Проблемы качества питьевой воды в России

В Челябинской области в ряде районов выявлена связь заболеваемости вирусным гепатитом А и дизентерией Флекснера с качеством их питьевой воды. Высокая заболеваемость вирусным гепатитом А в южных районах Омской области также обусловлена качеством питьевой воды: в 1998 г. в области зарегистрировано 9 вспышек с числом заболевших 83 человека, в том числе 75 детей. При федеральном уровне заболеваемости 33,8, в Омской области этот показатель составляет 50 (а в южных районах - от 126 до 294).

Исследование влияния питьевой воды на заболеваемость населения неинфекционными болезнями, проведенное в Ростовской области, выявило связь между ее высокой минерализацией и мочекаменной болезнью, повышенные показатели которой отмечены в Таганроге, Каменске, а также Азовском и Морозовском районах.

В Свердловской области обнаружена связь между содержанием хлорорганических соединений в питьевой воде 12 городов и онкологическими заболеваниями, спонтанными абортами, частотой мутаций в соматических клетках у детей. Выяснилось, что Екатеринбург остается одним из городов максимального риска как по загрязнению воды, так и по мутагенной и канцерогенной опасности. Кроме того, здесь выявлена мутагенная активность воды перед подачей ее в городскую сеть. Мутагенный риск от хлорированной питьевой воды, поступающей с одной из фильтровальных станций, подтвержден цитогенетическим исследованием детей, живущих в соответствующих микрорайонах города.

Во многих местах актуальна проблема фтора. Как известно, его биологическая роль различна в зависимости от концентрации в воде. Повышенное содержание фтора оказывает неблагоприятное влияние на костную, нервную и ферментативную системы организма, обусловливает поражение зубов (флюороз), а недостаток (менее 0,5 мг/л) влечет за собой кариес. Избыток фтора в подземных источниках Мордовии, Рязанской, Вологодской и других областях - причина высокого уровня флюороза.

В Саранске он обнаружен у 72,1% детей старшего школьного возраста. Недостаток фтора характерен для открытых водоемов северных территорий, особенно в Архангельской, Ленинградской областях, Республике Коми, а также в Краснодарском крае и Кабардино-Балкарии, где вода из горных рек слабо минерализована. Заболеваемость кариесом здесь достигает 60% (в Республике Коми - до 90%).

Основные методы обеззараживания воды в России

В настоящее время, по данным Минпромэнерго, неочищенных стоков сбрасывается в водоемы 4081 млн. кубометров в год. Да и там, где применяют системы очистки, не везде достигают желаемых результатов.

Можно с уверенностью сказать, что технические возможности для необходимой обработки стоков имеются. Например, эффективным является решение ГУП "Мосводоканала" - там применяется оригинальная конструкция специальных сит для процеживания больших объемов воды с удалением примесей диаметром более 1,5-2 мм.

Есть и другие эффективные технические решения. Почему же их не используют?

Очень важным процессом является подготовка воды на очистных сооружениях для подачи ее в трубопроводы, в дома.

Учеными, специалистами разработаны и применяются на некоторых объектах оптимальные технические решения, позволяющие обрабатывать стоки активным илом, извлекать чрезвычайно вредные соединения азота и фосфора.

И этот очень ответственный процесс не везде выполняют как следует.

Жизнь подсказывает, что, помимо первичной очистки стоков, для их полного обезвреживания и возможности повторного использования должны применяться дополнительные меры.

Основным методом обеззараживания воды в России до сих пор является хлорирование воды. Оно позволяет не только избавиться от нежелательных органических и биологических примесей, но и полностью удалить растворенные соли двухвалентного железа и марганца. Если раньше в основном применялся газообразный хлор или его диоксид, то сегодня наиболее употребимым реагентом для обеззараживания считается гипохлорит натрия, содержащий не менее 190 г/л активного хлора. Это вызвано большей его безопасностью и удобством хранения. До недавнего времени использование гипохлорита натрия было ограничено из-за трудностей с точностью дозирования. Это удорожало процесс, так как приходилось создавать еще и узел подготовки реактива. В настоящее время благодаря появлению современного оборудования эта проблема снята.

Одним из наиболее современных и экологически корректных способов обеззараживания и дополнительной очистки стало применение озонирования, особенно в комплексе с ультрафиолетовой (УФ) обработкой воды. Стоит заметить, что ряд исследователей отмечают, что озонирование может быть полезным и при ранних стадиях очистки, еще на этапе введения флоккулирующих агентов. Тем не менее опыт свидетельствует, что полностью отказываться от хлорирования и переходить только на обработку О3 не следует, так как предварительные испытания таких установок показали, что в теплое время года, когда температура обрабатываемой природной воды достигает 22°С, озонирование не позволяет обеспечивать заданные микробиологические показатели. Применение одного УФ-излучения не всегда дает желаемый результат, поскольку ряд простейших микроорганизмов к нему индифферентен. Поэтому озонирование может скорее рекомендоваться как один из способов кондиционирования вод, о чем говорит опыт применения установки озонирования, разработанной НИИ "ВОДГЕО".

Крупномасштабные научно-технические проекты по очистке воды

Сегодня стало совершенно очевидным, что ситуацию в водоснабжении можно коренным образом улучшить, если будут разработаны крупномасштабные научно-технические программы и проекты генеральных схем развития водного хозяйства на региональном и городских уровнях.

Именно такую программу, например, разработал для Московского региона ГУП "МосводоканалНИИпроект". Под руководством его директора, доктора технических наук профессора Евгения Пупырева удалось подготовить проектную документацию для научно-технических программ и генеральных схем развития водного хозяйства не только столичного мегаполиса, но и ряда других городов. Самым сложным тормозом ученый считает отсутствие генпланов городов и территориальной планировки во многих субъектах Федерации. Мешает делу законодательная неразбериха, которая влечет массу дополнительных согласований.

По мнению Евгения Пупырева, сегодняшняя система жизнеобеспечения любого мегаполиса есть результат стихийного, часто волюнтаристского и очень редко планомерного, научно обоснованного развития. Принципиально важно, чтобы инженерные системы водопользования в городах создавались на основе опыта поколений с использованием методов системного анализа, новых научно-технологических разработок.

Тормозит дело острый дефицит средств, выделяемых на проектирование и строительство объектов водоснабжения, модернизацию водопроводных сетей. Для разработки и реализации крупных программ водосбережения и улучшения качества питьевой воды нужны государственная поддержка и финансовая помощь региональных властей.

Решением проблемы обеспечения населения чистой питьевой водой, назревшей во многих городах и поселках России, достаточно давно занимаются НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина РАМН, Ассоциации "Вода-Медицина-Экология", Московского центра внедрения науки и техники "Москва", Международной общественной Академии экологической безопасности и природопользования, ПО "Совинтервод" и еще много десятков организаций. Специалисты еще в конце 90-х годов выступили с инициативой создания доступной, но эффективной установки по доочистке питьевой воды. Проект разработан достаточно подробно, есть экономическое обоснование его эффективности. Тем не менее до сих пор проект существует только на бумаге.

Ресурсы и качество подземных вод

В центральных областях европейской части России, в Западной Сибири, на большей части Украины в Беларуси водоснабжение может базироваться как на поверхностных водах, т.е. реке, озере, водохранилище, пруде, так и на подземных водах. При этом следует отдавать себе отчёт в том, что поверхностные воды в высокой степени подвержены загрязнению. В большинстве районов, где выделена земля для садоводов и огородников, поверхностные воды уже загрязнены настолько, что пить их без отчистки и специальной подготовки нельзя. Однако поверхностные воды в большинстве случаев можно использовать для полива, и это оказывается рационально со всех точек зрения: экономической и экологической.

Для питьевого водоснабжения предпочтительнее подземные воды. Вышеперечисленные обширные районы представляют собой артезианские бассейны. Это означает, что строение недр здесь во многом сходно и может быть кратно охарактеризовано следующим образом. С верху, т.е. непосредственно под поверхностью земли, залегает более или менее мощная толща самых молодых, рыхлых грунтов: суглинков, супесей, песков со слоями глин и реже гравия и гальки. Вполне вероятно нахождение слоёв торфа в этой же толще.

Прогнозные ресурсы подземных вод составляют более 869 млн. м3/сут и в основном формируются в бассейнах Волги (116,46 млн. м3/сут) и Оби (282, 35 млн. м3/сут) - около 46% от общего количества по России. Свыше 77% (670 млн. м3/сут) сосредоточено в Северо-Западном, Уральском, Сибирском и Дальневосточном федеральных округах, при этом наибольшая часть (29%) - на территории Сибирского федерального округа.

На территории Российской Федерации разведано 4483 месторождения подземных вод, в эксплуатации находится 1990. Общее количество разведанных эксплуатационных запасов под земных вод, пригодных для хозяйственно-питьевого, производственно-технического водоснабжения, орошения земель и обводнения пастбищ составляет 89,4 млн. м3/сут, в том числе подготовленных для промышленного освоения (по категориям А+В+С1) - 80,4 млн. м3/сут. Общая добыча подземных вод составляет 28,15 млн. м3/сут, в том числе на участках с разведанными запасами - 15,32 млн. м3/сут, или 54,4%, на неутвержденных запасах подземных вод - 12,83 млн. м3/сут.

Наибольшим количеством разведанных месторождений и эксплуатационных запасов подземных вод располагает Центральный федеральный округ - 1119 (25%) и 26,12 млн. м3/сут (29%) соответственно. По федеральным округам (рис. 1.1) количество разведанных месторождений варьирует от 416 (Северо-Западный) до 749 млн. м3/сут (Сибирский федеральный ок руг), эксплуатационные запасы - от 4,5 (Северо-Западный) до 15,9 млн. м3/сут (Приволжский федеральный округ).

Наибольшим количеством разведанных запасов подземных вод располагают, млн. м3/сут: Московская область - 8,67, Краснодарский край - 4,39, Самарская область - 2,82, Нижегородская область - 2,67, Республика Башкортостан - 2,43, Алтайский край - 2,28, Иркутская область - 2,05, Оренбургская область - 1,98, Хабаровский край - 1,84, Владимирская область - 1,83, Ставропольский край - 1,81, Кемеровская область - 1,70, Воронежская область - 1,68, Новосибирская область - 1,66, Красноярский край - 1,65, Республика Северная Осетия - Алания - 1,62, Волгоградская область - 1,52. Суммарная величина запасов по этим 17 субъектам Российской Федерации составляет 42,60 млн. м3/сут, или 47,7% от общего по России.

Наибольшее количество запасов подземных вод разведано в бассейнах, млн. м3/сут: Волги - 33,03, Оби - 10,77, Дона - 7,68, Енисея - 5,13, Амура - 4,91 и Кубани - 3,32 (табл. 1.6). Суммарная величина разведанных эксплуатационных запасов по 7 этим речным бассейнам составляет 64,84 млн. м3/сут (72,5%).

Прогнозные ресурсы и эксплуатационные запасы подземных вод Российской Федерации по речным бассейнам.

При оценке обеспеченности населения ресурсами подземных вод по условиям их защищенности выделены:

                 надежно защищенные (напорные водоносные горизонты, перекрытые выдержанными слабопроницаемыми отложениями, на участках, расположенных вне зон селитебной застройки и промышленных зон);

                 защищенные (напорные горизонты на участках в пределах указанных выше зон и без напорные горизонты при мощности зоны аэрации более 8-10 м и наличии в ее составе слабопроницаемых прослоев мощностью не менее 3 м);

                 практически незащищенные (безнапорные горизонты с небольшой мощностью зоны аэрации, а также водоносные горизонты, эксплуатируемые инфильтрационными водозаборами при непосредственной взаимосвязи поверхностных и подземных вод).

Наибольшее количество - около 40% - составляют защищенные месторождения. Практически не защищено около 37% месторождений, причем в ряде регионов (Мурманская, Ленинградская, Ивановская, Воронежская, Липецкая, Белгородская, Волгоградская, Самарская, Ростовская, Оренбургская, Свердловская области, республики Башкортостан, Бурятия, Хакасия, Приморский край) они преобладают. Однако даже на месторождениях, относящихся к этой категории, защищенность подземных вод, как правило, значительно выше, чем поверхностных, что существенно повышает их ценность, особенно в чрезвычайных ситуациях.

Большинство административных районов субъектов Российской Федерации относятся к обеспеченным и надежно обеспеченным подземными водами. Это означает, что все потребители (в том числе и крупные) могут быть обеспечены ресурсами подземных вод, формирующимися на территории района.

В то же время, в связи с неравномерностью распределения прогнозных ресурсов, отсутствием на отдельных площадях подземных вод кондиционного качества, в ряде субъектов выделяются недостаточно обеспеченные районы, где за счет местных ресурсов подземных вод не могут быть удовлетворены потребности рассредоточенных водопотребителей. Больше всего таких районов находится в республиках Калмыкия, Дагестан, Якутия и Удмуртской, в Ростовской, Астраханской, Волгоградской, Саратовской, Новосибирской, Омской, Тюменской, Ленинградской и Новгородской областях, Ставропольском крае и некоторых других субъектах Российской Федерации.

В ряде административных районов при полном удовлетворении рассредоточенных водопотребителей выделяются отдельные крупные водопотребители, не обеспеченные местными ресурсами подземных вод. К таким территориям относятся центральные и восточные районы Московской области, отдельные районы Владимирской, Ивановской, Тульской, Ярославской, Тамбовской, Новосибирской, Омской, Мурманской, Ульяновской, Челябинской, Свердловской, Иркутской, Курганской, Сахалинской областей, Ненецкого автономного округа, Ставропольского края, республик Карелия, Коми, Чувашской и некоторые другие.