Водные ресурсы Красноярского края в показателях устойчивого развития

Шапарев Н. Я. (shaparev@icm.krasn.ru), Астафьев Н.Н. Красноярский научный центр СО РАН

Введение

Объем речного стока России составляет более 10 % от мирового и равен 4 270 км3/год (соответственно 27,8 тыс. м3/год на одного жителя). Из сопредельных государств в Россию поступает 227 км3/год воды. По объему речного стока наша страна занимает второе место в мире после Бразилии. На европейскую часть России, где находится 80 % населения страны и промышленного потенциала, приходится менее одной десятой водных ресурсов страны.

По оценкам специалистов, речной сток Красноярского края составляет около 600 км в средний по водности год. Это около 14 % водного стока всей страны. На одного человека в крае приходится около 200 тыс. м3 стока в год, что в семь раз больше, чем в среднем по стране.

Суммарный сток рек Красноярского края определяется, %: формированием в пределах территории края - 33; поступлением из сопредельных территорий: Тувы - 7,5 (р.Енисей), Хакасии - 2,5 (р.Чулым), Иркутской области - 24,5 (р.Ангара), Эвенкийского автономного округа - 32,5 (реки Нижняя и Подкаменная Тунгуска). Транзитные реки уносят воды в Томскую область и Таймырский автономный округ [1].

Красноярский край относится к категории водообеспеченных территорий России, но следует отметить, что освоенные в хозяйственном отношении центральные и южные районы располагают лишь пятой частью объема водных ресурсов края, а часть южных районов являются засушливыми.

Запасы подземных вод оцениваются в 10 км3 и составляют 3 % от общероссийских (300 км ). Подземные воды имеют большую защищенность от поверхностных загрязнений, поэтому их доля в питьевом водоснабжении возрастает. Они используются практически во всех городах края. Только в единичных случаях использование подземных вод затруднено (города Игарка, Туруханск, Дивногорск, поселки Предивинск, Чечеул и др.). Однако подземные воды некоторых районов обогащены выше ПДК: железом - Боготольский, Енисейский, Пировский, Рыбинский, Сухобузимский, Емельяновский, фтором -Балахтинский, бензапиреном, что обусловлено присутствием угля в водоносных отложениях, - Рыбинский.

Концепция государственной политики в сфере использования, восстановления и охраны водных объектов была утверждена на коллегии МПР России (протокол от 23.06.99 №10/1) как руководящий документ для определения нормативной правовой базы, разработки организационных и экономических механизмов, планирования и проведения технических мероприятий в названной сфере на территории Российской Федерации [2]. В концепции утверждается, что стратегическая цель государственной водной политики -устойчивое водопользование , а цели и интересы государственной водной политики выражаются в виде долгосрочных целевых показателей состояния водных объектов . Однако такие показатели для России не сформированы. Поэтому в данной работе при анализе водных ресурсов Красноярского края были использованы показатели устойчивого развития, предложенные ООН [3] и одним из авторов [4].

Показатели устойчивого водопользования в Красноярском крае.

Охрана качества пресных вод и обеспечение пресноводных ресурсов. Применение комплексного подхода к развитию, управлению и использованию водных ресурсов.

Ежегодный водозабор грунтовых и поверхностных вод. Удовлетворение нужд в водном ресурсе складывается на 16 % из подземных источников и на 84 % из поверхностных водных объектов (включая подрусловые воды , которые циркулируют в долинах рек в аллювиальных отложениях и гидравлически связанных с поверхностными водами). В России в 1997 г. источники централизованного водоснабжения были обеспечены на 65 % поверхностными водами и на 35 % подземными [5].

В 2003 году суммарный забор воды по Красноярскому краю (без Норильского промышленного района) составил 2704 млн. м3 (таблица 1). Для хозяйственных нужд было использовано 2518 млн. м3, сброшено сточных вод в водные объекты 2430,3 млн. м3. Следует отметить, что 10,1 % забранной воды в 2003 г. не возвращались напрямую в водные объекты. Это обусловлено потерями воды при транспортировке, закачке в подземные горизонты и накопители, сбросом сточных вод на рельеф. В России такой показатель составляет 8,6 % [4].

Использование свежей воды обусловлено в 2003 г. потреблением на производственные нужды - 2156 млн. м3 (85,6 %), на хозяйственно-питьевые нужды - 194 млн. м3 (7,7 %), на сельскохозяйственные нужды (в т.ч. орошение) - 155 млн. м3 (6,1 %), прочие нужды - 13 млн. м3 (0,5%).

*) Норильский промышленный район

Структура использования свежей воды по отраслям промышленности выглядит следующим образом: электроэнергетика - 56 %, химическая и нефтехимическая - 25 %, цветная - 15 %, прочая - 4 %.

Анализ показывает, что на водные объекты в бассейне р. Енисей антропогенная нагрузка снизилась, в бассейне р. Чулым она наоборот возросла, а в бассейне р. Ангара осталась прежней. Основной водозабор свежей воды идет из р. Енисей и р. Чулым и соответственно сброс сточных вод в них.

Из поверхностных вод забирается 2704 млн.м3 в год, а речной сток составляет 600 км3 в год, тогда используется 0,45 %. Если учесть, что центральные и южные районы, где сосредоточено основное водопользование, имеют лишь 20 % водосбора края, тогда используется в крае 2,3 % поверхностных вод.

Объем извлекаемых подземных вод составляет 1268, 6 тыс. м3 в сутки или 0,465 км3 в год. Учитывая, что прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод с учетом береговых инфильтрационных водозаборов составляют примерно 30 км3 в год, тогда величина используемых подземных вод составляет около 1,6 %.

Подземные воды на 77 % используются в народном хозяйстве (из них 89,5 % -хозяйственно-питьевое водоснабжение), остальные 23 %, теряются при транспортировке и сбросе без использования при шахтном (карьерном) водоотливе.

Однако надо отметить, что подземные хозяйственно-питьевые водозаборы в крае (водозаборные скважины, колодцы, родники) в основном работают на неутвержденных, не прошедших государственную экспертизу запасах, что связано со слабой гидрогеологической изученностью территории и находится в прямом противоречии со статьей 29 Федерального Закона О недрах .

Хотя в крае высокая степень обеспечения населения централизованными системами водоснабжения, однако состояние этих систем является неудовлетворительным [8]:

Таблица 1

Динамика основных показателей водопользования в 1993-2003 гг. (млн. м3) [6, 7]

- на каждом пятом водозаборе нет зоны санитарной охраны; на каждом седьмом -обеззараживающей установки; на каждом десятом - сооружений водоподготовки;

- степень износа основных фондов составляет в среднем 34 %: ежегодно требуется восстанавливать около 120 км водопровода;

- с 1994 г. по 1998 г. доля водопроводов, не отвечающая санитарным требованиям, увеличивалась с 29,8 % до 33,5 %;

- более 227 тыс. человек пьют воду с повышенным содержанием железа, фтора, марганца, нитратов, аммиака, сульфатов, сероводорода, солей жесткости, бенз(а)пирена; около 90 тыс. с повышенной радиоактивностью, 860 тыс. жителей Красноярска эпизодически пьют воду с повышенным содержанием хлороформа, фенола.

Важно отметить, что состояние системы сетей водоотведения является также неудовлетворительным. Степень износа сетей канализационных насосных станций (КНС) и очистных сооружений (КОС) достигает 80-100 %. Это требует ежегодной замены 170-180 км канализационных труб, полной реконструкции имеющихся КНС и КОС, развитие сооружений доочистки сточных вод и снижение массы сброса загрязняющих веществ, развитие сооружений по отработке и утилизации осадков, внедрение обеззараживающих установок.

Бытовое потребление на душу населения В среднем по краю удельное водопотребление составляет 243 л/сутки на человека. По уровню обеспечения населения питьевой водой города края можно разбить на три группы [8]. Первая группа с уровнем водопотребления 116-186 л/сутки (среднее - 140) включает: Шарыпово, Енисейск, Сосновоборск, Заозерный, Иланский, Игарка, Уяр. Этого явно недостаточно для удовлетворительного водопотребления. Численность населения этой группы 175,9 тыс. чел (9,8 % от численности жителей городов края) и она потребляет 24,7 тыс. м воды в сутки, что составляет 5,1 % от поданной в города. Вторая группа, куда входит Красноярск, Дивногорск, Лесосибирск, Канск, Артемовск, Назарово, Бородино, имеет норму водопотребления 201-282 л/сутки (среднее - 229), что находится в пределах нормативов СНиП 2.04.02-84 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения . Численность населения этой группы 1182,4 тыс. чел. (66,2 % численности городского населения края) и потребляет она 271,1 тыс. м3 в сутки (62,4 % от поданной). Третья группа имеет водопотребление 306372 л/сутки (среднее - 324) и в нее входят Ачинск, Железногорск, Боготол, Кодинск, Минусинск, Зеленогорск, Ужур. Численность населения этой группы 465,5 тыс. чел. (26,1 % от населения городов края и потребляет она 138 млн. м3 воды в сутки (31,9 % от поданной). Здесь имеет место перерасход и соответственно требуется программа мероприятий по его снижению, либо ведется неправильный учет водопотребления.

Согласно данным [5] удельное использование воды на хозяйственно-питьевые нужды в Восточно-Сибирском регионе возросло с 1970 по 1998 гг. на 48 л/сутки и стало равным 330 л/сутки на человека. В среднем по России соответственно 118 и 350, по Москве - 198 и 610 л/сутки.

Санитарно-химические и бактериологические показатели открытых водоисточников в Красноярском крае ухудшились. Причем первые ниже среднероссийских, а вторые - выше. Тяжелые металлы (ртуть, свинец, кадмий), а также возбудители инфекционных заболеваний обнаружены не были.

Неудовлетворительным является и качество воды подземных водоисточников. Растет их химическое загрязнение, бактериологические показатели улучшались до 2000 г., затем снова ухудшились.

Неблагополучное санитарно-гигиеническое состояние источников питьевого назначения обусловлено неэффективностью сооружений обеззараживания, отсутствием, надлежащим образом устроенных зон санитарной охраны, недостаточным контролем за режимом хозяйствования на их территории, а также природным загрязнением водоемов и подземных горизонтов.

Централизованным водоснабжением в крае в 2001 г. было обеспечено 85,57 % (64,0 % приходится на жителей городов, 21,57% - на сельское население). Нецентрализованными водоисточниками (трубчатые и шахтные колодцы, каптажи родников) охвачено 13,94 % и речной водой без какой-либо водоподготовки - 0,48 %.

Отметим также, что в 243 населенных пунктах Красноярского края с численностью населения 351840 человек питьевые водопроводы эпидемически ненадежны. Наибольшая их численность в Шушенском, Енисейском, Шарыповском и Туруханском районах. А в Идринском, Мотыгинском и Новоселовском районах 50-85 % проб не соответствует санитарному стандарту по бактериологическим показателям. Для 21 сельского населенного пункта этих районов с численностью населения 21709 человек типовое водоснабжение эпидемически опасно.

Качество воды р. Енисей по индексу загрязнения вод (ИЗВ) относится к классу загрязненная с колебаниями по отдельным участкам реки от умеренно загрязненная до грязной . ИЗВ для притоков р. Енисей (Кача, Кан, Ангара) и р. Чулым характеризуется для отдельных участков как загрязненная или грязная . Согласно данным [5] вода р. Енисей считается загрязненной .

Концентрация кишечной палочки в пресной воде В государственных отчетах отсутствуют прямые данные по концентрации кишечной палочки в пресноводных водоемах по краю в целом.

В 2002 г. была выполнена оценка содержания колифагов (косвенный показатель вирусного загрязнения) в питьевой воде г. Красноярска [10]. В источниках централизованного водоснабжения было проведено 44 пробы воды, непосредственно в разводящей сети - 49 проб. Только в 4 пробах, отобранных на промышленном предприятии Советского района, качество воды не соответствует гигиеническим нормативам по данному показателю.

Возбудители патогенной и условно-патогенной флоры в питьевой воде в 2002 г. выявлены не были.

Биохимическое потребление кислорода (БПКО в водных объектах БПК5 является показателем количества кислорода, которое требуется для микробиологического разложения (окисления) органических веществ в воде и измеряется в мг/л кислорода, который потребляется за 5 суток при постоянной температуре 20° С. Для поверхностно - чистых вод величина БПК5 находится в диапазоне от 0,5 до 4,0 мг/л.

На всем протяжении Енисея характеристика воды по БПК5 составляет 0,2-4,9 мг/л [1]. В притоках Верхнего Енисея (Большой Енисей, Малый Енисей, Ус, Кантегир, Оя, Кебет) БПК5 находится в диапазоне 0,51-14,3 мг/л [1]. Для притоков Среднего Енисея (Туба, Казыр, Кизир, Джебь, Коль, Сьща, Мимия, Анжа, Агул, Кан, Есауловка, Мана, Большая Тель, Илань, Большая Ерба, Туим, Большая Уря, Уярка, Бузим) величина БПК5 имеет значения 6,15-15,8 мг/л [1]. В притоках нижнего Енисея (Черная, Большой Пит, Елогуй, Ерагино, Турухан, Советская речка, Хантайка, ручей Миханский) БПК5 в диапазоне 6,28-14,0 мг/л [1].

Для реки Ангара содержание растворенного в воде кислорода (БПК5) находится в диапазоне 9,08-13,4 мг/л. Для притоков Чадобец, Иркинеева, Каменка, Татарка, Тасеево БПК5 в диапазоне 6,5-12,6 мг/л. В реках Бирюса, Усолка, Решеты и притоков р. Тасеева БПК5 в диапазоне 9,52-14,6 мг/л.

Очистка сточных вод

Единицей измерения данного показателя является процент сточных вод конкретного района, подвергаемых адекватному уровню очистки до момента сброса. Очищенная вода, поступающая в окружающую среду, не должна наносить ущерб водной среде. Сброс сточных недостаточно очищенных вод ухудшает качество водного ресурса, что оказывает неблагоприятное воздействие на состояние здоровья населения и приводит к экономической, социальной и экологической неустойчивости.

В таблице 2 представлена динамика сброса сточных вод в поверхностные водные объекты.

Структура сброса сточных вод в поверхностные водные объекты в 2003 году такова: по видам хозяйственной деятельности: жилищно-коммунальное хозяйство - 69,8 %, транспорт и сельское хозяйство - 0,6 %, промышленность - 29,5 %; по отраслям промышленности: электроэнергетика - 34,5 %, химическая и нефтехимическая - 10,1%, цветная металлургия - 7,6 %, лесопереработка - 27 %, угольная - 17,1 %, прочие - 3,7 % [7].

С 1993 по 1998 гг. в Красноярском крае объемы общего сброса сточных вод сократились с 2,806 км3 до 2,393 км3 (на 14,7 %): нормативно-чистых (без очистки) - с 1,997 до 1,763 км3 (на 11,7%), недостаточно-очищенных - с 0,584 до 0,492 (на 15,8%), загрязненных (без очистки) - с 0,198 до 0,141 км3 (на 28,8 %), нормативно-очищенных - с 0,03 до 0,024 км3 (на 20 %).

В России эти показатели с 1993 по 1998 гг. таковы [5]: общий сброс сократился с 68,2 км3 до 55,7 км3 (на 18,3%). Нормативно-чистые - с 38,4 до 31,2 км3 (на 18,7%), недостаточно-очищенные - с 18,7 до 15,8 (на 15,5 %), сброшенные без очистки - с 8,5 до 6,2 км3 (на 17 %), нормативно очищенные - 2,6 до 2,5 км3 (на 4 %).

Общий сброс сточных вод в Красноярском крае начал вновь увеличиваться с 1998 года, соответственно возросли все другие сбросы, кроме недостаточно-очищенных вод.

В структуре сточных вод Красноярского края за отмеченный период удельный вес загрязненных вод (недостаточно-очищенные и сброшенные без очистки) упал с 27,9 % до 26,4%. Нормативно очищенные воды с 1,069% до 1,0029%. В России также первый показатель упал с 39,9 до 39,5 %.

Таблица 2

Динамика сброса сточных вод в поверхностные водные объекты

в 1993-2003 гг. (млн. м3) [6,7]

В 2003 г. в крае было сброшено 2430,3 млн. м3 (2,4 км3) сточных вод. Из них нормативно очищенных 49,4 млн. м3 (2 %), нормативно чистых (без очистки) - 1896,8 млн. м3 (78 %), загрязненных (без очистки) - 92,1 млн. м3 (3,8 %), недостаточно очищенных - 39 млн. м3 (1,6%). Для России в 1998 году эти показатели были соответственно такими: 55,7 км3, 2,5 км3 (4,5 %), 31,2 км3 (56 %), 6,2 км3 (11,1%), 15,8 км3 (28,4 %) [5].

Качество поверхностных вод большинства водных объектов края не отвечает нормативным требованиям. Основными источниками загрязняющих веществ являются сточные воды различных видов производств, предприятий сельского и коммунального хозяйства и поверхностный сток. Поверхностные воды края загрязнены почти повсеместно нефтепродуктами, фенолами, соединениями меди, цинка, железа, алюминия, марганца, мышьяка и т. д. и классифицируются как грязные или очень грязные .

По Сибирскому региону, куда входит 16 объектов РФ, Красноярский край лидирует по объему сточных вод, имеющих загрязненные вещества.

Плотность гидрологических сетей.

Данный показатель определяет величину средней площади, обслуживаемой одной гидрологической станцией. Отметим, что плотность гидрологических сетей должна быть такой, чтобы обеспечить нужную информационную базу для оценки, разработки и управления водными ресурсами. Плотность гидрологической сети определяется экономическим развитием страны, плотностью населения, климатическими особенностями или географическими зонами.

Государственная наблюдательная сеть Среднесибирского УГМС системы гидромета за состоянием водных объектов на территории края (по состоянию на 1.01.2001 г.) включает 137 гидрологических постов. Средняя площадь, обслуживаемая одной гидрологической станцией, составляет 6 тыс. км [10], что явно недостаточно для Красноярского края.

Доля населения, потребляющего питьевую воду, удовлетворяющую требованиям ГОСТа. Численность населения, пользующегося питьевой водой с повышенным содержанием веществ 2-го класса опасности (фториды, стронций, бензол, барий, хлороформ, тетрахлорэтилен) составляет 183 тыс. чел. Воду, содержащую в опасных концентрациях вещества 3-го класса опасности (железо, марганец, нитраты), используют для питья 725 тыс. чел. Таким образом, 30,3% населения края в 1992-1993 гг. обеспечивались водой, не отвечающей гигиеническим нормативам по химическим показателям [6].

Миграция загрязняющих веществ. В 1998 г. при снижении сбросов в Ангару в пределах Красноярского края в 14 раз общий

объем загрязненных вод в реке увеличился по сравнению с предыдущими годами за счет трансграничного переноса из Иркутской области. В границах края было сброшено 8,4 млн. м3, а в границах области - 861 млн. м3 сточных вод [11].

Заключение

Для устойчивого водопользования (неистощимость ресурсов воды) необходимо снизить забор свежей воды на производственные нужды, при подъеме производства не допустить непропорционального увеличения забора свежей воды, снизить использование питьевой воды на другие нужды, развить оборотное водоснабжение в производстве.

Сохранения и улучшения качества водных ресурсов в крае можно и нужно достичь в первую очередь улучшением работы очистных сооружений населенных пунктов, созданием водоохранных зон и организацией их функционирования, особенно в промышленных центрах.

Наиболее серьезными проблемами водопользования являются [9]:

1. Несоответствие водных объектов требованиям, предъявляемым к источникам хозяйственно-питьевого снабжения.

2. Несовершенство водоподготовки.

3. Неудовлетворительное состояние разводящих сетей водопровода.

4. Низкий технический уровень эксплуатации водопроводно-канализационного хозяйства.

5. Несоответствие требованиям ливневой канализации.

6. Неудовлетворительная разработка и выполнение проектов по водоохранным зонам.

В данное время обеспечение населения края источниками высококачественной подземной питьевой воды ухудшается по причине уменьшения финансирования гидрологических работ из краевого и федерального бюджета. Важно отметить, что уровень загрязненности поверхностных вод, как в крае, так и в стране в целом не соответствует российским нормативам. И улучшения качества поверхностных вод не видно, а проблема эта требует кардинального решения.

Авторы выражают благодарность В.В. Заворуеву и В.М. Белолипецкому за обсуждение работы и высказанные замечания, учет которых улучшил содержание статьи.

Литература

1. Корпачев В. П., Бабкина И. В. Водные ресурсы и основы водного законодательства. Красноярск: Изд-во СибГТУ, 2001, 316 с.

2. Концепция государственной политики в сфере использования, восстановления и охраны

водных объектов. Бюллетень Использование и охрана природных ресурсов России . 2000, № 6, с.36-46.

3. Показатели устойчивого развития: структура и методология. Перевод с англ. под общей ред. В.Р. Цибульского. Тюмень: изд-во ИПОС СО РАН, 2000, 359 с.

4. Шапарев Н.Я. Система показателей устойчивого водопользования Вестник Красноярского государственного университета. Естественные науки. 2004, № 7, с.135-138.

5. Демин А. П.. Тенденции использования и охраны водных ресурсов в России. Водные

ресурсы. 2000, Т. 27, № 6, с. 735-754.

6. Государственный доклад О состоянии окружающей природной среды Красноярского края в 2000 году. Ред. Ю.М. Мальцев. Комитет природных ресурсов по Красноярскому краю. Красноярск, 2001, 252 с.

7. Государственный доклад О состоянии и охране окружающей среды Красноярского края в 2003 году. Ред. Ю.М. Мальцев. Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР России по Красноярскому краю. Красноярск, 2004, 218 с.

8. Мочалов И.П., Мирошников А.Е., Кореньков В.А., Рогозина Л.А., Вагнер Е.А., Распопин К. И. Концептуальные подходы и основные программные мероприятия по совершенствованию и развитию системы водоснабжения, водоотведения и охраны водных объектов Красноярского края. Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. Вып. 2, 2000, с.З6-44.

9. Мочалов И. П. Системы водоснабжения и водоотведения в Красноярском крае: техническое состояние, проблемы, пути решения. Тезисы докладов и материалы конференции Специальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения . Красноярск, 2001, с.70-80.

10. Бабкина И. В., Кореньков В.А. Проблемы оценки устойчивого водопользования в Красноярском крае. Проблемы использования и охраны природных ресурсов Центральной Сибири. Гл.ред. В.Г. Сибгатулин. Красноярск, 2003, с.112-114.

11. В.В. Шефер. Экологические ресурсы Красноярского края: использование, состояние, проблемы и подходы к решению Проблемы использования и охраны природных ресурсов Восточной Сибири. 2003, №5, с. 248-255.