10.4. Водопотребление, водопользование и их влияние на окружающую среду

Важнейшей задачей в условиях производства является установление допустимых нагрузок на водные объекты в результате водопользования и водопотребления. Водопользование – это использование воды без ее изъятия из мест естественной локализации. Водопользование осуществляют в основном рыбное хозяйство, водный транспорт, гидроэнергетика, рекреация. Водопотребление – это использование воды, связанное с изъятием ее из мест локализации с частичным или полным безвозвратным расходованием или с возвращением в источники водозабора в измененном (загрязненном) состоянии. Крупнейшие водопотребители – сельское хозяйство, промышленность и культурно-бытовое хозяйство.

Потребление воды промышленностью, сельским хозяйством, другими сферами человеческой деятельности достигло в настоящее время огромных размеров. По оценкам специалистов, безвозвратное водопотребление составляет около 150 км³ в год, т.е. 1% устойчивого стока пресных вод. По расчетам, потребность в воде на Земле до 2000 г. возрасла в среднем на 3,1% в год. В настоящее время люди ежегодно расходуют 3000 км³ пресной воды.

Больше всего воды потребляет сельское хозяйство. При этом теряется 3/4 ее безвозвратно. Например, при выращивании зерновых культур на 1 т за вегетационный период требуется от 800 до 1100 т, на 1 т хлопка-сырца или риса – в 2-3 раза больше.

В промышленности вода используется для приготовления растворов, охлаждения и нагревания жидкостей и газов, очистки растворов и газовых смесей, для транспортировки сырья и удаления отходов, мытья помещений, тары, оборудования и пр. Поэтому потребность в воде еще очень велика. Так, на производство 1т продукции расходуется воды (м³): стали, чугуна – 15-20; кальцинированной соды – 10; серной кислоты – 25-80; азотной кислоты – 80-180; синтетического волокна и меди – 500; синтетического каучука – 2000-3000 и т.д. Эти расходы нежелательны с позиции экологии и охраны окружающей среды, ибо запасы воды в местах водопользования (как правило районы крупных городов) недостаточны.

Различают 5 основных аспектов водоохранных мероприятий водопотребления и водопользования: юридический, экономический, технический и организационный и, главный –экологический.

10.5. Нормативные требования к качеству воды

Основное нормативное требование к качеству воды в водных объектах – соблюдение установленных предельно допустимых концентраций, т.е. группы экологических стандартов, оценивающих состояние окружающей среды в целом. Санитарное состояние водных объектов и качество их воды у мест пользования должно соответствовать нормативным показателям, т.е. ПДК.

Предельно допустимая концентрация примеси в воде водного объекта – это нормативный показатель, который исключает неблагоприятное влияние на организм человека и возможность ограничения или нарушения нормальных условий хозяйственно-питьевого, культурно-бытового и других видов водопользования.

Состав и свойства воды водных объектов должны соответствовать нормативам в створе, заложенном на водотоках, в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (хозяйственно-питьевое, место купания, организованного отдыха, территория населенного пункта и т.п.), а на непроточных водах – в 1 км по обе стороны от пункта водопользования.

В условиях крупных населенных пунктов с большим населением сточные воды нередко сбрасывают в черте города, т.е. первым пунктом водопользования в данном случае является данный населенный пункт, согласно п. 19 правил, в подобных случаях требования, устанавливаемые к составу и свойствам воды водоема или водотока, должны относиться к самим сточным водам, кроме тех случаев, когда выпускное устройство сразу обеспечивает разбавление примеси до неопасных концентраций. Для инженера это означает, что сточные воды должны либо очищаться, либо разбавляться перед сбросом в водный объект, либо рассеиваться сразу после выпуска до установленных нормативов – ПДК. Для нужд населения используют только пресную воду, содержащую определенное количество растворимых солей и нерастворимых примесей, в случае превышения этих показателей природная вода подвергается очистке, направленной на удаление взвешенных веществ и солей, в основном калия и магния.

В каждой категории водопользования с точки зрения качества воды предъявляются различные требования, например, присутствие такого хлорорганического ядохимиката, как гексахлоран. В хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых объектах допускается в очень ограниченных количествах: ПДК 0,02 мг/л, в воде рыбохозяйственных водоемов присутствие этих веществ вообще не допускается (ПДК = 0), что объясняется прогрессивным накоплением этих веществ в последовательных звеньях пищевых цепей.

Некоторые вещества могут оказывать неблагоприятное воздействие на организм только при попадании внутрь, другие опасны как при попадании внутрь, так и при контактном воздействии. Соответственно, присутствие первых ограничивает возможности для купания и умывания (санитарное ограничение), а вторых – исключает как купание, так и использование воды для питьевых нужд и приготовления пищи (санитарно-токсикологическое ограничение).

Некоторые вещества вредны в сравнительно высоких концентрациях именно при контактном или органолептическом воздействии, и поэтому их ПДК в водных объектах первой категории имеют высокие значения с общесанитарной точки зрения. Однако в водных объектах второй категории они оказываются вредными для ихтиофауны. И здесь на первое место выдвигается их токсическое действие, соответственно нормы ПДК на эти вещества ужесточаются. Например, если в водных объектах первой категории ПДК аммиака составляет (по азоту) 2 мг/л, то второй категории – в сорок раз ниже. Есть вещества малоядовитые, но обладающие резким запахом, например, нефтепродукты, в водных объектах первой категории преимущественное значение имеет запах, и поэтому в основу ограничения кладутся органолептические свойства воды, загрязненной нефтью (ПДК = 0,3 мг/л), однако мясо рыб, обитающих в загрязненной нефтепродуктами воде, обладает более резким запахом, кроме того, нефть токсична для икры, личинок, мальков, поэтому в таких водоемах присутствие нефти лимитируется прежде всего по рыбохозяйственному показателю и ПДК снижается до 0,05 мг/л.

Контрольные вопросы и задания

1. Охарактеризуйте природное загрязнение водной среды.

2. Покажите общие проблемы загрязнения вод в Российской Федерации.

3. Раскройте региональные особенности загрязнения водных объектов на примере Алтайского края.

4. Что такое эвтрофикация водоемов?

5. Чем отличаются понятия «водопотребление» и «водопользование»?

6. Назовите основные нормативные требования к качеству воды.