Анализ проблемы охраны и рационального использования водных объектов на основании печатных и дру

--PAGE_BREAK--





                                                                                                                                       ВВЕДЕНИЕ


Назревание конфликта между человеком и природой предсказывалось с незапамятных времен, и в большинстве этих предсказаний конфликт должен был разрешиться в пользу природы. Иероглифический петроглиф на пирамиде Хеопса гласит: «Люди погибнут от неумения пользоваться силами природы и от незнания истинного мира»[1].

Колыбелью всего живого на Земле  считается вода. Из космоса наша планета представляется как огромное водное пространство, на котором как бы на якорях стоят и огромные корабли-материки, и маленькие лодочки – коралловые острова.  Вода — удивительное явление природы, ее необычные свойства до сих пор изучают физики, химики, гляциологи, представители других направлений науки. Но вода интересна не только сама по себе, но и как среда обитания: в гидросфере нашей планеты (морских, пресных, подземных водах) жизнь представлена очень широко.

        Об актуальности темы данной работы говорит следующий факт. В настоящее время изучение водных ресурсов Земли в связи с непрерывным увеличением их потребления показало, что в ряде стран с развитой экономикой назрела угроза недостатка воды. Причины истощения кроются не только в неравномерном распределении ресурсов на поверхности земли, но и в том, что вода, после ее использования, загрязняется и не подвергается эффективной очистке.

Целью данной работы является анализ проблемы охраны и рационального использования водных объектов на основании печатных и других источников информации.  

Задачами исследования являются:

— характеристика эколого-экономического значения водных ресурсов;
1 ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1 Общая характеристика
Согласно Водному кодексу  «Водные объекты в зависимости от особенностей их режима, физико-географических, морфометрических и других особенностей подразделяются на:

1) поверхностные водные объекты;

2) подземные водные объекты.

К поверхностным водным объектам относятся:

1) моря или их отдельные части (проливы, заливы, в том числе бухты, лиманы и другие);

2) водотоки (реки, ручьи, каналы);

3) водоемы (озера, пруды, обводненные карьеры, водохранилища);

4) болота;

5) природные выходы подземных вод (родники, гейзеры);

6) ледники, снежники».[2]

Водные массы на поверхности Земли образуют тонкую геологическую оболочку, которая занимает большую часть по­верхности Земли и образует Мировой океан (361 млн км3, или 70,8 % всей поверхности планеты). Общий объем гидросферы равен 1,4 млрд км3, доля ее по отношению ко всей массе Земли не превышает 0,02 %. Основная масса воды гидросферы сосре­доточена в морях и океанах (94 %), второе место по объему вод­ных масс занимают подземные воды (3,6 %), лед и снег аркти­ческих и антарктических областей, горные ледники (2 %). По­верхностные воды суши (реки, озера, болота) и атмосферные во­ды составляют доли процента от общего объема воды гидросфе­ры (0,4 %).[3]

Ресурсы пресных вод составляют незначительную долю об­щего суммарного объема всей гидросферы, но именно они игра­ют решающую роль в общей циркуляции воды, в связях гидрос­феры с экологическими системами, в жизнедеятельности чело­века и существовании других живых организмов, в развитии производства. На пресные воды приходится около 2 % гидрос­феры, используемая часть (речной сток, озерная вода) составля­ет менее 1 % от общего объема вод гидросферы.

Относительно хозяйственной деятельности человека существует понятие «водные ресурсы»- это все пригодные для хозяй­ственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу. Ресурсы поверхностных вод определяются в основном суммарным стоком в средний по вод­ности год. Распределены они и используются по территории Земли и отдельным регионам неравномерно.
Распределение воды и ее потребление по континентам[4]


Континент



Среднегодовой

сток рек

Водопотребление

км3/год

% к стоку

км3/год

в %

1970 г.

2000 г.

1970 г.

2000 г.

Европа

3210

6,9

320

730

10,0

23,0

Азия

14410

31,0

1500

3200

10,4

22,7

Африка

4570

9,8

130

380

2,8

8,3

Северная Америка

8200

17,6

540

1300

6,6

15,8

Южная Америка

11760

25,2

70

300

0,6

2,5

Австралия и Океания

2390

5,1

23

60

1,0

2,5

Всего

46540

100,0

2583

5970

5,8

13,0


    продолжение
--PAGE_BREAK--1.2 Использование водных объектов
Водный кодекс Российской Федерации определяет и регламентирует правила и способы использования водных объектов (ст.43-54). К ним относятся:

  — использование водных объектов для целей питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения;

— использование водных объектов для целей сброса сточных вод и (или) дренажных вод;

— использование водохранилищ;

— использование водных объектов для целей производства электрической энергии;

— использование поверхностных водных объектов для целей водного и воздушного транспорта;

— использование водных объектов для сплава древесины;

— использование водных объектов для лечебных и оздоровительных целей;

— использование водных объектов для рекреационных целей;

— использование водных объектов для целей рыболовства и охоты;

— использование водных объектов для разведки и добычи полезных ископаемых;

— использование водных объектов для обеспечения пожарной безопасности;

— использование водных объектов в местах традиционного проживания и традиционной хозяйственной деятельности коренных малочисленных народов Севера, Сибири и Дальнего Востока Российской Федерации.

В своем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое испо­льзование воды — в качестве питья, для приготовления пищи, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастает значе­ние рек и морей для развития водного транспорта. Возникнове­ние многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сооб­щения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйст­венной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И сегодня использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики. Так, морской транспорт перевозит в год 3 — 4 млрд т грузов, или 4-5 % общего объема грузоперевозок, выполняя при этом свыше 30 трлн т/км, или 70 % общего мирового грузооборота.

Отличительной чертой XXст. явился быстрый рост водопотребления по самым различным направлениям. На первое место по объему потребления воды вышло сельскохозяйственное про­изводство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соот­ношение определяют естественную биологическую продуктив­ность в различных природно-климатических зонах мира.

 Для производства 1 кг растительной массы разные растения расхо­дуют на транспирацию от 150 — 200 до 800 -1000 м3 воды; при­чем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетацион­ный период 2 -3 млн л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10 000 т воды соответ­ственно.

Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в на­стоящее время 220 млн га. Они дают примерно половину сель­скохозяйственной продукции мира, на таких землях размеща­ется до 2/3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на оро­шение 1 га посевов расходуется в течение года 12 -14 тыс. м3 воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км3 или более 6 % суммарного годового стока рек земного шара. По объему исполь­зуемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.

Чрезвычайно велика потребность в воде для современного животноводства, содержания скота на фермах и животноводче­ских комплексах. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса — 25 т воды.  

Растет потребление воды в промышленном производстве.Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она явля­ется химическим реагентом, участвующим в производстве кис­лорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов. Вода — необходи­мый компонент в производстве строительных материалов: це­мента, гипса, извести и т.п. Основная масса воды в промышлен­ности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышлен­ности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы. Для выплавки 1 т чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50 -150 м3 воды, 1 т меди — 500 м3, 1 т синтетического каучука и химических воло­кон — от 2 до 5 тыс. м3 воды.[5]

Подавляющее число производств приспособлено к использо­ванию только пресных вод; новейшим отраслям промышленно­сти (производству полупроводников, атомной техники и др.) не­обходима вода особой чистоты. Современные промышленные предприятия, тепловые электростанции расходуют огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды.Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с пи­тьем и пищей, в зависимости от климатических условий состав­ляет 9 -10 л/сут.  Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30 -50 л/сут. в зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализа­ции) до 275 -400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопро­водом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-быто­вых условий жизни в городах и сельской местности влечет за со­бой рост потребления воды.

 По характеру использования водных ресурсов отрасли на­родного хозяйства делят на водопотребителей и водопользова­телей. При водопотреблениивода изымается из ее ис­точников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).

Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду, как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транс­порт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства предъявляют к водным ресур­сам разные требования, поэтому водохозяйственное строитель­ство наиболее целесообразно решать комплексно, учитывая осо­бенности каждой отрасли и те изменения в режиме подземных и поверхностных вод, которые возникают при строительстве гид­ротехнических сооружений и их эксплуатации и нарушают эко­логические системы. Комплексное использование водных ре­сурсов позволяет наиболее рационально удовлетворить потреб­ности в воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить средства на строительство водохозяйственных соору­жений.


    продолжение
--PAGE_BREAK--1.3 Проблема загрязнения водных объектов 
Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сброса в воду самых разнообразных загрязнителей антропоген­ного происхождения, а их естественные экосистемы разрушают­ся. Вода теряет способность к самоочищению.

Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельнос­тью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы под­держать эту способность. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и разнообразны, условно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Среди физических факторов, обусловливающих самоочище­ние водоемов, первостепенное значение имеют разбавление, рас­творение и перемешивание поступающих загрязнителей. Ин­тенсивное течение реки обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентрации взвешенных частиц; в озерах, водохра­нилищах, прудах действие физических факторов ослабевает. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствует самоочищению водоемов. Важ­ным фактором самоочищения является ультрафиолетовое излу­чение солнца. Под влиянием этого излучения происходит обез­зараживание воды.

В процессе водоотведения — совокупности санитар­ных мероприятий и технических устройств — обеспечивается удаление сточных вод за пределы городов и других населенных мест или промышленных предприятий. Осуществляется водоотведение с помощью ливневой, промышленной и бытовой (внут­ренней и наружной) канализации.

Процессы интенсификации использования водных ресурсов, рост объема сточных вод, отводимых в водные объекты, тесно взаимосвязаны. При увеличении водопотребления и водоотведе­ния главная опасность заключается в ухудшении качества во­ды. Согласно расчетам, на обеззараживание сточных вод в настоя­щее время расходуется 1/7 часть мировых ресурсов речного сто­ка. Если сброс сточных вод будет возрастать, то в ближайшее де­сятилетие для этой цели потребуется расходовать все мировые ресурсы речного стока.

Основными источниками загрязнения являются сточные во­ды промышленных и коммунальных предприятий, крупных животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в горо­дах и смыв дождевыми потоками ядохимикатов и удобрений с полей.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышлен­ностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано рас­пространение в водоемах самых стойких загрязнителей — нефтя­ных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной повер­хности, образует пленку из легких масел на площади до 12 км2, затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседаю­щую на жабрах рыб. Тяжелые масла — мазут — оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб.

Основными факторами воздействия теплоэнергетики на гид­росферу являются выбросы теплоты, следствиями которых мо­гут быть: постоянное повышение температуры в водоемах, за­растание водоемов водорослями, нарушение кислородного ба­ланса, что создает угрозу для жизни обитателей рек и озер.

Велико воздействие на окружающую среду гидроэлектрос­танций, которое проявляется как в период строительства, так и эксплуатации. Сооружение плотины приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению гидрологи­ческого и биологического режимов рек. На мелководье водохра­нилищ широко распространено «цветение» воды — результат нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в про­цессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыбы покидают такие водоемы, вода в них делается непригод­ной для питья и даже для купания.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Они содержат органи­ческие вещества, которые в процессе окисления поглощают кис­лород, вызывают массовую гибель рыбы, придают воде неприят­ный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств, горно­добывающей промышленности засоряют воду солями и раство­рами. Особенно опасны соединения ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, вызываю­щих чрезвычайно опасные заболевания людей и способных на­капливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океа­нов.

Машиностроительный комплекс также является потенци­альным загрязнителем поверхностных водоисточников (сточ­ные воды, утечка жидких продуктов или полупродуктов и т.п.). Гальваническое производство — один из наиболее крупных ис­точников образования сточных вод в машиностроении. Основ­ными загрязнителями сточных вод в гальванических произ­водствах являются ионы тяжелых металлов, неорганические кислоты и щелочи, цианиды, поверхностно-активные вещества.

Синтетические поверхностно-активные вещества и синтетические моющие средства очень токсичны и устой­чивы к процессам биологического разложения. Они попадают в водоемы также с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное производство во многих регионах мира влечет загрязнение поверхностных водоемов. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борь­бы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. Предполагают, что от действия пестицидов сократилось пого­ловье тюленей в Балтике, запасы промысловой рыбы в Атланти­ке. Значительную опасность для водоемов представляют смывае­мые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калий­ные удобрения.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30-40 % органических ве­ществ. Во время сброса и прохождения материала сквозь столб воды часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изме­няя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и пе­реходит в отложения. Присутствие большого количества орга­нических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в кото­рой возникает особый тип иловых вод, содержащих сероводо­род, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей представ­ляют радиоактивные загрязнения. Захоронение жидких и твер­дых радиоактивных отходов осуществлялось в морях и океанах многими странами, имеющими атомный флот и атомную про­мышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для бу­дущих поколений.

Если в первые дни после аварии на ЧАЭС увеличение концентрации радионуклидов в воде было обусловлено их не­посредственным выпадением, то в настоящее время уровни заг­рязнения водных систем определяются вторичными процесса­ми: обменом с донными отложениями, смывом радионуклидов с поверхности водосбора рек, а также за счет талых и паводковых вод.[6]

В условиях тесной взаимосвязи поверхностных и подземных вод процессы загрязнения постепенно распространяются на все большие глубины. Наиболее интенсивно подземные воды загрязняются в за­строенных частях населенных пунктов, в районах очистных со­оружений, полей фильтрации, свалок, животноводческих ферм и комплексов, складов минеральных удобрений и ядохимика­тов, горюче-смазочных материалов. В подземных водах нередко обнаруживаются повышенные концентрации нефтепродуктов, фенолов, тяжелых металлов и нитратов.


    продолжение
--PAGE_BREAK--1.4 Нормирование качества воды
В настоящее время в различных странах мира для оценки ка­чества воды установлено более 100 показателей. При оценке сте­пени загрязненности поверхностных вод учитываются: содержа­ние плавающих примесей и взвешенных веществ, запах, при­вкус, окраска и температура воды, состав и концентрация мине­ральных примесей и растворенного в воде кислорода, состав ПДК ядовитых и вредных веществ, болезнетворных бактерий. В России используются нормативы ПДК более 400 вредных веществ в водоемах питьевого и культурно-бытового назначения, а также более 100 вредных веществ в водоемах рыбохозяйственного на­значения.

Определение допустимого состава сточных вод проводится в зависимости от преобладающего вида примесей и с учетом ха­рактеристики водоема, в который сбрасывают сточные воды. Допустимая концентрация взвешенных веществ в очищенных сточных водах С0ВЗВ определяется по формуле:[7]

С0ВЗВ =

где Сввзв — концентрация взвешенных веществ в водоеме до сброса в него сточных вод; ПДКВЗВ — предельно допустимая концентрация взвешенных веществ в водоеме; n— кратность разбавления сточных вод в воде водоема.

       


                                                                                                                                                             2ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ОХРАНЫ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ2.1 Прогнозирование и планирование
Проблемы охраны и рационального использования водных объектов в России решаются в значительной сте­пени путем государственного регулирования, в первую очередь, через систему прогнозирования и планирования.

Исходной базой прогнозирования и планирования использо­вания водных ресурсов являются данные водного кадастра и учета расходования вод по системе водохозяйственных балан­сов, бассейновых (территориальных) схем комплексного испо­льзования и охраны вод, а также проекты перераспределения вод между водопотребителями по бассейнам рек. Водный ка­дастр — этосистематизированный сбор сведений о водных ре­сурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.

Прогноз использования водных ресурсов основывается на расчете водохозяйственного баланса, который содержит ресурс­ную и расходную части. Ресурсная (приходная) часть водохо­зяйственного баланса учитывает все виды вод, которые могут быть потреблены (естественный сток, поступление из водохра­нилищ, подземные воды, объем возвратных вод). В расходной части водохозяйственного баланса определяет­ся потребность в воде по отраслям народного хозяйства с учетом сохранения в реках транзитного стока для обеспечения экологи­ческих требований, необходимого санитарно-гигиенического со­стояния водоемов.

Результатом балансового расчета является установление ожидаемого резерва или дефицита стока, объема, характера, а также сроков осуществления мероприятий, необ­ходимых для обеспечения водой народного хозяйства в прогно­зируемый период. При этом учитываются показатели, характеризующие сокращение забора свежей воды из поверхностных и подземных водных источников за счет совершенствования и внедрения безводных технологических процессов, развития си­стем повторно-последовательного использования воды, совер­шенствования схем водоснабжения и других аналогичных меро­приятий.

Прогнозирование водопотребления на перспективный пери­од основывается на расчетах водообеспечения населения, про­мышленности, сельского хозяйства и других отраслей эконо­мики. Объем водопотребления на хозяйственно-питьевые и коммунальные нужды определяется численностью городского населения и нормами хозяйственно-питьевого водопотребле­ния на одного жителя. На период до 2010 г. прогнозируется обеспечение всего населения России питьевой водой норма­тивного качества в соответствии с физиологическими нормами (не менее 400 л/сут. на человека). Потребности промышленнос­ти определяются на основе расчета объема производства и норм водопотребления.

Для определения потребности в воде отдель­ных предприятий (объединений), установления лимитов отпу­ска воды используются индивидуальные нормы и нормативы. В прогнозируемый объем водопотребления на нужды сельско­хозяйственного водоснабжения включается потребность в воде сельского населения, животноводства, хозяйственные нужды сельхозпредприятий и производств по переработке сельскохо­зяйственного сырья. В долгосрочных прогнозах объемы водо­потребления рассчитываются по перспективным нормам, учи­тывающим совершенствование и внедрение безводных техно­логических процессов, нового оборудования, развитие оборот­ных и бессточных систем водоснабжения и другие достижения научно-технического прогресса в использовании природных ресурсов.

В современных условиях водохозяйственные балансы основ­ных бассейнов рек являются положительными. Водозабор на бытовые и хозяйственные цели не превышает в среднем 5 -7 % от ежегодно возобновляемых ресурсов. Не ожидается сущест­венного роста  потребления воды и в ближайшие 10-15 лет.

В экономическом  механизме, обеспечивающем рациональ­ное использование и охрану вод, особое место отводится платно­сти водопользования. Причем внесение платы за воду не осво­бождает водопользователей от выполнения мероприятий по ра­циональному использованию и покрытию ущерба, нанесенного окружающей среде.

При установлении лимитов водопользования и определении прогнозных показателей (объемов водопотребления и водоотведения) целесообразно ориентироваться как на технико-эконо­мические параметры производственных мощностей и фактичес­кий объем производства, так и на удельные экологические пока­затели. В качестве нормативов по определению объемов водопо­льзования в целом для России должны выступать следующие:

— водоемкость валового внутреннего продукта;

— интенсивность (коэффициент) водоотведения (отношение объема сброса сточных вод к стоимости ВВП);

— интенсивность оборотного и повторно-последовательного водопользования (отношение объема оборотного и повторно-пос­ледовательного водопользования воды к стоимости ВВП).

Обобщенным показателем эффективности использования во­дных ресурсов, который позволяет сопоставить объем затрачен­ной воды с результатами хозяйственной деятельности, является водоемкость ВВП. В масштабах экономики страны в це­лом она может измеряться следующим образом:[8]

W= (R1+ R2) / V(м3/р.)

где W— водоемкость валового внутреннего продукта; R1— годовое потребление свежей воды; R2— годовой объем оборотного водоснабже­ния; V— стоимость годового валового внутреннего продукта.

Водоемкость показывает, сколько водных ресурсов нужно затратить для получения единицы ВВП. Динамика этого пока­зателя может служить индикатором эффективности использова­ния водных ресурсов

.
    продолжение
--PAGE_BREAK--