморожены и доставлены для обработки и исследования в стационарную лабораторию ААНИИ.

1-9. Мониторинг ключевых участков полярных акваторий и ландшафтов полуостровов Ямал и Гыдан

Ожидаемые результаты экспедиционных работ:

-  материалы полевых работ в виде проб, отобранных в природных средах (вода отрытых водоемов, почва, донные отложения) на территории прибрежных районов ЯНАО в районах путевых точек 1-9;

Ожидаемые результаты лабораторно-камеральной обработки материалов:

Камеральные работы включают пробоподготовку природных объектов в судовой лаборатории, в т. ч.:

-  Пошаговое концентрирование водных образцов с помощью серии тангенциальных фильтров (изучение фракционного состава взвеси в образцах воды и снега любого происхождения). Применение этого метода в биологических целях позволяет получить различные по размеру фракции микроорганизмов, в том числе, и самые мелкие из участников любой экосистемы – фракцию бактериофагов.

-  Повторное этикетирование проб природных объектов. Сушка проб почв и грунтов. Гравиметрическое определение влажности почв.

-  Ведение и уточнение полевых дневников. Ведение реестра отобранных проб природных объектов. Оформление описательной части отчета о НИР.

Лабораторные работы выполняются в стационаре (Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, Cleveland State University, Ohio, USA), в т. ч.:

-  Лабораторное определение видового состава бактерий и микроскопических грибов (прокариот и эукариот) в пробах природных объектов, определение соотношения микробной биомассы и эргостерола с целью сопоставления соотношения бактерий и микроскопических грибов в почвах. Измерение активности включения простейших соединений в клеточный метаболизм с помощью радиоактивных меток.

-  Идентификация микроорганизмов (прокариот и эукариот) с помощью молекулярно-генетических методов с использованием с использованием, например, DNeasy Blood и Tissue Kit по стандартной процедуре, описанной в протоколе DNeasy Blood и Tissue Kit, а также PrepMan Ultra Sample Preparation Reagent protocol. Анализ полученных нуклеотидных последовательностей проводится при помощи программы BLAST с нуклеотидными последовательностями, имеющимися в открытой базе данных на сайте NCBI.

Содержание экспедиционных работ, методики выполнения работ

-  Рекогносцировка на местности с использованием картографического материала. Определение площадок для отбора проб почв и биологических объектов. Фиксация границ точек при помощи GPS навигаторов. Определение частоты отбора проб и сетки отбора.

-  Отбор проб наземной растительности и водной среды для химического анализа (компонентный состав и загрязняющие вещества). Заложение почвенных разрезов, прикопок и полуям. Описание почвенных разрезов. Послойный отбор проб почв. Отбор образцов почв ненарушенного сложения для микромофрологической характеристики. Отбор проб для определения воднофизических параметров почв и грунтов. Отбор водных проб акваторий.

-  Фотофиксация проб почв на месте (в поле). Фотофиксация морфологии почвенных разрезов. Фотофиксация видимых признаков нарушения почвенного покрова (химического и механического). Музеефикация и архивирование проб фоновых почв для обеспечения мониторинга почвенно-экологических условий исследуемых ландшафтов в дальнейшем.

-  Изучение пространственное (площадной и вертикальной) анизотропии физических свойств природных и нарушенных почв при помощи Landmapper ERM-0, позволяющего вычислять кажущееся и удельной электрическое сопротивление почвы.

-  Отбор проб водной среды производится стандартными гидрологическими методами (например, с помощью сертифицированного пробоотборника ПЭ-1420) из верхних слоев морской и пресной воды (0-0.5 м). Отбор микробиологических проб из акваторий, из поверхностных горизонтов почв и грунтов в соответствии со стандартной методикой Применение гидробиохимических экспресс-анализов водной среды с помощью специальной аппаратуры.

Проведение биохимических и геохимических анализов водных сред, почв и грунтов: например, стандартный гидрохимический анализ воды, определение содержания гумуса и карбонатов в почвах, определение кислотности гранулометрического состава почвы, общей биологической активности и микробной биомассы почвы, определение базального и субстратиндуцированного дыхания почв и грунтов с целью определения метаболического статуса микробного сообщества.

-  ГОСТ 17.4.3.01 – 83. Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб

-  Руководство по санитарно-химическому исследованию почвы (нормативные материалы). М: Минздрав России - 1993 с. – 80 с.

-  ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

-  ГОСТ . Грунты. Метод лабораторного определения содержания органических веществ.

-  ГОСТ . Почвы. Определение гидролитической кислотности

8.2. Океанографические исследования и попутные наблюдения

2-1. Гидрология и гидрохимия Карского моря

Ожидаемые научные и практические результаты базовых НИР (тематики ЦНТП Росгидромета и ФЦП «Мировой океан») исполнителя экспедиционных работ:

Материалы экспедиционных работ будут использованы для решения практических и научных задач ряда федеральных и ведомственных программ, нацеленных на:

-  изучение и оценка гидрометеорологических условий российских арктических морей и устьев рек;

-  ввод в опытную эксплуатацию и внедрение в оперативную работу моделей и основанные на них технологии расчетов и прогнозов различной заблаговременности гидрометеорологических параметров, распространения различных видов загрязнения морской среды, в том числе при аварийном разливе нефтепродуктов на акватории Северного Ледовитого океана и арктических морей;

-  развитие баз данных гидрологических и гидрохимических параметров по акваториям и прибрежным зонам арктических морей и морских устьев рек России, включенных в систему «Единая государственная система информации об обстановке в Мировом океане» (ЕСИМО)

Задачи и ожидаемые результаты экспедиционных работ:

Задачами экспедиционных работ являются:

-  проведение зондирований толщи воды на океанографических станциях;

-  выполнение суточных океанографических станций в местах продолжительной стоянки судна;

-  отбор проб воды на океанографических станциях для последующего гидрохимического анализа и определения растворённого органического вещества ("желтого вещества").

В результате выполнения работ на океанографических станциях планируется получить новые данные о распределении термохалинных, гидрохимических и гидрооптических характеристик морской воды в южной части Карского моря, и вокруг полуострова Ямал и Енисейский залив.

Ожидаемые результаты лабораторно-камеральной обработки материалов и аналитических работ:

-  Электронный архив с данными распределения гидрологических и гидрохимических характеристик юго-западной части Карского моря, включая губы полуострова Ямал;

-  Пополненные федеральные и международные банки данных, в т. ч.:

·  Федеральный банк данных «Арктический бассейн и Арктические моря»; владелец (правообладатель): Росгидромет, администратор: ААНИИ;

·  Мировой режимно-справочный банк данных «Океанография», владелец (правообладатель): Росгидромет, администратор ВНИИГМИ-МЦД.

-  Вклад в выполнение федеральных и ведомственных программ, в т. ч.:

·  ФЦП «Мировой океан», подпрограмма «Создание единой государственной системы информации об обстановке в Мировом океане (ЕСИМО)»;

·  ЦНТП Росгидромета 1.5.3.2 «Оценка гидрометеорологических и ледовых условий арктических морей России и разработка ежегодных и квартальных обзоров текущего состояния арктических морей России и Северного Ледовитого океана, включающих новые данные морских и высокоширотных арктических экспедиций»;

·  ЦНТП Росгидромета 1.5.4.3 «Исследование режимно-климатических характеристик акваторий Мирового океана, морей и морских устьев рек России, включая полярные области Земли».

-  Аналитические материалы по проблематике;

-  Не менее 4-х научных публикаций по проблематике в период выполнения работ по базовым НИР (тематики ЦНТП Росгидромета и ФЦП «Мировой океан») до 2013 г.

Содержание экспедиционных работ, методики выполнения работ, приборы и оборудование:

Приборы и оборудование:

-  SBE 32c Carousel (розетта) производства компании Sea-Bird Electronics (США) с 12 батометрами по 5 л каждый для отбора проб воды с различных горизонтов.

-  Профилограф SBE 19plus V2 (2 шт.) производства компании Sea-Bird Electronics (США) с датчиками температуры, давления и кондуктивности, растворенного кислорода, pH, флюоресценции и мутности.

-  Ручная лебедка (СП-77, РФ) для производства CTD профилирования до глубин 70 м;

-  Гидрохимические приборы и оборудование для определения состава морской воды: титратор АТП-02, компрессор воздушный, фотометр фотоэлектрический КФК-3-01, pH-метр HI 2210.

Океанологические исследования будут проходить в три этапа:

Этап 1:  На первом этапе исследования будут проводиться в режиме попутных наблюдений, и заключаться в выполнении океанографических станций в прибрежной зоне полуострова Ямал с заходом в Байдарацкую, Гыданскую, Обскую и Тазовскую губы, также в Енисейском заливе в районах путевых точек движения НИС. Во время выполнения первого этапа планируется проведение океанографических разрезов, направленных перпендикулярно изобатам и поперек проливов и губ вблизи путевых точек, а также при переходе между ними. В местах продолжительной стоянки судна будут проводиться суточные океанографические станции. В целом, объем попутных морских исследований будет определяться графиком и режимом работы судна, а также навигационной и метеорологической обстановкой.

Этап 2:  На втором этапе исследования будут заключаться в проведении серии океанографических разрезов, расположенных в широтном направлении на шельфовой части Карского моря (рис. 8, табл. 15). Длительность второго этапа - 9 суток. Предполагается выполнение не менее 4 разрезов, не менее 50 океанографических станций. Примерные размеры океанологического полигона 300 х 400 миль. Положение станций и разрезов может изменяться в зависимости от конкретно сложившейся гидрометеорологической обстановки и общего хода выполнения работ.

рис. 8 Схема полигона плановых морских работ (цифрами обозначены номера океанографических разрезов).

табл. 11 Координаты океанографических станций

№ разреза	№ станции	Широта, сев.	Долгота, вост.		№ разреза	№ станции	Широта, сев.	Долгота, вост.		№ разреза	№ станции	Широта, сев.	Долгота, вост.
1	1	70	61		2	21	73,6	73,4		3	41	75	84,4
1	2	70	62		2	22	73,6	74,5		3	42	75	86,2
1	3	70	63		2	23	73,6	75,6		4	43	77	69
1	4	70	64		2	24	73,6	76,7		4	44	77	70,85
1	5	70	65		2	25	73,6	77,8		4	45	77	72,7
1	6	70	66		2	26	73,6	78,9		4	46	77	74,55
2	7	73,6	58		2	27	73,6	80		4	47	77	76,4
2	8	73,6	59,1		3	28	75	61		4	48	77	78,25
2	9	73,6	60,2		3	29	75	62,8		4	49	77	80,1
2	10	73,6	61,3		3	30	75	64,6		4	50	77	81,95
2	11	73,6	62,4		3	31	75	66,4		4	51	77	83,8
2	12	73,6	63,5		3	32	75	68,2		4	52	77	85,65
2	13	73,6	64,6		3	33	75	70		4	53	77	87,5
2	14	73,6	65,7		3	34	75	71,8		4	54	77	89,35
2	15	73,6	66,8		3	35	75	73,6		4	55	77	91,2
2	16	73,6	67,9		3	36	75	75,4
2	17	73,6	69		3	37	75	77,2
2	18	73,6	70,1		3	38	75	79
2	19	73,6	71,2		3	39	75	80,8
2	20	73,6	72,3		3	40	75	82,6

Этап 3:  На третьем этапе будет выполнена серия океанографических разрезов, расположенных в широтном направлении на шельфовой части Карского моря (рис. 8, табл. 15). Длительность третьего этапа - 3 суток. Предполагается выполнение не менее 2 разрезов. Положение станций и разрезов может изменяться в зависимости от конкретно сложившейся гидрометеорологической обстановки и общего хода выполнения работ. Основной задачей работ на третьем этапе будет являться оценка гидрохимических параметров с последующей оценкой выноса загрязняющих веществ в Енисейский залив.