УДК 550.8

УДК 550.8
ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
Т.А. Келоев, д.т.н., профессор, Бекаури Н.Г., асп.
Центр геофизических исследований ВНЦ РАН и РСО-А, Владикавказ, Россия
Водные ресурсы - национальное богатство каждой страны, которое требует строгого
учета, охраны от загрязнения, экономного и планомерного использования в народном
хозяйстве. Вода в жидком, твердой и газообразном состоянии образует на Земле сплошную
оболочку, называемую гидросферой. Гидросфера состоит из вод океанов, морей, озер, рек,
болот, снежников, ледников, подземных вод, а также вод атмосферы и живых организмов.
Ученые оценивают объем вод Мирового океана в 1370 млн. км3, подземных вод - в
60,0 млн. км3, льдов и снежников - в 24 млн. км3, поверхностных вод суши - в 0,3 млн. км3, в
атмосфере содержится 0,014 млн. км3, а в живых организмах - 0,05 тыс. км3. На долю пресных
вод приходится всего 2% от общего объема воды на Земле. В земной коре вода в жидкой фазе,
по общепринятым представлениям, распространена до глубины 10-12 км, глубже она
существует только в парообразном и химически связанном состояниях; в атмосфере вода
встречается до высоты 10-18 км, причем с высотой количество влаги резко снижается.
Вода обладает большой теплоемкостью, является хорошим растворителем и участвует в
биологическом круговороте вещества. Для многих живых организмов она служит средой
обитания. Моря и океаны накапливают тепло, поглощая энергию Солнца, определяют климат и
изменение погоды. Вода - это сама жизнь, в живых организмах она участвует в процессах
обмена, обеспечивая их нормальное развитие. На долю воды приходится 60-80% массы
человеческого тела. При потере 12% воды у человека останавливается сердце, а потеря в 6-8%
вызывает обморок.
Исключительна роль воды и в жизни человеческого общества, так как водоемы превратились в транспортные пути, речные потоки - в источник дешевой электроэнергии, пресная
вода - в сырье для получения продукции в самых различных областях народного хозяйства, в
охладитель двигателей и компрессоров на тепловых электростанциях, в растворитель,
используемый в химической промышленности, она используется при поливке улиц и жизненно
необходима для зеленых насаждений.
Геологическая работа природных вод заключается в растворении и выщелачивании
горных пород и минералов, в транспортировке продуктов их разрушения ручейками и речными
потоками в сторону морских и озерных водоемов и переотложений этих продуктов в
указанных водоемах. Климат, рельеф и геологическое строение местности оказывает
исключительное влияние на геологическую деятельность поверхностных и подземных вод.
Одной из важных проблем современной экологической науки является охрана вод,
которая осуществляется путем проведения мероприятий по предупреждению и устранению их
загрязнения, засорения и истощения.
Качество - это характеристика состава и свойства воды, определяющая возможность ее
использования для хозяйственно-питьевых, культурно-бытовых, рыбохозяйственных и
технических целей. Для оценки качества воды определяют ее химический состав и физические
свойства. При этом определяют такие показатели, как температура, запах, вкус, прозрачность,
мутность, сухой остаток, растворенный кислород, биохимическое потребление кислорода,
реакция среды, содержание вредных веществ, а также количество кишечных палочек в 1 литре
воды. Температура питьевой воды должна быть не выше 11°С и не ниже 7°С. Вода должна
быть прозрачной и не иметь запаха и вкуса. Окраска питьевой воды не должна обнаруживаться
в столбике высотой 20 см, а для вод культурно-бытового назначения - в столбике высотой
10 см.
Сухой остаток характеризует количество коллоидно-растворимых и взвешенных в воде
частиц. Определяют его методом выпаривания и высушивания осадка или расчетным методом.
Сухой остаток отражает количество минеральных солей в воде.
Максимальная концентрация растворимого в воде кислорода при температуре 0°С равна
14,56 мг/л. С повышением температуры воды эта величина уменьшается. В обитаемом водоеме
концентрация растворенного кислорода в любое время года не должна быть меньше 4 мг/л,
поскольку кислород расходуется для окисления органических загрязнителей. Биохимическая
потребность в кислороде (БПК) - это основной показатель, представляющий собой количество
кислорода (в мг/л), затрачиваемое на окисление органических веществ аэробными (аэробы -
air- воздух + bios-жизнь, т.е. организмы, которые могут существовать только при наличии
свободного кислорода) микроорганизмами. Он характеризует степень загрязнения вод
органическими веществами. БПК чистой воды колеблется от 2 до 4 мг/л, у бытовых сточных
вод он может составлять 150-200 мг/л.
Реакция среды (РН) отражает уровень кислотности или щелочности раствора и
представляет собой показатель концентрации в воде водородных ионов. Для обеспечения жизнедеятельности микроорганизмов, осуществляющих биохимическую обработку воды в
очистных сооружениях, значение РН сточных вод должно находиться в интервале 6,5-8,5.
При анализе качества воды определяют содержание в ней вредных веществ и
сравнивают его с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), т.е. с гигиеническими
нормативами вредных веществ в водоемах.
ПДК являются мерой контроля за эффективностью мероприятий по охране водоемов от
загрязнения и учитываются при рассмотрении проектов строительства промышленных
предприятий и определении условий спуска сточных вод в водоемы. Действуют также нормы
предельно допустимых выбросов (ПДВ) - максимальных количеств вещества в сточных водах,
допустимых для сброса в единицу времени и не превышающих ПДК в заданном створе. ПДВ
устанавливают с учетом способности водного объекта к самоочищению и соотношения
количества вещества, сбрасываемых различными источниками загрязнения.
Расчеты показали, что для разбавления 1 м3 неочищенных сточных вод требуется 4060 м3 чистой воды, а для разбавления достаточно очищенных (на 80-90%) стоков 7-14 м3.
Нормативы качества воды подразделяются на три группы показателей:
органоэлектрический, общесанитарный и санитарно-токсикологический.
К органоэлектрическим свойствам относятся, те которые выявляются и оцениваются с
помощью органов чувства, к ним относятся: запахи, вкусы, привкусы, прозрачность и окраска,
оценивается в баллах (не более 2 баллов).
К общесанитарным показателям относятся: содержание взвешенных веществ (0,75 мг/л
по всей РФ, в отдельных производствах допускается 4 мг/л для питья, для технологических вод
до 10 мг/л), температура (t° воды не должна быть более чем на 3°С по сравнению со
среднемесячной температурой самого жаркого месяца года), кислотно-щелочные свойства (РН
воды - 6,5÷8,5), минеральный состав (минеральные примеси не более 1 г/л, сульфиды не более
500 мг/л, хлориды - не более 350 мг/л), содержание растворенного кислорода в воде (не менее 4
мг/л), биохимическая потребность воды в кислороде (О2 в мг/л для поверхностных вод,
используемых для питьевого водоснабжения, которые классифицированы на три категории:
А1, А2 и АЗ, соответственно, А1=3, А2=5 и А3=7), наличие в воде возбудителей болезни на мл
воды (при 1×106 клеток начинается заболевания).
Характер проблем, связанных с сохранением водных ресурсов, меняется в зависимости
от климата, рельефа местности, геологического строения, а также от образа жизни населения.
Вода нижних течений рек, протекающих через густонаселенные районы содержит
значительную примесь обработанных сточных вод. Приемлемое качество такой воды
обеспечивается очисткой сточных вод на всем протяжении реки. Если не обрабатывать их
должным образом в местах сброса, они могут загрязнить воду до такой степени, что сделают ее
непригодной для питья, а в худшем случае приведут к гибели растений, рыб и насекомых.
Совершенно очевидно, что проблемы обеспечения запасами чистой воды не могут
решаться в изоляции от вопросов, связанных с удалением загрязненных вод. Поэтому основной
оценкой принимаемых решений должно быть уменьшение побочных эффектов от нарушений
гидрогеологического цикла.
Литература
1. Уостон Дж. Геология и человек. – Л.: Недра, 1986. – 185 С.
2. Келоев Т.А. Экономика природопользования. – Владикавказ: Терек, 2002. – С.352.