Studying the environmental conditions of water objects in the Ural River basin and measures for its improvement

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Integral estimate of the environmental conditions of water bodies in the Russian part of the Ural River basin is presented. The estimate is based on the data of long-term state water quality monitoring, statistical data, remote sensing data, the results of special researches, and data of the authors’ field studies of water bodies and drainage areas, as well as laboratory studies of water samples. The collected materials were used to characterize the current environmental conditions of water objects and the spatial heterogeneity in the economic development of the drainage area. All available data were used to compile a catalog of water bodies ranked by the level of the load on them. For water bodies experiencing the largest load and characterized by significant violations of water quality standards, a system of measures is proposed for improving their environmental conditions. The choice of the measures is based on the analysis of the Russian and foreign experience in water protection activities, including nature-based restoration technologies of water bodies. The proposals have a comprehensive character and are based on a basin-scale approach.

Full Text

Restricted Access

About the authors

G. S. Ermakova

Zubov State Oceanographic Institute, Roshydromet; Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ermakova_gs@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119034; Moscow, 119333

I. Yu. Milyutina

Zubov State Oceanographic Institute, Roshydromet; Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova_gs@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119034; Moscow, 119333

A. A. Strokov

Zubov State Oceanographic Institute, Roshydromet; Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova_gs@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119034; Moscow, 119333

G. Sh. Tursunova

Zubov State Oceanographic Institute, Roshydromet; Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova_gs@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119034; Moscow, 119333

I. V. Zemlyanov

Zubov State Oceanographic Institute, Roshydromet; Water Problems Institute, Russian Academy of Sciences

Email: ermakova_gs@mail.ru
Russian Federation, Moscow, 119034; Moscow, 119333

References

  1. Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов (АИС ГМВО). https://gmvo.skniivh.ru (дата обращения: 16.06.2023)
  2. Аллаярова Г.Р., Мусабиров Д.Э., Зеленковская Е.Е., Афонькина С.Р., Назарова Л.Ш., Даукаев Р.А. Оценка загрязнения вредными веществами поверхностных и питьевых вод горнорудного района // Гигиена, экология и риски здоровью в современных условиях. Мат-лы ХI межрегиональной научн-практ. конф. Саратов, 2021. С. 14–16.
  3. Алферов И.Н., Яковенко Н.В. Актуальные вопросы оценки экологического ущерба от загрязнения водных объектов в вододефицитном регионе // Вестн. Балтийского федерального ун-та. 2015. № 7. С. 129–136.
  4. Артамонова С.В., Калиев А.Ж. Геоэкологическая оценка качества водоисточников, расположенных в зоне Гайского обогатительного комбината // Изв. Оренбургского гос. аграрного ун-та. 2017. № 6 (68). С. 210–212.
  5. Атаманова О.В., Тихомирова Е.И., Бурахта В.А., Байтлесова Л.И., Джубаялиева А.К. Гидрохимический мониторинг качества воды природных водоемов Уральского речного бассейна // Поволжский экол. журн. 2021. № 3. С. 358–368.
  6. Бактыбаева З.Б., Сулейманов Р.А., Ямалов С.М., Кулагин А.А., Валеев Т.К., Рахматуллин Н.Р. Оценка содержания и миграции тяжелых металлов в компонентах речных экосистем горнорудных территорий Республики Башкортостан // Гигиена и санитария. 2016. Т. 95. № 9. С. 822–827.
  7. Бактыбаева З.Б., Суюндуков Я.Т., Ямалов С.М., Юнусбаев У.Б. Загрязнение тяжелыми металлами экосистемы реки Таналык, сообщества водных макрофитов и возможности их использования для биологической очистки. Уфа: АН РБ, Гилем, 2011. 208 с.
  8. Боброва З.М., Ильина О.Ю. Воздействие предприятий на состояние воды реки Урал в пределах города Магнитогорска // Теория и технология металлургического производства. 2011. № 11. С. 159–161.
  9. Боброва З.М., Ильина О.Ю. Оценка состояния воды в реке Урал // Теория и технология металлургического производства. 2010. № 10. С. 165–170.
  10. Вараева Е.А., Аксенов В.И. Технология очистки сточных вод горно-обогатительных комбинатов // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. 2015. № 1. С. 98–106.
  11. Временные методические указания по комплексной оценке качества поверхностных и морских вод. М.: Госкомгидромет СССР, 1986. № 250–1163. 6 с.
  12. Высоцкий С.П., Ермакова Д.И., Степаненко Т.И. Очистка сточных вод от тяжелых металлов // Науч. вестн. НИИГД Респиратор. 2017. № 2 (54). С. 69–77.
  13. Галеева Э.М., Рашитова Л.Н. Особенности гидрохимического состава поверхностных водных объектов Башкирского Зауралья // Астраханский вестн. экол. образования. 2018. № 1 (43). С. 154–164.
  14. Гареев А.М., Белан Л.Н., Горячев В.С., Фархутдинов А.М., Барышев В.И., Шевченко А.М., Островская Ю.В., Ахмедьянов Д.И. основные характеристики трансформации гидролого-экологических условий в малых реках в зоне влияния объектов горнодобывающей отрасли (на примере рек Карагайлы и Худолаз в бассейне реки Урал) // Вестн. Акад. наук Республики Башкортостан. 2021. Т. 39. № 2 (102). С. 49–57.
  15. Глазунова И.В., Ромащенко А.К., Тишина К.А. Биоинженерные сооружения и накопители местного стока водосборов для наиболее эффективного использования водных ресурсов речных бассейнов // Природообустройство. 2018. № 2. С. 46–54.
  16. Государственный доклад Правительства Оренбургской области “О состоянии и об охране окружающей среды Оренбургской области” за 2011–2021 гг. Оренбург, 2012–2022 гг.
  17. Государственный доклад Министерства природопользования и экологии Республики Башкортостан “О состоянии природных ресурсов и окружающей среды Республики Башкортостан” за 2011–2021 гг. Уфа, 2012–2022 гг.
  18. Диффузное загрязнение водных объектов: проблемы и решения / Под ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.: РАН, 2020. 512 с.
  19. Доклад Министерства экологии Челябинской области “Об экологической ситуации в Челябинской области” за 2015–2021 гг. Челябинск, 2016–2022 гг.
  20. Евстифеева Т.А., Глуховская М.Ю. Анализ качества воды р. Урал в границах г. Оренбург // Современные науч. исследования и инновации. 2020. № 1 (105). С. 57.
  21. Ежегодник “Качество поверхностных вод Российской Федерации” с Приложением. За 2015–2021 гг. Ростов-на-Дону: ГХИ, 2016–2022.
  22. Емельянова Е.К., Горошко Н.В. Ретроспектива экологической проблемы приречных пространств малых рек в городской черте Новосибирска // Электронный науч.-метод. журн. Омского ГАУ. 2018. № 4 (15) октябрь–декабрь. http:// e-journal.omgau.ru/images/issues/2018/4/00640.pdf.
  23. Исакулов Б.Р., Сарсенов А.М. Загрязнение рек бассейна Каспийского моря промышленными отходами и пути его решения // Геология, география и глобальная энергия. 2011. № 4 (43). С. 136–141.
  24. Князева А.Н. Антропогенное загрязнение поверхностных вод реки Урал биогенными элементами как экологическая проблема региона // Университетский комплекс как региональный центр образования, науки и культуры. Оренбург: Министерство образования и науки РФ, Оренбургский гос. ун-т, 2018. С. 998–1001.
  25. Макарова Н.М., Рогачев А.Ф. Предупреждение поступления поверхностных вод с территории площадных и точечных источников загрязнения // Природообустройство. 2021. № 5. С. 37–43.
  26. Мустафин А.Г., Сабитова З.Ш., Шарипов Т.В. Экологические проблемы горнорудного региона Башкирского Зауралья и пути их решения // Вестн. Башкирского ун-та. 2011. Т. 16. № 1. С. 43–46.
  27. Мухамедьярова Л.Г., Янбердина Л.А., Хайруллина Д.Г. Интегральная оценка экологического состояния р. Таналык Республики Башкортостан // Современные проблемы и перспективные направления инновационного развития науки. Сб. статей Международ. науч.-практ. конф. 2017. Ч. 6. С. 9–11.
  28. Национальный доклад о состоянии окружающей среды и об использовании природных ресурсов Республики Казахстан за 2011–2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020, 2021 гг. Астана: Министерство энергетики Республики Казахстан, 2015–2022.
  29. Нормативы качества воды водных объектов рыбохозяйственного значения, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения. М.: Минсельхоз РФ, 2020. № 552.
  30. Павлейчик В.М., Сивохип Ж.Т. Формирование качества поверхностных вод бассейна верхнего течения реки Урал в условиях техногенной трансформации природной среды // Вод. ресурсы. 2013. Т. 40. № 5. С. 456–467.
  31. Попов А.Н., Оболдина Г.А., Прохорова Н.Б. Концептуальные основы реабилитации поверхностных водных объектов // Вод. хоз-во России: проблемы, технологии, управление. 2017. № 4. С. 4–17.
  32. Природоприближенное восстановление и эксплуатация водных объектов / Под ред. И.С. Румянцева. М.: МГУП, 2001. 285 с.
  33. РД 52.24.643–2002 Методические указания. Метод комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод по гидрохимическим показателям. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. 21 с.
  34. СанПиН 1.2.3685–21 Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. М., 2021.
  35. Сергалиев Н.Х., Ахмеденов К.М., Чибилев А.А., Петрищев В.П., Сивохип Ж.Т., Абишева С.Х., Гаврилина И.И. Проблемы трансграничного переноса загрязняющих веществ в бассейне реки Жайык // Малые реки Казахстанско-Оренбургского трансграничного региона. Уральск: Западно-Казахстанский ун-т, 2015. С. 162–172.
  36. Сивохип Ж.Т., Павлейчик В.М. Трансформация качественного состава речной воды в условиях горнопромышленного природопользования // Теоретические проблемы экологии и эволюции. Качество воды и водные биоресурсы. 2020. С. 172–176.
  37. Сметанин В.И. Методы и технологии рекультивации и восстановления водных объектов. Автореф. дис. … докт. техн. наук. М.: Моск. гос. ун-т природообустройства, 2000. 47 с.
  38. Соловых Г.Н., Шостак Е.И., Осинкина Т.В. Кадмий и свинец в илах реки Урал: валовое содержание и распределение // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Сер. Естественные и техн. науки. 2020. № 8. С. 25–30.
  39. Чибилев А.А., Мелешкин Д.С., Григоревский Д.В. Современное состояние природно-экологического каркаса бассейна реки Урал в пределах Оренбургской области и его роль в социально-экономическом развитии региона // Успехи современного естествознания. 2017. № 8. С. 122–127.
  40. Щеголькова Н.М., Веницианов Е.В. Охрана загрязненной реки: интенсификация самоочищения и оптимизация водоотведения. М.: РАСХН, 2011. 388 с.
  41. Янтурин С.И., Хисаметдинова А.Ю., Бускунова Г.Г. Содержание тяжелых металлов в поверхностных водах малых рек западного склона хребта Ирандек // Самарский науч. вестн. 2021. Т. 10. № 2. С. 131–135.
  42. Palmer M.A., Hondula K.L., Koch B.J. Ecological Restoration of Streams and Rivers: Shifting Strategies and Shifting Goals // Annual Rev. Ecol. Evolution Systematics. 2014. 45 (1). P. 247–269.
  43. Schmutz S., Sendzimir J. Riverine Ecosystem Management: Science for Governing Towards a Sustainable Future. 2018. doi: 10.1007/978–3–319–73250–3
  44. Speed R., Li Y., Tickner D., Huang H., Naiman R., Cao J., Lei G., Yu L., Sayers P., Zhao Z., Yu W. River Restoration: A Strategic Approach to Planning and Management. Paris: UNESCO, 2016.
  45. Timothy J. Beechie, David A. Sear, Julian D. Olden, George R. Pess, John M. Buffington, Hamish Moir, Philip Roni, Michael M. Pollock. Process-based Principles for Restoring River Ecosystems // BioSci. 2010. V. 60. Iss. 3. March. P. 209–222.
  46. Vijayaraghavan K., Biswal B.K., Adam M.G., Soh S.H., Tsen-Tieng D.L., Davis A.P. Balasubramanian R. Bioretention systems for stormwater management: Recent advances and future prospects // J. Environ. Management. 2021. 292 (2021) 112766. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.112766

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Research scheme.

Download (306KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Distribution of residential (a), industrial (b), transport (c) and agricultural (d) loads across 50 private watersheds in the Russian part of the Ural River basin.

Download (1MB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Average for 2015–2021 UCIW of water bodies in the Ural River basin, according to data from [16, 17, 19, 21].

Download (398KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Typical pollutants and indicators for the Ural River basin for 2015–2021, according to data from [21].

Download (104KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Results of hydrochemical survey in the Ural River basin for individual indicators based on field survey data from 2022.

Download (139KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Water quality of water bodies in the Ural River basin according to complex indicators K (a) and WPI (b), according to field survey data from 2022.

Download (729KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Water bodies of the Russian part of the Ural River basin, ranked by load level.

Download (555KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Objects of anthropogenic impact in the watershed, where priority measures for the protection and conservation of water bodies should be implemented.

Download (515KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Pilot sections of water bodies for carrying out measures to improve their ecological condition, carried out in the water area of ​​water bodies.

Download (435KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Pilot sites for carrying out activities aimed at developing floodplain and coastal areas of water bodies.

Download (452KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».