Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов (стр. 3 )

Основной газ, создающий парниковый эффект, - диоксид углероды (СО2), содержание которого за последние 150 лет резко возросло. Причинами роста концентрации СО2 в атмосфере является выброс диоксида углерода промышленными предприятиями, работающими на углеводородном сырье (топливе), а также снижение интенсивности его поглощения биотой наземных экосистем (лесами).

Другим газом, создающим парниковый эффект на планете, является метан (СН4). Основная природная причина образования метана - деятельность особых бактерий, разлагающих в анаэробных условиях (без доступа кислорода) углеводы. Это происходит прежде всего на болотах и в пищеварительном тракте животных. Метан образуется в кучах компоста, на свалках, рисовых полях и при добыче ископаемого топлива.

К парниковым газам помимо СО2 и СН4 относятся хлорфторуглеводороды (фреоны) и их заменители, гемооксид азота и гексафторид серы.

Парниковый эффект также создается парами воды, однако их содержание в атмосфере определяется прежде всего процессами общепланетарного круговорота воды, которые современным человеком не могут регулироваться.

Количество СО2 в атмосфере при современных темпах потребления человеком ископаемого топлива удваивается каждые 23 года, что может привести к потеплению климата на 10С к 2025 году и на 20С к концу начавшегося столетия. Из-за инерционности глобальных процессов потепление продолжится еще несколько десятилетий даже при стабилизации содержания парниковых газов в атмосфере.

На основании расчетов был сделан вывод, что если не принять меры по прекращению выбросов парниковых газов, то уровень моря поднимется примерно на 200 мм к 2030 г. и на мм к концу столетия. Это произойдет в результате увеличения объема воды из-за нагрева и таяния ледников.

Повышение уровня моря на 300-500 мм вызовет серьезные проблемы в странах, расположенных в низменных районах и в ряде крупных городов (Амстердам, Венеция, Рио-де-Жанейро, Санкт-Петербург). Дальнейший подъем моря (на 1 м и выше современного) затронет человеческое общество значительно сильнее: море затопит арабские страны, около 15 % площади Египта, до 4 % урожайных земель Бангладеш, засолит пресноводные прибрежные акватории и загрязнит воду в системах водоснабжения у берегов.

По прогнозам ученых, общее потепление во много раз превысит адаптационные способности многих природных сообществ. Парниковый эффект может привести к быстрой гибели лесов и отдельных видов животных, смещению географических зон (к сокращению территорий, пригодных для жизни растений, животных и людей).

Разрушение озонового слоя. Озон является одним из важных компонентов биосферы. Благодаря ему смертельная ультрафиолетовая солнечная радиация в слое между 15 и 40 км над земной поверхностью ослабляет примерно в 6500 раз.

Значительные отклонения от средних величин концентрации озона впервые были отмечены в начале 80-х годов прошлого века. Тогда над южным полюсом резко увеличилась озоновая дыра (область с пониженным содержанием озона). По современным данным, озоновая дыра существовала практически всегда, то исчезая в соответствии с сезонными изменениями в состоянии атмосферы. В начале 80-х годов прошлого века было установлено, что произошли серьезные изменения в динамике этого явления – «дыра» перестала восстанавливаться до исходного состояния. Таким образом, природные колебания концентрации озона в стратосфере усложнились из-за антропогенного воздействия.

Осенью 1985 г. содержание озона снизилось относительно среднего на 40 %.

Уменьшение «толщины» озонового слоя приводит к изменению количества ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, нарушению теплового баланса.

Установлено, что увеличение доли ультрафиолетового излучения на 1 % приводит к росту раковых заболеваний на 2 %. Феномен антарктической «озоновой дыры» по одной из теорий объясняется воздействием хлорфторуглеродов (фреонов) антропогенного происхождения. Измерения показали почти двухкратное превышение фоновых концентраций хлорсодержащих частиц в зоне антарктической «дыры» и наличие в весенние месяцы в стратосфере над Антарктидой областей почти без озона.

Природной причиной разрушения озонового слоя является хлорметан (СН3Cl) – продукт жизнедеятельности организмов в океане и лесных пожаров на суши.

Кроме того, зона стратосферы, где находится озоновый слой, подвергается воздействию ракетной техники. Новые проблемы возникают при изменении ракетоносителей, в первую очередь на твердом топливе, т. к. оно содержит много соединений хлора и азота.

Согласно оценкам экспертов Всемирной метеорологической организации, при уровне поступления фреонов в атмосферу в начале 90-х годов прошлого века, концентрация озона в стратосфере через 15-20 лет должна уменьшиться на 17 %, после чего стабилизироваться. При этом климат у поверхности Земли изменится незначительно, а уровень ультрафиолетового излучения – возрастет на треть.

Кислотные осадки. При нормальном природном составе воздуха обычная дождевая вода имеет слабокислую реакцию (рН 5,5-5,6).

Однако физический захват (прилипание с возможным последующим растворением, адсорбция или абсорбция) оседающими частицами воды (осадками) различных химических веществ, присутствующих в атмосферном воздухе в избыточном количестве (преимущественно вследствие антропогенного происхождения), часто приводит к увеличению кислотности, т. е. образованию так называемых «кислотных» осадков – дождя, тумана, росы, града, снега. Основная причина образования и выпадения кислотных осадков – наличие в атмосфере оксидов серы и азота, хлористого водорода и иных кислотообразующих соединений.

Антропогенные выбросы соединений серы и азота характерны практически для любого вида индустриальной деятельности. Основной источник оксидов серы – современная энергетика, а для оксидов азота – также и транспорт.

Кислотные осадки ускоряют процессы коррозии металлов, разрушения зданий, сооружений. В промышленных районах сталь ржавеет в 20 раз, а алюминий разрушается в 100 раз быстрее, чем в сельских районах. Многочисленны примеры начавшегося с середины ХХ в. разрушения памятников природы и культуры, изготовленных из природных минералов (мрамора, известняка и других, имеющих в своем составе CaCO3 и MgCO3).

Кислотные осадки представляют для человека опасность как при косвенном воздействии (путем изменения объектов окружающей среды), так и при непосредственном контакте.

В середине ХХ в. произошла одна из первых массовых экологических трагедий, истинная причина которой была достоверно зафиксирована. В Лондоне около 4 тысяч человек погибло от смога – смеси тумана с дымом (от англ. smoke-дым, fog-туман). Это наиболее крупная из известных до тех пор катастроф, связанных с загрязнением воздуха. 5 декабря 1952 г. почти над всей Англией возникла и сохранялась несколько дней подряд зона высокого давления и безветрия, сопровождающаяся густым туманом. В результате в воздухе возникла температурная инверсия, нарушившая нормальную вертикальную циркуляцию в атмосфере.

Туман сам по себе для организма человека не опасен. Однако в условиях города при постоянном поступлении дыма в приземные слои атмосферы в них скопилось несколько сотен тонн сажи и вредных для дыхания человека веществ, главным из которых является сернистый газ.

Лондонский (влажный) смог – это сочетание газообразных и твердых примесей с туманом – результат сжигания большого количества угля (или мазута) при высокой влажности атмосферного воздуха.

Английские специалисты зафиксировали, что концентрация диоксида серы в те дни достигала 5-10 мг/м3 и выше при ПДК этого вещества в воздухе населенных мест 0,5 мг/м3 (максимально разовое значение) и 0,05 мг/м3 (среднесуточное). Смертность в Лондоне резко возросла в первый же день катастрофы: прежде других умирали горожане старше 50 лет; люди, страдающие заболеваниями легких и сердца, а также дети в возрасте до 1 года.

Действие кислотных осадков. Излишнее количество кислоты в почве ведет к ее закислению, нарушает биологическое равновесие. Кроме того, кислотами из почвы выщелачиваются тяжелые металлы, которые далее усваиваются растениями.

Кислотные осадки вызывают летальные последствия для жизни в реках и водоемах. Многие озера Скандинавии и восточной части Северной Америки оказались настолько закислены, что в них рыба не может не только нереститься, но и просто выжить.

Наиболее опасно подкисление океанических мелководий, ведущее к невозможности размножения многих морских беспозвоночных животных, что может вызвать разрыв пищевых цепей и глубоко нарушить экологическое равновесие в Мировом океане.

Значительный ущерб от кислотных осадков наблюдается в лесах с глинистыми и алюмосиликатными почвами, из которых кислые воды вымывают ионы алюминия. Последние уничтожают полезные почвенные бактерии, через корневую систему поступают в древесину и далее действуют как клеточные яды.

Установлено, что кислые осадки повреждают растительность. Первоначально снижается продуктивность лесов (прирост биомассы, что фиксируется по уменьшению размеров годичных колец на срезе ствола), а потом леса начинают гибнуть. Наиболее чувствительны хвойные породы деревьев.

Фотохимический (сухой) смог формируется в атмосфере под действием солнечного света при отсутствии ветра и низкой влажности воздуха из компонентов, характерных для выхлопных газов автомобилей. Впервые этот смог был зафиксирован в 1944 г. в Лос-Анжелесе, когда в результате большого скопления автомобилей была парализована жизнь одного из крупных городов США. В процессе фотохимических реакций образуются соединения, вызывающие увядание и гибель растений, сильно раздражающие слизистые оболочки дыхательных путей и глаз. Смог Лос-Анжелевского типа усиливает коррозию металлов, разрушение строительных конструкций, резины и других материалов. Окислительный характер такому смогу придают озон и другие образующиеся в нем вещества. Исследования, проведенные в 50-х годах XX в. в Лос-Анджелесе, показали, что увеличение концентрации озона связано с характерным изменением относительного содержания NO2 и NO.

Тяжелые металлы. В атмосферу в виде твердых аэрозолей попадают металлы, в том числе токсичные – ртуть, свинец, кадмий, а также их соединения. Аэрозоли образуются при сжигании угля, нефти, торфа и других горючих ископаемых, а также из дыма плавильных печей при производстве сталей и сплавов цветных металлов. В результате антропогенной деятельности в атмосферу поступает во много раз больше золота, кадмия, свинца, олова, селена, теллура и других металлов, чем из других природных источников.

Например, выброс ртути в ходе деятельности человека составляет около ⅓ всех естественных поступлений этого металла в атмосферу. Оттуда ртуть выпадает на сушу и с поверхностным стоком поступает в водоемы. Под действием бактерий происходит алкилирование ртути, и она становится еще более токсичной, чем в ионной форме. Подобные превращения характерны для металлов и неметаллов (мышьяк, свинец, олово, таллий, селен, кадмий, золото). В алкилированной форме металлы губительны даже в количестве нескольких нанограмм.

Городская пыль содержит около 1 % свинца, дождь и снег до 300 мг/дм3. Ежегодно житель города поглощает 45 мкг свинца. Токсическое действие свинца связано с его способностью замещать кальций в костях и нервных волокнах.

Серьезную опасность представляет загрязнение воздуха кадмием, антропогенный выброс которого в атмосферу (7000 т/год) намного больше его поступления из природных источников (850 т/год). В дождевой воде кадмия может содержаться до 50 мкг/дм3. Ежегодно в организм взрослого человека поступает до 50 мкг кадмия, хотя задерживается не более 2 мкг/сутки, а остальное выводится. Хроническое воздействие даже незначительных концентраций кадмия ведет к заболеваниям нервной системы и костных тканей, нарушению ферментативного обмена, дезорганизации работы почек.

5.3. Мероприятия по охране атмосферного воздуха.

Мониторинг и контроль за качеством атмосферного воздуха

Мероприятия, направленные на предупреждение загрязнения атмосферного воздуха и снижение вредных примесей в нем, можно объединить в три группы:

1. Улучшение существующих и внедрение новых технологических процессов, исключающих выделение опасных веществ в самом источнике их образования.

2. Улучшение качества топлива, аппаратов, карбюрации и снижение или устранение выбросов в атмосферу с помощью очистных сооружений.

3. Предотвращение загрязнения атмосферы рациональным размещением источников вредных выбросов и расширением площадей зеленых насаждений.

В комплексе мероприятий по борьбе с загрязнением атмосферы важное место принадлежит совершенствованию технологий производственных процессов и двигателей, герметизации оборудования, очистке дымовых и вентиляционных газов, разработке более эффективных способ сжигания топлива, замене твердого и жидкого топлива природным газом, созданию новых типов двигателей для автомобилей.

Основной путь снижения загазованности воздуха – совершенствование газопылеулавливающих фильтров.

Важную роль в уменьшении загрязнения атмосферного воздуха играет правильное зонирование территории (устройство санитарно-защитных зон). В соответствии с этим предприятия располагают на возвышенности и с подветренной стороны жилых массивов. Зону между ними не менее, чем на 40% озеленяют растениями, устойчивыми к вредным веществам. Ширина зеленых зон в зависимости от вредоносности выбросов и степени их очистки в технологическом процессе может быть 1000, 500, 300 и 50 м. Установлено, что при наличии санитарно-защитных зон запыленность воздуха на расстоянии 105 км снижается в 2, а на загрязнение диоксидом серы – в 3 раза.

Все предприятия, загрязняющие атмосферный воздух, необходимо выводить за пределы городской черты. Категорически запрещается размещение вблизи друг друга предприятий разного профиля, т. к. их выбросы способны вступать в фотохимические реакции с образованием еще более опасных веществ.

Для снижения загрязнения воздуха автотранспортом большее значение имеет планировка улиц и организация автомобильного движения по принципу «зеленой волны», которая способствует безостановочному движению потока машин по городским магистралям.

Важное значение в борьбе с загрязнениями атмосферы принадлежит электрификации, газификации и теплофикации.

Самый лучший способ очистки загрязненного воздуха и утилизации – фотосинтез. Именно зеленые растения обеспечивают чистоту воздуха. Однако следует отметить, что при сильной ее загазованности интенсивность фотосинтеза заметно снижается.

Установлено, что за четырехрядной плотной посадкой древесных насаждений концентрация оксида углерода в 2-3 раза ниже, чем за одно- двухрядными насаждениями с несомкнутыми кронами и без кустарника. Основная масса выбросов оседает на расстоянии 300-500 м от источника их образования. В этих случаях растения претерпевают значительные скрытые и видимые изменения: скручиваются листовые пластинки, преждевременно высыхают, опадают листья, хвоя. Поэтому плотность насаждений в зоне действия источника загрязнения должна быть высокой.

Максимальное количество вредных выбросов наблюдается в зимнее время, в связи с чем необходимо увеличивать площади зеленых насаждений хвойных пород, выполняющих фильтрационные функции в течение года.

Государственный мониторинг состояния атмосферного воздуха проводит Российская служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Государственный контроль за охраной атмосферного воздуха осуществляет Министерство природных ресурсов и экологии РФ и его территориальные органы.

Государственный контроль должен обеспечить соблюдение условий, установленных разрешениями на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу; стандартов, нормативов, правил и иных требований охраны атмосферного воздуха; соблюдение режимов санитарно-защитных зон объектов, имеющих стационарные источники выбросов вредных веществ в атмосферу; выполнение федеральных и региональных программ охраны атмосферного воздуха, а также соответствующих программ субъектов РФ; выполнение иных требований законодательства РФ в области охраны атмосферного воздуха.

Вопросы для самоконтроля

1) Каков состав атмосферного воздуха?

2) Каковы естественные источники загрязнения атмосферы?

3) Какие вы знаете искусственные и источники загрязнения атмосферного воздуха?

4) Каковы причины повышенного загрязнения атмосферного воздуха в городах и промышленных центрах?

5) Назовите основные источники загрязнения атмосферного воздуха.

6) Назовите основные мероприятия, направленные на снижение загрязнения атмосферного воздуха.

7) Как осуществляется мониторинг за загрязнением атмосферного воздуха?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Константинов, В. М. Рациональное использование природных ресурсов и охрана природы // [и др.]. – М.: Академия, 2009. – 272 с.

Дополнительная

1. Агроэкология / Под. ред. , . – М.: Колос, 2000. – 650 с.

2. Николайкин, Н. И., Николайкина, Н. Е., Мелехова, О. П. Экология / , , . – М.: Дрофа, 2004. – 624 с.

3. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов: учеб. пособие / [и др.]; ФГОУ ВПО «Саратовский ГАУ». – Саратов, 2007. – 182 с.

4. Российская Федерация. Законы. Федеральный закон «Об охране атмосферного воздуха»: [Федер. закон: принят Гос. Думой 2 апр. 1999 г.: по состоянию на 21 нояб. 2011 г.]. – М.: Ось-89, 2011. – 32 с.

5. Экология / Под ред. проф. . – М.: ИКЦ «МарТ», Ростов-на-Дону, 2004. – 672 с.

6. Журналы: «Экологический вестник России», «Экология», «Использование и охрана природных ресурсов России».

Лекция 6

ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ

6.1. Значение водных ресурсов. Водные ресурсы мира и РФ.

Проблемы роста потребления пресной воды

Вода играет исключительно важную роль в природе. Она создает благоприятные условия для жизни растений, животных, микроорганизмов. Для огромной массы организмов вода является средой обитания.

Уникальные свойства воды представляют неповторимую ценность для жизнедеятельности организмов. Аномально высокая удельная теплоемкость воды благоприятствует аккумуляции колоссального количества тепла, способствует медленному нагреванию и охлаждению. Обитающие в воде организмы защищены от резких колебаний температуры и состава, так как постоянно приспосабливаются к медленным ритмическим колебаниям (суточным, сезонным, годичным и т. д.). Вода оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли на большие расстояния. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к планетарному тепло - и влагообмену. Известна роль воды как мощного геологического фактора (размыв и разрушение горных пород, эрозия почв, перенос и отложение веществ).

Вода – единственный источник кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Она необходима для биохимических и физиологических процессов, происходящих в атмосфере.

Велика роль воды в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет рекреационное значение, огромна ее эстетическая значимость. Вода – это источник дешевой электроэнергии (, 2009).

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 или 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, запасы которой равны примерно 13-15 млрд. км3 воды. Возможный приток глубинных вод в земную кору и на поверхность планеты составляет в среднем 1 км3 в год. Объем свободной воды в земной коре (подземные воды) оценивал в 60 млн. км3.

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам. На территории РФ 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 оцениваются объемом годового стока рек. Речной сток формируется за счет таяния снега и дождевых осадков, источниками питания рек служат болота и подземные воды.

По территории РФ протекает свыше 120 тыс. рек длиной более 10 км и общей протяженностью свыше 2,3 млн. км. Около 90% годового речного стока России приходится на бассейны Северного Ледовитого и тихого океанов и лишь 8% - на бассейны Каспийского и Азовского морей. Однако именно в бассейнах этих морей проживает более 80% населения России, сосредоточена основная часть хозяйственной инфраструктуры.

Пресные воды составляют незначительную (около 2 % гидросферы) долю от общих запасов воды в природе.

Ресурсы пресной воды распределены крайне неравномерно. В этой связи возникает проблема недостатка пресной воды. Она усугубляется все возрастающими объемами ее использования. В настоящее время потребление воды в народном хозяйстве (в количественном отношении) превышает суммарное применение всех природных ресурсов, так как производство в основных отраслях промышленности затрачивает основное количество пресной воды. Например, для переработки 1 т нефти необходимо затратить около 60 т воды, для изготовления 1 т тканевой продукции – 1100 т, синтетического волокна – до 5000 т воды. Для выращивания и получения 1 т зерна пшеницы затрачивается 2 т, риса – свыше 25 т воды. Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов диктуют размещение новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важнейших в жизни и развитии человеческого общества.

Проблема недостатка пресной воды возникает по нескольким причинам: неравномерное распределение воды во времени и пространстве, рост ее потребления человечеством, потери воды при транспортировке и использовании, ухудшение качества воды и ее загрязнение.

К антропогенным причинам истощения и загрязнения пресной воды относятся следующие:

1. отбор поверхностных и подземных вод;

2. водоотлив из шахт и штолен;

3. разработка месторождений;

4. урбанизация – жилая застройка, энергетические объекты (АЭС, ТЭЦ).

Сильно загрязняют пресные воды предприятия промышленности: химической, целлюлозно-бумажной, черной и цветной металлургии, нефтеперерабатывающей, строительных материалов, машиностроительной. Загрязнения в водоемы поступают при строительстве котлованов, тоннелей, метро, гидротехнических сооружений, при дренажных работах. Загрязняют воду транспорт (автомобильный, железнодорожный, водный, воздушный), водо-, тепло-, газокоммуникации, канализация, ЛЭП.

Важнейшим загрязнителем воды является сельскохозяйственное производство: земледелие, мелиорация земель, животноводство.

Опасность загрязнения пресных вод связана со складированием сырья, бытовых, промышленных и радиоактивных отходов, минеральных удобрений, пестицидов, нефтепродуктов. Загрязнение вод отмечается при закачке в недра газов и жидкостей, заводнении нефтяных залежей, захоронении высокотоксичных отходов, при испытании и ликвидации ядерного, химического и других видов оружия, в результате проведения военных учений.

Происходит изменение количества и качества пресной воды во времени.

Рост потребления пресной воды населением на планете составляет 0,5-2,0 % в год. В начале следующего столетия общий водосбор ожидается в объеме 12-24 тыс. км3. Потребление воды увеличивается с ростом благосостояния. Это хорошо видно на следующем примере. Потребление воды одним городским жителем южных районов России равно: в доме без канализации 75, в доме с канализацией 120, с газовым водонагреванием 210 и со всеми удобствами 275 л/сутки. Для города в средней полосе России норма потребления воды согласно «Нормам хозяйственного потребления для населенных пунктов» (СНиП-II.31-74) составляет: в домах без ванн 125-160, с ваннами и нагревателями 160-230 и при централизованном горячем водоснабжении 250-350 л/сутки.

Потери пресной воды растут с увеличением ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды на хозяйственные нужды. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и коммунальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России равняется 30-35 %. В городах областного значения потери воды составляют примерно10-15 млн т в год и удваиваются через каждые 5 лет. Большие потери пресных воды происходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий.

Потери воды во многом связаны с недостаточным знанием природных условий (геолого-литологических, гидрогеологических, климатических, метеорологических, биологических свойств), внутренних закономерностей и механизмов развития экосистем. При создании водохранилищ не всегда учитываются повышение фильтрации в их борта и увеличение испарения. Создание каскада прудов на реках наносит ущерб речному стоку. Осушение болот ведет к уменьшению запасов подземных вод, нарушает веками установившийся баланс влаги и ее циркуляцию, изменяет видовой состав биоценозов. Строительство и использование каналов способствует резкому засолению почв, заболачиванию и огромным потерям пресной воды.

Ухудшение качества воды обусловлено поступлением продуктов жизнедеятельности человека как непосредственно в воду рек, так и через атмосферу и почвы.

Загрязнение воды, ухудшение ее качества происходит постоянно. Это объясняется соприкосновением с водой и переносом различных веществ. Изменения носят циклический, реже спонтанный характер: они связаны с извержениями вулканов, землятресениями, цунами, наводнениями и другими катастрофическими явлениями. В антропогенных условиях такие изменения имеют однонаправленный характер: инородные вещества, попавшие в воду, накапливаются в ней, ухудшая ее органолептические свойства. Загрязнение воды происходит, когда количество содержащихся в ней инородных соединений, особенно тех, которые оказывают неблагоприятное влияние на человека, животных и растения, достигает критических значений.

6.2. Загрязнение мирового океана, внутренних водоемов и грунтовых вод. Основные виды и источники загрязнения. Проблемы охраны малых рек. Влияние загрязнения вод на человека, животных, растения, качество сельскохозяйственной продукции

Загрязняющие вещества, поступая в природные воды, вызывают изменение их физических свойств (нарушение первоначальной прозрачности и окраски, появление неприятных запахов и привкусов и т. п.); химического состава воды; появление плавающих веществ на поверхности воды и отложений на дне; сокращение в воде количества растворенного кислорода вследствие расхода его на окисление поступающих в водоем органических соединений; появление новых бактерий, в том числе болезнетворных.

На качественный и количественный состав вод в водоемах оказывает влияние: миграция химических загрязнений из атмосферы; поступление загрязняющих веществ в водоемы с бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными стоками; поверхностный сток (дождевые, талые воды).

Основные виды загрязнений: физическое; химическое (наличие хлоридов, сульфатов, нитратов, ионов тяжелых металлов, растворенного сероводорода и других газов); органическое; биологическое и бактериальное; радиоактивное; тепловое; механическое (песок, глинистые частицы, частицы руды и др.).

Суммарный объем загрязняющих сточных вод, выбрасываемых в поверхностные водные объекты России, распределяется между жилищно-коммунальным хозяйством (51%), промышленностью (35%) и сельским хозяйством (13%).

О масштабах загрязнения поверхностных вод некоторыми отраслями промышленности говорят следующие цифры.

Электроэнергетика – крупнейший потребитель пресной и морской воды. Водохранилища, возникающие в результате сооружения плотин гидроэлектростанций, помимо положительного эффекта оказывают и отрицательное воздействие на природную среду (затопление земель и населенных пунктов, засоление или заболачивание почв, затопление и разложение наземной растительности, развитие новых видов водной флоры и фауны).

В нефтеперерабатывающей промышленности сброс загрязненных сточных вод в водоемы составляет 31,1 млн. м3, большая часть (80%) сбрасывается недостаточно очищенными. Серьезный ущерб окружающей среде наносит разлив нефти вследствие прорывов трубопроводов. Доля нефтеперерабатывающей промышленности в общепромышленном сбросе сточных вод равна 4%. Предприятия черной металлургии сбрасывают 757,7 млн. м3 загрязненных сточных вод, цветной металлургии – 529 млн. м3, угольной промышленности – 740,2 млн. м3.

Защита водных объектов 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.

Водное законодательство включает Водный кодекс РФ и принимаемые в соответствии с ними законы и иные нормативные правовые акты.

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 данного вида водоснабжения необходимо применять защищенные от засорения и загрязнения поверхностные и подземные воды.

На всех водопользователей в законодательном порядке возлагается обязанность сокращать изъятие и потери воды, не допускать засорения, истощения и загрязнения водных объектов. Запрещен сброс сточных вод 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.

Своды систематизированных данных о водных объектах, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод, а также о водопользователях включают в Водный кадастр.

Водный кодекс РФ запрещает вводить в эксплуатацию:

– любые объекты, которые не оборудованы очистными сооружениями и устройствами, предотвращающими засорение, истощение и загрязнения водных объектов;

– сбросные и водосборные сооружения, а также гидротехнические сооружения 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, сброса сточных и других вод.

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 ресурсов.

6.3. Мероприятия по охране и комплексному использованию водных ресурсов. Контроль качества и охрана водных ресурсов. Мониторинг водных объектов

Охрана поверхностных вод. К поверхностным относятся воды, постоянно или временно находящиеся на земной поверхности. Это воды рек, временных водотоков, озер, водохранилищ, прудов, болот, ледников и снежного покрова.

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 (зообентос, зоопланктон, фитопланктон, перифитон). Строгий контроль за минимально допустимым стоком вод, ограничение их нерационального потребления способствует защите поверхностных вод от истощения.

Важной и сложной проблемой является защита поверхностных вод от загрязнения. С этой целью предусматривается ряд мероприятий: мониторинг водных объектов, создание водоохранных зон, развитие безотходных и безводных технологий, а также систем обратного водоснабжения, очистка сточных вод (промышленных, коммунально-бытовых), очистка и обеззараживание поверхностных и подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения и других целей.

Для поддержания водных объектов в состоянии, которое соответствует экологическим требованиям, исключает загрязнение, засорение 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 организуются прибрежные защитные полосы, где не разрешается распахивать землю, рубить лес, размещать фермы и т. п.

Минимальная ширина водоохранных зон для озер от среднемноголетнего уреза в летний период и для водохранилищ от уреза воды при нормальном подпорном уровне при акватории до 2 км2 составляет 300 м, более 2 км2 – 500 м.

Ширина водоохраной зоны 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 от разрушительных действий ветров и поступающей в них с водосбора воды, а также для уменьшения потери 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 абразии. Водоохранные лесные насаждения, размещаемые вокруг питьевых водохранилищ, должны удовлетворять 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. Кроме хвойных в эти насаждения вводят лиственные породы, обладающие большой фитонцидной способностью (липа, тополь и др.).

Охрана подземных вод. Подземные воды – это воды, в том числе минеральные, находящиеся в подземных водных объектах.

В целях борьбы с истощением запасов пресных подземных вод, являющихся стратегическим резервом для питьевого водоснабжения будущих поколений, предусматриваются следующие мероприятия:

1. рациональное размещение водозаборов по площади;

2. регулирование режима водоотбора подземных вод;

3. уточнение величины эксплуатационных запасов (чтобы не допустить их истощение);

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.