1.2.1 Техногенное загрязнение гидросферы

1.2.1.1 Особенности водопотребления в техногенных системах

Существование биосферы и человека всегда было основано на использовании воды. Вода как один из основных компонентов природной среды играет главенствующую роль в обеспечении жиз­ни на Земле. Она как важнейший элемент природных ресурсов име­ет значительную социальную и экономическую ценность.

Человечество постоянно оказывало на гидросферу огромное и многообразное влияние. Но на нынешнем этапе развития технос­феры, когда воздействие человека на биосферу приобрело глобаль­ные масштабы, природные системы в значительной степени утратили свои защитные свойства. В этих условиях проблемы ре­сурсов и качества вод, их определяющая роль для экономики и фун­кционирования экосистем приобретают особую значимость.

Несмотря на то, что запасы пресной воды потенциально велики, они постепенно истощаются из-за нерационального водопользования и загрязнения. Объем потребляемой воды зависит от географического расположения региона и его экономического развития (рис. 2 и 3).

Рис. 2. Географическое распределение потребления воды

Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - около 1%. К числу наиболее водоемких потребителей относятся черная и цветная металлургия, теплоэнерге­тика, машиностроение, целлюлозно-бумажная, топливная, химичес­кая и нефтехимическая, пищевая промышленность, а также жилищ­но-коммунальное хозяйство. Они потребляют почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности, или примерно 20% всей потреб­ляемой воды. Наиболее значительные объемы потребления пресной воды (70-80%) приходятся на сельское хозяйство. На выращивание 1 тонны пшеницы расходуется 2 тонны воды, а на выращивание 1 тонны риса - до 25 тонн воды.

Рис. 3. Потребление питьевой воды в некоторых странах мира

Одним из крупнейших водопотребителей является текстиль­ная промышленность. На производство 1 тонны хлопчатобумажной ткани расходуется около 250 м³ воды, а для получения 1 тонны син­тетического волокна требуется от 2500 до 3000 м³. Для переработки 1 тонны нефти необходимо затратить около 60 тонн воды. Около 1000 м³ воды используется при производстве 1 тонны аммиака и 2000м³ - для производства 1 тонны синтетического каучука.

Россия обладает одним из самых высоких водных потенциа­лов в мире. На каждого жителя России приходится свыше 30000 м³/год воды. В нашей стране насчитывается свыше 120 тысяч рек общей длиной более 2,3 миллиона километров, более 2 миллионов озер, сотни тысяч болот. Водные ресурсы России в 2002 году составили 4691 км³. Большая часть этого объема (4538 км') сформировалась в пределах России, а 153,2 км³поступило с территории сопредельных государств.

Особенностью водопотребления в России является незначи­тельный забор воды из природных водных объектов, не более 3% речного стока. В то же время в ряде регионов наблюдается острый дефицит в водных ресурсах, обусловленный их неравномерным рас­пределением по территории. На европейскую часть России, где со­средоточено около 80% населения и промышленного потенциала, приходится 8% водных ресурсов. По данным государственного вод­ного кадастра, в 2002 году дефицит воды составил 83,7 км³.

Структура водопотребления характеризуется следующим об­разом:

- производственные нужды - 58,9%;

- хозяйственно-питьевые нужды - 21,0%;

- орошение - 13,0%

- сельскохозяйственное водоснабжение - 1,6%;

- прочие нужды - 5,5%.

Анализ мирового водохозяйственного баланса свидетельствует, что на все виды водопользования тратится 2200 км³ воды в год. Ежегод­но на разбавление сточных вод расходуется почти 20% полного миро­вого речного стока. После разбавления 1 м³ очищенной сточной воды качество 10 м³ речной воды резко ухудшается, а после разбавления нео­чищенной сточной воды количество непригодной для потребления реч­ной воды увеличивается в 5 раз. При этом общее количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает.

В настоящее время из-за загрязнения или засорения около 70% рек и озер России утратили свои качества как источники питьевого водоснабжения, в результате около половины населения потребляет загрязненную недоброкачественную воду.

По степени использования водных ресурсов многие страны Европы перешли 50-процентный рубеж. Бельгия использует почти 100% водных ресурсов, Болгария - 65%, Германия - 50%, Украина -56%. Только Швейцария, Швеция и Норвегия приближаются к Рос­сии по сохранности поверхностных водных ресурсов. Вместе с тем в странах Европы от 80 до 100% населения снабжается водой из цен­трализованных источников водоснабжения, тогда как в России толь­ко две трети населения получают такую воду.

Серьезной водохозяйственной проблемой является деградация малых рек (длиной от 10 до 100 км) вследствие заиления, загрязне­ния, засорения вод, разрушения берегов. Сток малых рек, особенно в европейской части страны, сократился за последние полвека более чем наполовину. В результате разрушаются водные экосистемы, ма­лые реки становятся непригодными для хозяйственного использова­ния. Многие из них прекратили свое существование. Например, в Московской и Калужской областях 100 лет назад количество малых рек было на 30% больше. Общий ущерб от загрязнения водных объек­тов оценивается в 70 млрд. рублей в год.

Малые реки являются начальными звеньями более крупных речных систем. Они определяют своеобразие водных биоценозов, особенности гидрологического и гидрохимического режимов пита­ющихся их водами систем. В то же время в силу своей природной уязвимости малые реки оказались наиболее восприимчивыми к ант­ропогенному воздействию. Они обладают низкой способностью к самоочищению, быстрее загрязняются.

В водный фонд России входят и подземные воды. Ресурсный потенциал подземных вод в 2002 году составил 869,1 млн. м³/сут. Доля подземных вод в балансе хозяйственно-питьевого водоснабже­ния (из поверхностных и подземных источников) составляет 45%. Более 60% городов и поселков городского типа удовлетворяют по­требности в питьевой воде, используя подземные воды, а около 20% из них имеют смешанные источники водоснабжения. В сельской местности на подземные воды в хозяйственно-питьевом водоснаб­жении приходится 80-85% общего водопотребления. Состояние большинства водных объектов, являющихся источ­никами питьевого водоснабжения на территории Российской Феде­рации, не обеспечивает их экологически безопасное использование. Более 40% городских водопроводов не имеют необходимого комп­лекса сооружений подготовки воды, износ водопроводных сетей со­ставляет около 50% и продолжает нарастать. В связи с этим в 45 субъектах Российской Федерации около 6,6 млн. человек использует подземные воды без водоподготовки с содержанием железа и мар­ганца, превышающим предельно допустимые концентрации.