169957 (Эколого-экономические аспекты использования водных ресурсов), страница 2

(в % к общему водопотреблению)⁴

Растет потребление воды в промышленном производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она явля­ется химическим реагентом, участвующим в производстве кис­лорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов. Вода — необходи­мый компонент в производстве строительных материалов: це­мента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышлен­ности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышлен­ности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50—150 м³ воды, 1 т меди — 500 м³, 1 т синтетического каучука и химических воло­кон — от 2 до 5 тыс. м³ воды.

Подавляющее число производств приспособлено к использо­ванию только пресных вод; новейшим отраслям промышленно­сти (производству полупроводников, атомной техники и др.) не­обходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с пи­тьем и пищей, в зависимости от климатических условий состав­ляет 9—10 л/сут. Значительно большее количество воды необхо­димо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30—50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализа­ции) до 275—400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопро­водом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-быто­вых условий жизни в городах и сельской местности влечет за со­бой рост потребления воды.

Рост промышленного и сельскохозяйственного производст­ва, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов России. Забор речных и под­земных вод постоянно возрастал, достигнув своей максималь­ной величины, равной 2,9 км³ в 1990 г. В результате спада про­изводства начиная с 1992 г. отмечается уменьшение водопотреб­ления в различных отраслях экономики. В 1999 г. оно составило 1,7 км³. Основным потребителем воды оказалось жилищно-ком­мунальное хозяйство — 46,0 % общего потребления; производ­ственное (промышленное) водоснабжение — 31,5 %; сельскохо­зяйственное водоснабжение и орошение — 9,7 %; рыбное прудо­вое хозяйство — 12,8 %. ⁵

По характеру использования водных ресурсов отрасли на­родного хозяйства делят на водопотребителей и водопользова­телей. При водопотреблении вода изымается из ее ис­точников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду, как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транс­порт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресур­сам разные требования, поэтому водохозяйственное строитель­ство наиболее целесообразно решать комплексно, учитывая осо­бенности каждой отрасли и те изменения в режиме подземных и поверхностных вод, которые возникают при строительстве гид­ротехнических сооружений и их эксплуатации и нарушают эко­логические системы. Комплексное использование водных ре­сурсов позволяет наиболее рационально удовлетворить потреб­ности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных соору­жений.

3. Загрязнение водоемов в связи с их использованием

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сброса в воду самых разнообразных загрязнителей антропоген­ного происхождения, а их естественные экосистемы разрушают­ся. Вода теряет способность к самоочищению.

Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельнос­тью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы под­держать эту способность. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и разнообразны, условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов, обусловливающих самоочище­ние водоемов, первостепенное значение имеют разбавление, рас­творение и перемешивание поступающих загрязнителей. Ин­тенсивное течение реки обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентрации взвешенных частиц; в озерах, водохра­нилищах, прудах действие физических факторов ослабевает. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствует самоочищению водоемов. Важ­ным фактором самоочищения является ультрафиолетовое излу­чение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обез­зараживание воды.

В процессе водоотведения — совокупности санитар­ных мероприятий и технических устройств — обеспечивается удаление сточных вод за пределы городов и других населенных мест или промышленных предприятий. Осуществляется водоотведение с помощью ливневой, промышленной и бытовой (внут­ренней и наружной) канализации.

Процессы интенсификации использования водных ресурсов, рост объема сточных вод, отводимых в водные объекты, тесно взаимосвязаны. При увеличении водопотребления и водоотведе­ния главная опасность заключается в ухудшении качества во­ды. Более половины стоков, сбрасываемых в поверхностные во­доемы земного шара, не проходят даже предварительной очис­тки. Для сохранения самоочищающей способности воды необхо­димо более чем десятикратное разбавление стоков чистой водой. Согласно расчетам, на обеззараживание сточных вод в настоя­щее время расходуется 1/7 часть мировых ресурсов речного сто­ка. Если сброс сточных вод будет возрастать, то в ближайшее де­сятилетие для этой цели потребуется расходовать все мировые ресурсы речного стока.

Основными источниками загрязнения являются сточные во­ды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в горо­дах и смыв дождевыми потоками ядохимикатов и удобрений с полей. Сточные воды промышленных предприятий образуются на различных стадиях технологических процессов.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышлен­ностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано рас­пространение в водоемах самых стойких загрязнителей — нефтя­ных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной повер­хности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км², затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседаю­щую на жабрах рыб. Тяжелые масла — мазут — оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб.

Основными факторами воздействия теплоэнергетики на гид­росферу являются выбросы теплоты, следствиями которых мо­гут быть: постоянное повышение температуры в водоемах, за­растание водоемов водорослями, нарушение кислородного ба­ланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Велико воздействие на окружающую среду гидроэлектрос­танций, которое проявляется как в период строительства, так и эксплуатации. Сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологи­ческого и биологического режимов рек. На мелководье водохра­нилищ широко распространено "цветение" воды — результат нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в про­цессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригод­ной для питья и даже для купания.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Они содержат органи­ческие вещества, которые в процессе окисления поглощают кис­лород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприят­ный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств, горно­добывающей промышленности засоряют воду солями и раство­рами. Особенно опасны соединения ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, вызываю­щих чрезвычайно опасные заболевания людей и способных на­капливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океа­нов.

Машиностроительный комплекс также является потенци­альным загрязнителем поверхностных водоисточников (сточ­ные воды, утечка жидких продуктов или полупродуктов и т.п.). Гальваническое производство — один из наиболее крупных ис­точников образования сточных вод в машиностроении. Основ­ными загрязнителями сточных вод в гальванических произ­водствах являются ионы тяжелых металлов, неорганические кислоты и щелочи, цианиды, поверхностно-активные вещества.

Синтетические поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства очень токсичны и устой­чивы к процессам биологического разложения. Они попадают в водоемы также с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство во многих регионах мира влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борь­бы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Предполагают, что от действия пестицидов сократилось пого­ловье тюленей в Балтике, запасы промысловой рыбы в Атланти­ке. Значительную опасность для водоемов представляют смывае­мые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калий­ные удобрения. Сточные воды крупных животноводческих ком­плексов отличаются высокой концентрацией растворенных и не­растворенных загрязняющих веществ.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30—40 % органических ве­ществ. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изме­няя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и пе­реходит в отложения. Присутствие большого количества орга­нических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в кото­рой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводо­род, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представ­ляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твер­дых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную про­мышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для бу­дущих поколений.

При аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивные продук­ты попадали в водоемы из воздуха и со стоками с загрязненной местности в бассейн реки Днепр на территории Беларуси, Рос­сии, Украины. В связи с этим наблюдалось кратковременное превышение установленных норм загрязнения воды в Припяти. Во всем каскаде водохранилищ Днепра содержание радиоактив­ных веществ постепенно снижалось вниз по течению. Оценка загрязнения донных отложений водохранилищ Днепра, прове­денная в мае 1986 г., выявила наиболее загрязненные группы в Киевском водохранилище на участке, прилегающем к устью Припяти. В южной части Киевского, а также в Каневском водохранилище это загрязнение убывает в десятки и сотни раз. Еще более низки концентрации радионуклидов наблюдались в водах Черного моря (в зоне впадения Днепра).

Сразу после аварии на ЧАЭС концентрация стронция-90 в низовьях При­пяти превышала допустимую норму, но уже в мае 1986 г. она стабилизировалась в пределах нормы. Последующий постоян­ный контроль за содержанием радионуклидов стронция-90 и цезия-137 отмечает, что их концентрация в водоемах значительно ниже показателя радиационно допустимых уровней для питье­вой воды. Если в первые дни после аварии на ЧАЭС увеличение концентрации радионуклидов в воде было обусловлено их не­посредственным выпадением, то в настоящее время уровни заг­рязнения водных систем определяются вторичными процесса­ми: обменом с донными отложениями, смывом радионуклидов с поверхности водосбора рек, а также за счет талых и паводковых вод.⁶

Одна из важнейших проблем, связанных с рациональным ве­дением водного хозяйства, — сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках. Однако большинство рек, про­текающих в зонах крупных и средних промышленных центров, испытывают высокое антропогенное воздействие из-за поступ­ления в них со сточными водами значительного количества за­грязняющих веществ.