Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Основные направления изучения гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов 9
1.1. Понятие гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов
1.2. Методика исследований гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов 13
1.3. Интегральная оценка влияния регионального природопользования на безопасность водохозяйственных объектов 43
ГЛАВА II. Оценка природного потенциала водных ресурсов воронежской области 49
2.1. Гидрологические условия формирования водных ресурсов 49
2.2. Физико-географические особенности территории 51
2.3. Гидрохимические особенности поверхностных водных ресурсов 53
2.4. Саморегулирующие свойства гидросистем 56
ГЛАВА III. Гидроэкологическая оценка природно-антропогенного воздействия на качество водных ресурсов и обеспечение безопасности воронежской области 65
3.1. Природно-техногенное воздействие на качество и степень гидроэкологической безопасности поверхностных вод 65
3.2. Техногенное влияние на качество подземных водных ресурсов и обеспечение степени их безопасности 87
3.3. Пространственная дифференциация качества поверхностных вод Воронежской области с точки зрения их безопасности 93
ГЛАВА IV. Проблемы обеспечения гидро экологической безопасности водохозяйственных объектов воронежской области 105
4.1. Гидроэкологические направления водоохранного природопользования в регионе по обеспечению их безопасности 105
4.2. Оценка безотходных технологий и охраны водных ресурсов с точки зрения их безопасности 127
4.3. Гидроэкологическое нормирование антропогенных нагрузок на региональные водные ресурсы 133
4.4. Оценка экологического ущерба от загрязнения водных ресурсов и организация их безопасности 150
4.5. Рекомендуемый комплекс экологических мероприятий для обеспечения безопасности водохозяйственных объектов 154
Заключение 161
Библиография 165
Приложение 180
- Методика исследований гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов
- Гидрохимические особенности поверхностных водных ресурсов
- Техногенное влияние на качество подземных водных ресурсов и обеспечение степени их безопасности
- Оценка безотходных технологий и охраны водных ресурсов с точки зрения их безопасности
Введение к работе
Актуальность темы. В сфере экологической безопасности России остро стоит проблема качества поверхностных вод. На Третьем Всероссийском съезде по охране природы (2003 г.) было официально заявлено, что водопользование сталкивается с множеством проблем, порожденных, прежде всего, нерациональным использованием поверхностных и подземных вод.
Предотвращение загрязнения водных объектов и деградации рек, рациональное водопользование невозможно без знания региональных и локальных закономерностей распространения загрязняющих веществ в водной среде, способности рек к самоочищению, особенностей формирования устойчивости вод к техногенным воздействиям, трансформации образующихся соединений, их миграции в донные отложения. Качество воды — это ее состав и свойства, определяющие пригодность воды для конкретных видов водопользования. Кроме того, это индикатор экологической безопасности водохозяйственных объектов. Оценка качества воды является сложным многогранным процессом, зависящим как от природных особенностей территорий, так и от антропогенного прессинга. Качество воды оценивается разнообразными показателями, характер которых зависит от степени загрязнения воды и видов водопользования.
Загрязнение природных вод неочищенными сточными водами является одним из наиболее опасных видов деградации водных объектов, создающих серьезные экологические проблемы на территории Воронежской области. Поэтому весьма актуальным становится решение этих проблем путем обеспечения гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов.
Целью исследования является обеспечение гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов Воронежской области. '''' Цель обусловила постановку задач исследовании:
- изучение теоретических и методологических подходов гидроэколо
гической безопасности водохозяйственных объектов, связанных с загрязне
нием поверхностных вод;
- оценка природного потенциала водных ресурсов и природно-
антропогенных воздействий на их качество;
разработка основ гидроэкологического мониторинга и оптимизация гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов;
определение критериев рационального комплекса природоохранных мероприятий для обеспечения гидроэкологической безопасности.
Объектом исследования являются водохозяйственные объекты Воронежской области.
Предмет исследования — гидроэкологическая безопасность водохозяйственных объектов.
Методы исследования. В процессе исследования использованы методы сравнительно-географического, структурно-функционального, исторического и системного анализа бальных оценок. Реализация задач исследования проводилась с помощью комплексного гидрографического метода с исполь-
зованием типологического подхода к водным объектам, а также карт изолиний и районирования. Для получения необходимой информации использовались метод стационарных наблюдений и лабораторные исследования. Оценка параметров эмпирических зависимостей осуществлялась с применением методов математической статистики на основе использования фондовых данных, полученных в результате проведения мониторинга водных ресурсов Воронежской области. Статистические данные обрабатывались средствами программы Microsoft Excel.
Исходные данные. В основе диссертационной работы лежат результаты многолетнего изучения региональных особенностей формирования экологической обстановки в Воронежской области (1985-2005 гг.), анализа схем управления водными ресурсами; материалы обследования природных комплексов и источников загрязнения окружающей среды лабораторными методами, результаты проведения экологического аудита предприятий и собственного опыта деятельности в системе государственного контроля в сфере природопользования.
На защиту выносятся следующие основные положения:
-
Методологический подход к региональному экологическому нормированию и оценке экологического ущерба от загрязнения поверхностных водных ресурсов для обеспечения их гидротехнической безопасности.
-
Гидроэкологическая оценка эффективности методов очистки сточных вод и функционирования очистных сооружений.
-
Региональные закономерности формирования качества водных ресурсов в условиях интенсивного техногенного воздействия.
-
Результаты использования комплексного эколого-гидрологического районирования Воронежской области для обоснования мониторинга и оптимизации качества водных ресурсов.
-
Рекомендации по внедрению комплекса водоохранных мероприятий для обеспечения гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов.
Научная новизна работы заключается в следующем:
-
Впервые проведен комплексный анализ состояния поверхностных водных ресурсов Воронежской области для обеспечения их гидроэкологической безопасности.
-
Сформулирована концепция интегральной оценки качества поверхностных вод и введены категории степени опасности антропогенной нагрузки на гидросистемы.
3. Обоснованы: принципы количественной оценки водопользования с
учетом саморегулирующих свойств поверхностных вод.
-
Теоретически разработана и практически обоснована методология регионального мониторинга поверхностных вод с учетом гидроэкологической безопасности.
-
Впервые апробирована методика электрохимического обеззараживания вод с точки зрения их гидроэкологической безопасности.
-
Впервые проанализирована и оценена эффективность работы всех очистных сооружений в области с учетом степени их очистки.
-
Проведена оценка технологических и природоохранных ограничений использования водных ресурсов на территории области в целях обеспечения их гидроэкологической безопасности.
-
Автором запатентовано изобретение «Устройство электрохимического обеззараживания жидкости»
Внедрение результатов исследования и их апробирование. Результаты диссертационного исследования прошли апробацию посредством:
-
Участия в разработке «Программы обеспечения экологической безопасности Воронежской области на 1999-2001 г.г.» и постановления областной Думы об ее утверждении и коррекции этой программы до 2015 г.
-
Участия в разработке Программы «Экология и природные ресурсы Воронежской области на 2002-2010 годы» и ее коррекции в 2006 г.
-
Участие в разработке нормативных актов администрации Воронежской области «О водоохранных зонах водных объектов и их прибрежных защитных полосах»; «Об организации пропуска паводковых вод»; «О готовности гидротехнических сооружений к пропуску паводковых вод».
Результаты исследований вошли в областные доклады о состоянии окружающей среды Воронежской области 1989-2005 гг.
Разработанные автором методологические подходы комплексной оценки водных ресурсов внедрены в практическую работу Госкомитета по охране окружающей среды, Главного управления природных ресурсов и Управления Роспрйроднадзора, а также предприятий Воронежской области.
Научные результаты и положения, вошедшие в диссертационную работу, обсуждались на десяти конференциях различных уровней, проходивших в городах: Воронеж, Москва, Волгоград, Харьков, Киев.
Диссертация обсуждена и рекомендована к защите на кафедре эколо
гического образования в Воронежском государственном педагогическом уни
верситете. '''
Разработанные в ходе исследования теоретические и методические положения и фактический материал использовались в учебном процессе Воронежского государственного педагогического университета, при чтении лекционных курсов «Экологический контроль», «Экологический мониторинг», «Экологическая экспертиза», а также в руководстве дипломными работами студентов ВГУ, ВГПУ, ВГТА.
Практическая значимость работы. Полученные результаты позволяют определить потенциал и ресурсн}/то базу региона для рационального водопользования, разработать региональную политику при организации охраны и для улучшения состояния водных экосистем Воронежской области в свете реализации основных положений доктрины устойчивого развития. Они необходимы для разработки программ дальнейшего развития водопользования в регионе. Кроме того, результаты исследований могут служить инфор-
мациошюй базой для водопользователей при планировании своей деятельности.
Личный вклад. Автору принадлежат постановка проблемы и разработка теоретических и практических положений концепции оценки качества поверхностных вод. Им составлена программа исследований, выполнены полевые работы, произведены анализ фондовых материалов и обобщение полученных научных материалов, получено авторское свидетельство и патент.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 2 монографии (в соавторстве) и 26 научных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4-х глав, заключения, списка литературы. Диссертация изложена на 180 страницах, содержит 22 таблицы, 16 рисунков. Список использованной литературы включает в себя 155 наименований.
Методика исследований гидроэкологической безопасности водохозяйственных объектов
При оценке окружающей природной среды (экологическое состояние природы) к выбору наиболее ёмких и информативных критериев оценки состояния экосистем, их биотической и абиотической составляющих целесообразен комплексный подход [64]. Исходным концептуальным положением такого подхода являются отказ от механического суммирования состояния отдельных сред, выраженного в баллах, и оценка состояния экосистемы в целом. В этом случае учитывают функциональное единство природных компонентов, т.е. общая оценка формируется из оценок состояния биотических и абиотических факторов. Состояние гидросистемы оценивают по ограниченному числу критериев, что позволяет получать достаточно надежную информацию. При таком подходе не только удается избежать субъективизма, присущего балльным оценкам, но и представляется возможным раскрыть причину, обусловливающую состояние гидросистемы, что является основой для разработки конкретных природостабилизирующих рекомендаций.
В соответствии с основными положениями действующих директивных документов экологическая обстановка классифицируется по возрастанию степени (уровня) экологического неблагополучия в результате природно-антропогенных нарушений: относительно-удовлетворительная (норма-Н); напряженная или условно-удовлетворительная (риск-Р); кризисная или неудовлетворительная (кризис-К), адекватная зоне чрезвычайной экологической ситуации; катастрофическая (бедствие-Б), соответствует зоне экологического бедствия.
В основу выделения этих уровней положено ранжирование нарушений гидросистем по глубине и неотвратимости, т.е. по реальным, имеющим физическое выражение, морфологическим факторам. Принято различать следующие классы состояний и зоны нарушений: -экологической нормы (Н), или класса удовлетворительного (благоприятного) состояния ОПС, включающей территории без заметного снижения продуктивности и устойчивости экосистем, её относительной стабильности; удовлетворительного здоровья населения. Значения прямых критериев оценки ниже ПДК или фоновых; -экологического риска (Р), или класса условно удовлетворительного (неблагоприятного) состояния ОПС, имеющей территории с заметным снижением продуктивности и устойчивости систем, их нестабильным состоянием, ведущим в дальнейшем к спонтанной деградации экосистем, но ещё с обратимыми нарушениями. Территории требуют разумного хозяйственного использования и планирования мероприятий по их улучшению; здоровье населения ухудшено частично. Значения прямых критериев оценки незначительно превышают ПДК или фон; -экологического кризиса (К), или класса неудовлетворительного состояния ОПС (чрезвычайная экологическая ситуация). В эту зону входят территории с сильным снижением продуктивности и потерей устойчивости гидросистем, с труднообратимыми нарушениями; отмечена серьёзная угроза здоровью населения. Происходят устойчивые отрицательные изменения состояния естественных гидросистем (уменьшение видового разнообразия, исчезновение отдельных видов животных и растений, нарушение генофонда). Необходимы выборочное хозяйственное использование территорий и планирование их глубокого улучшения, Значения прямых критериев оценки значительно превышают ПДК или фон; -экологического бедствия - катастрофы (Б), или класса катастрофического состояния сред. Она включает территории с полной потерей продуктивности, глубокими, практически необратимыми нарушениями гидросистем; здоровье населения существенно ухудшено.Происходит разрушение естественных гидросистем (нарушение природного равновесия, деградация флоры и фауны, потеря генофонда). Значения прямых критериев оценки многократно превышают ПДК или фон.
Существует несколько подходов к классификации и иерархии показателей оценки состояния (классов) гидросистем.
Глубокие необратимые изменения необходимо рассматривать за относительно короткий исторический срок - не менее продолжительности жизни одного поколения людей.
Под существенным ухудшением здоровья населения понимают увеличение необратимых, несовместимых с жизнью нарушений здоровья, изменение структур причин смерти и появление специфических заболеваний, вызванных загрязнением окружающей среды. Под угрозой здоровью населения понимают существенное увеличение частоты обратимых нарушений здоровья (неспецифические заболевания, отклонения физического, нервно - психического развития и др.), связанных с загрязнением окружающей среды.
Состояние ОПС и качество среды обитания человека характеризуют критерии загрязнения водной среды, воды, почв, истощения природных ресурсов. Качество природной среды оценивается также совокупно, как с позиции общеэкологических, так и санитарно-гигиенических требований.
Под критерием подразумевают описание совокупности показателей, позволяющих охарактеризовать ухудшение состояния здоровья населения и окружающей среды.
Показатели означают размер, а параметры - границы интервалов, соответствующих степеням экологического неблагополучия территорий. Параметры приняты либо на основании научных, эксперементальных данных, либо экспертных оценок специалистов.
Биотические критерии имеют наибольшее значение, поскольку они не только чувствительны к нарушениям окружающей среды, но и наилучшим образом прослеживают зоны экологического состояния по размерам в пространстве и по стадиям нарушения во времени. Ботанические показатели весьма специфичны, так как разные виды растений и различные растительные ассоциации в неодинаковых географических условиях имеют разную чувствительность и устойчивость к нарушающим воздействиям и, следовательно, одни и те же показатели для классификации зон экологического состояния могут существенно варьировать для разных ландшафтов. При этом учитывают признаки негативных изменений на разных уровнях: организменном (фитопатологические изменения), популяционном (ухудшение видового состава и фитоценометрических признаков) и экосистемном (соотношение площади в ландшафте).
Гидрохимические особенности поверхностных водных ресурсов
Таким образом, динамика качества изменяется незначительно. Однако качество вод на протяжении течения реки через территорию области меняется. Так, качество воды на створах г. Воронежа и г. Лиски характеризуется как загрязненное. В остальных створах качество воды остается 3 класса чистоты.
Сравнение ИЗВ на северном и южном пограничных створах позволяет сделать вывод о том, что вследствие высокой способности к самоочищению, несмотря на наличие двух очагов с качеством воды 4 класса, приближаясь к южным границам области воды реки восстанавливаются до 3 класса чистоты. Но ИЗВ все таки повышается в южном направлении от 1,48 на северном до 1, 85 на южном створе. Следовательно, в южном направлении река аккумулирует сточные воды со всего водосбора и качество воды становится близким к 4 классу. Вследствие этого нами был проведен комплексный анализ качества вод притоков р. Дон в границах исследуемого региона. На основе проведенного анализа составлена карта - схема, отражающая локализацию загрязнения поверхностных вод в границах исследуемого региона. Таким образом, проведенный анализ динамики ИЗВ позволил выявить на территории исследуемого региона территории в бассейнах рек которых качество вод характеризуется как умеренно - загрязненое (ИЗВ 1 - 1,5); умеренно- загрязненное близкое к загрязненному (ИЗВ 1,5 - 2,0); загрязненное (ИЗВ 2,5 - 3,0); близкое к грязному (ИЗВ - 3, 5 и более). Следовательно, несмотря на стабильную динамику качества вод исследуемого региона можно сделать вывод о том, что на территории региона вследствие совокупного взаимодействия природных и техногенных факторов формируется стойкое загрязнение поверхностных вод, что делает их качество низким. Сохранение сложившейся ситуации может привести к тому, что, несмотря на достаточную водоопеспеченность в регионе может возникнуть дефицит питьевой воды. Избыточные котіентрации микроэлементов в подземных водах: Mn - марганец, N - азотные соединения Анализ данных вышеуказанных авторов показал, что на территории Воронежской области имеются геохимические аномалии в подземных водах, которые можно характеризовать, как геопатогенные участки. Они представляют собой геопатогенные зоны риска развития специфических заболеваний, связанных с употреблением воды низкого качества. Наиболее критические превышения содержания микроэлементов имеются по марганцу и азотным соединениям (рис.6). Значительные превышения марганца, достигающие критических значений в подземных водах наблюдаются в водах Подворонежья, правобережья р. Карачан, водораздела рек Елань-Савала и левобережного водораздела р. Битюг. Концентрация марганца в водах отмеченных площадей более 0,3 мг/дм3. Значительные участки подземных вод имеют недопустимые, токсичные для человека концентрации марганца. Такие воды полностью непригодны для питьевого водоснабжения населения. Большой вклад в рост заболеваемости населения региона вносит превышение концентраций азотных соединений в подземных водоисточниках. На территории имеется ряд пунктов в которых концентрации соединений азота значительно превышают фоновые и пороговые значения. Таким пунктами являются окрестности г. Павловска, стойкие очаги нитратного загрязнения подземных вод сформировались на левобережье Тихой Сосны, в грунтовых водах Россошанского, Новохоперского районов, р. п. Елань-Коленовский. В этих районах концентрация нитратов в 15-20 раз превышает ПДК. В подземных водах Калачской возвышенности среднее содержание нитратов составляет 10 мг/дм . В грунтовых водах Окско-Донской низменности нитратное загрязнение наблюдается в Новохоперском районе и в пределах г. Воронежа. В Новохоперском районе концентрация нитратов на территории МТФ у с. Полежаевки составила 67,5 мг/дм, а в колодцах с. Елань-Колено -267,9 мг/дм . Необходимо заметить, что повышенные концентрации нитратов отмечаются во многих сельских колодцах. Так, в с. Терновка содержание нитратов достигает 255 мг/дм . Таким образом, исходя из анализа динамики и состояния качества поверхностных и подземных вод Воронежской области можно сделать вывод о том, что на территории области стабильно сформировалось стойкое загрязнение пресных вод. Следовательно, постоянно имеется риск повышения заболеваемости в связи с водным фактором. Таким образом, при планировании экологического менеджмента необходимо учитывать не экономическую рентабельность водопользования региона, а уровень безопасности водопотребления для населения. Для осуществления расчетов такого плана нами были использованы методики В. Г. Лисиенко, О. Г. Дружинина, В. А. Морозова (2001).
Техногенное влияние на качество подземных водных ресурсов и обеспечение степени их безопасности
Общие прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод по Воронежской области были оценены на основе материалов по региональной оценке эксплуатационных запасов, выполненной в 70-е годы, а также уточнены по отчету «Оценка обеспеченности населения Российской Федерации ресурсами подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения» Воронежская область II этап. Суммарные прогнозные эксплуатационные ресурсы составляют 3515 тыс. куб. м/сут. Потребность в воде по Воронежской области на 2005 г. составляет 1950 тыс. куб. м/сут. Таким образом, можно считать, что область в целом надежно обеспечена ресурсами подземных вод. Но необходимо отметить, что их распределение по территории крайне неравномерно: наиболее обеспечены подземными водами северная, северо-западная и центральная ее части, наименее - южная, юго-восточная и северо-восточная части.
По химическому составу подземные воды, используемые для водоснабжения населенных пунктов, в большинстве своем соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода». Основными ингредиентами, содержание которых в питьевой воде в отдельных случаях превышает допустимые концентрации, являются железо, марганец, общая жесткость, нитраты. В меньшей степени отмечено несоответствие содержания в воде сухого остатка, хлоридов, сульфатов, СПАВ и других ингредиентов. По данным анализов, выполненных ГСЭН г. Воронежа и Воронежской области, бактериологические показатели подземных вод на централизованных водозаборах находятся в пределах допустимых нормативов.
В результате интенсивного освоения территории области на отдельных месторождениях и водозаборах подземных вод нарушаются границы зон санитарной охраны, происходит ухудшение качества извлекаемой воды, и использование подземных вод здесь становится проблематичным.
Хозяйственно-питьевое, промышленное, техническое водоснабжение населения, промышленных предприятий и орошение сельхозугодий Воронежской области в равной степени основано на использовании поверхностных и подземных вод. Подземные воды эксплуатируются буровыми скважинами, колодцами, каптированными родниками. Всего по области насчитывается около 1,7 тыс. групповых и одиночных водозаборов, включающих более 8,5 тыс. эксплуатационных скважин, пробуренных на различные водоносные комплексы или горизонты.
В целом по Воронежской области согласно федеральной статистической отчетности по форме 2ТП (водхоз) «Сведения об использовании воды» суммарный забор воды из природных водных объектов в 2005 г. составил 567,0 млн. куб. м, в том числе , подземных - 296,4 млн. куб. м. В последние годы прослеживается тенденция к сокращению забора воды для использования, что связано с падением объемов производства, сокращением поголовья скота и площадей орошаемого земледелия.
По данным государственного водного кадастра наиболее водоемкой отраслью экономики является промышленность. Расходы воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжения в 2005 г. - 2524,1 млн. куб. м. Процент экономии воды за счет использования систем оборотного водоснабжения по Воронежской области составляет 88%, в то время как в целом по бассейну р. Дон этот показатель равняется 67%. Потери воды во внешних сетях при транспортировке от водоисточников до потребителей в 2005 г. составили 4,96 млн. куб. м. Значительные объемы забранной воды теряются также в процессе промышленного производства вследствие несовершенства технологий и утечек в системах водоснабжения, в коммунальном хозяйстве из-за изношенности водопроводных сетей, несовершенства арматуры, утечек в водопроводных сетях.
Удельное водопотребление подземных вод для хозяйственно-питьевого водоснабжения по Воронежской области в среднем за год составило 0,345 куб. м/сут. на человека, при этом минимальное значение - 0,130 в Бутурлиновском районе, а максимальное - 0,410 - в Репьевском районе. Удельное водопотребление городского населения области для хозпитьевого водоснабжения в 2005 г. имеет следующие значения: средний показатель составил 0,171 куб. м/сут на человека, минимальное значение в Грибановском районе - 0,028, максимальное в Богучарском районе - 0,424. В сельских населенных пунктах удельное водопотребление для хозпитьевого водоснабжения в среднем по области составляет 0,277 куб. м/сут. на человека, минимальное значение - 0,175 - в Верхнехавском районе, максимальное -0,472 - в Кантемировской районе. В г. Воронеже и населенных пунктах, входящих в его черту, удельное водопотребление выше по среднему показателю, чем в области - 0,499 куб. м/сут. на человека, в самом городе -0,537 куб. м/сут. на человека.
Из 812 тыс. куб. м/сут. извлеченной пресной подземной воды в среднем за год использовано 790 тыс. куб. м/сут., из них на хозпитьевые нужды использовано 539,7, на производственно-техническое водоснабжение - 108 тыс. куб. м/сут., на орошение земель - не отбиралось. Сброс без использования составил 22 тыс. куб. м/сут. Водоотбор подземных вод по г.Воронежу составил за 2005 г. - 471 тыс. куб. м/сут., из них на хозпитьевое водоснабжение пришлось - 446, на производственно-техническое - 25. Необходимо отметить, что, несмотря на достаточную обеспеченность ресурсами подземных вод, в области остро ощущается нехватка воды на хозпитьевые нужды, особенно в крупных населенных пунктах. Так, в городе Воронеже дефицит воды составляет 130 тыс. куб. м/сутки.
Из 32 сельских районных центров Воронежской области только в 20 в настоящее время действует централизованная канализация с направлением сточных вод на внеплощадочные очистные сооружения. Полностью отсутствуют централизованная канализация и очистные сооружения (о/с) сточных вод в следующих населенных пунктах: селах Воробьевка, Панино, Репьевка, Терновка, районных поселках Петропавловка, Грибановка, Ольховатка, Таловая. Во многих населенных пунктах сети канализации пришли в аварийное состояние и требуют капитального ремонта и замены. Это в первую очередь относится к городам Борисоглебск, Калач, Россошь, Семилуки, в которых в неисправном состоянии находятся напорные канализационные коллекторы достаточно большой протяженности. Водоснабжение г. Воронежа базируется на использовании подземных вод неоген-четвертичного комплекса и осуществляется 2 коммунальными и 138 ведомственными водопроводами.
Эксплуатация 7 основных водоподъемных станций (ВПС) с 265-ю скважинами глубиной от 20 до 60 м. Система водоснабжения имеет две зоны -правобережную (верхнюю) и левобережную (нижнюю). Водоразводящая сеть города закольцована. Все действующие ВПС расположены в зоне влияния Воронежского водохранилища и не имеют необходимых зон санитарной охраны.
Оценка безотходных технологий и охраны водных ресурсов с точки зрения их безопасности
Современная техника позволяет получить из сточных вод воду природного качества, однако стоимость очистки при этом очень высока. Уже сейчас стоимость очистных сооружений составляет 30-40% и даже 50% стоимости промышленного предприятия. Повышение степени очистки с 85 до 95% увеличивает стоимость очистки в два-три раза. При дальнейшем углублении очистки капиталовложения возрастают примерно в десять раз на каждый процент удалённых загрязнений.
Ежегодно на строительство очистных сооружений и проведение других водоохранных мероприятий в Воронежской области выделяется более 40 млн. руб. капитальных вложений; За последние десять лет суммарные затраты составили около 400 млн. руб. Но только наличие таких сооружений не решает задачу полного прекращения выноса загрязнений в водоёмы. Современные очистные сооружения при разумных экономических затратах способны удалить из сточных вод до 95% органических и до 40% неорганических соединений.
Создание замкнутой системы хозяйства предусматривает внедрение эффективных, прежде всего физико-химических методов очистки сточных вод, установление научно обоснованных допустимых концентраций солей, нефтепродуктов и других компонентов в оборотной воде с учётом её эпидемиологической и токсикологической безопасности для каждого замкнутого цикла, создание максимально возможного количества локальных замкнутых циклов с многократным использованием воды в них, извлечение из сточных вод ценных компонентов, переработку с целью утилизации выделенных осадков и минерализированных вод.
Оборотное водоснабжение - эффективный метод борьбы с загрязнением водоёмов и рек, так как позволяет резко сократить расход свежей воды и уменьшить объем сточных вод. В целом по области экономия «свежей» воды за счет водооборота достигает в настоящее время примерно 68%.
По данным Управления Росприроднадзора по Воронежской области в системах оборотного водоснабжения и повторного использования сточных вод промышленности в 1990 г. находилось 3,572 км , а в 2000 г - 3,54 км . К 2010 г. оборотное и повторное использование воды намечено довести до 75% общей потребности промышленности в воде [4].
Введение оборотного водоснабжения за счет использования сточных вод самого предприятия или расположенных по соседству заводов и населенных пунктов особенно эффективно и обычно обходится дешевле, чем получение свежей воды. При производстве синтетического каучука в результате некоторого изменения и дополнений в технологии отдельных процессов возможно повторное использование сточных вод и сокращение расхода свежей воды в 4-5 раз.
Применение подобной оптимальной схемы водоснабжения на сахарном заводе средней производительности (25 тыс. ц сахарной свеклы в сутки и при работе завода 140 суток в год) дает экономию капитальных затрат порядка 3-4 млн. руб., а эксплутационных расходов 46,5-52,5 млн. руб. в год. Расход свежей воды уменьшается более чем в 2 раза. О возможном при этом размере экономии воды и средств можно судить по тому, что в области имеется 9 сахарных заводов.
Внедрение оборотного водоснабжения даёт значительный эффект, который выражается не только в экономии свежей воды, снижении капитальных затрат и эксплутационных расходов, но и в существенном уменьшении загрязнения поверхностных вод и полной его ликвидации при замыкании оборотных циклов [30]. На предприятиях области действуют 284 системы оборотного и повторно-последовательного водоснабжения общей мощностью 3542,6 млн. м3. Крупнейшим водопользователем области является Нововоронежская АЭС.
По результатам работы НВ АЭС водопотребление из р. Дон на технические нужды в 2002 г. составило 233956,4 тыс. м и по сравнению с 1999 годом увеличилось на 5735 тыс. м , в том числе из р. Дон на техническое прямоточное водопотребление забрано 176433,7 тыс. м , подпитка оборотных систем и промнужды (выработка химобессоленной воды) - 57522,7 тыс. м3; 1999 г. - забор воды всего - 228221,4 тыс. км3, в том числе прямоточное водопотребление - 175527,7 тыс. м , подпитка оборотных систем и промнужды (выработка химобессоленной воды) - 52693,7 тыс. м .
Расход воды в системах оборотного водоснабжения 3,4, 5 блоков в 2002 г. увеличился по сравнению с 1999 г. на 127514,6 тыс. м3 и составил 2154792,7 тыс. м3. Одним из важнейших элементов безотходной технологии для всех отраслей является создание замкнутых бессточных и безотходных систем водного хозяйства на промышленных и сельскохозяйственных территориях, в промузлах и экономических районах. В Воронежской области по замкнутому циклу работают такие крупные водопользователи как Россошанское ОАО «Минудобрения», ОАО «Семилукский огнеупорный завод», что позволяет ежегодно экономить около 40 млн, куб. м свежей воды. Отличительной особенностью ЗСВ является необходимость иметь в их составе установки для утилизации отходов, наличие которых и позволяет сделать систему замкнутой. ЗСВ следует разделить на «бессточные» и «безотходные» системы [4]. Работа по совершенствованию самих ЗСВ и их внедрению должна проводиться по следующим направлениям: 1) Экономическое. Существующие ЗСВ весьма дороги и не корелируются со стоимостью основных фондов. Необходимо иметь большой набор различных типоразмеров ЗСВ, стоимость которых составляла бы определенный процент (например, для химической промышленности 3-6 %) от стоимости основных фондов. Эффективную систему заинтересованности во внедрении ЗСВ можно осуществить посредством введения значимой платы за использование свежей воды в промышленности. Шкала стоимости может быть меняющейся в зависимости от объема водооборота (при максимальном объеме - минимальная плата), а так же, вероятно, от размера безвозвратных потерь (при значительных потерях, т. е. несовершенном производстве, - повышенная).
