Содержание к диссертации
Введение
1. Формирование качества водных ресурсов под влиянием антропогенной деятельности (исторический аспект) 13
1.1. Формирование качества вод в дотехногенный период 22
1.2. Трансформация качества природных вод на современном этапе 25
Выводы по главе 1 38
2. Современные методики нормирования качества природных вод 41
2.1. Возникновение проблемы нормирования состава воды и управления качеством 41
2.2. Современные подходы к нормированию качества вод
2.2.1. Зарубежный опыт нормирования водопользования 44
2.2.2. Отечественный опыт нормирования водопользования 53
Выводы по главе 2. 70
3. Методология нормирования качественного состава поверхностных водных объектов 74
3.1. Две категории объектов нормирования. Цель и задачи управления качеством вод : 75
3.2. Методический подход к нормированию качества вод природных водных объектов 80
Выводы по главе 3 82
4. Модуль трансформации - критерий оценки процессов, происходящих на водосборе и в
4.1. Общие принципы определения интегрального показателя существующего состояния водного объекта 85
4.1.1. Модуль трансформации загрязнений и его свойства 97
4.1.2. Интегральное определение состояния природного водного объекта
4.2. Сравнительная оценка качества вод бассейнов водотоков (внешняя задача) 101
4.3. Сравнительная оценка качества вод участков водотоков (внутренняя задача) 104
4.4. Оценка качества вод водоемов 107
Выводы по главе 4 109
5. Схема разработки региональных нормативов ... 111
5.1. Районирование территории субъекта РФ для целей управле
ния качеством водных объектов 112
5.2. Назначение нормативов НДВ на водные объекты и их водосборы 114
5.3. Назначение ориентировочного требуемого уровня снижения вредного воздействия на водный объект (участок) по привно су химических веществ и соединений 118
Выводы по главе 5 142
6. Реализация предлагаемого подхода в субъекте РФ (на примере Забайкальского края) 147
6.1. Использование стационарных и экспедиционных наблюдений за химическим составом вод 150
6.2. Экспедиционные исследования качества воды. Цели и задачи 152
6.3. Реализация экспедиционных исследований на примере бассейна р. Амур в пределах Забайкальского края
6.3.1. Бассейн р. Ингода 160
6.3.2. Бассейн р. Онон 165
6.3.3. Бассейн р. Шилка 169
6.3.4. Бассейн р. Аргунь 173
Выводы по главе 6 183
7. Использование результатов исследования качества вод для решения конкретных прикладных задач 187
7.1. Ранжированный ряд основных водных объектов, расположенных в пределах Забайкальского края, по данным За-бУГМС 187
7.2. Анализ гидрохимических показателей качества воды трансграничных водных объектов для обоснования выбора контрольных створов (на примере р. Аргунь) 194
7.3. Использование модуля трансформации загрязняющих веществ при разработке программ водоохранных мероприятий
(на примере р. Ингода) 211
7.4. Прогноз трансформации загрязняющего вещества по длине водотока 228
7.5. Анализ изменения состояния водоема-охладителя ТЭС (на примере озера Кенон в г. Чите) 240
Выводы по главе 7 245
Заключение 251
Список использованных источников
- Трансформация качества природных вод на современном этапе
- Современные подходы к нормированию качества вод
- Методический подход к нормированию качества вод природных водных объектов
- Сравнительная оценка качества вод бассейнов водотоков (внешняя задача)
Введение к работе
Актуальность проблемы. Поверхностные воды – воды водотоков и водоемов, являющиеся источниками водоснабжения, сыграли исключительную роль в определении человеком мест его расселения, развитии промышленного и сельскохозяйственного производства в непосредственной близости от водных объектов. В РФ за последние 40-50 лет экстенсивное освоение и использование природных ресурсов, строительство новых и увеличение действующих производственных мощностей предприятий, рост городов и населенных пунктов без учета условий формирования количественных и качественных показателей, привели к нарушению геосистемного равновесия водосборов. Все это сказалось на качестве природных ресурсов и, в первую очередь – на водных. Для выхода из сложившейся ситуации требуется комплексное решение возникших социально-экономических и экологических проблем. Для обеспечения принципа устойчивого развития современного общества «Концепцией государственной политики в сфере использования, восстановления и охраны водных объектов» предусматривается постоянное и планомерное снижение вредных воздействий на водные объекты, т.е. нормирование привноса загрязняющих веществ (ЗВ).
Целью нормирования хозяйственной деятельности, базирующейся на учете экологических и экономических интересов, является установление нормативов допустимого воздействия, обеспечивающих, с одной стороны, соблюдение конституционных прав граждан на чистую воду и благоприятную экологическую среду, а, с другой, – рациональное использование водных ресурсов при условии устойчивого развития экономики.
К настоящему времени в мире, в том числе и в РФ, накоплен значительный опыт в регламентировании хозяйственной деятельности. В большинстве экономически развитых стран нормирование качества поверхностных вод осуществляется с помощью метода «наилучших существующих технологий». В последнее время превалирует комбинированный подход к регулированию качества вод, который объединяет методы «наилучших существующих технологий», принцип предельно-допустимых концентраций (ПДК) и другие «жесткие» нормативы. В нашей стране данной проблемой в разные годы занимались такие ученые, как В.И. Осипов, A.M. Черняев, И.С. Алексейко, С.Д. Беляев, М.Г. Гневашев, К.Г. Гофман, В.И. Данилов-Данильян, В.В. Иванов, А.Е. Косолапов, А.П. Лепихин, П.А. Лозовик, А.П. Носаль, А.В. Платонов, А.Н. Попов, Н.Б. Прохорова, В.Г. Пряжинская, А.Д. Рикун, И.Д. Родзилер, Е.В. Рюмина, О.В. Тютков, А.А. Цхай, И.М. Ширяк, Д.М. Ярошевский и др. В то же время, в РФ современная нормативно-методическая база (в т.ч. нормативы допустимых воздействий, в которых превалирует принцип ПДК) не позволяет в должной мере оценивать экологическое состояние водосборов, а так же производить ранжировку водотоков и выделенных участков рассматриваемого водного объекта, т.е. определять приоритетность вложения средств. Все это приводит к неоправданно высоким инвестициям, выделяемым для реализации водоохранных мероприятий. Таких средств в бюджетах различных уровней (федеральном, субъектов РФ и, тем более, муниципальных) и у водопользователей, как правило, нет. В конечном итоге дефицит средств приводит к субъективному отбору реализуемых мероприятий, не позволяет на практике реализовать концепцию устойчивого водопользования, снижает эффективность водоохранных мероприятий и, как следствие, к тому, что водные объекты продолжают загрязняться и деградировать.
Таким образом, разработка методологических и методических подходов к оценке качества природных вод и принципов управления процессом его формирования является актуальной крупной научной проблемой.
Цель работы заключается в разработке методов, позволяющих на уровне субъекта РФ производить оценку существующего качества вод водных объектов и его планомерное восстановление за счет выполнения первоочередных водоохранных мероприятий, включающих мероприятия на водосборах, с учетом реально имеющихся средств, и с применением моделирования качественного состава вод водных объектов.
Идея работы состоит в том, что на уровне субъекта федерации восстановление качества вод природных водных объектов, учитывая огромные материальные затраты, наиболее рационально вести методом ранжированного ряда водных объектов и их участков с использованием «пошагового» подхода, в увязке с программами водоохранных мероприятий.
Объектом исследования являются геоэкосистемы водных объектов и их бассейнов в границах субъекта Федерации.
Предметом исследования является система оценки качества вод водных объектов и методы управления процессом формирования этого качества, включая планирование водоохранных мероприятий на водосборе.
Задачи исследования:
1. Проанализировать влияние деятельности человека на изменение качества вод природных водных объектов на различных исторических этапах.
2. Выявить основные недостатки существующей методологии оценки качественного состава вод с учетом опыта ведущих стран мира.
3. Сформулировать методологию оценки качества вод, которая позволила бы планомерно уменьшать вредные воздействия на природные водные объекты.
4. Выявить эффективный критерий оценки качественного состава вод, учитывающий геоэкологические процессы, происходящие как на водосборе, так и в водном объекте, и на его основе разработать методику сравнительной оценки качества вод.
5. Разработать методику районирования водных объектов для субъекта РФ.
6. Предложить механизм разработки и внедрения региональных нормативов воздействий на природные водные объекты.
7. Апробировать предлагаемую методологию на примере субъекта РФ – Забайкальского края. На ее основе разработать поэтапный план перехода к управлению качеством вод на уровне субъектов РФ.
Научная новизна работы:
- Впервые предложено разделить систему нормирования качественного состава вод на две категории: первая – вода, забираемая из водных объектов и используемая человеком в различных целях и вторая – вода природных водных объектов, как ресурс.
- Предложена методика комплексной сравнительной оценки качества вод природных водных объектов, позволяющая ранжировать водные объекты по привносу ЗВ по территориям (бассейнам и административным образованиям), основанная на использовании сравнительного интегрального показателя, косвенно учитывающего геоэкологические процессы на водосборах;
- Впервые в рамках разработанной методологии собран и систематизирован материал, характеризующий качественный состав вод водных объектов в границах субъекта РФ – Забайкальского края; предложено разрабатывать водохозяйственные программы не по створу, а по участкам для водотоков (по времени – для водоемов), т.е. реализовать территориально-бассейновый принцип управления качеством вод;
- Впервые установлено, что для водотоков приращение концентрации рассматриваемого ЗВ от приращения его массового расхода в границах участков с учетом естественных процессов в водных объектах описывается линейной зависимостью;
- Предложено устанавливать нормативы воздействий на природные водные объекты на ограниченный период времени и увязывать их с программами водоохранных мероприятий, разработанными исходя из экономических возможностей региона.
Практическая значимость и реализация результатов:
- Предложена методика разработки временного норматива допустимых воздействий на водный объект, включающая показатель существующего состояния (ПСС), ориентировочный требуемый уровень снижения вредных воздействий (ОТУС), программу водоохранных мероприятий (ПВМ) и срок исполнения программы (СИП); разработан механизм реализации норматива.
- Разработанная методика позволила произвести моделирование гидрохимического режима водных объектов и в первом приближении оценить вклад естественных процессов, а так же – разделить ЗВ на условно консервативные и условно неконсервативные вещества.
- Теоретически обоснованная методология и методика апробированы на примере Забайкальского края, что позволило произвести ранжирование бассейнов водных объектов как по экологическому состоянию в целом, так и по характерным видам ЗВ.
- Результаты исследований были использованы при разработке областной целевой программы «Обеспечение населения Читинской области питьевой водой» и проекта Территориальной подпрограммы действий по совершенствованию и развитию водохозяйственного комплекса на территории Читинской области «Вода России – ХХI век», проектов муниципальных водоохранных программ и при выполнении Государственного контракта № НИР-03-06 Федерального агентства водных ресурсов «Научное обоснование методов обеспечения устойчивого и безопасного функционирования водохозяйственного комплекса Верхнего Амура».
Апробация работы. Результаты работы были представлены, обсуждены и одобрены на международных конференциях «Акватерра – 2000» (С.-Петербург, 2000), «Акватерра – 2002» (С.-Петербург, 2002); Международном симпозиуме «Вода: Экология и технология (Экватек – 2002)» (Москва, 2002); Международных конференциях – выставках «Чистая вода России – 2001 г.» (Екатеринбург, 2001), «Чистая вода России – 2003 г.» (Екатеринбург, 2003), «Чистая вода России – 2005 г.» (Екатеринбург, 2005); Всероссийском конгрессе работников водного хозяйства (Москва, 2003); Научной конференции ВСО АВН и Иркутского научного центра СО РАН (Иркутск, 2002); Научной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы природопользования» Читинского института природных ресурсов СО РАН (Чита, 2001); V Республиканской научной конференции «Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан» (Казань, 2003); «Экономические реформы в России» (С.-Петербург, 2006); «Оценка эколого-экономической ситуации загрязнения водных экосистем в бассейне оз.Байкал и управление экологическим риском» (Иркутск, 2006); Международной научно-практической конференции «Охрана и рациональное использование трансграничных вод» (Улан-Удэ – Улан-Батор, 2006), Научной конференции «Природные ресурсы Забайкалья и проблемы геосферных исследований» (Чита, ИПРЭКСО РАН, 2006), Международной конференции «Состояние и перспективы российско-китайского сотрудничества в области охраны окружающей среды и управления водными ресурсами» (Москва, МПР России, 2007), Международной конференции «Природоохранное сотрудничество Читинской области и Автономного района Внутренняя Монголия в трансграничных экологических районах» (Чита, ЧГГПУ, 2007), VII Всероссийской научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (Чита, ЧитГУ, 2007), Международной научно-практической конференции «Экологическая безопасность государств-членов Шанхайской Организации Сотрудничества» и X Международном симпозиуме и выставке «Чистая вода России – 2008» (Екатеринбург, 2008), VIII Всероссийская научно-практической конференции «Кулагинские чтения» (Чита, ЧитГУ, 2008, 2009), а так же научных конференциях Забайкальского края и ежегодных научных семинарах Читинского Государственного университета.
Личный вклад соискателя состоит в обосновании идеи работы и ее реализации путем постановки цели и задач исследования, руководства и непосредственного участия в выполнении теоретических, аналитических и экспедиционных исследований, а так же обобщения результатов исследований и разработки рекомендаций по их использованию, внедрении результатов исследований.
Достоверность и обоснованность защищаемых научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается достаточным объемом и результатами аналитических исследований, выполненных в аккредитованных лабораториях, обоснованным использованием методов математической статистики и современных достижений вычислительной техники; значительным объемом экспедиционных исследований; удовлетворительной сходимостью результатов аналитических расчетов с экспедиционными данными и с теоретическими гипотезами и данными других авторов; положительным эффектом внедрения результатов исследований в государственных учреждениях Федерального центра и Забайкальского края.
Методология и методы исследований, исходные материалы. Методологической основой работы являются обобщенные современные представления о формировании качества поверхностных вод в условиях существенного увеличения антропогенного воздействия на водосборы и акватории водных объектов, экологической устойчивости водных экосистем, а так же территориально-бассейновый подход к планированию и реализации мероприятий по повышению качества вод. При проведении исследований использовались методы географо-гидрологического анализа, экспертной оценки, методы картирования. При обработке результатов применялись методы математической статистики, а также математического моделирования.
В основу работы положены многолетние наблюдения на режимной сети станций и постов Росгидромета, МПР России, а также исследования, выполненные под руководством и при непосредственном участии автора на кафедре водного хозяйства и инженерной экологии ЧитГУ, в ВостокНИИВХ, в том числе экспедиционные данные обследований и измерений.
Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 68 печатных работах, включая 5 коллективных монографий, 47 статей и 17 тезисов докладов, в том числе 11 публикаций в изданиях, рекомендуемых ВАК для публикаций результатов докторских диссертаций.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и библиографического списка из 244 наименований, содержит 345 страниц текста, в том числе 48 таблиц, 27 рисунков и 20 приложений.
Трансформация качества природных вод на современном этапе
Самыми богатыми пресной водой странами в среднем на душу населения являются: Канада - 90104 м3; Норвегия - 83735 м3; Новая Зеландия - 81562 м3; Чили - 56042 м3; Боливия - 34490 м3; Бразилия - 30680 м3; Россия - 29941 м3.
В мире не существует страны, где все 100 % населения гарантированно обеспечено питьевой водой надлежащего качества, т.к. очистка осуществляется до определенных требований и нормативов, которые в различных странах отличаются количественными показателями [49]. Наибольшая нагрузка как по водопотреблению, так и по сбросу сточных вод приходится на бассейн Волги, Днепра, Дунай и Рейн в Европе; Урал, Миасс, Исеть, Тобол на Урале; Ганг, Хуанхэ и Янцзы в Азии; реки Св. Лаврентия, Колорадо и Миссисипи в США.
Как известно [235, 245], в мире не менее 261 речных водосборов, занимающих 45,3 % суши (без Антарктиды) являющихся международными, из которых 71 находится в Европе, 53 - в Азии, 39 - в Северной и Центральной Америке, 38 - в Южной Америке и 60 - в Африке. Кроме того, 155 из них разделены 15 между двумя странами, а остальные - между тремя и более странами. Примерно 50 стран имеют не менее 75 % своей территории в пределах международных речных бассейнов. На водосборах трансграничных рек проживает более 40 % населения мира. При использовании трансграничных водных объектов часто возникают экономические противоречия и политические конфликты. «За последние 50 лет зафиксировано 507 споров из-за воды, из них 37 привели к острым конфликтам, в том числе 21 сопровождался военными действиями» [237].
В более выгодном положении в данной ситуации оказываются страны, расположенные в верховьях водосборов. Например, Израиль получает значительную часть воды с сопредельных территорий (0,5 км3 в год), Узбекистан — более 65 %, в Бангладеш почти вся вода поступает с территории Индии, а в Египете — из стран выше по течению реки Нил [49]. Однако известно, что еще 4500 лет назад в Месопотамии велась война за водоисточники между государствами-городами Лагаш и Умма. Похожая напряженная обстановка в этом регионе отмечается и в наше время. В январе 1990 г. Турция, где находятся верховья рек Тигр и Евфрат и зона формирования стока этих рек, на месяц остановила сток реки Евфрат в Сирию и Ирак для заполнения водохранилища Ата-тюрк. В настоящее время Турция и Сирия имеют только временное соглашение о распределении воды реки Евфрат, а с Ираком серьезных переговоров не проводилось [234, 241]. Хорошо известны конфликты за воду на Ближнем Востоке, между Индией и Бангладеш, а сейчас и странами Нильского бассейна. Таким образом, возможность вооруженных конфликтов за водные ресурсы в недалеком будущем не представляется такой уж невероятной.
В то же время имеется ряд позитивных соглашений о совместном использовании трансграничных рек. В частности, еще в 1950-е годы страны, расположенные в водосборе реки Рейн, создали многостороннюю комиссию для решения различных проблем.
Во многих работах обеспеченность водными ресурсами оценивается с использованием водного стресса, представляющего собой, соотношение водоза 16 бора из водных источников к доступным возобновляемым водным ресурсам. Если это отношение менее 10 %, то водного стресса нет, если от 10 до 20 % — слабая нехватка воды, если 20 — 40 % — умеренная, свыше 40 % - высокий уровень нехватки воды (водный стресс). С учетом данного показателя умеренный уровень нехватки воды испытывает около 1 млрд человек, а сильный — еще четверть миллиарда [236]. На основе использования этой же шкалы получены и другие оценки. Так, по данным Всемирной метеорологической организации (1997), умеренный и сильный водный стресс испытывают 1,9 млрд человек, а по данным Университета Нью-Гемпшир - 2,2 млрд [240, 243, 247-250].
Что касается стран СНГ, то средние годовые доступные запасы пресных вод на их территории достигают 4550 км3. В то же время, их распределение по территории крайне неравномерно: основная доля приходится на территорию России (РФ, как по площади, так и по ресурсам поверхностных вод, основная часть из которых формируется в пределах ее территории, занимает ведущее место в мире). Только в уникальном озере Байкал сосредоточено около 23 тыс. км3 или 1/5 мировых запасов пресной воды и более 4/5 запасов России. Близкую по размерам водообеспеченность имеет Белоруссия и несколько меньше Украина. Для стран Центральной Азии с высокой плотностью населения (население этой территории приближается к 50 млн человек и продолжает быстро расти (за исключением Казахстана), на одного жителя приходится всего около 1200 м в год. В частности, суммарный средний многолетний сток рек бассейна Аральского моря для 50 %-ой обеспеченности составляет 126,9 км в год [49, 50]. На территории Закавказья и в Молдавии отмечается так же низкая водообеспеченность, но все же выше, чем в Центральной Азии.
Суммарные естественные ресурсы пресных вод России по данным Аква-Эксперт.Ру оцениваются в размере 10803 км3 в год, основной объем которых приходится на долю речного стока (45 %) и почвенные воды (33 %). В то же время, разнообразие климата и почвенного покрова, различные залесенность и заболоченность, георографические, геологические, гидрогеологические условия формирования поверхностного стока приводят к крайне неравномерному распределению водности рек по ее территории. Наибольшие суммарные водные ресурсы имеются на территории Красноярского края — 947 км3 в год и Якутии — 896 км3 в год. Наименее обеспечены водой: Республика Калмыкия (1,83), Белгородская (2,72), Курганская (3,52) и Курская (3,7) области. Еще в 10 областях и республиках водные ресурсы не превышают 8 км3 в год. Это отражается на величине среднемноголетних и удельных водных ресурсов (табл. 3).
Современные подходы к нормированию качества вод
Развитые страны ведут интенсивное сельское хозяйство, что создает значительное диффузное загрязнение водных объектов за счет смыва с угодий удобрений и химических средств защиты растений [49]. Масса загрязняющих веществ в поверхностном стоке с освоенных сельскохозяйственных территорий становится соизмерима с точечными источниками [62, 172].
Для обеспечения надежности производства продовольствия, особенно в районах с сезонной или постоянной нехваткой воды, еще 3-4 тыс. лет назад люди стали применять различные методы орошения сельскохозяйственных полей. В настоящее время роль орошения в решении проблем продовольственной безопасности мира и многих стран еще больше возросла. Во второй половине XX века начался быстрый рост площади орошаемых земель за счет использования преимущественно речных вод и строительства крупных плотин и водохранилищ. Если за период от начала орошаемого земледелия до 1900 г. общая площадь орошаемых земель достигла 48 млн га, то к 1950 г. она удвоилась (94 млн га), а к концу XX века выросла до 270 млн. га. В последние полвека площадь пахотных земель в расчете на душу населения сокращалась, хотя площадь орошаемых земель до 1978 г. росла и достигла 0,047 га на человека, но далее и этот показатель также начал медленно снижаться. Из всего прироста продовольственной продукции в мире с середины 1960-х до середины 1980-х годов более половины обеспечивало орошение. В настоящее время 40 % мирового производства продовольствия обеспечивается за счет орошаемых земель [46].
Диффузный сток загрязненных вод с сельскохозяйственных территорий содержит опасные вещества, такие как пестициды и их метаболиты, нитраты, соединения фосфора, многие из них (в том числе ДДТ) относятся к весьма опасным стойким органическим загрязнителям (СОЗ) и очистка таких вод не производится. Использование больших масс удобрений, например, в США, выросло за последнюю треть XX века на 30 % и превысило 22 млн т, что ведет к загрязнению нитратами поверхностных и подземных вод. В настоящее время уменьшение диффузного загрязнения обеспечивается снижением норм внесения минеральных удобрений и использования химических средств защиты растений на единицу площади, отказом от применения наиболее опасных пестицидов, созданием вдоль берегов рек поглощающих полос [49]. Существенный вклад в загрязнение водных объектов вносит так же сток с животноводческих комплексов, загрязненный помимо прочего и микробами. Органика и биогены, в основном фосфор и азот, вызывают эвтрофирование водных объектов. По оценке шведских исследователей, с 1 га сельхозугодий выносится около 3 кг фосфора в год [233]. В развитых странах эвтрофированию подвержены в той или иной степени почти все водные объекты, многие прибрежные участки морей и даже моря (почти замкнутые), как Балтийское или Азовское.
В развивающихся странах преобладает преимущественно диффузный сток с сельскохозяйственных полей, особенно там, где осуществлен переход на использование интенсивных технологий (например, Китай и Индия), предполагающих большие дозы удобрений и средств защиты растений. В этих странах продолжается использование ряда запрещенных в развитых странах пестицидов, например ДДТ [49].
В течение XX века и особенно в последние 50 лет воздействие человека на водный цикл планеты только за счет гидротехнического строительства достигло глобального масштаба. К 1950 г. было построено 5 тыс. плотин напором более 15 м. Сейчас таких плотин насчитывается более 45 тысяч. В последние полвека в мире создавалось в среднем по две плотины в день [241].
В 1996 г. на Земле произошло 600 различных природных катастроф, в том числе 200 ураганов, 170 наводнений и 50 землетрясений. Ежегодные потери от аварий и катастроф техногенного и природного характера измеряются тысячами человеческих жизней и невосполнимым ущербом природной среде. Анализ техногенных аварий и природных катастроф приводит к заключению, что главные источники опасности для человека проистекают из искусственно созданной им среды. Последствия их сводятся к следующему: истощению и загрязнению вод, эрозии почв, нарушению земель горными разработками, видоизменению естественных ландшафтов, деградации лесов и естественных кормовых угодий, истощение рыбных ресурсов, нарушению режима особо охраняемых территорий.
Таким образом, можно сделать вывод, что под действием антропогенной деятельности показатели качества водных ресурсов неизменно ухудшаются. В настоящее время интенсивность использования водных ресурсов достигла своего порогового значения. Средний расход воды на производство 1 т стали составляет около 20 м3, 1 т бумаги - 200 м3, 1 т химического волокна - более 4000 м3 [226].
Объемы сброса сточных вод таковы, что разбавления их чистой водой во многих регионах Земли практически не происходит. Годовой объем промышленных, комунально-бытовых и сельскохозяйственных стоков в мире достиг 6,7 % (около 2,5 тыс. км ) естественного речного стока на планете [161]. Как уже отмечалось выше, в мире освоено 400 крупнейших речных водосборов, в пределах которых проживает основная часть человечества. Освоенность водосборов приближается в ряде регионов к 100 %, поэтому значительная доля загрязняющих веществ поступает с рассредоточенным стоком. Антропогенная нару-шенность геоэкосистемы водосборов выдвигает в качестве одной из главных целей водохозяйственной деятельности восстановление сто ко регулирую щей роли водосборов. Результат ненормированной антропогенной деятельности ведет к деградации и исчезновению малых рек, евтрафированию водохранилищ, нарастанию темпов загрязнения подземных вод.
Влияние хозяйственной деятельности на водосборах на состояние водных объектов, соотношение природопользования на водосборах и состояние малых рек (табл. 12), а так же видов загрязнений подробно рассматривается в [36]. Выделяются следующие виды загрязнения водных объектов: физическое, химическое, биологическое, тепловое и радиоактивное.
Методический подход к нормированию качества вод природных водных объектов
Таким образом, можно констатировать, что «Водный кодекс РФ» однозначно увязывает схемы комплексного использования и охраны водных объектов с показателями качества вод в них и мероприятий по их поддержанию, а нормативы допустимого воздействия на водные объекты базируются на таких показателях.
В соответствии с «Водным кодексом РФ» Правительством России 30.12.2006 г. приняты Постановления «О порядке утверждения нормативов до пустимого воздействия на водные объекты» [136] и «О порядке разработки, ут верждения и реализации схем комплексного использования и охраны водных объектов» [135].
В «Методических указаниях по разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты», утвержденных Приказом МПР России от 12.12.2007 № 328 предусматривается: - на основе гидрографического и водохозяйственного районирования производить выделение водохозяйственных расчетных участков; - определять диапазон региональных абиотических фоновых показателей или типовых показателей (для природных водных объектов, которые в резуль тате человеческой деятельности подверглись физическим изменениям, при ведшим к существенному изменению их основных характеристик и водных объектов, созданных в результате деятельности человека там, где ранее естест венных водных объектов не существовало), водных объектов, чьи экологиче ские системы соответствуют критериям экологического благополучия; - производить анализ результатов мониторинга с целью определения перечня веществ, подлежащих учету в составе нормативов допустимого воздействия на водные объекты, путем сравнения с предельно допустимыми концентрациями химических и иных веществ для приоритетных видов использования водных объектов (для высокоопасных веществ и веществ искусственного происхождения) и/или региональных фоновых показателей (для веществ двойного генезиса). Ранжирование загрязняющих веществ по степени опасности и значимости для экологической системы водного объекта, распространению в пределах водохозяйственного участка с последующим составлением перечня нормируемых веществ; - устанавливать на основании анализа фактического состояния водного объекта, регионального фона, приоритетных видов использования водных ресурсов и расположения расчетного участка в гидрографической сети нормативов качества воды водного объекта, обеспечивающих сохранение экологических систем и удовлетворение социально-экономических и санитарно-эпидемиологических потребностей населения, в том числе целевое использование водных объектов; - в общей массе привноса в водный объект или его часть загрязняющих химических и иных веществ выделять три составляющие: природная; неуправляемый или слабоуправляемый привнос; управляемый или потенциально управляемый привнос загрязняющих веществ. - в качестве исходной информации при разработке нормативов допустимого воздействия на водные объекты, использовать информацию, как по водному объекту, так и его водосборной площади (в основном кадастровую), а также видам воздействия и связанной с ними хозяйственной деятельности. - оценку фактического экологического состояния водного объекта на расчетных участках производить относительно региональных фоновых показа телей и предельно допустимых концентраций химических и иных веществ для приоритетных целей использования; - определять нормативы предельно допустимых концентраций химиче ских веществ с учетом природных особенностей территорий и акваторий, на значения природных объектов и природно-антропогенных объектов, гаранти рующих стабильность экологической системы водного объекта с заданной обеспеченностью, и/или удовлетворения требований приоритетных видов ис пользования воды за характерные временные периоды (год, отдельные сезоны и т.д.). В качестве нормативов качества воды в зависимости от сочетания усло вий, фактического состояния и использования водного объекта принимать: предельно допустимые концентрации для химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования (гигиенические ПДК); рыбохозяйственного значения (рыбохозяйствен-ные ПДК); ориентировочно допустимые уровни (ОДУ) химических веществ в воде водных объектов питьевого и хозяйственно-бытового (хозяйственно-питьевого) и рекреационного (культурно-бытового) водопользования; ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов, имеющих рыбохозяйственное значение; нормативы, установленные на основе параметров естественного регионального фона (рекомендуется применять для веществ двойного генезиса).
Сравнительная оценка качества вод бассейнов водотоков (внешняя задача)
Нормативы допустимого воздействия на водные объекты (НДВ) разрабатываются и утверждаются для каждого водного объекта по бассейновому принципу, по административным единицам и по участкам. Основная цель нормирования в отношении природных водных объектов, как это было отмечено в главе 3, - предотвращение дальнейшего загрязнения водных объектов, стабилизация их гидрохимического режима на существующем уровне и возврат из антропогенного в природно-антропогенное (в оптимальном варианте — в природное) состояние и должно производиться на региональном уровне в границах бассейнов и административных образований. Нормирование качества природных вод должно решать не проблему управления водой, как природным ресурсом, а проблему управления техногенной деятельностью человека, изменяющей природное качество этого ресурса.
Главнейший принцип, положенный в основу назначения нормативов НДВ - это учет тройственного характера данного норматива, при назначении которого следует руководствоваться:
Во-первых - количественными показателями привноса ЗВ в водный объект с учетом самоочищения в нем за единицу времени (мг/с; кг/год и т.п.) по бассейнам водного объекта или его участка.
Во-вторых - степенью социальных последствий, которые может повлечь избыточное содержание ЗВ в водном объекте с точки зрения использования воды на нужды населения и экономики.
В-третьих — объемом финансовых средств, которые могут быть вложены из бюджетов всех уровней в мероприятия по сокращению привноса ЗВ в водный объект и улучшению качества воды.
Таким образом, устанавливаемые нормативы НДВ должны носить технико-социально-экономический характер, что обеспечит: Сопоставимость в оценке качества вод различных водных бассейнов и их участков, расположенных на территории субъекта РФ. Реализацию социального равенства населения в возможностях использования воды для личных и производственных нужд. Равномерное и наиболее эффективное вложение средств в мероприятия по улучшению качества природных вод.
Кроме того, при назначении нормативов НДВ следует предусматривать: районирование территории субъекта РФ для целей управления каче ством водных объектов; непрерывный мониторинг качества водных объектов, определение природной составляющей привноса ЗВ в водные объекты и регулярную корректировку нормативов НДВ по результатам мониторинга; распределение средств на реализацию мероприятий по повышению качества вод на основании показателя существующего состояния, при этом нарушение приоритетности при финансировании мероприятий за счет государственных и муниципальных источников не допускается; пропорциональность выделения средств на мероприятия по повышению качества вод с учетом привноса ЗВ в водный объект, сложившегося к настоящему моменту времени.
В основу районирования территории субъекта РФ для целей управления качеством водных объектов положены методы сравнительной бальной оценки по приоритетным региональным ЗВ, которые подробно описаны в главе 4. Сущность районирования водных объектов различного порядка рассматриваемого субъекта РФ производится, как по их бассейнам, так и по ад 113 министративным образованиям и представляется в виде матрицы формата «Бассейн - административная единица». Алгоритм ранжировки следующий. 1) На первом этапе рассматриваемый субъект РФ и водотоки первого порядка разбиваются по бассейнам. 2) В пределах каждого бассейна по всем к -ым рассматриваемым водотокам по замыкающему створу рассчитывается интегральная сравнительная бальная оценка качества воды по выбранному перечню приоритетных региональных ЗВ. 3) Производится ранжирование всех к-ых водотоков по бассейнам в пределах рассматриваемого субъекта по привносу ЗВ; выявляются из всего перечня те ЗВ или соединения, которые имеют максимальный массовый расход, и возможные источники их поступления; определяется приоритетность вложения средств в конкретные водные объекты по повышению их качества с целью достижения максимального экологического эффекта в целом по субъекту РФ. 4) На втором этапе каждый &-тый водный объект первого порядка в пределах своей водосборной площади разбивается на участки по административным образованиям. 5) Рассчитывается интегральная сравнительная бальная оценка существующего состояния рассматриваемого бассейна А;-ого водотока по участкам в границах каждого z -того муниципального образования. 6) Производится ранжирование всех выделенных участков в пределах каждого z -того муниципального образования по привносу ЗВ с их водосборной площади. 7) На заключительном этапе производится ранжирование по всем рас сматриваемым участкам бассейнов к -ых водотоков в границах z -тых муни ципальных образований по привносу ЗВ в целом по субъекту.
