Историческая закономерность развития производительных сил на Урале заключается в том, что с самого начала металлургические заводы и связанные с ними поселения, а затем и города располагались не только в непосредственной близости к рудным залежам, но и, как правило, в верховьях рек вблизи главного водораздела.
Река была вторым необходимым условием зарождения завода и города, поскольку она представляла собой постоянный источник энергии и обеспечивала дешевый и удобный транспорт. Так, город Екатеринбург, основанный на берегу р. Исеть, способствовал полному преображению этого водного потока. Впрочем, с течением времени река перестала играть былую роль в энергообеспечении и выполнять транспортные функции. Все большее значение она приобретает – и это актуально по сей день – как система сброса сточных вод.
Использование рек и водоемов Урала в качестве основной канализационной системы не только ограничивает способность водных экосистем быть средой обитания водных и околоводных организмов, но и резко сокращает возможность их использования в качестве источников водоснабжения для промышленности и населения.
По данным Экологического бюллетеня правительства Свердловской области, основными источниками загрязнения поверхностных вод можно назвать следующие:
В р. Чусовую и ее притоки поступают промышленные и бытовые сточные воды городов Полевского, Дегтярска, Ревды, Первоуральска, пос. Староуткинск. Например, в 1995 году в реку и ее притоки сброшено почти 90 млн. м³ сточных вод, из них половина загрязненных. Средняя концентрация хрома ниже Первоуральска иногда превышала допустимую норму в 32 раза.
В 1996 году среднегодовая концентрация меди здесь же превысила допустимый уровень в 32 раза, марганца в 11 раз, цинка – в 4,2 раза.
Вода Волчихинского водохранилища (источник водоснабжения г. Екатеринбурга) по качеству относится к классу «очень грязная». Среднегодовое содержание химических веществ в створе с. Новоалексеевское в 1997 году составило: железо — 2,6 предельно-допустимых концентраций (ПДК); медь – 29 ПДК; цинк – 4,7 ПДК; марганец – 16 ПДК.
Р. Уфа и ее притоки получают основную массу загрязняющих веществ от городов Михайловска и Красноуфимска, а также поселков Бисерть, Арти, Нижние Серги и др. Ее приток река Серга ниже г. Михайловска в 1995 году имела среднегодовую концентрацию меди на уровне 92 ПДК, цинка – до 13 ПДК, марганца – до 10 ПДК.
Основную токсическую нагрузку река Исеть принимает на участках двух крупнейших городов области (Екатеринбург и Каменск-Уральский). Только южные очистные сооружения г. Екатеринбурга в 1995 году сбрасывали в реку 540 тыс. м³ в сутки. В том же году очищенными сточными водами в р. Исеть сброшено 2090 т. органических веществ, 5070 т. взвешенных веществ, 150 т. нефтепродуктов, 720 т. азота и почти 100 т. железа. Столь же мощными источниками загрязнения реки стали предприятия г. Каменска-Уральского.
В черте г. Екатеринбурга среднегодовая концентрация меди в 1995 году превысила допустимую в 58 раз, содержание нефтепродуктов — в 45,5 раза, марганца – в 23 раза. Ниже города под влиянием сточных вод качество воды реки Исеть еще хуже.
Бассейн р. Туры загрязняется главным образом за счет промышленных и бытовых стоков городов Нижнего Тагила, Новоуральска, Верхней и Нижней Салды, а также за счет неблагоприятного влияния на реку и ее притоки промышленных стоков таких центров, как Кировград, Краснотурьинск, Реж, Артемовский и др. По всему течению р. Тура загрязнена азотосодержащими веществами, тяжелыми металлами и нефтепродуктами.
В устье р. Салды (приток р. Туры) ниже сбросов Красноуральского медеплавильного комбината среднегодовое содержание металлов в 1997 году составило: марганец – 30ПДК; цинк – 18 ПДК; железо – ПДК. В пограничном с Тюменской областью створе вода оценивается как «чрезвычайно грязная». Вода в реке постоянно загрязнена мышьяком.
Р. Пышма (приток р. Туры) загрязняется сточными водами Верхней Пышмы и Березовского, а также с северных очистных сооружений г. Екатеринбурга. Среднегодовая концентрация азота аммония выше и ниже г. Березовского в 1995 году превышала норму соответственно в 4,6 и 6,3 раза. Отмечено повышенное содержание металлов и нефтепродуктов.
В Свердловской области в речные системы только в 1993 году сброшено сточных, шахтных и дренажных вод более 1800 млн. м³, из них без очистки или недостаточно очищенных около 46%.
Проблема качества питьевой воды в России и на Урале остается одной из наиболее острых. По рекомендации санитарной службы 1995 год был объявлен «Годом улучшения качества питьевой воды Свердловской области». Было принято соответствующее постановление и разработана программа неотложных мер по обеспечению населения питьевой водой стандартного качества.