Категорії

Дипломні, курсові
на замовлення

Дипломні та курсові
на замовлення

Роботи виконуємо якісно,
без зайвих запитань.

Замовити / взнати ціну Замовити

4.3. Еколого-економічні проблеми використання водних ресурсів

4.3. Еколого-економічні проблеми використання водних ресурсів

Вода є одним з найважливіших природних ресурсів. Насамперед це стосується прісної води, яку академік О. Ферсман назвав «найважливішим мінералом на Землі». Запаси прісної води на земній кулі (97 % усіх її запасів знаходиться в морях і океанах) обмежені. Вони становлять лише 3 %, з них 2 % — в поляр­них льодовиках, і тільки 1 % знаходиться в рідкому стані, придат­ному для використання.

Забезпеченість водою в розрахунку на одну людину за добу в різних країнах світу різна. В ряді держав з розвинутою економікою назріла загроза нестачі води. Дефіцит прісної води на Землі росте в геометричній прогресії.

Запаси прісної води на Землі розподіляються вкрай нерівномір­но. В одних регіонах планети води достатньо або навіть є над­лишки. В інших регіонах гостро відчувається брак її. Часто навіть за умови забезпечення водою вона має низьку якість.

Найбагатша водними ресурсами на одиницю площі Південна Америка. Друге місце посідає Європа. За нею йдуть Азія, Північна Америка й Африка. Найгірше забезпечена водними ресурсами Австралія. Відомий гідролог Марко Львович поділяє їх на країни з високою, середньою, низькою та дуже низькою водністю.

Територія Австралії в цілому характеризується низькою водністю, але її забезпеченість водою на душу населення вища серед­ньосвітової. Нова Зеландія належить до найбільш забезпечених водою країн світу.

Україна — один з регіонів, не забезпечених за існуючих ант­ропогенних навантажень прісною водою у достатній кількості.

В Україні налічується 63 119 річок, у тому числі великих (площа водозабору більше 50 тис. кв. км) — 9, середніх (від 2 до 50 тис. кв. км) — 81 і малих (менше 2 тис. кв. км) — 63 029. Загальна довжина річок становить 206,4 тис. км, з них 90 % припадає на малі річки.

Водні ресурси України формуються за рахунок притоку транзитних річкових вод із зарубіжних країн, місцевого стоку і підзем­них вод.

Для усунення територіальної і часової нерівномірності розподілу стоку водозабезпечення в Україні здійснюється за допомогою 1,16 тис. водосховищ (загальним об’ємом майже 55 куб. км), понад 28 тис. ставків, 7 великих каналів (загальною довжиною 1021 км; пропускною здатністю 1000 куб. м/сек), 10 великих водоводів, якими вода подається у маловодні райони. Водосховища Дніпровського каскаду з корисним об’ємом 18,7 куб. км, забезпечують більше половини обсягу водоспоживання.

За багаторічними спостереженнями потенційні ресурси річкових вод становлять 209,8 куб. км, з яких лише 25 відсотків формуються в межах України, решта надходить з Російської Федерації, Білорусі, Румунії. Прогнозні ресурси підземних вод становлять 21 куб. км. Затверджені експлуатаційні запаси підземних вод дорів­нюють близько 6 куб. км (табл. 4.3).

 

Таблиця 4.3

ВОДНІ РЕСУРСИ УКРАЇНИ

Вид ресурсів

Водні ресурси в роки за водністю, куб. км

середній

дуже маловодний

Приток транзитного річкового стоку

157,4*

121,7*

Місцевий річковий стік

52,4

29,7

Загальні ресурси річкового стоку

209,8

151,4

Прогнозні ресурси підземних вод

21,0

21,0

у тому числі
гідравлічно не зв’язані з поверхневим стоком

7,0

7,0

Загальні ресурси прісних вод

216,8

158,4

* У тому числі 122,7 і 95,5 куб. км по Кілійському гирлу р. Дунай.

Стримувальним фактором використання водних ресурсів є їх мінливість у часі: в природних умовах на частку весняного стоку припадає 6—7 відсотків на півночі і північному сході і до 80—90 відсотків на півдні. За запасами місцевих водних ресурсів (1 тис. куб. м на 1 особу) Україна вважається однією з найменш забезпечених країн у Європі (Швеція — 2,5 тис. куб. м, Вели­кобританія — 5, Франція — 3,5, Німеччина — 2,5, Європейська частина колишнього СРСР — 5,9 тис. куб. м).

Найбільша кількість водних ресурсів (58 відсотків) зосереджена в річках басейну Дунаю у прикордонних районах України, де потреба у воді не перевищує 5 відсотків її загальних запасів (табл. 4.4). Найменш забезпечені водними ресурсами Донбас, Криворіжжя, Крим та південні області України, де зосереджені найбільші споживачі води. Доступні для широкого використання водні ресурси формуються, в основному, в басейнах Дніпра, Дністра, Сіверського Дінця, Південного і Західного Бугу, а також малих річок Приазов’я та Причорномор’я.

Балансові запаси місцевого водного стоку становлять у середньому 52,4 куб. км, а в маловодні роки — 29,7 куб. км. Об’єм підземних вод, що враховуються в ресурсній частині водогосподарського балансу, складає 7 куб. км. Крім того, в галузях економіки використовується близько 1 куб. км морсь­кої води.

У більшості регіонів України приток перевищує місцевий стік. Виняток складає Крим, де природного зовнішнього притоку нема, а також Львівська і Закарпатська області, де приток менший, ніж місцевий стік.

Внутрішні регіональні відмінності характеризуються тим, що за міжнародною класифікацією лише Закарпатська область належить до середньозабезпечених місцевим стоком (619 тис. куб. м на одну людину); низька вона в Чернігівській, Житомирській, Волинській та Івано-Франківській областях (2,0—2,6 тис. куб. м); в інших областях — дуже низька і надзвичайно низька (0,11—1,95 тис. куб. м на одну людину).

Вода — один із найважливіших факторів, який визначає розміщення продуктивних сил, а дуже часто і засіб виробництва. Головними джерелами задоволення потреб людства у прісній воді є річкові води, світові запаси яких складають 40 тис. км3. Такі запаси не є великими, враховуючи те, що реально можна використати тільки половину цього об’єму. Нині споживання прісної води становить близько 6,5 тис. км3 за рік. Зростання водоспоживання при незмінних ресурсах річкового стоку створює реальну загрозу виникнення дефіциту прісної води. Деякі спеціалісти вважають, що через кілька десятиліть вода буде не дешевшим товаром, ніж нафта.

Створений в Україні багатогалузевий господарський комплекс потребує значних обсягів води. Найбільші валові потреби у воді населення та галузей економіки відзначені в 1990 р. і дорівнювали 103 км3, а в 2000 р. зменшилися до 59,8 км3, або на 42 %. Задовольняються ці потреби водозабором з поверхневих джерел (24 %), підземних горизонтів (5 %), моря (1 %) і за рахунок вод, залучених в оборотні і повторно-послідовні системи (69 %) (табл. 4.5).

Таблиця 4.5

ВИКОРИСТАННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ В УКРАЇНІ, млн. м3

Показник

Роки

1990

1995

2000

2001

Забір води, разом

35615

25852

18282

17577

у тому числі
— з поверхневих джерел


29294


20681


14479


13864

— підземної

5200

4305

2987

2750

— морської

1121

866

817

963

Втрати при транспортуванні

2590

1437

2477

2328

Використано води, разом

30201

20334

12992

12168

у тому числі на потреби
— господарсько-питні


4646


4404


3311


3041

— виробничі

15129

9557

6141

6161

— зрошення

6958

3469

1699

1158

— сільгоспводопостачання

1697

1331

513

381

— ставкове рибне господарство

405

467

399

399

— інші

240

246

110

128

Скинуто води у водні об’єкти, разом

19329

14175

10517

10136

у тому числі — забрудненої

3199

4652

3313

3008

Оборотне і повторно-послідовне водопостачання

67661

51054

41523

41334

Виробничі водопотреби

15129

9557

6141

6161

Частка оборотно і послідовно використаної води на виробничі потреби

81

84

86

85

Потужність очисних споруд

8131

8419

7992

7790

* Довкілля України. Стат. збірник. К.: Державний комітет статистики України, 2002. — С. 70—103.

Використання води для господарських цілей — одна з ланок кругообігу води в природі. Але антропогенна ланка кругообігу відрізняється від природної тим, що в процесі випаровування час­тина використаної людиною води повертається в атмосферу опрісненою. Друга частина (складаючи, наприклад, при водозабезпеченні міст та більшості промислових виробництв 90 %) скидається в річки та водойми у вигляді стічних вод, забруднених відходами виробництва.

У 2000 р. з водних джерел України забрано 18,3 км3 води, у тому числі в басейні Дніпра — 10,4 км3 (або 57 %), в басейні Сіверського Дінця — 2,0 км3 (11 %), в басейні Дністра — 0,8 км3 (4,4 %), в басейні Південного Бугу — 0,9 км3 (5 %), в басейні Дунаю — 1,4 км3 (7,6 %), в басейні Західного Бугу — 0,1 км3 (0,5 %).

У галузевій структурі водокористування на промисловість припадає 50 %, сільське господарство — 18 %, комунальне господарство — 27 %.

До особливо водомістких галузей промисловості належать металургійний і паливно-енергетичний комплекси, хімічна, нафтохімічна і целюлозно-паперова галузі промисловості. Так, на виготовлення 1 т паперу витрачається до 1000 м3 води, сталі — 300, синтетичного каучуку — 2800, нікелю — 4000 м3. Ці цифри цікаво порівняти з затратами води на виплавку 1 т чавуну — 180—200 м3.

Сучасна теплова електростанція потужністю 1 млн кВт потребує протягом року 1,5 км3 води, атомна — 3 км3.

Вплив водокористування на водні ресурси. Основний вплив водокористування на водні ресурси зумовлюється безповоротним водозабором і скидом забруднювальних речовин у водні об’єкти (табл. 4.6).

Таблиця 4.6

ДИНАМІКА СКИДІВ ЗАБРУДНЮВАЛЬНИХ РЕЧОВИН, тис. т

Басейн річки, галузь

Роки

2000 р. до 1990 р., %

1990

1995

2000

Україна, разом

18250

12281

8246

45

у тому числі:
Дністер


295


220


189


64

Південний Буг

190

171

139

73

Дніпро

3066

3220

2089

68

Сіверський Донець

2799

2201

1395

45

Промисловість

13753

7776

5177

38

Сільське господарство

289

639

138

49

Комунальне господарство

4198

3825

2931

70

Стресовий стан водних ресурсів наступає тоді, коли об’єм річкового стоку не забезпечує принаймні 10-кратного розбавлення забруднених вод.

Джерелами забруднення визнаються об’єкти, з яких здійснюється скид або інше надходження у водні об’єкти шкідливих речовин, що погіршують якість поверхневих вод, обмежують їх використання, а також негативно впливають на стан дна та берегових водних об’єктів.

Аварійне забруднення водних об’єктів виникає при залповому скиді шкідливих речовин у поверхневі водні об’єкти, що спричиняє шкоду або створює загрозу здоров’ю населення, нормальному здійсненню господарської та іншої діяльності, стану навколишнього природного середовища, а також біологічному різноманіттю. Аварія 1986 року на Чорнобильській АЕС спричинила масштабне забруднення водних ресурсів, особливо Дніпра і його притоків, Чорного й Азовського морів. Заходи для запобігання шкідливого впливу на водні об’єкти визначаються Водним кодек­сом України.

На території України практично всі водойми піддаються ант­ропогенному впливу. Якість води в більшості із них не відповідає нормативним вимогам.

Забрудненість поверхневих вод України зображена на рис. 4.2.

Незважаючи на значне зменшення об’ємів використаної води, яке спостерігається з 1991 року, відповідного зменшення антропогенного навантаження на водні ресурси, зокрема зі скидами забруднених вод, не відбувається.

Суттєвим чинником забруднення водних об’єктів залишаються підприємства вугільної, паливної галузей промисловості, елект­роенергетики, кольорової металургії (понад 90 % стоків були забрудненими), чорної металургії (63 %), хімічної та нафтохімічної промисловості, машинобудування (майже половина) та житлово-комунального господарства (43 %).

Кольорова металургія. Скидні води забруднені мінеральними речовинами, флетореагентами, солями важких металів (мідь, свинець, цинк, нікель, ртуть), миш’яком, хлоридами та ін.

Деревообробна та целюлозно-паперова промисловість. Голов­ним джерелом утворення стічних вод в галузі є виробництво целюлози, що базується на сульфатному і сульфітному способах варіння деревини та відбілюванні.

Нафтопереробна промисловість. Поверхневі води забруднюються нафтопродуктами, сульфатами, хлоридами, сполуками азоту, фенолами, солями важких металів та ін.


Подпись: 109

Рис. 4.2. Забрудненість поверхневих вод


Хімічна і нафтохімічна промисловість. В природні водні об’єкти скидаються стічні води, разом з якими в водойми потрапляють в значній кількості нафтопродукти, завислі речовини, азот загальний, азот амонійний, нітрати, хлориди, сульфати, фос­фор загальний, ціаніди, родоніти, кадмій, кобальт, марганець, мідь, нікель, ртуть, свинець, хром, цинк, сірководень, спирт, фор­мальдегід, феноли, поверхнево-активні речовини, пестициди, напівфабрикати.

Машинобудування. Стічні води травильних та гальванічних цехів забруднені, в першу чергу нафтопродуктами, сульфатами, хлоридами, завислими речовинами, ціанідами, сполуками азоту, солями заліза, міді, цинку, нікелю, хрому, молібдену, фосфору, кадмію.

Легка промисловість. Основні забруднення водойм виникають від текстильного виробництва та процесів дублення шкіри. В стічних водах знаходяться завислі речовини, сульфати, хлориди, сполуки фосфору та азоту, синтетичні поверхнево-активні речовини, феноли, жири та масла, сірководень, фенальдегід та ін.

Побутові стічні води — це вода із кухонь, туалетних кімнат, душових, бань, пралень, їдалень, лікарень, побутових приміщень виробничих підприємств та ін. В побутових стічних водах органічні речовини в забрудненнях складають 58 %, мінеральні речовини — 42 %.

З інтенсифікацією сільського виробництва, а надто з такими її напрямами, як хімізація і водна меліорація, велика кількість добрив і пестицидів надходить до річок, озер, потрапляє в підземні води. Винос пестицидів із зрошувальних полів становить до 45 % внесеної кількості.

Як і раніше, річки України зазнають негативного впливу різноманітних шкідливих речовин. Основними речовинами-забруднювачами залишаються сухі рештки (5238 тис. т), хлориди (1421 тис. т), сульфати (1326 тис. т), завислі речовини (75 тис. т), нітрати (72 тис. т), натрій (23 тис. т), калій (16 тис. т), амонійний азот (14 тис. т), нітрити (9,2 тис. т), фосфати (7,4 тис. т), магній (7,2 тис. т), нафтопродукти (0,8 тис. т).

Найбільша кількість забруднювальних речовин (25 %) потрап­ляє в річки басейну Дніпра, майже 16 % — Сіверського Дінця.

У басейнах річок Дніпро, Дністер, Західний Буг, Південний Буг, Сіверський Донець, Приазов’я, а також у Київському, Канівському, Кременчуцькому та Дніпродзержинському водосховищах виявлено високий вміст важких металів, сульфатів, сполук азоту, фенолів. Значно перевищувався гранично допустимий вміст важких металів у водах Північно-Кримського каналу.

На якісний стан води у Чорному та Азовському морях негатив­но впливали нафтові вуглеводні, синтетичні поверхнево-активні речовини, поліхлорбіфеніли, хлорорганічні пестициди, феноли. Вміст розчиненого кисню у цих морях був, в основному, в межах норми. Виняток має акваторія порту Маріуполь (Азовське море), де середньорічна концентрація розчиненого кисню в поверхневому шарі води була найбільшою за останні дев’ять років.

Тривалий час залишається невирішеною проблема якості води, яка використовується населенням на господарсько-питні потреби. За спостереженнями Міністерства охорони здоров’я України, у 2000 році кожна восьма із обстежених проб води, взятої із системи господарсько-питного постачання (у 1990 році — кожна сьома), фактично не відповідала санітарно-гігієнічним вимогам на санітарно-хімічні показники та кожна 15-та — на мікробіологічні (у 1990 році — кожна 10-та). Майже у кожній п’ятій—шостій пробах води, взятих із водойм у місцях водокористування населення, фіксувалась невідповідність гігієнічним нормативам.

Порушення норм якості води досягло рівнів, які ведуть до деградації водних екосистем, зниження продуктивності водойм. Значна частина населення України використовує для своїх життєвих потреб недоброякісну воду, що загрожує здоров’ю нації. На сьогодні у світі понад 1 млрд осіб споживає воду, яка не відповідає санітарним нормам. Через забруднену воду, згідно з розрахунками американських учених, щорічно помирає до 10 млн осіб.

Проте в останні роки намітилась позитивна тенденція до змен­шення вмісту нафтопродуктів і синтетичних поверхнево-актив­них речовин в басейнах рік Сіверський Донець, Південний Буг, у Чорному (акваторія Одеського порту, в районі Сухого лиману, в Севастопольській бухті) та Азовському (Північне звуження Керченської протоки, порт Маріуполь) морях; фенолів — в дельті ріки Південний Буг і в Бузькому лимані; сполук цинку і міді — в басейнах річок Західний Буг та Дністер, Київському та Канівському водосховищах. Покращуються гідробіоценози поверхневих вод країни, особливо на р. Сіверський Донець та багатьох її притоках, на деяких річках Приазов’я та на р. Західний Буг. Але досі це пов’язано з економічною кризою в країні і падінням вироб­ництва, в першу чергу промислового.

Довготерміновими цілями політики раціонального використання і відтворення водних ресурсів та екосистем є зменшення антропогенного навантаження на водні об’єкти; досягнення екологічно безпечного використання водних об’єктів і водних ресурсів для задоволення господарських потреб суспільства; забезпечення екологічно стійкого функціонування водного об’єкта як елемента природного середовища із збереженням властивості вод­них екосистем відновлювати якість води; створення ефективної структури управління і механізмів економічного регулювання охорони та відтворення водних ресурсів.

Самоочищення водойм. Кожна водойма — це складна жива система, де мешкають бактерії, водорості, вищі водні рослини, безхребетні тварини. Спільна їх діяльність забезпечує самоочищення водойм. В умовах незайманості природи, якщо у водойму потрапляють, наприклад, хімічні домішки, процес самоочищення протікає швидко, тому одна із найважливіших природоохоронних задач — підтримувати цю здатність.

Фактори самоочищення водойм різноманітні. Умовно їх можна розділити на три групи: фізичні, хімічні та біологічні.

Серед фізичних факторів першочергове значення має розбавлення, розчинення та перемішування забрудненої води, що надходить до водойм. Сприяє самоочищенню водойм осідання на дно нерозчинних речовин, а також відстоювання забрудненої води.

Знезараження води проходить і під впливом ультрафіолетового випромінювання Сонця. Ефект знезараження досягається прямим шкідливим впливом ультрафіолетових променів на білкові колоїди та ферменти протоплазми мікробних клітин, а також на спорові організми та віруси.

Із хімічних факторів самоочищення водойм слід відмітити окислення органічних та неорганічних речовин. Часто дають оцін­ку самоочищення водойми за відношенням до легко окислювальної органічної речовини (визначається біохімічною потребою кисню — БПК) або за загальним вмістом органічних речовин (визначається хімічною потребою кисню — ХПК). Оцінку самоочищення проводять і за вмістом конкретних з’єднань або їх груп (фенолів, вуглеводнів, смол).

Відмиранню мікрофлори можуть також сприяти деякі хімічні речовини. При цьому окрім патогенних бактерій та вірусів у водоймах можуть відмирати і мікроорганізми, що відіграють істотну роль в самоочищенні водойм.

До біологічних факторів самоочищення водойми відносяться водорості, плісняві та дріжджові грибки.