CC BY
47
УДК: 502.51:504.5(470.56)
ББК: 26.22
Гаев А.Я., Куделина И.В., Леонтьева Т.В., Алфёров И.Н., Савилова Е.Б.
ПРОБЛЕМЫ ВОДЫ, ЗДОРОВЬЯ И БЕЗОПАСНОСТИ ОРЕНБУРЖЦЕВ
В ПЕРСПЕКТИВЕ
Gayev A. Ya., Kudelina I. V., Leontyeva T. V., Alferov I.N., Savilova E.B.
THE FUTURE WATER, HEALTH AND SAFETY PROBLEMS FOR CITIZENS OF
ORENBURG REGION
Ключевые слова: окружающая среда, источники загрязнения, подземные воды, техногенное воздействие, природные воды, комплексные барьеры, методы защиты водных ресурсов.
Keywords: environment, sources of pollution, groundwater, technological impact, natural water, complex barriers, methods of water resources protection.
Аннотация: в последние десятилетия в районах Оренбургской области широкие масштабы получили процессы загрязнения природных вод и окружающей среды. Среднегодовое количество осадков в 2^3 раза уступает величине испаряемости. Приводятся основные факторы и причины, вызывающие деградацию качества воды и гидросферы в районах Оренбургской области. Предлагаются мероприятия по снижению интенсивности негативных геодинамических процессов, в том числе применение барьерных технологий, направленных на предотвращение загрязнения водных ресурсов региона.
Abstract: during the last decades in the areas of the Orenburg region received widespread processes of water pollution and the environment. An annual average rainfall in 2 ^ 3 times less than the value of evapotranspiration. There are the main factors and reasons causing of water quality degradation and hydrosphere of the Orenburg region in the article. The authors offer some measures to reduce the intensity of negative geodynamic processes, including the use of barrier technologies to prevent pollution of water resources in the region.
Географически Оренбургская область приурочена на западе к северному обрамлению Прикаспийской впадины, а восточная часть занимает южные отроги Уральских гор и пенеплен Зауралья вплоть до Тургайского прогиба. Несмотря на то, что среднегодовое за многолетие количество осадков в 2^3 раза уступает величине испаряемости, в последние десятилетия участились разрушительные наводнения, подтопления застроенных территорий, широкие масштабы получили процессы загрязнения природных вод и окружающей среды. По данным государственного контроля все водоемы и большинство водозаборов подземных вод не отвечают требованиям санитарных норм. Учитывая, что качество подземных вод значительно выше, чем в поверхностных водоемах, еще в советский период было принято решение о переводе хозяйственно-питьевого
водоснабжения за счет подземных водоисточников.
Тем не менее и сегодня хозяйственно-питьевое водоснабжение в некоторых районах области, например, в поселках Первомайский Оренбургского района и Энергетик Новоорского района
производится за счет поверхностных вод, в значительной степени загрязненных и для питья не пригодных. Это касается и Ириклинского водохранилища на Урале, аккумулирующего более 3 км3 воды. Три четверти объемов этой воды
(80м3/с)
направляется на охлаждение агрегатов Ириклинской ГРЭС и около 9 тыс.м /сут тратится на водоснабжение пос. Энергетик и самой ГРЭС. Вода предварительно осветляется с использованием соединений сернокислого алюминия и хлорируется. После подготовки в воде синтезируются вредные хлорорганические и
ферросоединения, выпадающие в осадок на внутренних стенках водоводов,
эксплуатируемых > 40 лет. Они выпадают и во внутренних органах людей, обусловливая высокую заболеваемость населения.
Хозяйственно-питьевое водоснабжение населения области на 88,8 % производится за счет пресных подземных вод преимущественно аллювиального водоносного горизонта [2, 3]. Территориально по площади в области доминирует бассейн р. Урал, а северо-запад области приурочен к Волжскому бассейну (рисунок 1). Только на крайнем востоке расположен небольшой по площади участок бассейна р. Тобол и также небольшая область внутреннего стока с озерами Шелкар-Ега-Кара, Жетыколь и др. Физико-географические и гидролого-гидрогеологические условия формирования природных
вод области исключительно сложные.
В равнинной, платформенной части области мощность и объемы аллювиальных отложений, содержащих пресную воду, значительно больше, чем в горноскладчатых районах, где распространены трещинные воды зоны коры выветривания, трещинно-жильные воды в зонах тектонических нарушений и трещинно-карстовые воды.
Техногенное воздействие на природные воды осуществляется
различными предприятиями:
промышленными, горнодобывающими, сельскохозяйственными, энергетическими, гидротехническими, транспортными, а также такими источниками воздействия на природные воды, как селитебные или бытовые и военные. На формирование химического состава вод влияют
Рисунок 1 - Бассейны стока Оренбургской области А - мезобассейны Волжского макробассейна. Б - Уральский макробассейн стока. В - Тобольский мезобассейн стока. Г - область внутреннего стока (бессточная область). Мезобассейны Уральского макробассейна стока первого порядка: I - Чаганский; II -Иртекский; III - Кинделинский; IV - Илекский (мезобассейн второго порядка: ГУ-1 -Малохобдинский); V - микро- и мезобассейны стока временных и пересыхающих водотоков;
VI - Сакмарский (мезобассейны второго порядка: УН - Каргалкинский; VI-! -Салмышский; УТ-3 - Большеикский; VI-4 - Касмаркский; УТ-5 - Зилаирский; VI-6 -Баракальский; VI-? - Крепостнозилаирский; "У!-8 - Верхнесакмарский; VI-9 - Кураганский);
VII - Губерлинский; VIII - Таналыкский; IX - Уртазымский; X - Большекизильский; XI -
Янгельский; XII - Малокизильский; XIII -Зингейский; XVI - Большекараганский; XV (мезобассейны второго порядка: XVIII-1 -Орьский
также процессы растворения гипсово-соленосных отложений, выноса на поверхность глубинных флюидов, ореолы рассеяния от неразрабатываемых полезных ископаемых и некондиционные воды и рассолы [1]. Вокруг определенных источников загрязнения вод формируются ареалы и потоки рассеяния определенных загрязняющих веществ. С ростом степени урбанизации территории среди
загрязняющих водоемы и водозаборы веществ возрастает роль
супертехнофильных элементов. При анализе материалов по водному стоку и качеству воды в ретроспективном плане хотя бы на глубину в 50-60 лет четко просматриваются такие тенденции, как увеличение неравномерности стока, ухудшение качества воды в водоемах и водозаборах, исчезновение рыбных ресурсов в водоемах. Особенно резко возросла степень заиления водоемов, и активизировались негативные геодинамические процессы. Причины этих явлений связаны с распашкой речных пойм, что в довоенной истории считалось недопустимым. Это началось в период войны, когда вопрос стоял о жизни и смерти наших народов. Все силы были направлены на выживание и победу. Но практика распашки пойменных земель сохранилась и сегодня, что служит одной из причин усиления негативных геодинамических процессов. Еще одна причина -строительство временных плотин на реках для организации водопоя скота в летний период. Эти многочисленные мелкие плотины в паводок размываются, и водоемы интенсивно заиляются. С освоением пойм начали вырубать пойменные и не только пойменные леса. А о связи леса и воды писали еще П.И. Рычков, С.Т. Аксаков, профессор Казанского университета Эверсман и др. [4]. По свидетельству П.И. Рычкова, экспедиция И.К. Кириллова сплавлялась по р. Урал от современного Верхнеуральска к современному Орску, который она и основала как Оренбург 1 в 1736 г., на пароходах. И по свидетельству
Верхнеуральский; XIV - Гумбейский; XV -3 - Суундукский; XVIII - Большекумакский Жарлыкский; XVIII-2 - Кумакский); XIX -
П.И. Рычкова, пароходы ходили по Уралу, пока не пострадали леса по его берегам.
Очевидно, что от устойчивости водного режима в нашей области зависит урожайность посевных площадей, а сама устойчивость жизни зависит от лесистости территории, которая в последние десятилетия резко уменьшается, что стимулирует негативные геодинамические процессы. Эта связь была понятна и правительству СССР в тяжелый послевоенный период. И несмотря на все трудности, в 1949 г. начались широкомасштабные посадки лесов, и была создана лесополоса гора Вишневая -Каспийское море. Эти работы позитивно отразились на водном стоке, качестве воды и продуктивности водоемов.
Сегодня в условиях интенсификации негативных геодинамических процессов делаются попытки чистить русла рек, укреплять берега, разводить рыбу в водоемах и пр. Люди, принимающие такие решения, забывают простую истину, которую высказал еще Гиппократ. Он отметил, что любую болезнь можно излечить только в том случае, если будет выявлена и предотвращена основная причина, ее вызывающая.
Основными факторами, вызывающими деградацию качества воды и гидросферы путем загрязнения природных вод, истощения их ресурсов и затопления-подтопления осваиваемых территорий, служат негативные геодинамические процессы. Они имели место в естественной природной обстановке, но особенно усилились при вмешательстве человека в природный комплекс. И это ощущают не только оренбуржцы, но и дальневосточники, жители Северного Кавказа и др. регионов. Ведущим фактором этих негативных процессов является сведение лесных насаждений на осваиваемых территориях. Там, где есть лесные насаждения, доля инфильтрационных подземных вод возрастает в разы, и резко снижается доля кратковременного, разрушительного
поверхностного стока. Лесополоса гора Вишневая - Каспийское море ныне запущена и нуждается в реконструкции. Но и сегодня она еще служит людям в качестве фактора, сдерживающего нарастающую деградацию биосферы и гидросферы региона.
Мероприятия по снижению интенсивности негативных геодинамических процессов должны носить комплексный характер. Опережающую роль в этих мероприятиях должны играть лесопосадки. Их надо размещать в поймах рек, по оврагам и неудобьям. Для снижения интенсивности водных потоков необходимо приступить к строительству малых плотин, которые одновременно должны превратиться в проекты малой энергетики. Надо вспомнить, что до революции в Оренбургской губернии существовало более двух тысяч малых плотин, добротно и профессионально построенных российскими гидротехниками. Только в комплексе с лесопосадками и гидротехническим строительством можно тратить средства на очистку речных русел и укрепление берегов. В противном случае эти работы необходимо будет возобновлять каждые 2-3 года, и каждый раз начинать все сначала, поскольку негативные
геодинамические процессы будут сводить к нулю все эти мероприятия. Поэтому очевидна нецелесообразность траты денег и огромных усилий на расчистку русел рек, если негативные геодинамические процессы продолжаются и интенсивность заиления водоемов не снижается. Очевидно, что сначала надо ориентировать все силы и средства на мероприятия по снижению интенсивности негативных
геодинамических процессов. В числе этих мероприятий на первом месте должны стоять работы по лесонасаждениям. Поэтому намеченные сегодня мероприятия по расчистке рек и укреплению берегов необходимо дополнить разработками, рекомендациями и мероприятиями по предотвращению негативных
геодинамических процессов.
Еще одно замечание по этой проблеме. Необходимо выполнить ревизию состояния экосистемы на всей территории области. Дело заключается в том, что в регионе не
только появилось огромное количество источников загрязнения природных вод и окружающей среды, но и большое количество площадей, где формируются некондиционные условия формирования природных вод и компонентов окружающей среды. Прежде всего необходимо выполнить ревизию всех гидротехнических
сооружений, не только существующих сегодня, но и существовавших в прошлом. В области имеются десятки тысяч горных выработок, глубоких скважин, которые не эксплуатируются и не ликвидированы должным образом. Они, как правило, влияют на формирование подземных и поверхностных вод путем перетоков более глубоких флюидов к поверхности земли. Нельзя не отметить, что сегодня существует немало прудов, размываемых в паводки и половодья. Они регулярно намываются и размываются, заиляя речной бассейн. Пока не будет прекращена эта порочная практика, и плотины не будут строиться по профессиональным гидротехническим
проектам, процессы заиления речной сети будут усиливаться.
Далеко не все источники загрязнения, к сожалению, возможно ликвидировать. Имеется немало объектов жизненно необходимых области, но технологии на этих объектах нуждаются в существенном совершенствовании. Очень модной стала среди отечественных чиновников покупка технологий по очистке воды за рубежом. И никто из них даже не подозревает, что в основе зарубежных методов защиты водоемов и водозаборов от загрязнения лежат российские разработки одного из корифеев отечественной геохимии -Александра Ильича Перельмана о геохимических барьерах.
В развитие идей Перельмана в Оренбургском госуниверситете с участием лауреата государственной премии профессора
В.Д. Бабушкина [1] разработаны технологии комплексных гидродинамических и геохимических барьеров. [5-8]. Широкое применение барьерных технологий на водоемах и водозаборах области должно стать одним из важнейших мероприятий по предотвращению загрязнения водных
ресурсов. Во многих странах этот принцип уже привлек внимание специалистов и внедрен в комплекс геолого-разведочных работ и все шире внедряется в конкретные проекты.
Таким образом, в комплекс мероприятий по водо- и
природопользованию необходимо включить:
1. Обширные лесопосадки, площади которых должны постоянно возрастать и к концу XXI столетия достигнуть 10% площади области, то есть уровня середины XVIII века.
2. Параллельно необходимо осуществить работы по ревизии состояния экосистемы области с оценкой гидротехнических и горно-геологических объектов.
3. Создать системы защиты водоемов и водозаборов от загрязнения на основе применения барьерных технологий.
4. Держать под контролем состояние экосистемы области путем создания единой системы мониторинга.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бабушкин, В.Д., Гаев, А.Я., Гацков, В.Г. и др. Научно-методические основы защиты от загрязнения водозаборов хозяйственно-питьевого назначения. - Пермь: Перм. ун-т, 2003. - 264 с.
2. О состоянии поверхностных водных объектов, водохозяйственных систем и сооружений на территории Оренбургской области // Информационные бюллетени. -Оренбург: изд-во Правительства Оренбургской обл., 2008-2011.
3. Информационные бюллетени о состоянии геологической среды на территории Оренбургской области в 1997-20010 гг. - Оренбург: Вотемиро, 1997-2010.
4. Чибилев, А.А. Бассейн Урала: история, география, экология. - Екатеринбург: УрО РАН, 2008. - 312 с.
5. Пат. 66702 РФ / Клейменова И.Е., Беликова Н.Г., Гаев А.Я. Система для очистки загрязненного нефтью или нефтепродуктом грунта / Заявлено 02.05.2007. Опубликовано: Бюл. № 27. 27.09.07 Приоритет 02.05. 2007.
6. Пат. № 2289658 РФ / Гаев А.Я. Кузнецова Е.В., Алферов И.Н., Фоминых А.А., Почечун В.А. Способ локализации загрязнений при эксплуатации водозаборов хозяйственно-питьевого назначения / Заявлено 11.10.2004. Опубликовано: Бюл. №. 35. 20.12.06. Приоритет. 11.10.2004.
7. Пат. № 47914 РФ / Гаев А.Я., Алферов И.Н., Лихненко Е.В., Локоткова Н.С. Установка совмещенного вертикального и горизонтального дренажа при локализации загрязненных флюидов / Заявлено 30.05.2005. Опубликовано: Бюл. №. 25. 10.09.05. Приоритет 30.05.2005.
8. Пат. № 55382 РФ / Гаев А.Я., Алферов И.Н., Лихненко Е.В., Локоткова Н.С. Устройство барьерного типа перед водозабором подземных вод / Заявлено 17.11.2005. Опубликовано: Бюл. №. 22. 10.08.06. Приоритет 17.11.2005.
