Внешний приток. Как правильно использовать потенциал возвратных вод
Как правильно использовать потенциал возвратных вод
На территории Южного Казахстана водный фактор приобретает ведущую роль в устойчивости окружающей природной среды, особенно в низовьях рек, где основными причинами экологических проблем речных бассейнов являются загрязненность и хронический дефицит воды. В связи с этим проблема обеспечения населения и различных отраслей народного хозяйства водой в необходимом количестве и требуемого качества является одной из важнейших. Современный уровень нагрузок на водные ресурсы определяется количественными показателями водопользования и качественными показателями отходов жизнедеятельности, поступающих в водные источники, и их совместимостью с природной средой. Несмотря на продолжающееся уменьшение сбросов сточных вод, качество воды практически во всех водных объектах остается неудовлетворительным. Юг страны в зависимости от административных границ и гидрографических условий поверхностных вод разделен на три водохозяйственных речных бассейна: Арало-Сырдарьинский, в административных границах включает Туркестанскую и Кызылординскую области; Балхаш-Алакольский, к которому относятся Алматинская область и город Алматы; Шу-Таласский, в административных границах включает Жамбылскую область и Созакский район Туркестанской области. Водохозяйственные речные бассейны отличаются друг от друга не только географическими и природно-климатическими, но и агроэкономическими, водохозяйственными и социально-экономическими условиями. Сфера использования водных ресурсов включает три крупных блока: орошение - 73 процента, промышленное использование - 21 процент и коммунальное водоснабжение - шесть процентов. В масштабах отдельных стран это соотношение меняется. В развитых странах более 40 процентов воды потребляется промышленностью. В развивающихся государствах значительные объемы сточных вод идут на орошение. Основным потребителем водных ресурсов в Казахстане является орошаемое земледелие - 43-61 процент. Промышленность потребляет 21-24 процента, коммунально-бытовое хозяйство - 3,7-4 процента воды. Анализ состояния структуры водозабора и его использования в последние годы в рассматриваемых бассейнах показывает, что имеются некоторые различия. Так, например, в Шу-Таласском бассейне использование поверхностных вод составляет 97 процентов от всего использования водных ресурсов, а в двух других - 85-95 процентов. В структуре водопользования доля орошаемого земледелия в Шу-Таласском бассейне составляет 35-40 процентов, в Балхаш-Алакольском и Арало-Сырдарьинском бассейнах - 70-75 процентов и 60-65 процентов соответственно. Показатель удельного использования воды на один гектар орошаемой площади больше всех в Кызылординской области - 20000-25000 кубометров на гектар, поскольку возделываются в основном культуры рисового севооборота. В Шу-Таласском и Балхаш-Алакольском бассейнах он составляет 3500-5000 кубометров на гектар. Орошаемое земледелие в бассейнах рек по объемам отведения загрязненных коллекторно-дренажных и сбросных вод с оросительных систем является одним из основных источников загрязнения поверхностных вод. В Балхаш-Алакольском бассейне орошаемым земледелием занимаются в основном в бассейнах рек Иле, Каратал, Чарын. По сравнению с 1990 годом объем отводимых коллекторно-дренажных вод (в основном в реке Иле) сократился почти в пять раз - с 560,28 миллиона кубометров до 110,115 миллиона кубометров в год, тогда как объем отводимых сточных вод остался примерно на том же уровне. В бассейне реки Сырдарьи в настоящее время 732 тысячи гектаров орошаемых земель, из которых используются 608 тысяч гектаров. Объем возвратных вод с орошаемых массивов составляет 2,842 миллиарда кубометров, из них сбрасываются в Сырдарью 1,485 миллиарда кубометров, остальной объем - в озерные системы и притоки. Минерализация дренажно-сбросных вод изменяется в широких пределах - от 1,8 до 7,5 грамма на литр. На Тасоткельском массиве (Шу-Таласский бассейн) с уменьшением посевов водоемких технических культур произошло уменьшение объемов водозабора и, соответственно, стока дренажных вод. В 1997 году при водозаборе 175 миллионов кубометров объем дренажного стока составлял около 30 миллионов кубометров, или 17 процентов от величины забора воды из источника. В настоящее время водозабор снизился до трех процентов - 116,4 миллиона кубометров. Дренажные воды в основном сульфатно-гидрокарбонатные, магниево-кальциевые. Минерализация вод изменяется от 0,6 до 2,7 грамма на литр. Во всех рассматриваемых водохозяйственных бассейнах коллекторно-дренажные воды, отводимые в больших объемах в поверхностные воды бассейна, не подвергаются никакой очистке. Единственным водоохранным мероприятием является использование части коллекторно-дренажных вод на повторное орошение, что снижает в некоторой степени негативное воздействие мелиоративных систем на водные и другие объекты окружающей среды бассейнов. Несмотря на продолжающееся уменьшение сбросов коллекторно-дренажных и сточных вод, качество воды практически на всех водных объектах остается неудовлетворительным. За последние 15 лет объемы потребления водных ресурсов сократились: на питьевые нужды населения - в 2-2,4 раза; в сельской местности - более чем в пять раз; на производственные нужды - в 1,2-1,6 раза; на орошение земель - в 2,1-2,4 раза. При этом величина водоотведения всеми водопользователями изменялась в пределах 4,06-8,7 кубических километров, что составляет 16-26 процентов от величины водозабора, причем 54-84 процента отводимых вод сбрасываются в водные объекты, являясь основными источниками их загрязнения. Сбросные воды возвращаются в гидрологическую систему через поверхностный сброс или грунтовое просачивание, очистка возвратных вод путем их использования в сельском хозяйстве повышает водообеспеченность орошаемых земель, особенно в маловодные годы. При этом одним из существенных факторов использования возвратных вод для орошения является их качественный состав. После водозабора на коммунально-бытовые нужды населения доля возвращающейся воды еще больше. Рост концентрации промышленных предприятий, автомобилей, населения сопровождается значительными изменениями природных условий и ландшафтов в городах и пригородах, ухудшением экологического качества окружающей среды. Более 80 процентов всех выбросов в атмосферу и сбросов загрязняющих веществ в гидросферу приходится на города. В городах дислоцированы различные промышленные, производственные и коммунальные предприятия, которые сбрасывают свои сточные воды в общегородскую канализацию. Низкая обеспеченность промышленных стоков на городской территории системами эффективной глубокой очистки не позволяет автономно утилизировать стоки и твердые отходы предприятий-водопользователей. В результате сложный многокомпонентный производственный сток направляется в общегородской канализационный коллектор, смешивается с большими объемами хозбытовых стоков, транспортируется на общегородские сооружения механической и биологической очистки (если они есть), понижая их технологические возможности. Обычно расход воды на коммунально-бытовые нужды городского населения с развитием цивилизации и ускорением прогресса непрерывно растет, соответственно, увеличивается и расход отводимых сточных вод. Между тем хорошо известно, что значительные объемы воды из централизованной системы водоснабжения расходуются на промышленных, коммунальных и транспортных предприятиях, на нужды городского благоустройства, пожаротушения, технологические операции по эксплуатации и на аварийно-восстановительные работы системы подачи и распределения воды. Очевидно, что разная степень благоустройства жилья, обеспеченности санитарно-техническим оборудованием обуславливает различные уровни водопотребления. Кроме того, возможное влияние оказывает и географическое расположение города. Так, например, водопотребление в Ташкенте составляет 1020 литров на человека, в Алматы - 720, Бишкеке - 661 литр на человека, в Сингапуре - 458, Шанхае - 577, Гонконге - 402, Санкт-Петербурге - 550, Москве и Нью-Йорке - 600 литров в сутки на человека. В городах Южного Казахстана в среднем расходуются 450 литров в сутки на человека. Здесь надо отметить, что к комплексу факторов, влияющих на удельное водопотребление, относятся также ценовая политика и состояние системы контроля за водопотреблением. Так, например, стоимость одного кубометра питьевой воды в России оставляет 0,1 доллара, США - 2,10, Дании - 3,4, Германии - 1,96 доллара, в городах Южного Казахстана - в среднем 0,16 доллара. Нами проведена сравнительная оценка зарубежной и отечественной ситуации в этой области. Здесь очевиден факт уменьшения водопотребления с ростом стоимости воды, однако по характеру зависимости можно сделать также вывод, что сокращение потребления воды примерно в три раза сопровождается 20-кратным увеличением ее стоимости. Для укрупненной оценки снижения потребления в сутки можно принять 0,01 доллара США. Этот показатель может быть использован для планирования мероприятий по уменьшению не только удельного водопотребления, но и удельного водоотведения с учетом реальной социально-экономической ситуации. Влияние ценовой политики на уровень удельного водопотребления иллюстрируется также сравнением относительных затрат населения на услуги системы водоснабжения, выражаемых в долях к душевому доходу. В Южном Казахстане эта доля составляет 0,21 процента, в большинстве развитых стран она колеблется от 0,5 до одного процента. Следовательно, сокращение объема потребления водных ресурсов в республике на коммунально-бытовые нужды населения в 2-2,5 раза связано не только с экономическим спадом, но и ценовой политикой и внедрением средств водоучета. Снижение отводимых сточных вод наблюдается в Таразе, Каратау, Жанатасе, Шу. По химическому составу и своим качествам сточные воды городов относятся к хозяйственно-бытовым сточным водам, так как их доля в два-три раза преобладает над производственными. Практика показывает, что промышленные предприятия и коммунальное хозяйство безвозвратно расходуют только пять-десять процентов забираемой из водоемов воды. Остальное количество сточной воды находится в загрязненном состоянии. Приведенный анализ по водопользованию показывает, что водоотведение составляет 25-30 процентов от количества водозабора, при этом основная часть (50-85 процентов) отводится в поверхностные водные объекты. Для обезвреживания сброшенных вод даже после основательной биологической очистки требуется 6-12-кратное разбавление свежей чистой водой. На обезвреживание сточных вод во всем мире ежегодно требуется 5500 кубических километров чистой воды - втрое больше, чем на все другие нужды населения. Сброс одного кубометра неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод в реки делает непригодным к использованию 10-50 кубометров поверхностных вод. В Казахстане для обезвреживания отводимых вод путем разбавления свежей чистой водой требуется 40-70 кубических километров чистой воды, что превышает формируемый объем речной воды на территории республики. Для условий Южного Казахстана эффективным является применение почвенно-биологического метода доочистки сточных вод, который обеспечивает охрану и рациональное использование водных ресурсов и экономию материальных средств на сооружение доочистки, экономию сточных вод при улучшении водообеспеченности поливного земледелия региона.Алтай МУСАЕВ, доктор технических наук, профессор
Рима ТУРЕКЕЛЬДИЕВА, доктор биологических наук, доцент Таразского регионального университета