Водные ресурсы, их состояние и охрана

Тема: Водные ресурсы, их состояние и охрана.

1. Водные ресурсы Земли и Республики Беларусь.
2. Значение воды в природе и сельскохозяйственном производстве.
3. Источники загрязнения водных объектов.
4. Основные виды загрязнения воды.
5. Предельно допустимые концентрации вредных веществ.
6. Методы очистки вод.
7. Охрана и рациональное использование водных ресурсов.

1

Вода – ценнейший природный ресурс. Она входит в состав организма человека, всех растений и животных. Для многих живых существ она служит средой обитания.

Вода – самое распространенное вещество на планете. 71 % поверхности Земли занято гидросферой. Мировые запасы воды на планете оцениваются в 1,45 млрд. км3, но пресные воды составляют только 2 % общих запасов. 70 % объема пресных вод сосредоточены в полярных льдах и снегах, айсбергах и горных ледниках. Около 30 % пресных вод приходятся на подземные воды, реки, озера и водохранилища, которые и являются традиционными источниками водоснабжения.

Гидросфера – водная оболочка Земли и подземных вод. Масса всей воды примерно 1500 трлн.тонн, из нее пресной воды только 31 трлн.тонн, из этого количества 96% находится в качестве льда на полюсах и в горах.

Водные ресурсы – это все пригодные к использованию запасы поверхностных и подземных вод, включая почвенную и атмосферную влагу.

Водные ресурсы включают в себя поверхностную и подземную составляющие. Общие поверхностные воды Республики Беларусь в средний по водности год составляют 58 км3, из которых 64 % формируется в пределах республики. Примерно 55 % речного стока приходится на реки бассейна Черного моря и 45 % – Балтийского. Естественные ресурсы подземных вод в Республике Беларусь составляют 15,8 км3 в год, а разведанные утвержденные запасы – 2,3 км3.

Поверхностные водные ресурсы РБ оцениваются в год в 58 км3.

Ресурсы подземных вод РБ оцениваются в 16 км3.

Природные воды в Беларуси используются на следующие цели:

1) хозяйственно-питьевое водоснабжение; 2) производственные нужды;

3) сельхозводоснабжение; 4) рыбно-прудовое хозяйство;

5) орошение; 6) гидроэнергетику; 7) судоходство; 8) отдых.

Водное хозяйство – отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной подземных и поверхностных вод от загрязнения и истощения.

На территории Беларуси имеется 20800 рек, 10000 озер и 144 водохранилища.

Водопотребители – это субъекты хозяйствования, которые изымают воду из ее источников (сельское хозяйство, промышленность, коммунальное хозяйство).

Водопользователи – водный транспорт, рыболовное хозяйство.

Классификация водных ресурсов:

- искусственные (это пруды и водохранилища);

- естественные (которые в свою очередь делятся на: 1) водотоки – это реки и ручьи; 2) водоемы – это озера).

Реки бывают:

- малые (длина менее 100 км);

- средние (от 100 до 500 км);

- большие (длина более 500 км).

Самые крупные реки Беларуси – это Березина, Днепр, Западная Двина, Неман, Припять, Сож.

2

Вода — один из важнейших факторов климатообразования.

Недостаточность или избыток воды определяют условия существования природных и сельскохозяйственных биоценозов. Регионы с большим и малым количеством атмосферных осадков отличаются климатическими условиями для пастбищного скотоводства, выращивания с/х культур. Поэтому важную роль играют работы по орошению засушливых земель и осушению избыточно увлажненных. Не менее важным является значение водных растворов в химии и биологии. Наличие тех или иных элементов может негативно влиять на человека и на растения, поэтому ученые используют разнообразные обезжелезиватели и фильтры для очищения воды.

Большинство химических превращений пытаются проводить в растворах, поскольку они позволяют осуществлять реакции быстро и в контролируемых условиях. Кроме этого, растворы легко смешиваются и дозируются. В биологии роль растворов исключительно велика, так как водные растворы являются естественной средой, в которой развиваются все клеточные процессы. В воде возникла жизнь. Растения добывают азот, фосфор, калий и микроэлементы из водных растворов почвы. Грунт без воды мертв.

Минеральный состав морской воды, воды рек и озер, грунтовых вод, почвенных растворов определяется главным образом растворенными в них гидратированными ионами сильных электролитов. Растения и животные усваивают биологически активные элементы и используют их в своем метаболизме в виде гидратированные ионы, большая часть которых также образуется в результате диссоциации сильных электролитов.

Важную роль играют также слабые электролиты. Наиболее распространенным слабым электролитом природе является вода. Без нее не может происходить большое количество геохимических и агрохимических процессов, а также не возможно осуществление биохимических процессов. Вода является важной составляющей всех живых организмов. Основная масса воды, входящая в состав организма, называется интра-целлюлярной (72%). Остальная вода (28-30%) находится в межклеточном пространстве и называется экстра-целлюлярной (внеклеточной).

Функции воды разнообразны. С участием воды осуществляются реакции гидролиза, гидратации, дегидратации, синтеза, расщепления биополе мэров. Кроме того, вода обеспечивает ионное равновесие в организме, от которой зависит нормальное течение многих процессов, биохимических превращений и является основой жизнедеятельности организма.

Итак, вода занимает особое место среди химических соединений по важности в самых процессах и явлениях живой и неживой природы, а также практическом использовании ее человеком.

3

Загрязнение воды – это процесс, который делает воду непригодной для ее дальнейшего употребления. И это одна из глобальных проблем современности.

Основных источников загрязнения воды несколько:

1. Загрязнение воды населенными пунктами.
2. Промышленное загрязнение воды.

Один из крупнейших источников загрязнение воды в развитых странах – промышленность (превышает количество бытовых сточных вод почти в 3 раза). С помощью воды в промышленности проходит огромное количество процессов. К примеру, она может выступать охладителем, может использоваться для промывания различных материалов. Больше всего сточных вод дают такие отрасли промышленности, как нефтеперерабатывающая, целлюлозно-бумажная, черная металлургия и промышленность органического синтеза.

Тут следует упомянуть о так называемом тепловом загрязнении, когда в реки и озера выбрасывается, вроде как, и чистая воды, но ее температура чуть выше в сравнении с температурой воды в водоеме. Это может быть довольно опасным. Известны примеры, когда из-за повышения температуры воды в водоеме гибла рыба, чрезмерно разрастались водоросли и сорные водные растения. В итоге претерпевала изменения вся водная среда.

1. Сельскохозяйственное загрязнение воды.

Один из крупнейших потребителей воды – сельское хозяйство.

В данной отрасли она активно используется для полива. Вода, которая стекает с полей, содержит в себе частицы почвы, различные химические соединения (инсектициды, неорганические и органические удобрения, гербициды и т.д.). Плюс к этому, в воду попадает огромное количество органических отходов с ферм, а также при переработке сельскохозяйственной продукции.

Среди основных загрязнителей выступают стоки животноводческих ферм, ядохимикаты, особенно долгоживущие, минеральные удобрения. До 40% используемых на полях удобрений оказывается в воде. Попадание в естественные экосистемы ядохимикатов и минеральных удобрений вызывает массовую гибель рыб, насекомых, птиц и других животных.

1. Бытовое загрязнение воды.

Чем выше уровень жизни, тем человек расходует больше воды. В менее развитых странах, к примеру, африканских, на человека приходится до 20 литров воды в день, а в таких странах, как США, человек тратит до 700 литров за сутки. Разница колоссальна. На что уходит такое непривычно огромное количество жидкости у среднестатистического американца? На приготовление еды, мытье, посещение туалета, уборку, стирку и т.д., полив газона. Сюда включается также вода, идущая на тушение пожаров, мытье улиц и т.д.

Вся отработанная жидкость образует так называемые бытовые сточные воды и поступает в канализацию. В растворенном виде в ней присутствует огромное количество мыла, стиральных порошков, моющих средств, отбеливателей и другой бытовой химии. Плюс туалетная бумага, органические отходы жизнедеятельности, некоторые пищевые отходы. Также не стоит забывать, что талая и дождевая вода смывают с тротуаров и проезжей части средства, ускоряющие таяние снега и льда, песок, соли и другие вредоносные соединения.

1. Нефть и нефтипродукты.

Среди загрязнителей водной среды на первом месте стоят нефть и нефтепродукты. По данным ученых, в настоящее время до 20% поверхности Мирового океана покрыто нефтяными пленками. Ежегодно в воды попадает около 4 млн тонн нефти и нефтепродуктов. Толщина нефтяной пленки может достигать толщины 2 см. Она стойка к окислению, достаточно подвижна и может распространяться на расстояние до 300 км от места попадания в воду.

Нефть является причиной гибели животных от отравления и потери гидрофобности покровов, вызывает нарушение кислородного обмена в водных экосистемах, препятствует доступу этого жизненно необходимого газа в водную среду. Последствия подобного явления – массовая гибель водных животных и, как следствие, изменении видовой структуры водных биоценозов.

1. Радиоактивные вещества.

Огромную опасность для водоемов и водотоков представляют радиоактивные вещества, соединения тяжелых металлов. Так, ежегодно в воды Мирового океана попадает около 200000 т свинца, до 5000 т ртути и кадмия. В моря иногда осуществляется простой слив радиоактивных отходов.

Дополнение: Значительно загрязняются водоемы и водотоки синтетическими поверхностно – активными веществами (СПАВ). Они входят в состав синтетических моющих средств (СНС). Присутствие этих веществ в воде придает ей неприятный вкус и запах.

На что влияет загрязнение воды?

Прежде всего, в жидкости уменьшается количество кислорода. Это происходит из-за активного разложения органических остатков в воде аэробными бактериями. Они для переработки различных органических загрязнителей используют кислород, растворенный в жидкости, и выделяют взамен углекислый газ. Получается, что живые существа, которые обитают в загрязняемых водоемах, гибнут и непосредственно под действием вредоносных веществ, и из-за нехватки кислорода для поддержания жизнедеятельности. Также к снижению в воде концентрации кислорода приводит и вышеописанное тепловое загрязнение воды.

Из-за насыщения воды некоторыми видами загрязнений (азот, фосфор) ускоряется процесс эвтрофикации, что приводит к быстрому зарастанию водоемов и их исчезновению.

Нельзя не вспомнить о пестицидах. Эти вещества используются в сельском хозяйстве для борьбы с насекомыми, сорняками и прочими вредителями. В то же время, они признаны экологически небезопасными. Имеют свойство накапливаться в различных организмах, циркулировать внутри пищевых цепей. Их структура не поддается химическому либо биологическому разложению. Таким образом, они постепенно накапливаются в живых организмах и оказывают на них свое негативное влияние.

Не стоит забывать о радиологическом загрязнении воды. Радиоактивные изотопы являются по своей природе устойчивыми, также, как и пестициды, способны циркулировать в пищевых цепях. А радиация, как известно, способна разрушить ткани живых организмов, вызвать генетические мутации, бесплодие и даже гибель организма.

На жизнедеятельность живых организмов оказывают влияние тяжелые металлы (мышьяк, ртуть, свинец, кадмий), которые попадают в водоемы с промышленными сточными водами. Они также имеют свойство накапливаться. Человек, который съел даже замороженную рыбу, подверженную воздействию метилртути (одна из ядовитых форм ртути), может умереть.

Способны принести вред природе и человеку в частичности другие неорганические загрязнители воды – железо, марганец, медь, цинк, хлорид и сульфат натрия и т.д.

В быту мы можем защитить себя от вредоносных веществ, которые могут содержаться в воде, с помощью бытовых фильтров очистки питьевой воды. Но стоит задуматься не только о своей безопасности, но и о благополучии всего окружающего мира.

4

Все виды загрязнения подземных и поверхностных вод можно свести к нескольким типам. Прежде всего, это химическое загрязнение сбросами вредных веществ: тяжелых металлов, фенолов, кислот, щелочей, цианидов и других минеральных и органических токсических веществ.

Химическое загрязнение – увеличение содержания в воде минеральных и органических примесей.

Сюда же можно отнести и загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей. Загрязнители этого типа действуют на окружающую среду непосредственно, реагируя с теми или иными компонентами живой природы.

Второй тип загрязнителей - вещества, действующие медленно и относительно скрыто, хотя нередко довольно трудно различить скрытое или явное действие токсикантов. Это нефтяные углеводороды, продукты производства фенолов, галогенпроизводные инсектициды, гербициды, синтетические детергенты (применяющиеся в промышленности и в быту моющие средства).

Следующая группа загрязнителей - это органические вещества, способные к ферментации. Этот тип загрязнения относится к биологическому. Оно может возникнуть как следствие канализационного стока в реки либо без очистки, либо при недостаточной очистке, а также сброса промышленных предприятий - целлюлозно-бумажных, пищевых и текстильных.

Биологическое загрязнение – изменение количества и видового состава бактерий, грибов и других организмов водоема.

Основными загрязняющими веществами являются органические вещества, нефтепродукты, взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, азот, медь и другие металлы (железо, цинк, никель, хром).

Повышение биологической продуктивности водных экосистем в результате обогащения их питательными веществами (в первую очередь, азотом и фосфором) называется эвтрофикацией.

Основные факторы эвтрофикации – минеральные удобрения, моющие средства, бытовые и промышленные стоки, животноводческие комплексы, подогретые воды, рекреационное воздействие.

По химическому составу определяется качество природных вод.

При оценке качества поверхностных вод в Республике Беларусь используется индекс загрязненности вод (ИЗВ).

Нельзя не упомянуть и радиоактивное загрязнение. До 1986 г. (авария на Чернобыльской АЭС) оно рассматривалось как загрязнение косвенное, затрагивающее в основном биологию человека. Феномен Чернобыльской аварии заставил пересмотреть эту точку зрения и признать огромную опасность, исходящую от радиоактивных загрязнителей не только для человека непосредственно, но и для всей биоты в целом.

Следующую группу составляют механические загрязнители, опасность которых также до недавнего времени преуменьшали.

Это твердые инертные вещества: глина, шлам, песок, шлак, отходы соледобывающей и угольной промышленности.

И последнее в перечне - тепловое загрязнение, в основном сбросов тепловых и атомных электростанций. Это загрязнение особенно в сочетании с другими типами загрязнителей, составляет собой серьезную проблему для будущего.

5

В связи с опасностью, которую представляют загрязняющие вещества, попадающие в окружающую среду, в том числе в водоемы, в разных странах и в Беларуси осуществляется экологическое нормирование. Система нормативно-технического обеспечения включает нормативы ПДК и ПДС (предельно-допустимых сбросов). ПДК (предельно-допустимая концентрация) – это количество вредного вещества в окружающей среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени, практически не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Пороговые значения вещества, при которых в организме еще не может произойти никаких необратимых патологических изменений, принимаются в качестве ПДК. Значение ПДК устанавливается органами здравоохранения. Имеются ПДК для многих вредных, опасных веществ. Применительно к таким веществам верхний предел не должен превышаться, ни при каких условиях. Основным средством для соблюдения ПДК является установление ПДВ (предельно-допустимых выбросов). Они являются научно-техническим нормативом, установленным для каждого источника загрязнения, исходя из условия, что сбросы загрязняющих веществ не создадут концентраций, превышающих установленные нормативы.

Предельно допустимые концентрации (ПДК) - максимальная концентрация вещества в воде, которая при поступлении в организм в течение всей жизни не должна оказывать прямого или опосредованного влияния на здоровье населения в настоящем и последующих поколениях, в том числе в отдаленные сроки жизни, а также не ухудшать гигиенические условия водопользования.

На территории Республики Беларусь действуют санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы, отраженные в ряде документов:

1 Сборник гигиенических нормативов по разделу коммунальной гигиены. Республиканские санитарные правила, нормы и гигиенические нормативы. Министерство здравоохранения Республики Беларусь. – Мн., 2004. – 96 с.

2 13.060.10 Вода естественных источников. СанПин 2.1.2.12–33–2005. Гигиенические требования к охране поверхностных вод от загрязнения.

3 13.060.20 Питьевая вода. СанПин. Гигиенические требования к питьевой воде, расфасованной в емкости (Постановление Министерства здравоохранения Республики Беларусь от 29.06.2007 № 59).

4 СанПин 2.1.4.12–23–2006. Санитарная охрана и гигиенические требования к качеству воды источников централизованного питьевого водоснабжения населения (Постановление Главного государственного санитарного врача Республики Беларусь от 22.11.2006 № 141).

5 13.060.50 Исследования воды для определения содержания химических веществ. ГН 2.1.5.10–20–2003. Ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

6 ГН 2.1.5.10–21–2003. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.

7 СП 2.1.4.12–3–2005. Санитарные правила для хозяйственно-питьевых водопроводов.

Приведенный перечень документов отражен в Каталоге СанПин по состоянию на 01.05. 2008 г. (НП РУП «Белорусский государственный институт стандартизации и сертификации – БелГИСС, Минск, 2008).

Значения ПДК 16 показателей, принятых в странах Днепровского бассейна (РБ, РФ, Украина), ЕС, США, ВОЗ приводятся в книге «Трансграничный диагностический анализ бассейна реки Днепр. Программа экологического оздоровления бассейна реки Днепр. – Мн., 2003. – 217 с.».

ПДК некоторых показателей, имеющихся в указанной работе, для водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения следующие: рН – 6–9 (РБ и РФ), 6,5–8,5 (Украина), кислород, мг/дм3 (концентрация других показателей приводится в таких же единицах) – 4 (РБ, РФ, Украина), БПК5 (БПК – биохимическое потребление кислорода, выражается концентрацией кислорода в мг/дм3, БПК5 – утрата кислорода в 5-и суточной пробе, дает представление о количестве растворенных и взвешенных веществ в воде) – 6,0 (РБ), 2,0–4,0 (РФ), 4,0 (Украина), аммонийный азот-N – 1,0 (РБ), 2,0 (РФ, Украина), нитритный азот-N – 0,99 (РБ), 0,91 (РФ) и 1,0 (Украина), нитратный азот-N – 10,2 (РБ, РФ, Украина), РО4-Р – 0,2 (РБ), 1,14 (РФ, Украина), нефтепродукты – 0,3 (РБ, РФ, Украина), фенолы – 0,001 (РБ, РФ, Украина), СПАВ – 0,5 (РБ, РФ). Нормы для источников питьевого водоснабжения: рН – 6,5–8,5 (ЕС), аммонийный азот-N – 0,39 (ЕС), 1.5 (ВОЗ), нитритный азот-N – 0,91 (ВОЗ), нитратный азот-N – 11,3 (ЕС, ВОЗ), РО4 -Р – 0,15 (ЕС).

В водоемах и водотоках происходит естественный процесс самоочищения воды. Пока промышленно-бытовые сбросы были невелики, водоемы и водотоки сами справлялись с ними. В наш индустриальный век, в связи с резким увеличением количества отходов, происходит нарушение процессов самоочищения. Возникает необходимость обезвреживать и очищать сточные воды.

Очистка сточных вод – это обработка сточных вод с целью разрушения или удаления из них вредных веществ. Освобождение сточных вод от загрязнения – сложное производство. В нем, как и в любом другом производстве, имеется сырье (сточные воды) и готовая продукция (очищенная вода). Схема очистки сточных вод дана на рисунке 1.

Рисунок 1. – Блок-схема очистных сооружений канализации (по А. С. Степановских, 2003)

1 – сточная жидкость; 2 – узел механической очистки; 3 – узел биологической очистки; 4 – узел дезинфекции; 5 – узел обработки осадка; 6 – очищенная вода;

7 – обработанный осадок. Сплошной линией показано движение жидкости, пунктиром – движение осадка

Методы очистки сточных вод можно разделить на механические, химические, физико-химические и биологические, когда же они применяются вместе, то метод очистки и обезвреживания сточных вод называется комбинированным. Применение того или иного метода в каждом конкретном случае определяется характером загрязнения и степенью вредности примесей.

Индекс загрязнения воды. Вычисление ИЗВ основывается на расчете среднегодовых концентраций шести ингредиентов, два из которых являются обязательными: растворенный кислород и БПК5, остальные четыре выбираются исходя из приоритетности превышения ПДК.

, (1)

где Сi – концентрация i-го показателя в воде, мг/дм3; ПДКi – предельно допустимая по i-му показателю, мг/дм3.

Класс качества и степень загрязнения воды определяются из таблицы 1.

Величина ИЗВ	Степень загрязнения	Класс качества воды
Менее или равно 0,3	Чистые	I
Более 0,3 до 1	Относительно чистые	II
» 1 » 2,5	Умеренно загрязненные	III
» 2,5 » 4	Загрязненные	IV
» 4 » 6	Грязные	V
» 6 » 10	Очень грязные	VI
Более 10	Чрезвычайно грязные	VII

6

Из-за пренебрежения методами очистки сточных вод ухудшается вода в реках и озерах, загрязняются грунтовые воды. Промышленные предприятия и городская канализация спускают сточные воды, которые изменяют химический и физический состав воды: растет температура, появляется мутность, изменяется цвет и запах, на поверхности появляются плавающие пятна, на дне образуется осадок, увеличивается количество органических и неорганических соединений, уменьшается наличие кислорода, в воде появляются бактерии и вирусные палочки.

Такая вода становится опасной даже для полива и купания, не говоря уже о том, чтобы использовать ее в качестве питьевой, в ней гибнет рыба и прибрежная растительность. Методы очистки сточных вод направлены на предотвращение подобных ситуаций. Спуск сточных вод не должен ни каким образом отразиться на качестве воды в озере и жизни его обитателей. Для этого были разработаны механические, физико-химические и биологическиеметоды очистки сточных вод.

Для примера представим предприятие, которое добросовестно относится к методам очистки сточных вод. На таком предприятии строятся целые очистные сооружения. Главный метод очистки сточных вод - механический. Если кроме твердых нерастворимых частиц в стоках присутствуют опасные химические элементы и микроорганизмы, то механический метод очистки сточных вод дополняется биологической или физико-химической очисткой. Перед тем, как сбросить в водоем, очищенные сточные воды подвергаются обеззараживанию. Осадок и избыточная биомасса также тщательно обрабатывается. На некоторых предприятиях после проведенных методов очистки сточные воды возвращаются в оборотную систему водообеспечения производства.

Из всех методов очистки сточных вод механическая используется для удаления нерастворенных минеральных и органических веществ. Это метод предварительной очистки сточных вод для подготовки воды к другим процессам. На этом этапе количество твердых частиц снижается до 90%, а органических - до 20%. Механическая очистка сточных вод осуществляется с применением различных решеток, уловителей, отстойников и фильтров.

Такой метод очистки сточных вод, как биологический, применяется для очищения коммунальных и промышленных сбросов. Метод базируется на процессе биологического окисления органических примесей. Окисление проводится при участии микроорганизмов: бактерии, простейшие, водоросли, грибы. Все они взаимодействуют между собой за счет метабиоза, симбиоза и антагонизма.

Химические и физико-химические методы очистки сточных вод наиболее важны при работе со стоками и приносят хорошие результаты. Часто они используются вместе с механическими и биологическими методами очистки сточных вод. Для физико-химического метода очистки сточных вод очистки необходимо выделение взвешенных веществ. Добиться этого можно в процессе коагуляции (мелкие частицы соединяются друг с другом и образуют более крупные). Физико-химический метод очистки сточных вод включает в себя флотацию, сорбцию, ионный обмен и электрохимическую очистку, гиперфильтрацию, нейтрализацию, экстракцию, эвапорацию, выпаривание, испарение и кристаллизацию.

Если бы на деле методы очистки сточной воды применялись на всех предприятиях, то наша жизнь стала намного чище и приятней. А пока не стоит удивляться, когда вы узнаете, что водопроводная воды содержит свинец, нитраты, нитриты, медь и другие опасные элементы. Если вы не хотите это пить, ставьте бытовые фильтры для воды. Чтобы обезопасить себя и во время стирки и принятия душа, тогда вам еще нужен и магистральный фильтр для воды. Через такой барьер не пройдут никакие загрязнения.

7

Охрана и рациональное использование водных ресурсов:

1. Защита и сохранение водных ресурсов:

1.1. создание и укрепление технических и институциональных возможностей в целях выявления и охраны потенциальных источников водоснабжения в рамках всех слоев общества;

1.2. определение потенциальных источников водоснабжения и подготовка национальных водных кадастров;

1.3. разработка национальных планов защиты и сохранения водных ресурсов;

1.4. восстановление важных, но повергшихся деградации районов водосбора, особенно на небольших островах;

1.5. укрепление административных и законодательных мер в целях предотвращения посягательств на существующие и потенциально пригодные к использованию водосборные площади;

2. Предупреждение загрязнения воды и меры по борьбе с загрязнением:

2.1. применение там, где это необходимо, принципа "загрязнитель платит" ко всем видам источников загрязнения, включая санитарно-профилактические меры на промышленных объектах и за их пределами;

2.2. поощрение строительства очистных сооружений для бытовых и промышленных сточных вод, а также разработка соответствующих технологий с учетом традиционной местной практики;

2.3. установление норм в отношении сброса сточных вод и тех вод, в которые они сбрасываются;

2.4. применение мер предосторожности при регулировании качества воды там, где это необходимо, с упором на минимизацию и предотвращение загрязнения посредством использования новых технологий, изменения продукции и производственных процессов, сокращения загрязнения у источника и повторного использования сточных вод, рециркуляции и регенерации, очистки и экологически безопасного удаления сточных вод;

2.5. обязательная экологическая экспертиза всех крупных водохозяйственных проектов, способных нанести ущерб качеству воды и водным экосистемам, при одновременной разработке надлежащих мер по ликвидации такого ущерба и усилении контроля за новыми промышленными установками, местами сброса твердых отходов и проектами развития инфраструктуры;

2.6. принятие решений в данной области на основе оценки риска и регулирования степени риска и обеспечение выполнения принятых решений;

2.7. определение и применение наиболее рациональных, с экологической точки зрения, и относительно недорогостоящих методов с целью предупредить распространение загрязнения, а именно путем ограниченного, рационального и планомерного использования азотных удобрений и других агрохимикатов (пестицидов, гербицидов) в сельскохозяйственной практике; поощрение и стимулирование использования должным образом обработанных и очищенных сточных вод в сельском хозяйстве, аквакультуре, промышленности и других секторах;

3. Разработка и применение экологически чистой технологии:

3.1. контроль за сбросом промышленных отходов, включая использование мало отходных производственных технологий и рециркуляцию воды, на комплексной основе и путем принятия мер предосторожности с учетом всестороннего анализа жизненного цикла;

3.2. очистка и безопасное повторное использование коммунально-бытовых сточных вод в сельском хозяйстве и аквакультуре;

3.3. разработка биотехнологии, в частности для обработки отходов, производства биоудобрений и т.д.;

3.4. разработка соответствующих методов борьбы с загрязнением вод с учетом обоснованной традиционной и местной практики;

4. Защита подземных вод:

4.1. разработка сельскохозяйственных методов, которые не приводят к деградации подземных вод;

4.2. применение необходимых мер в целях уменьшения последствий вторжения соленых вод в водоносные слои малых островов и прибрежных равнин в результате повышения уровня моря или чрезмерной эксплуатации прибрежных водоносных слоев;

4.3. предотвращение загрязнения водоносных слоев путем регулирования проникающих в почву токсичных веществ и создания водоохранных зон в районах подпитывания и забора подземных вод;

4.4. проектирование и эксплуатация мусорных свалок на основе надежной гидрогеологической информации и экологической экспертизы с использованием наиболее целесообразной и наилучшей имеющейся технологии;

4.5. содействие принятию мер по повышению безопасности и сохранности районов расположения скважин и их устьев в целях сокращения количества биологических патогенов и вредных химикатов, проникающих в водоносные горизонты в этих районах;

4.6. проведение, по мере необходимости, мониторинга качества поверхностных и подземных вод, на которые могут отрицательно влиять места захоронения токсичных и опасных материалов;

5. защита водных экосистем:

5.1. оздоровление загрязненных и деградировавших водоемов с целью восстановления водной среды и экосистем;

5.2. программы восстановления для сельскохозяйственных земель и для других пользователей с учетом эквивалентных мер по защите и использованию ресурсов подземных вод, имеющих важное значение для продуктивности сельского хозяйства и биоразнообразия тропических районов;

5.3. сохранение и защита с учетом социально-экономических факторов водно-болотных угодий (по причине их экологической значимости для многих видов в качестве их местообитания);

5.4. борьба с вредными акватическими видами, которые могут уничтожать некоторые другие обитающие в водной среде виды;

6. Защита живых ресурсов пресных вод:

6.1. контроль и мониторинг качества воды с целью обеспечения устойчивого развития рыболовства во внутренних водах;

6.2. защита экосистем от загрязнения и деградации с целью обеспечения развития проектов аквакультуры в пресных водах;

7. Контроль и наблюдение за водными ресурсами и водами, в которые сбрасываются отходы:

7.1. создание сетей мониторинга и постоянного контроля за водами, в которые поступают отходы, а также за точечными и рассеивающими источниками загрязнения;

7.2. поощрение и более широкое проведение экологических экспертиз географических информационных систем;

7.3. наблюдение за источниками загрязнения с целью обеспечения их большего соответствия нормам и положениям в этой области, а также для регулирования выдачи разрешений на сброс отходов;

7.4. контроль за использованием в сельском хозяйстве химических веществ, которые могут оказать вредное воздействие на окружающую среду;

7.5. рациональное землепользование с целью предупреждения деградации земель, эрозии и заиливания озер и других водоемов;

8. Разработка национальных и международных правовых документов, которые могут потребоваться для сохранения качества водных ресурсов в первую очередь для следующих целей:

8.1. мониторинга и контроля за загрязнением национальных и трансграничных вод и его последствиями;

8.2. контроля за переносом загрязнителей на большие расстояния через атмосферу;

8.3. контроль за случайными и/или произвольными сбросами в национальные и/или трансграничные водоемы;

8.4. проведения экологических экспертиз.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

Уровень представления

1.Назовите количество рек и озер в Республике Беларусь.

2.Перечислите источники загрязнения водоемов.

Уровень понимания

1. Какие виды загрязняющих веществ поступают в водные источники?
2. Способы очистки водных источников.
3. Что собой представляет самоочищение воды?

Уровень умения

1.Расскажите о мероприятиях по охране малых рек и озер.

Вопросы для самоконтроля

1. Какое значение имеет вода в природе и сельском хозяйстве?

2. Назовите причины увеличения потребности в воде.

3. Назовите источники загрязнения вод и перечислите вещества-загрязнители.

4. Какие Вы знаете способы очистки сточных вод?

5.В чем состоит правовая охрана вод и как она осуществляется?

Состояние загрязнения поверхностных и подземных вод в Республике Беларусь 
В Белорусском отделении Академии жилищно-коммунального хозяйства рассмотрены проблемы водоснабжения и водоотведения. Сегодня мы публикуем выступления, доклады и разработки членов академии, посвященные состоянию водных ресурсов и водоочистке.

Защита водных экосистем от различных источников загрязнения в последние годы стала во главу водоохранной деятельности в большинстве стран мира. Важное значение придается координированию усилий между органами землепользования и управления водными ресурсами. Все больше внимания уделяется многоцелевому использованию водных объектов для целей водоснабжения, гидроэнергетики, транспорта, промышленности, сельского хозяйства, рыболовства, рекреационных целей.

Принято считать, что дефицит в воде становится ощутимо заметным, если забор воды на душу населения составляет менее 1700 м 3 в год. К настоящему времени в 22 странах мира годовое водопотребление не превышает 1000 м 3 в год. По оценкам Мирового банка, в 2025 году уже 32 страны мира с населением свыше трех миллиардов человек будут испытывать хронический дефицит в воде.

Беларусь располагает достаточными ресурсами возобновляемых пресных поверхностных и подземных вод для удовлетворения как текущих, так и ожидаемых в перспективе потребностей в воде. В средний по водности год ресурсы речных вод в Республике Беларусь составляют 57,9 км 3, а естественные ресурсы пресных подземных вод - 15,9 км 3, в то время как отбор вод на бытовые и хозяйственные нужды не превышает 5-7% от ежегодно возобновляемых водных ресурсов. Кроме того, более половины от объема забираемой воды после очистки повторно сбрасывается в водные объекты.

К настоящему времени интенсивная хозяйственная деятельность на территории республики уже привела к серьезной деградации ее водного фонда. Почти повсеместно сохраняется тенденция ухудшения качества поверхностных и грунтовых вод, учащаются случаи техногенного загрязнения глубоких водоносных горизонтов. В результате крупномасштабных осушительных работ резко изменился водный режим многих малых рек.

В ряде регионов ощущается реальная нехватка пресной воды питьевого качества. Имеет место расточительное использование воды в коммунальном хозяйстве городов, на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях. Ввиду общих недостатков в природоохранной деятельности существенен вклад сбросов в водные объекты различных загрязняющих веществ с поверхностным стоком (частично организованным в городах и неупорядоченным в сельской местности). Вследствие неравномерного распределения водных ресурсов на территории республики в пределах многих промышленных районов имеет место высокая степень использования эксплуатационных запасов подземных вод. Практически полностью используются запасы подземных вод (75-125%) в Минском, Узденском, Несвижском, Пружанском, Каменецком, Поставском и Кричевском районах, а в Чашницком, Кормянском, Любанском и Климовичском районах превышение эксплуатационных запасов составляет 130-150%.

Наряду с количественными показателями, которые для нашей республики в целом достаточно благополучны, при оценке водных ресурсов необходимо учитывать и их качественные характеристики.

Подземные воды более чем в 70% разведанных месторождений Республики Беларусь не отвечают санитарно-гигиеническим требованиям, предъявляемым к качеству природных вод, обладают высокой коррозионной активностью и поэтому без предварительной очистки и стабилизационной обработки не могут быть использованы для целей питьевого водоснабжения.

На многих водозаборах, расположенных вблизи промышленных предприятий и в зоне застройки городских территорий, в последние годы все чаще имеют место факты локального загрязнения подземных вод. Ухудшение качества подземных вод наблюдается на 36 водозаборах республики, а на 13 - содержание загрязняющих веществ по одному или нескольким ингредиентам превышает предельнодопустимые концентрации.

Отличительной особенностью водных ресурсов Республики Беларусь является их принадлежность к бассейнам Черного и Балтийского морей, обусловливающая тесные территориальные и хозяйственные связи с сопредельными странами (Россией, Украиной, Польшей, Литвой и Латвией), и необходимость выполнения определенных международных обязательств, поскольку до 80% стока рек формируется на территории Беларуси.

Несмотря на то, что в настоящее время на территории республики очистке подвергается значительная часть бытовых и производственных стоков, не все города, не говоря уже о сельских населенных пунктах, имеют очистные сооружения и далеко не везде обеспечивается должный эффект очистки.

В 1997г. в водные объекты на территории республики поступило 1172 млн м 3 очищенных стоков. Со сточными водами городов и промышленных предприятий в реки было сброшено 12,1 тыс. тонн органических веществ, 0,3 тыс. тонн нефтепродуктов, 6,4 тыс. тонн азота аммонийного, 474 тонны металлов.

Несмотря на то, что за период с 1993 по 1997 гг. сброс сточных вод в водные объекты снизился на 38% (с 1898 до 1172 млн м 3), в том числе загрязненных и недостаточно очищенных на 75% (с 111 до 27 млн м 3 в год), а использование свежей воды на производственные нужды уменьшилось на 32% (с 801 до 541 млн м 3 в год), забор свежей воды на питьевые нужды существенно не изменился (возрос на 13,6% с 712 млн м 3 в 1994 г. до 785 млн м 3 в 1997 г.). Заметного улучшения качества поверхностных и подземных вод в республике не произошло. По некоторым загрязнителям в последние годы даже имеет место тенденция к их росту (азот аммонийный, металлы, взвешенные и органические вещества).

На основе оценок по объему воды (который требуется для разбавления стоков) сбрасываемых в реки до уровня предельно-допустимых концентраций, к числу наиболее загрязненных на территории Республики Беларусь по материалам 1997г. отнесены Днепр (13,0), Березина (10,0), Свислочь (7,9), Неман (2,1), Сож (1,2).

В ряде бассейнов рек уже не имеется резервов для разбавления сточных вод до нормативов рыбохозяйственного и культурно-бытового использования (р. Свислочь ниже г. Минска, р. Березина ниже г. Бобруйска, р. Западная Двина ниже г. Новополоцка, р. Случь ниже г. Солигорска и др.).

Выполненные в последние годы в ЦНИИКИВР расчеты по оценке баланса качества поверхностных вод показали, что определяющее влияние на качество речных вод оказывают рассредоточенные (неточечные) источники загрязнения, обусловленные преимущественно сельскохозяйственной деятельностью (животноводческие стоки, смывы с неканализованных территорий и с сельскохозяйственных угодий избытков органических и минеральных удобрений и пестицидов, сухие и мокрые выпадения из атмосферы и др.).

В бассейнах большинства рек нашей республики объем загрязнений, поступивших в реки и водоемы, обусловленных действием неточечных источников (азот аммонийный, нитратный, фосфаты, органические вещества), превышает 50% от их общего объема.

Тем не менее учета неточечных источников загрязнения в рамках системы государственного контроля в республике не ведется. Искаженная и неполная картина об источниках загрязнения рек и водоемов затрудняет объективную оценку проводимых и планируемых водоохранных мероприятий, не стимулирует сельхозпроизводителей к осуществлению природоохранной деятельности.

Существенное влияние на качество подземных и поверхностных вод в республике оказывают крупные животноводческие комплексы по выращиванию крупного рогатого скота и откорму свиней.

Наибольшее их количество сосредоточено в бассейне р. Неман (35 комплексов крупного рогатого скота из 115 в республике и 41 свинокомплекс из 114 по республике в целом).
На крупных комплексах неизбежно накапливается избыток отходов животноводства и свиноводства, которые в силу целого ряда причин не могут быть полностью утилизированы или использованы в виде органических удобрений (отсутствие герметичных хранилищ длительного хранения жидких отходов, невысокая удобрительная ценность навозной жижи, высокие транспортные расходы по доставке навоза на поля и др.).

Большинство из них не оборудовано очистными сооружениями и, по оценкам института геохимии и геофизики АН РБ, ежегодно около 92 млн м 3 жидких стоков сбрасывается в реки и водоемы, поступает на поля орошения и просачивается до уровня грунтовых вод.

По своему воздействию на природные объекты неочищенные стоки животноводческих комплексов эквивалентны отходам высшей категории вредности, в составе которых преобладают органические вещества, аммонийный азот, фосфаты, тяжелые металлы, оказывающие негативное влияние на воду, ухудшающие ее гигиенические и санитарно-химические показатели.

Животноводческие стоки характеризуются также исключительно высокой микробиологической загрязненностью. В частности, по данным Жлобинской и Речицкой СЭС, микробиологическое загрязнение в одиночных скважинах, расположенных вблизи животноводческих комплексов, в 10-15 раз выше, чем на скважинах групповых водозаборов.

На территориях, прилегающих к крупным комплексам, отмечается повреждение деревьев, закисление почв. Повышение кислотности почв увеличивает миграционную способность тяжелых металлов и способствует загрязнению ими подземных вод.

Интенсивная хозяйственная деятельность в бассейнах рек неизбежно приводит к загрязнению подземных вод, о чем свидетельствуют результаты обобщения данных режимных наблюдений и геолого-гидрологических съемок. В частности, если в период с 1965 по 1975 гг. среднее содержание нитратов в водах колодцев и мелких скважин (до 10 м), по данным съемочных работ, составляло 43 мг/л, то по результатам гидрохимического опробования, выполненного в 1976-1990 гг., средняя концентрация увеличилась и составила 58 мг/л. В 1996 г. около 50% проб вод из шахтных колодцев не соответствовали нормам по санитарно-химическим показателям, а 22,1% не отвечали гигиеническому нормативу по микробиологическому составу.

Вполне очевидно, что хозяйственное освоение новых водных объектов должно тесно интегрироваться с охраной экосистем, координироваться на местном, государственном и межгосударственных уровнях.

Принятие правительством Республики Беларусь в качестве программного документа модели устойчивого развития вызывает необходимость решения проблем восстановления благоприятной окружающей среды и природно-ресурсного потенциала страны для удовлетворения потребностей ее жителей.

Водное хозяйство является одной из базовых отраслей, успешное функционирование которой обеспечивает основу стабильного и устойчивого развития хозяйственного комплекса страны.

К сожалению, сложившаяся в настоящее время в республике система государственного управления использованием и охраной водных ресурсов и водным хозяйством не имеет четких очертаний, практически никто не несет прямой ответственности за нерациональное и неэффективное использование водных ресурсов. В Беларуси нет государственного органа, который отвечал бы за осуществление водохозяйственных функций по обеспечению населения, промышленности и сельского хозяйства водными ресурсами, выполнение мероприятий по улучшению состояния водных объектов и сохранение водного фонда, составлял, планировал и увязывал водохозяйственные балансы, определял и контролировал достижение целевых показателей качества вод.

Причины неблагополучия в водном хозяйстве, разумеется, не сводятся только к организационным проблемам. Сказывается и негативный опыт финансирования природоохранной деятельности по остаточному принципу, ощущается нехватка средств у общества и т.п., что не просто изменить в нынешних экономических условиях.

В большинстве развитых стран мира широко и эффективно используется бассейновый принцип управления водными ресурсами, о котором в водном кодексе Беларуси нет даже упоминания.

Применение бассейнового принципа позволяет более полно учитывать и использовать природно-ресурсный потенциал республики, замкнуть качество воды в речном бассейне на целевые показатели качества воды в водных объектах, а не на выходе из очистных сооружений, составлять и оптимизировать схемы комплексного использования водных ресурсов на основе разработки и применения экономико-экологических моделей развития территорий с учетом изменяющейся демографической ситуации и размещения производства.

Поскольку государственное управление в нашей стране строится по административно-территориальному принципу, при организации системы управления водопользованием необходимо обеспечить рациональное сочетание бассейнового и территориального принципов. В качестве основного принципа реформирования может быть рекомендован принцип самофинансирования.

При реформировании отрасли могут быть использованы следующие положения, эффективность применение которых в области управления и охраны вод доказана опытом многих стран мира.

- Вода является общенародным достоянием, она уязвима, и ее нужно охранять. Любому обустройству в бассейне реки должно предшествовать изучение вредных воздействий и последствий планируемых мероприятий. Стоки перед сбросом в водные объекты должны обязательно очищаться.

- Управление водными ресурсами должно осуществляться комплексно на всей водосборной площади больших речных бассейнов.

- Все ответственные лица и все водопользователи являются партнерами при принятии коллективных решений.

- Затраты на функционирование различных управленческих служб должны быть полностью компенсированы водопользователями бассейна реки с учетом количества и качества потребляемых вод и фактического вклада в ее загрязнение.

Система управления водными ресурсами должна обеспечивать: возможность учета реальных географических характеристик крупных водных бассейнов; удовлетворение запросов всех водопользователей и сохранение водных экосистем; координацию в действиях государственных властей и органов управления водным хозяйством; привлечение финансовых средств, достаточных для компенсации затрат на обустройство водозаборных сооружений, водопроводов и очистных сооружений; долгосрочное планирование, обеспечивающее возможность эффективного финансирования крупных водохозяйственных комплексов.

Бассейновый принцип управления водными ресурсами используется практически всеми государствами, граничащими с Республикой Беларусь, поэтому гармонизация экологического законодательства и методов управления водными объектами (в том числе и трансграничными) на его основе следует считать одними из наиболее актуальных задач в области гидроэкологии

.Г.А. ЩЕРБАКОВ, действительный член Белорусского отделения Академии ЖКХ, заместитель директора ЦНИИКИВР, к.т.н., г.Минск

Литература

1. Калицкая Н.Н. и др. Мониторинг поверхностных вод. - Мн., 2010.
2. Бобко А.В. и др. Локальный мониторинг сбросов сточных вод. - Мн., 2010.
3. Основные показатели использования вод в Республике Беларусь. ЦНИИКИВР, -Мн.,2010.
4. Инструкция о порядке установления нормативов допустимых сбросов химических и иных веществ в водные объекты. Утв. Постановлением Минприроды РБ 29.04.2008, №43 с изменениями и дополнениями утв. 29.12.2009, №71.
5. Коммунальное хозяйство Республики Беларусь. Национальный статистический комитет РБ, 2010.
6. Водный кодекс Республики Беларусь. 15.07.1998г. №191-3 (С изменениями и дополнениями).
7. Состояние природной среды Беларуси: Экологический бюллетень 2008г. / Под.ред. В.Ф.Логинова. - Мн., 209. - 406с.
8. Стратегия охраны окружающей среды Республики Беларусь на период до 2025 года (Проект). Минприроды РБ. - Мн., 2010.
9. Водная стратегия Республики Беларусь на период до 2020 года (Проект). Минприроды РБ. - Мн., 2010.

Седлухо Ю.П.,

БНТУ, проф., докт.техн.наук

Водные ресурсы, их состояние и охрана