Охрана и защита природных вод
Под охраной и защитой природных вод следует понимать систему мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения и засорения поверхностных и подземных вод. Для предохранения поверхностных вод от загрязнений проводят различные мероприятия. Наиболее значимыми из них являются следующие: - совершенствование технологических процессов в промышленности для снижения водопотребления и создания оборотных систем водоснабжения; - обеспечение полной биологической очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных мест; - рациональное водопользование в сельском хозяйстве, включая обоснованность применения удобрений и пестицидов, а также ведение хозяйства в пределах территории водосбора; - соблюдение природоохранных норм добычи и переработки полезных ископаемых, их обогащения и транспортировки; - соблюдение правил производства буровых и строительных работ (где они ведутся) в водоохранных зонах; - сокращение (а по возможности и предотвращение) поступления в водоемы биогенных элементов (азота и фосфора); - соблюдение водоохранных зон и правил хозяйственной деятельности в них; - обеспечение постоянного контроля за состоянием водоемов и показателей (нормативов) по составу и свойствам качества воды; - разработка и внедрение малоотходных технологий. Улучшению качества поверхностных вод способствуют предупредительные, организационные и технические методы. Одним из них является самоочищение, которое возможно за счет жизнедеятельности высших водных растений (камыш, рогоз, узколистный тростник, ряска, водоросли), насыщающих воду кислородом (так как под воздействием кислорода в воде снижается содержание ионов кальция и магния). Суть этого метода заключается в поддержании и восстановлении водоемов. В последние годы стали широко применяться для деэвтрофикации загрязненных водоемов растения (водный гиацинт, пистия, аир, сосенка водяная, рдест), которые обеспечивают значительный прирост биомассы (до 100 кг/м2 в месяц), а соответственно и снижение загрязняющих веществ. Одним из существенных мероприятий по охране от загрязнения поверхностных вод является соблюдение границ водоохранных зон, которые несут важную защитную функцию на любом водном объекте, особенно на малых реках, составляющих в России свыше 95% водотоков. Эти зоны включают в себя: пойму реки, надпойменные террасы, бровки и крутые склоны коренных берегов, участки эродированных земель, балки протяженностью более 10 км или любой длины, но при крутизне склонов более 8 °. Под охраной подземных вод понимается комплекс мероприятий, направленных на сохранение и улучшение такого качественного и количественного состояния подземных вод, которые позволяют использовать их в народном хозяйстве. Охрана подземных вод заключается в строгом соблюдении водного законодательства, предусматривает комплекс профилактических мер и специальных водоохранных мероприятий, которые подразделяются на профилактические и специальные. В профилактические меры входит следующее: выбор месторасположения объекта (промышленного, сельскохозяйственного) с минимальным воздействием на окружающую природную среду и подземные воды; тщательное соблюдение зон санитарной охраны водозаборов подземных вод и др. Специальные мероприятия включают в себя: сооружения защитных водозаборов для перехвата загрязненных подземных вод и гидравлические водоразделы (завесы) между областью вод и эксплуатируемыми чистыми подземными водами, а также создание непроницаемых экранов (стенок) вокруг очага загрязнения и др. Для подземных вод основными отрицательными последствиями антропогенного воздействия являются загрязнение и истощение. Проведение специальных защитных мероприятий требует больших затрат, зачастую представляет собой сложную и громоздкую техническую систему, в которую входит обязательная очистка откачиваемых загрязненных вод. Следует иметь в виду, что загрязнение подземных вод взаимосвязано с состоянием окружающей среды: невозможно предотвратить их загрязнение, если отходы поступают в поверхностные воды, атмосферу, почву, поскольку круговоротом воды эти составляющие биосферы тесно связаны. Поэтому в охране подземных вод наиболее важными являются предупредительные мероприятия, не допускающие их загрязнения. Под истощением подземных вод понимается уменьшение их естественных и (или) искусственных запасов вследствие превышения расходования подземных вод над их питанием. Причинами подобного истощения могут быть вырубка лесов, распашка земель, спрямление и отвод рек, отбор подземных вод водозаборами, водопонизительными установками, дренажами и т.д. При этом истощение может иметь временный (сезонный) и постоянный (из-за хозяйственной деятельности) характер. Пополнение запасов подземных вод осуществляется: благодаря созданию плотин, дамб, запруд, прудов, регулирующих сток водотоков или атмосферный сток; путем перекачки вод из напорных горизонтов; задержки снеготаяния; благодаря применению биохимически очищенных сточных вод; уменьшению испарения; совершенствованию способов полива и орошения сельхозугодий. Следует при этом учитывать, что санитарными органами установлены стандарты качества вод для искусственного пополнения. Нерациональное использование подземных вод (как и поверхностных вод) имеет экономические, социальные и экологические аспекты воздействия как на человека, так и на природу. В гидросфере, так же как и в целом в биосфере, четко прослеживается действие экологического постулата «все связано со всем». По данным Водного кадастра в России насчитывается свыше 127 тыс. рек протяженностью от 10 до 200 км. Из этих тысяч отобраны около 600 речек, нуждающихся в охране. Во избежание их загрязнения и истощения вдоль рек созданы или создаются обязательные водоохранные зоны, в которых запрещено распахивать земли, применять ядохимикаты, выпасать скот. Основная задача водоохранных зон - обеспечивать и поддерживать благоприятный режим, улучшать состояние малых рек и водоемов, защищать их от заливания продуктами эрозии почвы, избегать загрязнения пестицидами и биогенными веществами. Защита рек и водоемов от загрязнения может происходить путем их самоочищения. Например, интенсивное течение рек обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствуют самоочищению водоемов. Снижение температуры воды благоприятствует длительному сохранению попадающих в водоемы бактерий и вирусов. Так, в умеренной климатической зоне самоочистка реки происходит на участке, находящемся в 200...300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере расстояние до этого участка увеличивается до 2 тыс. км. Физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение Солнца, под влиянием которого происходит обеззараживание воды. Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Загрязнение водоемов химическими веществами приводит к нарушению нормальных процессов самоочищения воды, изменению некоторых важных свойств микробов и в конечном итоге - к изменению качества воды. Биологическим фактором самоочищения является совокупность населяющих воду организмов: бактерий, водорослей, различных беспозвоночных животных, поэтому так важно поддерживать условия, делающие воду пригодной для их существования. Гибели бактерий и вирусов могут способствовать некоторые химические вещества и представители животного мира. Так, устрицы и некоторые виды амеб адсорбируют кишечные и другие вирусы, а моллюск Дрейссена, напоминающий по виду южную мидию, пропускает через себя загрязненную органическими весями воду, минерализует и осаждает ненужные вещества.
Зашита водных ресурсов от истощения и загрязнения вредными веществами предусматривает комплекс мер: 1) разработку соответствующих законодательных актов; 2) организацию мониторинга водных объектов; 3) охрану поверхностных и подземных вод, включая очистку промышленных и бытовых стоков; 4) подготовку воды, используемой для питьевых и хозяйственных целей; 5) государственный контроль за использованием и охраной водных ресурсов.
Федеральное законодательство и охрана водных объектов
Водное законодательство включает Водный кодекс Российской Федерации и принимаемые в соответствии с ним федеративные законы и иные нормативные правовые акты, а также законы и иные нормативные правовые акты субъектов РФ (республик, краев, областей).
Целью водного законодательства является регулирование отношений в области использования и охраны водных объектов. При этом использование водных объектов для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения является приоритетным. Для указанного вида водоснабжения необходимо использовать защищенные от засорения и загрязнения поверхностные и подземные водные объекты.
На всех водопользователей в законодательном порядке возлагается обязанность сокращать изъятия и потери воды, не допускать засорения, истощения и загрязнения водных объектов. Запрещен сброс сточных вод (СВ) в водные объекты, если последние отнесены к особо охраняемым, содержат природные лечебные ресурсы, находятся в местах массового отдыха населения или курортных зонах, а также в местах нереста и зимовки ценных видов рыб и т.п.
Главную роль в охране вод играет государственный учет поверхностных и подземных вод, который осуществляется в целях текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. В его основе лежат данные государственного мониторинга и данные учета, которые предоставляются водопользователями. Своды систематизированных данных о водных объектах, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод, а также о водопользователях включаются в водный кадастр.
Водный кодекс РФ запрещает вводить в эксплуатацию:
- любые объекты, которые не оборудованы очистными сооружениями и устройствами, предотвращающими засорение, истощение и загрязнение водных объектов;
- сбросные и водосборные сооружения, а также гидротехнические сооружения (ГТС) без рыбозащитных устройств;
- объекты промышленности, сельского хозяйства и другие комплексы, которые не имеют санитарно-защитных зон;
- оросительные, обводнительные и осушительные системы, водохранилища, плотины и каналы до завершения мероприятий, которые предотвращают их вредное воздействие на водные объекты.
Важную роль в охране водных ресурсов играет лицензирование водопользования, а также сброса сточных и других вод. Порядок лицензирования водопользования регулируется ст. 48-53 и 83 Водного кодекса РФ, а также постановлением Правительства РФ «Об утверждении Правил предоставления в пользование водных объектов, находящихся в государственной собственности, установления и пересмотра лимитов водопользования, выдачи лицензии на водопользование и распространительной лицензии».
Нарушение требований по охране и рациональному использованию водных объектов влечет за собой ограничение, приостановление и даже запрещение эксплуатации хозяйственных и других объектов, которые оказывают негативное влияние на состояние водных объектов. Решение об этом принимается Правительством РФ или органами исполнительной власти ее субъектов. Предварительно дается представление специально уполномоченного государственного органа управления использованием и охраной водного фонда, специально уполномоченных государственных органов в области охраны ОПС, государственного органа санитарно-эпидемиологического надзора.
Мониторинг водных объектов
Государственный мониторинг водных объектов, являясь составной частью системы государственного мониторинга окружающей природной среды, включает мониторинг поверхностных водных объектов суши и морей, мониторинг подземных водных объектов, мониторинг водохозяйственных систем и сооружений.
Он предусматривает: 1) постоянные наблюдения за их состоянием качественными и количественными показателями как поверхностных, так и подземных вод; 2) сбор, хранение и обработку данных наблюдений; 3) создание и ведение банков данных; 4) оценку, составление прогнозов изменения состояния водных объектов и передачу соответствующей информации правительственным органам Федерации и ее субъектов.
Государственный мониторинг водных объектов осуществляет Министерство природных ресурсов (МПР), Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) и другие специально уполномоченные государственные органы в области охраны окружающей среды.
МПР РФ отвечает за развитие сети станций и постов наблюдения на водных объектах, разработку автоматизированных информационных систем (АИС) по ведению государственного мониторинга водных объектов, создание наблюдательной сети постов на водохозяйственных системах и сооружениях. Росгидромет ведет наблюдение за загрязнением поверхностных вод суши, охватывая при этом 154 водоема и 1172 водотока, на которых исследуются гидрохимические показатели.
Санитарно-эпидемиологическая служба России отвечает за санитарную охрану водоемов. Она располагает 2600 санитарно-эпидемиологическими учреждениями, 35 научно-исследовательскими учреждениями гигиенического и эпидемиологического профиля. Кроме того, имеется сеть санитарных лабораторий на предприятиях, занятых изучением состава сточных вод и качества воды водоемов.
В настоящее время большое внимание уделяется развертыванию сети автоматизированных станций, которые способны измерять и контролировать изменение десятков показателей качества воды, причем весьма быстро.
Схемы комплексного использования и охраны вод
В целях разработки комплексных мероприятий, имеющих целью удовлетворение перспективных потребностей в воде населения и народного хозяйства в сочетании с охраной вод, составляются генеральные, бассейновые и территориальные схемы.
Генеральные схемы комплексного использования и охраны вод определяют принципиальные направления развития водного хозяйства страны, что позволяет достаточно четко выявить технико-экономическую целесообразность и очередность проведения наиболее крупных водохозяйственных мероприятий. На их основе разрабатываются бассейновые схемы для бассейнов рек и других водных объектов. Территориальные схемы, разрабатываемые на основе генеральной и бассейновой схем, охватывают конкретные экономические районы страны и субъекты Российской Федерации.
Для координации деятельности различных водопользователей, направленной на восстановление и охрану водных объектов в пределах бассейна, Водный кодекс РФ требует составления так называемого бассейнового соглашения о восстановлении и охране водных объектов. Указанные соглашения заключаются между специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда и органами исполнительной власти субъектов Федерации, которые расположены в пределах бассейна водного объекта (например, озера Байкал).
Бассейновое соглашение основывается на водохозяйственных балансах, схемах комплексного использования и охраны водных ресурсов, государственных программах по использованию, восстановлению и охране водных ресурсов и в обязательном порядке учитывает предложения органов государственной власти субъектов РФ (краев, областей и т.д.).
В 1996 г. Правительство России приняло постановление «О порядке разработки и утверждения нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты», согласно которому нормативы ПДВ на водные объекты должны разрабатываться и утверждаться по бассейну водного объекта или его участку в целях поддержания поверхностных и подземных вод в надлежащем состоянии.
Охрана поверхностных вод
К поверхностным относятся воды, постоянно или временно находящиеся на земной поверхности. Это воды рек, временных водотоков, озер, водохранилищ, прудов, водоемов, болот, ледников и снежного покрова.
Меры по их охране предусмотрены в Правилах охраны поверхностных вод, утвержденных Госкомприроды СССР от 21.02.91. Особое внимание в них уделено охране водных объектов при сбросе в них сточных вод.
Поверхностные воды охраняются от засорения, истощения и загрязнения. Для предупреждения засорения осуществляют мероприятия, которые исключают попадание в них мусора, твердых отходов и других предметов, отрицательно воздействующих на качество вод и условия обитания гидробионтов. Строгий контроль за минимально допустимым стоком вод, ограничение их нерационального потребления способствуют защите поверхностных вод от истощения.
Весьма важной и притом сложной проблемой является защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматривается ряд мероприятий, в частности: мониторинг водных объектов; созда-
ние водоохранных зон; развитие безотходных и безводных технологий, а также систем оборотного (замкнутого) водоснабжения; очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых и других); очистка и обеззараживание поверхностных и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения и других целей.
Организация водоохранных зон
Для поддержания водных объектов в состоянии, которое соответствует экологическим требованиям, исключает загрязнение, засорение и истощение поверхностных вод и сохраняет среду обитания животных и растений, организуют водоохранные зоны. Ими являются территории, примыкающие к акватории рек, водохранилищ и других поверхностных водных объектов; на них устанавливается специальный режим использования и охраны природных ресурсов, а также осуществления иной деятельности. В пределах указанных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы, и т.п.
Согласно Водному кодексу РФ на правительство страны возложена обязанность установления размеров и границ водоохранных зон и их прибрежных защитных полос. Так, минимальная ширина указанных зон для озер от среднемноголетнего уреза в летний период и для водохранилищ от уреза воды при нормальном подпорном уровне при акватории до 2 км 2 составляет 300 м, более 2 км 2 - 500 м.
Аналогичный показатель для рек определяется длиной реки: от истока до 10 км - 15 м; от 11 до 50 км - 100 м; от 51 до 100 км - 200 м; от 201 до 300 км - 400 м; свыше 500 км - 500 м.
Большое значение в деле охраны поверхностных вод от засорения и загрязнения имеют водоохранные лесные насаждения вокруг естественных и искусственных водоемов и водотоков. Они предназначены для защиты их от разрушительных действий ветров и поступающей в них с водосбора воды, а также для уменьшения потерь воды на испарение. Лесные насаждения улучшают водный режим водоемов, санитарно-гигиенические условия побережья и его ландшафтно-декоративное оформление, качество воды в водоемах, уменьшают их заиление, сокращают потери земельных угодий из-за переработки берегов волнами (абразии). Водоохранные лесные насаждения, размещаемые вокруг питьевых водохранилищ, должны удовлетворять санитарно-гигиеническим требованиям, которые предъявляются к питьевым водохранилищам. В их состав входят до 50% хвойных пород, которые размещают в крайних 2-3 рядах со стороны водохранилища для защиты его зеркала от опадающих листьев.
Помимо водоохранных зон в целях обеспечения охраны под могут устанавливаться также округа санитарной охраны. Они устанавливаются в целях охраны водных объектов, используемых для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, а также содержащих природные лечебные ресурсы.
Очистка бытовых сточных вод
При очистке сточных вод (СВ) производится разрушение или извлечение из них вредных веществ.
Комплексом инженерно-технических сооружений и санитарных мероприятий, которые обеспечивают сбор и удаление за пределы населенных мест и предприятий загрязненных СВ, их очистку, обезвреживание и обеззараживание (уничтожение опасных микроорганизмов), является канализация.
Согласно Ю.В. Новикову (1998 г.), мощность очистных сооружений канализации в стране превышает 58 млн м 3 в сутки, а протяженность канализационных сетей в населенных пунктах достигла 114 тыс. км. Через системы канализации городами и иными населенными пунктами сбрасывается 21,9 млрд м 3 сточных вод в год; из них только 76% проходит через очистные сооружения. В поверхностные водные объекты (а это главные источники питьевого водоснабжения) ежегодно через коммунальные системы канализации поступает 13,3 млрд м 3 СВ, из которых 92% сбрасывается загрязненными и лишь 8% стоков очищается на очистных сооружениях до установленных нормативов. Согласно официальным данным, 60% эксплуатируемых канализационных очистных сооружений перегружены, около 38% эксплуатируются 25-30 лет и требуют срочной реконструкции. Добавим к этому, что 52 города и 845 поселков городского типа вообще не имеют централизованных систем канализации.
В целях экономического стимулирования природоохранных мероприятий Правительство РФ в 1996 г. приняло постановление «О взимании платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», согласно которому определен порядок и размеры платежей за сброс СВ и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов с предприятий и организаций, отводящих свои СВ в указанные системы. При этом плата распределяется в соотношении: в федеральный бюджет - 40%, в бюджет субъектов Федерации - 60%, Полученные средства должны направляться на восстановление и охрану водных объектов.
Очистка бытовых СВ может осуществляться механическими и биологическими методами. При механической очистке СВ разделяют на жидкую и твердую части. Жидкая далее подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка СВ осуществляется на земледельческих полях орошения и фильтрации, а также в биологических прудах. Искусственная биологическая очистка проводится на специальных сооружениях (биофильтрах, аэротенках). Образующийся при этом ил обрабатывают на иловых площадках или в специальных устройствах - метатенках.
Производственные СВ предварительно проходят локальные очистные сооружения, где освобождаются от взвешенных частиц или специфических токсичных компонентов с использованием механических, химических или физико-химических методов очистки.
На практике применяется несколько видов систем орошения: сплошной залив, залив по бороздам и полосам, дождевание, подпочвенное орошение. Последний способ наиболее удовлетворяет санитарно-техническим, эпидемиологическим, агроэкономическим, водохозяйственным и, что немаловажно, эстетическим требованиям. При использовании очистных сооружений с полями орошения и при круглогодичном приеме СВ с сезонным регулированием их подачи, полив осуществляется только в вегетационный период, а в остальное время СВ поступают в пруды-накопители.
Биологические пруды предназначены для глубокой очистки бытовых и производственных СВ, предварительно прошедших очистку на ЛОС. Различают пруды с естественной и искусственной аэрацией (с помощью механических аэраторов), их глубина обычно в пределах 1-3 м. В окислительных процессах большую роль играет водная растительность, которая способствует снижению концентрации биогенных элементов и регулирует кислородный режим водоема.
Сооружения искусственной биологической очистки. В основе биологической очистки лежит, как известно, процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в СВ. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов (биоценозом), который включает множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов - водорослей, грибов и тл., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоз, симбиоз и антагонизм).
Биофильтры находят широкое применение при суточных расходах бытовых и производственных СВ до 20-30 тыс. м 3 /сут.
Биофильтр представляет собой резервуар, который заполняется загрузочным материалом (гравий, керамзит, шлак). Сточная вода полается выше поверхности загрузочного материала; равномерно над ней распределяется через загрузочный материал, на поверхности которого образуется биологическая пленка (биоценоз), аналогичный активному илу в аэротенке.
При эксплуатации сооружений биологической очистки следует тщательно соблюдать технологический регламент их работы, не допускать перегрузок и особенно залповых поступлений токсичных компонентов, значительных отклонений от активной реакции среды, так как эти нарушения могут губительно сказаться на жизнедеятельности микроорганизмов и вывести биологические окислители из строя.
Обеззараживание СВ, прошедших стадию биологической очистки, а также не прошедших таковую, проводят газообразным хлором, хлорной известью, а также гипохлоритом натрия. В последние годы интенсивно внедряются методы обеззараживания СВ при помощи озона и УФ-лучей, а также электроимпульсного разряда.
Место выпуска сточных вод населенного пункта должно быть расположено ниже его границы по течению водотока. Сброс сточных, сбросных и дренажных вод в черте населенного пункта допускается в исключительных случаях на основании разрешений, выдаваемых органами по охране ОПС и согласованных с органами государственного санитарного надзора.
Охрана подземных вод
Поверхностная гидросфера неразрывно связана с атмосферой, подземной гидросферой, литосферой и другими компонентами ОПС. Поэтому, учитывая взаимосвязь всех ее экосистем, нельзя обеспечить чистоту поверхностных водоемов и водотоков без соответствующей защиты подземных вод. Последняя заключается в предотвращении истощения запасов подземных вод и предохранении их от загрязнения.
Согласно ст. 1 Водного кодекса РФ подземные воды -- это воды, в том числе минеральные, находящиеся в подземных водных объектах. При этом подземные воды и вмещающие их горные породы признаны единым водным объектом.
В целях борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, являющихся стратегическим резервом для питьевого водоснабжения будущих поколений, предусматриваются следующие мероприятия: 1) рационально е размещение водозаборов по площади; 2) регулирование режима водоотбора подземных вод; 3) уточнение величины эксплуатационных запасов (чтобы не допустить их истощения); 4) для самоизливающихся артезианских скважин установление кранового режима эксплуатации.
Иногда для профилактики истощения подземных вод применяют искусственное пополнение их посредством перевода части поверхностного стока в подземный.
Борьба с загрязнением подземных вод включает профилактические и специальные мероприятия. Профилактические меры являются основными, поскольку требуют наименьших затрат. Специальные мероприятия направлены в первую очередь на изоляцию источников загрязнения от остальной части водоносного горизонта (противофильтрационные стенки, завесы), перехват загрязненных подземных вод с помощью дренажа или откачки их из специальных скважин.
Важнейшей профилактической мерой предупреждения загрязнения подземных вод в районах водозаборов служит устройство вокруг них зон санитарной защиты.
Зоны санитарной защиты (ЗСЗ) состоят из трех поясов. Первый пояс включает территорию на расстоянии 30-50 м непосредственно от места водозабора (скважины). Это зона строгого режима, в ней запрещено присутствие посторонних лиц и проведение работ, не связанных с эксплуатацией водозабора. Второй пояс ЗСЗ служит для зашиты водоносного горизонта от бактериальных загрязнений, а третий - от химических загрязнений. Здесь запрещается размещение любых объектов, которые могут вызвать то или иное загрязнение, например животноводческих комплексов. Не допускается рубка леса, использование ядохимикатов и др.
Минприроды России в 1998 г. утвердило Методические указания по разработке нормативов предельно допустимых вредных воздействий (ПДВВ) на подземные водные объекты и предельно допустимых сбросов вредных веществ в подземные водные объекты. Нормативы ПДВВ представляют собой совокупность количественных и качественных показателей (характеристик) процессов и сооружений, которые могут оказывать вредное воздействие на подземные воды. В случае соблюдения этих нормативов вредное воздействие не превышает допустимых пределов.
Нормативы ПДВВ определяются для каждого проектируемого, строящегося или действующего объекта хозяйственной деятельности применительно к конкретному подземному водному объекту, на который может оказывать воздействие указанная деятельность.
Охрана малых рек
В России свыше 2,5 млн малых (длиной до 100 км) рек. Они формируют почти половину суммарного объема речного стока, в их бассейнах проживает до 44% всего городского населения и почти 90% сельского (Ю.В. Новиков, 1998).
Малые реки, будучи своеобразным компонентом географической среды, выполняют функции регулятора водного режима определенных ландшафтов, поскольку в значительной степени поддерживают равновесие и осуществляют перераспределение влаги. Добавим к этому, что они определяют гидрологическую и гидрохимическую специфику средних и крупных рек.
Поскольку сток малых рек формируется в тесной связи с ландшафтом бассейна, они отличаются высоким уровнем уязвимости, причем не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора. Особенно большой вред малым рекам наносит интенсивная хозяйственная деятельность. Из-за этого они быстро зарастают и заболачиваются, деградируют и, в конце концов, исчезают.
Охрана вод малых рек тесно связана с охраной от загрязнения той территории, с которой река собирает свои воды. Специалисты подсчитали, что за год в малые реки Владимирской области поступает более 4000 т органики, 6000 т взвешенных веществ, десятки тонн нефтепродуктов, а с полей смывается паводками и дождями более 2000 т аммонийного азота и 600 т нитратов.
Поскольку у малых рек способность к самоочищению существенно ниже, нежели у больших, важно создавать на их берегах водоохранные зоны и строго поддерживать их режим. В указанную зону (шириной от 100 до 500 м) входят пойма, надпойменные террасы, бровки и крутые склоны берегов, овраги и балки. Вдоль берегов рекомендуется устройство, полосы леса или луга шириной от 15 до 100 м. Запрещается распашка склонов по берегу, выпас скота, строительство животноводческих ферм, обработка прилегающих к рекам полей ядохимикатами. Овраги, примыкающие к водоохранной зоне, должны быть укреплены, родники, которые питают малую реку, - расчищены.
Повышению способности малых рек к переработке биохимически окисляемых примесей, которые поступают со стоками и сбросами загрязненных вод, способствует искусственная аэрация. Это достигается посредством установки плотины с переливом, благодаря чему падающая даже с небольшой высоты вода хорошо насыщается кислородом.
Очистка производственных сточных вод
Методы очистки производственных сточных вод подразделяются на механические, химические, физико-химические и биологические.
Для механической очистки применяют следующие сооружения: решетки, на которых задерживаются грубые примеси размером больше 5 мм; сита, задерживающие примеси СВ размером до 5 мм; песколовки, служащие для задержания минеральных загрязнений СВ, преимущественно песка; жироловки, маслоловушки, нефтеловушки, смололовушки для улавливания из СВ соответствующих загрязнений, более легких, чем вода; отстойники для осаждения взвешенных веществ с удельным весом больше единицы.
Принцип действия песколовки основан на том, что под влиянием сил тяжести частицы, удельный вес которых больше, чем удельный вес воды, по мере движения их вместе с водой в резервуаре оседают на дно. В соответствии с закономерностями гидравлики потока песчинки уносятся вместе с водой только при определенной скорости течения. При снижении этой скорости крупицы песка оседают на дно резервуара, а вода течет дальше.
Песколовки бывают горизонтальные, в которых вода движется в горизонтальном направлении, вертикальные, в которых вода движется вертикально вверх и круглые с винтовым (поступательно-вращательным) движением воды.
В последних песколовках происходят процессы, аналогичные явлениям, наблюдаемым в чайной чашке. При перемешивании налитого в чашку чая чаинки собираются в центре чашки. При круговом движении СВ в круглой песколовке крупные частицы песка аналогичным образом собираются в ее центре. Через устроенное в центре песколовки отверстие они попадают в специальную камеру.
При механической очистке из производственных СВ путем процеживания, отстаивания и фильтрования удаляется до 90% нерастворимых механических примесей различного характера (песок, глинистые частицы, окалина и другие), а из бытовых СВ - до 60%.
В целях очистки СВ от нефтепродуктов также широко применяется метод отстаивания, который в данном случае основан на способности самопроизвольного разделения воды и нефтепродуктов. Частицы последних под действием сил поверхностного натяжения приобретают сферическую форму, и их размеры находятся в диапазоне от 2 до 3 10 2 мкм. В основе процесса отстаивания лежит принцип выделения нефтепродуктов под действием разности плотностей воды и частиц масла. Содержание нефтепродуктов в стоках находится в широких пределах и составляет в среднем 100 мг/л.
Выделение нефтепродуктов производится в нефтеловушках. Грязная вода подается в приемную камеру и, пройдя под перегородкой, попадает в отстойную камеру, где и происходит процесс разделения воды и нефтепродуктов. Очищенная вода выводится из нефтеловушки, а нефтепродукты образуют пленку на поверхности воды и удаляются специальным устройством. Подобным образом устроены жироловушки, маслоловушки и смололовушки, использующие принцип разности плотности воды и загрязнений, более легких (например, масло), чем вода.
Химические методы применяются для очистки производственных СВ. Основными приемами являются нейтрализация и окисление-восстановление, они могут применяться и как самостоятельные, и как вспомогательные в сочетании с другими.
Производственные технологические процессы проходят как в кислых (избыток ионов Н +), так и в щелочных (избыток ОН -) средах, что приводит к появлению соответствующих стоков. Сбалансировать количество ионов Н + и ОН - - в этом состоит суть метода нейтрализации при очистке стоков.
Рациональным является взаимное объединение кислых и щелочных стоков. Водоотведение кислых и щелочных стоков по единой системе трубопроводов не всегда целесообразно, так как это может вызвать выпадение осадков в трубах и, как следствие, засорение сети.
В целях нейтрализации кислых вод применяют щелочные реагенты: известь СаО, гашеную известь Са(ОН) 2 , кальцинированную соду Na 2 CО 3 , каустическую соду NaOH, аммиачную воду, а также фильтрование через нейтрализующие материалы (известняк, доломит, магнезит, мел).
Для нейтрализации щелочных вод наиболее часто применяются кислоты: серная, соляная, азотная, реже уксусная. Возможно использование для этих целей также дымовых газов, содержащих СО 2 SО 2 , NО 2 .
Сточные воды, содержащие окисленные переменновалентные элементы (Cr +6 , Cl - , Cl +5 , N -3 , N +5 и др.), обезвреживаются в две ступени. На первой элементы, находящиеся в высшей (или высокой) степени окисления, восстанавливаются до низшей (или промежуточной) валентности, при которой данный элемент на второй ступени очистки может быть выделен из жидкой фазы в виде осадка, газа или переведен в малотоксичную форму.
Окислительный метод используется при очистке промышленных СВ от токсичных цианидов, сульфидов, меркаптанов, фенолов, крезолов и т.д. Реагентами являются хлор и его производные (гипохлориты, диоксид, хлораты), кислород, озон, перманганаты, хроматы и бихроматы, пероксид водорода. Восстановительный метод применяется для очистки СВ от нитритов и нитратов, хроматов и бихроматов, хлоратов и перхлоратов, сульфатов, броматов, йодатов. Восстановителями в этом случае служат окисленные переменновалентные элементы, содержащиеся в сульфитах, сульфидах, солях двухвалентного железа, диоксиде серы (из дымовых газов).
Физико-химические методы также в основном применяются для очистки производственных СВ. Однако в последнее время некоторые из них стали использоваться и при очистке городских СВ. К ним относится, в частности, коагуляция - процесс укрупнения коллоидных частиц в жидкости за счет электростатических сил межмолекулярного взаимодействия. При первоначальном размере частиц 0,001 - 0,1 мкм после коагуляции их величина достигает 10 мкм и более, т.е. тех размеров, при которых они могут быть выделены механическими методами. Коагуляция не только приводит к слипанию частиц, но и нарушает агрегативную устойчивость полидисперсной системы, в результате чего происходит разделение твердой и жидкой фаз.
Разновидностью коагуляции является процесс флокуляции - укрупнение мелкодисперсных частиц за счет электростатического взаимодействия под влиянием специально вводимых полиэлектролитов - флокулянтов. В практике водоочистки наибольшее распространение получили активированная кремнекислота и полиакриламид (ПАА). Доза коагулянтов и флокулянтов зависит от состава обрабатываемых вод и уточняется при пусконаладочных работах на очистных сооружениях.
Флотация - процесс выделения из воды в пенный слой взвешенных и эмульгированных загрязнений в результате прилипания к пузырькам газа, подаваемого снизу в очищаемой жидкости.
Сорбция - метод глубокой очистки производственных СВ от растворенных органических и некоторых неорганических загрязнений. В процессах водообработки она может применяться как самостоятельно, так и в сочетании с другими биологическими, химическими методами. Сорбция позволяет не только выделить и сконцентрировать загрязнения из СВ, но и утилизировать их в технологическом процессе, а очищенные воды использовать в оборотном водоснабжении.
Механизм адсорбции заключается в переходе молекулы растворенного вещества из объема жидкости на поверхность твердого сорбента под действием его силового поля. В качестве сорбентов используют различные естественные и искусственные материалы: золу, коксовую мелочь, торф, цеолиты, активные глины и др. Особенно широко для этих целей применяются активированные угли, удельная поверхность адсорбции достигает 400-900 м 2 /г.
Для концентрированных СВ, содержащих органические загрязнения, представляющие техническую ценность, эффективным методом очистки является экстракция. Она основана на смешивании двух взаимонерастворимых жидкостей (одна из которых сточная вода) и распределении в них, согласно растворимости, загрязненного вещества.
В качестве экстрагентов используют различные органические вещества: ацетон, хлороформ, бутилацетат, толуол и т.д. Разделение экстрагента и экстрагированного вещества производится перегонкой смеси. Это определяет одно из основных требований выбора экстрагента: разная температура кипения экстрагента и выделяемого вещества. После разделения смеси экстрагент вновь используется в цикле очистки вод, а вещество утилизируется.
Ионный обмен - извлечение катионов и анионов из растворенных в СВ загрязнений при помощи ионитов, являющихся твердыми природными или искусственными материалами (например, искусственные ионообменные смолы). Извлеченные при помощи ионного обмена вещества в дальнейшем утилизируются или уничтожаются. Катиониты вступают в обмен с катионами, аниониты - с анионами.
Несмотря на эффективность и экологичность, ионообменный метод не нашел широкого применения в промышленности из-за дефицита ионообменных смол и необходимости организации реагентного хозяйства для регенерации ионитов.
Биологический метод, описанный выше, является наиболее экологически чистым из всех методов. Один из основных принципов экологии - «природа знает лучше» - реализуется здесь микробными сообществами путем превращения сложных экологически опасных веществ в простые, безвредные.
Освоение безводных и бессточных технологий
Подсчитано, что 1 м 3 неочищенной СВ, поступивший в природный водный объект, может загрязнить сотни кубометров чистой воды, создав тем самым неприемлемые условия для жизнедеятельности гидробионтов. Поэтому перспективны такие технологии, которые или вообще не используют воду, или не образуют загрязненных стоков. Успешное внедрение их в практику полностью решило бы проблему защиты водоемов от загрязнения. В настоящее время в ряде производств химической промышленности, например, в производстве аммиака, синтетического метанола и других продуктов, перешли от водяного охлаждения высокотемпературных газовых смесей на воздушное. Так были сняты весьма острые вопросы забора свежей воды для производственных нужд и образования загрязненных сточных вод.
Перспективны также технологии водообеспечения, которые характеризуются минимальным потреблением свежей воды. При замкнутой технологии предприятие забирает воду из природного источника, использует ее для производства продукции, после чего образовавшаяся СВ подвергается глубокой очистке и вновь возвращается в цикл. Имеющиеся небольшие потери воды, например при испарении, пополняются посредством забора свежей воды.
В ряде отраслей промышленности частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой. Так, в нефтехимической промышленности оборотное водоснабжение сэкономило 90% воды производственного назначения.
Подготовка воды для питьевых целей
Важнейших среди водоохранных проблем является разработка эффективных с эколого-гигиенических позиций методов подготовки поверхностных вод для питьевых целей.
Загрязнение природных источников питьевого водоснабжения при недостаточной эффективности работы водоочистных сооружений влечет за собой ухудшение качества подаваемой потребителям питьевой воды и создает опасность для здоровья населения во многих регионах России, обусловливает высокий уровень заболеваемости кишечными инфекциями, гепатитом, увеличивает степень риска воздействия на организм человека канцерогенных и мутагенных факторов.
Каждый второй житель нашей страны вынужден использовать для питьевых целей воду, не соответствующую по ряду показателей гигиеническим требованиям; почти треть населения страны пользуется децентрализованными источниками водоснабжения без соответствующей водоподготовки; население ряда регионов страдает от недостатка питьевой воды и отсутствия связанных с этим санитарно-бытовых условий. Отставание России от развитых стран по средней продолжительности жизни и повышенная смертность (особенно детская) в значительной мере связаны с потреблением недоброкачественной воды.
Более 100 лет метод обеззараживания воды хлором является в России наиболее распространенным способом борьбы с загрязнением. В последние годы было установлено, что хлорирование воды представляет серьезную угрозу для здоровья людей, поскольку попутно образуются крайне вредные хлорорганические соединения и диоксины. Добиться снижения концентрации указанных веществ в питьевой воде можно путем замены хлорирования на озонирование или обработку УФ-лучами. Эти прогрессивные методы широко внедряются на станциях водоп од готовки многих стран Западной Европы и США. В нашей стране, к сожалению, из-за экономических трудностей применение экологически эффективных технологий осуществляется крайне медленно.
На ряде отечественных станций водоподготовки на заключительной стадии используют сорбционные процессы с применением активированных углей (адсорбентов), которые эффективно извлекают из воды нефтепродукты, СПАВ, пестициды, хлорорганические и другие соединения, в том числе и обладающих канцерогенными свойствами.
При неуклонном возрастании техногенного загрязнения поверхностных вод в мировой практике питьевого водоснабжения в последние десятилетия наметилась тенденция к переходу на использование артезианских (подземных) вод. Артезианские воды выгодно отличаются от поверхностных: уровень их минерализации, органического, бактериального и биологического загрязнения намного ниже. В ряде случаев такие воды вполне отвечают гигиеническим требованиям и могут подаваться потребителям, минуя традиционную подготовку.
Однако если артезианские воды по своей гидрохимической природе бескислородные (не содержат растворенного кислорода), то они могут содержать ингредиенты-восстановители (ионы Мn 2+ , Fе 2+ и сероводород) в концентрациях, превышающих допустимые. Тогда необходима очистка, которая сводится к обработке воды сильными окислителями, например, перманганатом калия, озоном, кислородными соединениями хлора. В результате обработки названные примеси переходят в нерастворимое состояние и затем легко удаляются фильтрованием.
Государственный контроль за использованием и охраной водных ресурсов
В 1997 г. правительство России утвердило «Положение об осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов», в соответствии с которым указанный контроль осуществляют Министерство природных ресурсов (МПР), отделы государственного контроля за использованием и охраной водных объектов территориальных органов (бассейновых органов, которые функционируют на территории субъекта Российской Федерации).
Основной задачей МПР является осуществление государственного контроля за соблюдением требований водного законодательства России, стандартов, нормативов, правил и иных правовых актов, имеющих обязательную силу для всех пользователей водными объектами при проведении ими всех видов работ, связанных с использованием и охраной водных объектов, в том числе внутренних морских вод и территориального моря РФ. Вместе с органами Госсанэпиднадзора Министерство осуществляет государственный контроль за изучением, использованием и охраной подземных водных объектов, а совместно с органами федерального горного промышленного надзора - водных объектов, содержащих природные лечебные ресурсы.
Государственные инспекторы по контролю за использованием и охраной водных объектов наделены широкими полномочиями, в частности они имеют право: посещать без предварительного уведомления объекты и организации, являющиеся водопользователями и водопотребителями, а также при необходимости военные, оборонные и другие объекты с учетом установленного режима их посещения; давать обязательные для использования предписания по устранению выявленных в ходе проверок нарушений режима пользования водными объектами и контролировать их исполнение; осматривать и при необходимости задерживать суда (в том числе иностранные), допустившие незаконный сброс загрязняющих веществ или не принявшие необходимые меры по предотвращению загрязнения водных объектов; предъявлять организациям (в том числе режимным) и физическим лицам требования провести мероприятия по улучшению состояния, использования и охраны водных объектов и по организации контроля за сточными водами и их влиянием на водные объекты; рассматривать дела об административных правонарушениях и налагать административные взыскания на лиц, виновных в нарушении водного законодательства.
Следует иметь в виду, что решения органов государственного контроля за использованием и охраной водных объектов являются обязательными для исполнения всеми водопользователями; они могут быть обжалованы только в гражданский или арбитражный суд.
Вопросы для самоконтроля
- Охарактеризуйте роль, которую играет законодательство в комплексном использовании и охране водных ресурсов?
- Что такое мониторинг водных объектов и кто его проводит?
- Для чего составляются схемы комплексного использования и охраны вод? Их виды. Что такое бассейновое соглашение?
- Перечислите мероприятия по охране поверхностных вод.
- Для чего установлены водоохранные зоны? Какую роль играют водоохранные лесные насаждения?
- Какие сооружения входят в систему искусственной биологической очистки?
- Перечислите мероприятия. проводимые с целью борьбы с истощением и загрязнением подземных вод.
- Почему в настоящее время так остро стоит проблема охраны малых рек?
- Перечислите методы очистки сточных вод предприятий.
- Какие основные устройства применяются при механической очистке сточных вод?
- Какие процессы используются при химической и физико-химической очистке сточных вод?
- Охарактеризуйте роль бессточных производств в решении проблемы охраны водоемов.
- Почему хлорирование питьевой воды является опасным для потребителей? Какие альтернативные хлорированию методы обеззараживания вод вы знаете?
- Кто осуществляет государственный контроль за использованием и охраной водных объектов? Какими полномочиями наделены государственные инспектора?
; выделить экологические проблемы и способы охраны воды; развивать речь, внимание; воспитывать бережное отношение к воде, к водоемам, желание экономить пресную воду.
Оборудование : схемы «Соотношение соленой и пресной воды», «Вода – важное для организма вещество», запись песни «Живи, родник!», пословицы и высказывания известных людей, ученых о воде.
Ход занятия
I. Сообщение темы занятия.
Учитель . Здравствуйте, ребята! Послушайте загадку и отгадайте:
Меня пьют, меня льют, всем нужна я. Кто я такая? (Вода.)
– Сегодня мы будем говорить о воде, о бережном отношении к ней. Тема нашего занятия – «Мать водица – всему царица. Почему воду нужно беречь?».
II. Вода и жизнь.
Учитель . Вы слыхали о воде? Говорят, она везде.
Первая капелька . В луже, в море, в океане,
И в водопроводном кране.
Как сосулька замерзает,
В лес туманом заползает.
Вторая капелька . Ледником в горах зовется,
Лентой серебристой вьется.
Средь высоких стройных елей
Рушится потоком селей.
Третья капелька . На плите у нас кипит ,
Паром чайника шипит,
Растворяет сахар в чае.
Учитель . Мы ее не замечаем,
Мы привыкли, что вода –
Наша спутница всегда.
Капельки (вместе) . Без меня вам не умыться,
Не наесться, ни напиться!
Учитель . Смею вам я доложить:
Без воды нам не прожить.
Благодаря повседневному обращению с водой мы так привыкли к ней и к ее разнообразным проявлениям в природе, что часто не замечаем отличительных свойств воды. А ведь именно этими свойствами объясняется то, что наши озера и реки не промерзают зимой до дна, что сильные весенние паводки сравнительно редки, что, замерзая, вода может производить большие разрушения и т. д. Многие привычные нам явления природы связаны именно с особенностями воды, выделяющими ее среди других веществ.
Велика роль воды и в технике. Невозможно представить такую отрасль промышленности, где бы в том или другом виде, для тех или иных целей не применялась вода. Вода служит источником энергии. Вода переносит тепло. Вода используется как прекрасный растворитель для многих веществ. Вода является той средой, в которой протекает огромное количество различных химических процессов.
В истории нашей планеты вода также имеет исключительно важное значение. Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за многие сотни миллионов лет своего существования.
Там, где есть жизнь, всегда есть вода. Жизнь без воды невозможна. Какое бы животное или растение мы ни взяли, в него входит вода как одна из главных составных частей. Обитатели водоемов, как правило, содержат в себе больше воды, чем жители суши. В теле рыб, например, до 70–80 % воды, а в медузе – больше 95 %. В травянистых растениях суши процент воды доходит до 85. Организмы млекопитающих животных и человека содержат воды меньше.
Если масса человека 60 кг, то в его теле содержится около 40 л воды. В течение года каждый организм потребляет количество воды, во много раз превышающее его массу.
Н а д о с к е вывешивается схема.
Вода – важное для организма вещество:
на 1 кг тела коровы – 600 г воды;
утки – 700 г воды;
у медузы на 100 г тела – 99 г воды.
Питательные вещества попадают в кровь через стенки пищеварительного канала. Через эти стенки могут проникать только вещества, растворенные в воде, только жидкости. Если бы кусок сахара не растворился в слюне и в желудочном соке, сахар не попал бы в кровь. Белок яйца, крахмал хлеба и картофеля не растворяются в воде, но желудочный и кишечный соки содержат особые вещества – ферменты, которые расщепляют белок и крахмал и переводят их в вещества растворимые . Это расщепление идет только в воде. Кровь, состоящая на четыре пятых из воды, разносит питательные вещества по всему организму. Таким образом, вода нужна для нашего организма как растворитель питательных веществ, и как переносчик их, и как среда, в которой протекают различные процессы, связанные с нашей жизнедеятельностью. Выделяясь потовыми железами и испаряясь с поверхности кожи, вода регулирует температуру нашего тела. Кроме того, вода необходима для удаления из организма различных вредных веществ, образующихся в результате обмена . Содержание воды в отдельных органах и тканях тела почти постоянно.
Потребность в воде у различных животных неодинакова. Некоторые из них довольствуются очень малыми количествами воды, другие же, наоборот, требуют воды в изобилии. Амбарный долгоносик, например, проводит жизнь в сухом ссыпанном зерне, в котором влаги всего около 12 %. Это насекомое, употребляя в пищу сухое зерно, вероятно, задерживает часть даже той воды, которая выделяется в его теле, как и во всяком другом, в процессе обмена веществ и при дыхании.
Иное дело, например, тли. Они питаются соками растений. Чтобы получить достаточное количество пищи, они должны пропустить через свой организм большую массу воды. Организм тли устроен так, что вода в нем долго не задерживается и покидает тело, уступая место новым порциям питательного сока.
Ни одно живое существо не может жить в абсолютно сухом пространстве и не может оставаться живым, лишившись воды. Каждый организм может потерять только вполне определенную часть содержащейся в нем воды. У человека потеря 10 % воды вызывает целый ряд расстройств, а потеря 20 % воды – смерть. Некоторые животные менее чувствительны к потере воды.
Почти такую же роль, как и в организмах животных, вода выполняет и в растениях. Вода доставляет растениям из почвы питательные вещества и в известной мере регулирует температуру растений; испаряясь с поверхности листьев , она предохраняет их от перегрева в летний зной.
Начиная с момента прорастания семени растение все время должно получать влагу; например, для одного растения подсолнечника за все время его роста нужно около 40 л воды, а люцерна, создавая один грамм сухого вещества, «выпивает» около 500 г воды.
Всю необходимую воду растения получают только из почвы. Корни растений высасывают воду из почвы с большой силой. Эта сила настолько велика, что, например, в крапиве ее было бы достаточно, чтобы поднять воду на высоту больше 4 м, а в виноградной лозе – на высоту 13 м. Таким образом, растительность суши, выкачивая воду из почвы, действует как мощный насос. Из корней вода поднимается в стебель и листья и с поверхности их испаряется.
IV. Значение воды в природе и в жизни человека.
Учитель . Как замечательно говорили о воде великие люди! Аксаков назвал ее красой природы, Менделеев – кровью природы.
Человек как-нибудь обойдется без нефти, алмазов, изобретет новые двигатели, но без воды он не сможет жить. Люди всегда обожествляли воду. Нет ни одного народа, у которого вода не считалась бы матерью всего живого, целебной и очистительной силой, источником плодородия. Известный французский писатель – летчик Антуан-де Сент-Экзюпери, самолет которого потерпел аварию в пустыне Сахара, – писал так: «Вода!.. У тебя нет ни вкуса , ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь нашими чувствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже простились. По твоей милости в нас вновь начинают бурлить высокие родники нашего сердца. Ты самое большое богатство на свете...»
– Ребята, прочитайте высказывания великих людей о воде.
Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле. (Леонардо да Винчи.)
Капля воды дороже золота. (Д. Менделеев.)
Нет на земле напитка лучше, чем стакан холодной чистой воды. (В. Песков.)
Спаси себя, человече,
Сыне, родимый, спаси!
Чтоб реки текли, а не речи
По нашей великой Руси.
М. Рудаков
– Объясните данные высказывания. О чем они?
Учитель . Все народы заботливо и бережно относятся к воде. Прочитайте пословицы, придуманные разными народами. Они жили далеко друг от друга, но все ценили воду.
Вода – мать, а без матери не проживешь. (Китайская пословица.)
Мы не ценим воду до тех пор, пока не высохнет колодец. (Английская пословица.)
Капля за каплей – образуется озеро, а перестанет капать – образуется пустыня. (Узбекская пословица.)
Русские пословицы:
И мутную воду пьют в невзгоду.
Не плюй в колодец: случится напиться.
Без росы и трава не растет.
IV. Откуда пришла вода?
Учитель
. Если быстро раскрутить глобус, то покажется, что он одноцветный, голубой. Почему? Что изображено голубым цветом на глобусе? Где больше всего воды на Земле? (Водой заполнены моря и океаны.)
– Может ли человек использовать эту воду? (Нет.)
– Почему? Какая вода нам нужна? (Пресная.)
Ребятам или ребятне?
Вся живность счастлива вполне!
3-й ученик . Но что такое? Караул!
Нет, нет, никто не утонул,
Нет, нет, как раз наоборот,
На мель садится пароход
Средь бела дня, какой скандал!
Наверно, лоцман маху дал!
Да нет, далеко от буйка,
Тут глубока была река.
4-й ученик . Была. Вот именно – была.
Была, да, видимо, сплыла.
Ах, реку мы не узнаем…
Река становится ручьем!
Уже и лодки на мели…
Пловцы вдруг посуху пошли.
А рыбы? В горе и тоске
Б едняжки бьются на песке.
Так что же с ней стряслось, с рекой?
Увы, друзья, ответ такой:
Дошкольник Сидоров Иван
Забыл закрыть на кухне кран.
Вы скажете: какой пустяк.
Пустяк. Добро б ручей иссяк,
А то вон из-за пустяка
Пропала целая река!
Б. Заходер
– Почему в реке исчезла вдруг вода?
– Что случилось после того, как в реке стало меньше воды?
– О чем напоминает каждому из нас это стихотворение?
В ы в о д: Не расходуйте воду напрасно! Берегите ее!
VII. Итог занятия.
Учитель . Как должны вести себя ребята, взрослые, чтобы реки и ручьи не исчезали?
– Почему воду нужно беречь и охранять?
Вода входит в состав любого организма .
Вода – это жизнь, красота и здоровье.
Количество воды ограничено.
Вода – помощник человека.
Вода загрязняется.
Ученик . Воду попусту не лей, дорожить водой умей.
Закрывай покрепче кран, чтоб не вытек океан.
Учитель . О чем может попросить нас океан?
Ученик . Если бы океан умел мыслить, говорить, то сказал бы современному человеку: «Как ты неопрятен, какой же ты неряха! Ты даже меня ухитрился загрязнить. Теперь тебе придется меня чистить. Не знаю, как ты это сделаешь, но сделать обязан, иначе поплатишься сам: будет худо тебе и твоим потомкам».
Учитель
. Ведь не зря так сказал бы океан: он замусорен. В него сваливают, что попало. В северной части Тихого океана плавает около 5 млн старых резиновых сандалий, приблизительно
35 млн пустых пластмассовых бутылок и около 70 млн стеклянных поплавков. Все эти предметы не разлагаются. Если их не выловить, они будут плавать сотни лет. Прочитаем заповеди:
1. Наша планета – наш дом, и каждый из нас в ответе за ее будущее .
2. Если найдешь в лесу родник, сохрани его. Может быть, это начало большой полноводной реки.
3. Вслушайся в журчание реки. Может быть, она просит помощи от тебя и ей нужны твои заботливые руки.
Родничок пропах землей, травой и хвоей,
В жаркий полдень холоден всегда,
А опустишь руку в голубое –
Заласкает светлая вода.
У его задумчивого пенья
Я большой учился чистоте,
Первым, самым робким вдохновеньям,
Первой, самой радостной мечте.
Пусть вдали от низенького дома
Я, мужая, сделаюсь седым,
Я еще приду к нему, живому,
И еще напьюсь его воды.
В. Солоухин
Звучит песня «Живи, родник».
ЛЕКЦИЯ 6
ТЕМА: Охрана водных ресурсов
ПЛАН:
1. Свойства воды
2. Распространение и состояние воды
3. Мировые запасы воды
4. Водные ресурсы России
5. Роль воды в природе
6. Состав природной воды
7. Круговорот воды в природе
8. Проблема недостатка пресной воды
9. Регулирование рационального использования и охрана водных ресурсов
10. Правовые основы охраны водных ресурсов
11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды
Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера, литосфера, атмосфера и биосфера взаимосвязаны, проникают одна в другую и находятся в постоянном, тесном взаимодействии. Все сферы в своем составе имеют воду. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов . Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища , полярные и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы.
1. Свойства воды
Вода - химическое соединение водорода и кислорода (H2O) жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотностью 1 г/см3 при температуре 3,98 °С. При 0°С вода превращается в лед, при 100°С - в пар. Молекулярная масса воды 18,0153. По, химический состав воды может быть представлен формулой Н2On при значении п, равном Не все молекулы воды одинаковы: наряду с обычными молекулами, имеющими массу 18, присутствуют молек,21 и даже 22.
Вода - уникальное вещество по своим физическим и химическим свойствам. Полярность молекул воды и наличие между ними «водородных» связей определяют ее уникальные свойства. Плотность воды наибольшая при температуре 3,98 °С, дальнейшее охлаждение приводит к переходу ее в лед и сопровождается уменьшением плотности. Уменьшение объема вместо расширения происходит при плавлении (таянии) льда. Летучесть воды небольшая. У воды аномально высокие теплота плавления и удельная теплоемкость, при плавлении льда теплоемкость увеличивается более чем в двое. Теплоемкость воды с повышением температуры до 27 °С уменьшается, а затем вновь начинает возрастать. Вязкость воды (при температуре от 0 до 30 °С) уменьшается с повышением давления.
2. Распространение и состояние воды
Вода - наиболее распространенное на Земле вещество. Она находится в трех фазах: газообразной (пары воды), жидкой и твердой. Различают воду атмосферную, поверхностную (гидросфера) и подземную.
В атмосфере вода встречается в парообразном состоянии в воздушной оболочке, окружающей Землю, в капельно-жидком состоянии - в облаках, туманах и в виде дождя, твердом - в виде снега, града и кристалликов льда высоких облаков.
В жидком состоянии вода находится в гидросфере: вода океанов, морей, озер, рек, болот, прудов и водохранилищ. В твердом состоянии вода в виде льда и снега находится у полюсов планеты, на горных вершинах, зимой покрывает водоемы на значительных площадях. В горных породах литосферы вода встречается в виде пара. Существует капиллярная, гравитационная, кристаллизационная вода.
3. Мировые запасы воды
Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза больше площади суши, а объем воды на Земле составляет 1,5·109 км3. Более 95% воды - соленая. Мировой океан занимает площадь 361 млн км2, что составляет 70,8% поверхности Земли. При средней глубине океана в 3800 м общий объем воды достигает 1370 млн км3. При расчете ресурсов подземных вод полагают, что в мантии Земли содержится 0,5% воды, общий объем которой составляет примерно 13-15 млрд км3 воды. Возможный приток глубинных вод в земную кору и на поверхность планеты составляет в среднем 1 км3 в год. При среднем абсолютном возрасте Земли в 3,5 млрд лет объем поверхностных вод должен составить около 3,3 млрд км3. Объем свободной воды в земной коре (подземные воды) оценивал в 60 млн км3.
4. Водные ресурсы России
Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам. На территории России находится свыше 2,5 млн больших и малых рек, более 2 млн озер. Водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых. Первые считаются относительно постоянными в течение длительного времени, возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. Речной сток формируется за счет таяния снега и дождевых осадков, источниками питания рек служат болота и подземные воды.
ориентированность на специфические условия, источники и причины загрязнения;
научная обоснованность и наличие действенного контроля за эффективностью водоохранных мероприятий.
Важнейшими технологическими мерами охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение безотходных технологий. В настоящее время применяется и совершенствуется оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.
Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки механические, химические и биологические.
При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются при помощи решеток, сит, жироловок, маслоловушек и т. д. Тяжелые частицы осаждают в отстойниках. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворенных примесей на 60-95%.
При химической очистке применяются реагенты, переводящие растворимые вещества в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые очищаются еще на 25-95%.
Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый в естественных условиях - на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит естественным способом путем фильтрации воды через почву. Органический фильтрат подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и используется в дальнейшем в качестве удобрения. Используется также каскад прудовотстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды. Второй - ускоренный способ очищения сточных вод производится в специальных биофильтрах через пористые материалы из гравия, щебня, песка и керамзита, поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки сточных вод на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации.
В настоящее время практически ни один город не обходится без очистных сооружений , причем все указанные способы применяются в комплексе. Это дает хороший эффект.
9. Регулирование рационального использования и охрана водных ресурсов
Охрана вод регулируется законодательством Российской Федерации о недрах (подземные воды являются как полезным ископаемым, так и водными объектами) и водным законодательством, а также рядом правительственных и ведомственных нормативных актов (инструкций, положений, базовых и государственных нормативов). Водное законодательство представлено Водным кодексом Российской Федерации (ноябрь 1995) и принимаемыми в соответствии с ним федеральными законами и иными нормативными правовыми актами , а также законами и нормативными правовыми актами ее субъектов, регулирующими водные отношения. Водное законодательство Российской Федерации регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях:
обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную среду;
поддержания оптимальных условий водопользования;
поддержания качества поверхностных и подземных вод в состоянии, отвечающем санитарным и экологическим требованиям;
защиты водных объектов от загрязнения, засорения и истощения;
предотвращения или ликвидации вредного воздействия вод, а также сохранения биологического разнообразия водных экосистем.
Закон «О недрах» (февраль 1992) регулирует отношения, связанные с геологическим изучением, использованием и охраной подземных вод как полезного ископаемого. Он «содержит правовые и экономические основы комплексного рационального использования и охраны недр, обеспечивающие защиту интересов государства и граждан Российской Федерации, а также пользователей недр».
Требования к качеству питьевых вод содержатся в утвержденных нормативах предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в воде, стандартах качества воды, изложенных в ГОСТах, Технических условиях, Требованиях. К ним относятся: ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством», «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (СанПиН 4630-88). Санитарные правила и нормы изложены в «Требованиях к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» (Санитарные правила и нормы на питьевую воду, СанПиН 2.1.4.544-96); «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.559-96).
Гостом предусмотрена определенная система сертификации питьевой воды, материалов, технологических процессов и оборудования, применяемых в хозяйственно-питьевом водоснабжении. Основные положения утверждены постановлением Госстандарта России и Госкомсанэпиднадзора России (28.04.1995 г. № 8/5).
Пользование водами регулируется лицензиями, которые имеют разрешительный характер. Права и обязанности владельца водным объектом, цели и сроки его использования и т. д. оговорены в «Положении о порядке лицензирования пользования недрами» (утверждено постановлением Совета Министров Российской Федерации от 15.07.92 № 000-1), в Инструкции по применению «Положения о порядке лицензирования пользования недрами» к участкам недр, предоставляемым для добычи подземных вод, а также других подземных ископаемых, отнесенных к категории лечебных» (зарегистрирована в Министерстве юстиции Российской Федерации. Регистрационный номер 583 от 26.05.94.).
Контроль качества и охрана поверхностных вод. Поверхностные воды (водоемы и реки) в наибольшей степени подвержены загрязнению и ущербу. По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации» (1998), в поверхностные воды России сбрасывается (тыс. т в год): нефтепродуктов 39,4, фосфора - 60, фенола - 0,22, поверхностно активных веществ (ПАВ) - 8,9, соединений меди - 0,9, железа - 51,2, цинка - 1,6. Общий объем сточных вод, сброшенных в поверхностные воды, за последнее десятилетие в среднем за год составляет 50-60 км3. Нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот , а также специфические вредные вещества - лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др. уже являются самыми распространенными инородными веществами в поверхностных водах.
Качество речных вод основных водных артерий России оценивается в среднем как загрязненное: в Волге и ее притоках вода загрязненная, в Оке - сильно загрязненная, в Дону и Тереке - от грязной до чрезвычайно грязной, в Днепре - от слабо загрязненной до грязной.
К поверхностным водам должны применяться в самой жесткой форме все меры охраны их от загрязнения и истощения. Поверхностные воды являются пока еще основным источником питьевых вод, связующим звеном с подземными водами, в них сосредоточены запасы рыбных ресурсов и т. д. Среди охранных мер по регулированию качества и ресурсов поверхностных вод должны доминировать профилактические меры, предотвращающие попадание загрязняющих веществ в водоемы и реки. Это переход на безотходные технологии в промышленности и сельском хозяйстве, а также жесткая очистка сточных вод.
Наблюдение за качеством и охрана подземных вод. Причины ухудшения качества и загрязнения подземных вод связаны с деятельностью предприятий промышленности (37%), сельского (16%) и жилищно-коммунального (10%) хозяйства, обусловлены также совместным воздействием различных объектов (9%), подтягиванием некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов (13%).
Основными веществами, которые ухудшают качество и загрязняют подземные воды, являются: сульфаты, хлориды, соединения азота (нитраты, нитриты, аммиак и аммоний), нефтепродукты, фенолы, соединения железа, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель и ртуть). Среди 28% выявленных очагов загрязнения содержание указанных выше веществ изменяется в пределах 10-100 ПДК, среди 12%- превышает 100 ПДК.
Ухудшение качества и загрязнение подземных вод по-прежнему в большинстве случаев носит локальный характер и в основном ограничивается размерами источника загрязнения. Из общего количества очагов менее 10% имеют площадь, превышающую 10 км2. Крупные очаги ухудшения качества и загрязнения подземных вод по-прежнему остаются в Мурманской и Ленинградской областях . Опасные очаги остаются в Московской и Пермской областях, в пределах отработанных шахтных полей бурого угля Тульской области и месторождений нефти в Республике Татарстан , в районе городов Волгограда, Волжского, Краснодара, Оренбурга, Магнитогорска, Усолья-Сибирского, Кемерова, Комсомольска-на-Амуре, Хабаровска и др. Наибольшую экологическую опасность представляет ухудшение качества и загрязнение подземных вод на водозаборах питьевого водоснабжения, которое было отмечено в 90 городах и поселках, на 600 водозаборах.
Мероприятия по охране подземных вод от истощения и загрязнения подразделяются на профилактические и специальные, общие и конкретные. К профилактическим мероприятиям относятся следующие:
тщательный выбор места расположения строящегося объекта, антропогенное воздействие которого на подземные воды будет минимальным;
оснащение соответствующим оборудованием и соблюдение зон санитарной охраны;
учет степени защищенности подземных вод;
соблюдение режима эксплуатации, определенного нормативными документами и экспертизой Государственной комиссии по запасам (ГКЗ);
организация и ведение мониторинга подземных вод. Одним из наиболее важных профилактических мероприятий является создание зон санитарной охраны (ЗСО), которое регламентируется Положением о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. Водоохранные зоны состоят из трех поясов, специальные мероприятия в которых исключают возможность загрязнения подземных вод. Первый пояс водоохранных зон - пояс строгого режима. Он включает территорию, на которой расположены водозаборные, водопроводные и водоподводящие сооружения. Границы пояса устанавливаются в виде заграждения на расстоянии не менее 30-50 м от сооружений в зависимости от степени природной защищенности водоносного горизонта. Для береговых (инфильтрационных) водозаборных сооружений в границы первого пояса включается вся территория между рекой и водозаборными сооружениями, но не более 150 м. Здесь запрещены все виды строительства, не имеющие отношение к эксплуатации водозаборного сооружения, осуществляются планировка и отвод поверхностного стока, строгий контроль за состоянием воды и охрана территории. Второй и третий пояса водоохранных зон - пояса ограничений. Они предназначены для защиты подземных вод от микробного (второй пояс) и химического (третий пояс) загрязнения. Площади зон определяются из расчета времени, за которое патогенные организмы погибают, а химические загрязнители полностью адсорбируются и нейтрализуются.
Во втором и третьем поясах запрещены строительство, складирование отходов, размещение предприятий промышленности и сельского хозяйства. Постоянно осуществляется контроль за благоустройством и санитарным состоянием территории.
Специальные мероприятия по охране подземных вод от загрязнения направлены на изоляцию источников и очагов загрязнения, перехват загрязненных вод. При истощении вод применяют меры искусственного пополнения и увеличения питания подземных вод. Необходимы своевременная разработка и применение мер по утилизации шахтных и дренажных вод, мер, сокращающих использование пресных вод на технические нужды, по бережному расходованию воды, уменьшение потерь при ее транспортировке и распределении.
Таким образом, охрана подземных вод включает общие меры: строгое соблюдение законодательных актов, уменьшение промышленных отходов, создание безотходных производств - и конкретные: многократное использование вод, строительство очистных сооружений, соблюдение правил при разведке подземных вод, строительстве и эксплуатации водозаборов.
Качество и охрана вод морей и Мирового океана. За последнее время большую тревогу вызывает загрязнение морей и Мирового океана в целом (фоновое загрязнение). Основные источники загрязнения - бытовые и промышленные сточные воды (в прибрежных районах сосредоточено 60% крупных городов), нефть и нефтепродукты, радиоактивные вещества. Особо опасны загрязнения нефтью и радиоактивными веществами. Предприятия приморских городов выбрасывают в море тысячи тонн различных, как правило, неочищенных отходов, в том числе канализационные стоки. В моря выносятся загрязненные речные воды. Нефть и нефтепродукты попадают в воду в результате промывки цистерн, емкостей, в которых транспортируется нефть. Огромное количество нефти попадает в океан и в моря при авариях танкеров, нефтепроводов на нефтепромыслах , при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений в зоне материковых шельфов. При авариях нефтяных скважин в море выбрасываются многие тысячи тонн нефти.
Загрязнение является причиной гибели морских животных: ракообразных и рыб, водоплавающих птиц, тюленей. Известны случаи гибели около 30 тыс. морских уток, массовой гибели морских звезд в начале 1990-х гг. в Белом море. Нередки случаи закрытия пляжей в связи с опасными концентрациями загрязняющих веществ в морской воде, вызванными многочисленными авариями судов, перевозящих нефть и нефтепродукты.
Загрязнение вод Мирового океана радиоактивными веществами происходит в результате испытаний атомного оружия. Площадь заражения после испытаний может достигать 2,5 млн км2. Аварии атомных подводных лодок, судов с атомными реакторами, без сомнения, также являются важными источниками радиоактивного заражения значительных площадей морей и океанов. В 1980-е гг. практиковалось захоронение радиоактивных отходов в контейнерах, которые сбрасывали в наибольшие глубины океана. Мировая общественность противостояла этому довольно успешно. Загрязнение морской воды приводит к концентрации радиоактивных веществ в растениях и животных по цепям питания. Известны случаи, когда концентрация радиоактивных веществ на вершинах трофических пирамид превышала фоновую более чем в 50 тыс. раз.
Степень загрязнения морской воды в значительной степени зависит от отношения к этой проблеме государств, граничащих с морями и океанами. Все внутренние и окраинные моря России испытывают мощный антропогенный пресс, включая многочисленные плановые и аварийные сбросы загрязняющих веществ. Уровень загрязнения российских морей (за исключением Белого моря), по данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации», в 1998 г. превышал ПДК по содержанию углеводородов, тяжелых металлов, ртути, фенолов, поверхностно активных веществ (ПАВ) в среднем в 3-5 раз.
Мероприятия по охране вод морей и Мирового океана заключаются в устранении причин ухудшения качества и загрязнения вод. Особые меры по предупреждению загрязнения морской воды следует предусматривать при разведке и освоении нефтяных и газовых месторождений на материковых шельфах. Необходимо ввести запрет на захоронение токсичных веществ в океане, сохранятьмораторий на испытания ядерного оружия под водой. Следует предпринимать быстрые меры по ликвидации последствий аварий и катастроф, при которых в океан попадают токсичные продукты. Проблема охраны вод Мирового океана является глобальной, она касается всех государств планеты. Для охраны вод Мирового океана необходимы совместные усилия всех государств мирового сообщества, ООН и ее подразделений. В значительной степени такие меры могут иметь успех при участии государств в международных природоохранных программах, которые разработаны и предлагаются соответствующими конвенциями, предусмотрены международными соглашениями.
10. Правовые основы охраны водных ресурсов
В 1990-е гг. в России произошли серьезные изменения в организационно-функциональной структуре министерств и ведомств, ответственных за минерально-сырьевую базу России. К сожалению, к 1999 г. структура еще не получила своего законченного развития. В сфере природопользования и охраны природных ресурсов координация осуществляется Министерством природных ресурсов (МПР) Российской Федерации (согласно Конституции Российской Федерации недра и водные объекты являются предметом совместного ведения Российской Федерации, включая МПР и субъекты Федерации).
В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 17.05.97 № 000 МПР России с участием федеральных органов разрабатывает основные направления государственной политики в сфере использования, охраны и воспроизводства природных ресурсов. В задачу МПР России также входят: разработка и реализация государственных целевых программ использования и охраны природных ресурсов; подготовка предложений по усовершенствованию действующего законодательства; разработка нормативно-методических документов по использованию и охране природных ресурсов. Министерство природных ресурсов принимает решения по вопросам изучения и прогноза изменения состояния естественных богатств. Осуществлен ряд мероприятий по реформированию территориальных органов и созданию новой системы управления государственным фондом недр и водным фондом (структурная перестройка).
На 1999 г. основными законодательными и нормативными актами, которые регламентируют охрану водных ресурсов являются: Закон Российской Федерации «О недрах», Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» и Водный кодекс Российской Федерации.
На уровне проектов, в различной стадии обсуждения и доработки находятся следующие законодательные акты: «О лицензировании пользования недрами», «О внутренних водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации». Приняты основополагающие постановления Правительства РФ по соответствующим вопросам, проекты которых подготовлены МПР России: «Об утверждении Положения о ведении государственного мониторинга водных объектов», «Об утверждении Правил пользования водных объектов, находящихся в государственной собственности, установлении и пересмотре лимитов водопользования, выдачи лицензии на водопользование и распорядительной лицензии», «Об утверждении Положения об осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов», «О порядке эксплуатации водохранилищ». Проект правительственного постановления «О концепции государственной политики в сфере воспроизводства, использования и охраны природных ресурсов» находится на согласовании в заинтересованных министерствах и госкомитетах. Введены в действие нормативные межведомственные акты «Классификация эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод»; подзаконные нормативные (разъяснительные) акты: «Инструкция о порядке согласования и выдачи лицензий на водопользование по поверхностным водным объектам», «Методические рекомендации по государственной регистрации лицензий на водопользование...».
Мировое сообщество в области охраны окружающей среды руководствуется Программой действий по реализации «Повестки дня на XXI век», принятой на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992). Россия принимает активное участие в Программе ООН по окружающей среде (ЮНЕП), обеспечивает обязательства по международным договорам (конвенциям и соглашениям): о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение; по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер; по защите морской среды района Балтийского моря; по защите Черного моря от загрязнения; по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. В России реализуется проект «Комплексное управление окружающей средой Волго-Каспийского региона», разрабатываются проекты федеральных целевых программ: «Создание Единой государственной системы экологического мониторинга», «Комплексное управление прибрежными зонами Черного и Азовского морей...», «Обеспечение населения России питьевой водой», «Оздоровление окружающей среды и населения Кемеровской области », «Возрождение Волги», «Мировой океан», «Экологическая безопасность Урала», «Создание и развитие ЕГСЭМ (постановление Правительства РФ от 01.01.01 г. № 000).
11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды
Мониторинг - это система наблюдений и контроля над состоянием среды с целью разработки мероприятий по рационализации использования природных ресурсов, охране окружающей природной среды, предупреждению критических ситуаций, своевременной оценке состояния и прогнозу изменений, в том числе последствий антропогенных воздействий. Различают следующие типы мониторинга: глобальный (биосферный), геофизический, климатический, экологический, биологический, окружающей природной и геологической среды и др. По территории охвата - международный, государственный, региональный, национальный, локальный, импактный. По методам исследований - дистанционный и непосредственный. По объектам наблюдения - окружающей природной среды, почв, биологических ресурсов суши, лесной, подземных вод и др.
Под мониторингом водных ресурсов понимается система непрерывного (текущего) и комплексного отслеживания состояния водных ресурсов, контроля и учета количественных и качественных характеристик во времени, взаимообусловленного воздействия и изменения потребительских свойств, а также система прогноза сохранения и развития в разных режимах использования. Элементы этой системы давно существуют в министерствах и ведомствах природно-ресурсного комплекса. Систематические наблюдения за состоянием недр и водного фонда осуществляются МПР России и Росгидрометом. На территории РФ развернута система государственного мониторинга геологической среды (ГМГС), которая контролирует также блок «подземные воды». Система ГМГС включает около 15 тыс. наблюдательных пунктов, которые размещены практически во всех регионах страны. Основные задачи ГМГС: управление структурой на региональном уровне, обеспечение информацией о текущем состоянии геологической среды (включая подземные воды) и о прогнозах ее изменения под влиянием природных и техногенных факторов, ведение специализированного банка данных . Важным элементом системы является Государственный банк цифровой геологической информации (ГБЦГИ).
Государственный мониторинг водных объектов (Росгидромет ведет наблюдения на 4 тыс. пунктах - на реках, озерах и водохранилищах) включает поверхностные воды суши, морей, водохозяйственные системы и сооружения (в том числе водохранилища).
Объектом мониторинга окружающей природной среды является оценка ее качества и уровня загрязнения как необходимого условия для принятия научно обоснованных решений об эффективности природоохранных мер. В соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» (1991) организационной структурой, обеспечивающей осуществление мониторинга, стала Государственная служба наблюдения за состоянием окружающей природной среды (ГСН) Росгидромета. Служба состоит из ряда систем, в том числе наблюдения за загрязнением морской среды (602 пункта наблюдения), наблюдения за загрязнением поверхностных вод (120 объектов наблюдения за гидробиологическими показателями, 1132 объекта наблюдения за гидрохимическими показателями).
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Расскажите, как распределяется вода на Земле. Какое она имеет значение?
2. Как происходит круговорот воды на планете и какое влияние он оказывает на природные процессы?
3. Каков состав пресной воды?
4. В чем причины недостатка пресной воды в разных районах Земли?
5. Какие производства используют наибольшее количество воды?
6. Какие вещества, загрязняющие водоемы, наиболее опасны и почему?
7. Как можно определить уровень загрязнения водоемов?
8. Что значит «самоочищение водоемов»?
9. Какие существуют методы очистки сточных вод?
10. Какое значение имеют подземные воды? Как их используют и в каких случаях вынуждены бороться с ними?
11. С чем связано истощение подземных вод?
12. Как происходит загрязнение вод Мирового океана и внутренних морей?
Правовая охрана вод представляет собой совокупность средств, правил и норм, которые направлены на обеспечение поддержания целостности, а также на повышение качественного состояния водных ресурсов в природе. В современном мире данные мероприятия проводят при помощи различных ограничений и запретов, однако в значительной мере более эффективным было бы формирование и развитие профилактической системы мер, которые бы предотвратили дальнейшее нарушение качественных характеристик водных ресурсов и разрушение существующих экологических систем. В правовой системе каждого государства уже имеется достаточное количество законов и статей, в которых говорится, что любой водный ресурс нуждается в защите от засорений, загрязнений и истощения запасов.
В природе комплекс этих мер жизненно необходим для дальнейшего обеспечения нормальной жизнедеятельности каждого микроорганизма на Земле. Несоблюдение данных правил может стать причиной отрицательного воздействия на организм человека, а также привести к гибели живых организмов, населяющих водные системы.
Термины и обозначения
Охрана воды подразумевает наличие специальных терминов и обозначений. Приведем некоторые из них:
1. Загрязнение. Водные запасы насыщаются и перенасыщаются различными посторонними веществами, которые могут иметь растворимый характер либо находиться в состоянии взвеси.
2. Уровень. Опасное воздействие на жизнь и здоровье человека.
3. Засорение. Сброс в реки и водоемы нерастворимых в воде предметов, отбросов и отходов, а также продуктов жизнедеятельности людей. Не стоит забывать о таких явлениях, как подтопления, наводнения и затопления. Результатом этих воздействий является эрозия почв, вымывание плодородного слоя, разрушение территорий и защитных дамб.
4. Истощение. Подразумевает под собой уменьшение объема, следовательно, и уровня воды в водоеме.
Снижение расходов
Охрана воды подразумевает не только запреты и ограничения всевозможного характера, но и внимательное, бережное отношение к использованию водных ресурсов. К примеру, из всего необходимого для орошения земель объема воды утрачивается примерно четверть за счет испарений и фильтрации. Охрана воды может также являться результатом гидроизоляции водных каналов, что отлично препятствует расходу и засолению воды в районах, склонных к засушливым сезонам. Также оказывает благоприятное воздействие использование вместо обычного полива специальных дождевальных установок. Это позволяет сократить потери воды, а значит, и ее расход в несколько раз. Особое место занимает способ полива, когда вода при помощи капельного метода подводится непосредственно к корням растения.
Дополнительные меры
Охрана воды заключается в предотвращении испарений, а также строгом контроле за поступлением воды к каждому отдельному элементу флоры. Широко стал известен метод, основанный на безотходном производстве, когда водный ресурс, уже прошедший какой-либо этап производственного цикла, поступает на следующий, где используется в виде сырья. К сожалению, в настоящее время данная технология только разрабатывается.