Теоретическая и прикладная экология1995-43012618-840610.25750/1995-4301-2026-3-087-094OtherБиоиндикация ртутного загрязнения Бурейского водохранилища после зимнего оползняBioindication of mercury pollution in the Bureya Reservoir after the winter landslideКондратьеваЛ. М.KondratyevaL. M.https://orcid.org/0000-0002-7737-4786АндрееваД. В.AndreevaD. V.https://orcid.org/0000-0003-1548-5066ЛитвиненкоЗ. Н.LitvinenkoZ. N.zoyana2003@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1421-2827Khabarovsk Federal Research CenterKhabarovskRussiaInstitute of the Water and Ecology problems Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesKhabarovskRussiaХабаровский Федеральный исследовательский центрХабаровскРоссияИнститут водных и экологических проблем Дальневосточного отделения Российской академии наукХабаровскРоссия2909202638794http://www.envjournal.ru/arhvr.php?q=961

В декабре 2018 г. при температуре -32 °C на Бурейском водохранилище сошёл гигантский оползень объёмом 24,5 млн м3. Оползень спровоцировал цунами и уничтожение леса, перекрыл доступ воды к Бурейской ГЭС. В результате взрывных работ был создан искусственный канал. Оползень выступил в роли биогеохимического барьера и важным фактором, влияющим на процессы формирования качества воды за счёт взаимодействия воды с размельчёнными горными породами, поступления большого объёма растительных остатков и органических веществ из разрушенного почвенного покрова. Масштабы последствий для экосистемы Бурейского водохранилища трудно оценить без использования современного интеграционного подхода, основанного на сочетании биологических и физико-химических методов. В летний период 2022 г. на водохранилище проведены экологические исследования in situ и in vitro с использованием микробиологических и спектральных методов. В качестве объектов биоиндикации состояния водохранилища в зоне влияния оползня выступали микробные комплексы и отдельные штаммы культивируемых гетеротрофных бактерий, выделенных из разных местообитаний (поверхностные/ придонные слои воды; заливы, заполненные древесиной). В зоне влияния оползня из проб воды выделено 62 штамма бактерий. Около 50 % штаммов оказались ртуть-резистентными и росли в присутствии 100 мг/л Hg(NO3)2. Максимальную устойчивость к ртутному загрязнению проявляли штаммы сульфатредуцирующих бактерий, которые встречались в заливах с плавающей древесиной. Для оценки активности микробной трансформации модельного соединения гумата натрия в присутствии ртути использовали спектрофотометрический метод (Shimadzu UV-3600). Штаммы бактерий, выделенные из придонной воды с глубины 65 м, трансформировали ароматическую составляющую гумата натрия до группы компонентов-предшественников токсичных летучих веществ, способствующих образованию метилртути. В качестве биоиндикаторов пролонгированного экологического риска ртутного загрязнения Бурейского водохранилища в зоне влияния оползня рекомендованы сульфатредуцирующие бактерии с повышенной ртуть-резистентностью.

In December 2018, at a temperature of -32 оC, a giant landslide with a volume of 24.5 million m3 occurred on the Bureya Reservoir (BR). The landslide triggered tsunami and forest destruction, blocking water access to the Bureya Hydroelectric Power Station. An artificial channel was created as a result of blasting operations. The landslide acted as a biogeochemical barrier and a significant factor affecting water quality due to the water interaction with crushed rock and the influx of large volumes of plant debris and organic matter from the destroyed soil cover. The scale of the impact on the BR ecosystem is difficult to assess without a modern integrated approach based on a combination of biological and physicochemical methods. In the summer of 2022, ecological studies in situ and in vitro using microbiological and spectral methods were conducted on the BR. Microbial complexes and individual strains of cultured heterotrophic bacteria isolated from different habitats (surface and bottom water layers; bays filled with wood) served as bioindication objects of the BR state at the research sites. 62 bacterial strains were isolated from water samples in the landslide-affected zone. About 50 % of the strains were Hg-resistant and grew in the presence of 100 mg/L Hg(NO3)2. The strains of sulfatereducing bacteria that were found in bays with floating wood showed maximum resistance to mercury pollution. We use spectrophotometric method (Shimadzu UV-3600) to assess the activity of microbial transformation of the model sodium humate in the presence of mercury. Bacterial strains isolated from bottom water from a depth of 65 m transform the aromatic component of sodium humate into precursors of toxic volatile compounds that contribute methylmercury formation. Sulfate-reducing bacteria with increased Hg-resistance recommended as bioindicators of the long-term environmental risk of mercury pollution in the BR landslide zone.

оползеньводохранилищемикробные комплексыгуминовые веществаметилртутьlandslidereservoirmicrobial complexeshumic substancesmethylmercuryИсследования проведены с использованием ресурсов Центра коллективного пользования «Центр исследования минерального сырья» ХФИЦ ДВО РАН, финансируемого Российской Федерацией в лице Минобрнауки России по соглашению № 075-15-2025-621.Lima A.C., Siyanda D., Wrona F.J. A roadmap for multiple stressors assessment and management in fresh- water ecosystems // Environ. Impact Assess. Rev. 2023. V. 102. Article No. 107191. doi: 10.1016/j.eiar.2023.107191Poikane S., Salas Herrero F., Kelly M.G., Borja A., Birk S., van de Bund W. European aquatic ecological assessment methods: a critical review of their sensitivity to key pressures // Sci. Total Environ. 2020. V. 740. Article No. 140075. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.140075Thieme M., Birnie-Gauvin K., Opperman J.J., Franklin P.A., Richter H., Baumgartner L., Ning N., Vu A.V., Brink K., Sakala M., O’Brien G.C., Petersen R., Tongchai P., Cooke S.J. Measures to safeguard and restore river connectivity // Environ. Rev. 2024. V. 32. No. 3. P. 366–386. doi: 10.1139/er-2023-0019Amusan B.O., Adeleke S.O., Koleosho A.F. Assessment of the ecological status of an ancient reservoir using macroinvertebrate assemblage and water quality parameters // JoBAZ. 2024. V. 85. Article No. 32. doi: 10.1186/Biney E.E., Gyamfi Ch., Karikari A.Y., Darko D. Reservoir ecological health assessment methods: a systematic review // Ecol. Indic. 2025. V. 171. No. 46. Article No. 113130. doi: 10.1016/j.ecolind.2025.113130Pinto I., Rodrigues S., Lage O.M., Antunes S.C. Assessment of water quality in Aguieira reservoir: ecotoxicological tools in addition to the Water Framework Directive // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021. V. 208. Article No. 111583. doi: 10.1016/j.ecoenv.2020.111583Zona D. Biogeochemistry: long-term effects of permafrost thaw // Nature. 2016. V. 537. No. 7622. P. 625–626. doi: 10.1038/537625aMazur R., Jakubiak M., Santos L. Environmental factors affecting the efficiency of water reservoir restoration using microbiological biotechnology // Sustainability. 2024. V. 16. No. 1. Article No. 266. doi: 10.3390/ su16010266O’Connor D., Hou D.Y., Ok Y.S., Mulder J., Duan L., Wu Q., Wang S., Tack F.M.G., Rinklebe J. Mercury speciation, transformation, and transportation in soils, atmospheric flux, and implications for risk management: a critical review // Environ. Int. 2019. V. 126. No. 9. P. 747–761. doi: 10.1016/j.envint.2019.03.019Larson H.J. The Minamata Convention on Mercury: risk in perspective // Lancet. 2014. V. 383. No. 9913. P. 198–199. doi: 10.1016/S0140-6736(13)62000-0Gorokhova A.G., Ivanov A.I., Yazynina N.A., Ermolaev S.E., Ferezanova M.V. Content of mercury in soils and biological objects of natural and technogenic territories // Theoretical and Applied Ecology. 2017. No. 4. P. 100–105 (in Russian). doi: 10.25750/1995-4301-2017- 4-100-105Fukuto J.M., Vega V.S., Works C., Lin J. The chemical biology of hydrogen sulfide and related hydropersulfides: interactions with biologically relevant metals and metalloproteins // Current Opinion in Chemical Biology. 2020. V. 55. P. 52–58. doi: 10.1016/j.cbpa.2019.11.013Wang X., Lu J.Y., Fang J. Gut microbiota and mercury biotransformation: new perspectives on fish bioaccumulation in China // Aquat. Toxicol. 2025. V. 286. Article No. 107474. doi: 10.1016/j.aquatox.2025.107474Peng X., Yang Y., Yang S., Li L., Song L. Recent advance of microbial mercury methylation in the environment // Appl. Microbiol Biotechnol. 2024. V. 108. No. 1. Article No. 235. doi: 10.1007/s00253-023-12967-6Moiseenko T.I., Gashkina N.A., Dinu M.I., Kremleva T.A., Khoroshavin V.Yu. Aquatic geochemistry of small lakes: effects of environment changes // Geochem. Int. 2013. V. 51. No. 13. P. 1031–1148. doi: 10.1134/ S0016702913130028Liu Y., Zhi L., Zhou S., Xie F. Effects of mercury binding by humic acid and humic acid resistance on mercury stress in rice plants under high Hg/humic acid concentration ratios // Environ. Sci. Pollut. Res. 2020. V. 27. No. 15. P. 18650–18660. doi: 10.1007/s11356-020-08328-9Makhinov A.N., Makhinova A.F., Levshina S.I. Estimation of soil cover loss due to water-ice tsunami and water quality in the landslide area in the Bureya reservoir // Meteorologiya i gidrologiya. 2020. No. 11. P. 64–73 (in Russian).Zerkal О.V., Makhinov А.N., Kudymov А.V., Kharitonov M.E., Fomenko I.К., Barykina О.S. Bureya landslide on 11 December 2018. Conditions of the formation and features of the development mechanism // GeoRisk World. 2019. V. 13. No. 4. P. 18–30 (in Russian). doi: 10.25296/1997-8669-2019-13-4-18-303-4-18-30Kondratyeva L.М., Litvinenko Z.N., Filippova G.М. Ecologic risk of volatile organic substances formation after great landslide // Geoekologiya. Inzhenernaya geologiya. Gidrogeologiya. Geokriologiya. 2020. No. 3. P. 167–174 (in Russian). doi: 10.31857/S0869780920030030Zakharov A., Zakharova L. The Bureya landslide recent evolution according to Spaceborne SAR interferometry data // Remote Sens. 2022. V. 14. No. 20. Article No. 5218. doi: 10.3390/rs14205218Kumar S. Organic chemistry. Spectroscopy of Organic Compounds. Amritsar: Guru Nanak Dev University, 2006. 265 p.Shirshova L.T., Gilichinsky D.А., Ostroumova N.V., Yermolaev А.M. Application of spectrophotometry for quantification of humic substances in the permafrost sediments // Earth’s Cryosphere. 2015. V. 19. No. 4. P. 107–113 (in Russian).Bergey’s manual of Deterinative Bacteriology / Eds. J.G. Holt, N.R. Krieg, P.H.A. Sneath, J.T. Staley, S.T. Williams. Moskva: Mir, 1997. V. 1. 432 p. V. 2. 368 p. (in Russian).Kondratyeva L.M., Litvinenko Z.N., Andreeva D.V., Bashkurova A.S. Change in abundance and activity of microbocenoses in the area of influence of a large landslide at the Bureya reservoir // Inland Water Biol. 2021. V. 14. No. 3. P. 274–283. doi: 10.1134/S1995082921030081Cao D., Chen W., Xiang Y., Mi Q., Liu H. , Feng P.Y., Shen H., Zhang C., Wang Y., Wang D. The efficiencies of inorganic mercury bio-methylation by aerobic bacteria under different oxygen concentrations // Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021. V. 207. Article No. 111538. doi: 10.1016/j. ecoenv.20-20.111538Liu J., Jiang T., Wang F., Zhang J., Wang D., Huang R., Yin D., Liu Z., Wang J. Inorganic sulfur and mercury speciation in the water level fluctuation zone of the Three Gorges Reservoir, China: the role of inorganic reduced sulfur on mercury methylation // Environ. Pollut. 2018. V. 237. P. 1112–1123. doi: 10.1016/j. envpol.2017.11.045Ran S., He T., Zhou X., Yin D. Effects of fulvic acid and humic acid from different sources on Hg methylation in soil and accumulation in rice // J. Environ. Sci. (China). 2022. V. 119. P. 93–105. doi: 10.1016/j. jes.2022.02.023He T., Feng X., Guo Y., Qiu G., Li Z., Liang L., Lu J. The impact of eutrophication on the biogeochemical cycling of mercury species in a reservoir: a case study from Hongfeng Reservoir, Guizhou, China // Environ. Pollut. 2008. V. 154. No. 1. P. 56–67. doi: 10.1016/j. envpol.2007.11.013Deng Q., Wu X., Wang Y., Liu M. Activity characteristics of sulfate reducing bacteria and formation mechanism of hydrogen sulfide // Appl. Ecol. Environ. Res. 2018. V. 16. No. 5. P. 6369–6383. doi: 10.15666/ aeer/1605_63696383Feng X., Meng B., Yan H., Fu X., Yao H., Shang L. Biogeochemical cycle of mercury in reservoir systems in Wujiang River Basin, Southwest China. Singapore: Springer, 2018. 420 p. doi: 10.1007/978-981-10-6719-8Waples J.S., Nagy K.L., Aiken G.R., Ryan J.N. Dissolution of cinnabar (HgS) in the presence of natural organic matter // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. No. 6. P. 1575–1588. doi: 10.1016/j.gca.2004.09.029Maia L.F.O., Hott R.C., Ladeira P.C.C., Batista B.L., Andrade T.G., Santos M.S., Faria M.C.S., Oliveira L.C.A., Monteiro D.S., Pereira M.S., Rodrigues J.L. Simple synthesis and characterization of L-cystine functionalized δ-FeOOH for highly efficient Hg(II) removal from contamined water and mining waste // Chemosphere. 2019. V. 215. P. 422–431. doi: 10.1016/j.chemosphere.2018.10.072Suresh K., Tang T., van Vliet M.T.H., Bierkens M.F.P., Strokal M., Sorger-Domenigg F., Wada Y. Recent advancement in water quality indicators for eutrophication in global freshwater lakes // Environ. Res. Lett. 2023. V. 18. Article No. 063004. doi: 10.1088/1748-9326/acd071Hsu-Kim H., Eckley C.S., Achá D., Feng X., Gilmour CC., Jonsson S., Mitchell C.P.J. Challenges and opportunities for managing aquatic mercury pollution in altered landscapes // Ambio. 2018. V. 47. No. 2. P. 141–169. doi: 10.1007/s13280-017-1006-7Kalisińska E., Łanocha-Arendarczyk N., Kosik- Bogacka D.I. Mercury, Hg // Mammals and birds as bio- indicators of trace element contaminations in terrestrial environments / Ed. E. Kalisińska. Cham: Springer, 2019.