Интенсивное развитие промышленности, транспорта, перенаселение ряда районов Чуйской долины привело к значительному загрязнению гидросферы. Загрязнение поверхностных вод - это процесс изменения физических, химических или биологических свойств природных вод при попадании в них различных веществ, которые могут оказать вредное воздействие на человека и природу. Веществом, загрязняющим воду, является каждое соединение, вызывающее нарушение норм и ухудшение качества воды.
Качество воды - это характеристика состава и свойств воды, определяющая ее пригодность для конкретных видов потребления. Основными показателями качества воды являются состав, общее содержание, цвет, запах, вкус, жесткость, щелочность, содержание железа, марганца и некоторых других элементов.
Основной причиной современной деградации природных вод является антропогенное загрязнение. Главными источниками служат:
• сточные воды промышленных предприятий;
• сточные воды коммунального хозяйства городов и других населенных пунктов;
• стоки систем орошения, поверхностные стоки с полей и других сельскохозяйственных объектов;
• атмосферные выпадения загрязнителей на поверхность водоемов и водосборных бассейнов.
В зависимости от условий образования сточные воды делятся на три группы:
• бытовые сточные воды - стоки душевых, прачечных, бань, столовых, туалетов, от мытья полов и т.д. Их количество в среднем составляет 0,5-2 л/сек. С 1 га жилой застройки города они содержат примерно 58% органических и 42% минеральных веществ;
• атмосферные сточные воды, или ливневые. Их сток равномерен: 1 раз в год - 100-150 л/сек 1 га; 1 раз в 10 лет - 200-300 л/сек 1 га. Особенно опасны ливневые стоки на промышленных предприятиях. Из-за их неравномерности затруднены сброс и очистки этих стоков;
• промышленные сточные воды - жидкие отходы, которые возникают при добыче и переработке сырья. Расход воды при этом исчисляют из удельного водопотребления на единицу продукции.
К наиболее опасным загрязнителям относятся соли тяжелых металлов, фенолы, пестициды и другие органические яды, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) и другие моющие средства, минеральные удобрения.
В составе воды рек бассейнов Чу и крупных притоков наблюдается повышенное содержание загрязняющих веществ: нефтепродуктов, фенолов, ядохимикатов, тяжелых металлов. В воде реки Чу, в верхнем течении (с. Орто-Токой) содержание загрязняющих веществ имеет фоновое значение, фенол и нефтепродукты отсутствуют. В водах реки Чу, после впадения сточных вод г. Бишкек (с. Васильевка) увеличивается по сравнению с верхним течением (с.Орто-Токой) фенолов в 8 раз, нефтепродуктов в 7 раз и т.д. Установлено, что I м3 неочищенных сточных вод в среднем портит 10-15 м3 чистых вод.
Следует отметить, что если в начале века науке было известно всего 17 загрязнителей природных вод, то сейчас в мире более 2,5 тыс. Это пагубно влияет на здоровье населения и ведет к гибели рыб, водоплавающих птиц и других животных.
Динамика сброса в поверхностные водные объекты наиболее характерных вредных веществ в тыс. т в год приведена в таблице (по Чуйской долине по национальному докладу о состоянии окружающей среды за 1997)
Серьезное положение с загрязнением подземных вод нитратами сложилось в районе Орто-Алышского водозабора, на 60 % обеспечивающего столицу питьевой водой. Повышенные концентрации нитратов наблюдались на глубине 150 м. Указанное загрязнение связано с размещением в зонах санитарной охраны водозабора объектов животноводства, развитием орошаемого земледелия, плохим санитарным состоянием населенных пунктов, отсутствием систем водоснабжения и канализации.
На юго-западном участке г. Кара-Балта отмечается загрязнение подземных вод нитратами и марганцем из-за утечек в прошлом загрязненных промышленных стоков из хвостохранилища гидрометаллургического завода Кара-Балтинского горнорудного комбината.
Геоэкологические требования к охране водных объектов
Наиболее эффективной формой защиты водных объектов от загрязнения является безотходная технология. Термин безотходная технология впервые предложен Российскими учеными Н.Н.Семеновым и И.В. Петряновым- Соколовым в 1982 г. В соответствии с решением БЭК ООН и с Декларацией о малоотходной и безотходной технологиях и использовании отходов принята такая формулировка безотходной технологии (БОТ): "Безотходная технология есть практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека обеспечить наиболее рациональное использование природных ресурсов и энергии и защитить окружающую среду".
Следовательно, под безотходной технологией следует понимать комплекс мероприятий в технологических процессах, позволяющий до минимума сократить количество вредных сбросов и уменьшить до приемлемого уровня воздействия отходов на водные ресурсы.
Необходимо помнить /Л.А.Муравья, 2000/, что оценка степени безотходного производства - очень сложная задача и единых критериев для всех отраслей промышленности нет.
Основные принципы создания безотходных производств /А.А.Муравья, 2000, с. 118/ заключаются в комплексном использовании сырья, создании принципиально новых и совершенствовании действующих технологий, создании замкнутых водо- и газооборотных циклов, кооперировании предприятий и создании производственно-территориальных комплексов.
Пассивные методы защиты водных объектов включают комплекс мероприятий по ограничению сбросов коммунально-бытовых стоков, стоков промышленного и сельскохозяйственного производства в водные объекты.
Природные воды - реки способны к самоочищению и установлению биологического равновесия. Оно происходит в результате совокупного действия физических, химических и биологических факторов. К физическим факторам относятся интенсивное течение рек, обеспечивающее хорошее перемешивание и снижение концентраций взвешенных частиц, оседание нерастворимых осадков, воздействие ультрафиолетового излучения солнца и др. Из химических факторов следует выделить окисление органических и неорганических веществ. Решающую роль в самоочищении водоемов играют водные биоценозы. Водные организмы сообща обеспечивают через трофические связи многоступенчатую минерализацию органики и перевод ее в донные отложения.
Однако способность водоемов к самоочищению не безгранична. При определенном уровне загрязнения, особенно при аварийных, залповых сбросах неочищенных стоков может быть погублена вся биота водоема. Техногенное загрязнение рек и озер принимает такие масштабы, что во многих районах превышает их способности к самоочищению. Из-за неэффективной очистки сточных вод значительная часть питательных элементов - азота, фосфора - попадает в водоемы. Большое количество почвы, органики и минеральных удобрений смывается в водные объекты с сельскохозяйственных территорий во время половодья и после сильных дождей. Чрезмерное обогащение водоемов биогенами приводит к их эвтрофикации, т.е. резкому повышению биопродуктивности и массовому размножению фитопланктона, в первую очередь неприхотливых сине- зеленых водорослей.
В решении проблемы охраны поверхностных и подземных вод Чуйской долины приоритетным направлением следует считать, прежде всего, исключение сброса коллекторно-дренажных вод и коммунально-бытовых стоков в водоемы и в реки. Особенно важно упорядочение водопользования в наиболее водоемкой отрасли народного хозяйства.
Инженерам гидротехникам и мелиораторам фермерских хозяйств необходимо разрабатывать и контролировать режим орошения, не допускать избытка увлажнения, вторичного засоления почвы. Строго следить за нормами расхода воды потребителям, поскольку за использование воды они оплачивают деньги.
Эколого-гигиеническая обстановка характеризуется также наличием питьевой воды в достаточном количестве и хорошего качества. Однако в некоторых районах Чуйской долины ощущается нехватка питьевой пресной воды. Кроме того, около половины водопроводной воды подается без достаточной очистки, т.е. минерализованной, зараженной бактериями и микробами, различными химическими веществами. К тому же, вода часто содержит микроскопические сине-зеленые водоросли, может вызвать вспышки заболеваний дизентерией и другими инфекционными заболеваниями.
Значительное количество воды для бытовых нужд в Чуйской долине берут из поверхностных источников (рек). Значит, перед подачей в водопровод ее приходится не только очищать от различных отходов, но и обеззараживать. Основными методами при этом являются хлорирование и озонирование. Развитые страны давно уже перешли на озонирование как наиболее безвредный способ обеззараживания. Но он более дорогой, поэтому в области пока используют хлорирование. Однако это может привести к образованию в питьевой воде диоксина - самого страшного из всех веществ, синтезированных человеком. Даже в очень незначительных дозах он вызывает различные заболевания. Если суммировать все последствия потребления загрязненной питьевой воды, то окажется, что она является прямой или косвенной причиной возникновения 70-80% заболеваний.
Для того, чтобы обезопасить население от различных водных инфекций и заболеваний во многих странах мира разработаны специальные эколого-¬гигиенические нормы ПДК для вредных химических и других веществ в объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопотребления. При более низких дозах (концентрациях) вещества не оказывают вредного воздействия и его присутствие в водной среде в количестве, не превышающем эти концентрации можно считать безопасными. Эколого-гигиенические нормы ПДК предусматривают вредность загрязняющих веществ в водной среде по следующим признакам: санитарно-токсикологический (чувствительностьживых организмов к действию вредных веществ), органолептический (окраска, запах, привкус воды и др.) и обще санитарный. По каждому из признаков вредности находят пороговую (недействующую) концентрацию. Наименьшая из них с соответствующим признаком вредности принимается как ПДК.
Таким образом, эколого-гигиенические нормы ПДК позволяют отличать уровни загрязнения, прямо или косвенно влияющие на санитарные условия водопользования и здоровье населения людей. От уровней загрязнения воды зависит не только здоровье населения, но и народно-хозяйственные интересы общества в целом.
Более половины малых городов и районных центров в Чуйской долине не имеют централизованных канализационных систем и очистных сооружений. Образующиеся хозяйственно-бытовые отходы и производственные сточные воды, составляющие более 27% от общего водоотведения, ежегодно накапливаются в поглощающих или выгребных ямах и утилизируются на водосборные территории или непосредственно в водные объекты. Загрязняются почвы, воды и растительность, усиливается опасность бактериального заражения населения.
Правительством республики принимаются серьезные меры для предотвращения растущего загрязнения водных объектов сточными водами. В настоящее время осуществляется переход на систему нормативов предельно ¬допустимых выбросов (ПДВ). Значение ПДВ определяется для каждого конкретного источника выбросов с таким расчетом, чтобы в совокупности выбросы от всех источников в Чуйской долине не превышали норматива ПДК. Использование нормативов ПДВ облегчит планирование и контроль природоохранной деятельности, повысит ответственность предприятий за соблюдение природоохранных требований, устранит конфликтные ситуации.
• снижение удельного потребления минерального топлива и сырья на производство единицы продукции;
• экономически оправданное снижение объемов добычи сырья;
• разведка новых запасов сырья и энергоносителей;
• снижение потерь при добыче, обогащении и потреблении ресурсов;
• расширение использования вторичного сырья;
• комплексное использование добываемых ресурсов;
• максимально полная отработка месторождений;
• рекультивация земель нарушенных в ходе горнотехнических работ.
Для уменьшения вредного влияния открытых горных выработок на окружающую среду в широком масштабе засыпают карьеры или создают на месте искусственные водоемы, предпринимаются мероприятия по рекультивации земель. Задача рекультивации - восстановление нарушенных земель для вовлечения их в хозяйственный оборот (под пашню, водоемы, леса и др.). Наиболее распространенным и экологически эффективным приемом рекультивации в настоящее время является создание в карьерных выемках водоемов и озеленение их берегов. Есть примеры, когда территории бывших разработок после проведения мероприятий по восстановлению плодородия используются как зона отдыха.
Различают два основных этапа рекультивации: горнотехнический и биологический. Цель горнотехнической рекультивации - подготовка территории для освоения. Проводится планировка отвалов, откосам придают форму, удобную для использования, наносят слой плодородной почвы, снятой ранее с площадей, отведенных под застройку, осуществляются затопление, промышленные разработки, мелиоративные работы и т.д. На этапе биологической рекультивации предпринимаются меры, способствующие восстановлению плодородия почв.
Рекультивация земель - сложная проблема. Она в значительной мере зависит от конкретных экологических условий нарушенных территорий. Для того, чтобы проектировать рекультивационные работы нужно знать физико-¬химический состав грунта, особенности гидрологического режима, форму отвалов, крутизны откосов и т.д.
На современном этапе развития общества потребности хозяйства в минеральном сырье повсеместно в Чуйской долине возрастают, что обуславливают строгое соблюдение природоохранных норм и правил при добыче различных полезных ископаемых, разработке проектов горнодобывающей промышленности. Отсюда первое основное геоэкологическое требование к проектам горнодобывающей промышленности - комплексный подход при геологическом изучении недр и добыче полезных ископаемых.
Большой ущерб ландшафтам наносит бесхозяйственное отношение к добыче строительных материалов, использованию ценного облицовочного материала. Все это, очевидно, объясняется отсутствием достаточно конкретизированных норм и правил в госстандартах по охране недр. Отсюда второе геоэкологическое требование к охране недр - максимальная экологизация проектирования и строительства, эксплуатации горнодобывающих предприятий.