Раціональне використання та охорона водних ресурсів

План

1. Водні ресурси світу і України. Використання водних ресурсів. Забруднення води. Проблема стічних вод, їх очищення.

2. Охорона вод Світового океану. Правові основи охорони водних ресурсів.

1.Водні ресурси світу і України. Водні ресурси – це придатні для використання води Землі: морські, річкові, озерні, підземні, води штучних водосховищ, лід гірських і полярних льодовиків. До водних ресурсів інколи відносять водяну пару атмосфери.

У різних формах на Землі міститься близько 1, 4 млрд. км³ води. Понад 96% із цього об’єму припадає на солоні води Світового океану.

Для життя на Землі і господарської діяльності людини особливо велике значення мають прісні води. Сумарні запаси прісної води на нашій планеті становлять близько 35 млн. км³ (всього 2% від загальної кількості). Основна кількість (75%) прісної води зосереджена в льодовикових щитах Антарктиди і Гренландії, гірських льодовиках, айсбергах, у зоні вічної мерзлоти. Із усієї кількості прісної води лише 0, 6-1% перебуває у рідкому стані (річки, прісноводні озера, частина підземних вод). Найбільше її у підземних водах – 10, 5 млн. км³.

Основним джерелом водопостачання для людства є річковий стік. Серед країн світу перше місце за цим показником посідає Бразилія з її гігантською річкою Амазонкою.

Загальні запаси водних ресурсів України у середній за водністю рік становлять 94 млрд. м3, з них доступні для використання 56, 2 млрд. м3/рік. Основна частина водних ресурсів (92, 6%) припадає на річковий стік. Стік, що формується на території України, на 60% зосереджений у малих річках. На території України налічується понад 71 тис. річок, із них більше 67 тис. – малі (довжиною менше 10 км).

Водні ресурси України розподілені по її території вкрай нерівномірно. Мало їх у Донецькій, Луганській, Харківській областях; багаті водними ресурсами Закарпатська, Івано-Франківська області.

Використання водних ресурсів. Усі галузі господарства за відношенням до водних ресурсів поділяються на групи: споживачі і користувачі.

Споживачі забирають воду з джерела, використовують її для виробництва промислової і с/г продукції, а потім повертають, але вже в іншому місці, в меншій кількості й іншої якості.

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

Вода може використовуватись з різною метою: для потреб промисловості, сільського, комунального господарства, транспорту та для господарсько-питних потреб тощо.

Промисловість використовує близько 20% загального рівня прісної води й її споживання.

Найбільшим споживачем води у промисловості є атомна енергетика – АЕС використовують у середньому вдвічі більше води на 1 кВт виробленої електроенергії, ніж ТЕС.

Сільське господарство є основним споживачем прісної води (70% усього її використання). Це зумовлено в першу чергу збільшенням площ зрошуваного землеробства.

Водопостачання населення задовольняє потреби в питній воді й комунально-побутові потреби (робота підприємств побутового обслуговування, поливання вулиць і зелених насаджень, протипожежні заходи).

Забруднення води. У результаті інтенсивного використання людством водних ресурсів відбуваються значні кількісні і якісні зміни в гідросфері.

Кількісні зміни полягають у тому, що в певних районах змінюються кількість води, придатної для господарських потреб, водний баланс, режим річок тощо.

Якісні зміни зумовлені тим, що кількість річок і озер є не лише джерелом водопостачання а й тими басейнами, куди скидають промислові, сільськогосподарські й господарсько-побутові стоки. Це призвело до того, що нині на Землі вже практично не залишилося великих річкових систем з гідрологічним режимом і хімічним складом води, не спотворених діяльністю людей.

Забруднення води поділяють на хімічне, фізичне (теплове, радіоактивне) та біологічне.

Хімічне забруднення води відбувається внаслідок надходження у водойми з стічними водами різних шкідливих домішок неорганічної (кислоти, мінеральні солі, луги тощо) й органічної природи (нафта і нафтопродукти, органічні сполуки, миючі засоби, пестициди тощо).

Більшість з них є токсичними (отруйними) для мешканців водойм. Це сполуки миш’яку, свинцю, ртуті, міді, хрому тощо. Вони поглинаються фітопланктоном і передаються далі по харчових ланцюгах більш високоорганізованим організмам. Цей процес супроводжується кумулятивним ефектом, який полягає у прогресуючому збільшенні вмісту шкідливих сполук у кожній наступній ланці харчового ланцюга.

Згубно впливають на стан водойм стічні води, що містять розчинені органічні сполуки. Більшість цих речовин сприяє зниженню вмісту кисню у воді. Особливої шкоди завдають нафта і нафтопродукти, які утворюють на поверхні води плівку, що перешкоджає газообміну між водою і атмосферою і знижує вміст кисню і воді. Осідаючи на дно водойм, органічні суспензії замулюють його й затримують або повністю припиняють життєдіяльність донних мікроорганізмів, які беруть участь у самоочищенні. Під час гниття донних осадків, забруднених органічними сполуками, утворюються шкідливі й отруйні сполуки, зокрема сірководень, що забруднює всю воду в річці чи озері.

Основними постачальниками органічних речовин у стічних водах є підприємства целюлозно-паперової промисловості, нафтопереробні заводи, великі тваринницькі комплекси.

Велику кількість органічних сполук, яких раніше не було в природі, містять стоки хімічних підприємств. Останнім часом особливе місце серед них посідають синтетичні миючі засоби – детергенти. Більшість з них містять фосфор. Зростання кількості фосфатів у річках, озерах і морях спричинює інтенсивний розвиток синьо-зелених водоростей (ціанобактерій), «цвітіння» водойм, що супроводжується різким зниженням вмісту у воді кисню, «заморами» риб, загибеллю інших водних тварин.

Фізичне забруднення води пов’язане із зміною її фізичних властивостей – прозорості, вмісту суспензій та інших нерозчинних домішок, радіоактивних речовин і температури.

Суспензії (пісок, намул, глинисті частки) потрапляють у водойми головним чином за рахунок поверхневого змиву дощовими водами з сільськогосподарських полів, особливо тоді, коли розорюються водозахисні смуги вздовж річок і орні ділянки наближаються до самого урізу води. Багато суспензій потрапляє у водотоки з діючих підприємств гірничорудної промисловості.

Пил надходить у водойми також з сильними вітрами, особливо у суху погоду. Тверді частки різко знижують прозорість води, пригнічують процеси фотосинтезу водяних рослин, забивають зябра риб та інших водних тварин, погіршують смакові якості води.

Особливу небезпеку для всього живого становлять радіоактивні домішки, що потрапляють у водойми завдяки викидам АЕС (особливо під час аварій), з частками золи від працюючих ТЕС тощо.

Теплове забруднення водойм є особливим видом забруднення гідросфери. Воно спричинене спуском у водойми теплих вод від різних енергетичних установок. Величезна кількість тепла, що надходить з нагрітими водами в ріки й озера, істотно змінює їх термічний і біологічний режими. Серед теплових забруднювачів гідросфери перше місце посідають АЕС.

Як свідчать спостереження, у ріках, які розташовані нижче від діючих ТЕС і АЕС, порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються хворобами і паразитами. Температура понад 30^оС шкідливо впливає на біогеоценози, при температурі 34-36^оС гине риба і деякі види інших організмів. Слід додати, що АЕС, як правило, скидають у водойми воду, нагріту до 45^оС.

Біологічне забруднення водного середовища полягає у надходженні до водойм із стічними водами різних видів мікроорганізмів, рослин і тварин, яких раніше тут не було. Багато з них є хвороботворними для людей, тварин і рослин. Серед біологічних забруднювачів перше місце посідають комунально-побутові стоки, особливо коли вони надходять у водойми без очищення. Проте навіть при наявності очисних споруд деяка кількість вірусів, бактерій тощо все ж не затримується фільтрами й потрапляє у водойми. Промисловими біологічними забруднювачами є підприємства шкіро обробної промисловості, м’ясокомбінати, цукрові заводи.

Особливої гостроти біологічне забруднення водойм набуває в місцях масового відпочинку людей.

Проблема стічних вод, їх очищення. Неочищені або недостатньо очищені стічні води, потрапляючи в природні водойми, призводять до зміни фізичного і хімічного складу їхніх вод, забруднюють їх. Усі природні водойми мають здатність до самоочищення.

Самоочищення – це розбавлення стічних вод, випадіння в осад твердих забруднювачів, хімічні й інші процеси, що призводять до видалення з водойми забруднювачів і сприяють поверненню води до її первісного стану. Проте здатність водойми до самоочищення має свої межі. Нині річки, озера й інші водойми самотужки вже не можуть подолати дедалі зростаюче антропогенне навантаження. Тому людство повинно вдатися до спеціальних досить трудомістких і дорогих заходів для очищення забруднених вод і повернення джерел водопостачання до стану, придатного для подальшого їх використання.

Комплекс заходів, що мають забезпечити нормальний стан водних об’єктів, включає наступні:

-нормування якості води, тобто розробка критеріїв щодо її придатності для різних видів водокористування;

-скорочення обсягів скидів забруднень у водойми шляхом вдосконалення технологічних процесів;

-очистка стічних вод.

Нормування якості води в нашій країні здійснюється за відповідними правилами й нормативними актами.

Скорочення скидів забруднень у водойми й перехід підприємств до роботи за схемою замкнутого циклу водокористування є головним напрямом захисту водного середовища в промисловості. За такою схемою водокористування промислове підприємство після очищення власних стічних вод повторно використовує їх у технологічному циклі, й забруднені стічні води взагалі не потрапляють у природні водойми.

У сільському господарстві, яке є основним споживачем води, слід запровадити сувору економію води, раціональне її використання. Так, заміна поверхневого поливу на зрошуваних землях більш раціональними методами (дощуванням, крапельним поливом тощо) дозволяє одержувати ті ж врожаї за витрат води у п’ять-сім разів менших.

Очищення стічних вод – це руйнування або видалення з них забруднюючих домішок і знищення в них хвороботворних мікробів. Нині використовуються два основних методи очищення стічних вод: очищення в штучних умовах (на спеціально створених спорудах, установках) і в природних умовах (на полях фільтрації, зрошення, біологічних ставках тощо).

Забруднені стічні води послідовно очищають механічним, хімічним і біологічним способами.

Механічне очищення полягає у видаленні із стічних вод нерозчинних речовин (піску, намулу, глини), а також жирів, нафтопродуктів, смол тощо. Для цього використовують решітки, пісколовки, відстійники, а також спеціальні фільтри й центрифуги.

Хімічне очищення стічних вод відбувається після їх механічного очищення. Цей спосіб передбачає внесення у забруднену різними сполуками воду спеціальних речовин-реагентів, які, вступаючи в реакцію із забруднювачами, утворюють нешкідливі сполуки або нерозчинні речовини, що випадають в осад і видаляються.

Біологічний метод застосовується для очищення вод, оброблених механічним і хімічним шляхом. Цей спосіб полягає у використанні природних або штучних водойм, у яких розводять спеціальні мікроорганізми, що харчуються органічними домішками, наявними у стічних водах (органічними кислотами, білками, вуглеводами, фенолами тощо), розкладаючи їх на прості нешкідливі сполуки (воду, вуглекислий газ, мінеральні солі).

Слід додати, що деякі особливо токсичні стічні води хімічних підприємств взагалі не можна очистити сучасними методами. Їх доводиться захоронювати, закачуючи у підземні сховища. Таким чином створюють небезпечні об’єкти, бо завжди існує загроза прориву таких вод у підземні водоносні горизонти.

Але ніякими сучасними методами очистити стічні води на 100% не вдається.

2. Охорона вод Світового океану. Останнім часом позначилися три найсуттєвіші екологічні проблеми Світового океану – забруднення; деградації шельфової зони; зменшення біологічних ресурсів.

Найбільш типовими джерелами забруднення морів та океанів є:

-безпосередні скиди забруднюючих речовин під час перевезень нафтопродуктів, аварій танкерів тощо;

-безпосереднє попадання забруднюючих речовин при підводних розробках і видобуванні мінеральних ресурсів, випробування ядерної зброї;

-стік річок;

-природні підводні викиди нафти і газу.

За оцінками фахівців, у Світовий океан щорічно потрапляє 5-10 млн. т нафти і нафтопродуктів, 50 тис. т пестицидів, 5 тис. т ртуті, 6 млн. т фосфору, понад 2 млн. т свинцю та багато інших шкідливих речовин.

Забруднення Світового океану нафтою і нафтопродуктами найбільш розповсюджене і шкідливе. Головними забруднювачами є морський транспорт, а також річковий транспорт і приморські міста.

Розрізняють два типи нафтового забруднення:

* хронічне – протягом тривалого часу порівняно низькими концентраціями (джерела – господарська діяльність людини, природні виходи)

* аварійне – великими кількостями за короткі проміжки часу.

Внаслідок хронічного забруднення щорічно у Світовий океан потрапляє нафти і нафтопродуктів значно більше, ніж унаслідок аварій. Але саме аварії завдають найбільшої екологічної шкоди, тому що виникають вони раптово.

Порівняльна оцінка показала, що забруднення Тихого і Північного Льодовитого океанів приблизно однакове, але воно у 25 разів менше, ніж Чорного, і у 15 разів менше, ніж Каспійського морів. Найнижча концентрація нафтового забруднення характерна для Тихого океану (0, 09-0, 20 мг/л). З океанів найбільш забруднений Індійський океан (середній показник забруднення нафтою становить 8, 9 мг/л, максимальний – до 300 мг/л).

Прибережні райони морів забруднені значно більше, ніж відкриті. У Чорному морі найбільш забруднені води поблизу Одеси, Батумі, а також у Каркінітській і Каламітській затоках. В Азовському морі помітна тенденція до забруднення Бердянської затоки.

Поряд з нафтопродуктами, важкими металами, детергентами до основних забруднювачів морських басейнів належать хлорорганічні пестициди. Після радіонуклідів і ртуті пестициди найбільш шкідливі для людини. Вони сконцентровані переважно у поверхневій мікроплівці води, де їх у 600-950 разів більше, ніж у товщі води.

Внаслідок випробування ядерної зброї в кінці 50-х і на початку 60-х років ХХ ст. зростала радіоактивна забрудненість вод, але переважно Тихого океану. Радіоактивна забрудненість Атлантичного та Індійського океанів була значно нижча, тому що випробування ядерної зброї там не проводилися. Джерелом радіонуклідів штучного походження в цих океанах є переважно глобальні випадіння з атмосфери.

Потенційними джерелами радіоактивних ізотопів у Світовому океані можуть бути також контейнери з радіоактивними відходами, атомні електростанції та атомний флот.

Існують проблеми і на шельфовій зоні. Це материкова обмілина з глибинами переважно до 200 м, займає лише 8% площі світового океану. Ця підводна територія багата корисними копалинами і харчовими ресурсами. На шельфі проводиться промислове будівництво, створюються підводні кар’єри, транспортуються і захороняються (демпінг) матеріали, здійснюється донне тралення. Все це негативно впливає на шельфову зону і її мешканців.

Світовий океан – джерело значних біологічних ресурсів – риби (90%), молюсків (5%), ракоподібних (3%), водних рослин (1, 5%), китів, тюленів тощо. Він дає близько 23% білків тваринного походження та 3-4% тваринних жирів.

Інтенсивне освоєння біологічних ресурсів Світового океану із застосуванням потужної техніки, нерідко призводить до надмірного вилову риби. Забруднення вод, ізоляція гирла деяких річок, будівництво дамб, гребель, інших споруд, вплив електромагнітних полів під час геофізичної розвідки корисних копалин, радіоактивні речовини – все це призводить до зниження біопродуктивних можливостей Світового океану, а в окремих регіонах – до створення кризового стану сировинної бази морського промислу.

Екстенсивний шлях розвитку рибної галузі протягом останніх років призвів практично всі екосистеми Баренцового, Білого, Балтійського, Чорного, Азовського морів до екологічної кризи. У подібному стані знаходяться Північне, Норвезьке та багато інших морів.

Надмірний вилов риби призводить до різкого зменшення чисельності морських птахів, тюленів. На межі загибелі опинилися пташині базари Мурмана. Хронічний голод, поїдання пластмасових виробів, забруднення води веде до масового зменшення популяції тюленів.

Оптимізації біологічних ресурсів Світового океану сприяють розведення риби (аквакультура), особливо у Китаї, Японії та Індії, обмеження вилову риби, встановлення багатьма державами світу 200-мильної прибережної зони, відновлення чисельності лососевих риб, боротьба із забрудненням водойм.

Прогресуюче забруднення Світового океану інколи має найнесподіваніші наслідки, коли безвинні, практично нікому раніше не відомі організми набувають загрозливих властивостей. Саме так сталося з мікроскопічними одноклітинними водоростями. Значне забруднення морів нітратами і фосфатами, якими живляться водорості, вже кілька разів викликала в різних районах Світового океану вибухоподібне їх розмноження, відоме під назвою «червоний приплив», хоча його колір від різновиду організмів може бути й жовтим й синьо-зеленим. Ці мікроорганізми надзвичайно швидко розмножуються – загальна кількість їх подвоюється за 20 годин. Вони утворюють на поверхні моря «ковдру» товщиною до 2 м, яка може вкривати великі площі поблизу узбережжя.

Бурхливий розвиток водоростей супроводжується різким зниженням вмісту у морській воді кисню. Водоростева «ковдра» діє як прес, що душить у морі все живе. Клітини водоростей містять отруйні речовини, що згубно діють на рибу й на інші морські організми.

Правові основи охорони водних ресурсів. Проблема захисту Світового океану нині стала однією з найактуальніших, вона стосується всіх країн, навіть тих, що не мають безпосереднього виходу до океану. З огляду на це ООН розроблено і прийнято низку важливих угод, що регулюють судноплавство, рибальство, добування корисних копалин з морських родовищ тощо.

Найвідомішою є конвенція ООН 1982 р. з морського права («Хартія морів»). За цією конвенцією держави, які підписали угоду, мають зберігати морське середовище та захищати його від забруднення.

Для постійного стеження за станом Світового океану створена міжнародна служба моніторингу. Добрі результати дає застосування з цією метою космічних методів стеження.

Питання правової охорони водних ресурсів України викладено у Водному кодексі (1995 р.).

Відповідно до Водного кодексу України, водні об’єкти становлять водний фонд, до якого входять ріки, озера, водосховища, води каналів і ставків, підземні води, внутрішні моря, територіальні води.

З метою охорони вод законодавство обмежує скидання у водні об’єкти виробничих і побутових відходів, забороняє забруднення вод отрутохімікатами та мінеральними добривами, передбачає необхідність встановлення округів ізон санітарної охорони та проведення інших водоохоронних заходів.

На водокористувачів покладається обов’язок дбати про економне використання вод, відновлення та поліпшення їхньої якості. Вони повинні вживати заходи до повного припинення скидання у водні об’єкти неочищених і не знешкоджених стічних вод, ефективно використовувати очисні споруди.

Всі води підлягають охороні від забруднення, засмічення і виснаження, бо ці процеси можуть заподіяти шкоду здоровю населення, зумовити зменшення рибних запасів, погіршення умов водокористування та інші шкідливі наслідки. З цією метою встановлюються зони санітарної охорони зі спеціальним режимом, тобто території, на яких суворо обмежена господарська діяльність. Що може шкідливо впливати на стан водних об’єктів.

Водне законодавство забороняє введення в експлуатацію нових і реконструйованих підприємств та інших об’єктів, не забезпечених очисними пристроями. Які попереджають забруднення і засмічення вод та шкідливу дію їх.

За забруднення, засмічення вод та інші порушення водного законодавства може наступати адміністративна, кримінальна або цивільна відповідальність.

Лекція 6