Водные ресурсы и их использование

Федеральный Закон  «Закон о безопасности гидротехнических сооружений» регулирует отношения, возникающие при проектировании, строительстве, вводе в эксплуатацию, восстановлении, консервации и ликвидации гидротехнических сооружений; устанавливает  обязанности органов государственной  власти, собственников гидротехнических сооружений и эксплуатирующих сооружений.

 

Самоочищение  водоемов.

Каждый водоем –  это сложная система, где обитают  бактерии, высшие водные растения, различные  беспозвоночные животные. Совокупная их деятельность обеспечивает самоочищение водоемов. Одна из природоохранных  задач поддержать способность самоочищения водоемов от примесей.

Факторы самоочищения водоемов можно условно разделить  на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов первостепенное значение имеет разбавление, растворение и перемешивание  поступающих загрязнений. Хорошее  перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц обеспечивается быстрым  течением рек. Способствует самоочищению водоемов оседание на дно нерастворимых  осадков, а также отстаивание  загрязненных вод. В зонах с умеренным  климатом река самоочищается через 200-300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере – через 2 тыс. км.

Обеззараживание воды  происходит под влиянием ультрафиолетового  излучения Солнца. Эффект обеззараживания  достигается прямым губительным  воздействием ультрафиолетовых лучей  на белковые коллоиды и ферменты протоплазмы  микробных клеток, а также споровые организмы и вирусы.

Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Часто дают оценку самоочищения водоема по отношению к легко  окисляемому органическому веществу или по общему содержанию органических веществ.

Санитарный режим  водоема характеризуется прежде всего количеством растворенного  в нем кислорода. Его должно бить не менее 4 мг на 1 л воды в любой  период года для водоемов для водоемов первого и второго видов. К  первому виду относят водоемы, используемые для питьевого водоснабжения  предприятий, ко второму – используемые для купания, спортивных мероприятий, а также находящихся в черте  населенных пунктов.

К биологическим  факторам  самоочищения водоема  относятся водоросли, плесневые  и дрожжевые грибки. Однако фитопланктон не всегда положительно воздействует на процессы самоочищения: в отдельных  случаях массовое развитее сине-зеленых  водорослей в искусственных водоемах можно рассматривать как процесс  самозагрязнения.

Самоочищению водоемов от бактерий и вирусов могут способствовать и представители животного мира. Так, устрица и некоторые другие амебы адсорбируют кишечные и  другие вирусы. Каждый моллюск отфильтровывает  в сутки более 30 л воды.

Чистота водоемов немыслима  без охраны их растительности. Только на основе глубокого знания экологии каждого водоема, эффективного контроля за развитием населяющих его различных  живых организмов можно достичь  положительных результатов, обеспечить прозрачность и высокую биологическую  продуктивность рек, озер и водохранилищ.

Неблагоприятно  на процессы самоочищения водоемов влияют и другие факторы. Химическое загрязнение  водоемов промышленными стоками, биогенными элементами (азотом, фосфором и др.) тормозит естественные окислительные  процессы, убивает микроорганизмы. То же относится и к спуску термальных сточных вод тепловыми электростанциями.

Многостадийный  процесс, иногда растягивающийся на длительное время – самоочищение от нефти. В природных условиях комплекс физических процессов самоочищения воды от нефти состоит из ряда составляющих: испарения; оседания комочков, особенно перегруженных наносами и пылью; слипание комочков, взвешенных в толще  воды; всплывания комочков, образующих пленку с включениями воды и воздуха; снижения концентраций взвешенной и  растворенной нефти вследствие оседания, всплывания и смешивания с чистой водой. Интенсивность этих процессов  зависит от свойств конкретного  вида нефти (плотность, вязкость, коэффициент  теплового расширения), наличия в  воде коллоидов, взвешенных и влекомых частиц планктона и т.д.,  температура  воздуха и от солнечного освещения.

 

Водоохранные  зоны. 

Согласно водном кодексу РФ, для поддержания водных объектов в состоянии, соответствующем  экологическим требованиям, для  предотвращения загрязнения, засорения  и истощения поверхностных вод, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного  мира устанавливаются водоохранные зоны. В пределах водоохранных зон устанавливаются прибрежные защитные полосы, где запрещается распахивать землю, рубить и корчевать лес, размещать животноводческие фермы и лагеря, а также вести другую деятельность.

Государственный контроль за соблюдением режима использования  и охраны прибрежных ресурсов и иной хозяйственной деятельности граждан  и юридических лиц в водоохранной зоне осуществляется органами и исполнительной власти субъектов РФ.

 

Охрана  водоемов.

 Водное законодательство  России регулирует отношения  в области использования и  охраны водных объектов в целях  обеспечения прав граждан на  чистую воду и благоприятную  водную среду; поддержание оптимальных  условий водопользования; качества  поверхностных и подземных вод  в соответствии с санитарными  и экологическими требованиями; защиты водных объектов от  загрязнения, засорения и истощения;  сохранения биологического разнообразия  водных экосистем.

Согласно Водному  кодексу РФ, использование водных объектов для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения является приоритетным. Для этих водоснабжений должны использоваться защищенные от загрязнения и засорения  поверхностные и подземные водные объекты.

Запрещается сброс  сточных и дренажных вод в  водные объекты:

-     содержащие  природные лечебные ресурсы;

-     отнесенные  к особо охраняемым;

-     находящиеся  в курортных зонах, местах отдыха  населения;

-     находящиеся  в местах нереста и зимовки  ценных и особо охраняемых  видов рыб, в местах обитания  ценных и занесенных в Красную  книгу видов животных и растений.

Порядок разработки и утверждения нормативов предельно  допустимых вредных воздействий  на водные объекты устанавливается  правительством РФ.

 

Охрана  малых рек.

Малые реки (длиной до 100 км), на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России, наиболее восприимчивые  к антропогенному воздействию.

Своеобразный компонент  географической среды, малые реки в  значительной степени выполняют  функцию регулятора водного режима определенных ландшафтов, поддерживая  равновесие и осуществляя перераспределение  влаги. Главной особенностью формирования стока малых рек является очень  тесная их связь с ландшафтом бассейна, что и обусловливает легкую уязвимость этих водных артерий – не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора.

Под воздействием хозяйственной  деятельности малые реки преждевременно вступили в фазу старения. Снижение водности и заиление русел способствует быстрому зарастанию и заболачиванию, наступает деградация, и малые  реки исчезают с лица земли.

Вырубка лесов и  неумеренная распашка прилегающих  территорий приводят к значительному  уменьшению поверхностного и подземного грунтового стока воды в малые  реки. Особенно пагубна распашка склонов, балок, оврагов, при которой нарушается эрозионная устойчивость почвы и  значительная ее часть смывается  в реки. Реки заиливаются, мелеют.

Для малой реки чрезвычайно  опасны  сточные воды крупных  свиноводческих ферм. Пока еще нет  таких надежных способов очистки, чтобы  сток свинофермы стал пригоден для  сбрасывания в реку. Значит, эти  сточные воды вообще нельзя сбрасывать в реку. Их нужно полностью использовать для удобрительного орошения кормовых культур, правда при условии, что  рядом с фермой располагаются  большие земельные угодья. Другой вариант решения проблемы – создания на крупных фермах установок по переработке  навоза в биогаз и удобрения.

Охрана вод малых  рек теснейшим образом связана  с охраной от загрязнения территорий, с которой река собирает свои воды.

У малых рек способность  к самоочищению значительно меньше, чем у больших, и механизм самоочищения при перегрузках легко нарушается. В связи с этим особенно остро  стоит задача создания на их берегах  водоохранных зон.

Овраги, примыкающие  к водоохранной зоне, должны быть укреплены, чтобы не засоряли, не заиливали  водоем. За пределы зоны должны бить вынесены все объекты-загрязнители. Родники, питающие реку или озеро  должны быть расчищены, ухожены.

 

Очистка бытовых сточных вод.

 Очистка сточных  вод – это разрушение или  удаление из них определенных  веществ, а обеззараживание –  удаление патогенных микроорганизмов.

Канализация – комплекс инженерных сооружений  и санитарных мероприятий, обеспечивающих сбор и  удаление за пределы населенных мест и промышленных предприятий загрязненных сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание.

Через коммунальные системы канализации в поверхностные  водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд. м3  сточных вод, из которых  на очистных сооружениях очищается  до установленных нормативов 8% стоков, а 92% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% - без всякой очистки.

В 1996 г. правительство  РФ приняло постановление «О взимании платы за сброс сточных вод  и загрязняющих веществ в системы  канализации населенных пунктов». В  постановлении рекомендуются определить расценки за сверхнормативный сброс  сточных вод и загрязняющих веществ  в системы канализации с учетом освоения абонентами средств на проведение мероприятий по уменьшению указанного сброса.

В настоящее время  наиболее широкое применение в нашей  стране находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов: по производственно-бытовой  сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые  воды.

 

Очистка промышленных сточных вод.

 Механическая  очистка сточных вод обеспечивает  удаление взвешенных грпубо- и  мелкодисперсных  (твердых и жидких) примесей. Грубодисперсные примеси  обычно выделяют из сточных  вод отстаиванием и флотацией,  мелкодисперсные – фильтрованием,  отстаиванием, электрохимической коагуляцией,  флокуляцией

Самым распространенным химическим методом очистки сточных  вод является нейтрализация. Сточные  воды многих производств содержат серную, соляную и азотную кислоты. Нейтрализация  кислых стоков может производиться  фильтрацией их через магнезит, доломит, любые известняки. Часто после  химической очистки сточные воды подвергают биологической очистке. В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения и тем самым снижать  производства.

В настоящее время  сточные воды часто доочищают  для повторного использования в  производственном  водоснабжении. Это  делают, когда в воде зафиксированы  повышенное солесодержание, биологически неокисляемые органические вещества, канцерогенные соединения и др. Метод  очистки стоков выбирают в зависимости  от конкретных остаточных загрязнений  воды.

Производственные  сточные воды, содержащие токсические  органические и минеральные вещества, все чаще обезвреживаются с помощью  огневого метода. Под влиянием высокой  температуры в процессе горения  органического топлива токсические  органические вещества окисляются и  полностью сгорают, а минеральные  частично выводятся в виде расплава, частично выносятся дымовыми газами в виде мелкой пыли и паров. Наиболее универсальны и эффективны циклонные  печи (реакторы).

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) совместно  с исследователями из Международного университета штата Флорида (Майами) и Университета Майами разрабатывают  способ уничтожения вредных жидких отходов с использованием электронного ускорителя. В ходе экспериментальных  исследований на заводе по обработке  городских отходов в округе Дейд (штат Флорида) проводилось облучение  тонкого слоя падающей загрязненной воды (при расходе 380 л/мин) с помощью  сканирующего электронного луча. При  этом разрушались такие опасные  загрязняющие вещества, как бензол, трихлорэтилен и фенол.

Бессточное  производство.

Темпы развития индустрии  сегодня настолько высоки, что  одноразовое использование для  производственных нужд запасов пресной  воды – недопустимая роскошь.

Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит  проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных  технологий потребует определенного  времени, до реального перехода всех производственных процессов на безотходную  технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в  народнохозяйственную практику принципов  и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения  промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения  с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными  темпами строить очистные сооружения.