Водные ресурсы Республики Беларусь

В промышленности, как правило, используются пресные воды, а новейшие отрасли (производство полупроводников, атомная техника и др.) могут  работать только с водой особой чистоты. Современные промышленные предприятия  и тепловые электростанции расходуют  огромные ресурсы воды, сопоставимые с годовым стоком крупных рек.

Народонаселение Земли увеличивается, особенно в городах, а вместе с  ним – и расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, поступающей в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет  9-10 л/сут. Гораздо большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, обеспечиваемом централизованными системами водоснабжения, возможно удаление отбросов и нечистот при помощи сплавов канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется от 30-50 л/сут на одного жителя в зданиях с водопользованием  из водоразборных колонок (без канализации) до 275-400л/сут – в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.

Теоретически водные ресурсы  неисчерпаемы и при рациональном использовании должны непрерывно возобновляться в процессе круговорота воды в  природе. Еще в недалеком прошлом  считалось, что запасов воды на Земле  достаточно, и людям (за исключением  обитателей отдельных засушливых районов) не стоит беспокоиться о том, что  ее может не хватить. Однако потребление  воды растет такими темпами, что население  многих стран и регионов мира стало  ощущать недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом. Человечеств  задумалось над проблемой, как обеспечить потребности будущих поколений  в воде.

Рост промышленного и  сельскохозяйственного производства, высокие темпы урбанизации способствовали расширению использования водных ресурсов Беларуси. Забор речных и подземных  вод достиг в 1990 г. максимальной величины – 2,9 км³. Однако с 1992 г. в результате спада производства отмечается уменьшение водопотребления в различных отраслях экономики. Подъем производства в 2000 – 2007 гг. сочетался с активным проведением мероприятий по рациональному использованию водных ресурсов, что обусловило дальнейшее сокращение водопотребления. Основными его направлениями являются: производственное (промышленное) водоснабжение – 55,0% общего потребления; хозяйственно-питьевые нужды – 36,4%; сельскохозяйственное водоснабжение и орошение – 8,4%.

В региональном аспекте водопотребления  выделяется центральная часть Беларуси, где используется 36,0% всего объема потребления, что в основном совпадает  с экономическим потенциалом  данного региона.

Современный период знаменуется  укреплением позиций новой отрасли  экономики страны – водного хозяйства, которое формируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства – обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.

По характеру использования  водных ресурсов отрасли народного  хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водопотреблении  воды изымается из ее источников (рек, водоемов, вредоносных пластов) и  используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых  нужд; она входит в состав выпускаемой  продукции, подвергается загрязнению  и испарению. С точки зрения использования  водных ресурсов  различают возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное ( потери) водопотребление. Водопользование связано с процессами, когда используют не воду как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

Отрасли народного хозяйства  предъявляют к водным ресурсам разные требования, поэтому водохозяйственное  строительство наиболее целесообразно  вести комплексно, учитывая особенности  каждой отрасли, а также изменения  в режиме подземных и поверхностных  вод, которые возникают при строительстве  и эксплуатации гидротехнических сооружений и нарушают экологические системы. Комплексное использование водных ресурсов позволяет наиболее рационально  удовлетворять потребности в  воде каждой отрасли народного хозяйства, оптимально сочетать интересы всех водопотребителей и водопользователей, экономить  средства на строительство водохозяйственных  сооружений.

4 Загрязнение  водоемов, оценка состояния и  качества поверхностных вод

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сбора в воду разнообразных загрязнителей антропогенного происхождения. Вода теряет способность к самоочищению в условиях, когда естественные экосистемы разрушаются.

Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов. Одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы поддерживать способность воды к самоочищению.

Факторы самоочищения водоемов многочисленны и разнообразны, условно  их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические. Среди физических факторов первостепенное значение имеют разбавление, растворение  и перемешивание поступающих  загрязнителей. В реках интенсивное  течение  обеспечивает хорошее перемешивание  взвешенных частиц и снижение их концентрации. В озерах, водохранилищах, прудах действие физических факторов ослабевает, хотя оседание нерастворимых осадков  и отстаивание загрязненных вод  способствует самоочищению водоемов. Важную роль играет ультрафиолетовое излучение солнца, под влиянием которого происходит обеззараживание воды.

Водоотведение – совокупность санитарных мероприятий с использованием технических устройств, обеспечивающая удаление сточных вод за пределы городов и других населенных мест и промышленных предприятий. Осуществляется водоотведение с помощью ливневой, промышленной и бытовой, внутренней и наружной канализации.

Процессы интенсификации использования водных ресурсов, рост объема сточных вод, отводимых в  водные объекты, тесно взаимосвязаны. При увеличении водопотребления  и водоотведения главная опасность  заключается в ухудшении качества воды. Более половины стоков, сбрасываемых в поверхностные водоемы земного  шара, не проходят даже предварительной  очистки. Для сохранения самоочищающей  способности воды необходимо более  чем десятикратное разбавление  стоков чистой водой. Согласно расчетам, на обеззараживание сточных вод  в настоящее время расходуется  седьмая часть мировых ресурсов речного стока. Если сброс сточных  вод будет возрастать, то в ближайшие  десятилетия для этой цели потребуется  расходовать все мировые ресурсы  речного стока.

Основными источниками загрязнения  являются сточные воды промышленных и коммунальных предприятий, крупных  животноводческих комплексов и ферм, ливневые стоки в городах, смыв дождевыми  потоками ядохимикатов и удобрений  с полей. Сточные воды промышленных предприятий образуются на разных стадиях  технологических процессов.

С нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, транспортировкой нефти и нефтепродуктов связано распространение в водоемах самых стойких загрязнителей – нефтяных масел. Каждая тонна нефти, растекаясь по водной поверхности, создает на площади до 12 км² пленку из легких масел, затрудняющую газообмен с атмосферой. Средние фракции нефти, смешиваясь с водой, образуют ядовитую эмульсию, оседающую на жабрах рыб. Тяжелые масла (мазут) оседают на дно водоемов, вызывая токсические отравления фауны, гибель рыб.

Основными факторами воздействия  теплоэнергетики на гидросферу являются выбросы теплоты, следствиями которых  могут быть постоянное повышение  температуры в водоемах, зарастание водоемов водорослями и нарушение кислородного баланса. Все это создает угрозу для жизни обитателей озер и рек.

Влияние гидроэлектростанций  на окружающую среду проявляется  как в период их строительства, так  и при эксплуатации. Сооружение плотины  приводит к значительному затоплению прилегающих территорий, изменению  гидро- и биологического режимов  рек. На мелководье водохранилищ можно  наблюдать «цветение» воды – результат  нашествия сине-зеленых водорослей. Отмирая, водоросли в процессе разложения выделяют фенол и другие ядовитые вещества. Рыба покидает такие водоемы, вода в них  становится непригодной  не только для питья, но и для купания.

Опасными загрязнителями водоемов являются сточные воды целлюлозно-бумажной промышленности. Содержащиеся в них органические вещества в процессе окисления поглощают кислород, вызывают массовую гибель рыб, придают воде неприятный вкус и запах.

Отходы химических и нефтехимических производств, горнодобывающей промышленности засоряют воду солями и растворами, в том числе соединениями ртути, цинка, свинца, мышьяка, молибдена и других тяжелых металлов, которые вызывают чрезвычайно опасные заболевания людей, а также способны накапливаться в организмах обитателей рек, озер, морей и океанов.

Машиностроительный комплекс располагает немалым потенциалом загрязнения поверхностных водоисточников. Примером может служить гальваническое производство – один из наиболее крупных источников образования сточных вод, загрязненных ионами тяжелых металлов, неорганическими кислотами и щелочами, цианидами, поверхностно-активными веществами. Кроме того, в машиностроении возможны утечки жидких продуктов или полупродуктов.

Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и синтетические моющие средства (СМС) очень токсичны и устойчивы к процессам биологического разложения. Они попадают в водоемы с отходами текстильной, меховой, кожевенной промышленности, с бытовыми и коммунальными сточными водами.

Сельскохозяйственное  производство во многих регионах мира влечет загрязнение поверхностных водоемов ядовитыми веществами, которые попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями аграрных культур. Предполагают, что от действия пестицидов сократились поголовье тюленей в Балтике и запасы промысловой рыбы в Атлантике. Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ. Например, из свиноводческого комплекса на 116 тыс. свиней ежесуточно сбрасывают 5 тыс. м³ высококонцентрированных сточных вод, попадая в речные воды, а затем в озера или водохранилища, эти биогенные соединения накапливаются там до токсичных уровней.

Опасным загрязнителем являются бытовые сточные воды и бытовой мусор, которые содержат 30-40% органических веществ. Часть из них во время сброса и прохождения сквозь столб воды переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в отложения. Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую среду, в которой возникает особый тип еловых вод, содержащий сероводород, аммиак, ионы металлов.

Особую угрозу жизни водоемов и здоровью людей создают радиоактивные  загрязнения. Захоронение жидких и  твердых радиоактивных отходов  осуществлялось в морях и океанах  многими странами, имеющими атомный флот и атомную промышленность. Накопление сброшенных в море радиоактивных отходов, а также аварии атомных судов и подводных лодок представляют опасность не только для нынешнего, но и для будущих поколений.

При аварии на Чернобыльской  АЭС радиоактивные продукты попадали в водоемы из воздуха, а со стоками с загрязненной местности – в бассейн Днепра на территории Беларуси, России, Украины. В связи с этим наблюдалось кратковременное превышение установленных норм загрязнения воды в Припяти.  Во всем  каскаде водохранилищ Днепра содержание радиоактивных веществ постоянно снижалось вниз по течению. Оценка загрязнения донных отложений этих водохранилищ, проведенная в мае 1986 г., выявила наиболее загрязненные донные группы в Киевском водохранилище на участке, прилегающем к устью Припяти. В южной части Киевского, а также в Каневском водохранилище загрязнение ниже в дести и сотни раз. Еще более низкие концентрации радионуклидов наблюдались в водах Черного моря (в зоне впадения Днепра).

Система контроля за содержанием  радионуклидов в поверхностных  водах основных рек Беларуси показала, что сразу после аварии на ЧАЭС концентрация стронция-90 в низовьях Припяти превышала допустимую норму, но уже в мае 1986 г. она стабилизировалась  в пределах нормы. По данным  постоянного  контроля за содержанием радионуклидов стронция-90 и цезия-137, их концентрация в водоемах значительно ниже показателя радиационно допустимых уровней для питьевой воды. Если в первые дни после чернобыльской катастрофы увеличение концентрации радионуклидов в воде объяснялось их непосредственным выпадением, то в настоящее время уровни загрязнения водных систем определяются вторичными процессами: обменом с донными отложениями, смывом радионуклидов с поверхности водосбора рек, а также за счет талых и паводковых вод.

Одна из важнейших проблем, связанных с рациональным ведением водного хозяйства, - сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках. Большинство рек, протекающих в  зонах крупных и средних промышленных центров, испытывают высокое антропогенное  воздействие из-за поступления в  них со сточными водами значительного  количества загрязняющих веществ.

За последние 20 лет годовой  объем водоотведения в Беларуси снизился в два раза благодаря  проведению ряда водоохранных мероприятий, а также сокращению потребности  в воде на производстве. Самым мощным источником загрязнения водных объектов в стране являются бытовые стоки. На них приходится две трети годового объема сточных вод, в то время  как на стоки промышленного и  сельскохозяйственного производства – одна треть. В общем количестве сточных вод, сбрасываемых в поверхностные  водоемы (967 млн. м³), нормативно-чистые (отводятся без очистки) составляют 30%, нормативно-очищенные – 69,4 и загрязненные – менее 1%. Очевидно, что неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении чистой водой. В нормативно-очищенных водах также содержатся загрязнения, для их разбавления на каждый 1 м³ требуется до 6-12 м³ свежей воды. В составе сточных вод в природные водные объекты за год сбрасывается до 0,5 тыс. т взвешенных веществ и значительное количество других загрязняющих веществ.