Механизм регулирования состояния водоемов

Введение

Вода - самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете. Вода - основа всех жизненных процессов, единственный источник кислорода в главном движущем процессе на Земле - фотосинтезе. Вода присутствует во всей биосфере: не только в водоемах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах. Последние содержат до 80-90% воды в своей биомассе. Потери 10-20% воды живыми организмами приводят к их гибели.

Большая часть всей воды на нашей планете сосредоточена в морях и океанах. Запас пресной воды составляет всего 2%. Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Возобновление пресных вод происходит в результате круговорота воды.

С появлением жизни на Земле круговорот воды стал относительно сложным, так как к простому явлению физического испарения (превращения воды в пар) добавились более сложные процессы, связанные с жизнедеятельностью живых организмов. К тому же роль человека по мере развития его деятельности становится все более значительной в этом круговороте. Вода - основа жизненных процессов в биосфере.

1. НОРМАТИВНЫЙ МЕХАНИЗМ РЕГУЛИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВОДОЕМОВ.

1.1 Водные ресурсы

В Мировом океане сосредоточено около 94% всего объема гидросферы, в подземных водах - 4,12%. Однако к водным ресурсам может быть отнесена только пресная вода с общим содержанием минеральных солей до 1 г/л (для сравнения - минерализация Мирового океана - 35 г/л, подземных вод - 100-300 г/л). Пресная вода содержится в ледниках, озерах, болотах, реках, присутствует в почве и в атмосфере в виде пара. Таким образом, водные ресурсы составляют всего 1,88% от общих запасов воды планеты Земля.

Водопотребление всего человечества за последнее столетие увеличилось в 12 раз. Современное техногенное вмешательство в планетарный круговорот воды может существенно повлиять на географическое распределение осадков и качество воды природных источников. Вырубка лесов уменьшает объем транспирации, в результате нарушается круговорот воды.

% мирового потребления приходится на нужды сельского хозяйства

% - на промышленность

% - на коммунально-бытовые нужды

% - собственные нужды (судоходство, рыбное хозяйство)

Водопотребление некоторых отраслей промышленности: на производство 1 т стали требуется 40 м3 воды; бумаги - 900 м3, резины - 2300 м. Огромное количество воды необходимо для охлаждения отработавшего пара на ТЭС и АЭС.

Основным источником водоснабжения в мире остаются реки. Почти 65% крупных городов России используют для питьевых и технических нужд поверхностные, в основном речные воды.

В последнее время для питьевого водоснабжения стали больше использовать подземные источники. На них основано водное хозяйство 25% городов мира. Используются преимущественно пресные воды с минерализацией менее 10 г/л, более чистые в санитарном отношении, но и более минерализованные, чем речные воды. Минеральные лечебные подземные воды используют санаторно-курортные учреждения и заводы розлива напитков. Геотермальные воды (с температурой от 35 до 200°С) используют для теплоснабжения и получения электрической энергии.

Россия располагает большими запасами подземных вод, из которых 60% приходится на Европейскую часть РФ. Из всего запаса поверхностных пресных вод 82% содержится в Байкале (или 22% объема пресных вод мира). Водохозяйственный фонд России насчитывает около 2300 водохранилищ.

Из 15 крупнейших рек мира 4 текут по территории России. Суммарный годовой сток всех рек РФ составляет 11,5% мирового стока. По объему речного стока Россия стоит на 2-м месте после Бразилии. Материковый сток неравномерен: 90% его выносится в Северный Ледовитый и Тихий океан, а на бассейны Каспийского и Азовского морей, где проживает 80% населения, приходится менее 9%. Поэтому, Волжский бассейн испытывает большую техногенную нагрузку: 18-процентный водозабор уменьшает естественный годовой сток Волги на 10-12%.

На каждого жителя РФ приходится в среднем 250 л воды в сутки, в Москве - 400 л в сутки. Средняя обеспеченность водой в России одна из самых высоких в мире.

По сравнению с другими странами в России вода расходуется крайне неравномерно. Ряд районов Юга России, Поволжья, Зауралья испытывает трудности с питьевой водой. 70% рек и озер России утратили свои качества как источника питьевого водоснабжения. В результате около 50% населения потребляет загрязненную воду.

1.2 Сброс в водоемы

Условия спуска производственных сточных вод в водоемы регламентированы «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами». Место спуска сточных вод должно быть расположено по течению за населенным пунктом. Необходимая степень очистки сточных вод перед сбросом в водоемы определяется по:

1) допустимой (нормативной) концентрации вредных веществ в
стоках (Сн);

2) допустимому количеству взвешенных частиц в стоках (т„);

3) допустимой биологической потребности в кислороде в стоках(LH);

4) допустимой температуре стоков (Тн);

5) допустимому значению водородного показателя (рНH).

Перед сбросом стоков в водоемы расчет ведут по всем показателям.

Запрещается сбрасывать в водные объекты сточные воды:

• ПДС и ВСС которых выше установленных значений;
• недостаточно очищенные;
• содержащие вредные вещества, для которых не установлены
• ПДК;
• которые после очистки можно использовать в оборотных схемах водоснабжения предприятий или для орошения в сельском хозяйстве.

Производственные стоки, не удовлетворяющие перечисленным требованиям, должны подвергаться предварительной очистке на очистных устройствах предприятия.

1.2.1 Контроль качества воды

Проблема качества воды связана с техногенным загрязнением поверхностных и подземных вод.

В России функционирует Государственная служба наблюдения и контроля за загрязненностью объектов природной среды (ОГСНК). Служба контролируют воду по полной (1 раз в месяц) и сокращенной (2 раза в месяц) программам.

Часть водоема, где перемешиваются сточные воды, делится на 3 зоны:

зона 1 - выравнивание скорости стока и течения реки;

зона 2 - выравнивание концентраций вредных веществ до фонового значения;

зона 3 - биологическое очищение воды.

Размер зон зависит от вида загрязнений, скорости течения воды, глубины водоема, объема и скорости сбросов, температуры воды, самоочищающей способности водоемов.

Для рек шириной менее 100 м для контроля воды назначается одна вертикаль замера, а для рек шириной больше 100 м - несколько вертикалей. Горизонты отбора проб следующие: у поверхности; на глубине 0,5 м; затем через каждые 5 м; последний - у дна водоема.

Состояние вод в водоемах контролируется также предприятиями, сбрасывающими в них стоки. Для этого на предприятиях создаются посты, оснащенные необходимой аппаратурой для проведения анализов (физические, химические, биологические и органолептические методы).

Физические методы применяют для определения характеристик прозрачности, мутности и проводимости воды.

Химическими методами определяют кислотность, наличие в воде металлов, солей, органических и синтетических веществ.

Бактериальный анализ проводится на санэпидемстанциях. Метод биотестирование - это контроль загрязненности с помощью бактерий. Некоторые бактерии при появлении загрязнений начинают светиться. Чем больше в воде токсичных и ядовитых веществ, тем быстрее начинается и сильнее становится свечение.

Снизить загрязненность водных бассейнов можно путем:

1)  внедрения маловодной или безотходной технологии;

3)  замены пестицидов, используемых в сельском хозяйстве, биологическими методами борьбы с сорняками.

1.3 Организация пунктов наблюдения за загрязнением поверхностных вод

Наиболее важным этапом организации работ по наблюдению за загрязнением поверхностных вод является выбор местоположения пункта наблюдений. Под таким пунктом понимают место на водоеме, в котором производится комплекс работ для получения данных о качестве воды. Пункты наблюдений организуются, в первую очередь, на водоемах, которые имеют большое народнохозяйственное значение, а также подверженных загрязнению сточными водами предприятий энергетики и промышленности, хозяйственно-бытовыми стоками, а также стоками с сельхозугодий и животноводческих комплексов.

Перед организацией пунктов проводят предварительные обследования, которые имеют следующие цели:

• определение состояния водного объекта, сбор и анализ сведений о водопользователях, выявление источников загрязнения, количества, состава и режима сбросов сточных вод в водоем или водоток;
• определение расположения пунктов наблюдений, створов наблюдений, вертикалей и горизонтов в них;
• установление характеристик для данного водоема или водотока загрязняющих веществ и биотопов;
• составление программы работ.

1.3.1 Основные программы исследования водных объектов

На основе материалов исследования водных объектов составляют карту-схему водоема, водотока или их частей с нанесением источников загрязнения и местами сброса сточных вод. Затем отмечают местоположение пунктов и створов наблюдений. Затем выполняют обследование водоема или водотока, во время которого исследуются источники загрязнения (место, характер, режим сброса сточных вод, их количество и состав), а также отбираются пробы воды для определения в них гидрохимических и гидробиологических показателей с целью выявления характерных для данного пункта загрязняющих веществ. В табл.1 представлены основные программы исследования водных объектов.

Таблица 1

Программы и показатели исследования водных объектов

	Программа		Показатели
	1		2
	Обязательная		Гидрологические
			Расход воды при опорных измерениях расхода на водотоках, м3/с Уровень воды на водоемах, м
			Гидрохимические
			Визуальные наблюдения
			Температура, С; Цветность, град. Прозрачность, см Запах, баллы
			Концентрация растворенных в воде газов: кислорода, диоксида углерода, мг/дм3, мг/л
			Концентрация взвешенных веществ, мг/дм3, мг/л
			Водородный показатель рН
			Окислительно-восстановительный потенциал Eh, мВ
			Концентрация главных ионов хлоридных, сульфатных, гидрокарбонатных, кальция, магния, натрия, калия, сумма ионов, мг/дм3, мг/л
			Химическое потребление кислорода (ХПК), мг/дм3, мг/л
			Биохимическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5), мг/дм3, мг/л
			Концентрация биогенных элементов: аммонийных, нитритных и нитратных ионов, фосфатов, железа общего, кремния, мг/дм3, мг/л
			Концентрация широко распространенных загрязняющих веществ: нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, летучих фенолов, пестицидов и соединений металлов, мг/дм3, мг/л
	Сокращенная 1		Гидрологические
			Расход воды на водотоках, м3/с Уровень воды на водоемах, м
			Гидрохимические
			Визуальные наблюдения
			Температура, С
			Концентрация растворенного в воде кислорода, мг/дм3, мг/л
		Удельная электропроводность, См/см
Сокращенная 2             Сокращенная 3		Гидрологические
		Расход воды при опорных измерениях расхода на водотоках, м3/с Уровень воды на водоемах, м
		Гидрохимические
		Визуальные наблюдения
		Температура, С
		Водородный показатель рН
		Удельная электропроводность, См/см
		Концентрация взвешенных веществ, мг/дм3, мг/л
		Химическое потребление кислорода, мг/дм3, мг/л
		Биохимическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5), мг/дм3, мг/л
		Концентрация двух-трех загрязняющих веществ, основных для воды в данном пункте, мг/дм3, мг/л
		Гидрологические
		Расход воды, м3/с Скорость течения при опорных измерениях расхода на водотоках, м/с Уровень воды на водоемах, м
		Гидрохимические
		Визуальные наблюдения
		Температура, С
		Водородный показатель рН
		Концентрация взвешенных веществ, мг/дм3, мг/л
		Химическое потребление кислорода, мг/дм3, мг/л
		Биохимическое потребление кислорода за 5 суток (БПК5), мг/дм3, мг/л
		Концентрация всех загрязняющих воду веществ в данном пункте, мг/дм3, мг/л

 

Существуют и другие программы, например, такие как:

• программа наблюдений по гидробиологическим показателям, по которой изучают сведения:
• о фитопланктоне - совокупности растительных организмов, населяющих толщу воды;
• зоопланктоне - совокупности животных, населяющих водную толщу, пассив но переносимых течениями;
• зообентосе - совокупности животных, обитающих на дне морских и пресных водоемов;
• перифитоне - совокупности организмов, поселяющихся на подводных частях речных судов, бакенов, свай и других искусственных сооружений;

2)      программы наблюдений качества морских вод (без гидробиологических показателей), сокращенная и полная.

1.4 Нормирование и регулирование качества воды в водоемах

Охрана водоемов от загрязнений осуществляется в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения» (1988). Правила включают в себя общие требования к водопользователям в части сброса сточных вод в водоемы. Правилами установлены две категории водоемов:

II- водоемы рыбохозяйственного назначения.

Состав и свойства воды водных объектов первого типа должны соответствовать нормам в створах, расположенных в водотоках на расстоянии не менее одного километра выше ближайшего по течению пункта водопользования, а в непроточных водоемах - в радиусе не менее одного километра от пункта водопользования. Состав и свойства воды в водоемах II типа должны соответствовать нормам в месте выпуска сточных вод при рассеивающем выпуске (при наличии течений), а при отсутствии рассеивающего выпуска - не далее чем 500 м от места выпуска.

Правилами установлены нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных частиц, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий. Предельно допустимая концентрация - концентрация вредного (ядовитого) вещества в воде водоема, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, в том числе и у последующих поколений, обнаруживаемых современными методами исследований и диагностики, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме.

Вредные и ядовитые вещества разнообразны по своему составу, в связи, с чем их нормируют по принципу лимитирующего показателя вредности (ЛПВ), под которым понимают наиболее вероятное неблагоприятное воздействие данного вещества. Для водоемов первого типа используют три вида ЛПВ: санитарно-токсикологический, обще-санитарный и органолептический, для водоемов второго типа - дополнительно еще два вида: токсикологический и рыбохозяйственный.

для каждой из трех (для водоемов второго типа - для каждой из пяти) групп вредных веществ, ПДК которых установлены соответственно по санитарно-токсикологическому ЛПВ, общесанитарному ЛПВ, органолептическому ЛПВ, а для рыбохозяйственных водоемов - еще и по токсикологическому ЛПВ и рыбохозяйственному ЛПВ. Здесь п - число вредных веществ в водоеме, относящихся, например, к «санитарно-токсикологической» группе вредных веществ; С, - концентрация z-го вещества из данной группы вредных веществ; т - номер группы вредных веществ, например, т = 1 - для «санитарно-токсикологической» группы вредных веществ, т = 2 - для «общесанитарной» группы вредных веществ и т. д. - всего пять групп. При этом должны учитываться
фоновые концентрации Сф вредных веществ, содержащихся в воде водоема до сброса сточных вод. При преобладании одного вредного вещества с концентрацией С в группе вредных веществ данного ЛПВ должно удовлетворяться требование С + Сф<ПДК.    

Использование соотношения (17) основано на допущении применимости принципа аддитивности вредностей разных веществ, относящихся, например, к четвертой, «токсикологической» группе вредных веществ. То есть допускается, что суммарная «вредность» многокомпонентной системы вредных веществ может быть определена как арифметическая сумма «вредностей» отдельных компонентов. Однако известно явление синергизма, когда два или более вредных (ядовитых) веществ создают эффект вредного действия на организм, во много раз превосходящий сумму действия каждого из них. Так установлено, что галогенированные углеводороды и, возможно, другие токсиканты (первый фактор) ослабляют иммунную систему, в результате чего организм становится более подверженным действию инфекций и паразитов (второй фактор). Есть предположение, что именно это обстоятельство стало причиной катастрофического вымирания тюленей в Северном море в 70-80-х гг. прошлого века.

Установлены ПДК для более 400 вредных основных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных основных веществ в водоемах рыбохозяйственного назначения. В табл. 2 приведены ПДК некоторых веществ в воде водоемов.

Таблица 2

Предельно допустимые концентрации некоторых вредных веществ в водоемах

Вещество	Водоемы I категории		Водоемы II категории
	ЛПВ	ПДК, г/м3	ЛПВ	ПДК, г/м3
Бензол	Санитарно-  Т токсикологический	0,5	Токсикологический	0,5
Фенолы	Органолептический	0,001	Рыбохозяйственный	0,001
Бензин, керосин	Тоже	0,1	Тоже	0,05
Сd 2+	Санитарно-  токсикологический	0,01	Токсикологический	0,005
Сu 2+	Органолептический	1	То же	0,01
Zn2+	Общесанитарный	1	Тоже	0,01
Цианиды	Санитарно-  токсикологический	0,1	Тоже	0,05
Сг6+	Органолептический	од	То же	0

Для самих сточных вод ПДК не нормируются, а определяются предельно допустимые количества сброса вредных примесей (ПДС). Поэтому минимально необходимая степень очистки сточных вод перед сбросом их в водоем определяется состоянием водоема, а именно - фоновыми концентрациями вредных веществ в водоеме, расходом воды водоема и др., т. е. способностью водоема к разбавлению вредных примесей.

Запрещено сбрасывать в водоемы сточные воды, если существует возможность использовать более рациональную технологию, безводные процессы и системы повторного и оборотного водоснабжения - повторное или постоянное (многократное) использование одной и той же воды в технологическом процессе; если стоки содержат ценные отходы, которые возможно утилизировать; если стоки содержат сырье, реагенты и продукцию производства в количествах, превышающих технологические потери; если сточные воды содержат вещества, для которых не установлены ПДК.

Режим сброса может быть единовременным, периодическим, непрерывным, с переменным расходом, случайным. При этом необходимо учитывать, что расход воды в водоеме (дебит реки) изменяется и по сезонам, и по годам. В любом случае должно удовлетворяться требование условия (17а).

Большое значение имеет способ сброса сточных вод. При сосредоточенных выпусках смешение стоков с водой водоема минимально, и загрязненная струя может иметь большое протяжение в водоеме. Наиболее эффективно применение рассеивающих выпусков в глубине (на дне) водоема в виде перфорированных труб.

Одной из задач регулирования качества вод в водоемах является определение допустимого состава сточных вод, т. е. того максимального содержания вредного вещества (веществ) в стоках, которое после сброса не вызывает превышения концентрации вредного вещества в водах водоема над ПДК данного вредного вещества.

1.5 Прогнозирование и контроль состояния водоемов

Прогнозирование состояния водоемов или других природных систем основывается на изучении и анализе закономерностей их развития, изменчивости при действии антропогенных и других факторов. Оно базируется на стандартах, определяющих допустимые пределы выбросов вредных веществ, на значении их предельно допустимых концентраций. В нашей стране используются нормы предельно допустимых сбросов (ПДС), устанавливаемые для каждого предприятия с таким расчетом, чтобы суммарное загрязнение воды от всех источников в данной местности находилось в пределах ПДК.

Прогноз загрязнения водоемов в зависимости от поставленных задач, длительности и методов прогнозирования разделяется на две части:

общая прогнозная оценка изменения гидрохимического режима
и степени загрязнения под влиянием всех антропологических

• факторов на водосборной площади;
• прогноз загрязнения водоемов в связи с воздействием одного

или нескольких факторов.

Общие прогнозные оценки загрязнения водных объектов производятся путем анализа и выявления тенденций изменения водного стока и химического состава воды за много лет. Изучение особенностей формирования режима на фоновом участке и в зоне антропогенного воздействия, а также исследование одного и того же водоема в разное время позволяет выявлять антропогенные изменения и прогнозировать возможные преобразования гидрохимического режима.

Вопросы изменения речных ландшафтов здесь не рассматриваются. Однако следует указать, что в условиях техногенеза их преобразование существенно расширяется за счет поступления в реку стоков с повышенным содержанием органических веществ и несвойственных ей элементов. В частности, в воде снижается концентрация растворенного кислорода, а в осадках возникает восстановительная сероводородная обстановка

Нормальная эксплуатация водопроводно-канализационных сооружений невозможна без контроля качественных параметров природных и сточных вод на разных этапах их очистки, подачи потребителям и выпуска в водоемы. Для этой цели широко применяются аналитическая техника и автоматические приборы в виде сигнализации предельных значений измеряемых величин или путем их регистрации.

Важнейшей составной частью водно-санитарного законодательства являются предельно допустимые концентрации вредных веществ в воде водоемов. При этом различают ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового использования и ПДК для рыбохозяйственных целей.

При установлении ПДК того или иного вещества рассматриваются три признака вредности: общесанитарный, органолептический и санитарно-токсилогический. Под общесанитарной вредностью понимается влияние вредных веществ сточных вод на санитарный режим водоемов, то есть процессы их естественного самоочищения от органического загрязнения, прежде всего бытовыми водами. Под воздействием промышленных стоков часто нарушаются процессы самоочищения водоемов вследствие, например, нарушения кислородного режима из-за значительного сброса в воду легкоокисляющихся и сбраживающихся соединений. При существенном снижении содержания в воде кислорода происходит образование пленок и твердых плавающих на поверхности загрязнений, появление грибковых образований и другие признаки развития гнилостных процессов. Такой водоем становится непригодным для купания и других культурно-бытовых целей.

Вредные вещества сточных вод влияют на органолептические свойства и качество воды. Так, наличие на поверхности воды пленки минеральных масел, неприятный запах и привкус, несвойственное окрашивание, повышенная температура и жесткость воды ограничивают использование водоёмов для культурно-бытовых и спортивных целей.

Санитарно-токсикологическая вредность сточных вод связана с I влиянием содержащихся в них вредных веществ на здоровье населения - грез источники питьевого водоснабжения. Установление ПДК здесь основывается на подпороговых концентрациях веществ, то есть концентрациях, при которых не наблюдается заметного изменения функционального состояния организма. При этом учитывается также и возможность отдаленных последствий воздействия загрязнителей на человека - мутагенного (изменение наследственности), гонадотропного (нарушение половой функции), эмбриотропного (нарушение развития года) и бластомагенного (опухолевого) эффектов.

Предельно допустимая концентрация вещества устанавливается обычно по тому признаку вредного воздействия, которому соответствует -(меньший показатель пороговой или предпороговой концентрации. поскольку он определяет характер неблагоприятного действия меньших концентраций вещества, этот признак называется цитирующим признаком вредности. Определение ПДК по пороговой подпороговой концентрации лимитирующего признака создает запас надежности по двум остальным признакам вредности.

Как правило, водоемы одновременно загрязняются несколькими веществами. Эффект действия вредных соединений с одинаковыми лимитирующими признаками суммируется. К настоящему времени в кассии утверждено свыше 600 ПДК вредных веществ в водоемах пличного пользования. Рыбохозяйственные ПДК, установленные для 137 соединений, - это концентрации загрязнителей, при постоянном присутствии которых в водоеме выполняются следующие условия:

• не наблюдаются случаи гибели рыб и организмов, служащих! для них кормом;
• не происходит исчезновение видов, для жизни которых водоем | пригоден, а также замены ценных в кормовом отношении организмов на малоценные;
• не происходит порчи товарных качеств рыбы, появление у не неприятных привкусов и запахов;
• не происходит изменений, способных в будущем привести гибели рыб, замене их ценных видов на малоценные или поте рыбохозяйственной ценности водоема.

Промышленные и бытовые сточные воды обычно содержат большое количество разнообразных по составу органических неорганических загрязнителей, которые, как правило, окисляются, разлагаются с использованием кислорода. Общий уровень загрязнен, характеризуется величиной потребности в кислороде, которая разделяется на биохимическую и химическую.

Под биохимической потребностью в кислороде (БПК) понимается такое количество кислорода (мг/л), которое требуется живым организмам для окисления органических и неорганических веще находящихся в 1 л сточной воды. Биохимическому окислен, подвергаются только те ее компоненты, которые могут быть использованы организмами для их жизнедеятельности.

Величины БПК всегда указываются с индексом, обозначающим (продолжительность окисления в сутках. При этом БПК10 всегда выше ПБК5 вследствие более глубокого окисления. Отсюда величина биологической потребности в кислороде будет стремиться к некоторой сдельной величине, обозначаемой как БПКn (полная). Её величина для еды хозяйственно-питьевых и рыбохозяйственных водоемов в кислороде при 20°С не должна превышать 3 мг О2/л.

Под химической потребностью в кислороде (ХПК) понимают то величество кислорода (мг/л) сточной воды, которое требуется для окисления органических и неорганических соединений, находящихся в 1 воды. При определении ХПК обычно применяют в качестве окислителя горячий раствор бихромата калия. Величина ХПК является важнейшей характеристикой промышленных сточных вод. ХПК всегда больше БПКп из-за более глубокого окисления химическим путем по сравнению с биохимическим. Значение ХПК изменяется от 10-20 мг [- л для сравнительно чистой воды до 1000 мг О2/л и более для сильно загрязненной. Отношение величин БПКП/ХПК называется биохимическим показателем, значение которого всегда меньше единицы. По его величине судят о возможности и степени очистки сточных вод биологическим путем. Так, бытовые сточные воды, 1лболее полно очищающиеся биологическим способом, характеризуются показателем 0,5. Величина биохимического показателя для сточных вод варьирует в пределах 0,05-0,30.

Для контроля качественных параметров воды используются приборы общепромышленного назначения. Таковыми являются различные конструкции плотномеров, солемеров, рН-метровфотоколориметров, концентратомеров, гигрометров, полярографов. Кроме того, применяются приборы, предназначенные специально для анализа показателей водопроводно-канализационных сооружений, таких как ХПК, БПК, растворенный кислород.

1.6 Принципы устойчивого развития. Экологическое состояние водных ресурсов как фактор устойчивого развития территории

Основным экологическим фактором, определяющим такие проблемы человечества, как загрязнение окружающей среды, исчерпание природных ресурсов и пр., является разрушение естественных экосистем в результате производственной и хозяйственной деятельности человека.

Современное человечество в планетарном масштабе бездумно и расточительно для себя изымает разнообразные природные ресурсы, на это работает весь научно-технический прогресс. Производится огромное количество отходов. В июне 1972 г. в Стокгольме (Швеция) была проведена первая всемирная конференция Организации Объединенных Наций (ООН) по окружающей среде, решения которой стали историческими для всего человечества. Были приняты программы ООН по окружающей среде и образован добровольный Фонд окружающей среды. 5 июня стал Всемирным днем окружающей среды.

В 1987 г. в докладе Международной комиссии по окружающей среде и развитию «Наше общее будущее» подчеркивалась необходимость перехода к устойчивому (неистощительному, самодостаточному, не самоподрывающему) развитию и было дано его основное, широко используемое до сих пор определение: «Человечество способно сделать развитие устойчивым, чтобы оно удовлетворяло нужды настоящего, не подвергая риску способность будущих поколений удовлетворять свои потребности».

На высшем уровне идеи устойчивого развития (УР) впервые были озвучены в городе Рио-де-Жанейро (Бразилия) во время Второй конференции ООН по окружающей среде и развитию (КОСР) в 1992 г., в работе которой участвовали представители 178 стран. В Рио-де-Жанейро пришли к соглашению, что существующую глобальную экологическую проблему ни одна страна в одиночку решить не сможет. В итоге были приняты два основных документа: «Декларация Рио» и «Повестка дня на 21 век» - план действий по достижению экологически устойчивого развития.

Естественнонаучной основой для концепции устойчивого развития может служить теория ноосферы, сформулированная русским ученым В. И. Вернадским.

Первым государственным документом по устойчивому развитию, принятым в России, стал изданный в 1994 г. Указ Президента РФ «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития». Позже была утверждена «Концепция перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» и подготовлен проект «Государственной стратегии устойчивого развития РФ»; в августе 2002 г. была опубликована «Экологическая доктрина Российской Федерации»,

Для России большое значение имеют экономический, социальный, природоохранный и природопользовательский аспекты развития.

В России с ее обширными пространствами особое значение приобрели вопросы территориального развития. Положительными элементами в условиях перехода России к устойчивому развитию являются обширные территории, огромные запасы природных ресурсов (в том числе и водных), высокий интеллектуальный уровень населения страны.

В конце 1960-х годов мировое сообщество обратило внимание на загрязнение водных ресурсов (которые являются одним из элементов окружающей среды). Во многих странах мира возникли проблемы в обеспечении населения чистой водой.

В планетарном масштабе на Земле имеется избыток водных ресурсов, но из-за существующего загрязнения этого едва хватит на ближайшие 20-30 лет, чтобы удовлетворить постоянно возрастающие потребности в питьевых и хозяйственных водах.

К настоящему времени природные воды претерпели значительные изменения качества в результате интенсивного антропогенного влияния (промышленного, сельскохозяйственного, коммунального), что может негативно сказаться на здоровье человека. В составе природных вод (поверхностных и подземных) и атмосферного воздуха появились новые вещества, изменились концентрации составляющих тазов и т. д. Водные ресурсы перестали возобновляться в прежнем качестве и количестве. Во многих странах мира значительно возросло использование подземных вод для питьевого водоснабжения (подземные воды лучше защищены и, следовательно, обладают лучшим качеством).

В России около 60 % городов имеют централизованное водоснабжение, и примерно в трети городов с численностью населения свыше 250 тыс., человек оно полностью построено на использовании подземных вод, а остальные используют как поверхностные, так и подземные воды.

В условиях интенсивной техногенной нагрузки необходимо оценивать изменения качества подземных вод, используя индикаторы и индексы устойчивого развития подземной части гидросферы как компонента окружающей среды. Это важно делать не только в условиях крупных мегаполисов, но и в малых городах и сельских населенных пунктах, так как вследствие мобильности и большой восприимчивости водной среды к антропогенному воздействию состояние водных объектов отражает не только локальное, но и региональное загрязнение среды.

Деятельность школьных экологических клубов, кружков, других учреждений дополнительного образования, занимающихся состоянием окружающей среды, вносит существенный вклад в оценку антропогенного воздействия, в том числе и на водные объекты. Важной составляющей этой работы является просветительская деятельность, повышение осведомленности населения об экологической обстановке в районе проживания, организация общественной работы по охране поверхностных и подземных вод, что будет способствовать переходу России к принципам устойчивого развития водных ресурсов.

2. НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ ПО ОХРАНЕ ГИДРОСФЕРЫ

1. ГОСТ 17.1.1.01-77 (1998) Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения.

2. ГОСТ 17.1.1.02-77 (1998) Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов.

3. ГОСТ 17.1.1.03-86 (1998) Охрана природы. Гидросфера. Классификация водопользования.

4. ГОСТ 17.1.1.04-80 (1998) Охрана природы. Гидросфера. Классификация подземных вод по целям водопользования.

5. ГОСТ 17.1.3.05-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

6. ГОСТ 17.1.3.06-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране
подземных вод (СТ СЭВ 3079-81).

7. ГОСТ 17.1.3.10-83 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами при транспортированию по трубопроводу.

8. ГОСТ 17.1.3.12-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие правила охраны вод от загрязнения при бурении и добыче нефти и газа на суше.

9. ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод (СТ СЭВ 4468-84).

10.ГОСТ 17.1.4.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к методам определения нефтепродуктов в природных и сточных водах.

11.ГОСТ 17.1.2.03-90 Охрана природы. Гидросфера. Критерии и показатели качества воды для орошения (Постановление Госстандарта СССР от 10.12.1990 N47).

12.ГОСТ 17.1.3.13-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения (Постановление Госстандарта СССР от 25.6.1986 N 1790).

13.ГОСТ 17.1.1.03-86 Охрана природы. Гидросфера. Классификация водопользования (Постановление Госстандарта СССР от 25.6.1986 N 1778).

14.ГОСТ 17.1.3.12-86 Охрана природы. Гидросфера. Общие правила охраны вод от загрязнения при бурении и добыче нефти и газа на суше (Постановление Госстандарта СССР от 26.3.1986 N691).

15.ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков (Постановление Госстандарта СССР от 25.3.1985 N774).

16.ГОСТ 17.1.3.11-84 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования охраны поверхностных и подземных вод от загрязнения минеральными удобрениями (Постановление Госстандарта СССР от 23.5.1984 N 1713).

17.ГОСТ 17.1.3.10-83 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами при транспортировании по трубопроводу (Постановление Госстандарта СССР от 4.10.1983 N 4758).

18.ГОСТ 17.1.3.06-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране подземных вод (Постановление Госстандарта СССР от 25.3.1982 N 1244).

19.ГОСТ 17.1.3.05-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных и подземных вод от загрязнения нефтью и нефтепродуктами (Постановление Госстандарта СССР от 25.3.1982 N 1243).

20.ГОСТ 17.1.3.04-82 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к охране поверхностных вод от загрязнения пестицидами (Постановление Госстандарта СССР от 25.3.1982 N1242).

21.ГОСТ 17.1.3.08-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод (Постановление Госстандарта СССР от 19.3.1982 N1116).

22.ГОСТ 17.1.3.07-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества воды водоемов и водотоков (Постановление Госстандарта СССР от 19.3.1982N 1115).

23.ГОСТ 17.1.5.04-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия (Постановление Госстандарта СССР от 30.12.1981 N 5788).

24.ГОСТ 17.1.4.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к методам определения нефтепродуктов в природных и сточных водах (Постановление Госстандарта СССР от 30.12.1980 N 6083).

25.ГОСТ 17.1.5.02-80 Охрана природы. Гидросфера. Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов (Постановление Госстандарта СССР от 25.12.1980 N 5976.).

26.ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору пробдонных отложений водных объектов для анализа на загрязненность (Постановление Госстандарта СССР от 24-6.1980 N 3009.)

27.ГОСТ 17.1.1.04-80 Охрана природы. Гидросфера. Классификация подземных вод по целям водопользования (Постановление Госстандарта СССР от 31.3. 1980 N 1452).

28.ГОСТ 17.1.1.01-77 Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения (Постановление Госстандарта СССР от 16.9.1977 N 2237).

29.ГОСТ 17.1.3.02-77 Охрана природы. Гидросфера. Правила охраны вод от загрязнения при бурении и освоении морских скважин на нефть и газ (Постановление Госстандарта СССР от 6.7.1977 N 1695).

30.ГОСТ 17.1.1 .02-77 Охрана природы. Гидросфера. Классификация водных объектов (Постановление Госстандарта СССР от 4.2.1977 N 299).

32. ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госстандарта РФ от 12.11.2002 N 409-ст "О ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ МЕЖГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА" (ГОСТ 30813-2002 "Вода и водоподготовка. Термины и определения" с датой введения в действие с 1 января 2004 г.).

33. ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госстандарта РФ от 21.04.2000 N 118-ст "О ПРИНЯТИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА" (ГОСТР 51593-2000 "Вода питьевая. Отбор проб" с 1 июля 2001 года).

34. ПОСТАНОВЛЕНИЕ Госстандарта РФ от 21.04.2000 N 117-ст "О ПРИНЯТИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ГОСУДАРСТВЕННОГО СТАНДАРТА" (ГОСТР 51592- 2000 "Вода. Общие требования к отбору проб" с 1 июля 2001 года).

35. ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные требования и определения.

36. ГОСТ 17.1.1.04-80. Охрана природы. Гидросфера. Классификация вод по целям использования.

37. ГОСТ 17.1.3.04-77. Охрана природы. Гидросфера. Показатели состояния и правила таксации рыбохозяйственных водных объектов.

38. ГОСТ 17.1.5.01-80. Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность.

39. СанПиН 2.1.4.027-95 Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения.

40. СанПиН 2.1.4.544-96 Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.

41. СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

42. СанПиН 2.1.4.1074-01 Питьевая вода: гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества.

43. СанПиН 2.1.4.1110-02 Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения.

44. СанПиН 2.1.4.1116-02 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества.

45. СанПиН 2.1.4.1175-02 Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников.

46. СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод.

3. ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЯ

Водное законодательство России регулирует отношения в области исследования и охраны водных объектов. Его цели реализуются к основе принципа устойчивого развития. Законодательные акты состоят из Водного кодекса, принятого 18.10.1998 г., и применяемых в соответствии с ним федеральных и иных законов и нормативно правовых актов РФ и её субъектов.

В результате хозяйственной деятельности происходит, загрязнение водных объектов и образование в них вредных веществ, ухудшали качество поверхностных и подземных вод, ограничивающих использование и негативно влияющих на состояние водных объектов.

В России установлена государственная собственность на водные объекты. На правах собственности они могут, принадлежать федеральной власти и субъектам РФ, являться муниципальной и частной собственностью (только на обособленные водные объекты). Все они рассматриваются как объекты общего (общедоступного, открытого) пользования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Современное экологическое состояние территории России можно определить как критическое. Продолжается интенсивное загрязнение природной среды. Спад производства не повлек аналогичного снижения загрязнений, поскольку в экономически кризисных условиях предприятия стали экономить и на природоохранных затратах. Разрабатываемые с начала перестройки и частично реализуемые экологические государственные и региональные программы не способствуют улучшению в целом экологической обстановки, и с каждым годом на территории России все больше регионов, городов и поселков становятся опасными для проживания населения.

В Российской Федерации за последние несколько десятилетий в условиях ускоренной индустриализации и химизации производства подчас внедрялись экологически грязные технологии. При этом недостаточно внимания уделялось условиям, в которых будет жить человек, т.е. каким воздухом он будет дышать, какую воду он будет пить, чем он будет питаться, на какой земле жить. Однако эта проблема беспокоит не только россиян, она актуальна и для населения других стран мира. Человечеству необходимо осознать, что ухудшение состояния окружающей среды является большей угрозой для нашего будущего, чем военная агрессия; что за ближайшие несколько десятилетий человечество способно ликвидировать нищету и голод, избавиться от социальных пороков, возродить культуру и восстановить памятники архитектуры лишь бы были деньги, а возродить разрушенную природу деньгами невозможно. Потребуются столетия, чтобы приостановить её дальнейшее разрушение и отодвинуть приближение экологической катастрофы в мире.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Ольховикова Н.Д. Экологические основы природопользования. Волгоград: ВГЭТК, 2007.

Заломнова О.Н., Ткаченко Ю.Л. Природопользование: Учебное пособие, Москва: МГИУ, 2007.

Тачалова Т.В.,Грицкевич Д.И. Мониторинг среды обитания. Комсомольск-на-Амуре: ГОУВПО «КаАГТУ», 2007.

Иванов С.С. Экология и охрана окружающей среды. Москва: МГВМИ, 2007.

Степень Р.А., Бука Э.С. Промышленная экология. Пути снижения загрязнения и тенденции развития. Красноярск: СибГТУ, 2007.

Воноград Н.А., Каюкова Е.П. Методы комплексной оценки качества подземных и поверхностных вод (Практическая экология водных ресурсов). СПб: ВВМ, 2006.

Федяева О.А. Промышленная экология. Омск: ОмГТУ, 2007.