Экологическое состояние водных объектов Челябинской области

Содержание

1. Источники загрязнения воды

2. Меры по очистке и охране вод

3. Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения

4. Регулирование, использование и охрана водных ресурсов

5. Санитарное состояние источников питьевого водоснабжения населения области

6. Санитарное состояние систем централизованного хозяйственного-питьевого водоснабжения

Выводы

Список литературы

1. Источники загрязнения воды

 

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения. Вещество, нарушающее нормы качества воды, — загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия Или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.

Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.

В 90-х годах XX столетия антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7%, или около 2,5 тыс. км³ естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией.

Водоросли окрашивают воду в различные цвета и поэтому данный процесс называют и «цветением» водоемов. Под влиянием водорослей изменяется вкус воды, приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода, пищи и убежищ гибнут рыба, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодна для питья и даже для купания.

К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей.

С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы также подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.

  2. Меры по очистке и охране вод

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов — 0,5%. Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для очистки загрязнений, поступающих со сточными водами, с отходами сельскохозяйственного производства. Сточные воды очищаются механическим, физико-химическим, биологическим и другими методами.

Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуловителями и т. д. Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей, а из производственных — до 95%.

Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные—это глины, торф, а искусственные — активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием.

Хлор — наиболее эффективное средство для обеззараживания воды. Он убивает микроорганизмы и вступает в реакцию с аммиаком. Оставшийся в избытке хлор растворяется в воде, защищая тем самым воду от любого нового источника загрязнения.

Физико-химический метод очистки дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

Загрязненные сточные воды очищают также электролитическим методом (пропусканием электрического тока через загрязненные воды), с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления.

Механический и физико-химический методы являются первыми этапами очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую очистку.

Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. После биологической очистки вода становится прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтрах. Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

Аэротенки — это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.

Очищающее начало аэротенков — активный ил из бактерий и микроскопических животных. Источниками питания и бурного развития организмов активного ила служат загрязнения сточных вод органическими веществами и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Мельчайшие животные (инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и др.), пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Следует отметить, что уже через несколько минут после контакта ила со сточной водой обычно концентрация в ней органических веществ снижается более чем наполовину. В целом содержание органического вещества в стоках в результате прохождения через аэротенки. сокращается на 90%.

В естественных условиях для биологической доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации.

Биологические пруды — это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре не менее 6°С. Обычно их устраивают в виде 4—5 серий на местности, имеющей уклон. Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самотеком направляется в нижерасположенный. Поля фильтрации предназначены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.

Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод, возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Предоставление недр для захоронения вредных веществ, отходов производства и сброса сточных вод допускается в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований.

Рассматривая меры по охране водных ресурсов, следует еще раз подчеркнуть, что сохранение в количественном и качественном отношении природных водоисточников является фундаментальным требованием, определяющим тактику и стратегию водохозяйственной деятельности.

Решение проблемы предотвращения загрязнения водоемов сточными водами состоит в создании безотходных технологических процессов. Под термином «безотходная технология» понимают комплекс мероприятий, до минимума сокращающий количество вредных выбросов. Одним из главных потребителей и загрязнителей воды является сельскохозяйственное производство. Вода — один из факторов урожая. Отсюда на орошаемых землях необходимо всеми силами и средствами беречь и экономить воду, сохранять при этом реки и озера в чистоте. Не допускать смыва почвы, поступления агрохимикатов в реки и озера, следует вести борьбу с фильтрацией и другими потерями воды.

На неорошаемых землях применение высокой агротехники имеет особо важное значение в сохранении чистоты водных ресурсов. Правильно проведенная пахота и в целом обработка почвы применительно к конкретным условиям, агролесомелиоративные мероприятия способствуют накоплению влаги в почве и обеспечивают чистоту воды. В сохранении чистоты водоемов в сельскохозяйственных предприятиях должно уделяться внимание организации водопоя домашних животных, строительству животноводческих и других сельскохозяйственных помещений, утилизации навоза и т. д. Все большее значение на промышленных предприятиях приобретает применение оборотной системы водоснабжения или повторного использования воды.

В 1985 году удельный вес оборотной и последовательно используемой воды на производственные нужды составлял 237,6 км³, или 71 % от всей необходимой для производственных процессов. На предприятиях Оренбуржья введение оборотной системы водоснабжения дало возможность повторно использовать 1 млрд. 900 миллионов кубометров воды в год. Река Урал стала чище.

Внедрение в Челябинске оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях позволило резко сократить потребление речной воды с 8,8 до 5,5 тыс. м³/сутки и уменьшить сброс сточных вод в канализацию.

Важным источником воды являются подземные воды. Как уже было отмечено, запасы подземных вод в России значительны. Так, подземные воды к востоку от Коркино, Еманжелинска и Красногорска в Челябинской области на протяжении многих десятилетий служили источником их водоснабжения. Эти воды с успехом могут использоваться и для орошения.

На Южном Урале для орошения полей целесообразно использовать воды шахт, подземные воды от откачки вод при добыче полезных ископаемых.

Стратегия эффективного и неразрушительного для природной среды водопользования диктует и тактику современной водохозяйственной деятельности: научное обоснование и долгосрочное прогнозирование водного хозяйства города, области, региона и связанных с этим изменений в природной среде; оптимальное планирование и последовательное осуществление разумного водохозяйственного строительства; системный подход к решению вопросов. Значительную и весьма положительную роль в осуществлении этих задач играют математическое моделирование, мониторинг и прогнозирование.

3. Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения

По территории Челябинской области протекает 3602 реки общей протяженностью 17,925 тыс. км, находится 467 прудов и водохранилищ, 3170 озер общей площадью 2125 км² (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км²), принадлежащих бассейнам Каспийского моря (реки бассейнов Камы и Урала) и Карского моря (бассейна р. Тобол).

Среднегодовой объем стока по области относительно мал и составляет всего 6,34 км³, а в маловодный год 95-процентной обеспеченности он снижается в 2,5 раза – до 2,56 км³. На бассейн р. Тобол приходится 19 %, на бассейн р. Урал – 10 %, на бассейн р. Кама – 71 % всего стока. Основная часть стока (до 85 %) приходится на период весеннего половодья. Pеки в большинстве маловодны. Из пpотекающих по территории области 3602 pек 90 % относятся к очень малым, длиной менее 10 км.

Более половины рек (55 %) приходится на западную горную часть области, где протекают реки бассейна Камы: Уфа, Ай, Юрюзань, Сим и др. со своими притоками.

На территории Челябинской области расположено 3170 озер общей площадью 2125 км² (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км²). При этом в бассейнах рек Урала и Камы озера очень немногочисленны. Большая часть озер (среди них 12 крупных с площадью зеркала не менее 25 км²) расположена в бассейне Тобола, в основном это небольшие водоемы, занимающие бессточные впадины. Вообще многочисленные озера области невелики (свыше 90 % озер имеют площадь зеркала менее 1 км²). Наиболее крупные – Увильды (68,1 км²), Уелги (60,3 км²), Шаблиш (32,0 км²), Иткуль (30,1 км²), Тургояк (26,4 км²), Тишки (25,5 км²), Синара (24,4 км²), Б. Куяш (24,1 км²), Смолино (21,7 км²), Таватуй (21,2 км²). Сложная физико-географическая обстановка на территории Южного Урала способствует значительным вариациям минерализации озерных вод и, следовательно, неравноценности многих озер как объектов водопотребления. В горно-лесной зоне распространены пресные озера с минерализацией от 25 до 400 мг/л, т.к. в этой зоне достаточное увлажнение, а подстилающие горные породы малорастворимы. Они имеют высокую прозрачность, служат излюбленными объектами рекреации, некоторые из них (Увильды, Тургояк, Б. Кисегач, Иткуль и др.) объявлены памятниками природы и входят в курортные зоны федерального значения. В лесостепной и степной зонах минерализация озерных вод в результате недостаточного увлажнения и засолености почвогрунтов достигает от 400 до 6000 мг/л. Некоторые из таких озер (Смолино, Горькое, Сладкое, Б. Шантропай и др.) также являются памятниками природы, т.к. их воды и донные отложения (грязи) имеют высокое бальнеологическое значение.

По состоянию на 01.01.06 на территории Челябинской области учтено 467 гидротехнических сооружений (ГТС) – прудов и водохранилищ, из них поднадзорных Управлению Росприроднадзора – 460, в т.ч. 455 ГТС прудов-водохранилищ и пять накопителей жидких отходов. Подавляющая часть ГТС расположена в бассейне Тобола – 351 объект.

Водохранилищ объемом свыше 10 млн м3 – 32, или около 5 % от общего количества сооружений. Их общий объем 3,3 км³, или 60 % зарегулированного стока. Водохранилища, в основном, многолетнего регулирования, комплексного назначения, предназначены для водоснабжения крупных промузлов и населенных пунктов и для срезки пиков паводков и половодий.

Водохранилищ единичной емкостью от 500 тыс. м³ до 10 млн м³ – 157, или 30 % гидротехнических сооружений. Из общего количества прудов и водохранилищ 279, или более 60 % – сельскохозяйственного назначения единичной емкостью менее 500 тыс. м³. 30 ГТС относятся к категории прудов-накопителей, шламохранилищ, хвостохранилищ.

Ввиду многочисленности и разнообразия водных объектов на территории Челябинской области значительная их часть в разное время получила статус особо охраняемых природных территорий (ООПТ), памятников природы регионального значения. Всего на территории области находится 67 водоемов-ООПТ, это, главным образом, объекты естественного происхождения (крупнейшие озера, реки), однако некоторые из ООПТ относятся к категории гидротехнических сооружений и могут рассматриваться также как памятники материальной культуры.

Главнейшие водные объекты, имеющие статус ООПТ – озера Увильды (крупнейшее озеро области, глубокий олиготрофный водоем с чистой водой, имеющий важное рекреационное и научное значение, в т.ч. для сохранения биоразнообразия), Иткуль (рекреационное и научное значение), Большой Шантропай (рекреация, бальнеология), Аракуль (рекреация), Серебры (научное значение), Тургояк (рекреационное и научное значение), Большой Еланчик (рекреация), Кара-Чура (сохранение биоразнообразия водоплавающих птиц), Сладкое (бальнеология), Смолино (рекреация, научное значение, сохранение биоразнообразия), Еловое (рекреация), Большой Кисегач (рекреация), Горько-Соленое (бальнеология) и другие; водохранилища Аргазинское (представляет интерес как крупнейший водоем области, источник питьевого водоснабжения Челябинска, важный объект научных исследований в области гидрологии и гидробиологии), Иремельское (источник водоснабжения г. Миасса), Киалимское (источник водоснабжения гг. Миасса и Карабаша); пруды-водохранилища Миньярский и Симский (рекреация, научное и историко-культурное значение, сохранение биоразнообразия); реки Куштумга, Большой Киалим, Атлян, Ай, Шумга, Аша и другие, имеющие большое значение для развития туризма ввиду высокого рекреационного, эстетического значения.

Оценка вклада хозяйственных комплексов

Водные ресурсы Челябинской области используют более 800 предприятий, организаций и учреждений. Объем использования воды составляет немного более 9 млрд м³ в год и зависит как от состояния самих водных ресурсов в разные годы, так и от развития систем водоснабжения, в т.ч. оборотного и повторного, состояния промышленных предприятий, потерь при транспортировке и т.д. В 2000–2003 гг. водоиспользование было относительно стабильным на уровне около 9 млрд м³ в год, начиная с 2004 г. объемы резко выросли на 600–700 млн м³ в год, что, связано, очевидно, с общим ростом промышленного производства и ЖКХ. Это доказывается тем, что забор воды как из поверхностных, так и подземных источников в области неуклонно снижается, а объем расходов в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения возрастает.

К сожалению, в области еще весьма велики потери при транспортировке воды, связанные с общим неудовлетворительным состоянием водоводов и коммуникаций водопотребителей. Потери составляют около половины объема всего безвозвратного водопотребления из водных ресурсов области и многолетняя динамика этих величин имеет синхронный характер. Остальная часть безвозвратного водопотребления в значительной степени (до 90 %) зависит от роста объемов использования воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.

Главным образом используются поверхностные водные объекты, объем забора из них достигает 80 %, остальное дают подземные воды.

Например, в 2005 г. забрано для использования 961,49 млн м³, в т.ч. из поверхностных водных объектов – 766,84 млн м³, из подземных водных объектов – 194,65 млн м³.

Как подземные, так и поверхностные водные ресурсы используются на следующие цели:

– на хозяйственно-питьевые нужды;

– на производственные нужды;

– на нужды сельскохозяйственного водоснабжения и регулярного орошения.

Использование воды в 2005 г. составило 796,07 млн м³, в т.ч.:

– на хозяйственно-питьевые нужды – 355,70 млн. м³;

– на производственные нужды – 389,16 млн м³, из них воды питьевого качества – 86,29 млн м³ (в отдельные годы объем водопотребления промышленностью области превышает 400 млн м³);

– на нужды сельхозводоснабжения – 15,59 млн м³;

– на нужды регулярного орошения – 5,93 млн м³. Следует отметить, что при достаточном количестве осадков потребление воды сельским хозяйством в 2005 г. было сравнительно низким и в отдельные годы может увеличиваться по отношению к приведенной цифре в 2–2,5 раза.

Промышленность области является основным потребителем воды, и уровень потребления зависит как от ввода в действие новых производственных мощностей, так и от режима экономии воды и организации приборного учета на предприятиях. Данное обстоятельство следует особенно отметить как положительное явление последних лет, т.к. несмотря на примерно стабильную цифру водопотребления в разные годы (на уровне около 390 млн м³ в год), промышленность постоянно уменьшает сброс сточных вод в поверхностные водные объекты (например, в 2004 г. – на 143 млн м³). Это означает, что рост водопотребления при вводе новых производственных мощностей в большой степени компенсируется его экономией на действующих объектах. Помимо непосредственного сохранения водных ресурсов, уменьшение сброса сточных вод улучшает экологическую обстановку в водоемах Челябинской области.

Основным потребителем воды в промышленности является черная металлургия – одна из главнейших отраслей экономики Челябинской области. На ее долю приходится свыше 60 % использованной воды. Свыше 20 % приходится на долю электроэнергетики, машиностроения и металлообработки, еще около 5 % – цветной металлургии. Остальные 15 % потребляют лесная, деревообрабатывающая промышленность, производство стройматериалов, пищевая, топливная и др. отрасли.

Вторым основным водопотребителем водных ресурсов Челябинской области является жилищно-коммунальное хозяйство. В этой сфере также наблюдается положительная тенденция снижения объемов водопотребления. Она связана со следующими обстоятельствами:

– снижение объемов реализации воды в жилом секторе за счет установки приборов учета;

– сокращение водопотребления бюджетными организациями за счет установки водосчетчиков и введения режима жесткой экономии воды.

Таким образом, введение приборов учета привело к очень существенной экономии водных ресурсов и является исключительно положительным явлением в водопотреблении.

Объем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения по Челябинской области составляет в настоящее время 8228,73 млн м³. Следует отметить как положительный факт неуклонный рост расходов воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, что является тенденцией к экономии водопотребления и приводит к важному результату – водоотведение в поверхностные водные объекты в Челябинской области неуклонно снижается, в т.ч. и загрязненных вод.

Данная зависимость подтверждается высокой степенью коррелированности динамик оборотного и повторно-последовательного водоснабжения (ОППВ) и сброса загрязненных вод – корреляция Пирсона r = 0,94 (p<0,05, анализируемые величины распределены нормально).

Таким образом, можно считать обоснованным, что дальнейшее внедрение и развитие систем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения не только экономит водные ресурсы области, но и приводит к оздоровлению экологической ситуации на водных объектах.

Отбор воды на нужды сельского хозяйства относительно невелик и продолжает неуклонно снижаться. Данное явление связано как с общей высокой влагообеспеченностью последних лет, так и с депрессией, переживаемой сельским хозяйством области. Особенно следует остановиться на снижении затрат на регулярное орошение, которое в предыдущие годы показало низкую эффективность, связанную с неразработанностью технологий эксплуатации орошаемых земель. Примерно 20 % таких земель подвергается засолению и осолонцеванию почв, на большинстве орошаемых участков происходит деградация гумусового слоя. Урожайность орошаемых земель стабилизируется на невысоком уровне и они являются нерентабельными.

Рассматривая зональность использования водных ресурсов, нужно отметить ведущую роль озер и рек (с водоохранилищами) бассейна р. Тобол в водообеспечении Челябинской области. Из данного бассейна забирается до 60 % всех поверхностных вод, идущих на водоснабжение, на водоемы бассейнов рек Камы и Урала приходится примерно по 20 %. Относительно слабое развитие гидрографической сети в бассейне Урала, малая обеспеченность осадками и высокая минерализация приводят к увеличенному потреблению подземных вод в южной части Челябинской области – они составляют в бассейне Урала до 50 % от объема забираемых поверхностных вод, а всего составляют до 50 % всех используемых в области подземных водных ресурсов.

4. Регулирование, использование и охрана водных ресурсов

Общий объем сброса сточных и транзитных вод по области в 2005 г. составил 799,80 млн м³, что на 68,47 млн м³ больше, чем в предыдущем году, в т.ч. по приемникам стоков:

– в поверхностные водные объекты – 666,64 млн м³ сточной воды и 110,85 млн м³ транзитной воды;

– в подземные водные объекты – 0,01 млн м³;

– в накопители, поля фильтрации, рельеф местности – 22,30 млн м³.

Сброс массы загрязняющих веществ сократился в 2005 г. по сравнению с 2004 г. по следующим ингредиентам: по взвешенным веществам – на 1040,0 т, по сухому остатку – на 15500,0 т, по хлоридам – на 4380,0 т, по цинку – на 8,84 т, по никелю – на 2,18 т и т.д.

Отмечается увеличение сброса массы загрязняющих веществ по следующим ингредиентам: по азоту аммонийному – на 383,27 т, по нитратам – на 1038,83 т, по железу – на 5,86 т, по алюминию – на 10,65 т, по роданидам – на 3,02 т и т.д.

Водоотведение

Водоотведение в Челябинской области неуклонно снижалось до 2005 г., а в 2005 г. выросло на 68,47 млн м³. При этом следует отметить, что сброс вод в поверхностные водные объекты продолжал уменьшаться. Это означает, что наметилась положительная тенденция к использованию накопителей, полей фильтрации и др. специальных гидроинженерных сооружений для приема сточных вод. Тем не менее, водоотведение в поверхностные водные объекты продолжает играть основную роль и водоемы области по-прежнему служат резервуарами сточных вод.

К сожалению, наряду с положительной тенденцией снижения объемов водоотведения наблюдается и крайне отрицательная – в сбрасываемых водах снижается доля нормативно-чистых вод за счет увеличения вклада недостаточно очищенных и неочищенных вовсе.

В области действуют 178 очистных сооружений со сбросом в поверхностные водные объекты, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 115, Волга – 55, Урал – 8.

Из 178 очистных сооружений:

– работают эффективно 113, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 65, Волга – 41, Урал – 7;

– работают неэффективно 65, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 50, Волга – 14, Урал – 1. Причины приведены в таблице.

 

Таблица. Причины ненормативной очистки

№	Причины ненормативной очистки	Всего	Бассейн р. Тобол	Бассейн р. Волга	Бассейн р. Урал
1	За счет перегрузки работы очистных сооружений по расходу сточных вод	7	6	1	-
2	За счет неудовлетворительной эксплуатации очистных сооружений	32	25	7	-
3	За счет несоответствия технологической очистки сточных вод составу подаваемых сточных вод	13	12	-	1
4	Очистные сооружения работают в проектных параметрах, но не обеспечивают нормативную очистку	99	57	35	7
5	Ведутся пуско-наладочные работы очистных сооружений	2	1	1	-
6	Прочие причины ненормативной очистки	23	14	9	-

 
5. Санитарное состояние источников питьевого водоснабжения населения области

На территории области с 1999 г. наблюдается сложная водохозяйственная обстановка, характеризующаяся повышением уровня грунтовых вод и изменением водного режима, приводящими к подтоплению жилой застройки, систем водоснабжения, подземных подрусловых водозаборов, гидротехнических сооружений.

Необходимость решения проблемы улучшения качества питьевой воды обусловлена неудовлетворительным состоянием водоисточников; высокой антропогенной нагрузкой на водоемы, неэффективным выполнением водоохранных мероприятий; неблагоприятным природным микроэлементным составом воды водоисточников и связанными с этим техническими трудностями получения питьевой воды, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам; аварийным состоянием водопроводных сетей и недостаточным состоянием водоочистки на водозаборных сооружениях либо ее полным отсутствием.

В 2005 г. на контроле Территориального управления Роспотребнадзора по Челябинской области находился 1271 источник централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, в т.ч. для хозяйственно-питьевых целей используется 30 открытых водоемов. Остальные источники, т.е. большее их количество, являются подземными – 97,7 %. Они обеспечивают только 42,3 % населения области. Количество источников в сравнении с 2004 г. уменьшилось на пять за счет ликвидационного или консервационного тампонажа малодебитных и технически неудовлетворительных скважин. 84,4 % водоисточников расположены в сельских населенных пунктах. Из общего количества подземных и поверхностных источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения 9,9 % не соответствуют санитарным нормам и правилам по их состоянию и качеству исходной воды, что на 2,8 % меньше, чем в 2004 г., в т.ч. на 6,5 % водоисточников не организована с надлежащими требованиями зона строгого режима. 95 % водоисточников, не имеющих зон санитарной охраны, расположены в сельских поселениях.

В результате принимаемых мер со стороны владельцев водопроводов в последнее десятилетие наметилась положительная тенденция по уменьшению доли неудовлетворительных водоисточников по санитарному состоянию, в т.ч. и по организации зон санитарной охраны в соответствии с санитарными правилами и нормами.

Значительно активизировалась работа по организации и благоустройству первого пояса зон санитарной охраны подземных источников централизованного водоснабжения сельских населенных пунктов в Ашинском, Увельском, Аргаяшском, Кизильском, Брединском районах. Проведены благоустройство первого-второго поясов зон санитарной охраны водоисточников и ремонт ограждений первого пояса зон санитарной охраны. Достаточно большое число источников, не имеющих зон санитарной охраны, находится в Верхнеуральском, Кизильском, Красноармейском, Еткульском, Чесменском, Нязепетровском районах (всего по области не имеют зон санитарной охраны 82 источника питьевого водоснабжения, в 2004 г. – 112).

Подземные водоисточники в сельских населенных пунктах не имеют утвержденных проектов зон санитарной охраны источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводов. Не утверждены и границы зон санитарной охраны, и мероприятия по предотвращению загрязнений водоисточников, за исключением 15 в Троицком районе, 28 водопроводов Еткульского района и 15 в стадии разработки, 10 водопроводов Сосновского района, 11 в Кусинском районе.

Фактическая обеспеченность населения централизованным водоснабжением:

– городского – 99,1 %,

– сельского – 87,6 %,

– из поверхностных источников – 54,7 %,

– из подземных источников – 42,3 %.

Качество воды из источников централизованного водоснабжения по микробиологическим показателям – на уровне прошлого года. Доля проб воды, не отвечающих санитарным требованиям по микробиологическим показателям, составила в 2005 г. 7,77 % (в 2004 г. – 7,73 %). Качество воды водоисточников по санитарно-химическим показателям сохраняется на стабильно высоком неудовлетворительном уровне.

Крайне неудовлетворительное качество воды по санитарно-химическим показателям отмечалось в питьевых источниках г.г. Карабаша, Еманжелинска, Южноуральска, Чебаркульского, Карталинского, Красноармейского, Агаповского, Кизильского районов.

Природными особенностями большинства подземных водоисточников Красноармейского, Аргаяшского, Увельского, Кунашакского, Еткульского районов является повышенное содержание железа – свыше 3 ПДК. В Кизильском, Варненском, Краснармейском районах в воде скважин повышен уровень жесткости до 15 мг/экв/л.

Для большинства поверхностных водоемов, используемых в качестве источников централизованного питьевого водоснабжения крупных городов, характерны повышенная цветность, окисляемость воды и биохимическая потребность в кислороде, значительное содержание марганца, железа, органических веществ. Даже наличие комплекса сооружений по очистке и обеззараживанию воды не позволяет получить питьевую воду, отвечающую гигиеническим требованиям. В результате населению ряда городов (Златоуст, Кыштым, Карабаш, Чебаркуль, Нязепетровск и др.) подается питьевая вода, не отвечающая гигиеническим требованиям, независимо от сезона года, по цветности и перманганатной окисляемости.

Указанные обстоятельства подтверждают необходимость проведения неотложных мер по оздоровлению поверхностных водоисточников, совершенствованию технологических схем водоподготовки с целью предотвращения неблагоприятного воздействия на здоровье населения нестандартной питьевой воды.

6. Санитарное состояние систем централизованного хозяйственного-питьевого водоснабжения

В области эксплуатируется 758 систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения (в это число не входят системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения сезонной эксплуатации и автономные системы отдельных объектов), в т.ч. 387 – коммунальные (в 1996 г. – 125, в 2000 г. – 221), ведомственных водопроводов – 371. При смене форм собственности хозяйствующих субъектов в сельской местности (ООО, ТОО, КХП, фермерские хозяйства и т.д.) имеют место случаи отсутствия балансодержателя водопроводных систем в сельских населенных пунктах, при этом и отсутствует их какое-либо обслуживание. По состоянию на 01.01.06 в Катав-Ивановском районе шесть сельских водопроводов не имеют балансодержателя, в Нязепетровском районе – 13 сельских водопроводов, два водопровода в Варненском районе, в Кусинском районе – пять водопроводов, в г. Копейске – водопровод пос. Кирзавод.

Из общего количества водопроводов не отвечают санитарным нормам и правилам 20,5 % (в 2004 г. – 23,9 %, в 2003 г. – 22,7 %). На 114 водопроводах (15 %) методы обработки, очистки и обеззараживания воды не соответствуют классу водоисточников.

Доля неудовлетворительных проб воды из водопроводной сети по санитарно-химическим показателям в отчетном году составила 18,6 % (в 2002 г. – 18,8 %, в 2004 г. – 16,7 %), по микробиологическим показателям – 8,1 % (в 2002 г. – 8,3 %, в 2003 г. – 7,04 %, в 2004 г. – 6,41 %).

Наихудшие показатели качества водопроводной воды по микробиологическим показателям были в г. Карабаше; Агаповском, Брединском, Верхнеуральском, Катав-Ивановском, Кизильском, Нязепетровском, Троицком, Чебаркульском, Нагайбакском, Сосновском, Карталинском и Уйском районах.

На качество питьевой воды, подаваемой потребителям, в большей степени влияет состояние водоразводящих сетей. Так, в Челябинской области питьевая вода транспортируется водопроводными системами, протяженность которых, по данным Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Челябинской области, составляет 10186 км, в т.ч. около 3000 км – магистральные водоводы, протяженность уличной водопроводной сети – 6317 км. Протяженность магистральных водоводов значительная на групповых водопроводах: Челябинском, Октябрьском, Брединском, Южноуральском. Почти половина сетей водоснабжения и магистральных водоводов имеют износ свыше 50 %. Изношенность некоторых водопроводов и отдельных участков разводящей сети достигает 80–100 % (в г. Челябинске – 850 км сети с износом 70 %, в г. Коркино – 95,5 км сети – 80 %, в г. Еманжелинске – 80 %). По многим сельским водопроводам износ водопроводной сети составляет 100 % (Аргаяшский, Катав-Ивановский, Кусинский, Сосновский районы). При транспортировке происходит вторичное загрязнение воды, при этом ухудшаются микробиологические и органолептические показатели, в т.ч. цветность, мутность, увеличивается содержание железа в связи с коррозией трубопроводов.

Следствием значительного износа водопроводных сетей, их неудовлетворительного технического состояния является регистрация большого количества аварий, в т.ч. аварий с полным прекращением подачи воды населению. В 2005 г. зарегистрировано 3154 аварии на водопроводных сетях, что на 7 % меньше, чем в 2004 г. Сроки ликвидации 88 % аварий в основном колеблются в интервале от трех часов до трех суток, однако более 400 аварий ликвидировались в более поздние сроки. Имеют место случаи, когда аварии ликвидируются в течение месяца, это характерно для сельских водопроводов, где практически отсутствует аварийно-ремонтная служба. Следует отметить, что не во всех территориях владельцы водопроводов сообщают в отделы Территориального управления Роспотребнадзора по Челябинской области об аварийных ситуациях. Система неукоснительного информирования об аварийных ситуациях на водопроводах не налажена в Чебаркульском, Чесменском, Каслинском, Кизильском, Нязепетровском, Кунашакском, Агаповском районах. Контрольные лабораторные исследования воды после ликвидации аварийных ситуаций проводятся силами производственных лабораторий лишь на тех водопроводах, на которых они имеются. На водопроводах в сельских населенных пунктах контрольные лабораторные исследования после ликвидации аварий практически не проводятся.

Дезинфекция восстановленных после аварий участков водоводов проводится только на крупных водопроводах.

В связи с изложенным распределительная сеть рассматривается в качестве одного из уязвимых элементов в системе централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Значительное влияние на качество воды по микробиологическим и органолептическим показателям оказывают перебои в подаче воды или подача воды по графику, в связи с дефицитом. Так, в п. Вахрушево (Копейский городской округ) подача горячей воды по графику обусловлена отсутствием централизованного канализования и недостаточным объемом выгребов на поселке. Решение вопроса по водоснабжению п. Вахрушево напрямую зависит от строительства очистных сооружений по очистке хозяйственно-бытовых стоков. В 2004 г. по представленной проектной документации выдано санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным правилам. В с. Муслюмово из-за недостаточного дебита скважин вода подается по графику. Во многих сельских населенных пунктах вода по графику подается в летнее время, когда происходит использование большого объема питьевой воды на полив частных огородов, данные ситуации характерны для с. Варна, с. Чесма.

В 16 населенных пунктах в Челябинской области (часть г. Аши; Красноармейский (1), Карталинский (1), Октябрьский (6), Троицкий (4), Увельский (1), Чесменский (1) районы; Южная часть г. Карабаш) использовали для питьевых целей привозную воду, общее количество населения, пользующегося привозной водой, составляет – 4500 человек. Вода для подвоза забирается из водоисточников, согласованных госсанэпидслужбой.

Вода с содержанием фтора менее 0,5 мг/л подается в разводящую сеть на 75 % водопроводов, в т.ч. около 18 % водопроводов – с содержанием фтора менее 0,2 мг/л. Фторирование воды осуществляется только на одном водопроводе (г. Аша). На содержание фтора за 2005 г. испытательным лабораторным центром ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» по госнадзору было исследовано 668 проб воды из источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и 147 проб воды из источников нецентрализованного водоснабжения.

Питьевая вода из 72 водопроводов (9,3 % от общего числа водопроводов) характеризуется стабильно высоким содержанием железа – более 3 ПДК, общее количество населения под воздействием – около 120 тыс. человек. В отчетном году запроектированы обезжелезивающие установки для п. Горняк (Копейский городской округ). На рассмотренную документацию выдано санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным нормам. В городах Челябинске, Златоусте, Троицке, Магнитогорске, Коркино, Южно-Уральске, Еманжелинске, Еткуле, в Сосновском, Аргаяшском, Кунашакском, Красноармейском районах приняты и реализуются территориальные программы по улучшению питьевого водоснабжения. Например, в г. Челябинске программа «О неотложных мерах по расширению и реконструкции объектов водоснабжения водоотведения МУП “Производственное объединение водоснабжения и водоотведения” на 2002–2006 гг.», в Кунашакском районе подтверждена Постановлением главы района программа «Чистая питьевая вода» на период 2005–2010 гг.

Около 3 % населения (107200 человек) для хозяйственно-питьевых целей используют воду нецентрализованных источников водоснабжения (колодцы, каптажи, родники, скважины без разводящей сети), которых на контроле госсанэпидслужбы состоит 1753. За последние пять лет резко сократилось количество источников децентрализованного водоснабжения в связи с их бесхозностью и отсутствием технического обслуживания. Система проведения плановых ремонтов и технического обслуживания, а также профилактического обеззараживания общественных колодцев сохранилась в г.г. Верхнем Уфалее, Копейске, где качество воды из децентрализованных источников по микробиологическим показателям значительно лучше среднеобластных показателей и составляет, соответственно, 1,5 % и 0 % против 26,4 %.

В 2005 г. 17,9 % (в 2003 г. 18 %, в 2004 г. – 15,5 %) от общего числа состоящих на контроле источников децентрализованного водоснабжения не соответствовало санитарным нормам и правилам в основном из-за их технического состояния, что напрямую влияет на качество воды. В сельских поселениях доля источников, не соответствующих санитарным нормам и правилам, составляет 12,4 %. Доля нестандартных проб воды из источников децентрализованного водоснабжения составила по микробиологическим показателям 26,4 %, по химическим показателям – 29,4 %.

Учитывая заболеваемость населения области кишечными инфекциями бактериальной и вирусной этиологии, в т.ч. энтеральными вирусными гепатитами, Главным государственным санитарным врачом по Челябинской области вынесено Постановление от 13.05.2005 № 8 «О состоянии заболеваемости населения вирусным гепатитом А и мерах по ее снижению». Некоторые территории не приступили к исследованиям воды: Карталинский, Брединский, Варненский, Сосновский районы. Всего за 2005 г. вирусологической лабораторией ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» исследовано 366 проб (в 2004 г. – 339) водопроводной воды, антиген вирусного гепатита «А» обнаружен в 16 пробах (4,49 %) (в 2004 г. – 8 %), антиген ротавирусов обнаружен в 9 пробах (2,6 %) (в 2004 г. – 6,2 %), энтеровирусов не обнаружено. Доля проб с выделенными антигенами вирусного гепатита А и ротавирусов в 2005 г. значительно меньше, чем в 2004 г.

Выводы

В 2005 г. по сравнению с 2004 г. отмечено сокращение случаев ВЗ и ЭВЗ на трансграничных водных объектах и их притоках со 139 до 96 случаев (на 30 %) и некоторое увеличение (с 113 до 128) – на водных объектах территории г. Карабаш.

На протяжении последних трех лет продолжает оставаться стабильно удовлетворительным качество, на уровне 2–3 класса, в реках: Сим, Катав, Аи, Уфа, Уфалейка, Урал, Уй, в граничных створах (на выходе из области) соответствует 2 классу – «чистая».

Наиболее напряженными водными объектами остаются: реки Кидыш и Худолаз, в которые поступают загрязненные сточные воды с предприятий Республики Башкортостан; р. Миасс, которая загрязняется сточными водами Челябинского промузла, с. Миасского, п. Лазурного и п. Мирного; р. Юрюзань, загрязненная хозяйственно-бытовыми сточными водами городских очистных сооружений г. Усть-Катава.

Река Миасс подвержена самой значительной антропогенной нагрузке на территории области. На р. Миасс оказывают влияние сточные воды городов: Миасса, Карабаша, Челябинска. В истоках, выше и в черте г. Миасса качество воды в реке соответствует 2 классу, ниже г. Миасса (в районе д. Новотагилки) – 4 классу. При этом в 2005 г. среднегодовые показатели по биогенным соединениям, нефтепродуктам на 30 % ниже, чем в 2004 г., но отмечено некоторое увеличение концентраций по металлам (по меди в 5 раз). В 2005 г. качество воды ниже г. Челябинска по комплексному показателю (ИЗВ) по сравнению с 2004 годом несколько улучшилось с переходом из 6 класса – «очень грязная» в 5 класс – «грязная», что соотносится с фактором увеличения водности, в частности по р. Миасс, на 25 %.

Качество воды в водных объектах остается неудовлетворительным как по причине низкой водности водных объектов в меженный период, так и по причине продолжающего сброса загрязненных сточных вод. На загрязнение водоемов оказывает существенное влияние и неорганизованный сток с водосборных площадей в связи с повсеместным нарушением водоохранных зон, самозахватом берегов различными предприятиями и учреждениями (в т.ч. и на территории памятников природы), засорением как водосборов, так и самих водоемов.

Оборотное и повторно-последовательное водоснабжение (ОППВ) в целом заметно увеличивается год от года, при этом происходит постепенное общее снижение сброса загрязненных вод по Челябинской области. Экономия свежей воды за счет оборотного и повторного водоснабжения составляет 95–96 %. Положительное влияние ОППВ на уменьшение сброса загрязненных вод требует дальнейшего развития этих систем, а также внедрения более современных безводных технологий производства.

Список литературы

1.       Степановских А.С. Экология. — Курган: ГИПП «Зауралье». — 2000. — 704 с, ил.

2.       http://www.redbook.ru Комплексный доклад о состоянии окружающей среды Челябинской области в 2005 году