Technogenic pollution and salinization of the man-made reservoirs in the Cis-Urals: the main causes and consequences for the composition of the fish communities

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Over the past few years, the assessment of water pollution has been carried out in dam ponds, flooded quarries and diggings located in the Cis-Ural Region (Udmurt Republic). This is the significant environmental and hygienic problem for the region due to the diversity of sources supplying pollutants to drainage landscapes and water bodies. It was found out that the increase in water mineralization in the studied reservoirs is primarily influenced by the technogenic load on their catchments, which is associated with the impact of the oil production or urbanization. The process of secondary technogenic salinization of such reservoirs is accompanied by the statistically significant increase in the number of the species in their fish communities, mainly due to the appearance of the some short-cycle and low-valuable representatives of the ichthyofauna. The obtained data on the reactions of aquatic organisms using the example of the actual composition of the fish population can be used as biological indicators of the quality of water resources in man-made reservoirs. In hygienic and environmental assessments, they can be used as additional criteria to chemical indicators of the state of waters, natural resource and economic potential of the corresponding water, coastal and drainage landscapes.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. V. Larionov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian Biotechnological University (ROSBIOTEC’H University)

Author for correspondence.
Email: m.larionow2014@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

B. G. Kotegov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education Russian Biotechnological University (ROSBIOTEC’H University)

Email: m.larionow2014@yandex.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Атлас пресноводных рыб России: в 2 т. Т. 2. / Под ред. Ю. С. Решетникова. М.: Наука, 2003. 253 с.
  2. Балыкин П. А., Куцын Д. Н., Орлов А. М. Изменения солености и видового состава ихтиофауны в Азовском море // Океанология. 2019. Т. 59. № 3. С. 396–404. https://doi.org/10.31857/S0030-1574593396–404
  3. Белоновская Е. А., Кренке-мл. А.Н., Тишков А. А., Царевская Н. Г. Природная и антропогенная фрагментация растительного покрова Валдайского Поозерья // Изв. РАН. Сер. геогр. 2014. № 5. С. 67–82.
  4. Богомольный Е. И. Интенсификация добычи высоковязких парафинистых нефтей из карбонатных коллекторов месторождений Удмуртии. Москва – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 270 с.
  5. Болгов М. В., Добролюбов С. А. Задачи гидрометеорологии Волго-Каспийского региона // Метеорология и гидрология. 2018. № 10. С. 5–7.
  6. Бондур В. Г., Гребенюк Ю. В. Дистанционная индикация антропогенных воздействий на морскую среду, вызванных заглубленными стоками: моделирование, эксперименты // Исследование Земли из космоса. 2001. № 6. С. 49–67.
  7. Бондур В. Г., Крапивин В. Ф., Савиных В. П. Мониторинг и прогнозирование природных катастроф. М: Научный мир, 2009. 692 с.
  8. Бондур В. Г., Замшин В. В., Чверткова О. И. Исследование аномального биогенного загрязнения мраморного моря по спутниковым данным // Доклады РАН. Науки о Земле. 2022. Т. 507. № 1. С. 138–147. https://doi.org/10.31857/S2686739722601508
  9. Гагарина О. В. Анализ временной динамики и пространственной изменчивости качества поверхностных вод Удмуртии: Автореф. дис. канд. геогр. наук. Ижевск, 2007. 23 с.
  10. Жукова О. Н., Безматерных Д. М. Минерализация как фактор формирования зообентоса озер юга Обь-Иртышского междуречья // Тр. Зоол. ин-та РАН. Прил. 2013. № 3. С. 120–127.
  11. Касимов Н. С., Кошелева Н. Е., Лычагин М. Ю. и др. Эколого-географический атлас-монография «Селенга – Байкал»: Труды Байкальской экспедиции. Вып. 1. М.: Геогр. фак. МГУ, 2019. 288 с.
  12. Китаев С. П. Экологические основы биопродуктивности озер разных природных зон. М.: Наука, 1984. 207 с.
  13. Константинов А. С. Общая гидробиология. М.: Высш. шк., 1986. 469 с.
  14. Котегов Б. Г. Особенности видового состава и структуры сообществ рыб в малых антропогенных водоемах с разным содержанием растворенного минерального азота // Известия Саратовского университета. Сер. Хим. Биол. Экол. 2021. Т. 21. № 4. С. 466–477.
  15. Котегов Б. Г., Лоханина С. Ю. Влияние факторов водосбора на содержание ионов кальция и магния в воде малых прудов Удмуртии // Вода: химия и экология. 2018. № 7-9. С. 24–31.
  16. Ларионов М. В., Кхедоуси С. М. Ведущие экологически неблагоприятные и опасные факторы от объектов воздушного транспорта для окружающей среды и населения и биозащитные возможности озеленения (Московская агломерация) // Естественные и технические науки. 2023. № 12. С. 140–147. https://doi.org/10.25633/ETN.2023.12.15
  17. Матишов Г. Г., Пономарева Е. Н., Лужняк В. А., Старцев А. В. Результаты ихтиологических исследований устьевого взморья Дона. Ростов-на-Дону: Изд-во ЮНЦ РАН, 2014, 160 с.
  18. Михайлов В. Н., Добролюбов С. А. Гидрология. М.; Берлин: Директ-Медиа, 2017. 752 с.
  19. Моисеенко Т. И., Кудрявцева Л. П., Гашкина Н. А. Рассеянные элементы в поверхностных водах суши: технофильность, биоаккумуляция и экотоксикология. М.: Наука, 2006. 260 с.
  20. Романовская А. А. Потребности и пути развития мониторинга адаптации // ПЭММЭ. Т. 29. №1. 2018. С. 107–126. https://doi.org/10.21513/0207-2564-2018-107-126
  21. Румянцев В. А., Измайлова А. В., Драбкова В. Г., Кондратьев С. А. Современное состояние и проблемы озёрного фонда европейской части России // Вестник РАН. 2018. Т. 88. № 6. С. 539–550. https://doi.org/10.7868/S0869587318060075
  22. Семенов В. А., Алешина М. А. Сценарные прогнозы изменений температурного и гидрологического режима Крыма в XXI веке по данным моделей климата CMIP61 // Водные ресурсы. 2022. Т. 49. № 4. С. 506–516.
  23. Холмогорова Н. В. Трансформация фауны макрозообентоса малых рек Удмуртии под воздействием факторов нефтедобычи: Автореф. дис. канд. биол. наук. Казань, 2009. 24 с.
  24. Cañedo-Argüelles M., Kefford B. J., Piscart C., Prat N., Schäfer R. B., Schulz C.-J. Salinisation of rivers: an urgent ecological issue // Environ. Poll. 2013. V. 173. P. 157–167. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2012.10.011
  25. Cañedo-Argüelles M., Kefford B., Schäfer R. Salt in freshwaters: causes, effects and prospects – introduction to the theme issue // Phil. Trans. Roy. Soc. B. 2019. V. 374. 20180002. https://doi.org/10.1098/rstb.2018.0002
  26. Dugan H. A., Barlett S. L., Burke S. M., Doubek Jn.P., Krivak-Tetley F.E., Skaff N. K., Summers J. C., Farrell K. J., McCullough I.M., Morales-Williams A.M., Roberts D. C., Ouyang Z., Scordo F., Hanson P. C., Weathers K. C. Salting our freshwater lakes // PNAS. 2017. V. 114. № 17. P. 4453–4458. https://doi.org/10.1073/pnas.1620211114
  27. Fawell J. K. Drinking water quality and health // Pollution: causes, effects and control / Ed. by R. M. Harrison. Cambridge: RSC, 2013. P. 60.
  28. Galstyan M. H., Larionov M. V., Sayadyan H. Y., Sargsyan K. S. Assessment of Ecological and Toxicological State of Soils and Waters in the Neighborhood of Mining Industry Enterprises in the Armenian Highlands // Life. 2023. V. 13. № 2. 394. https://doi.org/10.3390/life13020394.
  29. Kasimov N., Shinkareva G., Lychagin M., Kosheleva N., Chalov S., Pashkina M., Thorslund J., Jarsjö J. River Water Quality of the Selenga-Baikal Basin: Part I-Spatio-Temporal Patterns of Dissolved and Suspended Metals // Water. 2020a. V. 12. № 8. 2137. https://doi.org/10.3390/w12082137
  30. Kasimov N., Shinkareva G., Lychagin M. et al. River Water Quality of the Selenga-Baikal Basin: Part II-Metal Partitioning under Different Hydroclimatic Conditions // Water. 2020b. V. 12. № 9. 2392. https://doi.org/ 10.3390/w12092392
  31. Kaushal S. S., Groffman P. M., Likens G. E., Belt K. T., Stack W. P., Kelly V. R., Band L. E., Fisher G. T. Increased salinization of fresh water in the Northeastern United States // PNAS. 2005. V. 102. № 38. P. 13517–13520. https://doi.org/10.1073/pnas. 0506414102
  32. Kaushal S. S., Likens G. E., Pace M. L., R. M. Utz, Haq Sh., Gorman Ju., Grese M. Freshwater salinization syndrome on a continental scale // PNAS. 2018. V. 115. № 4. P. E574–E583. https://doi.org/10.1073/pnas.1711234115
  33. Kotegov B. G. Special features of fish species composition and community structure in small rivers of the Udmurt Republic // Russ. J. Ecol. 2007. V. 38. № 4. P. 253–261. https://doi.org/10.1134/ S1067413607040066
  34. Kottelat M., Freyhof J. Handbook of European freshwater fishes. Cornol, Switzerland, Berlin, Germany: Kottelat & Freyhof, 2007.
  35. Laws E. A. Aquatic pollution: an introductory text. Hoboken: John Wiley & Sons, 2018. 768 p.
  36. Matishov D. G., Matishov G. G. Radioecology in Northern European Seas. Heidelberg: Springer Berlin, 2004. 340 p. https://doi.org/10.1007/978-3-662-09658-1
  37. Pleshakova E., Ngun C., Reshetnikov M., Larionov M. V. Evaluation of the Ecological Potential of Microorganisms for Purifying Water with High Iron Content // Water. 2021. V. 13. № 7. 901. https://doi.org/10.3390/w13070901
  38. Ramakrishna D. M., Viraraghavan T. Environmental impact of chemical deicers – a review // Water, Air & Soil Pollution. 2005. V. 166. № 1-4. P. 49–63. https://doi.org/10.1007/s11270-005-8265-9
  39. Santana-González C., González-Dávila M., Santana-Casiano J.M., Gladyshev S., Sokov A. Organic matter effect on Fe(II) oxidation kinetics in the Labrador Sea // Chemical Geology. 2019. V. 511. № 2. P. 238–255. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.12.019
  40. Vivallos Soto C., Ruiz Bertín F., Robles Calderón C., Larionov M. V., Arias Ordóñez P. J.; Cevallos Baque I. Biodigestion System Made of Polyethylene and Polystyrene Insulator for Dog Farm (on the Example of the Republic of Chile) // Life. 2022. V. 12. № 12. 2039. https://doi.org/10.3390/life12122039
  41. Volodkin A. A., Larionov M. V., Sharunov O. A. Changes in the structure of forest communities in Penza region under the influence of natural factors // IOP Conf. Ser.: Earth and Environ. Sci. 2021.V. 808. № 1. 012064. https://doi.org/10.1088/1755-1315/808/1/012064.
  42. Williams D. D., Williams N. E., Cao Y. Road salt contamination of groundwater in a major metropolitan area and development of a biological index to monitor its impact // Wat. Res. 2000. V. 34. № 1. P. 127–138. https://doi.org/10.1016/S0043-1354(99)00129-3
  43. Williams W. D. 2001. Anthropogenic salinisation of inland waters // Hydrobiologia. V. 466. № 1-3. P. 329–337. https://doi.org/10.1023/a:1014598509028

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Map-scheme of the work area indicating water bodies – places of material collection (scale – 1 cm 5 km, for numbering see Table 1).

Download (243KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Average values ​​of total mineralization (TM) of water in anthropogenic reservoirs with different predominant types of anthropogenic transformation (PTAT) of the catchment area.

Download (73KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the number of fish species (Ns) living in anthropogenic water bodies on the average values ​​of their total mineralization (TM).

Download (81KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 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».