Cite this article as:

Kulnev V. V., Nasonov A. N., Tsvetkov I. V., Mezhova L. A. Assessment of technogenic load of Nizhny Tagil city pond and environmental risk management based on multifractal dynamics. Izvestiya of Saratov University. Earth Sciences, 2021, vol. 21, iss. 1, pp. 4-11. DOI: https://doi.org/10.18500/1819-7663-2021-21-1-4-11

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Heading: 
Geography
UDC: 
574.636 (470.54)
Language: 
Russian

Assessment of technogenic load of Nizhny Tagil city pond and environmental risk management based on multifractal dynamics

Authors: 
Kulnev Vadim V., Office of the Federal service for supervision of natural resources in the Voronezh region, 105, Lomonosov St., Voronezh, 394087, Russia, kulnev@36.rpn.gov.ru
Nasonov Andrey N., Russian State Agrarian University – Moscow Academy of Agriculture named K. A. Timiryazev, 49, Timiryazevskaya St., Moscow, 127550, Russia, adn22@yandex.ru
Tsvetkov Ilya V., Russian State Agrarian University – Moscow Academy of Agriculture named K. A. Timiryazev, 49, Timiryazevskaya St., Moscow, 127550, Russia, mancu@mail.ru
Mezhova Lidiya A., Voronezh State Pedagogical University, 86 Lenina St., Voronezh 394043, Russia, lidiya09@rambler.ru
Abstract

Algoremediation which is a method of natural and waste water treatment due to the metabolic potential of chlorococcal microalgae is based on the principle of system stability. The method of pollution degree estimation of anthropogenic loaded water object based on the application of fractal calculation is shown. Factor analysis has been used to determine the parameters of the environmental system of Nizhny Tagil city pond which are the basis for a new approach to evaluating the efficiency of environmental protection measures through geoecological risk management.

Key words: 
algolization, algoremediation, hydrobiocenosis, water quality, multifractal dynamics, polluetants, blue-green algae, self-organization, tolerance, risk management, ecotoxicants
DOI: 
https://doi.org/10.18500/1819-7663-2021-21-1-4-11
References
  1. Изотов А. Д., Маврикиди Ф. И. Фракталы : делимость вещества как степень свободы в материаловедении. Самара : Издательство Самарского государственного аэрокосмического университета, 2011. 128 с.
  2. Гапоненко А. В. Общая экология : учеб. пособие. Москва : Издательство Российского государственного строительного университета, 2006. 188 с.
  3. Гелашвили Д. Б., Иудин Д. И., Розенберг Г. С., Якимов В. Н., Солнцев Л. А. Фрактальные аспекты структурной устойчивости биотических сообществ // Биосфера. 2013. Т. 5, № 2. С. 143–159.
  4. Насонов А. Н., Кульнев В. В., Цветков И. В. Фрактальные модели нормирования техногенной нагрузки по показателям устойчивости экосистем // Управление развитием крупномасштабных систем MLSD’2019 : материалы Двенадцатой междунар. конф. / под общ. ред. С. Н. Васильева, А. Д. Цвиркуна. Москва : Институт проблем управления РАН им. В. А. Трапезникова, 2019. С. 1058–1059.
  5. Фракталы в науках о Земле : учеб. пособие / А. Н. Насонов, И. В. Цветков, И. М. Жогин [и др.]. Воронеж : Ковчег, 2018. 82 с.
  6. Фрактальный анализ биологической реабилитации водных объектов методом коррекции альгоценоза/ А. Н. Насонов, И. В. Цветков, В. В. Кульнев [и др.] // Проблемы управления водными и земельными ресурсами : материалы междунар. науч. форума. Москва : РГАУ-МСХА им. К. А. Темирязева, 2015. С. 165–180.
  7. Молчатский С. Л., Казанцев И. В., Матвеева Т. Б. Применение метода фрактального анализа для биоиндикационной оценки окружающей среды // Самарский научный вестник. 2016. № 4 (17). С. 28–31.
  8. Кульнев В. В., Насонов А. Н., Жогин И. М., Цветков И. В., Грабарник В. Е., Карелин Н. В. Об опыте проведения управляемой альгоремедиации рекреационного водоема // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24, № 3. С. 58–64.
  9. Анциферова Г. А., Кульнев В. В. Биотехнологии в управлении качеством искусственных водных объектов на примере Матырского водохранилища // Комплексные проблемы техносферной безопасности : материалы Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, 2016. С. 152–157.
  10. Букварева Е. Н. Принцип оптимального биоразнообразия биосистем надорганизменного уровня : автореф. дис. … д-ра биол. наук. Москва, 2013. 52 с.
  11. Подлазов А. В. Будущее прикладной математики // Лекции для молодых исследователей. Москва : Эдиториал УРСС, 2005. С. 404–426.
  12. Трубецков Д. И. Феномен математической модели Лотки–Вольтерры и сходных с ней // Известия вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2011. Т. 19, № 2. С. 69–86.
  13. Peter Turchin. Evolution in population dynamics // Nature. 2003. № 424. P. 257–258.
  14. Арнольд В. И. «Жесткие» и «мягкие» математические модели. Москва : Издательство МЦНМО, 2004. 32 с.
  15. Опекунов А. Ю., Ганул А. Г. Теория и практика экологического нормирования в России : учеб. пособие. Санкт-Петербург : Издательство Санкт-Петербургского государственного университета, 2014. 332 с.
  16. Светлосанов В. А. Устойчивость природных систем к природным и антропогенным воздействиям : учеб. пособие. Москва, 2009. 100 с.
  17. Дягилева А. Б. Современные проблемы окружающей среды. Санкт-Петербург : Издательство Санкт-Петербургского государственного технологического университета растительных полимеров, 2012. 109 с.
  18. Факторный анализ в геологии : учеб. пособие / А. И. Бахтин, Н. М. Низамутдинов, Е. М. Хасанова, Н. М. Нуриева. Казань : Издательство Казанского государственного университета, 2007. 32 с.
  19. Должикова Е. М. Анализ распределения загрязняющих веществ в урболандшафтах методом главных компонент : автореф. дис. … канд. техн. наук. Ростов-на-Дону, 2000. 23 с.
  20. Никулина Н. Л. Влияние экологических факторов на качество жизни населения // Фундаментальные исследования. Пенза : Издательский Дом «Академия Естествознания», 2014. № 5-4. С 830–833.
  21. Якимов В. Н., Солнцев Л. А., Розенберг Г. С., Иудин Д. И., Гелашвили Д. Б. Масштабная инвариантность биосистем : от эмбриона до сообщества // Онтогенез. 2014. Т. 45, № 3. С. 207–216.
  22. Кульнев В. В., Анциферова Г. А., Насонов А. Н., Цветков И. В., Суздалева А. Л., Графкина М. В. Моделирование и анализ процессов альголизации технологического водоема Новолипецкого металлургического комбината на основе мультифрактальной динамики // Экология и промышленность России. 2019. Т. 23, № 10. С. 66–71.
  23. Анциферова Г. А., Кульнев В. В. Об опыте альголизации Фермских прудов (Москва) // Брянские географические чтения : сб. материалов / ред. кол. : Г. В. Лобанов [и др.]. Брянск : РИСО БГУ, 2019. С. 5–11.
  24. Кульнев В. В., Базарский О. В. Механизмы изменения концентрации тяжелых металлов при проведении биологической реабилитации Матырского водохранилища методом коррекции альгоценоза // Чистая вода России : cб. материалов XII Междунар. науч.-практ. симпозиума и выставки. Екатеринбург : ФГУП «Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов», 2013. С. 181–184.
  25. Кульнев В. В., Почечун В. А. Опыт альголизации питьевых водоемов Нижнетагильского промышленного узла // Биосфера. 2016. Т. 8, № 3. С. 287–290.
  26. Кульнев В. В., Почечун В. А. Применение альголизации питьевых водоемов Нижнетагильского промышленного узла // Медицина труда и промышленная экология. 2016. № 1. С. 20–21.
  27. Кульнев В. В., Ступин В. И., Борзенков А. А. Биологическая реабилитация сточных вод сахарных заводов методом коррекции альгоценоза // Экология и промышленность России. 2017. Т. 21, № 3. С. 16–20.
Full text (in Russian): 
nauki_o_zemle_2021_1_4-11.pdf