Экологическое состояние водных объектов Челябинской области

1. Источники загрязнения воды

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды различные вредные вещества, микроорганизмы или тепло, называется источником загрязнения. Вещество, нарушающее нормы качества воды, — загрязняющим. Природные воды могут быть загрязнены самыми различными примесями, которые разделяют с учетом их биологических и физико-химических свойств на группы. К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей — те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами — тонкими пленками из коллодия Или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться.

Вода может иметь загрязнения биологического характера: бактерии, вирусы, водоросли, простейшие, черви и т. д. Бактерии образуют устойчивые взвеси, а водоросли — целые «подводные луга», на дне водоемов может быть много червей.

В 90-х годах XX столетия антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Основными источниками загрязнения являются промышленные и коммунальные канализационные стоки, смыв с полей части почвы, содержащей различные агрохимикаты, дренажные воды систем орошения, стоки животноводческих ферм, попадание в водоемы с осадками и ливневыми стоками аэрогенных загрязнений.

Годовой объем промышленных коммунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7%, или около 2,5 тыс. км3 естественного речного стока на планете, а по наличию примесей в воде практически сравнялся с ним. Антропогенные загрязнения воды по сравнению с природными водами (растворы и взвеси) более опасны и во много раз сильнее снижают ее качество.

Среди загрязнителей воды наибольшую опасность представляют фенолы, нефть и нефтепродукты, соли тяжелых металлов, радионуклиды, пестициды и другие органические яды, биогенная органика, насыщенная бактериями, минеральные удобрения и т. д. Общая масса основных антропогенных загрязнителей гидросферы достигла 15 млрд. тонн в год. Большая часть этих загрязнителей приходится на реки, где средняя их концентрация достигла 400 мг/л.

Наибольшая нагрузка из крупных речных бассейнов как по водопотреблению, так и по загрязнению приходится на Волгу, Днепр, Дунай и Рейн в Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в Америке.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, в первую очередь человека.

Биогены, поступающие в водоемы со сточными водами и смываемыми с полей удобрениями, стимулируют рост фитопланктона, водорослей. Данный процесс называют эвтрофизацией.

Водоросли окрашивают воду в различные цвета и поэтому данный процесс называют и «цветением» водоемов. Под влиянием водорослей изменяется вкус воды, приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода, пищи и убежищ гибнут рыба, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодна для питья и даже для купания.

К одному из видов загрязнения природных вод относится и тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей.

С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных микроорганизмов и вирусов.

Важным источником пресной воды в ряде регионов России являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы также подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.

2. Меры по очистке и охране вод

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления под влиянием солнечной радиации и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой и в дальнейшем процессе минерализации органических веществ и отмирании внесенных бактерий. Агентами самоочищения являются бактерии, грибы и водоросли. Установлено, что в ходе бактериального самоочищения через 24 часа остается не более 50% бактерий, через 96 часов — 0,5%. Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении самоочищения воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для очистки загрязнений, поступающих со сточными водами, с отходами сельскохозяйственного производства. Сточные воды очищаются механическим, физико-химическим, биологическим и другими методами.

Для ликвидации бактериального загрязнения применяется обеззараживание или дезинфекция сточных вод. Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. В зависимости от размеров грубодисперсные частицы улавливаются решетками и ситами различных конструкций, а поверхностные загрязнения — нефтеловушками, маслоуловителями, смолоуловителями и т. д. Механической очисткой можно достигнуть выделения из бытовых сточных вод до 60% нерастворимых примесей, а из производственных — до 95%.

Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам химических реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворимых веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные—это глины, торф, а искусственные — активированные угли. Из физико-химических методов широко применяется очистка воды от загрязнителей хлорированием.

Хлор — наиболее эффективное средство для обеззараживания воды. Он убивает микроорганизмы и вступает в реакцию с аммиаком. Оставшийся в избытке хлор растворяется в воде, защищая тем самым воду от любого нового источника загрязнения.

Физико-химический метод очистки дает возможность уменьшить количество нерастворенных загрязняющих веществ сточных вод до 95% и растворенных до 25%.

Загрязненные сточные воды очищают также электролитическим методом (пропусканием электрического тока через загрязненные воды), с помощью ультразвука, озона, ионообменных смол и высокого давления.

Механический и физико-химический методы являются первыми этапами очистки сточных вод, после чего они направляются на биологическую очистку.

Метод биологической очистки заключается в минерализации органических загрязнений сточных вод при помощи аэробных биохимических процессов. После биологической очистки вода становится прозрачной, незагнивающей, содержащей растворенный кислород и нитраты. Есть несколько типов биологических устройств по очистке сточных вод: биофильтры, аэротенки и биологические пруды. В биофильтрах сточные воды пропускаются через слой крупнозернистого материала, покрытого тонкой бактериальной пленкой. Эта пленка является действующим началом в биофильтрах. Благодаря ей интенсивно протекают процессы биохимического окисления.

Аэротенки — это железобетонные резервуары, обычно больших размеров, через которые медленно протекают подвергающиеся аэрации сточные воды, смешанные с активным илом.

Очищающее начало аэротенков — активный ил из бактерий и микроскопических животных. Источниками питания и бурного развития организмов активного ила служат загрязнения сточных вод органическими веществами и избыток кислорода, поступающего в сооружение потоком подаваемого воздуха. Бактерии склеиваются в хлопья и выделяют ферменты, минерализующие органические загрязнения. Ил с хлопьями быстро оседает, отделяясь от очищенной воды. Мельчайшие животные (инфузории, жгутиковые, амебы, коловратки и др.), пожирая бактерии, не слипающиеся в хлопья, омолаживают бактериальную массу ила. Следует отметить, что уже через несколько минут после контакта ила со сточной водой обычно концентрация в ней органических веществ снижается более чем наполовину. В целом содержание органического вещества в стоках в результате прохождения через аэротенки. сокращается на 90%.

В естественных условиях для биологической доочистки сточных вод используют биологические пруды и поля орошения или поля фильтрации.

Биологические пруды — это неглубокие земляные резервуары, обычно 0,5—1 м, в которых происходят те же процессы, что и при самоочищении водоемов. Они работают при температуре не менее 6°С. Обычно их устраивают в виде 4—5 серий на местности, имеющей уклон. Располагают ступенями так, что вода из верхнего пруда самотеком направляется в нижерасположенный. Поля фильтрации предназначены только для биологической доочистки (очистки) сточных вод. На полях орошения одновременно с очисткой вод производится выращивание кормовых сельскохозяйственных культур или трав.

Выбор схемы очистки в конкретных условиях определяется показателями очищаемых вод, возможностью утилизации примесей и повторного использования очищенной воды для нужд производства. Отдельные виды промышленных сточных вод нуждаются в захоронении. Предоставление недр для захоронения вредных веществ, отходов производства и сброса сточных вод допускается в исключительных случаях и при соблюдении специальных требований.

Рассматривая меры по охране водных ресурсов, следует еще раз подчеркнуть, что сохранение в количественном и качественном отношении природных водоисточников является фундаментальным требованием, определяющим тактику и стратегию водохозяйственной деятельности.

Решение проблемы предотвращения загрязнения водоемов сточными водами состоит в создании безотходных технологических процессов. Под термином «безотходная технология» понимают комплекс мероприятий, до минимума сокращающий количество вредных выбросов. Одним из главных потребителей и загрязнителей воды является сельскохозяйственное производство. Вода — один из факторов урожая. Отсюда на орошаемых землях необходимо всеми силами и средствами беречь и экономить воду, сохранять при этом реки и озера в чистоте. Не допускать смыва почвы, поступления агрохимикатов в реки и озера, следует вести борьбу с фильтрацией и другими потерями воды.

На неорошаемых землях применение высокой агротехники имеет особо важное значение в сохранении чистоты водных ресурсов. Правильно проведенная пахота и в целом обработка почвы применительно к конкретным условиям, агролесомелиоративные мероприятия способствуют накоплению влаги в почве и обеспечивают чистоту воды. В сохранении чистоты водоемов в сельскохозяйственных предприятиях должно уделяться внимание организации водопоя домашних животных, строительству животноводческих и других сельскохозяйственных помещений, утилизации навоза и т. д. Все большее значение на промышленных предприятиях приобретает применение оборотной системы водоснабжения или повторного использования воды.

В 1985 году удельный вес оборотной и последовательно используемой воды на производственные нужды составлял 237,6 км3, или 71 % от всей необходимой для производственных процессов. На предприятиях Оренбуржья введение оборотной системы водоснабжения дало возможность повторно использовать 1 млрд. 900 миллионов кубометров воды в год. Река Урал стала чище.

Внедрение в Челябинске оборотного водоснабжения на промышленных предприятиях позволило резко сократить потребление речной воды с 8,8 до 5,5 тыс. м3/сутки и уменьшить сброс сточных вод в канализацию.

Важным источником воды являются подземные воды. Как уже было отмечено, запасы подземных вод в России значительны. Так, подземные воды к востоку от Коркино, Еманжелинска и Красногорска в Челябинской области на протяжении многих десятилетий служили источником их водоснабжения. Эти воды с успехом могут использоваться и для орошения.

На Южном Урале для орошения полей целесообразно использовать воды шахт, подземные воды от откачки вод при добыче полезных ископаемых.

Стратегия эффективного и неразрушительного для природной среды водопользования диктует и тактику современной водохозяйственной деятельности: научное обоснование и долгосрочное прогнозирование водного хозяйства города, области, региона и связанных с этим изменений в природной среде; оптимальное планирование и последовательное осуществление разумного водохозяйственного строительства; системный подход к решению вопросов. Значительную и весьма положительную роль в осуществлении этих задач играют математическое моделирование, мониторинг и прогнозирование.

3. Характеристика водных объектов Челябинской области и источники их загрязнения

По территории Челябинской области протекает 3602 реки общей протяженностью 17,925 тыс. км, находится 467 прудов и водохранилищ, 3170 озер общей площадью 2125 км2 (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км2), принадлежащих бассейнам Каспийского моря (реки бассейнов Камы и Урала) и Карского моря (бассейна р. Тобол).

Среднегодовой объем стока по области относительно мал и составляет всего 6,34 км3, а в маловодный год 95-процентной обеспеченности он снижается в 2,5 раза – до 2,56 км3. На бассейн р. Тобол приходится 19 %, на бассейн р. Урал – 10 %, на бассейн р. Кама – 71 % всего стока. Основная часть стока (до 85 %) приходится на период весеннего половодья. Pеки в большинстве маловодны. Из пpотекающих по территории области 3602 pек 90 % относятся к очень малым, длиной менее 10 км.

Более половины рек (55 %) приходится на западную горную часть области, где протекают реки бассейна Камы: Уфа, Ай, Юрюзань, Сим и др. со своими притоками.

На территории Челябинской области расположено 3170 озер общей площадью 2125 км2 (из них 1340 учтенных озер общей площадью водной поверхности свыше 1500 км2). При этом в бассейнах рек Урала и Камы озера очень немногочисленны. Большая часть озер (среди них 12 крупных с площадью зеркала не менее 25 км2) расположена в бассейне Тобола, в основном это небольшие водоемы, занимающие бессточные впадины. Вообще многочисленные озера области невелики (свыше 90 % озер имеют площадь зеркала менее 1 км2). Наиболее крупные – Увильды (68,1 км2), Уелги (60,3 км2), Шаблиш (32,0 км2), Иткуль (30,1 км2), Тургояк (26,4 км2), Тишки (25,5 км2), Синара (24,4 км2), Б. Куяш (24,1 км2), Смолино (21,7 км2), Таватуй (21,2 км2). Сложная физико-географическая обстановка на территории Южного Урала способствует значительным вариациям минерализации озерных вод и, следовательно, неравноценности многих озер как объектов водопотребления. В горно-лесной зоне распространены пресные озера с минерализацией от 25 до 400 мг/л, т.к. в этой зоне достаточное увлажнение, а подстилающие горные породы малорастворимы. Они имеют высокую прозрачность, служат излюбленными объектами рекреации, некоторые из них (Увильды, Тургояк, Б. Кисегач, Иткуль и др.) объявлены памятниками природы и входят в курортные зоны федерального значения. В лесостепной и степной зонах минерализация озерных вод в результате недостаточного увлажнения и засолености почвогрунтов достигает от 400 до 6000 мг/л. Некоторые из таких озер (Смолино, Горькое, Сладкое, Б. Шантропай и др.) также являются памятниками природы, т.к. их воды и донные отложения (грязи) имеют высокое бальнеологическое значение.

По состоянию на 01.01.06 на территории Челябинской области учтено 467 гидротехнических сооружений (ГТС) – прудов и водохранилищ, из них поднадзорных Управлению Росприроднадзора – 460, в т.ч. 455 ГТС прудов-водохранилищ и пять накопителей жидких отходов. Подавляющая часть ГТС расположена в бассейне Тобола – 351 объект.

Водохранилищ объемом свыше 10 млн м3 – 32, или около 5 % от общего количества сооружений. Их общий объем 3,3 км3, или 60 % зарегулированного стока. Водохранилища, в основном, многолетнего регулирования, комплексного назначения, предназначены для водоснабжения крупных промузлов и населенных пунктов и для срезки пиков паводков и половодий.

Водохранилищ единичной емкостью от 500 тыс. м3 до 10 млн м3 – 157, или 30 % гидротехнических сооружений. Из общего количества прудов и водохранилищ 279, или более 60 % – сельскохозяйственного назначения единичной емкостью менее 500 тыс. м3. 30 ГТС относятся к категории прудов-накопителей, шламохранилищ, хвостохранилищ.

Ввиду многочисленности и разнообразия водных объектов на территории Челябинской области значительная их часть в разное время получила статус особо охраняемых природных территорий (ООПТ), памятников природы регионального значения. Всего на территории области находится 67 водоемов-ООПТ, это, главным образом, объекты естественного происхождения (крупнейшие озера, реки), однако некоторые из ООПТ относятся к категории гидротехнических сооружений и могут рассматриваться также как памятники материальной культуры.

Главнейшие водные объекты, имеющие статус ООПТ – озера Увильды (крупнейшее озеро области, глубокий олиготрофный водоем с чистой водой, имеющий важное рекреационное и научное значение, в т.ч. для сохранения биоразнообразия), Иткуль (рекреационное и научное значение), Большой Шантропай (рекреация, бальнеология), Аракуль (рекреация), Серебры (научное значение), Тургояк (рекреационное и научное значение), Большой Еланчик (рекреация), Кара-Чура (сохранение биоразнообразия водоплавающих птиц), Сладкое (бальнеология), Смолино (рекреация, научное значение, сохранение биоразнообразия), Еловое (рекреация), Большой Кисегач (рекреация), Горько-Соленое (бальнеология) и другие; водохранилища Аргазинское (представляет интерес как крупнейший водоем области, источник питьевого водоснабжения Челябинска, важный объект научных исследований в области гидрологии и гидробиологии), Иремельское (источник водоснабжения г. Миасса), Киалимское (источник водоснабжения гг. Миасса и Карабаша); пруды-водохранилища Миньярский и Симский (рекреация, научное и историко-культурное значение, сохранение биоразнообразия); реки Куштумга, Большой Киалим, Атлян, Ай, Шумга, Аша и другие, имеющие большое значение для развития туризма ввиду высокого рекреационного, эстетического значения.

Оценка вклада хозяйственных комплексов

Водные ресурсы Челябинской области используют более 800 предприятий, организаций и учреждений. Объем использования воды составляет немного более 9 млрд м3 в год и зависит как от состояния самих водных ресурсов в разные годы, так и от развития систем водоснабжения, в т.ч. оборотного и повторного, состояния промышленных предприятий, потерь при транспортировке и т.д. В 2000–2003 гг. водоиспользование было относительно стабильным на уровне около 9 млрд м3 в год, начиная с 2004 г. объемы резко выросли на 600–700 млн м3 в год, что, связано, очевидно, с общим ростом промышленного производства и ЖКХ. Это доказывается тем, что забор воды как из поверхностных, так и подземных источников в области неуклонно снижается, а объем расходов в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения возрастает.

К сожалению, в области еще весьма велики потери при транспортировке воды, связанные с общим неудовлетворительным состоянием водоводов и коммуникаций водопотребителей. Потери составляют около половины объема всего безвозвратного водопотребления из водных ресурсов области и многолетняя динамика этих величин имеет синхронный характер. Остальная часть безвозвратного водопотребления в значительной степени (до 90 %) зависит от роста объемов использования воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения.

Главным образом используются поверхностные водные объекты, объем забора из них достигает 80 %, остальное дают подземные воды.

Например, в 2005 г. забрано для использования 961,49 млн м3, в т.ч. из поверхностных водных объектов – 766,84 млн м3, из подземных водных объектов – 194,65 млн м3.

Как подземные, так и поверхностные водные ресурсы используются на следующие цели:

• на хозяйственно-питьевые нужды;
• на производственные нужды;
• на нужды сельскохозяйственного водоснабжения и регулярного орошения.

Использование воды в 2005 г. составило 796,07 млн м3, в т.ч.:

• на хозяйственно-питьевые нужды – 355,70 млн. м3;
• на производственные нужды – 389,16 млн м3, из них воды питьевого качества – 86,29 млн м3 (в отдельные годы объем водопотребления промышленностью области превышает 400 млн м3);
• на нужды сельхозводоснабжения – 15,59 млн м3;
• на нужды регулярного орошения – 5,93 млн м3. Следует отметить, что при достаточном количестве осадков потребление воды сельским хозяйством в 2005 г. было сравнительно низким и в отдельные годы может увеличиваться по отношению к приведенной цифре в 2–2,5 раза.

Промышленность области является основным потребителем воды, и уровень потребления зависит как от ввода в действие новых производственных мощностей, так и от режима экономии воды и организации приборного учета на предприятиях. Данное обстоятельство следует особенно отметить как положительное явление последних лет, т.к. несмотря на примерно стабильную цифру водопотребления в разные годы (на уровне около 390 млн м3 в год), промышленность постоянно уменьшает сброс сточных вод в поверхностные водные объекты (например, в 2004 г. – на 143 млн м3). Это означает, что рост водопотребления при вводе новых производственных мощностей в большой степени компенсируется его экономией на действующих объектах. Помимо непосредственного сохранения водных ресурсов, уменьшение сброса сточных вод улучшает экологическую обстановку в водоемах Челябинской области.

Основным потребителем воды в промышленности является черная металлургия – одна из главнейших отраслей экономики Челябинской области. На ее долю приходится свыше 60 % использованной воды. Свыше 20 % приходится на долю электроэнергетики, машиностроения и металлообработки, еще около 5 % – цветной металлургии. Остальные 15 % потребляют лесная, деревообрабатывающая промышленность, производство стройматериалов, пищевая, топливная и др. отрасли.

Вторым основным водопотребителем водных ресурсов Челябинской области является жилищно-коммунальное хозяйство. В этой сфере также наблюдается положительная тенденция снижения объемов водопотребления. Она связана со следующими обстоятельствами:

• сокращение водопотребления бюджетными организациями за счет установки водосчетчиков и введения режима жесткой экономии воды.

Таким образом, введение приборов учета привело к очень существенной экономии водных ресурсов и является исключительно положительным явлением в водопотреблении.

Объем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения по Челябинской области составляет в настоящее время 8228,73 млн м3. Следует отметить как положительный факт неуклонный рост расходов воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, что является тенденцией к экономии водопотребления и приводит к важному результату – водоотведение в поверхностные водные объекты в Челябинской области неуклонно снижается, в т.ч. и загрязненных вод.

Данная зависимость подтверждается высокой степенью коррелированности динамик оборотного и повторно-последовательного водоснабжения (ОППВ) и сброса загрязненных вод – корреляция Пирсона r = 0,94 (p<0,05, анализируемые величины распределены нормально).

Таким образом, можно считать обоснованным, что дальнейшее внедрение и развитие систем оборотного и повторно-последовательного водоснабжения не только экономит водные ресурсы области, но и приводит к оздоровлению экологической ситуации на водных объектах.

Отбор воды на нужды сельского хозяйства относительно невелик и продолжает неуклонно снижаться. Данное явление связано как с общей высокой влагообеспеченностью последних лет, так и с депрессией, переживаемой сельским хозяйством области. Особенно следует остановиться на снижении затрат на регулярное орошение, которое в предыдущие годы показало низкую эффективность, связанную с неразработанностью технологий эксплуатации орошаемых земель. Примерно 20 % таких земель подвергается засолению и осолонцеванию почв, на большинстве орошаемых участков происходит деградация гумусового слоя. Урожайность орошаемых земель стабилизируется на невысоком уровне и они являются нерентабельными.

Рассматривая зональность использования водных ресурсов, нужно отметить ведущую роль озер и рек (с водоохранилищами) бассейна р. Тобол в водообеспечении Челябинской области. Из данного бассейна забирается до 60 % всех поверхностных вод, идущих на водоснабжение, на водоемы бассейнов рек Камы и Урала приходится примерно по 20 %. Относительно слабое развитие гидрографической сети в бассейне Урала, малая обеспеченность осадками и высокая минерализация приводят к увеличенному потреблению подземных вод в южной части Челябинской области – они составляют в бассейне Урала до 50 % от объема забираемых поверхностных вод, а всего составляют до 50 % всех используемых в области подземных водных ресурсов.

4. Регулирование, использование и охрана водных ресурсов

Общий объем сброса сточных и транзитных вод по области в 2005 г. составил 799,80 млн м3, что на 68,47 млн м3 больше, чем в предыдущем году, в т.ч. по приемникам стоков:

• в поверхностные водные объекты – 666,64 млн м3 сточной воды и 110,85 млн м3 транзитной воды;
• в подземные водные объекты – 0,01 млн м3;
• в накопители, поля фильтрации, рельеф местности – 22,30 млн м3.

Сброс массы загрязняющих веществ сократился в 2005 г. по сравнению с 2004 г. по следующим ингредиентам: по взвешенным веществам – на 1040,0 т, по сухому остатку – на 15500,0 т, по хлоридам – на 4380,0 т, по цинку – на 8,84 т, по никелю – на 2,18 т и т.д.

Отмечается увеличение сброса массы загрязняющих веществ по следующим ингредиентам: по азоту аммонийному – на 383,27 т, по нитратам – на 1038,83 т, по железу – на 5,86 т, по алюминию – на 10,65 т, по роданидам – на 3,02 т и т.д.

Водоотведение

Водоотведение в Челябинской области неуклонно снижалось до 2005 г., а в 2005 г. выросло на 68,47 млн м3. При этом следует отметить, что сброс вод в поверхностные водные объекты продолжал уменьшаться. Это означает, что наметилась положительная тенденция к использованию накопителей, полей фильтрации и др. специальных гидроинженерных сооружений для приема сточных вод. Тем не менее, водоотведение в поверхностные водные объекты продолжает играть основную роль и водоемы области по-прежнему служат резервуарами сточных вод.

К сожалению, наряду с положительной тенденцией снижения объемов водоотведения наблюдается и крайне отрицательная – в сбрасываемых водах снижается доля нормативно-чистых вод за счет увеличения вклада недостаточно очищенных и неочищенных вовсе.

В области действуют 178 очистных сооружений со сбросом в поверхностные водные объекты, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 115, Волга – 55, Урал – 8.

Из 178 очистных сооружений:

• работают эффективно 113, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 65, Волга – 41, Урал – 7;
• работают неэффективно 65, в т.ч. по бассейнам рек: Тобол – 50, Волга – 14, Урал – 1. Причины приведены в таблице.

Таблица. Причины ненормативной очистки

№	Причины ненормативной очистки	Всего	Бассейн р. Тобол	Бассейн р. Волга	Бассейн р. Урал
1	За счет перегрузки работы очистных сооружений по расходу сточных вод	7	6	1	-
2	За счет неудовлетворительной эксплуатации очистных сооружений	32	25	7	-
3	За счет несоответствия технологической очистки сточных вод составу подаваемых сточных вод	13	12	-	1
4	Очистные сооружения работают в проектных параметрах, но не обеспечивают нормативную очистку	99	57	35	7
5	Ведутся пуско-наладочные работы очистных сооружений	2	1	1	-
6	Прочие причины ненормативной очистки	23	14	9	-

5. Санитарное состояние источников питьевого водоснабжения населения области

На территории области с 1999 г. наблюдается сложная водохозяйственная обстановка, характеризующаяся повышением уровня грунтовых вод и изменением водного режима, приводящими к подтоплению жилой застройки, систем водоснабжения, подземных подрусловых водозаборов, гидротехнических сооружений.

Необходимость решения проблемы улучшения качества питьевой воды обусловлена неудовлетворительным состоянием водоисточников; высокой антропогенной нагрузкой на водоемы, неэффективным выполнением водоохранных мероприятий; неблагоприятным природным микроэлементным составом воды водоисточников и связанными с этим техническими трудностями получения питьевой воды, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам; аварийным состоянием водопроводных сетей и недостаточным состоянием водоочистки на водозаборных сооружениях либо ее полным отсутствием.

В 2005 г. на контроле Территориального управления Роспотребнадзора по Челябинской области находился 1271 источник централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, в т.ч. для хозяйственно-питьевых целей используется 30 открытых водоемов. Остальные источники, т.е. большее их количество, являются подземными – 97,7 %. Они обеспечивают только 42,3 % населения области. Количество источников в сравнении с 2004 г. уменьшилось на пять за счет ликвидационного или консервационного тампонажа малодебитных и технически неудовлетворительных скважин. 84,4 % водоисточников расположены в сельских населенных пунктах. Из общего количества подземных и поверхностных источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения 9,9 % не соответствуют санитарным нормам и правилам по их состоянию и качеству исходной воды, что на 2,8 % меньше, чем в 2004 г., в т.ч. на 6,5 % водоисточников не организована с надлежащими требованиями зона строгого режима. 95 % водоисточников, не имеющих зон санитарной охраны, расположены в сельских поселениях.

В результате принимаемых мер со стороны владельцев водопроводов в последнее десятилетие наметилась положительная тенденция по уменьшению доли неудовлетворительных водоисточников по санитарному состоянию, в т.ч. и по организации зон санитарной охраны в соответствии с санитарными правилами и нормами.

Значительно активизировалась работа по организации и благоустройству первого пояса зон санитарной охраны подземных источников централизованного водоснабжения сельских населенных пунктов в Ашинском, Увельском, Аргаяшском, Кизильском, Брединском районах. Проведены благоустройство первого-второго поясов зон санитарной охраны водоисточников и ремонт ограждений первого пояса зон санитарной охраны. Достаточно большое число источников, не имеющих зон санитарной охраны, находится в Верхнеуральском, Кизильском, Красноармейском, Еткульском, Чесменском, Нязепетровском районах (всего по области не имеют зон санитарной охраны 82 источника питьевого водоснабжения, в 2004 г. – 112).

Подземные водоисточники в сельских населенных пунктах не имеют утвержденных проектов зон санитарной охраны источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и водопроводов. Не утверждены и границы зон санитарной охраны, и мероприятия по предотвращению загрязнений водоисточников, за исключением 15 в Троицком районе, 28 водопроводов Еткульского района и 15 в стадии разработки, 10 водопроводов Сосновского района, 11 в Кусинском районе.

Фактическая обеспеченность населения централизованным водоснабжением:

• сельского – 87,6 %,
• из поверхностных источников – 54,7 %,
• из подземных источников – 42,3 %.

Качество воды из источников централизованного водоснабжения по микробиологическим показателям – на уровне прошлого года. Доля проб воды, не отвечающих санитарным требованиям по микробиологическим показателям, составила в 2005 г. 7,77 % (в 2004 г. – 7,73 %). Качество воды водоисточников по санитарно-химическим показателям сохраняется на стабильно высоком неудовлетворительном уровне.

Крайне неудовлетворительное качество воды по санитарно-химическим показателям отмечалось в питьевых источниках г.г. Карабаша, Еманжелинска, Южноуральска, Чебаркульского, Карталинского, Красноармейского, Агаповского, Кизильского районов.

Природными особенностями большинства подземных водоисточников Красноармейского, Аргаяшского, Увельского, Кунашакского, Еткульского районов является повышенное содержание железа – свыше 3 ПДК. В Кизильском, Варненском, Краснармейском районах в воде скважин повышен уровень жесткости до 15 мг/экв/л.

Для большинства поверхностных водоемов, используемых в качестве источников централизованного питьевого водоснабжения крупных городов, характерны повышенная цветность, окисляемость воды и биохимическая потребность в кислороде, значительное содержание марганца, железа, органических веществ. Даже наличие комплекса сооружений по очистке и обеззараживанию воды не позволяет получить питьевую воду, отвечающую гигиеническим требованиям. В результате населению ряда городов (Златоуст, Кыштым, Карабаш, Чебаркуль, Нязепетровск и др.) подается питьевая вода, не отвечающая гигиеническим требованиям, независимо от сезона года, по цветности и перманганатной окисляемости.

Указанные обстоятельства подтверждают необходимость проведения неотложных мер по оздоровлению поверхностных водоисточников, совершенствованию технологических схем водоподготовки с целью предотвращения неблагоприятного воздействия на здоровье населения нестандартной питьевой воды.

6. Санитарное состояние систем централизованного хозяйственного-питьевого водоснабжения

В области эксплуатируется 758 систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения (в это число не входят системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения сезонной эксплуатации и автономные системы отдельных объектов), в т.ч. 387 – коммунальные (в 1996 г. – 125, в 2000 г. – 221), ведомственных водопроводов – 371. При смене форм собственности хозяйствующих субъектов в сельской местности (ООО, ТОО, КХП, фермерские хозяйства и т.д.) имеют место случаи отсутствия балансодержателя водопроводных систем в сельских населенных пунктах, при этом и отсутствует их какое-либо обслуживание. По состоянию на 01.01.06 в Катав-Ивановском районе шесть сельских водопроводов не имеют балансодержателя, в Нязепетровском районе – 13 сельских водопроводов, два водопровода в Варненском районе, в Кусинском районе – пять водопроводов, в г. Копейске – водопровод пос. Кирзавод.

Из общего количества водопроводов не отвечают санитарным нормам и правилам 20,5 % (в 2004 г. – 23,9 %, в 2003 г. – 22,7 %). На 114 водопроводах (15 %) методы обработки, очистки и обеззараживания воды не соответствуют классу водоисточников.

Доля неудовлетворительных проб воды из водопроводной сети по санитарно-химическим показателям в отчетном году составила 18,6 % (в 2002 г. – 18,8 %, в 2004 г. – 16,7 %), по микробиологическим показателям – 8,1 % (в 2002 г. – 8,3 %, в 2003 г. – 7,04 %, в 2004 г. – 6,41 %).

Наихудшие показатели качества водопроводной воды по микробиологическим показателям были в г. Карабаше; Агаповском, Брединском, Верхнеуральском, Катав-Ивановском, Кизильском, Нязепетровском, Троицком, Чебаркульском, Нагайбакском, Сосновском, Карталинском и Уйском районах.

На качество питьевой воды, подаваемой потребителям, в большей степени влияет состояние водоразводящих сетей. Так, в Челябинской области питьевая вода транспортируется водопроводными системами, протяженность которых, по данным Территориального органа Федеральной службы государственной статистики по Челябинской области, составляет 10186 км, в т.ч. около 3000 км – магистральные водоводы, протяженность уличной водопроводной сети – 6317 км. Протяженность магистральных водоводов значительная на групповых водопроводах: Челябинском, Октябрьском, Брединском, Южноуральском. Почти половина сетей водоснабжения и магистральных водоводов имеют износ свыше 50 %. Изношенность некоторых водопроводов и отдельных участков разводящей сети достигает 80–100 % (в г. Челябинске – 850 км сети с износом 70 %, в г. Коркино – 95,5 км сети – 80 %, в г. Еманжелинске – 80 %). По многим сельским водопроводам износ водопроводной сети составляет 100 % (Аргаяшский, Катав-Ивановский, Кусинский, Сосновский районы). При транспортировке происходит вторичное загрязнение воды, при этом ухудшаются микробиологические и органолептические показатели, в т.ч. цветность, мутность, увеличивается содержание железа в связи с коррозией трубопроводов.

Следствием значительного износа водопроводных сетей, их неудовлетворительного технического состояния является регистрация большого количества аварий, в т.ч. аварий с полным прекращением подачи воды населению. В 2005 г. зарегистрировано 3154 аварии на водопроводных сетях, что на 7 % меньше, чем в 2004 г. Сроки ликвидации 88 % аварий в основном колеблются в интервале от трех часов до трех суток, однако более 400 аварий ликвидировались в более поздние сроки. Имеют место случаи, когда аварии ликвидируются в течение месяца, это характерно для сельских водопроводов, где практически отсутствует аварийно-ремонтная служба. Следует отметить, что не во всех территориях владельцы водопроводов сообщают в отделы Территориального управления Роспотребнадзора по Челябинской области об аварийных ситуациях. Система неукоснительного информирования об аварийных ситуациях на водопроводах не налажена в Чебаркульском, Чесменском, Каслинском, Кизильском, Нязепетровском, Кунашакском, Агаповском районах. Контрольные лабораторные исследования воды после ликвидации аварийных ситуаций проводятся силами производственных лабораторий лишь на тех водопроводах, на которых они имеются. На водопроводах в сельских населенных пунктах контрольные лабораторные исследования после ликвидации аварий практически не проводятся.

Дезинфекция восстановленных после аварий участков водоводов проводится только на крупных водопроводах.

В связи с изложенным распределительная сеть рассматривается в качестве одного из уязвимых элементов в системе централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Значительное влияние на качество воды по микробиологическим и органолептическим показателям оказывают перебои в подаче воды или подача воды по графику, в связи с дефицитом. Так, в п. Вахрушево (Копейский городской округ) подача горячей воды по графику обусловлена отсутствием централизованного канализования и недостаточным объемом выгребов на поселке. Решение вопроса по водоснабжению п. Вахрушево напрямую зависит от строительства очистных сооружений по очистке хозяйственно-бытовых стоков. В 2004 г. по представленной проектной документации выдано санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным правилам. В с. Муслюмово из-за недостаточного дебита скважин вода подается по графику. Во многих сельских населенных пунктах вода по графику подается в летнее время, когда происходит использование большого объема питьевой воды на полив частных огородов, данные ситуации характерны для с. Варна, с. Чесма.

В 16 населенных пунктах в Челябинской области (часть г. Аши; Красноармейский (1), Карталинский (1), Октябрьский (6), Троицкий (4), Увельский (1), Чесменский (1) районы; Южная часть г. Карабаш) использовали для питьевых целей привозную воду, общее количество населения, пользующегося привозной водой, составляет – 4500 человек. Вода для подвоза забирается из водоисточников, согласованных госсанэпидслужбой.

Вода с содержанием фтора менее 0,5 мг/л подается в разводящую сеть на 75 % водопроводов, в т.ч. около 18 % водопроводов – с содержанием фтора менее 0,2 мг/л. Фторирование воды осуществляется только на одном водопроводе (г. Аша). На содержание фтора за 2005 г. испытательным лабораторным центром ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» по госнадзору было исследовано 668 проб воды из источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения и 147 проб воды из источников нецентрализованного водоснабжения.

Питьевая вода из 72 водопроводов (9,3 % от общего числа водопроводов) характеризуется стабильно высоким содержанием железа – более 3 ПДК, общее количество населения под воздействием – около 120 тыс. человек. В отчетном году запроектированы обезжелезивающие установки для п. Горняк (Копейский городской округ). На рассмотренную документацию выдано санитарно-эпидемиологическое заключение о соответствии санитарным нормам. В городах Челябинске, Златоусте, Троицке, Магнитогорске, Коркино, Южно-Уральске, Еманжелинске, Еткуле, в Сосновском, Аргаяшском, Кунашакском, Красноармейском районах приняты и реализуются территориальные программы по улучшению питьевого водоснабжения. Например, в г. Челябинске программа «О неотложных мерах по расширению и реконструкции объектов водоснабжения водоотведения МУП “Производственное объединение водоснабжения и водоотведения” на 2002–2006 гг.», в Кунашакском районе подтверждена Постановлением главы района программа «Чистая питьевая вода» на период 2005–2010 гг.

Около 3 % населения (107200 человек) для хозяйственно-питьевых целей используют воду нецентрализованных источников водоснабжения (колодцы, каптажи, родники, скважины без разводящей сети), которых на контроле госсанэпидслужбы состоит 1753. За последние пять лет резко сократилось количество источников децентрализованного водоснабжения в связи с их бесхозностью и отсутствием технического обслуживания. Система проведения плановых ремонтов и технического обслуживания, а также профилактического обеззараживания общественных колодцев сохранилась в г.г. Верхнем Уфалее, Копейске, где качество воды из децентрализованных источников по микробиологическим показателям значительно лучше среднеобластных показателей и составляет, соответственно, 1,5 % и 0 % против 26,4 %.

В 2005 г. 17,9 % (в 2003 г. 18 %, в 2004 г. – 15,5 %) от общего числа состоящих на контроле источников децентрализованного водоснабжения не соответствовало санитарным нормам и правилам в основном из-за их технического состояния, что напрямую влияет на качество воды. В сельских поселениях доля источников, не соответствующих санитарным нормам и правилам, составляет 12,4 %. Доля нестандартных проб воды из источников децентрализованного водоснабжения составила по микробиологическим показателям 26,4 %, по химическим показателям – 29,4 %.

Учитывая заболеваемость населения области кишечными инфекциями бактериальной и вирусной этиологии, в т.ч. энтеральными вирусными гепатитами, Главным государственным санитарным врачом по Челябинской области вынесено Постановление от 13.05.2005 № 8 «О состоянии заболеваемости населения вирусным гепатитом А и мерах по ее снижению». Некоторые территории не приступили к исследованиям воды: Карталинский, Брединский, Варненский, Сосновский районы. Всего за 2005 г. вирусологической лабораторией ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Челябинской области» исследовано 366 проб (в 2004 г. – 339) водопроводной воды, антиген вирусного гепатита «А» обнаружен в 16 пробах (4,49 %) (в 2004 г. – 8 %), антиген ротавирусов обнаружен в 9 пробах (2,6 %) (в 2004 г. – 6,2 %), энтеровирусов не обнаружено. Доля проб с выделенными антигенами вирусного гепатита А и ротавирусов в 2005 г. значительно меньше, чем в 2004 г.

Выводы

В 2005 г. по сравнению с 2004 г. отмечено сокращение случаев ВЗ и ЭВЗ на трансграничных водных объектах и их притоках со 139 до 96 случаев (на 30 %) и некоторое увеличение (с 113 до 128) – на водных объектах территории г. Карабаш.

На протяжении последних трех лет продолжает оставаться стабильно удовлетворительным качество, на уровне 2–3 класса, в реках: Сим, Катав, Аи, Уфа, Уфалейка, Урал, Уй, в граничных створах (на выходе из области) соответствует 2 классу – «чистая».

Наиболее напряженными водными объектами остаются: реки Кидыш и Худолаз, в которые поступают загрязненные сточные воды с предприятий Республики Башкортостан; р. Миасс, которая загрязняется сточными водами Челябинского промузла, с. Миасского, п. Лазурного и п. Мирного; р. Юрюзань, загрязненная хозяйственно-бытовыми сточными водами городских очистных сооружений г. Усть-Катава.

Река Миасс подвержена самой значительной антропогенной нагрузке на территории области. На р. Миасс оказывают влияние сточные воды городов: Миасса, Карабаша, Челябинска. В истоках, выше и в черте г. Миасса качество воды в реке соответствует 2 классу, ниже г. Миасса (в районе д. Новотагилки) – 4 классу. При этом в 2005 г. среднегодовые показатели по биогенным соединениям, нефтепродуктам на 30 % ниже, чем в 2004 г., но отмечено некоторое увеличение концентраций по металлам (по меди в 5 раз). В 2005 г. качество воды ниже г. Челябинска по комплексному показателю (ИЗВ) по сравнению с 2004 годом несколько улучшилось с переходом из 6 класса – «очень грязная» в 5 класс – «грязная», что соотносится с фактором увеличения водности, в частности по р. Миасс, на 25 %.

Качество воды в водных объектах остается неудовлетворительным как по причине низкой водности водных объектов в меженный период, так и по причине продолжающего сброса загрязненных сточных вод. На загрязнение водоемов оказывает существенное влияние и неорганизованный сток с водосборных площадей в связи с повсеместным нарушением водоохранных зон, самозахватом берегов различными предприятиями и учреждениями (в т.ч. и на территории памятников природы), засорением как водосборов, так и самих водоемов.

Оборотное и повторно-последовательное водоснабжение (ОППВ) в целом заметно увеличивается год от года, при этом происходит постепенное общее снижение сброса загрязненных вод по Челябинской области. Экономия свежей воды за счет оборотного и повторного водоснабжения составляет 95–96 %. Положительное влияние ОППВ на уменьшение сброса загрязненных вод требует дальнейшего развития этих систем, а также внедрения более современных безводных технологий производства.

Список литературы

Степановских А.С. Экология. — Курган: ГИПП «Зауралье». — 2000. — 704 с, ил.