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.

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 серед- ньосвітової. 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

* 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.

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.

Таблиця 4.4

ВОДНІ РЕСУРСИ РІЧОК УКРАЇНИ (ЗА ВОДНИМИ БАСЕЙНАМИ)

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.

Таблиця 4.5

ВИКОРИСТАННЯ ВОДНИХ РЕСУРСІВ В УКРАЇНІ, млн. м’

Довкілля України. Стат, збірник. K.: 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 водоза- безпеченні 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 Сівер- ського 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 м. 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

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 AEC 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.

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. Проте фітопланктон не завжди добре впливає на процеси самоочищення: в окремих ви­падках масове розмноження синьо-зелених водоростей в штуч­них водоймах можна розглядати як процес самозабруднення.

Самоочищенню водойм від бактерій та вірусів можуть сприя­ти і представники тваринного світу. Так, молюски й деякі амеби адсорбують кишкові та інші віруси. Кожний молюск профільтро­вує на добу більше ЗО л води.

Чистота водойм неможлива без охорони її рослинності. Тільки на основі глибокого знання екології кожної водойми, ефективного контролю за розвитком різних живих організмів, що його населя­ють, можна досягти хороших результатів, забезпечити прозорість та високу біологічну продуктивність річок, озер і водосховищ.

4.4.