Защита водных ресурсов - реферат. Охрана и защита природных вод

Охрана и защита природных вод

Под охраной и защитой природных вод следует понимать систему мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения и засорения поверхностных и подземных вод. Для предохранения поверхностных вод от загрязнений проводят различные мероприятия. Наиболее значимыми из них являются следующие: - совершенствование технологических процессов в промышленности для снижения водопотребления и создания оборотных систем водоснабжения; - обеспечение полной биологической очистки сточных вод промышленных предприятий и населенных мест; - рациональное водопользование в сельском хозяйстве, включая обоснованность применения удобрений и пестицидов, а также ведение хозяйства в пределах территории водосбора; - соблюдение природоохранных норм добычи и переработки полезных ископаемых, их обогащения и транспортировки; - соблюдение правил производства буровых и строительных работ (где они ведутся) в водоохранных зонах; - сокращение (а по возможности и предотвращение) поступления в водоемы биогенных элементов (азота и фосфора); - соблюдение водоохранных зон и правил хозяйственной деятельности в них; - обеспечение постоянного контроля за состоянием водоемов и показателей (нормативов) по составу и свойствам качества воды; - разработка и внедрение малоотходных технологий. Улучшению качества поверхностных вод способствуют предупредительные, организационные и технические методы. Одним из них является самоочищение, которое возможно за счет жизнедеятельности высших водных растений (камыш, рогоз, узколистный тростник, ряска, водоросли), насыщающих воду кислородом (так как под воздействием кислорода в воде снижается содержание ионов кальция и магния). Суть этого метода заключается в поддержании и восстановлении водоемов. В последние годы стали широко применяться для деэвтрофикации загрязненных водоемов растения (водный гиацинт, пистия, аир, сосенка водяная, рдест), которые обеспечивают значительный прирост биомассы (до 100 кг/м2 в месяц), а соответственно и снижение загрязняющих веществ. Одним из существенных мероприятий по охране от загрязнения поверхностных вод является соблюдение границ водоохранных зон, которые несут важную защитную функцию на любом водном объекте, особенно на малых реках, составляющих в России свыше 95% водотоков. Эти зоны включают в себя: пойму реки, надпойменные террасы, бровки и крутые склоны коренных берегов, участки эродированных земель, балки протяженностью более 10 км или любой длины, но при крутизне склонов более 8 °. Под охраной подземных вод понимается комплекс мероприятий, направленных на сохранение и улучшение такого качественного и количественного состояния подземных вод, которые позволяют использовать их в народном хозяйстве. Охрана подземных вод заключается в строгом соблюдении водного законодательства, предусматривает комплекс профилактических мер и специальных водоохранных мероприятий, которые подразделяются на профилактические и специальные. В профилактические меры входит следующее: выбор месторасположения объекта (промышленного, сельскохозяйственного) с минимальным воздействием на окружающую природную среду и подземные воды; тщательное соблюдение зон санитарной охраны водозаборов подземных вод и др. Специальные мероприятия включают в себя: сооружения защитных водозаборов для перехвата загрязненных подземных вод и гидравлические водоразделы (завесы) между областью вод и эксплуатируемыми чистыми подземными водами, а также создание непроницаемых экранов (стенок) вокруг очага загрязнения и др. Для подземных вод основными отрицательными последствиями антропогенного воздействия являются загрязнение и истощение. Проведение специальных защитных мероприятий требует больших затрат, зачастую представляет собой сложную и громоздкую техническую систему, в которую входит обязательная очистка откачиваемых загрязненных вод. Следует иметь в виду, что загрязнение подземных вод взаимосвязано с состоянием окружающей среды: невозможно предотвратить их загрязнение, если отходы поступают в поверхностные воды, атмосферу, почву, поскольку круговоротом воды эти составляющие биосферы тесно связаны. Поэтому в охране подземных вод наиболее важными являются предупредительные мероприятия, не допускающие их загрязнения. Под истощением подземных вод понимается уменьшение их естественных и (или) искусственных запасов вследствие превышения расходования подземных вод над их питанием. Причинами подобного истощения могут быть вырубка лесов, распашка земель, спрямление и отвод рек, отбор подземных вод водозаборами, водопонизительными установками, дренажами и т.д. При этом истощение может иметь временный (сезонный) и постоянный (из-за хозяйственной деятельности) характер. Пополнение запасов подземных вод осуществляется: благодаря созданию плотин, дамб, запруд, прудов, регулирующих сток водотоков или атмосферный сток; путем перекачки вод из напорных горизонтов; задержки снеготаяния; благодаря применению биохимически очищенных сточных вод; уменьшению испарения; совершенствованию способов полива и орошения сельхозугодий. Следует при этом учитывать, что санитарными органами установлены стандарты качества вод для искусственного пополнения. Нерациональное использование подземных вод (как и поверхностных вод) имеет экономические, социальные и экологические аспекты воздействия как на человека, так и на природу. В гидросфере, так же как и в целом в биосфере, четко прослеживается действие экологического постулата «все связано со всем». По данным Водного кадастра в России насчитывается свыше 127 тыс. рек протяженностью от 10 до 200 км. Из этих тысяч отобраны около 600 речек, нуждающихся в охране. Во избежание их загрязнения и истощения вдоль рек созданы или создаются обязательные водоохранные зоны, в которых запрещено распахивать земли, применять ядохимикаты, выпасать скот. Основная задача водоохранных зон - обеспечивать и поддерживать благоприятный режим, улучшать состояние малых рек и водоемов, защищать их от заливания продуктами эрозии почвы, избегать загрязнения пестицидами и биогенными веществами. Защита рек и водоемов от загрязнения может происходить путем их самоочищения. Например, интенсивное течение рек обеспечивает хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц. Оседание в воде нерастворимых осадков, а также отстаивание загрязненных вод способствуют самоочищению водоемов. Снижение температуры воды благоприятствует длительному сохранению попадающих в водоемы бактерий и вирусов. Так, в умеренной климатической зоне самоочистка реки происходит на участке, находящемся в 200...300 км от места загрязнения, а на Крайнем Севере расстояние до этого участка увеличивается до 2 тыс. км. Физическим фактором самоочищения водоемов является ультрафиолетовое излучение Солнца, под влиянием которого происходит обеззараживание воды. Из химических факторов самоочищения водоемов следует отметить окисление органических и неорганических веществ. Загрязнение водоемов химическими веществами приводит к нарушению нормальных процессов самоочищения воды, изменению некоторых важных свойств микробов и в конечном итоге - к изменению качества воды. Биологическим фактором самоочищения является совокупность населяющих воду организмов: бактерий, водорослей, различных беспозвоночных животных, поэтому так важно поддерживать условия, делающие воду пригодной для их существования. Гибели бактерий и вирусов могут способствовать некоторые химические вещества и представители животного мира. Так, устрицы и некоторые виды амеб адсорбируют кишечные и другие вирусы, а моллюск Дрейссена, напоминающий по виду южную мидию, пропускает через себя загрязненную органическими весями воду, минерализует и осаждает ненужные вещества.

Вода — это самый ценный природный ресурс. Ее роль — участие в процессе обмена всех веществ, которые являются основой любой жизненной формы. Невозможно представить себе деятельность промышленных, сельскохозяйственных предприятий без использования воды, незаменима она в бытовой жизни человека. Вода необходима всем: людям, животным, растениям. Для кого-то она является средой обитания.

Бурное развитие жизнедеятельности людей, нерачительное использование ресурсов привело к тому, что э кологические проблемы (загрязнение воды в том числе), стали слишком острыми. Их решение стоит у человечества на первом месте. Ученые, экологи всего мира бьют тревогу и пытаются найти решение мировой проблемы

Источники загрязнения воды

Причин загрязнения достаточно много, и не всегда виной этому человеческий фактор. Природные катаклизмы также наносят вред чистым водоемам, нарушают экологическое равновесие.

Самыми распространенными источниками загрязнения воды считаются:

Промышленные, бытовые сточные воды. Не прошедшие систему очистки от химических вредных веществ, они, попадая в водоем, провоцируют экологическую катастрофу.

Третичная очистка. Вода обрабатывается порошками, специальными составами, многоэтапно фильтруется, убивая вредные организмы и уничтожая другие вещества. Используется для бытовых нужд граждан, а также в пищевой промышленности, в сельском хозяйстве.



- радиоактивное загрязнение воды

К основным источникам, которые загрязняют Мировой океан, относятся следующие радиоактивные факторы:

• испытания ядерного оружия;

  сбросы радиоактивных отходов;

  крупные аварии (суда с атомными реакторами, ЧАЭС);

  захоронения на дне океанов, морей радиоактивных отходов.

Экологические проблемы и загрязнение воды в том числе напрямую связаны с заражением радиоактивными отходами. Например, французские и английские атомные заводы заразили практически всю Северную Атлантику. Наша страна стала виновницей загрязнения Северного Ледовитого океана. Три атомных подземных реактора, а также производство Красноярск-26 засорили крупнейшую реку Енисей. Очевидно, что радиоактивные продукты попали в океан.



Загрязнение мировых вод радионуклидами

Остро стоит проблема загрязнения вод Мирового океана. Кратко перечислим самые опасные радионуклиды, попадающие в него: цезий-137; церий-144; стронций-90; ниобий-95; иттрий-91. Все они обладают высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепочкам и концентрируются в морских организмах. При этом создается опасность как для человека, так и для гидробионтов.

Акватории арктических морей подвергаются сильным загрязнениям различных источников поступления радионуклидов. Люди беспечно сбрасывают опасные отходы в океан, тем самым превращая его в мертвый. Человек, наверно забыл, что океан — это главное богатство земли. Он обладает мощными биологическими и минеральными ресурсами. И если мы хотим выжить, необходимо срочно принимать меры по его спасению.

Пути решения

Рациональное потребление воды, охрана от загрязнений — главные задачи человечества. Пути решения экологических проблем по загрязнению вод ведут к тому, что прежде всего большое внимание следует уделять сбросам опасных веществ в реки. В промышленных масштабах необходимо усовершенствовать технологии по очистке сточных вод. В России необходимо ввести закон, который бы повышал взимание платы за сбросы. Вырученные средства должны направляться на разработку и сооружение новых экологических технологий. За наименьшие выбросы плату нужно снижать, это будет служить мотивацией к сохранению здоровой экологической обстановки.

Большую роль в решении экологических проблем играет воспитание подрастающего поколения. С ранних лет необходимо приучать детей к уважению, любви к природе. Внушать им, что Земля — наш большой дом, за порядок в котором ответственен каждый человек. Воду необходимо беречь, не лить ее бездумно, стараться, чтобы в канализацию не попадали посторонние предметы и вредные вещества.



Заключение

В заключение хочется сказать, что экологические проблемы России и загрязнение воды волнуют, пожалуй, каждого. Бездумное расточительство водных ресурсов, захламление рек различным мусором привело к тому, что в природе осталось совсем немного чистых, безопасных уголков. Экологи стали намного бдительнее, принимаются множественные меры по восстановлению порядка в окружающей среде. Если каждый из нас задумается о последствиях нашего варварского, потребительского отношения, положение можно исправить. Только сообща человечеству удастся спасти водоемы, Мировой океан и, возможно, жизнь будущих поколений.

Лично я не могу представить свою жизнь без воды. Вода широко используется в быту. Каждый мой день начинается с водных процедур. Чтобы приготовить еду, заварить чай, чтобы постирать белье или помыть полы – для всего этого нужна вода. Она применяется и в других отраслях. Без нее попросту невозможна жизнь на Земле. Осознаете всю важность этой привычной нам жидкости?

Загрязнение воды: чем оно вызвано

Жизнедеятельность людей развивается слишком активно. Бурный прогресс приводит к многочисленным экологическим проблемам, в том числе, связанным с водой. Решение этих проблем крайне важно для всего человечества.

Загрязнение воды происходит по многим причинам, которые даже не всегда связаны с человеческой деятельностью. Итак, источники загрязнения:

Охрана воды от загрязнения

Это, пожалуй, одна из важнейших задач человечества. В первую очередь, охрана воды от загрязнения направлена на минимизирование сбросов в реки и другие водоемы. В промышленности разрабатываются новые, более совершенные технологии по очистке стоков. Мое мнение такое: вообще нужно существенно повысить штрафы за сбросы, а вырученные на этом средства распределить на проектирование и сборку новых технологий.

Кроме того, важно и правильное воспитание нового поколения людей. С детства нужно прививать уважение к природе, учить бережному отношению к воде, не лить ее без надобности, а также не сливать в канализацию вредные вещества.

Охра́на вод – система мер, направленных на предотвращение, ограничение и устранение последствий загрязнения , засорения и истощения вод (ГОСТ 17.1.1.01-77. Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения).

Охрана вод от загрязнения – система мер, направленных на предотвращение, ограничение и устранение последствий загрязнения (СанПиН 2.1.5.980-00. Водоотведение населённых мест, санитарная охрана водных объектов . Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Термины и определения).

Охрана водных объектов – система мероприятий, направленных на сохранение и восстановление водных объектов (Водный кодекс Российской Федерации от 3 июня 2006 г. № 74-ФЗ).

Вода – один из главных компонентов природной среды, основы охраны которой приведены в Федеральном законе «Об охране окружающей среды». Непосредственно основные принципы и правила охраны вод отражены в водном законодательстве.

На всех водопользователей в законодательном порядке возлагается обязанность сокращать объёмы изъятия и потери воды, не допускать засорения, истощения и загрязнения водных объектов. Запрещён сброс сточных вод (СВ) в водные объекты, если последние отнесены к особо охраняемым, содержат природные лечебные ресурсы, находятся в местах массового отдыха населения или курортных зонах, а также в местах нереста и зимовки ценных видов рыб и т.п.

В основу охраны вод положены следующие основные принципы:

Нормирование качества вод состоит в установлении для воды водного объекта совокупности допустимых значений показателей её состава и свойств, в пределах которых надежно обеспечиваются здоровье населения, благоприятные условия для хозяйственного использования вод и экологическое благополучие водного объекта.

К нормативам качества вод относятся:

• нормативы, установленные в соответствии с химическими показателями состояния вод, в том числе нормативы предельно допустимых концентраций химических веществ, включая радиоактивные вещества;
• нормативы, установленные в соответствии с физическими показателями состояния окружающей среды, в том числе с показателями уровней радиоактивности и тепла;
• нормативы, установленные в соответствии с биологическими показателями состояния вод, в том числе видов и групп растений, животных и других организмов, используемых как индикаторы качества вод, а также нормативы предельно допустимых концентраций микроорганизмов.

Допустимые значения показателей состава вод устанавливаются в зависимости от вида водопользования . В настоящее время выделяют следующие виды водопользования : хозяйственно-питьевое, культурно-бытовое и рыбохозяйственное. Хозяйственно-питьевое водопользование предусматривает использование водных объектов в качестве источников хозяйственно-питьевого водоснабжения населения и предприятий пищевой промышленности. Под культурно-бытовым водопользованием понимается использование водных объектов для купания, отдыха и занятий спортом. Требования к качеству воды для этого типа водопользования распространяются на все водные объекты, находящихся в черте населённых пунктов.

Практически все водные объекты отнесены к рыбохозяйственным и делятся, исходя из требований рыбного хозяйства, на три категории. К высшей категории относятся места нерестилищ, массового нагула и зимовья ценных видов рыб, а также охранные зоны хозяйств, занимающихся разведением и выращиванием рыб и других водных животных. К первой категории относятся водоёмы и водотоки , которые используются для сохранения и воспроизводства ценных видов рыб, имеющих высокую чувствительность к концентрации растворённого кислорода в воде; ко второй категории относятся водоёмы, используемые для иных рыбохозяйственных нужд.

Существуют две группы нормативов качества: первая группа установлена исходя из рыбохозяйственного использования водных объектов, вторая группа – из санитарно-гигиенических требований. Разработку и утверждение государственных санитарно-эпидемиологических правил и гигиенических нормативов осуществляет Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) .

Нормирование антропогенного воздействия заключается в ограничении негативного воздействия на водные объекты при хозяйственной и иной деятельности. К видам негативного воздействия на водные объекты относятся: сбросы загрязняющих веществ , иных веществ и микроорганизмов в поверхностные водные объекты, подземные водные объекты и на водосборные площади ; шумовое, тепловое, электромагнитное, ионизирующее и другие виды физических воздействий. Также устанавливаются нормативы изъятия вод из водных объектов.

Нормативы допустимых сбросов веществ и микроорганизмов устанавливаются для стационарных, передвижных и иных источников воздействия на окружающую среду субъектами хозяйственной и иной деятельности исходя из нормативов допустимой антропогенной нагрузки на водный объект или водохозяйственный участок, нормативов качества воды , а также технологических нормативов.

Нормативы допустимого воздействия на окружающую среду должны обеспечивать соблюдение нормативов качества окружающей среды (вод) с учётом природных особенностей территорий и акваторий. За превышение установленных нормативов допустимого воздействия на водные объекты субъекты хозяйственной и иной деятельности в зависимости от причинённого окружающей среде вреда несут ответственность в соответствии с законодательством.

Для контроля соблюдения водохозяйственного законодательства проводятся регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, за количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод, что обеспечивается Государственной системой мониторинга водных объектов .

В настоящее время в рамках системы мониторинга проводятся следующие основные виды наблюдений:

• за состоянием загрязнения поверхностных вод суши и морей;
• за химическим составом и кислотностью атмосферных осадков и снежного покрова;
• за фоновым загрязнением водных объектов;
• за радиоактивным загрязнением водных объектов.

Основу Государственной системы мониторинга составляет наблюдательная сеть Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет), которая решает следующие задачи:

Система мониторинга базируется на сети пунктов режимных наблюдений, которые устанавливаются на водоёмах и водотоках как в районах с повышенным антропогенным воздействием, так и на незагрязнённых участках.

Помимо Росгидромета мониторинг поверхностных и подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевых целей, осуществляет Роспотребнадзор.

Ведение локального мониторинга в зоне их влияния в соответствии с законодательством возложено на хозяйствующие субъекты.

Организация и осуществление государственного мониторинга водных объектов в порядке, установленном законодательством Российской Федерации, возложено и на бассейновые водные управления . Велика роль наблюдательной сети бассейновых водных управлений в мониторинге трансграничных водных объектов, т. е. водных объектов, формирующих свой сток на территории двух и более государств.

Платность водопользования – основа, на которой базируется экономическое регулирование использования, восстановления и охраны водных объектов. Любое пользование водным объектом является платным. Ставки платы за пользование водными объектами, порядок расчёта такой платы устанавливается соответственно Правительством Российской Федерации, органами государственной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления.

Объекты налогообложения – виды пользования водными объектами:

• забор воды из водных объектов;
• использование акватории водных объектов, за исключением лесосплава в плотах и;
• использование водных объектов без забора воды для целей гидроэнергетики;
• использование водных объектов для целей сплава древесины в плотах и кошелях.

Выплаты, связанные с водозабором, составляют около 85% общей суммы соответствующего налога и платежей (остальное приходится на налог/платежи за использование водных объектов для гидроэнергетики и иных целей). Часть платежей составляют платежи за негативное воздействие на водные объекты.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 30 июля 2004 г. № 400 функции государственного надзора в области использования и охраны водных объектов возложены на Федеральную службу по надзору в сфере природопользования (Росприроднадзор), находящуюся в ведении Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации .

Данная служба осуществляет свою деятельность непосредственно через свои территориальные органы (Управления Росприроднадзора в соответствующих субъектах Российской Федерации) во взаимодействии с другими федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления, общественными объединениями и иными организациями.

Территориальные органы Росприроднадзора совместно с представителями Центра лабораторного анализа и технических измерений (ФБУ ЦЛАТИ) по соответствующему федеральному округу осуществляют контроль водопользователей.

Санитарно-эпидемиологический надзор на водных объектах и системах водоснабжения осуществляет Роспотребнадзор. Органы Роспотребнадзора проводят как плановые, так и внеплановые проверки предприятий на предмет соблюдения требований санитарного законодательства, защиты прав потребителей.

Соблюдение принципа: загрязнитель платит. Этот принцип включает два положения: во-первых, платежи должны идти целевым назначением на процессы восстановления, реабилитации водных объектов и никуда более; во-вторых, платить должен не только тот, кто сбрасывает загрязняющие вещества в водные объекты, но всякий, кто оказывает на водные объекты и их водосборы иные негативные виды воздействия, в том числе и в результате аварийных ситуаций (аварии на транспорте, продуктопроводах). При наличии этих двух дополнений сформулированный выше принцип становится принципом компенсации: наносящий природе ущерб обязан содействовать её оздоровлению. Иными словами, всякая деятельность, наносящая ущерб водным объектам, должна быть одновременно источником средств, труда по их восстановлению (реабилитации).

Охрана вод (водных объектов) включает реализацию следующих конкретных мероприятий:

• установление водоохранных зон и прибрежных защитных полос, примыкающих к береговой линии водных объектов;
• установление зон санитарной охраны источников водоснабжения;
• строительство очистных сооружений перед сбросом производственных и коммунальных сточных вод в водные объекты;
• внедрение оборотных систем водоснабжения на промышленных предприятиях;
• сбор и очистку ливневых вод с территорий населённых пунктов (селитебных территорий), площадок предприятий и других объектов.

Водоохранными зонами являются территории, прилегающие к береговой линии морей, рек, ручьёв, каналов, озёр и водохранилищ с установленным специальным режимом осуществления хозяйственной деятельности.

Зоны санитарной охраны организуются в составе трёх поясов: первый пояс (строгого режима) включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водопроводных сооружений и водопроводящего канала . Его назначение – защита места водозабора и водозаборных сооружений от случайного или умышленного загрязнения и повреждения. Второй и третий пояса (пояса ограничений) включают территорию, предназначенную для предупреждения загрязнения воды источников водоснабжения.

Очистные сооружения представляют собой комплекс инженерных сооружений в системе канализации населённого места или промышленного предприятия, предназначенный для очистки сточных вод от содержащихся в них загрязнений. Цель очистки – подготовка сточных вод к использованию на производстве или к спуску вводные объекты.

Производственные сточные воды, как правило, подвергаются вначале очистке на локальных очистных сооружениях для снижения концентрации загрязнений, извлечения и утилизации находящихся в них полезных веществ, а также для подготовки этих вод к очистке на общезаводских очистных сооружениях (если это необходимо). После локальной очистки или обработки на общезаводских очистных сооружениях сточные воды могут быть снова использованы в технологическом процессе. В отдельных случаях очищенные производственные воды спускаются в водоёмы либо (без полной очистки) – в городские канализационные системы.

В настоящее время стоит задача расширения систем оборотного водоснабжения, обеспечивающих как снижение потребления свежей воды из водных объектов или систем водоснабжения, так и снижение сбросов загрязнённых вод в водные объекты.

ЛЕКЦИЯ 6

ТЕМА: Охрана водных ресурсов

ПЛАН:

1. Свойства воды

2. Распространение и состояние воды

3. Мировые запасы воды

4. Водные ресурсы России

5. Роль воды в природе

6. Состав природной воды

7. Круговорот воды в природе

8. Проблема недостатка пресной воды

9. Регулирование рационального использования и охрана водных ресурсов

10. Правовые основы охраны водных ресурсов

11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды

Водные запасы на Земле огромны, они образуют гидросферу одну из мощных сфер нашей планеты. Гидросфера, литосфера, атмосфера и биосфера взаимосвязаны, проникают одна в другую и находятся в постоянном, тесном взаимодействии. Все сферы в своем составе имеют воду. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов . Гидросфера объединяет Мировой океан, моря, реки и озера, болота, пруды, водохранилища , полярные и горные ледники, подземные воды, почвенную влагу и пары атмосферы.

1. Свойства воды

Вода - химическое соединение водорода и кислорода (H2O) жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотностью 1 г/см3 при температуре 3,98 °С. При 0°С вода превращается в лед, при 100°С - в пар. Молекулярная масса воды 18,0153. По, химический состав воды может быть представлен формулой Н2On при значении п, равном Не все молекулы воды одинаковы: наряду с обычными молекулами, имеющими массу 18, присутствуют молек,21 и даже 22.

Вода - уникальное вещество по своим физическим и химическим свойствам. Полярность молекул воды и наличие между ними «водородных» связей определяют ее уникальные свойства. Плотность воды наибольшая при температуре 3,98 °С, дальнейшее охлаждение приводит к переходу ее в лед и сопровождается уменьшением плотности. Уменьшение объема вместо расширения происходит при плавлении (таянии) льда. Летучесть воды небольшая. У воды аномально высокие теплота плавления и удельная теплоемкость, при плавлении льда теплоемкость увеличивается более чем в двое. Теплоемкость воды с повышением температуры до 27 °С уменьшается, а затем вновь начинает возрастать. Вязкость воды (при температуре от 0 до 30 °С) уменьшается с повышением давления.

2. Распространение и состояние воды

Вода - наиболее распространенное на Земле вещество. Она находится в трех фазах: газообразной (пары воды), жидкой и твердой. Различают воду атмосферную, поверхностную (гидросфера) и подземную.

В атмосфере вода встречается в парообразном состоянии в воздушной оболочке, окружающей Землю, в капельно-жидком состоянии - в облаках, туманах и в виде дождя, твердом - в виде снега, града и кристалликов льда высоких облаков.

В жидком состоянии вода находится в гидросфере: вода океанов, морей, озер, рек, болот, прудов и водохранилищ. В твердом состоянии вода в виде льда и снега находится у полюсов планеты, на горных вершинах, зимой покрывает водоемы на значительных площадях. В горных породах литосферы вода встречается в виде пара. Существует капиллярная, гравитационная, кристаллизационная вода.

3. Мировые запасы воды

Общая площадь океанов и морей в 2,5 раза больше площади суши, а объем воды на Земле составляет 1,5·109 км3. Более 95% воды - соленая. Мировой океан занимает площадь 361 млн км2, что составляет 70,8% поверхности Земли. При средней глубине океана в 3800 м общий объем воды достигает 1370 млн км3. При расчете ресурсов подземных вод полагают, что в мантии Земли содержится 0,5% воды, общий объем которой составляет примерно 13-15 млрд км3 воды. Возможный приток глубинных вод в земную кору и на поверхность планеты составляет в среднем 1 км3 в год. При среднем абсолютном возрасте Земли в 3,5 млрд лет объем поверхностных вод должен составить около 3,3 млрд км3. Объем свободной воды в земной коре (подземные воды) оценивал в 60 млн км3.

4. Водные ресурсы России

Россия омывается водами 12 морей, принадлежащих трем океанам. На территории России находится свыше 2,5 млн больших и малых рек, более 2 млн озер. Водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых. Первые считаются относительно постоянными в течение длительного времени, возобновляемые водные ресурсы оцениваются объемом годового стока рек. Речной сток формируется за счет таяния снега и дождевых осадков, источниками питания рек служат болота и подземные воды.

ориентированность на специфические условия, источники и причины загрязнения;

научная обоснованность и наличие действенного контроля за эффективностью водоохранных мероприятий.

Важнейшими технологическими мерами охраны водных ресурсов являются совершенствование технологий производства, внедрение безотходных технологий. В настоящее время применяется и совершенствуется оборотная система водоснабжения, или повторное использование воды.

Поскольку избежать полностью загрязнения воды невозможно, применяются биотехнические меры охраны водных ресурсов очистка сточных вод от загрязнения. Основные методы очистки механические, химические и биологические.

При механической очистке сточных вод нерастворимые примеси удаляются при помощи решеток, сит, жироловок, маслоловушек и т. д. Тяжелые частицы осаждают в отстойниках. Механической очисткой удается освободить воду от нерастворенных примесей на 60-95%.

При химической очистке применяются реагенты, переводящие растворимые вещества в нерастворимые, связывают их, осаждают и удаляют из сточных вод, которые очищаются еще на 25-95%.

Биологическая очистка проводится двумя способами. Первый в естественных условиях - на специально подготовленных полях фильтрации (орошения) с оборудованными картами, магистральными и распределительными каналами. Очистка происходит естественным способом путем фильтрации воды через почву. Органический фильтрат подвергается бактериальному разложению, воздействию кислорода, солнечных лучей и используется в дальнейшем в качестве удобрения. Используется также каскад прудовотстойников, в которых естественным путем происходит самоочищение воды. Второй - ускоренный способ очищения сточных вод производится в специальных биофильтрах через пористые материалы из гравия, щебня, песка и керамзита, поверхность которых покрыта пленкой микроорганизмов. Процесс очистки сточных вод на биофильтрах происходит интенсивнее, чем на полях фильтрации.

В настоящее время практически ни один город не обходится без очистных сооружений , причем все указанные способы применяются в комплексе. Это дает хороший эффект.

9. Регулирование рационального использования и охрана водных ресурсов

Охрана вод регулируется законодательством Российской Федерации о недрах (подземные воды являются как полезным ископаемым, так и водными объектами) и водным законодательством, а также рядом правительственных и ведомственных нормативных актов (инструкций, положений, базовых и государственных нормативов). Водное законодательство представлено Водным кодексом Российской Федерации (ноябрь 1995) и принимаемыми в соответствии с ним федеральными законами и иными нормативными правовыми актами , а также законами и нормативными правовыми актами ее субъектов, регулирующими водные отношения. Водное законодательство Российской Федерации регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях:

обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную среду;

поддержания оптимальных условий водопользования;

поддержания качества поверхностных и подземных вод в состоянии, отвечающем санитарным и экологическим требованиям;

защиты водных объектов от загрязнения, засорения и истощения;

предотвращения или ликвидации вредного воздействия вод, а также сохранения биологического разнообразия водных экосистем.

Закон «О недрах» (февраль 1992) регулирует отношения, связанные с геологическим изучением, использованием и охраной подземных вод как полезного ископаемого. Он «содержит правовые и экономические основы комплексного рационального использования и охраны недр, обеспечивающие защиту интересов государства и граждан Российской Федерации, а также пользователей недр».

Требования к качеству питьевых вод содержатся в утвержденных нормативах предельно допустимых концентраций (ПДК) веществ в воде, стандартах качества воды, изложенных в ГОСТах, Технических условиях, Требованиях. К ним относятся: ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством», «Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения» (СанПиН 4630-88). Санитарные правила и нормы изложены в «Требованиях к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников» (Санитарные правила и нормы на питьевую воду, СанПиН 2.1.4.544-96); «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.559-96).

Гостом предусмотрена определенная система сертификации питьевой воды, материалов, технологических процессов и оборудования, применяемых в хозяйственно-питьевом водоснабжении. Основные положения утверждены постановлением Госстандарта России и Госкомсанэпиднадзора России (28.04.1995 г. № 8/5).

Пользование водами регулируется лицензиями, которые имеют разрешительный характер. Права и обязанности владельца водным объектом, цели и сроки его использования и т. д. оговорены в «Положении о порядке лицензирования пользования недрами» (утверждено постановлением Совета Министров Российской Федерации от 15.07.92 № 000-1), в Инструкции по применению «Положения о порядке лицензирования пользования недрами» к участкам недр, предоставляемым для добычи подземных вод, а также других подземных ископаемых, отнесенных к категории лечебных» (зарегистрирована в Министерстве юстиции Российской Федерации. Регистрационный номер 583 от 26.05.94.).

Контроль качества и охрана поверхностных вод. Поверхностные воды (водоемы и реки) в наибольшей степени подвержены загрязнению и ущербу. По данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации» (1998), в поверхностные воды России сбрасывается (тыс. т в год): нефтепродуктов 39,4, фосфора - 60, фенола - 0,22, поверхностно активных веществ (ПАВ) - 8,9, соединений меди - 0,9, железа - 51,2, цинка - 1,6. Общий объем сточных вод, сброшенных в поверхностные воды, за последнее десятилетие в среднем за год составляет 50-60 км3. Нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот , а также специфические вредные вещества - лигнин, ксантогенаты, формальдегид и др. уже являются самыми распространенными инородными веществами в поверхностных водах.

Качество речных вод основных водных артерий России оценивается в среднем как загрязненное: в Волге и ее притоках вода загрязненная, в Оке - сильно загрязненная, в Дону и Тереке - от грязной до чрезвычайно грязной, в Днепре - от слабо загрязненной до грязной.

К поверхностным водам должны применяться в самой жесткой форме все меры охраны их от загрязнения и истощения. Поверхностные воды являются пока еще основным источником питьевых вод, связующим звеном с подземными водами, в них сосредоточены запасы рыбных ресурсов и т. д. Среди охранных мер по регулированию качества и ресурсов поверхностных вод должны доминировать профилактические меры, предотвращающие попадание загрязняющих веществ в водоемы и реки. Это переход на безотходные технологии в промышленности и сельском хозяйстве, а также жесткая очистка сточных вод.

Наблюдение за качеством и охрана подземных вод. Причины ухудшения качества и загрязнения подземных вод связаны с деятельностью предприятий промышленности (37%), сельского (16%) и жилищно-коммунального (10%) хозяйства, обусловлены также совместным воздействием различных объектов (9%), подтягиванием некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов (13%).

Основными веществами, которые ухудшают качество и загрязняют подземные воды, являются: сульфаты, хлориды, соединения азота (нитраты, нитриты, аммиак и аммоний), нефтепродукты, фенолы, соединения железа, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель и ртуть). Среди 28% выявленных очагов загрязнения содержание указанных выше веществ изменяется в пределах 10-100 ПДК, среди 12%- превышает 100 ПДК.

Ухудшение качества и загрязнение подземных вод по-прежнему в большинстве случаев носит локальный характер и в основном ограничивается размерами источника загрязнения. Из общего количества очагов менее 10% имеют площадь, превышающую 10 км2. Крупные очаги ухудшения качества и загрязнения подземных вод по-прежнему остаются в Мурманской и Ленинградской областях . Опасные очаги остаются в Московской и Пермской областях, в пределах отработанных шахтных полей бурого угля Тульской области и месторождений нефти в Республике Татарстан , в районе городов Волгограда, Волжского, Краснодара, Оренбурга, Магнитогорска, Усолья-Сибирского, Кемерова, Комсомольска-на-Амуре, Хабаровска и др. Наибольшую экологическую опасность представляет ухудшение качества и загрязнение подземных вод на водозаборах питьевого водоснабжения, которое было отмечено в 90 городах и поселках, на 600 водозаборах.

Мероприятия по охране подземных вод от истощения и загрязнения подразделяются на профилактические и специальные, общие и конкретные. К профилактическим мероприятиям относятся следующие:

тщательный выбор места расположения строящегося объекта, антропогенное воздействие которого на подземные воды будет минимальным;

оснащение соответствующим оборудованием и соблюдение зон санитарной охраны;

учет степени защищенности подземных вод;

соблюдение режима эксплуатации, определенного нормативными документами и экспертизой Государственной комиссии по запасам (ГКЗ);

организация и ведение мониторинга подземных вод. Одним из наиболее важных профилактических мероприятий является создание зон санитарной охраны (ЗСО), которое регламентируется Положением о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения. Водоохранные зоны состоят из трех поясов, специальные мероприятия в которых исключают возможность загрязнения подземных вод. Первый пояс водоохранных зон - пояс строгого режима. Он включает территорию, на которой расположены водозаборные, водопроводные и водоподводящие сооружения. Границы пояса устанавливаются в виде заграждения на расстоянии не менее 30-50 м от сооружений в зависимости от степени природной защищенности водоносного горизонта. Для береговых (инфильтрационных) водозаборных сооружений в границы первого пояса включается вся территория между рекой и водозаборными сооружениями, но не более 150 м. Здесь запрещены все виды строительства, не имеющие отношение к эксплуатации водозаборного сооружения, осуществляются планировка и отвод поверхностного стока, строгий контроль за состоянием воды и охрана территории. Второй и третий пояса водоохранных зон - пояса ограничений. Они предназначены для защиты подземных вод от микробного (второй пояс) и химического (третий пояс) загрязнения. Площади зон определяются из расчета времени, за которое патогенные организмы погибают, а химические загрязнители полностью адсорбируются и нейтрализуются.

Во втором и третьем поясах запрещены строительство, складирование отходов, размещение предприятий промышленности и сельского хозяйства. Постоянно осуществляется контроль за благоустройством и санитарным состоянием территории.

Специальные мероприятия по охране подземных вод от загрязнения направлены на изоляцию источников и очагов загрязнения, перехват загрязненных вод. При истощении вод применяют меры искусственного пополнения и увеличения питания подземных вод. Необходимы своевременная разработка и применение мер по утилизации шахтных и дренажных вод, мер, сокращающих использование пресных вод на технические нужды, по бережному расходованию воды, уменьшение потерь при ее транспортировке и распределении.

Таким образом, охрана подземных вод включает общие меры: строгое соблюдение законодательных актов, уменьшение промышленных отходов, создание безотходных производств - и конкретные: многократное использование вод, строительство очистных сооружений, соблюдение правил при разведке подземных вод, строительстве и эксплуатации водозаборов.

Качество и охрана вод морей и Мирового океана. За последнее время большую тревогу вызывает загрязнение морей и Мирового океана в целом (фоновое загрязнение). Основные источники загрязнения - бытовые и промышленные сточные воды (в прибрежных районах сосредоточено 60% крупных городов), нефть и нефтепродукты, радиоактивные вещества. Особо опасны загрязнения нефтью и радиоактивными веществами. Предприятия приморских городов выбрасывают в море тысячи тонн различных, как правило, неочищенных отходов, в том числе канализационные стоки. В моря выносятся загрязненные речные воды. Нефть и нефтепродукты попадают в воду в результате промывки цистерн, емкостей, в которых транспортируется нефть. Огромное количество нефти попадает в океан и в моря при авариях танкеров, нефтепроводов на нефтепромыслах , при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений в зоне материковых шельфов. При авариях нефтяных скважин в море выбрасываются многие тысячи тонн нефти.

Загрязнение является причиной гибели морских животных: ракообразных и рыб, водоплавающих птиц, тюленей. Известны случаи гибели около 30 тыс. морских уток, массовой гибели морских звезд в начале 1990-х гг. в Белом море. Нередки случаи закрытия пляжей в связи с опасными концентрациями загрязняющих веществ в морской воде, вызванными многочисленными авариями судов, перевозящих нефть и нефтепродукты.

Загрязнение вод Мирового океана радиоактивными веществами происходит в результате испытаний атомного оружия. Площадь заражения после испытаний может достигать 2,5 млн км2. Аварии атомных подводных лодок, судов с атомными реакторами, без сомнения, также являются важными источниками радиоактивного заражения значительных площадей морей и океанов. В 1980-е гг. практиковалось захоронение радиоактивных отходов в контейнерах, которые сбрасывали в наибольшие глубины океана. Мировая общественность противостояла этому довольно успешно. Загрязнение морской воды приводит к концентрации радиоактивных веществ в растениях и животных по цепям питания. Известны случаи, когда концентрация радиоактивных веществ на вершинах трофических пирамид превышала фоновую более чем в 50 тыс. раз.

Степень загрязнения морской воды в значительной степени зависит от отношения к этой проблеме государств, граничащих с морями и океанами. Все внутренние и окраинные моря России испытывают мощный антропогенный пресс, включая многочисленные плановые и аварийные сбросы загрязняющих веществ. Уровень загрязнения российских морей (за исключением Белого моря), по данным Государственного доклада «О состоянии окружающей среды Российской Федерации», в 1998 г. превышал ПДК по содержанию углеводородов, тяжелых металлов, ртути, фенолов, поверхностно активных веществ (ПАВ) в среднем в 3-5 раз.

Мероприятия по охране вод морей и Мирового океана заключаются в устранении причин ухудшения качества и загрязнения вод. Особые меры по предупреждению загрязнения морской воды следует предусматривать при разведке и освоении нефтяных и газовых месторождений на материковых шельфах. Необходимо ввести запрет на захоронение токсичных веществ в океане, сохранятьмораторий на испытания ядерного оружия под водой. Следует предпринимать быстрые меры по ликвидации последствий аварий и катастроф, при которых в океан попадают токсичные продукты. Проблема охраны вод Мирового океана является глобальной, она касается всех государств планеты. Для охраны вод Мирового океана необходимы совместные усилия всех государств мирового сообщества, ООН и ее подразделений. В значительной степени такие меры могут иметь успех при участии государств в международных природоохранных программах, которые разработаны и предлагаются соответствующими конвенциями, предусмотрены международными соглашениями.

10. Правовые основы охраны водных ресурсов

В 1990-е гг. в России произошли серьезные изменения в организационно-функциональной структуре министерств и ведомств, ответственных за минерально-сырьевую базу России. К сожалению, к 1999 г. структура еще не получила своего законченного развития. В сфере природопользования и охраны природных ресурсов координация осуществляется Министерством природных ресурсов (МПР) Российской Федерации (согласно Конституции Российской Федерации недра и водные объекты являются предметом совместного ведения Российской Федерации, включая МПР и субъекты Федерации).

В соответствии с постановлением Правительства Российской Федерации от 17.05.97 № 000 МПР России с участием федеральных органов разрабатывает основные направления государственной политики в сфере использования, охраны и воспроизводства природных ресурсов. В задачу МПР России также входят: разработка и реализация государственных целевых программ использования и охраны природных ресурсов; подготовка предложений по усовершенствованию действующего законодательства; разработка нормативно-методических документов по использованию и охране природных ресурсов. Министерство природных ресурсов принимает решения по вопросам изучения и прогноза изменения состояния естественных богатств. Осуществлен ряд мероприятий по реформированию территориальных органов и созданию новой системы управления государственным фондом недр и водным фондом (структурная перестройка).

На 1999 г. основными законодательными и нормативными актами, которые регламентируют охрану водных ресурсов являются: Закон Российской Федерации «О недрах», Закон Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» и Водный кодекс Российской Федерации.

На уровне проектов, в различной стадии обсуждения и доработки находятся следующие законодательные акты: «О лицензировании пользования недрами», «О внутренних водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации». Приняты основополагающие постановления Правительства РФ по соответствующим вопросам, проекты которых подготовлены МПР России: «Об утверждении Положения о ведении государственного мониторинга водных объектов», «Об утверждении Правил пользования водных объектов, находящихся в государственной собственности, установлении и пересмотре лимитов водопользования, выдачи лицензии на водопользование и распорядительной лицензии», «Об утверждении Положения об осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов», «О порядке эксплуатации водохранилищ». Проект правительственного постановления «О концепции государственной политики в сфере воспроизводства, использования и охраны природных ресурсов» находится на согласовании в заинтересованных министерствах и госкомитетах. Введены в действие нормативные межведомственные акты «Классификация эксплуатационных запасов и прогнозных ресурсов подземных вод»; подзаконные нормативные (разъяснительные) акты: «Инструкция о порядке согласования и выдачи лицензий на водопользование по поверхностным водным объектам», «Методические рекомендации по государственной регистрации лицензий на водопользование...».

Мировое сообщество в области охраны окружающей среды руководствуется Программой действий по реализации «Повестки дня на XXI век», принятой на Конференции ООН по окружающей среде и развитию в Рио-де-Жанейро (1992). Россия принимает активное участие в Программе ООН по окружающей среде (ЮНЕП), обеспечивает обязательства по международным договорам (конвенциям и соглашениям): о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение; по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер; по защите морской среды района Балтийского моря; по защите Черного моря от загрязнения; по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов. В России реализуется проект «Комплексное управление окружающей средой Волго-Каспийского региона», разрабатываются проекты федеральных целевых программ: «Создание Единой государственной системы экологического мониторинга», «Комплексное управление прибрежными зонами Черного и Азовского морей...», «Обеспечение населения России питьевой водой», «Оздоровление окружающей среды и населения Кемеровской области », «Возрождение Волги», «Мировой океан», «Экологическая безопасность Урала», «Создание и развитие ЕГСЭМ (постановление Правительства РФ от 01.01.01 г. № 000).

11. Мониторинг водных ресурсов, качества и загрязнения воды

Мониторинг - это система наблюдений и контроля над состоянием среды с целью разработки мероприятий по рационализации использования природных ресурсов, охране окружающей природной среды, предупреждению критических ситуаций, своевременной оценке состояния и прогнозу изменений, в том числе последствий антропогенных воздействий. Различают следующие типы мониторинга: глобальный (биосферный), геофизический, климатический, экологический, биологический, окружающей природной и геологической среды и др. По территории охвата - международный, государственный, региональный, национальный, локальный, импактный. По методам исследований - дистанционный и непосредственный. По объектам наблюдения - окружающей природной среды, почв, биологических ресурсов суши, лесной, подземных вод и др.

Под мониторингом водных ресурсов понимается система непрерывного (текущего) и комплексного отслеживания состояния водных ресурсов, контроля и учета количественных и качественных характеристик во времени, взаимообусловленного воздействия и изменения потребительских свойств, а также система прогноза сохранения и развития в разных режимах использования. Элементы этой системы давно существуют в министерствах и ведомствах природно-ресурсного комплекса. Систематические наблюдения за состоянием недр и водного фонда осуществляются МПР России и Росгидрометом. На территории РФ развернута система государственного мониторинга геологической среды (ГМГС), которая контролирует также блок «подземные воды». Система ГМГС включает около 15 тыс. наблюдательных пунктов, которые размещены практически во всех регионах страны. Основные задачи ГМГС: управление структурой на региональном уровне, обеспечение информацией о текущем состоянии геологической среды (включая подземные воды) и о прогнозах ее изменения под влиянием природных и техногенных факторов, ведение специализированного банка данных . Важным элементом системы является Государственный банк цифровой геологической информации (ГБЦГИ).

Государственный мониторинг водных объектов (Росгидромет ведет наблюдения на 4 тыс. пунктах - на реках, озерах и водохранилищах) включает поверхностные воды суши, морей, водохозяйственные системы и сооружения (в том числе водохранилища).

Объектом мониторинга окружающей природной среды является оценка ее качества и уровня загрязнения как необходимого условия для принятия научно обоснованных решений об эффективности природоохранных мер. В соответствии с Законом Российской Федерации «Об охране окружающей природной среды» (1991) организационной структурой, обеспечивающей осуществление мониторинга, стала Государственная служба наблюдения за состоянием окружающей природной среды (ГСН) Росгидромета. Служба состоит из ряда систем, в том числе наблюдения за загрязнением морской среды (602 пункта наблюдения), наблюдения за загрязнением поверхностных вод (120 объектов наблюдения за гидробиологическими показателями, 1132 объекта наблюдения за гидрохимическими показателями).

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Расскажите, как распределяется вода на Земле. Какое она имеет значение?

2. Как происходит круговорот воды на планете и какое влияние он оказывает на природные процессы?

3. Каков состав пресной воды?

4. В чем причины недостатка пресной воды в разных районах Земли?

5. Какие производства используют наибольшее количество воды?

6. Какие вещества, загрязняющие водоемы, наиболее опасны и почему?

7. Как можно определить уровень загрязнения водоемов?

8. Что значит «самоочищение водоемов»?

9. Какие существуют методы очистки сточных вод?

10. Какое значение имеют подземные воды? Как их используют и в каких случаях вынуждены бороться с ними?

11. С чем связано истощение подземных вод?

12. Как происходит загрязнение вод Мирового океана и внутренних морей?