CC BY
205УДК 502/504 : 556.5 : 628.1 : 628.3
Загрязнение водных объектов Крыма сточными водами
Поступила 16.02.2018 г.
© Иванютин Николай Михайлович, Подовалова Светлана Владимировна
Федеральное государственное бюджетно научное учреждение
«Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма», г. Симферополь, Республика Крым, Россия
Аннотация. Основной целью исследований был анализ количественного и качественного состава сточных вод, сбрасываемых в водные объекты Республики Крым. Загрязнение водных ресурсов Крыма в результате деятельности человека началось очень давно и связано в основном с ростом численности населения и увеличивающимися темпами урбанизации. Проведенный анализ показал, что главным источником поступления поллютантов в водные объекты в настоящее время являются объекты коммунального хозяйства. До 2014 года по объему сбросов на первом месте было сельское хозяйство. Ситуация изменилась в связи с переходом на необходимость использования только местных водных ресурсов, которые на полуострове имеются в ограниченном количестве. Отмечается, что более чем в 10 раз уменьшились объемы, поданной на орошение воды, что привело к сокращению площадей политых земель.
Ключевые слова. Сточные воды, орошаемые земли, загрязнение, очистка воды, Россия, водные объекты, река Салгир, очистные сооружения, Крым.
The pollution of water bodies in the Crimea by wastewater
Received on February 16, 2018
© Ivaniutin Nikolai Mikhailovich, Podovalova Svetlana Vladimirovna
Research Institute of Agriculture of Crimea, Simferopol, Russia
Abstract. The main purpose of the research was the analysis of the quantitative and qualitative composition of wastewater discharged into water bodies of the Republic of Crimea. Pollution of the Crimean water resources is a result of human activities and it began a long time ago and is mainly due to population growth and increasing rates of urbanization. The analysis showed that the main source of pollutants in water bodies is the objects of municipal economy now. Until 2014, agriculture was in the first place in terms of the volume of discharges. The situation has changed due to the transition to the necessity to use only local water resources, which are available in limited quantities on the Republic of Crimea. It is noted that the volumes of water supplied for irrigation decreased by more than 10 times, which led to a reduction in the area of irrigated lands.
Keywords. Wastewater, irrigated land, water pollution, water purification, Russian Federation, water body, the Salgir river, treatment facilities, Crimea.
Введение. Водоресурсный
потенциал является неотъемлемой составляющей социально-
экономического развития территории. Стабильное функционирование любой отрасли народного хозяйства связано с наличием и качеством водных ресурсов. При этом производственная
деятельность человека и его быт оказывают существенное воздействие на состояние как поверхностных, так и подземных вод. Это влияет на количественную и качественную характеристики водоресурсного
потенциала территории [1].
После перекрытия СевероКрымского канала в Крыму возросла роль всех местных водных ресурсов.
Особое внимание стало уделяться рациональному использованию и перераспределению поверхностных и подземных вод [2]. Увеличение водоотбора из поверхностных и подземных источников водоснабжения, послужило причиной ухудшения качественных характеристик этих вод. Так, основными источниками
химического загрязнения подземных вод на полуострове служат жидкие стоки и твердые отходы промышленных производств, содержащие разнообразные органические и неорганические вещества. На сельскохозяйственных территориях грунтовые воды
загрязняются вследствие избыточного применения ядохимикатов и удобрений.
Наибольшее распространение на полуострове имеет загрязнение подземных вод азотными соединениями, причиной которых является
инфильтрация неочищенных и недостаточно очищенных стоков, отсутствие канализационных систем в сельских населенных пунктах,
неорганизованные свалки бытового мусора и ТБО [3].
На рисунке 1 представлена динамика использования водных ресурсов по отраслям народного хозяйства в РК. Из приведенных данных следует, что до 2014 года основным потребителем водных ресурсов являлась подотрасль сельского
хозяйства - орошаемое земледелие, на нужды которой использовалось более 500 млн м3 чистой воды в год.
700
ч
о
600
й
в Ц 500
й
3 400
о
н
a н 300
и
й
н о 200
со
>4
Ч О 100
И
О
я 0
641,3
556,9 564,1
524,4
573,4 574,1
615,6 633,3
462,1
135,1
40
175,9
35,6
177,2
49,9
168,6
46,1
486,6
166,7
47
155,8
39,1
144,3
45,4
140,8
46 48
125,7
530,1
127,8 51
102,1 99,4 90,25 13,5
144,9
2001 2004 2005 2006 2007 2008
2009 2010 Годы Промышленность
2011 2012
97,6 2013
13,5 ,7 116,7 11,1
2014 2015 2016
,5
■ Сельское хозяйство ■ Промышленность ■ Коммунальное хозяйство
Рис. 1. Динамика использования воды по отраслям народного хозяйства Крыма
Анализируя рисунок 1, отчетливо видно, что перекрытие подачи воды по системе СКК отразилось в первую очередь на сельском хозяйстве, которое в настоящее время использует всего лишь 2% водных ресурсов от показателей 2013 года. Уменьшение количества воды, поданной на орошение привело к сокращению площадей политых земель, что отразилось на существенном сокращении объемов коллекторно-дренажных вод, которые ранее в больших количествах сбрасывались в водные объекты. Так с 1977 г. русло нижнего течения реки Салгир (Нижнегорский район) длиной 43,6 км стало выполнять функцию открытого коллектора дренажных и сточных вод и получило название ГК-22 (ГК - главный коллектор).
Особую обеспокоенность вызывают тенденции роста превышения лимита забора местных водных ресурсов. Это отразилось на основной водной артерии полуострова реке Салгир, так водозабор в 2015 г. возрос в 1,5 раза и превысил допустимый лимит водоотбора:
подземных вод на 22 %, поверхностных - на 8 %. Дальнейшее увеличение
отбора чистой воды в данном бассейне приведет к уменьшению водности водотоков и ухудшению их самоочищающей способности в
следствии увеличивающихся сбросов сточных вод.
Материалы исследований. В поставленными исследовании следующие методы:
- аналитический (проведен сбор и систематизация первичной информации по количественным и качественным характеристикам сбросов сточных вод по основным отраслям экономики Крыма);
- специальные (на основе собранных материалов были составлены таблицы, построены диаграммы);
- статистической обработки;
- сравнительного анализа.
Результаты исследований и их
обсуждение. В Республике Крым централизованными системами
водоотведения обеспечено 16 городов (100 %), 24 поселка городского типа (96 %), 724 сельских населенных пункта (93 %). Существующие
и методы
соответствии с задачами в
использовались
канализационные очистные сооружения (КОС) полуострова фактически не обеспечивают технологический режим очистки стоков. Износ
канализационных очистных сооружений по Республике Крым составляет 75 %. По данным [1] только на территории Сакского, Красногвардейского,
Белогорского районов и округов городов Евпатория, Саки, Ялта, Алушта большая часть очистных сооружений (исходя из их мощности) находится в удовлетворительном состоянии. Это приводит к нарушениям экологического баланса прилегающих к населенным пунктам территорий, бассейнов рек, принимающих стоки, и акваторий Черного и Азовского морей.
Возрастающий объем стоков при развитии полуострова Крым, ухудшение экологической и санитарно-
эпидемиологической ситуации
предъявляют повышенный спрос к инженерной инфраструктуре. Для соответствия требованиям
природоохранного законодательства Российской Федерации необходимо строить новые, реконструировать и модернизировать существующие
очистные сооружения [2], так как их мощность ежегодно уменьшается, что приводит к недостаточной очистке поступающих стоков. В таблице приведена динамика мощности очистных сооружений Крыма за последние 25 лет.
Мощность очистных сооружений Крыма
Год 1990 2000 2006 2007 2008 2009 2010
Мощность очистных сооружений, млн м3 420,7 396,7 383,9 382,5 269,8 294,6 260,1
Год 2011 2012 2013 2014 2015 2016 -
Мощность очистных сооружений, млн м3 292,1 284,3 282,0 280,3 216,3 219,6 -
Исходя из данных таблицы мощность очистных сооружений за последние 25 лет снизилась на 48 %, что является еще одним
доказательством вероятности ухудшения экологического состояния водных объектов региона.
На рисунке 2 представлена динамика сброса и характеристика сточных вод, сбрасываемых с очистных сооружений Крыма.
600 500 400 300 200 100 0
От-НСОЬ-ООаОт-НС^СО^ЮСО ООООООт-Нт-Нт-Нт-Нт-Нт-Нт-Н
ооооооооооооо Год
—•—Общий сброс —■— Недостаточно очищенные
Рис. 2. Динамика сброса сточных вод разной степени очистки в водные объекты полуострова
ч
о
м
и ч О
Я (ч
к со
F о S
н о к ч
о О
ft
ю
о
Анализируя рисунок 2, следует отметить, что, начиная с 2000 г. объем сточных вод, поступающих в водные объекты полуострова, сократился более чем в 4 раза, что связано с уменьшением в последние годы количества воды, поданной на орошение, и,
соответственно, снижением объемов коллекторно-дренажных вод,
сбрасываемых с полей.
На рисунке 3 представлена динамика сброса сточных вод основными отраслями экономики Крыма за 2013 и 2014 года. Анализ динамики показателей потребления чистой воды и водоотведения сточной, осуществляемый основными отраслями экономики Крыма, за 2001-2016 гг. показал, что главным источником поступления поллютантов в водные объекты до 2014 года являлось сельское хозяйство и объекты коммунального хозяйства, а в настоящее время только коммунальное хозяйство. Это связано с тем, что после перекрытия СКК образовался дефицит водных ресурсов, который отразился на подотрасли сельского хозяйства -орошаемом земледелии. Площади политых земель сократились со 140 тыс. га в 2013 году до 10,2 тыс. га в
2016 г., т.е. более чем в 10 раз. Это привело к существенному сокращению объема сбросов коллекторно-дренажных вод, которые ранее в больших количествах сбрасывались в водные объекты и имели в своем составе токсические вещества, смываемые с полей после применения на них различных ядохимикатов
(инсектицидов, фунгицидов, гербицидов и др.) и избыточных доз минеральных удобрений.
2%
15%
■ Промышленность
■ Коммунальное хозяйство
Сельское хозяйство
б
Рис. 3. Динамика сброса сточных вод основными отраслями за 2013 (а) и 2014 (б) года, в % от общего сброса
В 2014 году практически половина, сброшенных с КОС полуострова сточных вод была недостаточно очищенная, что влечет за собой ухудшение экологической обстановки в водных объектах Республики. Учитывая рост численности населения и
увеличивающиеся масштабы
урбанизации и освоения территории, снижение масштабов негативного воздействия на водные объекты не представляется вероятным. Это, в свою очередь, будет вызывать снижение экологического благополучия водных объектов и деградацию водных экосистем [4]. Основная причина загрязнения поверхностных водных
источников Крыма - сброс сточных вод. Главными приемниками загрязненных сточных вод являются реки Крыма (особенно р. Салгир), Черное и Азовское (залив Сиваш) моря. Так, например, в 2012 году в реку Салгир было сброшено: нефтепродуктов - 0,721 т, сухого остатка - 15,64 тыс. т, сульфатов -2,509 тыс. т, хлоридов - 3,064 тыс. т, фосфатов - 83,0 т, нитратов - 2,759 тыс. т, СПАВ - 4,219 т В реки бассейна Черного моря было сброшено -нефтепродуктов - 3,07 т, сухого остатка
- 45,69 тыс. т, сульфатов - 10,37 тыс. т, хлоридов - 25,65 тыс. т, фосфатов -243,7 т, нитратов - 1,721 тыс. т, СПАВ
- 8,167 т. Много это или мало сказать сложно, а особенно трудно предсказать влияние, которое могут оказать такие сбросы на растительные и животные сообщества, а главным образом на человека. На рисунках 4... 7 приводятся данные по сбросу загрязняющих веществ в водные объекты полуострова за 2014-2016 гг.
120000
о о ft ю О
100000 80000 60000 40000 20000 0
Рис. 4.
хлоридов
Нитриты Хлориды
2014 2015 Объемы сбросов и сульфатов со
Сульфаты
нитритов, сточными
водами в водные объекты полуострова
5000
о о ft ю
о
4000
3000
2000
1000
0 -
БПК полн Нитраты
2014 2015 2016
Рис. 5. Объемы сбросов СПАВ,
нефтепродуктов, железа и алюминия со
сточными водами в водные объекты
полуострова
а
5000
БПК полн Нитраты
2014 2015 2016
Рис. 6. Объемы сбросов БПКполн и нитратов со сточными водами в водные объекты полуострова
600
Азот аммонийный Фосфаты 2014 2015 2016 Рис. 7. Объемы сбросов азота аммонийного и фосфатов со сточными водами в водные объекты полуострова
сбрасываемых сточных вод:
- ПАВ (поверхностно-активные вещества) попадая в водоемы и водотоки, оказывают влияние на их физико-биологическое состояние, ухудшая кислородный режим и органолептические свойства, и сохраняются там долгое время, так как разлагаются очень медленно. Отрицательным, с гигиенической точки зрения, свойством ПАВ является их высокая пенообразующая способность. Хотя СПАВ не являются высокотоксичными веществами, имеются сведения о косвенном их воздействии на гидробионты.
- Азот аммонийный, повышенное содержание которого в сточных водах приводит к нарушению экологического баланса, в частности, значительному возрастанию количества планктона и чрезмерному размножению водорослей, а также гибели рыб из-за отравления токсинами. Изменениям подвергаются также органолептические свойства воды -вкус и запах, а также кислородный режим.
На рисунке 8 представлены диаграммы объемов общего сброса сточных вод в водные объекты и содержащих в своем составе загрязняющие вещества.
Анализируя рисунки 4...7, можно отметить, что по некоторым загрязняющим веществам за последние 3 года произошло увеличение их сброса со сточными водами в водные объекты полуострова. Это в свою очередь может негативно сказаться как на экологическом состоянии
поверхностных водных объектов, куда происходит их сброс, так и на состоянии Черного и Азовского морей которые в конечном итоге принимают большую часть этих сбросов.
Так, за последние три года сброс нефтепродуктов увеличился на 177%, СПАВ (синтетические поверхностно-активные вещества) - на 34,4%, ЫЩ -на 39%. По остальным компонентам увеличение сбросов не такое значительное, а по сбросу хлоридов, алюминия и меди произошло сокращение выбросов, причем
содержание меди в стоках сократилось с 148 кг в 2014 г. до 0 в 2016 году.
Приведем особенности негативного воздействия на экологию некоторых поллютантов входящих в состав
150 120,7
131,32
134,7
2 100
с
о р
б
О
50
0
102,2 105,4 102,1
2014
2016
2015 Год
Общий сброс сточных вод ■ Сточные воды с загрязняющими веществами
Рис. 8. Объемы сбросов сточных вод в
водные объекты полуострова
При анализе рисунка 8 видно, что объем сточных вод, имеющих в своем составе загрязняющие вещества, составляет от 84,7 % в 2014 г., до 75,8 % в 2016 году, что свидетельствует о недостаточной эффективности работы канализационных очистных
сооружениях полуострова. Так как в настоящее время наибольшее количество сброшенных сточных вод приходится на коммунальное хозяйство, то можно
сказать, что данная отрасль является наибольшим загрязнителем водных объектов Крым и именно очистке хозяйственно-бытовых стоков
необходимо уделять наибольший приоритет. Одним из выходов уменьшения нагрузки на водные объекты может стать внедрение в населенных пунктах малых очистных сооружений. Такие объекты обеспечат глубокую очистку сточных вод, а полученная техническая вода может использоваться для орошения
сельскохозяйственных культур и древесно-кустарниковых насаждений.
Выводы
Объекты коммунального хозяйства остаются основными источниками поступления загрязняющих веществ в водные объекты Крыма. Для улучшения экологической ситуации необходимо проведение комплекса мероприятий, направленных как на сокращение сбросов, так и на уменьшение концентрации в них поллютантов.
При принятии управленческих решений необходимо учитывать, что общее количество стоков, поступающее на очистные сооружения, с каждым годом будет возрастать, что связано с ростом численности местного населения, а также с числом приезжающих на отдых и лечение людей.
Одним из путей уменьшения объемов сбрасываемых сточных вод, является их повторное использование для других целей. Для Крымского региона приоритетным направлением повторного их использования является орошение, что позволит с одной стороны сократить сбросы, а с другой - увеличить орошаемые площади. Не менее эффективными методами, могут стать уменьшение норм расходования водопроводной воды потребителями путем внедрения современных водоэкономных устройств в быту, повсеместное установление приборов учета воды, а также законодательное введение значительных штрафов за несанкционированное пользование
централизованными системами
водоснабжения и водоотведения и вмешательство в работу приборов водоучета.
Ввиду того, что в статистических данных по водоотведению не учитываются неканализованные
населенные пункты, сбрасывающие стоки непосредственно в водоемы или
выгребные ямы, в результате чего загрязняющие вещества могут также попадать в подземные водные горизонты, необходимо в каждом отдельном поселении предусмотреть строительство локальных очистных сооружений.
Существующие канализационные очистные сооружения полуострова фактически не обеспечивают
технологический режим очистки стоков. Так, за период с 1990 по 2016 гг. мощность КОС снизилась на 48 %, а износ составляет 75 %.
Наибольший объем сточных вод, принимает главная водная артерия полуострова - р. Салгир. Без сохранения стратегически важной водной
экосистемы бассейна реки Салгир от истощения и загрязнения, полуостров может в ближайшем будущем превратиться в засушливую пустыню.
Более 75% сбрасываемых сточных вод имеют в своем составе загрязняющие вещества. С 2014 года произошло увеличение сбросов нефтепродуктов, СПАВ, азота аммонийного, фосфатов, нитратов, нитритов и др. загрязняющих веществ со сточными водами в водные объекты Крыма.
Библиографический список
1 Захаров, Р.Ю. Орошение как способ утилизации очищенных сточных вод в Республике Крым / Р.Ю. Захаров, Н.Е. Волкова // Экономика строительства и природопользования: сб. науч. тр. / ФГАОУ ВО «КФУ им. В. И. Вернадского». - Симферополь, 2016. -№ 1. - С. 54-61.
2 Иванютин, Н.М. Водооборот и антропогенная нагрузка в бассейне реки Салгир /Н.М. Иванютин, С.В. Подовалова, В.И. Кременской // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2016. - № 4(24).
- С. 174-188.
3 Иванютин, Н.М. Влияние антропогенной деятельности на подземные воды Крыма / Н.М. Иванютин // Пути повышения эффективности орошаемого земледелия.
- 2016. - № 3(59). - С. 25-31.
4 Подовалова, С.В. Оценка качества вод реки Салгир с использование метода биотестирования / С.В. Подовалова, Н.М. Иванютин // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации.
- 2017. - № 3(27). - С. 127-143.
Ekologiya & Stroitelstvo | № 1, 2018 | DOI 7
References in roman script
1 Zaharov, R.YU. Oroshenie kak sposob utilizacii ochishchennyh stochnyh vod v Respublike Krym / R.YU. Zaharov, N.E. Volkova // EHkonomika stroitel'stva i prirodopol'zovaniya: sb. nauch. tr. / FGAOU VO «KFU im. V. I. Vernadskogo». - Simferopol, 2016. - № 1. - S. 54-61.
2 Ivanyutin, N.M. Vodooborot i antropogennaya nagruzka v bassejne reki Salgir / N.M. Ivanyutin, S.V. Podovalova, V.I. Kremenskoj// Nauchnyj zhurnal
Rossijskogo NII problem melioracii. -2016. - № 4(24). - S. 174-188.
3 Ivanyutin, N.M. Vliyanie antropogennoj deyatel'nosti na podzemnye vody Kryma / N.M. Ivanyutin // Puti povysheniya ehffektivnosti oroshaemogo zemledeliya. - 2016. - № 3(59). - S. 2531.
4 Podovalova, S.V. Ocenka kachestva vod reki Salgir s ispol'zovanie metoda biotestirovaniya / S.V. Podovalova, N.M. Ivanyutin // Nauchnyj zhurnal Rossijskogo NII problem melioracii
Дополнительная информация
Сведения об авторах:
Иванютин Николай Михайлович, младший научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетно научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»; 295493, Россия Республика, Крым, г. Симферополь ул. Киевская, д.150; тел. +79780138986; e-mail: [email protected].
Подовалова Светлана Владимировна, младший научный сотрудник; Федеральное государственное бюджетно научное учреждение «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»; 295493, Россия Республика, Крым, г. Симферополь ул. Киевская, д.150; тел. +79787552395; e-mail: [email protected].
0 В этой статье под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International i^kh License, которая разрешает копирование, распространение, воспроизведение, исполнение и переработку материалов статей на любом носителе или формате при условии указания автора(ов) произведения, защищенного лицензией Creative Commons, и указанием, если в оригинальный материал были внесены изменения. Изображения или другие материалы третьих лиц в этой статье включены в лицензию Creative Commons, если иные условия не распространяются на указанный материал. Если материал не включен в лицензию Creative Commons, и Ваше предполагаемое использование не разрешено законодательством Вашей страны или превышает разрешенное использование, Вам необходимо получить разрешение непосредственно от владельца(ев) авторских прав.
Для цитирования: Иванютин Н.М., Подовалова С.В. Загрязнение водных объектов Крыма сточными водами // Экология и строительство. - 2018. - № 1. - С. 4-8.
Additional Information
Information about the authors:
Ivaniutin Nikolai Mikhailovich, junior researcher researcher; Research Institute of Agriculture of Crimea; 150 str. Kievskaya , Simferopol, Crimea, Russian Federation, 295493; phone +7-978-013-8986; e-mail: [email protected].
Podovalova Svetlana Vladimirovna, junior researcher researcher; Research Institute of Agriculture of Crimea; 150 str. Kievskaya , Simferopol, Crimea, Russian Federation, 295493; phone +7-978-755-23-95; e-mail: [email protected].
This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article's Creative Commons license, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article's Creative Commons license and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder.
For citations: Ivaniutin N.M., Podovalova S.V. The pollution of water bodies in the Crimea by wastewater // Ekologiya i stroitelstvo. - 2018. - № 1. - P. 4-8.
Ivaniutin Nikolai Mikhailovich, junior researcher researcher; Research Institute of Agriculture of Crimea; 150 str. Kievskaya , Simferopol, Crimea, Russian Federation, 295493; phone +7-978-013-8986; e-mail: [email protected].
Podovalova Svetlana Vladimirovna, junior researcher researcher; Research Institute of Agriculture of Crimea; 150 str. Kievskaya , Simferopol, Crimea, Russian Federation, 295493; phone +7-978-755-23-95; e-mail: [email protected].
This article is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License, which permits use, sharing, adaptation, distribution and reproduction in any medium or format, as long as you give appropriate credit to the original author(s) and the source, provide a link to the Creative Commons license, and indicate if changes were made. The images or other third party material in this article are included in the article's Creative Commons license, unless indicated otherwise in a credit line to the material. If material is not included in the article's Creative Commons license and your intended use is not permitted by statutory regulation or exceeds the permitted use, you will need to obtain permission directly from the copyright holder.
For citations: Ivaniutin N.M., Podovalova S.V. The pollution of water bodies in the Crimea by wastewater // Ekologiya i stroitelstvo. - 2018. - № 1. - P. 4-8.
