Самоочищение и охрана водных ресурсов в России

Самоочищение и охрана водных ресурсов.

Самоочищение водоемов - это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т. д.) способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих других природных факторов, в частности физико-географических условий, солнечной радиации, деятельности микроорганизмов в воде, влияния водной растительности и особенно гидрометеорологического режима. Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в лесостепной и степной зонах страны. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 сут, болотах - 5, озерах - 17 лет. Такая разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.

Каждый водоем — это сложная живая система, где обитают растения, специфические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают. Если в водоем попадают бактерии или химические примеси то в условиях девственной природы процесс самоочищения протекает быстро и вода восстанавливает свою первозданную чистоту. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 ч остается не более 50 % бактерий, через 96 ч - 0,5 %. Но при сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В таких случаях необходимы специальные методы очистки загрязнения. Важным физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обеззараживание воды. Эффект обеззараживания основан на прямом губительном воздействии ультрафиолетовых лучей на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы микробных клеток. Ультрафиолетовое излучение может воздействовать не только на обычные бактерии, но и на споровые организмы и вирусы Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Двустворчатые моллюски — постоянные обитатели водоемов — являются санитарами рек. Пропуская через себя воду, они отфильтровывают взвешенные частицы. Мельчайшие животные и растения, а также органические остатки поступают в пищеварительную систему, несъедобные вещества оседают на слое слизи, покрывающем поверхность мантии двустворчатых. Слизь по мере загрязнения перемещается к концу раковины и выбрасывается в воду. Комочки ее представляют собой комплексный концентрат для питания микроорганизмов. Они и завершают цепь биологической очистки вод.

Высокую очищающую способность  водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления. Эти природные способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных вод в промышленности и сельском хозяйстве.

В последние годы получила распространение  искусственная аэрация - один из эффективных  способов очищения загрязненных вод, когда  процесс самоочищения резко сокращается  при дефиците растворенного в  воде кислорода. Для этого специальные  аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод.

Охрана воды от загрязнения

Охрана водных ресурсов заключается  в запрещении сброса в водоемы  и водотоки неочищенных вод, создании водоохранных зон, содействии процессам  самоочищения в водных объектах, сохранении и улучшении условий формирования поверхностного и подземного стока  на водосборах.

Вопросами охраны вод в нашей  стране длительное время занималось Министерство мелиорации и водного  хозяйства СССР, в состав которого входили Государственная инспекция  по охране водных источников и Главное  управление комплексного использования  водных ресурсов. В настоящее время  эти функции выполняют Комитет  по водному хозяйству, Государственный  комитет по стандартизации, метрологии и сертификации, Федеральная служба по мониторингу окружающей среды. Главным  аналитическим и координирующим центром природоохранной деятельности является Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации.

В Российской Федерации действует Водный кодекс РФ от 03.06.2006 N 74-ФЗ (вступил в силу с 01.01.2007) согласно которому Минприроды и Комитет санэпиднадзора должны осуществлять общее руководство и контроль за использованием водных ресурсов и их санитарной охраной. В постановлении СМ России от 19.01.88 г. «О первоочередных мерах по улучшению использования водных ресурсов в стране» и в законе «Об охране окружающей природной среды» от 19.12.91г. отмечается необходимость ресурсосбережения и рационального ведения водного хозяйства, проведения целенаправленной работы по улучшению использования водных ресурсов, по сокращению водопотребления в промышленности и энергетике, в сельском и коммунальном хозяйстве, об усилении охраны водной среды.

Для обеспечения санитарно-эпидемиологической надежности проектируемых и реконструируемых водопроводов хозяйственно-питьевого  назначения должны предусматриваться  зоны санитарной охраны, куда входят зона источника водоснабжения в месте  забора воды, зона и санитарно-защитная полоса водопроводных сооружений и  санитарно-защитная полоса водоводов. Зону водоисточника в месте забора воды предусматривают из трех поясов: первого -- строгого режима, второго и третьего -- режимов ограничения. Зону водопроводных сооружений предусматривают из первого пояса и защитной полосы (при размещении водопроводных сооружений вне второго пояса санитарной зоны). Проектом зон санитарной охраны водопровода регламентированы: границы поясов зоны водоисточника, зоны и санитарно-защитные полосы водопроводных сооружений и полосы водоводов; определены инженерные мероприятия по организации зон и дано описание санитарного режима в зонах и полосах.

В основу проекта зон санитарной охраны водопровода должны быть положены результаты санитарно-топографического обследования территорий, намеченных к включению в зоны и защитные полосы, а также материалы инженерно-геологических, топографических, гидрологических  и гидрогеологических изысканий. Проект зон санитарной охраны водопровода  согласовывается с местными органами власти; с местным центром санитарно-эпидемиологического  надзора, с местной геологической  партией и другими заинтересованными  организациями.

Зона санитарной охраны поверхностного источника водоснабжения представляет собой территорию, которая охватывает используемый водоем и частично бассейн  его питания. На этой территории устанавливают  режим, гарантирующий надежную защиту источника водоснабжения от загрязнения  и обеспечение требуемой санитарной надежности воды. Согласно СНиП 2.04.02--84, зона санитарной охраны для источников водоснабжения устанавливается в три пояса, для водозаборных сооружений и площадок водоочистных сооружений она состоит из первого пояса, для водоводов -- из второго пояса (СанПиН 2.1.4.027--95).

Первый пояс охватывает водоем в  месте забора воды и территорию размещения головных водопроводных сооружений (водоприемников, насосных станций, резервуаров). Территорию этого пояса ограждают  от доступа посторонних лиц и  окружают зелеными насаждениями. Постоянное проживание людей в зоне первого  пояса не допускается. Границы первого  пояса зоны санитарной охраны для  реки или водоподводящего канала устанавливают: вверх по течению -- не менее 200 м от водозабора; вниз по течению -- не менее 100 м от водозабора; по прилегающему к водозабору берегу -- не менее 100 м от линии уреза воды при летне-осенней межени; в направлении к противоположному берегу: при ширине реки или канала до 100 м -- вся акватория и противоположный берег полосой 50 м от уреза воды при максимальном уровне, при ширине реки или канала свыше 100 м -- полоса акватории шириной не менее 100 м; на водозаборах ковшевого типа границы первого пояса простираются на всю акваторию ковша и территорию вокруг него полосой не менее 100 м. Границы первого пояса санитарной охраны водохранилища и озера, используемых в качестве водоисточника, устанавливают: по акватории во всех направлениях -- не менее 100 м от водозабора; по прилегающему к водозабору берегу -- не менее 100 м от уреза воды при максимальном уровне.

Второй пояс зоны санитарной охраны включает источник водоснабжения и  бассейн его питания, т. е, все  территории и акватории, которые  оказывают влияние на формирование качества воды источника, используемого  для водоснабжения. Границы второго  пояса санитарной охраны реки или  канала определяют исходя из возможности  загрязнения водоема стойкими химическими  веществами: вверх по течению, включая  притоки, -- исходя из скорости пробега  воды от границ пояса до водозабора при расходе 95%-ной обеспеченности в течение не менее 5 сут; вниз по течению -- не менее 250 м; боковые границы -- на расстоянии от уреза воды при летне-осенней межени при равнинном рельефе -- 500 м, при гористом рельефе местности -- до вершины первого склона, обращенного в сторону водотока, но не более 750 м при пологом склоне и 1000 м при крутом. При наличии в реке подпора или обратного течения расстояние нижней границы второго пояса от водозабора устанавливают по местным условиям и согласовывают с санитарно-эпидемиологической службой. На судоходных водотоках в границы второго пояса включают акваторию, прилегающую к водозабору в пределах фарватера. Для водохранилища или озера, включая притоки, границы второго пояса зоны санитарной охраны устанавливают от водозабора: по акватории во всех направлениях на расстоянии 3 км при количестве ветров в сторону водозабора до 10% и 5 км при их большем количестве; боковые границы -- от уреза воды при нормальном подпорном уровне в водохранилище и летне-осенней межени в озере на расстоянии согласно рекомендациям по границам второго пояса зоны для водотоков.

Зона санитарной охраны подземных  вод делится на три пояса. Границы первого пояса необходимо устанавливать на расстоянии от одиночного водозабора: для надежно защищенных горизонтов -- не менее 30 м, для незащищенных, недостаточно защищенных горизонтов и инфильтрационных водозаборов -- не менее 50 м. Очевидно, что для инфильтрационных водозаборов в зону первого пояса необходимо включать прибрежную территорию между водоемом и водоприемным сооружением, если расстояние между ними менее 150 м. Как показала практика, для одиночных колодцев, расположенных на территории, где исключено загрязнение почвы, расстояние от них до ограждения допускается 15--25 м в зависимости от местных условий. Границы первого пояса зоны для подрусловых водозаборов и Участка поверхностного источника, питающего инфильтрацион- ный водозабор или используемого для искусственного пополнения запасов подземных вод, устанавливают как для поверхностных источников водоснабжения. При искусственном пополнении запасов подземных вод границы первого пояса санитарной зоны предусматривают от трубчатых и шахтных колодцев -- 50 м, от бассейнов -- 100 м.

Второй пояс санитарной зоны представляет собой территорию, для которой  вводятся определенные ограничения  ее использования с тем, чтобы  предотвратить возможность загрязнения  эксплуатируемого водоносного слоя. Границы второго пояса зоны подземного источника устанавливают в зависимости  от санитарных и гидрогеологических условий, характера использования  подземного потока и определяют расчетом, учитывающим время продвижения  микробного загрязнения воды до водозабора, принимаемое в зависимости от климатических районов и защищенности подземных вод от 100 до 400 сут. На территории второго пояса должны быть осуществлены следующие предупредительные мероприятия: выявлены и затампонированы старые и неработающие скважины, приведены в порядок дефектные скважины, выявлены и ликвидированы имеющиеся поглощающие колодцы, проведено благоустройство населенных пунктов, расположенных на территории зоны, с целью санитарной охраны не допускается проведение каких-либо работ, связанных с нарушением пород, перекрывающих сверху используемый водоносный слой. На территории второго пояса запрещается размещать животноводческие фермы и стойбище (в том числе и выпас скота) на расстоянии менее 100--300 м от границ первого пояса.

Границу третьего пояса санитарной зоны подземного водоисточника определяют расчетом, учитывающим время перемещения химического загрязнения воды до водозабора, которое принимают не менее 25 лет.

К числу важных задач относится  также предотвращение загрязнения  водоемов пестицидами и ядохимикатами. Для этого требуется ускорить проведение противоэрозионных мероприятий, создать пестициды, которые разлагались  бы в течение 1-3 недель без сохранения ядовитых остатков в культуре. До решения  же этих вопросов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование  прибрежных зон вдоль водотоков  или не применять в них пестициды. Большего внимание требует и создание водоохранных зон.

В защите водных источников от загрязнения  важное значение имеет введение платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизация контроля за качеством воды в водоисточниках и разработка методов управления качеством. Следует отметить, что комплексные районные схемы позволяют перейти к повторному и многократному использованию воды, эксплуатации общих для района очистных сооружений, а также автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

В предотвращении загрязнения природных  вод велика роль охраны гидросферы, поскольку приобретенные гидросферой  отрицательные свойства не только видоизменяют водную экосистему и угнетающе действуют  на ее гидробиологические ресурсы, но и разрушают экосистемы суши, ее биологические системы, а также  литосферу.