Dynamics of heavy metals content in the Irtysh River water during the open water period within the boundaries of Omsk Region

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

Background. The relevance of the work is due to the need to monitor the water quality of the trans-boundary Irtysh River subjected to intensive anthropogenic impact and to identify patterns of changes in the concentrations of heavy metals (Fetotal, Zn2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+) during the open water period within the boundaries of the Omsk region. The novelty of the research is due to the lack of current data on the content of heavy metals in the Irtysh River water in the Omsk region.

Purpose. To estimate the level of heavy metals content in the Irtysh River water and to establish their dynamics during the period of open water within the boundaries of the Omsk region.

Materials and methods. Materials of hydrochemical analysis of the Irtysh River in the territory of Omsk region in the period of open water (May-October) 2023 were used in the article. Sampling was carried out once a month from the surface water layer (0-0.2 m) by sampler in 15 points along the river. A total of 90 water samples were collected and analyzed during the study period. Hydrochemical analysis was carried out in the accredited laboratory of FGBU “Center for Laboratory Analysis and Technical Measurements in the Siberian Federal District” (Omsk) for 6 indicators: Fetotal, Zn2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+. Concentrations of Fetotal, Zn, Cu, Mn were determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, Hg – by atomic emission method.

Results. The average monthly values of maximum permissible concentrations for fishery waters were found to be exceeded for a number of indicators: Fe – 1.4-5.3 times, Zn – 1.1-7.6 times, Cu – 2.0-5.0 times, Mn – 1.2-1.9 times. Average monthly concentrations of mercury did not exceed the normative values. Concentrations of Fe, Cu and Mn depended on the season of the year - maximum values were observed in spring floods. During the summer-autumn low water period the concentrations of these elements decreased. For Zn ions no clear patterns in the change of content in natural waters by seasons of the year were revealed.

Conclusion. Dynamics of heavy metal content (Fetotal, Zn2+, Cu2+, Mn2+, Hg2+) in the Irtysh River water during the period of open water in 2023 within the boundaries of the Omsk region is determined by the interaction of anthropogenic and natural factors. Concentrations of the mentioned heavy metal ions, except for mercury, along the whole course of the river within the boundaries of the Omsk region exceed MPCfish. Water quality does not meet hygienic standards.

Негізгі сөздер

Авторлар туралы

Natalya Zharkova

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: nn.zharkova@omgau.org
ORCID iD: 0000-0003-2970-328X
SPIN-код: 8434-3574

 Doctor of Agricultural Sciences, Associate Professor, Professor of the Department of Ecology, Nature Management and Biology

 

Ресей, 1, Institutskaya Pl., Omsk, 644008, Russian Federation

Olga Bazhenova

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin

Email: op.bazhenova@omgau.org
ORCID iD: 0000-0003-2406-4319
SPIN-код: 6495-5649
Scopus Author ID: 6603882158
ResearcherId: ABB-8737-2021

Doctor of Biological Sciences, Professor, Professor of the Department of Ecology, Nature Management and Biology

 

Ресей, 1, Institutskaya Pl., Omsk, 644008, Russian Federation

Alena Boltovskaya

Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin

Email: as.kravets2025@omgau.org
ORCID iD: 0009-0001-5229-822X

postgraduate student of the Department of Ecology, Nature Management and Biology

 

Ресей, 1, Institutskaya Pl., Omsk, 644008, Russian Federation

Әдебиет тізімі

  1. Arslanova, M. M., & Shornikova, E. A. (2021). Relationship between hydrochemical indicators and the structure of the microbial community of watercourses in the oil-producing areas of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug — Yugra. Samara Scientific Bulletin, 10(1), 20-23. https://doi.org/10.17816/snv2021101102 EDN: https://elibrary.ru/AVOUMS
  2. Atabieva, F. A., & Otarova, A. S. (2023). Study of the level of copper content and migration in the water of the rivers of the Central Caucasus. Advances in Modern Natural Sciences, 9, 22-27. https://doi.org/10.17513/use.38098 EDN: https://elibrary.ru/OSNRIE
  3. Atabieva, F. A., Cherendnik, E. A., & Otarova, A. S. (2021). Spatio-temporal variability of the level of heavy metal compounds in the water of the Malka and Baksan rivers. Science. Innovations. Technologies, 3, 119-132. https://doi.org/10.37493/2308-4758.2021.3.8 EDN: https://elibrary.ru/NTVWBV
  4. Babushkin, A. G., Moskovchenko, D. V., & Pikunov, S. V. (2007). Hydrochemical monitoring of surface waters of the Khanty-Mansi Autonomous Okrug — Yugra. Novosibirsk. 151 p.
  5. Badmaeva, S. E., & Sokolova, Yu. A. (2017). Monitoring of the hydrochemical state of the Yenisei River in Krasnoyarsk. Vestnik KrasGAU, 8(131), 100-104. EDN: https://elibrary.ru/ZDUDSP
  6. Bazhenova, O. P. (2005). Long-term dynamics of phytoplankton in the Irtysh River basin (State and trends) (Doctoral dissertation). Omsk. 318 p.
  7. Bazhenova, O. P., Barsukova, N. N., & Yanchovskaya, A. M. (2018). Current state of the Irtysh River ecosystem based on biomonitoring data. In Man and the North: Anthropology, Archaeology, Ecology: Proceedings of the All-Russian Scientific Conference (Tyumen, April 2-6, 2018) (Vol. 4, pp. 478-482). Tyumen: FIC TymNC SO RAS. EDN: https://elibrary.ru/YVHHIK
  8. Bobrenko, E. G., Rozbah, T. V., & Bobrenko, M. I. (2013). Assessment of transboundary pollution of the Irtysh River with copper and manganese. Russia is young: advanced technologies — to industry, 3, 096-099. EDN: https://elibrary.ru/RQCWSJ
  9. Valiev, V. S., Ivanov, D. V., Shamayev, D. E., et al. (2018). Analysis of structural relationships between hydrochemical indicators of river runoff. Bulletin of Ryazan State University named after S.A. Yesenin, 4(61), 90-101. EDN: https://elibrary.ru/YRJFHV
  10. Golovanova, O. A., & Malovskaya, E. A. (2016). Dynamics of heavy metal ion pollution of surface waters of Siberian rivers. Bulletin of Omsk University, 3(81), 64-73. EDN: https://elibrary.ru/WRQSFB
  11. Datsenko, Yu. S. (2018). Features of manganese and iron river runoff formation during flood periods. Water: Chemistry and Ecology, 4-6(115), 3-6. EDN: https://elibrary.ru/XZUENV
  12. Dobrovolsky, V. V. (1998). Fundamentals of biogeochemistry. Moscow. 413 p.
  13. Dudareva, I. A., Alimova, G. S., & Tokareva, A. Yu. (2017). Manganese in water and bottom sediments of the lower reaches of the Irtysh River. Advances in Modern Natural Sciences, 8, 70-74. EDN: https://elibrary.ru/ZFDNMB
  14. Annual Report on the Quality of Surface Waters of the Russian Federation for 2022 (Ed. M. M. Trofimchuk). Rostov-on-Don: 2023. 613 p.
  15. Zharkova, N. N., Bazhenova, O. P., Gavrilchenko, O. L., & Boltovskaya, A. S. (2024). Seasonal dynamics of the chemical composition of the Irtysh River water in the Omsk region. Water Bioresources and Habitat, 7(2), 7-20. https://doi.org/10.47921/2619-1024_2024_7_2_7 EDN: https://elibrary.ru/AIJEKV
  16. Kozlova, S. I., Kulebakina, L. G., & Zelyukova, Yu. V. (1985). Mercury content in water, suspended matter and bottom sediments of the Danube River estuary zone. Water Resources, 12(1), 155-159.
  17. Kolesnikov, V. A., & Boychenko, N. B. (2014). Annual and seasonal dynamics of heavy metal content in the waters of the Buzim and Esaulovka rivers of the Krasnoyarsk Territory. Vestnik KrasGAU, 6(93), 186-190. EDN: https://elibrary.ru/SMWOUN
  18. Kondratyeva, L. M., & Golubeva, E. M. (2015). Seasonal changes in manganese content in the Amur River under different hydrological regimes. Pacific Geology, 34(3), 93-103. EDN: https://elibrary.ru/UUTCWL
  19. Lobus, N. V., Komov, V. T., & Nguyen Thi Hai Thanh (2011). Mercury content in the components of aquatic ecosystems of reservoirs and streams of Khanh Hoa province (Central Vietnam). Water Resources, 38(6), 733-739. EDN: https://elibrary.ru/OJHDAL
  20. Merkushina, G. A. (2020). Iron and manganese content in surface waters of the Tyumen region. Bulletin of Fisheries Science, 7(4), 13-19. EDN: https://elibrary.ru/CITCJG
  21. Nikanorov, A. M. (2005). Scientific foundations of water quality monitoring. Saint Petersburg. 576 p. ISBN: 5-286-01512-3 EDN: https://elibrary.ru/QKOJYL
  22. Ogryzkova, O. S., Eyrich, A. N., Serykh, T. G., et al. (2014). Seasonal changes in manganese content in the water of the Novosibirsk reservoir. Izvestiya Altai State University, 3-2(83), 176-180. https://doi.org/10.14258/izvasu(2014)3.2-31 EDN: https://elibrary.ru/TACFHL
  23. Panin, M. S. (2000). Anthropogenic pollution of heavy metals in the watershed area of the Irtysh River basin within the Republic of Kazakhstan. In Ecology and rational nature management at the turn of the century. Results and prospects: Proceedings of the scientific conference (Tomsk, 21-22).
  24. Papina, T. S. (2001). Transport and distribution features of heavy metals in the series: water — suspended matter — bottom sediments of river ecosystems: analytical review. Novosibirsk: GNTB SO RAN; IVEP SO RAN. 58 p.
  25. Papina, T. S., Artemyeva, S. S., & Temerev, S. V. (1995). Features of mercury migration in the Katun basin. Water Resources, 22(1), 60-66. EDN: https://elibrary.ru/SGCOHR
  26. Puzanov, A. V., Baboshkina, S. V., Rozhdestvenskaya, T. A., et al. (2023). Dynamics of dissolved iron content in the waters of the inflows of Lake Teletskoye and its analysis in relation to solar activity indicators. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Engineering of georesources, 334(11), 147-155. https://doi.org/10.18799/24131830/2023/11/4134 EDN: https://elibrary.ru/ABWTOD
  27. Reshetnyak, O. S. (2022). Multi-year variability of mercury compounds content in Russian river ecosystems based on monitoring data. Geoeconomics. Engineering geology, hydrogeology, geocryology, 2, 70-79. https://doi.org/10.31857/S0869780922020060 EDN: https://elibrary.ru/YYBJJK
  28. Reshetnyak, O. S., Bryzgalo, V. A., & Kosmenko, L. S. (2013). Regional features of high pollution levels in the Ob-Irtysh basin. Water: Chemistry and Ecology, 6(60), 3-9. EDN: https://elibrary.ru/QJDVMD
  29. Robertus, Yu. V., Sitnikova, V. A., & Kivatskaya, A. V. (2018). Macro- and microchemical composition features of the Upper Ob river flow in the city of Gorno-Altaysk. Water: Chemistry and Ecology, 1-3(114), 32-40. EDN: https://elibrary.ru/XZTWOD
  30. Sibina, S. (2023). Irtysh has entered the program of environmental rehabilitation of rivers and lakes. Rossiyskaya Gazeta - Economy of Siberia, №74(9019). URL: https://rg.ru/2023/04/06/reg-sibfo/irtysh-voshel-v-programmu-ekologicheskogo-ozdorovleniia-rek-i-ozer.html (Accessed: June 4, 2024)
  31. Sibirskina, A. R., Likhachev, S. F., Dvinin, D. Yu., et al. (2021). Environmental assessment of the Arakul Lake (Chelyabinsk region) based on the results of monitoring studies in 2007 and 2020. International Research Journal, 4(106), 24-29. https://doi.org/10.23670/IRJ.2021.106.4.029 EDN: https://elibrary.ru/OPEESL
  32. Soromotin, A. V., Kudryavtsev, A. A., Efimova, A. A., et al. (2019). Background content of heavy metals in the water of small rivers of the Nadym-Pur interfluve. Geoeconomics. Engineering geology, hydrogeology, geocryology, 2, 48-55. https://doi.org/10.31857/S0869-78092019248-55 EDN: https://elibrary.ru/TWTCHQ
  33. Usenova, N. A., & Dilmanbetov, S. N. (2010). On the content of some trace elements in the water of the Emba River in the Aktobe region. Geology, Geography and Global Energy, 2(37), 148-152. EDN: https://elibrary.ru/MWILZL
  34. Cherniga, Yu. V., & Shornikova, E. A. (2022). Hydrochemical characteristics of the Ob River and its tributaries (within the boundaries of the Surgut and Nefteyugansk districts). Bulletin of the Surgut State Pedagogical University, 6(81), 183-191. https://doi.org/10.26105/SSPU.2022.81.6.019 EDN: https://elibrary.ru/NQTRZD
  35. Shesterkin, V. P., & Shesterkina, N. M. (2016). Spatial and seasonal dynamics of iron content in the waters of the middle Amur River. Bulletin of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences, 5(189), 21-30. EDN: https://elibrary.ru/XHOEER
  36. Shesterkina, N. M., & Shesterkin, V. P. (2022). Trace elements in the water of small rivers of the Anyuy River basin (western macrocline of the northern Sikhote-Alin). Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Engineering of georesources, 333(7), 104-114. https://doi.org/10.18799/24131830/2022/7/3294 EDN: https://elibrary.ru/WQJRFU
  37. Eyrikh, A. N., Serykh, T. G., Ovcharenko, E. A., et al. (2022). Seasonal dynamics of the chemical composition of surface water of the Ob River. Theoretical and Applied Ecology, 3, 96-102. https://doi.org/10.25750/1995-4301-2022-3-096-102 EDN: https://elibrary.ru/VUALDX
  38. Yarova, O. V., Molchanova, T. V., Guseva, A. A., et al. (2014). Dissolved and suspended inorganic substances in aquatic systems. Moscow. 64 p.
  39. Atabieva, F., & Gekkieva, S. (2020). Seasonal variability of the content of heavy metal compounds in the water of rivers in the foothills of the Central Caucasus. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 913, 052055. https://doi.org/10.1088/1757-899X/913/5/052055 EDN: https://elibrary.ru/HLZILY
  40. Khilchevskyi, V. K., Leta, V. V., Sherstyuk, N. P., Pylypovych, O. V., Zabokrytska, M. R., Pasichnyk, M. P., & Tsvietaieva, O. V. (2023). Hydrochemical characteristics of the Upper reaches of the Tisza River. Journal of Geology and Geography, 32(2), 283-294. https://doi.org/10.15421/112327 EDN: https://elibrary.ru/TBDTQM
  41. Kritzberg, E. S., & Ekström, S. M. (2012). Increasing iron concentrations in surface waters — A factor behind brownification? Biogeosciences, 9, 1465-1478. https://doi.org/10.5194/bgd-8-12285-2011
  42. Krupa, E., Romanova, S., Serikova, A., & Shakhvorostova, L. (2024). A Comprehensive Assessment of the Ecological State of the Transboundary Irtysh River (Kazakhstan, Central Asia). Water, 16(7), 973. https://doi.org/10.3390/w16070973 EDN: https://elibrary.ru/KGBEDO
  43. Slazhneva, S., Kozyreva, Y., & Maurer, M. (2022). Assessment of surface water quality (on the example of the Chumysh river). Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 14(2), 296-311. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2022-14-2-296-311 EDN: https://elibrary.ru/EWYWZL

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу


Creative Commons License
Бұл мақала лицензия бойынша қол жетімді Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

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».