ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ	ДОДАТКИ
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ		ГЛОСАРІЙ	УКЛАДАЧІ

2. ПРАКТИЧНІ АСПЕКТИ ЕКОЛОГІЇ

2.3. Охорона і раціональне використання водних ресурсів

2.3.1. Водні ресурси планети, їх запаси і розподіл

2.3.2. Ресурси води України, області

2.3.3. Проблеми від зростання споживання води

2.3.4. Проблеми водних ресурсів і заходи, спрямовані на поліпшення джерел води. Забруднення води

2.3.5. Екологічний стан водойм України

2.3.6. Заходи щодо зменшення ступеня забруднення води. Нормативні вимоги до якості води

2.3.7. Правова охорона вод. Водний кодекс України (1995)

2.3. Охорона і раціональне використання водних ресурсів

2.3.1. Водні ресурси планети, їх запаси і розподіл

Запаси води на Землі величезні – 1390 млн км³. Але це переважно гірко – солона морська вода, не придатна для пиття і технологічного використання. Прісна вода становить менше 3% від її загальної кількості на планеті, але значна частина її зосереджена в льодовиках Гренландії, Антарктиди та айсбергах і гірських льодовиках. І лише 1% прісної води містять річки, озера, підземні води і людина використовує саме їх для власних потреб.

Морська вода – найпоширеніша на Землі речовина. Світовий океан займає 71% поверхні нашої планети, але проблема водних ресурсів існує, тому що вода на Землі розподілена нерівномірно.

Основне джерело водопостачання для людини – це річковий стік. Перше місце за цим показником посідає Бразилія, країна з гігантською річкою Амазонкою. За водозабезпеченістю на одну людину перше місце належить Австралії.

Водні ресурси – це придатні для використання води Землі: річкові, озерні, морські, підземні, ґрунтові води, водосховища, лід гірських і полярних льодовиків.

2.3.2. Ресурси води України

Україна належить до регіонів не забезпечених у достатній кількості прісною водою за існуючих антропогенних навантажень. Запаси водних ресурсів на одного жителя України в середньому майже в 30 разів менші, ніж у Росії. Так, якщо в середньому по країнах СНД на душу населення припадає 19,6 тис.м³ на рік, у Росії – 30,6 тис.м³,то в Україні – 1,2 тис.м³.

«Ріки України»

«Якби на Землі не було води…»

Річковий стік України становить у середньому 73,5 млрд м³, а в посушливі роки зменшується до 49 млрд м³. Він розподіляється на території нашої держави нерівномірно:

70% стоку припадає на північно-західні регіони, де проживає 40% населення,

30% стоку припадає на південно-східні регіони, де проживає 60% населення і зосереджена промисловість та сільське господарство.

У зв’язку з цим, у багатьох районах півдня та південного-сходу України відчувається гострий дефіцит води, для ліквідації якого доводиться перекидати її каналами, будувати водосховища.

Головне джерело води для України – річка Дніпро. Крім того, потреби у воді забезпечуються річками Дунай, Дністер, Південний Буг, Тиса, Прут та ін. Стан води й повноводність цих артерій залежить в основному від стану їхніх приток – малих річок, яких в Україні налічується близько 63 тис. Їхня роль величезна: досить згадати, що 90% населених пунктів нашої країни розташовані саме в долинах малих річок і користуються їхньою водою. Однак стан малих річок України сьогодні викликає тривогу. Понад 20 тис. їх уже зникло, пересохло. Це веде до деградації великих річок, тому проблема їх збереження та оздоровлення – одна з найгостріших для нашої держави.

Підземні води України мають важливе значення для забезпечення водою населення: близько 70% населення сіл і селищ міського типу задовольняють свої потреби в питній воді за рахунок ґрунтових вод чи глибших водоносних горизонтів. Стан підземних вод України загалом кращий, ніж поверхневого стоку, хоча місцями їх забруднюють стоками промислових підприємств, тваринницьких комплексів тощо.

У деяких промислових районах (Донбас, Кривбас) розробка шахт і кар’єрів негативно впливає на якість і запаси підземних вод. У результаті багаторічного відкачування води з цих об’єктів її рівень дуже понизився, а з деяких водоносних горизонтів вода зникла зовсім.

2.3.3. Проблеми від зростання споживання води

Всі галузі господарства стосовно водних ресурсів поділяються на:

споживачів;

користувачів.

«11 цікавих фактів про воду – проблема забрудненн та нестача питної води»

Споживачі забирають воду з джерела водопостачання, використовують її для виготовлення продукції, а потім повертають, але вже в меншій кількості й іншій якості.

Користувачі воду не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергії (ГЕС). Проте й вони можуть змінювати якість води.

Зростання чисельності населення світу призвело до різкого збільшення обсягів споживання води. Хронічну нестачу прісної води спостерігають у більшій частині країн Африки, Близького Сходу, в Північному Китаї, в Індії, Мексиці і в країнах Центральної Азії.

Якщо інтенсивність використання водних ресурсів перевищує їх відновлення в біосфері, тоді це призводить до забруднення водойм.

Основний споживач води – сільське господарство (70% загального використання). Це зумовлено, передусім, збільшенням площ зрошуваного землеробства. Зрошувані землі набагато продуктивніші від незрошуваних. Сьогодні в світі площа зрошуваних земель становить 15% загальної площі сільськогосподарських угідь, а дають ці землі понад 50% усієї сільськогосподарської продукції.

Питоме водопостачання під час зрошення залежить від виду вирощуваних сільськогосподарських культур, клімату, технічного стану зрошувальних систем і способів поливу. Так, норми води для:

зернових культур – 1500–3500 м³/га,

цукрового буряку – 2500–6000 м³/га,

рису – 8000–15000 м³/га.

Більша частина води (до 60%), яку використовують для зрошення, безповоротно втрачається, а її певна кількість повертається назад у водойми у вигляді так званої зворотної води, яка сильно забруднена солями.

Промисловість використовує близько 20% води, яку споживає людство. Кількість води, яку споживає підприємство, залежить від того, яку продукцію воно випускає, від системи водопостачання (прямоточна чи оборотна) та ін. причин.

За прямоточної системи вода з джерела надходить на промисловий об’єкт, використовується в процесі виготовлення продукції, потім піддається очищенню й після цього скидається у водостік чи водойму.

За оборотної системи відпрацьована вода після очищення не повертається у водойму, а знову використовується у процесі виробництва. Витрата води за такої системи набагато нижча. Наприклад, ТЕС потужністю 1 млн кВт у разі прямого водопостачання (для охолодження агрегатів) споживає 1,5 км³ води щорічно, а за оборотної системи – лише 0,12 км, тобто в 12 разів менше.

Кількість води, необхідної для виробництва 1 т продукції, називають водоємкістю виробництва. За цим показником різні виробництва дуже відмінні. Наприклад, для виробництва 1 т:

металопрокату потрібно 10 – 15 м³ води,

хімволокна потрібно 2000 – 5000 м³ води.

До найбільших споживачів води в промисловості належать атомні електростанції. Так, Хмельницька АЕС, розташована у верхів’ях річки Горинь, «випиває» всю воду з цієї річки, яка колись була основним джерелом водопостачання населення і промисловості Рівненської області.

Водопостачання населення (близько 10% усієї води, яку споживає людство) задовольняє необхідність у питній воді та комунально-побутові потреби (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи тощо).

Є поняття питоме водоспоживання, тобто добовий об’єм води (л), що необхідний для задоволення потреб одного жителя міста або села.

У великих містах світу питоме водоспоживання сьогодні таке, л/добу:

Нью-Йорк – 600,

Париж – 500,

Москва – 400,

Київ – 333,

Лондон – 263,

в країнах, що розвиваються (Центральна Африка, Близький Схід) – 10–15.

2.3.4. Проблеми водних ресурсів і заходи, спрямовані на поліпшення джерел води. Забруднення води

Одна з найпоширеніших проблем раціонального використання водних ресурсів є проблема річок. В їхніх басейнах формується понад 60% водних ресурсів. До найважливіших проблем малих річок України належить:

1. Замулення внаслідок розорювання заплав і вирубування лісових смуг;

2. Забруднення великою кількістю мінеральних добрив і отрутохімікатів;

3. Значне забруднення тваринницькими комплексами;

4. Розташування у басейнах малих річок великої кількості полів фільтрації цукрових заводів;

5. Створення на берегах річок звалищ;

6. Забруднення малих річок промисловими стоками.

Збереження малих річок від висихання і забруднення дає можливість вирішити проблему водних ресурсів в Україні. Важливе значення у їївирішенні має використання підземних вод і економія прісної води.

Важливою проблемою водних ресурсів є забруднення води. Серед забруднень розрізняють:

Фізичне:

• теплове;

• радіаційне;

хімічне;

біологічне.

Фізичне забруднення води відбувається внаслідок накопичення в ній нерозчинних домішок: піску, глини, мулу в результаті змивання дощовими водами з розораних ділянок (полів); надходження суспензій з підприємств гірничорудної промисловості; потрапляння пилу, що переноситься вітром у суху погоду тощо.

Тверді частинки:

знижують прозорість води;

пригнічують розвиток водяних рослин;

забивають зябра риб та інших водяних тварин;

погіршують смакові якості води;

іноді роблять воду взагалі непридатною для споживання.

Теплове забруднення води відбувається внаслідок спускання у водойми підігрітих вод від ТЕС, АЕС та інших енергетичних об’єктів. Тепла вода змінює термічний і біологічний режими водойм і шкідливо впливає на їхніх мешканців. Як показали дослідження гідробіологів, вода, нагріта до температури 26–30°С, діє на риби та інших мешканців водойм пригнічуючи, а якщо температура води піднімається до 36°С, риба гине. Найбільшу кількість теплої води скидають у водойми атомні електростанції.

Радіаційне забруднення води – у водойми викидається використана вода з атомних електростанцій, і в цій воді містяться радіонукліди, які й забруднюють водойми. Ще радіаційне забруднення води може здійснюватись через аварії на атомних електростанціях. Яскравий приклад цьому – аварія на ЧАЕС, яка призвела до значного забруднення довкілля (зокрема місцевих водойм) радіонуклідами.

Хімічне забруднення води відбувається через надходження у водойми зі стічними водами різних шкідливих домішок неорганічного (кислоти, луги, мінеральні солі) та органічного (нафта й нафтопродукти, мийні засоби, пестициди тощо) складу.

Шкідлива дія токсичних речовин, що потрапляють у водойми, посилюється за рахунок так званого кумулятивного ефекту – прогресуюче збільшення шкідливих сполук у кожній наступній ланці трофічного ланцюга. Так, у фітопланктоні концентрація шкідливої сполуки часто виявляється в десятки разів вищою, ніж у воді, у зоопланктоні (личинки, дрібні рачки тощо) – в десятки разів вища, ніж у фітопланктоні, в рибі, яка харчується зоопланктоном, – ще в десятки разів вищою. А в організмі хижих риб (таких як щука чи судак) концентрація отрути збільшується ще в 10 разів і, отже буде в 10000 разів вищою, ніж у воді.

Особливої шкоди водоймам завдають нафта й нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообмінові між водою та атмосферою й знижує вміст у воді кисню. В результаті розливу 1т нафти плівкою покривається 12 км² води. Згустки мазуту, осідають на дно, вбивають донні мікроорганізми, які беруть участь у процесі самоочищення води. Внаслідок гниття донних осадів, забруднених органічними речовинами, виділяються шкідливі сполуки, зокрема сірководень, що отруюють усю воду в річці чи в озері .

До основних забруднювачів води належать хімічні, нафтопереробні й целюлозно-паперові комбінати, великі тваринницькі комплекси, гірничорудна промисловість.

Серед забруднювачів води особливе місце посідають синтетичні мийні засоби. Ці речовини надзвичайно стійкі, зберігаються у воді роками.

Забруднення води речовинами, що містять фосфор, сприяє бурхливому розмноженню синьо-зелених водоростей і «цвітінню» водойм, яке супроводжується різким зниженням у воді вмісту кисню, «заморами» риби, загибеллю інших водяних тварин. Під час «цвітіння» Каховського та інших «рукотворних морів» на Дніпрі стоїть сморід, а хвилі викидають на берег трупи риби, що задихнулася.

Біологічне забруднення водойм полягає в надходженні до них зі стічними водами різних мікроорганізмів, спор грибів, яєць гельмінтів і т.д., багато з яких є хвороботворними для людей, тварин і рослин.

Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки (особливо, якщо вони не очищені або очищені не достатньо), а також стоки цукрових заводів, м’ясокомбінатів, підприємств з обробки шкір, деревообробних комбінатів.

Особливо небезпечне біологічне забруднення водойм у місцях масового відпочинку (курортні зони на узбережжях морів). Через поганий стан каналізаційних систем та очисних споруд останніми роками нерідко закривали пляжі в Одесі, Маріуполі та інших містах на узбережжях Чорного й Азовського морів, оскільки в морській воді було виявлено збудників таких небезпечних захворювань, як холера, дизентерія, вірусний гепатит та ін.

2.3.5. Екологічний стан водойм України

Усі наші великі річки за міжнародними стандартами належать до забруднених та дуже забруднених, те саме стосується і більшої частини їх головних приток. Чимало річок, де гранично допустимі концентрації (далі – ГДК)для однієї чи кількох речовин перевищені в десятки разів. Наприклад, у притоці ріки Західний Буг Полтві у 20–30 разів перевищена допустима концентрація вмісту амонійного азоту, з Дніпра і Дунаю можна видобувати цинк. Своєрідними «родовищами» стали для міді і фенолу – ріка Тисмениця, міді і марганцю – Південний Буг і Дніпро, нафтопродуктів Сіверський Донець і майже всі річки Приазов’я.

Рекордсменом за сукупністю забруднень визначено ріку Полтву. В її воді нижче Львова довго не з’являється кисень, зате розкошує сірководнь. Не набагато поступається їй притока Дністра Тисмениця, в якій усі контрольовані речовини спостерігалися з концентраціями, що перевищували ГДК. Суперників цих річок можна знайти лише на Сході та Донбасі.

Не набагато краща ситуація як на Дніпрі, так і в усіх його українських притоках. Вони забруднені, насамперед, нітритним та амонійним азотом і численними сполуками важких металів. Нижні водосховища збагачені фенолом, Дніпровське – нафтопродуктами. Все це – наслідок скидання брудних стоків, розплата за надто розвинену (за десятиліття радянської влади) промисловість зі старими технологіями.

Дещо краща ситуація в річках Криму, вздовж яких не має великих підприємств. Там лише у пониззі є перевищення ГДК азоту в 1–3 рази.

На морях максимальні рівні забруднення одразу кількома речовинами спостерігаються у портах і прилеглій до дельти Дунаю частині Чорного моря. Приємно хоч те, що вміст кисню задовільний в Чорному і Азовському морях, а максимальні рівні забруднення перестали збільшуватися, як це спостерігалось у 80-ті роки.

Погана ситуація і з підземними водами, які подають у комунальні водогони. Фахівці переконані, що вони забрудненні «не подекуди», а майже на всій території України. У багатьох місцях є надмір пестицидів, нітратів, хлоридів, подекуди й фенолу, а в Криму до всього цього додають ще й миш’як і марганець.

Особливо високі концентрації шкідливих речовин у підземних водах спостерігають на Донбасі, де були випадки отруєння ними шахтарів у вибоях.

Що ж стосується витоків стічних вод, то вони належать таким рекордсменам всього обсягу зливу в ріки:

електроенергетиці – 43%,

комунальному господарстві – 19,5%,

сільському господарстві – 16,6%,

чорній металургії – 9%,

хімічній і нафтохімічній промисловості – 3 %,

іншим – 8–9 %

Підсумовуючи можна стверджувати, що водні перспективи України погані. Хоча економічні негаразди зупинили частину виробництва і скоротили решту, зменшивши об’єм стічних вод, та це мабуть тимчасове явище. Відсутність капіталів на модернізацію промисловості змусить виробників для виживання і проникнення на світові ринки продовжувати випуск металу і виробів з нього на наявних підприємствах. Наслідки цього для якості води очевидні.

2.3.6. Заходи щодо зменшення ступеня забруднення води

«Прати чи купатися в Дніпрі?»

Основними заходами щодо зменшення ступеня забруднення води є:

очищення стічних вод,

використання стічних вод для зрошення,

впровадження замкнутих технологій водопостачання,

скорочення обсягів скидання забруднювачів у водойми,

вдосконалення технологічних процесів,

нормування якості води, тобто розробка критеріїв її придатності для різних видів водокористування.

Усі природні водойми здатні самоочищатися. Самоочищення води – це нейтралізація стічних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні, біологічні та інші природні процеси, що сприяють видаленню з водойми забруднювачів і поверненню води до її первісного стану.

Однак здатність водойми до самоочищення має свої межі. Сьогодні у водойми надходить така величезна кількість стічних вод, настільки забруднених різними токсичними для їхніх мешканців речовинами, що багато водойм почали деградувати. Тому людство, якщо воно хоче мати майбутнє, мусить негайно вжити спеціальних заходів для очищення забруднених вод і повернення джерел водопостачання до такого стану, за якого вони стали б придатними для використання.

Чинними законами України передбачається, що для різних господарських потреб має використовуватися вода певної якості. Недопустимо, наприклад, використовувати питну воду для охолодження блоків ТЕС, заборонено скидати у водойми стічні води, які містять цінні відходи, що можуть бути вилучені із застосуванням раціональної технології.

Основний напрям захисту водного середовища – перехід підприємств до роботи за схемою замкненого циклу водопостачання, коли вони після очищення власних стічних вод повторно використовують їх у технологічному циклі, і забруднені стічні води взагалі не потрапляють у водойми.

У сільському господарстві слід запровадити сувору економію води, раціональне її використання. Так, заміна суцільного поверхневого поливу на зрошуваних землях дощуванням або краплинним поливом дає змогу зробити ті самі врожаї з меншими (в 5–7 разів) витратами води. Скоротити кількість пестицидів, фосфатів, нітратів, що потрапляють у водойми, можна частковою заміною хімізації сільського господарства біологічними методами боротьби зі шкідниками і хворобами рослин, чітким дотримуванням сівозмін, уведенням більш продуктивних і стійких до хвороб та шкідників сортів.

Галілео. «Етапи очищення води»

Очищення стічних вод – це руйнування або видалення з них забруднювачів і знищення в них хвороботворних мікробів.

Застосовують два методи очищення стічних вод:

у штучних умовах (у спеціально створених спорудах);

у природних (на полях зрошення, в біологічних ставках тощо).

Забруднені стічні води послідовно піддають механічному, хімічному і біологічному очищенню.

Механічне очищення полягає у видаленні зі стічних вод нерозчинних речовин (піску, глини, мулу), а також жирів і смол. Для цього використовують відстійники, сита, фільтри, центрифуги тощо. Сучасні передові методи із застосуванням найкращих закордонних установок дають змогу видаляти зі стічних вод до 95% твердих нерозчинних забруднювачів.

Хімічне очищення стічних вод здійснюється після їх механічного очищення. В забруднену різними сполуками воду додають спеціальні речовини – реагенти. Ці речовини, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі речовини, які випадають в осад і видаляються.

Біологічне очищення стічних вод, як правило, завершальний етап. Органічну речовину, що міститься у стічній воді, окислюють аеробні бактерії до вуглекислого газу і води, а також її споживають гетеротрофи – консументи. Що більше у воді, яку очищають, гідробіонтів-гетеротрофів і вища їхня біологічна активність, то інтенсивніше відбувається процес очищення. Крім того, організми – фільтратори, поглинаючи й згодом осаджуючи різні суспензії, сприяють їх похованню на дні та освітлюють води.

Біологічне очищення здійснюють у спеціальних гідротехнічних спорудах і установках – на так званих полях зрошення, фільтрації, на біофільтрах в аеротенках. Іноді ці споруди заселяють спеціально підібраними або виведеними бактеріями та водоростями. Комплекс організмів, які беруть участь у процесах біологічного очищення, називають активним мулом.

Деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств взагалі не піддаються очищенню ніякими сучасними методами. Їх доводиться закачувати в підземні сховища, наприклад відпрацьовані нафтові родовища. Таким чином створюються небезпечні об’єкти, оскільки ніхто не може дати 100% гарантії, що отруйні води не потраплять колись у підземні водоносні горизонти.

Важливим заходом раціонального використання водних ресурсів є нормування якості води, тобто розробка критеріїв її придатності для різних видів водокористування.

Оцінювання якості води визначається за ознаками, котрі обирають і нормують залежно від виду водокористування.

За видами водокористування та нормами якості всі водойми поділяють на такі категорії:

1) для пиття та культурно-побутового призначення;

2) рибогосподарського призначення.

«Нові методи очищення стічних вод»

Шкідливі та отруйні речовини нормують за лімутуючим показником шкідливості (далі –ЛПШ), який для водойм І категорії буває трьох видів:

• санітарно-токсикологічний;

• загальносанітарний;

• органолептичний.

Для водойм ІІ категорії додають ще токсикологічний та рибогосподарський ЛПШ.

Вода вважається чистою, коли вміст шкідливих речовин у ній не перевищує ГДК, а склад і властивості не виходять за рамки нормативів. В основу нормування всіх забруднювачів покладено визначення ГДК.

Для води культурно-побутового та господарсько-питного призначення в основу нормування покладені переважно санітарно-токсикологічні, загальносанітарні та органолептичні обмеження, а для рибогосподарського призначення – рибогосподарські, токсикологічні й частково органолептичні ліміти.

У 1997 р. Міністерство охорони здоров’я України для забезпечення санітарного та епідеміологічного благополуччя населення затвердило Державні санітарні правила і норми (СанПіН) «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько – питного водопостачання», де сформульовані жорсткіші вимоги щодо вмісту забруднювачів, і за своїми показниками наближаються до нормативів Всесвітньої організації охорони здоров’я.

2.3.7. Правова охорона вод.Водний кодекс України(1995)

Правову основу водних ресурсів України закладено в Законі України «Про охорону навколишнього природного середовища» 1991р., де, зокрема, пе-редбачається державний контроль за використанням і охороною водних ресурсів, ведення водного кадастру.

Важливим правовим документом є Водний кодекс України 1995р. Він забезпечує правову охорону вод від забруднення, засмічення і виснаження та регулює порядок їхнього використання. Водний кодекс встановлює пріоритет питного і побутового водокористування. Для охорони вод, які використовують для питних і побутових, курортних, лікувальних і оздоровчих потреб, встановлюють округи і зони санітарної охорони із суворим режимом використання, а також водоохоронні зони лісів.

У Водному кодексі закріплені обов’язки водокористувачів щодо раціонального використання водних об’єктів, економного використання води, відновлення і поліпшення її якості.

Власники засобів водного транспорту, лісосплавні організації мають не допускати забруднення і засмічення вод внаслідок втрати масел, хімічних речовин і нафтопродуктів, деревини.

Сільськогосподарські підприємства мають попереджувати забруднення вод мінеральними добривами і отрутохімікатами. У Водному кодексі встановлено кримінальну або адміністративну відповідальність за порушення водного законодавства (самовільне захоплення водних об’єктів, забруднення і засмічення вод, безгосподарне використання вод, введення в експлуатацію підприємств та інших об’єктів без споруд, які попереджують забруднення і засмічення вод та ін.), а також передбачено відшкодування збитків, які заподіяні порушенням водного законодавства.

Описание: Описание: Описание: Описание: ÐŸÐ¾Ñ…Ð¾Ð¶ÐµÐµ Ð¸Ð·Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ðµ