Samara Journal of ScienceSamara Journal of ScienceСамарский научный вестник2309-43702782-3016Samara State University of Social Sciences and Education71681310.55355/snv2026152109Biological SciencesБиологические наукиResearch ArticleWater biotesting of Lake Imandra (Murmansk Region) using Allium testБиотестирование воды озера Имандра (Мурманская область) с использованием Allium-тестаSmirnovaMariya VasilevnaСмирноваМария Васильевна
Russian Federation

researcher of Medical and Biological Technologies Laboratory

научный сотрудник лаборатории медицинских и биологических технологий

m.smirnova@ksc.ruDenisovDmitrii BorisovichДенисовДмитрий Борисович
Russian Federation

candidate of biological sciences, leading researcher of Water Ecosystem Laboratory

кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории водных экосистем

d.denisow@ksc.ruResearch Centre for Human Adaptation in the Arctic – Branch of the Kola Science Centre of the Russian Academy of SciencesНаучный центр медико-биологических исследований адаптации человека в Арктике Кольского научного центра РАНInstitute of North Industrial Ecology Problems – Subdivision of the Kola Science Centre of the Russian Academy of SciencesИнститут проблем промышленной экологии Севера Кольского научного центра РАН0106202615275802807202628072026Copyright ©; 2026, Smirnova M.V., Denisov D.B.Copyright ©; 2026, Смирнова М.В., Денисов Д.Б.2026Smirnova M.V., Denisov D.B.Смирнова М.В., Денисов Д.Б.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://snv63.ru/2309-4370/article/view/716813

The Murmansk Region is home to numerous industrial enterprises engaged in the extraction of minerals, which increases the pressure on the sensitive and fragile aquatic ecosystems of the North. Lake Imandra is the largest body of water in the Murmansk Region. Environmental monitoring with bioindication studies has long been conducted on the lake. This study examines the use of the Allium cepa L. test system for biotesting water samples from Lake Imandra monitoring stations. Water from the transit stations of Erm Island, Shirokaja Salma Passage, Zasheyechnaya Bay, the Kola Nuclear Power Plant water intake (western shore of Zasheyechnaya Bay), and a reference point from Kunchast Bay served as test samples. Chromosomal aberrations were observed in root meristem cells without changes in the mitotic index in all samples compared to the control, as well as in the Kola Nuclear Power Plant water intake station compared to other stations except Erm Island. When comparing the results with previously obtained data, bioindication studies and chemical analysis, a general trend of long-term influence of man-made factors on the ecological state of Lake Imandra was revealed.

На территории Мурманской области находится большое количество промышленных предприятий, занимающихся разработкой полезных ископаемых, что приводит к усилению нагрузки на чувствительные и хрупкие водные экосистемы Севера. Имандра – самый крупный водоем в Мурманской области. На территории озера долгое время проводится экологический мониторинг с биоиндикационными исследованиями. В настоящей работе рассматривается использование тест-системы Allium cepa L. для биотестирования проб воды со станций мониторинга озера Имандра. В качестве опытных образцов использовали воду со станций транзита веществ о-ва Ерм, пролива Широкая Салма, губы Зашеечной, водозабора «Кольской АЭС» (западный берег губы Зашеечной) и условного фона губы Кунчаст. Отмечено появление хромосомных аберраций в клетках корневой меристемы без изменения показателя митотического индекса во всех пробах по сравнению с контролем, а также станции отбора водозабора Кольской АЭС по сравнению с остальными станциями, кроме о-ва Ерм. При сопоставлении результатов с ранее полученными данными, биоиндикационными исследованиями и химическим анализом, была выявлена общая тенденция долговременного влияния техногенного фактора на экологическое состояние озера Имандра.

Allium-testmitotic indexchromosomal aberrationstoxicitybiotestingArcticAllium-тестмитотический индексхромосомные аберрациитоксичностьбиотестированиеАрктикаРабота выполнена в рамках НИР FMEZ-2025-0064 и FMEZ-2025-0061Доклад о состоянии и об охране окружающей среды Мурманской области в 2024 году. Мурманск, 2025. 111 с.Кривовичев С.В., Николаев А.И., Яковенчук В.Н., Покровский Ю.Г., Чурилов Л.П., Марарица В.Ф., Демидов Ю.Т. Экологические проблемы Арктического побережья и титаносиликаты Кольских Хибин: от бионики к геонике // Биосфера. 2019. Т. 11, № 4. С. 161–170. DOI: 10.24855/biosfera.v11i4.514.Kashulin N.A., Dauvalter V.A., Denisov D.B., Valkova S.A., Vandysh O.I., Terentjev P.M., Kashulin A.N. Selected aspects of the current state of freshwater resources in the Murmansk Region, Russia // Journal of Environmental Science and Health. Part A. 2017. Vol. 52, iss. 9. P. 921–929. DOI: 10.1080/10934529.2017.1318633.Рихтер Г.Д. Физико-географический очерк озера Имандра и его бассейна. Л.: Государственное технико-теоретическое изд-во, 1934. 144 с.Экологическое состояние озера Имандра. Т. 1. Гидролого-геохимические условия / под ред. Т.И. Моисеенко, В.А. Даувальтера, С.С. Сандимирова. Апатиты: Изд-во ФИЦ КНЦ РАН, 2023. 221 с.Моисеенко Т.И., Базова М.М., Льюмменс Е.О. Биогеохимические изменения арктических озер в условиях потепления климата: региональные особенности // Геохимия. 2023. Т. 68, № 4. С. 409–423. DOI: 10.31857/s0016752523040106.Олькова А.С. Процедура выбора методов биотестирования в условиях разных видов загрязнения // Трансформация экосистем. 2022. Т. 5, № 3 (17). С. 63–75. DOI: 10.23859/estr-220324.Ataeva A., Muzakaeva Kh., Vakaraeva M. Assessment of water quality in water intake points the city of Grozny by biotesting methods // BIO Web of Conferences. 2023. Vol. 57. Art. 05005. DOI: 10.1051/bioconf/20235705005.Лисовицкая О.В., Терехова В.А. Фитотестирование: основные подходы, проблемы лабораторного метода и современные решения // Доклады по экологическому почвоведению. 2010. Т. 1, № 13. С. 1–18.Medvedeva M.Yu., Bolsunovsky A.Ya. Types of cytogenetic abnormalities in the apical root meristem of Elodea canadensis from the Yenisei River areas with different types of anthropogenic pollution // Russian Journal of Genetics: Applied Research. 2018. Vol. 8, iss. 2. P. 115–123. DOI: 10.1134/s2079059718020089.Bonea D., Bonciu E., Niculescu M., Olaru A.L. The allelopathic, cytotoxic and genotoxic effect of Ambrosia artemisiifolia on the germination and root meristems of Zea mays // Caryologia. 2018. Vol. 71, iss. 1. P. 24–28. DOI: 10.1080/00087114.2017.1400263.Bonciu E., Firbas P., Fontanetti C.S., Wusheng J., Karaismailoğlu M.C., Liu D., Menicucci F., Pesnya D.S., Popescu A., Romanovsky A.V., Schiff S., Ślusarczyk J., de Souza C.P., Srivastava A., Sutan A., Papini A. An evaluation for the standardization of the Allium cepa test as cytotoxicity and genotoxicity assay // Caryologia. 2018. Vol. 71, iss. 3. P. 191–209. DOI: 10.1080/00087114.2018.1503496.Kursheed S., Raina A., Laskar R.A., Khan S. Effect of gamma radiation and EMS on mutation rate, their effectiveness and efficiency in faba bean (Vicia faba L.) // Caryologia. 2018. Vol. 71, iss. 6. P. 397–404. DOI: 10.1080/00087114.2018.1485430.Fiskesjö G. Allium test for screening chemicals: evaluation of cytological parameters // Plants for Environmental Studies / eds. W. Wang, J.W. Gorsuch, J.S. Hughes. Boca Raton: CRC Lewis Publisher, 1997. P. 308–333.Leme D.M., Marin-Morales M.A. Allium cepa test in environmental monitoring: a review on its application // Mutation Research/Reviews in Mutation Research. 2009. Vol. 682, iss. 1. P. 71–81. DOI: 10.1016/j.mrrev.2009.06.002.Ribeiro I.A. Allium test in environmental monitoring and health: A simple and reliable onion root test to detect environmental and human health risks. Mauritius: Novas Edições Acadêmicas, 2018. 104 p.Moiseenko T.I., Leummens E.O. Role of biochemical processes in the formation of waters and bottom sediments after reduction in the anthropogenic pollution // Geochemistry International. 2024. Vol. 62, iss. 1. P. 67–78. DOI: 10.1134/s0016702924010063.Kaur J., Kaur V., Pakade Y.B., Katnoria J.K. A study on water quality monitoring of Buddha Nullah, Ludhiana, Punjab (India) // Environmental Geochemistry and Health. 2021. Vol. 43. P. 2699–2722. DOI: 10.1007/s10653-020-00719-8.Thomas M., Kozik V., Bak A., Barbusiński K., Jazowiecka-Rakus J., Jampilek J. Removal of heavy metal ions from wastewaters: an application of sodium trithiocarbonate and wastewater toxicity assessment // Materials. 2021. Vol. 14, iss. 3. Art. 655. DOI: 10.3390/ma14030655.Farizan A., Norfatimah M.Y., Aili Z.N. Lyena W.Z.A., Indah M.A. Use of cytological and molecular biological method for water pollution monitoring // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021. Vol. 674. Art. 012108. DOI: 10.1088/1755-1315/674/1/012108.Fenech M., Kirsch-Volders M., Natarajan A.T., Surralles J., Crott J.W., Parry J., Norppa H., Eastmond D.A., Tucker J.D., Thomas P. Molecular mechanisms of micronucleus, nucleoplasmic bridge and nuclear bud formation in mammalian and human cells // Mutagenesis. 2011. Vol. 26, iss. 1. P. 125–132. DOI: 10.1093/mutage/geq052.Смирнова М.В., Денисов Д.Б. Муха Drosophila melanogaster как тест-модель для эколого-токсикологической оценки состояния озера Имандра // Изучение водных и наземных экосистем: история и современность: тез. докл. III междунар. науч.-практ. конф. (г. Севастополь, 2–7 сентября 2024 г.). Севастополь: ФИЦ ИнБЮМ, 2024. С. 231–232.Сандимиров С.С. Влияние технического водоснабжения Кольской АЭС на содержание тяжелых металлов в озере Имандра // Вода и экология: проблемы и решения. 2020. № 2 (82). С. 93–103. DOI: 10.23968/2305-3488.2020.25.2.93-103.Кашулин Н.А., Даувальтер В.А., Денисов Д.Б., Валькова С.А., Вандыш О.И., Терентьев П.М., Зубова Е.М., Королева И.М., Косова А.Л., Черепанов А.А. Комплексные исследования пресноводных экосистем Фенноскандии // Труды Кольского научного центра РАН. 2018. Т. 9, № 9–6. С. 34–86. DOI: 10.25702/ksc.2307-5252.2018.9.9.34-86.Вокуева С.И., Денисов Д.Б. Пространственно-временная динамика диатомовых комплексов озера Имандра (Россия, Мурманская область) // Вопросы современной альгологии. 2022. № 2 (29). С. 75–82. DOI: 10.33624/2311-0147-2022-2(29)-75-82.Зубова Е.М., Кашулин Н.А., Терентьев П.М. Современные биологические характеристики сига Coregonus lavaretus, европейской ряпушки С. albula и европейской корюшки Osmerus eperlanus озера Имандра // Вестник Пермского университета. Серия: Биология. 2020. № 3. С. 210–226. DOI: 10.17072/1994-9952-2020-3-210-226.Терехова В.А. Биотестирование экотоксичности почв при химическом загрязнении: современные подходы к интеграции для оценки экологического состояния (обзор) // Почвоведение. 2022. № 5. С. 586–599.Mahanova E. The use of the triad approach to ecological assessment of the state of a reservoir receiving wastewater from a thermal power plant // Journal of Ecological Engineering. 2021. Vol. 22, iss. 2. P. 155–160. DOI: 10.12911/22998993/130890.