ВВЕДЕНИЕ 3
1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ 7
1.1. Водообеспеченность территории: система понятий и классификаций 7
1.2. Методы и подходы в изучении водно-ресурсного потенциала территории 18
1.3. Нормативно-правовые аспекты метода оценки качества природных вод ... 26
2. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ПРЕДКАМЬЯ 36
2.1. Физико-географическая характеристика Предкамья 36
2.2. Анализ состояния и использования поверхностных вод Предкамья 47
2.3. Анализ качества поверхностных вод Предкамья 56
3. ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ВОДООБЕСПЕЧЕННОСТИ ПРЕДКАМЬЯ 68
3.1. Рекомендации по улучшению сети мониторинга поверхностных водотоков
Предкамья 68
3.2. Пути повышения качества вод в поверхностных водотоках Предкамья 78
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 92
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 95
ПРИЛОЖЕНИЯ
Актуальность выявления и решения проблемы воодообеспеченности заключается в том, что вода является ценным и незаменимым природным ресурсом для нужд жилищно-коммунального хозяйства, сельского хозяйства, рыболовства, промышленности, энергетики и рекреации. Помимо всего этого, вода является основой жизни на планете, без нее невозможно существование экосистем разной размерности. Ухудшение качества вод, вследствие их загрязнения различными источниками является одной из важнейших проблем современного общества.
Проблема нарастающего дефицита пресной воды благоприятного состава признана проблемой международного значения, затрагивающей все аспекты деятельности человеческого сообщества и оказывающей влияние на здоровье людей, экономику и социальные условия. Осознание высокой значимости водных ресурсов и ценности воды в условиях нарастающей антропогенной нагрузки, понимание необходимости реализации действенных мер по изменению водного хозяйства выдвинули экологические и экономические проблемы водопользования и водообеспечения в ряд наиболее важных и приоритетных.
Загрязненная вода, в случае ее употребления, может оказывать негативные последствия на здоровье человека или даже приводить к летальному исходу. Подобному пагубному воздействию также подвергаются и другие живые организмы, снижение качества вод может повлечь за собой снижение биологического разнообразия, что привет к снижению устойчивости всей экосистемы территории, воды которой подвержены загрязнению.
Данную проблему так же признают и пытаются решить в нашей стране. 20 февраля 2019 года президент России Владимир Путин утвердил перечень поручений по результатам проверки исполнения законодательства и решений Президента, направленных на повышение качества питьевой воды для населения. Поручения направлены на:
- создание механизма оценки рисков влияния химико-биологических характеристик воды на здоровье человека с учётом рекомендаций Всемирной организации здравоохранения;
- обязательный систематический контроль качества и безопасности питьевой воды у конечного потребителя;
- актуализацию санитарных норм и правил в сфере водоснабжения и водоотведения и т.д.
Кроме биологического действия на живые организмы загрязнение вод влечет за собой целых ряд проблем в других сферах. Для рекреационной деятельности это выражается в снижении привлекательности мест для отдыха, например, вследствие эвтрофикации водного объекта. Рыболовный промысел может потерпеть значительные убытки, связанные со снижением численности или же полным вымиранием ценных видов. При использовании загрязненных вод для орошения сельское хозяйство ожидает снижение качества производимой продукции или же серьезные экономические потери. Последние обусловлено тем, что некоторые загрязняющее вещества могут накапливаться биогенным путем, что может повлечь за собой превышение предельно допустимых концентраций определенных элементов в конечном сельскохозяйственном продукте.
Также следует отметить, что право на благоприятную окружающую среду, достоверную информацию об ее состоянии и компенсацию за ущерб, причиненный здоровью или имуществу гражданина в результате экологического правонарушения, закреплены в Конституции Российской Федерации.
Из всего выше сказанного не следует то, что вода является неким неприкосновенным ресурсом, однако при ее использовании нужно руководствоваться соответствующей нормативно-правой документацией. При развитии промышленного производства чрезвычайно важно найти необходимый баланс между потребностями промышленности в сырье, энергии,
удалении промышленных отходов, включая сбросы, потребностями граждан и благополучным существованием окружающей среды.
Целью выпускной квалификационной работы является проведение комплексной оценки степени загрязненности поверхностных вод путем расчёта удельного комбинаторного индекса загрязненности и разработка рекомендаций по использованию природно-ресурсного потенциала Предкамья для решения проблемы водообеспеченности.
В ходе поставленной цели выполняются следующие задачи:
1) Исследование теоретического аспекта проблемы, рассмотрение методов и подходов в изучении водно-ресурсного потенциала территории, знакомство с нормативно-правовой базой;
2) Изучение природных условий территории исследования, оценка состояния и использования поверхностных вод Предкамья;
3) Оценка качества поверхностных вод Предкамья по гидрохимическим показателям путем расчёта удельного комбинаторного индекса загрязненности воды;
4) Выявление путей решения проблемы водообепеченности исследуемой территории и разработка соответствующих рекомендаций.
Объектом исследования являются поверхностные водотоки Предкамья, а предметом - совокупность гидрохимических показателей за 2014-2016 годы. Данная работа выполнена по данным, изученным в ходе прохождения производственной практики в лаборатории гидрологии Института проблем экологии и недропользования Академии наук Республики Татарстан. Для создания картосхемы были использованы данные общества с ограниченной ответственностью «НекстГИС» и программное обеспечение ArcGIS 10.5.1.
Теоретической базой послужили публикации следующих авторов: Н. И. Воробьева, А. В. Ступишина, Р. Х. Сунгатуллина, Г. П. Бутакова, О. П. Ермолаева, О. Н. Малышевой, С.Я. Бездниной и др.
Методологическая основа включает в себя: описание, расчёт удельного комбинаторного индекса загрязненности воды и сравнительный анализ.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы (65 источников), 24 приложений.
В ходе проведенного исследования были решены все поставленные задачи. При изучении литературных данных были рассмотрены термины «водообеспеченость» и близко с ним связанное «водопользование», определена проблема водообеспеченности, которая заключается в загрязнении вод в результате водопользования и иной хозяйственной деятельности. Загрязнение оказывает негативное воздействие на здоровье человека, окружающую среду, а также осложняет ведение некоторых видов хозяйственной деятельности. Отрицательные изменения способствуют возникновению зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия. Из этого вытекает необходимость государственного контроля за состоянием водотоков, введение нормативных документов, а также создание системы мониторинга за состоянием водных объектов.
Обзор литературных источников показал, что в настоящее время складывается концепция экосистемного водопользования. Данная концепция подразумевает то, что любая водохозяйственная деятельность, должна основываться на экосистемном принципе управления водными ресурсами в рамках единого технологического процесса, включающего потребление, использование и сброс воды, с учетом экологических требований и ограничений количественных и качественных показателей. Экосистемный принцип предполагает подход к управлению водными ресурсами с признания социальных, политических и экономических факторов, которые в конечном итоге влияют на целостность и благополучие экосистемы водосборного бассейна и водной экосистемы. Основами данного принципа является сокращение безвозвратного потребления воды и предотвращение загрязнения воды, и как следствие почвы и растений.
Изучение нормативно-правовой базы исследований позволило определить основные методы и подходы в изучении водно-ресурсного потенциала территории и познакомится с устройством системы мониторинга за состоянием водных объектов. Данный методический аппарат предусматривает проведение наблюдений на гидрологических постах различных категорий. Наблюдения подразделяются на гидрологические, гидрохомические, гидробиологические, а также наблюдения по токсикологическим показателям и мониторинг состояния донных отложений. Каждые наблюдения предполагают наличие собственных программ и объектов мониторинга и проводятся в сроки, установленные нормативно-правовыми документами.
История принятия в качестве критериев оценки комплексных показателей качества вод позволила нам проследить развитие данной сферы законодательства и становление удельного комбинаторного индекса загрязненности воды как основного комплексного показателя для оценки качества вод. Данный показатель использовался нами в расчётах по обязательному перечню №1 для химических элементов в составе воды рек Казанка, Вятка, Тойма, Иж, Ашит и Меша в 2014-2016 году. Полученные нами данные в процессе расчёта УКИЗВ свидетельствуют о загрязненности рассматриваемых рек Предкамья, что формирует проблему для водопользования в регионе, поскольку загрязнение создает барьеры в использовании природно-ресурсного потенциала региона. Загрязненные водные ресурсы невозможно использовать ни в сельском хозяйстве, ни для промысла водных видов, ни для использования на нужды питьевого водоснабжения, кроме этого загрязнение вод несет в себе угрозу для существования и воспроизводства биологических видов, в жизни которых загрязненные воды данных участков рек играют первостепенную роль.
По фондовым литературным данным были выявлены условия, оказывающие влияние на формирование водных объектов Предкамья, определены режимы рек, источники их питания и т.д. В разные годы по рекам Предкамья осуществлялся сплав леса, судоходство, на них строились мельницы. В настоящее время реки не только отдают свою воду, но и принимают большое количество сточных вод различных предприятий. Анализ состояния и использования поверхностных водотоков позволил определить, что Предкамье обладает значительными водными ресурсами, которые комплексно используется в народном хозяйстве и имеют значимую ценность. Объектами государственного мониторинга являются 39 рек, протекающих по исследуемой территории. Однако в их воды, согласно отчетности 2-ТП (водхоз) поступает значительное число недостаточно очищенных вод или вод без очистки, нормативно чистые воды же не сбрасываются вовсе, что является проблемой.
При определении пути решения проблемы водообеспеченности были разработаны рекомендации. Рекомендацией по улучшению сети мониторинга поверхностных водных объектов Предкамья служит определение фоновой концентрации различных элементов в поверхностных водотоках Предкамья, а также внедрение автоматизированных гидрохимических и гидрологических станций. Автоматизированные станции хорошо зарекомендовали себя и за рубежом, и на территории России, к тому же в нашей стране производится сразу несколько вариантов таких станций, разработанных с учетом местных условий.
В качестве другой рекомендации, для минимизации сбросов загрязненных вод было предложено внедрение на промышленные объекты современных систем очистки сточных вод различных производств с применением наилучших доступных технологий. Примером послужили установки для глубокой очистки сточных вод гальванических производств, производств моющих средств и текстильных производств с возвратом до 90% воды на повторное использование, при относительно низких затратах на эксплуатацию очистных сооружений. Приоритет по разрабатываемым технологиям принадлежит РХТУ им. Д.И. Менделеева, которые могут быть применены и для предприятий Предкамья. Разрабатываемые данным учреждением технологии позволят обеспечить наилучшее качество воды в регионе, а также по уровню капитальных и эксплуатационных затрат разрабатываемые технологии в области оборотного водоснабжения и очистки сточных вод и в 1,5-2 раза дешевле зарубежных аналогов.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
