CC BY
147
УДК 551.46[262.81]
А. В. Хромов
Астраханский государственный технический университет
ДИНАМИКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ И КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ*
Введение
Воздействие вредных веществ антропогенного происхождения на природную среду становится глобальным. С каждым годом природные ресурсы все интенсивнее используются для нужд человечества. Особенно это касается водных ресурсов, т. к. ни одна отрасль хозяйства не может развиваться без воды. В последнее время проблемы водообеспечения обостряются, под влиянием хозяйственной деятельности изменяется гидрологический режим естественных водных объектов, качественный состав воды в них. Проблемы рационального использования и охраны природных ресурсов от загрязнения и истощения требуют комплекса природоохранных мероприятий, и прежде всего наблюдений, оценки и прогнозирования их состояния. Оптимальное использование и охрана природных ресурсов возможны лишь при наличии объективной информации о состоянии качества воды водных объектов, научного обоснования антропогенного воздействия на водные объекты.
Цель работы - выявить пространственные особенности водозабора, водопотребления и водоотведения использованной воды, приоритетные гидрохимические показатели для поверхностных вод Астраханской области. В исследованиях использованы физико-географические, математикостатистические и другие методы.
Анализ состояния водных ресурсов Астраханской области проводился на основании Материалов к Г осударственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ в Астраханской области [1-4] и докладу «Социально-экономическое развитие Астраханской области» [5].
Динамика основных показателей водопотребления и водоотведения
Анализируя показатели водопотребления и водоотведения на территории Астраханской области, можно отметить, что снижение промышленного производства сопровождалось падением объемов водозабора, водо-потребления и сброса сточных вод (рис. 1).
Источниками водообеспечения в Астраханской области служат поверхностные - 99,7 % и подземные воды - 0,3 %. Общий забор воды из природных водных объектов в 2003 г. составил 1 565,67 млн м3, по сравнению с 1990 г. он сократился на 99,5 %, а за последние 5 лет - на 20,3 %. Сокращение забора воды наблюдалось до 2001 г. В 2001-2003 гг. забор воды оставался примерно на одном уровне, что объясняется стабилизаци-
* Работа выполнена под руководством д-ра геогр.наук, проф. П. И. Бухарицина.
ей в экономике области и рациональным использованием водных ресурсов. Уменьшение забора воды в основном связано с сокращением забора воды в сельском хозяйстве на орошение в связи с сокращением посевных площадей хозяйств, отсутствием средств на приобретение и ремонт сельскохозяйственной техники (для полива). Доля водозабора области составляет менее 1 % естественных ресурсов [1-5].
4 ООО
от— N сп ^ ч-» •чэг-соо.От-.мг’-,
О Съ О О О О, 0,01010,0000
О, О, О О О О 0,0100,0000
■ -Забор воды из природных источников
♦ ■Использовано свежей воды
# -Потери при транспортировке
А ■ Сброш ено в поверхностны е в од о емы
Рис. 1. Динамика основных показателей водопотребления и водоотведения
в 1990-2003 гг.
Из общего объема забранной воды в 2003 г. было использовано 1 190,12 млн м3 (76 %) свежей воды на следующие нужды: производственные - 140,83 млн м3, хозяйственно-питьевые - 80,58 млн м3, орошения -689,95 млн м3, сельхозводоснабжение - 2,06 млн м3, прудового рыбного хозяйства - 276,71 млн м3 [5]. Динамика использования свежей воды с 1990 по 2003 г. представлена на рис. 1. Отмечается снижение общего объема использованной воды в сравнении с 1990 г. (2 335,0 млн м3) на
49,1 %, который составил в 2003 г. 1 190,12 млн м3.
Экономия воды за счет оборотного и повторно-следовательного водоснабжения увеличилась на 4 % - с 65 в 1998 г. до 69 % в 2003 г. [3, 5].
Объемы водозабора превышают объемы водопотребления из-за различных потерь воды (в том числе при транспортировке), которые в Астраханской области составляют около 11 % объема водозабора в год. Значительные объемы забранной воды теряются в процессе промышленного производства вследствие несовершенства технологий и утечек в системах водоснабжения, а в коммунальном хозяйстве - из-за изношенности водопроводных сетей и несовершенства запорной арматуры.
Крупнейшим водопотребителем Астраханской области остаётся сельское хозяйство, на нужды которого расходуется 61,0 % общего забора воды, на долю промышленности и ЖКХ приходится 8,5 и 6,5 % соответственно. Объем использованной воды с 1993 по 2003 г. сократился в сельском хозяйстве на 50,4 %, в промышленности - на 28,9 %. Сокращение использования свежей воды (33,3 %) в 1998-2003 гг. в ЖКХ обусловлено рациональным водопользованием.
В территориальной структуре водопотребления Астраханской области в 2003 г. ведущее место занимает Камызякский район с забором воды из природных источников 382,56 млн м3 (24,4 % общего забора воды) преимущественно для сельскохозяйственных, рыбохозяйственных
и хозяйственно-питьевые нужд. Второй по этому показателю является г. Астрахань с забором воды из природных источников 207 млн м3 (13,2 % общего забора воды) на хозяйственно-питьевые и производственные нужды. На третьем месте по водопотреблению стоит Икрянинский район с забором воды из природных источников 171,92 млн м3 (10,9 % общего забора воды) на сельскохозяйственные, рыбохозяйственные и производственные нужды. В других районах области доля водопотребления колеблется от 1,6 до 10,7 % общего забора воды.
Использование водных ресурсов завершается сбросом всех видов сточных вод непосредственно в водоемы, подземные горизонты или передачей сточных вод другим организациям.
Сброс сточных вод происходит в бассейн р. Волга, в реки Прямая Болда, Кривая Болда, Царев, Старая Волга. Динамика сброса загрязненных сточных вод в водные объекты за период с 1990 по 2003 г. представлена на рис. 1. Наблюдается устойчивая тенденция к снижению величины данного показателя. В 2003 г. общий объем водоотведения составил 449,86 млн м3, в том числе в поверхностные водные объекты - 432,32 млн м3, из них загрязненных - 70,86 млн м3 [5]. Сброс сточных вод в поверхностные водные объекты уменьшился по сравнению с 1990 г. на 679,28 млн.м3, или
61,1 %.
Одним из критериев оценки состояния водного объекта являются такие показатели, как объем сброса загрязненных сточных вод, приходящийся на одного жителя и единицу площади. В 2003 г. объем сброса загрязненных сточных вод на душу населения в Астраханской области составили 70 м3/чел., в 1998 г. - 88 м3/чел. В 2003 г. объем сброса загрязненных сточных вод по территории Астраханской области составили 1,6 тыс. м3/км2, в 1998 г. - 2,1 тыс. м3/км2 [6]. В сравнении с субъектами, входящими в Южный федеральный округ, Астраханская область по этим показателям занимает одно из последних мест.
По-прежнему основной объем водоотведения в поверхностные водные объекты приходится на нормативно-чистые сточные воды - 83,6 % (361,5 млн м3) и 16 % (70,6 млн м3) - на загрязненные, из которых 0,06 % (0,26 млн м3) поступило в водоемы без очистки.
В отраслевом разрезе основной объем сточных вод, сброшенных в водные объекты, приходится на сельское хозяйство и составляет 262,41 млн м3, что на 575,59 млн м3 (68,7 %) меньше, чем в 1990 г. Предприятиями промышленности сброшено в водные объекты 98,3 млн м3, что на 13,7 млн м3 (12,3 %) меньше, чем в 1990 г. Сброс предприятиями ЖКХ уменьшился по сравнению с 1990 г. на 5,6 млн м3 (5,9 %) и составил 89,7 млн м3.
Основными источниками загрязнения поверхностных вод в области являются предприятия ЖКХ (в 2003 г. - 159), которые сбросили в водоемы 70,36 млн м3, или 99 % загрязненных сточных вод. Самые
крупные из них: МППО «Водоканал», Северные очистные сооружения канализации, Южные очистные сооружения канализации, Правобережные очистные сооружения и МУП «Городское водоканализационное хозяйство» г. Знаменск.
В территориальной структуре Астраханской области по объему водоотведения сточных вод, имеющих загрязняющие вещества, в 2003 г. ведущее место занимает г. Астрахань - со сбросом 65,99 млн м3, г. Знаменск - со сбросом 3,02 млн м3 и Икрянинский район - со сбросом 1,31 млн м3. Загрязненные сточные воды некоторых городов Астраханской области (Астрахань, Знаменск, Ахтубинск) являются одним из основных видов загрязнения водных объектов, доля которых составляет 97,7 % сброса загрязненных сточных вод. Сброс сточных вод в поверхностные водоемы уменьшается в первую очередь вследствие сокращения сброса нормативно-чистых сточных вод.
Анализ данных показал, что в период с 1990 по 2003 г. общая масса загрязняющих веществ и масса отдельных ингредиентов имела тенденцию к уменьшению [1-5]. При этом общая масса загрязняющих веществ в 2003 г. составила 75,7 тыс. т, что на 48,3 тыс. т (39 %) меньше, чем в 1990 г. Из 17 ингредиентов в 2003 г. по 16 отмечено уменьшение массы сброса и только по 1 (нитраты) - увеличение в сравнении с данными 1990 г.
Для очистки сточных вод перед сбросом в водные объекты в области действует 26 очистных сооружений, из них наиболее крупными по мощности являются Северные очистные сооружения канализации (проектная мощность 140 тыс. м3/сут, фактическая - 100 тыс. м3/сут), Южные очистные сооружения канализации (проектная мощность 100 тыс. м3/сут, фактическая - 70-90 тыс. м3/сут) и Правобережные очистные сооружения (проектная мощность 32 тыс. м3/сут, фактическая - 19-20 тыс. м3/сут). Задача очистных сооружений - перевод токсичных азотосодержащих соединений в малотоксичные, поэтому в сбросах наблюдается увеличение массы нитратов. Очистные сооружения периодически реконструируются, но этого недостаточно для того, чтобы ликвидировать сброс в водный объект некондиционных стоков. К наиболее часто встречающимся нарушениям на предприятиях, эксплуатирующих очистные сооружения, относятся также нарушение правил водопользования при сбросе сточных вод в водные объекты и сброс сточных вод без лицензии на водопользование.
Качественный и количественный состав водных объектов Астраханской области
Гидрохимический состав природных водных объектов Астраханской области формируется под влиянием естественных и антропогенных источников. Естественное загрязнение связано в большой степени с выносом органических и минеральных веществ в растворенном, взвешенном состоянии при размывании берегов и в период половодья. Антропогенное загрязнение обусловлено сбросом загрязненных и недостаточно очищенных сточных вод объектами жилищно-коммунального хозяйства, промышленных предприятий, поверхностным стоком с площадей водосбора,
поступлением загрязненных пестицидами сбросовых вод оросительных систем. Астраханская область находится в самой нижней, замыкающей части р. Волги, что само собой предполагает поступление основного объема загрязняющих веществ с транзитными стоками из вышерасположен-ных промышленных узлов. Качество поверхностных вод определяется не только величиной транзитного стока загрязняющих веществ, но и местными факторами, действующими в пределах области.
По данным Астраханского областного центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, воды Нижней Волги в течение 2003 г. оставались загрязненными соединениями меди, цинка, ртути, нефтепродуктами, фенолами и другими органическими веществами. Воды Нижней Волги по водотокам характеризуются как «умеренно загрязненные» и «загрязненные». По сравнению с 2002 г. произошло значительное улучшение качества вод рек Бузан, Камызяк. Индекс загрязнения по сравнению с 2002 г. уменьшился: по Волге - с 4,32 до 2,51, по Ахтубе - с 5,03 до 2,55, по Кривой Болде - с 3,45 до 2,81, по реке Кизань - с 5,61 до 2,09 [5].
Несмотря на снижение сброса загрязненных сточных вод, качество воды водоемов по-прежнему не отвечает нормативным требованиям. Это можно объяснить следующими причинами:
1) значительными запасами загрязняющих веществ в почвах и грунтах, оставшихся с прежних времен, медленным продвижением этих ингредиентов от водоразделов к реке в условиях неоднократного их переотло-жения в отрицательных формах рельефа и медленным выносом с подземным стоком;
2) продолжающимся увеличением загрязненности урбанизированных территорий. Доля этих загрязнений в структуре загрязняющих потоков все более увеличивается;
3) вторичным загрязнением воды донными отложениями;
4) усиливающейся интенсивностью эрозионных процессов и увеличением твердого стока в поверхностные водные объекты. В последнее время из-за недостаточного финансирования значительно сокращены объемы противоэрозионных мероприятий;
5) использованием берегов и акваторий водных объектов под неорганизованную рекреацию;
6) участившимися случаями нарушения водного законодательства, расширением строительства несанкционированных объектов в водоохранных зонах;
7) снижением эффективности работы очистных сооружений ввиду износа оборудования и нехватки реагентов, сокращением затрат на строительство и содержание водоохранных сооружений;
8) участившимися случаями возникновения чрезвычайных ситуаций в результате аварий и катастроф в промышленности, ЖКХ и на транспорте.
Заключение
На основании анализа ситуации по водным ресурсам Астраханской области можно сделать следующие выводы.
Снижение объемов промышленного производства сопровождалось уменьшением объемов водозабора, водопотребления и сброса сточных вод. Сокращение обусловлено прекращением производственной деятельности на ряде предприятий, спадом производства, экономией воды после установления водомерных счетчиков и в результате использования оборотной воды. Сброс сточных вод в поверхностные водоемы уменьшается в первую очередь вследствие сокращения сброса нормативно-чистых сточных вод.
Крупнейшим водопотребителем в Астраханской области является сельское хозяйство. В территориальной структуре водопотребления Астраханской области выделяются Камызякский район, г. Астрахань и Икря-нинский район.
В отраслевом разрезе основной объем сточных вод, сброшенных в водные объекты, приходится на сельское хозяйство. По-прежнему основной объем водоотведения в поверхностные водные объекты приходится на нормативно-чистые сточные воды. В территориальной структуре Астраханской области по объему водоотведения выделяются города Астрахань, Знаменск и Икрянинский район. Основными источниками загрязнения поверхностных вод в области являются предприятия ЖКХ (99 % загрязненных сточных вод).
Сброс загрязненных сточных вод уменьшается, но в них наблюдается рост содержания нитратов.
Водные объекты Астраханской области загрязнены соединениями меди, цинка, ртути, нефтепродуктами, фенолами и другими органическими веществами. По классу качества они классифицируются как «умеренно загрязненные» и «загрязненные». Основной объем загрязняющих веществ (до 99 %) на территорию Астраханской области поступает с транзитным стоком из расположенных выше регионов.
В соответствии с полученными результатами в первую очередь необходимо осуществлять такие мероприятия, которые не требуют значительных капитальных затрат, но могут дать значительный эффект. Это:
— увеличение финансирования водоохранной деятельности;
— создание автоматизированной системы контроля качества природных вод, которая станет важнейшим составным элементом системы управления водными ресурсами и их качеством, что позволит оперативно лока-лизовывать и ликвидировать аварийные ситуации;
— повышение культуры производства;
— разработка и соблюдение технологических норм водопотребления и водоотвода на предприятиях;
— поддержание в надлежащем техническом состоянии действующих водоохранных сооружений, разработка и проведение профилактических мероприятий по недопущению аварийных ситуаций;
— выполнение требований водного законодательства относительно режима использования прибрежных защитных полос и пр.;
— значительное снижение антропогенной нагрузки на водные объекты;
— достижение экологически безопасного использования водных объектов;
— организация наиболее рациональной и эффективной системы управления и экономического механизма охраны и использования водных ресурсов;
— внедрение новых ресурсосберегающих технологий и переведение предприятий на оборотную систему водопотребления;
— внедрение на промышленных предприятиях замкнутых систем водоснабжения и канализации, увеличение использования на нужды производства доочищенных хозяйственно-бытовых и ливневых сточных вод, а также применение маловодных технологических процессов;
— разработка нормативов допустимых антропогенных нагрузок на природные водные объекты.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Ежегодный экологический бюллетень. 1990 г. / Под общ. ред. Г. А. Циха. -Астрахань: ЦНТИ, 1991. - 57 с.
2. Материалы к Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ Астраханской области за 1995 год / Под общ. ред. Ю. С. Чуйкова. -Астрахань: Изд-во ИТА «Интерпресс», 1996. - 159 с.
3. Материалы к Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ Астраханской области за 1998 год / Под общ. ред. Ю. С. Чуйкова. -Астрахань: ООО «ЦНТЭП», 2000. - 162 с.
4. Материалы к Государственному докладу о состоянии окружающей природной среды РФ по Астраханской области за 2001 год / Под общ. ред. Г. М. Михайлова. - Астрахань: ООО «ЦНТЭП», 2002. - 274 с.
5. Социально-экономическое развитие Астраханской области в 2003 году / Под ред. А. А. Жилкина. - Астрахань: Волга, 2004.
6. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2002 году» / Мин-во природных ресурсов РФ. - М., 2003.
Получено 24.05.2006
DYNAMICS OF UTILIZATION AND QUALITY OF SURFACE WATER OF THE ASTRAKHAN REGION
A. V. Hromov
Spatial peculiarities of water intake, water consumption and water disposal of utilized water, priority of hydrochemical readings of surface water of Astrakhan region are considered in this article. Analysing the readings of water consumption and water disposal on the territory of the Astrakhan region it can be noted that the drop in the industrial production was accompanied with the reduction of the volumes of water intake, water consumption and waste discharge. Change of the water quality in the rivers of the Astrakhan region is shown, the main sources of their pollution are pointed out.
