Сообщение охрана водоёмов. Успехи современного естествознания. Охрана водоемов от загрязнения

Загрязнение водоемов происходит как естественным, так и искус­ственным путем. Загрязнения поступают с дождевыми водами, смыва­ются с берегов, а также образуются в процессе развития и отмирания животных и растительных организмов, находящихся в водоеме.

Искусственное загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимо­сти от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние: 1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы); 2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне); 3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, со­держание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.); 4) уменьшается в воде содержание растворенного кислорода вследствие его потребления на окисление поступивших орга­нических веществ; 5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. За­грязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

В практике санитарной охраны водоемов пользуются гигиенически­ми нормативами - предельно допустимыми концентрациями (ПДК) веществ, влияющих на качество воды.

За ПДК принимают ту максимальную концентрацию вещества, при которой не нарушаются (не ухудшаются) процессы минерализации ор­ганических веществ, органолепгические свойства воды и промысловых организмов (рыб, раков, моллюсков) и не допускаются токсичные свой­ства веществ, которые могут вызвать нарушения в жизнедеятельности (выживаемость, рост, размножение, плодовитость, качество потомства) основных групп водных организмов (растений, беспозвоночных живот­ных, рыб), играющих важнейшую роль в формировании качества воды, создании и трансформации органического вещества.

Следовательно, ПДК должна обеспечивать нормальный ход биоло­гических процессов, формирующих качество воды, и не ухудшать товар­ные качества промысловых организмов. При одновременном присутст­вии нескольких вредных веществ ПДК каждого должна быть соответст­венно уменьшена в связи с их аддитивным действием.

Более строго считается, что единственно правильным критерием чи­стоты вод является полная сохранность биоценоза водоема. Лимнологи­ческий институт СО АН СССР при решении вопроса о ПДК для оз. Бай­кал предложил, чтобы в сточных водах, сбрасываемых в это озеро, кон­центрации минеральных компонентов были на уровне их среднегодовых показателей в питающих озеро водах; органические компоненты, не свойственные по своей химической природе естественным водам, не должны сбрасываться в водоем.

Наиболее эффективным путем охраны водоемов от загрязнения сточными водами является очистка сточных вод. В связи с этим необ­ходимо широко применять наиболее эффективные методы очистки:

1) метод многоступенчатой аэрации с активным илом;

2) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;

3) метод аэрации с активным илом с последующим фильтрованием через микрофильтры;

4) метод аэрации с активным илом и фильтрованием через активи­рованный уголь;

5) метод аэрации с активным илом с последующим ионообменом;

6) удаление фосфатов осаждением с помощью извести после аэра­ции с активным илом, с последующим фильтрованием через песчаные фильтры;

7) химическое осаждение взвешенных веществ после аэрации с ак­тивным илом для задержания фосфора;

8) доочистку в прудах;

9) культивирование водорослей для удаления фосфора и нитратов, а также для снижения БПК;

10) адсорбцию активированным углем для изъятия органических ве­ществ;

11) метод обессоливания;

12) сепарацию пены для удаления детергентов.

Для рационального использования водных ресурсов и усиления ох­раны природных вод от загрязнения следует разрабатывать технические решения для повторного использования очищенных сточных вод в си­стемах производственного водоснабжения.

В пределах крупных городов необходимо учитывать загрязнения рек не только бытовыми и производственными сточными водами, но и дож­девыми, стекающими с территории города по водостокам. Считается, что минимальный расход воды в реке для разбавления дождевых вод должен составлять не менее 0,016 л/с на одного жителя города, в ином случае кислородный режим и физические свойства речной воды будут неудовлетворительными.

Министерством мелиорации и водного хозяйства РСФСР разработа­ны два варианта водохозяйственного баланса по бассейнам основных рек на 1980 г.

Таблица 4.6 Водохозяйственные мероприятия РСФСР и определяющие их условия Водохозяйственные Мероприятия Критерий баланса Условия речного стока Не требуются Сезонное регулиро­вание Годовое регулиро­вание Многолетнее регу­лирование Переброска стока Соотношение между безвозвратными потеря­ми и водностью, % Год средней вод­ности Обеспечение заданной минимальной кратности разбавления К сбрасы­ваемых в реку сточных вод Маловодный месяц Маловодный год > к <к к_ Год средней вод­ности К < 0,85

Первый вариант. Сточные воды после очистки сбрасываются в реки. Расходная часть баланса - безвозвратные потери воды. Приняты четы­ре минимальных значения кратности разбавления К сбрасываемых в ре­ки очищенных сточных вод -1: 3, 1:5, 1:10, 1: 20.

Второй вариант. Производственные и большая часть бытовых сточ­ных вод в реки не возвращаются (за счет повторного использования стоков на полях орошения, полях фильтрации и т. п.). Расходная часть баланса возрастает по сравнению с первым вариантом, но сокращаются резервы воды, необходимые для разбавления сточных вод. Кратность разбавления К составляет 1: 5.

Водохозяйственные мероприятия, определяющиеся соотношением водопотребления и водности рек, а также минимальной кратностью раз­бавления сточных вод, сбрасываемых в реку, приведены в табл. 4.6.

По данным составленного водохозяйственного баланса установлено, что для необходимого разбавления сбрасываемых в реки сточных вод требуются более сложные водохозяйственные мероприятия, чем для от­бора необходимого объема воды при сокращении сброса сточных вод в реки. Поэтому рекомендуется сокращать сброс сточных вод в реки в тех случаях, когда требуется значительное их разбавление водой.

Общепринятая методика определения обводнительных расходов до настоящего времени отсутствует.

Предлагается определять обводнительный расход Q06b при спуске в реки ливневых и поливомоечных вод, пользуясь зависимостью

(БПКст - ВП Кдоп) Qo6B~ сс (БПКдоп - БПКр) (4Л7)

Где <7СТ - расчетный расход сточных вод;

БПКст» БПКдоп и БПКр - расчетные значения биохимической по­требности кислорода соответственно сточных вод, предельно допустимой концентрации в реке после сброса сточ­ных вод и речной воды до сброса сточ­ных вод;

А-коэффициент степени смешения сточ­ных вод с речной водой.

Для определения размера санитарного попуска Qn предложена за­висимость

П п

S Сі щ + Ср Qp - Спр (Qp + S qi) Qn = - , (4,18)

Где <7j - - расход сточных вод с концентрацией Сі лимитирующего за­грязнения;

<Зр - расход речной воды с концентрацией Ср того же вещества в рассматриваемом створе реки;

Сп - концентрация загрязняющего вещества в воде, поступающей при санитарном попуске;

Спр - предельная концентрация загрязнения в речной воде после смешения ее с водой санитарнрго попуска; І - число спусков сточных вод на рассматриваемом участке реки.

С математической точки зрения зависимости (4.17) и (4.18) очень просты, но для широкого применения их в практике необходимы боль­шие научно обоснованные исследования по определению оптимальных значений входящих в них величин. Лишь на их основе можно осущест­вить достаточно достоверное прогнозирование качества воды рек.

Наибольший вред рыбному хозяйству наносится при спуске нефти и нефтепродуктов в водоемы во время нереста. Икра рыб пропитыва­ется нефтепродуктами, обволакиваясь находящимися в воде взвешен­ными веществами. Загрязненная икра оседает на дно в тихих местах и погибает.

Таким образом, полное освобождение сточных вод от всех компонен­тов нефти и особенно от мазута, вызывающего гибель мальков, а так­же полная дезодорация сточной воды необходимы для того, чтобы не изменять физико-химических свойств воды водоема в месте спуска сточ­ных вод и ниже по течению реки.

Наличие в сточных водах вредных веществ тормозит процессы са­моочищения водоемов. Такие загрязнения производственных сточных вод, как сероводород и сульфиды, оказывают отравляющее действие на живые организмы. Кроме того, они, являясь неустойчивыми в водной среде, окисляются за счет растворенного в воде кислорода, нарушая этим кислородный режим водоема. К таким же тяжелым последствиям приводит выпуск в водоемы фенолсодержащих сточных вод, в частности сточных вод газогенераторных станций, химических заводов, а также предприятий бумажной промышленности.

Сточными водами могут загрязняться не только поверхностные во­доемы, но и подрусловые воды, используемые населением для питьевых целей. Для того чтобы не допустить загрязнения водоемов, необходим постоянный контроль за качеством воды в них. В осуществлении конт­роля главную роль должны играть автоматические станции с измери­тельными приборами.

Автоанализаторы применяются в настоящее время преимущественно в стационарных лабораторных условиях. Для исследования качества во­ды в полевых условиях, а также для автономной регистрации приме­няют автоматические станции, которые работают на принципе элект­рометрии.

Типовая автоматическая станция контроля за качеством воды со­стоит из четырех основных элементов: приемной части, в которой распо­ложены датчики (электроды) для измерения отдельных параметров качества; анализирующего блока; регистрирующего и передающего устройств. В приемной части находятся датчики (электроды), помещае­мые в камеры, через которые равномерно проходит исследуемая вода. Анализирующий блок служит для усиления электрических сигналов датчиков и преобразования их в сигнал для автоматической регистра­ции. Регистрирующее устройство записывает сигналы, поступающие из анализирующего блока, на бумажную ленту в виде кривых или точек (на некоторых станциях запись идет в перфорированном виде). Пере­дающее устройство служит для преобразования электрических сигналов в однородные импульсы, которые передаются по линии связи на цент­ральный пункт.

Автоматические измерительные станции подразделяются в основном на два типа: в одних - результаты измерений записываются на специ­альной ленте, которая через определенные промежутки времени (неде­ля, 10 дней) меняется обслуживающим персоналом; в других - резуль­таты сразу же передаются на центральный пункт.

На центральную вычислительную станцию передаются сведения о качестве воды по основным показателям: содержание растворенного кислорода, рН, мутность и температура, содержание хлоридов, БПК. и др.

Охрана вод включает систему мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения, засорения и истощения вод.
Нормы охраны вод - это значения показателей, соблюдение которых обеспечивает экологическое благополучие водных объектов и необходимые условия охраны здоровья населения и культурно-бытового водопользования.
Важнейшей составной частью современного водно-санитарного законодательства стали гигиенические нормативы - предельнодопустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в питьевой воде и воде водоемов. Соблюдение ПДК создает безопасность для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования. Они являются критерием эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения. В настоящее время установлены ПДК для более 1386 веществ, а также 1200 рыбохозяйственных ПДК.
В соответствии с Конституцией РФ существует водное законодательство федеральное и региональное: Водный кодекс РФ и принимаемые в соответствии с ним федеральные законы и иные нормативные правовые акты, а также законы и иные нормативные правовые акты субъектов РФ.
Водное законодательство России регулирует отношения в области использования и охраны водных объектов в целях обеспечения прав граждан на чистую воду и благоприятную водную среду; поддержания оптимальных условий водопользования, качества поверхностных и подземных вод в соответствии с санитарными и экологическими требованиями; защиты водных объектов от загрязнения, засорения и истощения; сохранения биологического разнообразия водных экосистем.
Водные объекты могут использоваться с изъятием (забор воды) либо без изъятия (сброс, использование в качестве водных путей и др.) водных ресурсов. Водные ресурсы или их части могут предоставляться для удовлетворения одной или нескольких целей одному или нескольким водопользователям. Особенности использования водных объектов определяются в соответствии с водным законодательством России.
Согласно Водному кодексу РФ приоритетно использование водных объектов для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения. Для этого предназначены защищенные от загрязнения и засорения поверхностные и подземные водные объекты. Их пригодность для этих целей определяется органами санитарно-эпидемиологического надзора.
Централизованным питьевым и хозяйственно-бытовым водоснабжением населения занимаются специальные организации, имеющие лицензию на водопользование.
Водопользователи обязаны стремиться сокращать изъятия и предотвращать потери воды, не допускать загрязнения, засорения и истощения водных объектов, обеспечивать сохранение температурного режима водных объектов.
Запрещается сброс сточных и дренажных вод в водные объекты: содержащие природные лечебные ресурсы; отнесенные к особо охраняемым; находящиеся в курортных зонах, в местах массового отдыха населения; находящиеся в местах нереста и зимовки ценных и особо охраняемых видов рыб, в местах обитания ценных и занесенных в Красную книгу видов животных и растений.
При возникновении угрозы здоровью населения или существованию водных или околоводных животных и растений специально уполномоченные государственные органы обязаны приостановить сброс сточных и дренажных вод вплоть до прекращения эксплуатации хозяйственных и других объектов и уведомить об этом представителей исполнительной власти и органы местного самоуправления.
В случаях стихийных бедствий, аварий и других чрезвычайных ситуаций, а также в случае превышения установленного в лицензии на водопользование лимита водопотребления Правительство России и органы исполнительной власти субъектов РФ по предложению специально уполномоченного органа управления и охраны водного фонда вправе ограничить, приостановить или запретить использование водных объектов промышленностью и энергетикой.
Согласно Кодексу внутреннего водного транспорта Российской Федерации (2001) контроль за обеспечением экологической безопасности при эксплуатации судов поручен федеральным органам исполнительной власти в области охраны окружающей среды.
Федеральное агентство водных ресурсов - федеральный орган исполнительной власти, функции которого - оказание государственных услуг и управление федеральным имуществом в сфере водных ресурсов.
Федеральное агентство водных ресурсов находится в ведении Министерства природных ресурсов Российской Федерации.
Федеральное агентство водных ресурсов осуществляет свою деятельность непосредственно или через свои территориальные органы (в том числе бассейновые) и через подведомственные организации во взаимодействии с другими федеральными органами исполнительной власти, органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации, органами местного самоуправления, общественными объединениями и иными организациями.
Федеральное агентство водных ресурсов в установленной сфере деятельности имеет следующие полномочия: проведение в установленном порядке государственной экспертизы схем комплексного использования и охраны водных ресурсов, а также предпроектной и проектной документации на строительство и реконструкцию хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов; разработку в установленном порядке схем комплексного использования и охраны водных ресурсов, составление водохозяйственных балансов; государственный мониторинг водных объектов, государственный учет поверхностных и подземных вод и их использование в порядке, установленном законодательством Российской Федерации; разработку и утверждение нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты по бассейну водного объекта или его участку, утверждение нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты для водопользователей в порядке, установленном законодательством Российской Федерации; разработку автоматизированных систем сбора, обработки, анализа, хранения и выдачи информации о состоянии водных объектов, водных ресурсах, режиме, качестве и использовании вод по Российской Федерации в целом, отдельным ее регионам, речным бассейнам в порядке, установленном законодательством Российской Федерации; подготовку к публикации и издание сведений Государственного водного кадастра Российской Федерации в порядке, установленном законодательством Российской Федерации; устанавливает режимы специальных попусков, наполнения и сработки водохранилищ, пропуска паводков на водных объектах, находящихся в федеральной собственности; определяет объемы экологических попусков и безвозвратного изъятия поверхностных вод для каждого водного объекта в порядке, установленном законодательством Российской Федерации.
Крупнейший в Европе производитель целлюлозы и картона - Котласский ЦБК (входит в лесопромышленную корпорацию «Илим Палп») - ведет модернизацию производства. После модернизации производства объем выпуска целлюлозы увеличился с 540 тыс. т в 1998 г. до 912 тыс. в 2003 г. В инвестиционную программу КЦБК вошло также проведение экологических мероприятий, позволивших втрое снизить содержание вредных веществ в сточных водах и в 7 раз сократить выбросы в атмосферу основного загрязняющего химического соединения - метилмеркаптана. А самое главное - Котласскому ЦБК удалось на порядок повысить свой статус на мировом рынке производителей целлюлозы благодаря переходу на экологически чистую отбелку сульфатной целлюлозы без использования элементарного хлора. Стоимость программы составила 15 млн долларов. В 2000 г. на комбинате провели реконструкцию промывного и отбельного участков производства беленой целлюлозы, которая позволила до минимума снизить потребление хлора.
В 2000 г. КЦБК первым в России внедрил бесхлорную отбелку целлюлозы. Это позволило уменьшить нагрузку на природу и выйти в разряд элитных товаропроизводителей целлюлозно-бумажной продукции. Вложенный в экологические мероприятия рубль дает двойной эффект: позволяет бизнесу развиваться по стандартам, принятым в развитых странах, и повышает экономию ресурсов. В результате перехода на бесхлорную отбелку целлюлозы выбросы загрязняющих веществ этого производства снизились в 4 раза. Из щелока, образующегося при варке целлюлозы сульфитным способом, образуются продукты, которые тоже можно продавать, технические лигносульфонаты (используются, в частности, в металлургической и строительной индустрии, производстве моющих средств), кормовые дрожжи. В перечне ближайших экологических мероприятий КЦБК значатся также развитие производства лигно- сульфонатов и улучшение качеств этого продукта. Предприятию удалось добиться постепенного снижения содержания загрязняющих веществ в сбросах сточных вод. Например, в течение 2000-2002 гг. объемы сбросов снижены на 2989 т, взвешенных веществ - на 5101 т. Общее потребление воды по сравнению с 2001 г. снизилось с 301,9 млн м3/год до 210,9 млн в 2003 г. В 2004 г. комбинат потребил только 185 млн м3 воды. Выбросы метилмеркаптана в атмосферу в 2003 г. по сравнению с 1998 г. уменьшились на порядок - с 0,000142 до 0,000051 мг/л. Наибольших успехов предприятие добилось, снижая выбросы вредных веществ в воздух. Благодаря реконструкции содорегенерационного котла и модернизации установок очистки газа, а также уменьшению количества потребленного угля на ТЭЦ общий объем выбросов загрязняющих веществ в воздух в течение 2000-2002 гг. снижен на 14,1 тыс. т. Впечатляющих успехов компания добилась в использовании в качестве источников энергии экологически безопасных древесных отходов. Среди важных экологических проектов, которые реализованы на КЦБК с 2001 г., - реконструкция содорегенерационного котла № 1, что повлекло за собой снижение выбросов метилмеркаптана и сероводорода в атмосферу, и модернизация СРК № 5. Также проведен капитальный ремонт очистных сооружений, построено хранилище низкоконцентрированных ртутьсодержащих отходов, установлены теплообменники на варочные котлы производства вискозной целлюлозы (что значительно снизило сброс сульфитных щелоков в бассейн реки), введена в строй станция оборотного водоснабжения (в результате существенно уменьшилось потребление воды), модернизирован цех биологической очистки промышленных стоков.
В конце 2003 г. Котласский ЦБК прошел сертификацию соответствия системы экологического менеджмента МС ИСО 14 001:2000. На предприятии уже составлен один из основных документов этой системы - «Реестр значительных аспектов и воздействий, экологические цели и задачи Котласского ЦБК до 2007 г.».
Благодаря реестру стало ясно, какие аспекты производственной деятельности предприятия могут быть проконтролированы линейными менеджерами (в каждом цехе ЦБК есть специальные уполномоченные по экологии), а какие аспекты требуют создания целевых программ и финансовых крупных вливаний.
На предприятии создана и действует эффективная система экологического менеджмента, которая соответствует требованиям международного стандарта IS 01 4001, на очереди - сертификация лесозаготовительных предприятий. Это серьезный крупномасштабный проект, который включает в себя не только внедрение национальных и международных стандартов в области заготовки древесины, но и комплекс мер по восстановлению лесов, сохранению нормальной экологической среды, удобной для жизни людей. Интегрирование крупнейших российских компаний в мировую экономику заставляет акционеров и менеджеров больше внимания уделять экологическим проблемам.
Поддержание поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, обеспечивается установлением нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты.
Такие нормативы устанавливаются исходя из:
¦ предельно допустимой величины антропогенной нагрузки, длительное воздействие которой не приведет к изменению экосистемы водного объекта; предельно допустимой массы вредных веществ, которая может поступать в водный объект и на его водосборную площадь; нормативов предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты.
Порядок разработки и утверждения нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты устанавливается Правительством РФ.
Важнейшей составной частью современного водно-санитарного законодательства являются гигиенические нормативы - ПДК вредных веществ в питьевой воде и воде водоемов. Соблюдение ПДК создает безопасность для здоровья населения и благоприятные условия санитарно-бытового водопользования. Это критерий эффективности различных мероприятий по охране водоемов от загрязнения. В настоящее время установлены ПДК для более 1700 веществ, а также более чем 1200 рыбохозяйственных ПДК.
Государственный учет поверхностных и подземных вод и Государственный водный кадастр. Государственный учет поверхностных и подземных вод представляет собой систематическое определение и фиксацию в установленном порядке количества и качества водных ресурсов, имеющихся на данной территории.
Государственный учет поверхностных и подземных вод ведется в целях обеспечения текущего и перспективного планирования рационального использования водных ресурсов, их восстановления и охраны. Данные государственного учета характеризуют состояние поверхностных и подземных водных объектов по количественным и качественным показателям, степени их изученности и использования. Государственный учет осуществляется в РФ по единой системе и базируется на данных учета, представляемых водопользователями, а также на данных государственного мониторинга.
Представление водопользователями в специально уполномоченный государственный орган данных, подлежащих включению в Государственный водный кадастр, является обязательным.
Специально уполномоченный государственный орган управления использованием и охраной водного фонда должен обеспечивать свободный доступ к информации, содержащейся в Государственном водном кадастре, в порядке, установленном законом РФ.
Плата за пользование водными объектами. В 2004 г. Президент России подписал закон о внесении изменений в Налоговый кодекс: с 1 января 2005 г. вместо «платы за пользование водными объектами» вводится водный налог. При этом существенно повышаются ставки платежа. Ежегодный ущерб от паводков составляет в среднем 40 млрд рублей, от промышленного загрязнения водоемов - 45-50 млрд.
В Европейской части страны водопользователи платили за кубометр воды от 12 до 20 копеек. Для того чтобы покрыть все потребности водного хозяйства, необходимо увеличить плату за воду как минимум в 20 раз. Водный налог будет взиматься с предприятий и организаций, забирающих воду из водных объектов для производственных нужд, а также использующих водные объекты без забора воды, в первую очередь для целей гидроэнергетики. Следуя логической и технологической цепочке, можно сделать вывод: повышение тарифов на электроэнергию, в том числе для бытовых нужд, неизбежно. Впрочем, себестоимость киловатт-часа, произведенного на ГЭС, составляет 5 копеек. Пока не будет облагаться налогом вода, используемая для орошения сельхозугодий, что очень важно для состояния потребительских цен на продовольствие. Не признается объектом налогообложения также полив садоводческих, огороднических, дачных земельных участков, личных подсобных и фермерских хозяйств. Однако здесь не надо путать воду из соседней речки и водопроводную, плату за которую никто не отменял.
Размещение, проектирование, строительство, реконструкция и ввод в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов. Согласно Водному кодексу РФ при размещении, проектировании, реконструкции, вводе в эксплуатацию хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов должно учитываться их влияние на состояние водных объектов и окружающую природную среду.
При проектировании и строительстве вновь создаваемых и реконструированных хозяйственных и других объектов, а также при внедрении новых технологических процессов, влияющих на состояние водных объектов, необходимо предусматривать создание замкнутых систем технического водоснабжения. Проектирование и строительство прямоточных систем технического водоснабжения, как правило, не допускаются. Проектирование и строительство таких систем разрешается в исключительных случаях при положительном заключении государственной экспертизы.
Запрещается ввод в эксплуатацию:
¦ хозяйственных и других объектов, в том числе фильтрующих накопителей, пунктов захоронения отходов, городских и других свалок, не оборудованных устройствами, очистными сооружениями, предотвращающими загрязнение, засорение, влекущих истощение водных объектов; водосборных и сбросных сооружений без рыбозащитных устройств и устройств, обеспечивающих учет забираемых и сбрасываемых вод; животноводческих ферм и других производственных комп
лексов, не имеющих очистных сооружений и санитарно-защитных зон; - оросительных, обводнительных и осушительных систем, водохранилищ, плотин, каналов и других гидротехнических сооружений до проведения мероприятий, предотвращающих вредное воздействие на воды; гидротехнических сооружений без рыбозащитных устройств, а также устройств для пропуска паводковых вод и рыбы; водозаборных сооружений, связанных с использованием подземных вод, без оборудования их водорегулирующими устройствами, водоучитывающими приборами; водозаборных и иных гидротехнических сооружений без установления зон санитарной охраны и создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов; сооружений и устройств для транспортирования и хранения нефтяных, химических и других веществ без оборудования средствами для предохранения загрязнения водных объектов и контрольно-измерительной аппаратуры для обнаружения утечки указанных продуктов.
Не допускается ввод в эксплуатацию объектов орошения сточными водами без создания пунктов наблюдения за показателями состояния водных объектов.
Для ввода в эксплуатацию водохранилищ проводятся мероприятия по подготовке их ложа к затоплению.
Согласно постановлению Правительства РФ от 13 августа 1996 г. «Требования по предотвращению гибели объектов животного мира при осуществлении производственных процессов, а также при эксплуатации транспортных магистралей, трубопроводов, линий связи и электропередачи» промышленные и водохозяйственные процессы должны осуществляться на производственных площадках, имеющих специальные ограждения, предотвращающие появление на территории этих площадок диких животных.
Для предотвращения гибели объектов животного мира от воздействия вредных веществ и сырья, находящихся на производственной площадке, необходимо: хранить материалы и сырье только в огражденных местах на бетонированных и обвалованных площадках с замкнутой системой канализации; помещать хозяйственные и производственные сточные воды в емкости для обработки на самой производственной площадке или транспортировать их на специальные полигоны для последующей утилизации; максимально использовать безотходные технологии и замкнутые системы водоснабжения; обеспечить полную герметизацию систем сбора, хранения добываемого жидкого и газообразного сырья; снабжать емкости и резервуары системой защиты в целях предотвращения попадания в них животных.
При отборе воды из водоемов и водотоков должны предусматриваться меры по предотвращению гибели водных и околоводных животных (выбор места водозабора, тип водозащитных устройств, возможный объем воды и др.), согласованные со специально уполномоченными государственными органами по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания.
Изменения уровня воды в гидросооружениях, в том числе и водохранилищах, в период массовых миграций и размножения объектов животного мира в пределах территорий, занимаемых указанными производственными объектами, осуществляются по согласованию со специально уполномоченными государственными органами по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания.
В зарегулированных водных объектах в период нереста рыб должны обеспечиваться рыбохозяйственные пропуски, создающие оптимальные условия их воспроизводства.
При сбросе производственных и иных сточных вод промышленных площадок должны предусматриваться меры, исключающие загрязнение водной среды. Запрещается сброс любых сточных вод в местах нереста, зимовки и массовых скоплений водных и околоводных животных.
Схемы охраны вод. В целях разработки мероприятий, направленных на удовлетворение перспективных потребностей в воде населения и народного хозяйства, а также охрану вод и предупреждение вредного воздействия на них, составляются генеральные, бассейновые и территориальные схемы.
Генеральные схемы комплексного использования и охраны вод включают принципиальные направления развития водного хозяйства России. Бассейновые схемы разрабатываются для бассейнов рек и других водных объектов на основе генеральной схемы. Территориальные схемы охватывают экономические районы страны и субъекты Федерации на основе генеральной и бассейновых схем.
Генеральная схема дает возможность четко определить технико-экономическую целесообразность и очередность проведения крупнейших водохозяйственных мероприятий.
Бассейновые соглашения. Согласно Водному кодексу РФ бассейновые соглашения о восстановлении и охране водных оamp;ьекгов предназначаются для координации деятельности, направленной на восстановление и охрану водных объектов. Бассейновые соглашения заключают между специально уполномоченным государственным органом управления использованием и охраной водного фонда и органами исполнительной власти субъектов Федерации, расположенными в пределах бассейна водного объекта. В рамках бассейнового соглашения может создаваться координационный (бассейновый) совет.
Для реализации бассейнового соглашения гражданами и юридическими лицами в соответствии с законом может быть создан фонд, финансирующий мероприятия по восстановлению и охране водных объектов.
Подготовка бассейнового соглашения ведется на основе водохозяйственных балансов, схем комплексного использования и охраны водных ресурсов, государственных программ по использованию, восстановлению и охране водных ресурсов и иных научных и проектных разработок, а также предложений органов государственной власти субъектов РФ.
Предельно допустимые воздействия на водные объекты. В соответствии со статьей 109 Водного кодекса Правительство России приняло в 1996 г. постановление «О порядке разработки и утверждения нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты». Постановлением определено, что нормативы предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты разрабатываются и утверждаются по бассейну водного объекта или его участку в целях поддержания поверхностных и подземных вод в состоянии, соответствующем экологическим требованиям.
На Министерство природных ресурсов РФ и органы исполнительной власти заинтересованных субъектов Федерации при участии Федеральной службы РФ по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и Российской академии наук возложена разработка нормативов предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты и их утверждение по согласованию с Государственным комитетом по охране окружающей среды, Государственным комитетом по рыболовству и Министерством здравоохранения.
Нормативы предельно допустимых вредных воздействий на водные объекты необходимо использовать при решении вопросов, связанных с разработкой водохозяйственных балансов, схем комплексного использования и охраны водных ресурсов, программ по использованию, восстановлению и охране водных объектов, с лицензированием и лимитированием водопользования, проектированием, строительством, реконструкцией хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние вод, определением объемов безвозвратного водопользования, установлением экологических попусков воды и решением других вопросов водопользования.
В постановлении, в частности, указано, что нормативы предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты: разрабатываются водопользователями на основании расчетных материалов по нормативам предельно допустимых воздействий на водные объекты, представляемых бассейновыми и другими территориальными органами Министерства природных ресурсов РФ, а также исходя из запрета на превышение предельно допустимых концентраций вредных веществ в водных объектах, определенных с учетом целевого использования этих объектов; учитываются при выдаче лицензий на водопользование, осуществлении государственного контроля за использованием и охраной водных объектов, установлении размера платежей, связанных с использованием водных объектов, а также наложении штрафов и предъявлении исков о возмещении вреда при нарушении водного законодательства.
Стандартизация в области охраны и рационального использования вод. Системный подход, базирующийся на методах программно-целевого планирования, и научно обоснованное прогнозирование позволили разработать и усовершенствовать комплекс стандартов в области охраны вод для: обеспечения водопользователей водой необходимого качества и в достаточном количестве в соответствии с установленными нормами; рационального использования вод; сохранения уникальных водных объектов и их экосистем в состоянии, наиболее близком к естественному; соблюдения условий, необходимых для поддержания оптимального уровня воспроизводства биологических ресурсов
вод, обеспечивающего возможность их рационального применения.
Стандартизация учитывает прежде всего показатели качества воды. Важнейшим водоохранным мероприятием является регламентирование государственными стандартами предельно допустимых значений показателей загрязненности контролируемой среды. В частности, разработан ряд стандартов, устанавливающих общие технические требования к приборам, используемым при анализе природных вод. Утвержден организационно-методический стандарт «Правила контроля качества воды водоемов и водотоков», устанавливающий единые правила контроля качества воды по физическим, химическим и биологическим показателям.
Экстенсивное водопотребление - вовлечение в народное хозяйство все новых и новых водных источников - исчерпало себя. Принципиально новая стратегия использования водных ресурсов предусматривает: коренную техническую перестройку производства, направленную на резкое сокращение водопотребления. Переход от технологии очищения и разбавления отходов к малоотходной технологии и технологии оборотного использования воды; перестройку ирригационных систем, создание закрытых распределительных каналов и применение принципа капельного орошения, что резко сократит забор воды для орошения (на ныне действующих ирригационных установках потери воды за счет фильтрации достигают 40%); изменение структуры размещения промышленного и сельскохозяйственного производства с учетом масштабов водных ресурсов данного региона (не поворачивать реки к сложившимся хозяйственным зонам, а планировать долгосрочное хозяйственное развитие в рамках заданных региональных ограничений по водным ресурсам).
Охрана водных объектов при лесосплаве. Объем сплавляемых лесоматериалов не должен превышать расчетной лесопропускной способности лесосплавного пути.
При молевом лесосплаве лесосплавные пути должны быть оборудованы лесонаправляющими и ограждающими сооружениями для предотвращения остановки сплавляемых лесоматериалов у препятствий и выноса их за пределы лесосплавного хода. Должен быть обеспечен безостановочный проплав лесоматериалов, за исключением остановки их в западнях.
Хвойные тонкомерные сортименты недостаточной плавучести должны сплавляться в микропучках или до пуска в молевой лесосплав подвергаться пролыске или окорке и просушиванию.
При подготовке к молевому лесосплаву сортименты лиственных пород должны просушиваться транспирационной или атмосферной сушкой и торцы бревен должны покрываться гидроизоляционными составами, безвредными для водных организмов и не оказывающими неблагоприятного влияния на условия санитарно-бытового водопользования. Лиственница перед молевым лесосплавом должна просушиваться методом транспирационной сушки деревьев на корню после кольцевания или атмосферной сушки в штабелях бревен, подвергшихся пятнистой окорке. После окончания лесосплава сброс лесоматериалов в воду должен быть прекращен. Не допускается оставлять древесину в воде до лесосплава будущего года.
При проведении лесосплава должны вылавливаться и выгружаться для просушки на берег бревна, теряющие плавучесть и плывущие в наклонном положении.
Территории береговых складов, лесоперевалочных баз и деревообрабатывающих предприятий должны систематически, не реже одного раза в год, очищаться от древесных отходов. Сброс древесных отходов в воду, на лед или на затопляемые берега не допускается. На затопляемых складах и при укладке древесины на лед древесные отходы должны быть удалены до затопления водой. Конструкции лесонаправляющих и рейдовых наплавных сооружений должны исключать вынос сплавляемых лесоматериалов за пределы лесосплавного хода.
Хлысты и некондиционная древесина не должны разделываться в воде без применения устройств, предупреждающих засорение водных объектов. Конструкции кошелей, сплоточных единиц и плотов должны предотвращать потери древесины во время транспортировки. При побревенной выгрузке лесоматериалов лиственных пород и хвойных тонкомерных сортиментов бревнотасками пучки должны распускаться в размолевочных устройствах или в специальных ковшах.
Лесосплавные пути, акватории водохранилищ, сортировочносплоточных рейдов, рейдов приплава, нерестилищ осетровых и лососевых рыб должны ежегодно очищаться от древесины, затонувшей в данную навигацию, а также от древесины, затонувшей в течение прошлых лет. Объем ежегодной очистки от затонувшей древесины должен обеспечивать постепенную полную очистку водоема от древесины, затонувшей в течение прошлых навигаций, и быть не менее фактического утопа в данную навигацию.
Под «фактическим утопом» следует понимать разницу между объемом древесины, принятой у поставщика или транспортной организации, и объемом древесины, отправленной потребителю или выгруженной из воды.
Концентрации в воде вымываемых из древесины смолистых и дубильных веществ и количество растворенного в воде кислорода в местах проведения лесосплава должны соответствовать «Санитарным правилам и нормам охраны поверхностных вод от загрязнения».
Зоны, где скоростные течения легко размывают грунт берега и русло лесосплавного пути, должны быть укреплены.
Береговые склады на участках сброса лесоматериалов на воду должны быть оборудованы спусками и другими сооружениями, предохраняющими берег от разрушения. .
Нерестилища осетровых и лососевых рыб, занимающие часть ширины реки, должны ограждаться бонами, обеспечивающими пропуск плывущих лесоматериалов в обход нерестилищ.
На участках с нерестилищами лососевых и осетровых рыб молевой лесосплав проводится при высоких горизонтах воды. Не допускается сброс лесоматериалов на воду на участках, непосредственно прилегающих к нерестилищам осетровых и лососевых рыб.
По окончании использования водного объекта в лесосплавных целях должна быть проведена рекультивация участков берегов в местах береговых складов и сплавных сооружений.
Ученые ЦНИИ «Лесосплав» считают, что молевой метод сплава следует продолжить, но на новой инженерной основе. Они разработали для пяти северных рек, в том числе Пинеги, Ваги, Онеги, технологию экологически безопасного молевого сплава. Ее внедрение позволит продлить навигацию и вовлечь в эксплуатацию 100 км реки Ерги. Подобные работы ведутся в Пермской области. Не все идет гладко. Многие неудачи постигают рационализаторов не оттого, что идея плохая, а оттого, что на местах не соблюдают технологию.
Охрана водоемов от загрязнения нефтью. Нефть при транспортировке и хранении не должна попадать в поверхностные и подземные воды. Для этого необходимо использовать специальные материалы, оборудование и средства транспортировки и хранения. Все сооружения и устройства должны быть оборудованы контрольно-измерительной аппаратурой для обнаружения утечки нефти.
В местах возможного попадания нефти в водные объекты должны быть сооружены нефтеулавливающие устройства и приспособления для локализации и сбора разлившейся нефти, а также для немедленного информирования аварийной службы и всех заинтересованных водопользователей.
При попадании нефти в подземные воды должны быть приняты меры по предотвращению дальнейшего распространения загрязнения (откачка загрязненных подземных вод, перекрытие подземного потока).
Разлившуюся нефть следует собрать, вывезти и утилизировать с соблюдением мер, обеспечивающих предотвращение загрязнения поверхностных и подземных вод.
В зонах санитарной охраны источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, в прибрежных водоохранных зонах и на затопляемых территориях не допускается хранение нефти в нефтехранилищах.
При транспортировке и хранении нефти должен быть разработан план ликвидации аварийной ситуации и утечек нефти, включающий перечень объектов и территорий, подлежащих особой защите от загрязнения (водозаборы, пляжи и т. п.), план оповещения заинтересованных служб и организаций, перечень технических средств и порядок действий при ликвидации аварии и утечке нефти, способ утилизации разлившейся нефти.
Охрана малых рек. Малые реки (длиной до 100 км), на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России, наиболее восприимчивы к антропогенному воздействию.
Своеобразный компонент географической среды, малые реки в значительной степени выполняют функции регулятора водного режима определенных ландшафтов, поддерживая равновесие и перераспределяя влагу. К тому же они определяют гидрологическую и гидрохимическую специфику средних и крупных рек. Главной особенностью формирования стока малых рек является очень тесная их связь с ландшафтом бассейна, что и обусловливает легкую уязвимость этих водных артерий - не только при чрезмерном использовании водных ресурсов, но и при освоении водосбора.
В России свыше 2,5 млн малых рек. Они формируют около половины суммарного объема речного стока, в их бассейнах проживает до 44% городского населения и почти 90% сельского. К числу наиболее освоенных относятся малые реки в бассейнах Урала, Волги, центральной и южной частях бассейна Дона.
Влияние хозяйственной деятельности на малые реки неоспоримо. Оно проявляется уже с XVI11 в., когда начались строительство на реках многочисленных мельничных прудов и заводских водохранилищ, вырубка леса на громадных территориях водосборов для приготовления древесного угля и освобождения земель под сельхозугодья, создание шахт, карьеров. С годами ситуация усугублялась. Появление отвалов, терриконов, рудников водоотлива, концентрация населения привели к увеличению промышленных и бытовых сточных вод. Но на протяжении столетий влияние этих факторов не вызывало больших изменений.
Положение коренным образом изменилось за последние 50-60 лет с началом научно-технической революции в промышленности и сельском хозяйстве. За эти годы созданы почти все наиболее крупные водохранилища, резко возросло промышленное и хозяйственно-бытовое водопотребление и водоотведение, началась широкая гидротехническая, агротехническая и химическая мелиорация земель. Все это повлияло на изменение водного и химического баланса малых рек в отдельных районах и в целом на всей территории России.
Под воздействием хозяйственной деятельности малые реки преждевременно вступили в фазу старения. Снижение водности и заиление русел способствуют быстрому зарастанию и заболачиванию, наступает деградация, и малые реки исчезают с лица Земли.
Если сравнить большие реки с артериями, то малые выполняют роль разветвленных сосудов, и роль их нисколько не меньше, чем артерий. Однако малые реки исчезают, и их надо спасать, возвращать к жизни.
Например, за год в малые реки Владимирской области поступает более 4000 т органики, 6000 т взвешенных веществ, десятки тонн нефтепродуктов, а с полей паводками и дождями смывается более 2000 т аммонийного азота и 600 т нитратов. Прибавим к этому фенолы, моющие вещества, тяжелые металлы.
На территории Самарской области 136 малых рек протяженностью 4410 км. Гидрохимическое состояние их удручающее: не оборудованы водоохранные зоны и прибрежные защитные полосы, земли распаханы почти до уреза воды, а значит, в нее беспрепятственно попадают минеральные удобрения и пестициды.
В результате сооружения на степных реках более 2,5 тыс. дамб и плотин реки заилились, заросли камышами. На Кубани толщина отложений составляет местами до 20 м. На стадии угасания находятся многие степные речки Красноярского края.
В 2003 г. государственный совет при мэре Москвы одобрил новую городскую экологическую программу, удивительно совпадающую по духу с концепцией ООН, объявившей 2003 год «Годом чистой воды». В следующие три года городские власти обещают не только облагородить берега многочисленных московских речек, но и выпустить часть их на волю, освободив из коллекторов. Правда, для этого потребуется существенно изменить весь столичный пейзаж - сейчас эти реки текут под домами и дорогами.
Стоимость экологической программы свыше 9 млрд рублей. До 2005 г. город потратит на очистку воды, укрепление берегов и благоустройство речных долин 3,3 млрд рублей.
План по облагораживанию городских водоемов, занимающих площадь 900 га, уже разработан. Кроме прудов и заводей власти намерены в ближайшее время привести в порядок 144 малые реки в черте города. Бесхозные долины рек оприходуют и создадут вокруг каждого ручейка экосистему, максимально приближенную к природной.
Заключенные в коллекторы участки рек по возможности будут выводить на поверхность.
В 2004 г. правительство Москвы одобрило программу по восстановлению малых рек и водоемов столицы до 2010 г. стоимостью почти 20 млрд рублей. В Москве в 2004 г. насчитывались 141 малая река и 438 прудов и озер, которые решено теперь разделить на 10 бассейновых регионов. Каждый регион будут восстанавливать постепенно.
Вырубка лесов и неумеренная распашка прилегающих территорий приводят к значительному уменьшению поверхностного и подземного фунтового стока воды в малые реки. Особенно пагубна распашка склонов, балок, оврагов, нарушающая эрозионную устойчивость почвы, поэтому значительная ее часть смывается в реки. Реки заиливаются, мелеют.
В результате загрязнения малых рек сточными водами предприятий, сельхозугодий, жилых массивов поймы становятся бесплодными, реки мелеют, заиливаются, в них исчезает рыба.
Для малой реки чрезвычайно опасны сточные воды крупных свиноводческих ферм. Пока еще нет таких надежных способов очистки, чтобы сток свинофермы стал пригоден для сбрасывания в реку. Значит, эти сточные воды вообще нельзя сбрасывать в реку. Их нужно полностью использовать для удобрительного орошения кормовых культур, правда, при условии, что рядом с фермой располагаются большие земельные угодья. Другой вариант решения проблемы - создание на крупных фермах установок по переработке навоза в биогаз и удобрение.
Улучшению кислородного режима малых речек, а следовательно, повышению их способности к переработке биохимических окисляемых примесей, поступающих со сбросом, способствует искусственная аэрация. Для этого используются пневматические или механические аэраторы. Есть и более простые средства: можно построить невысокое подпорное сооружение - плотину с переливом. Падающая вода хорошо насыщается кислородом.
Охрана вод малых рек теснейшим образом связана с охраной от загрязнения территории, с которой река собирает свои воды. Мусорная свалка на берегу, бочка мазута, опрокинутая в болотце, из которого вытекает река, могут надолго загрязнить воду и убить в ней все живое.
У малых рек способность к самоочищению значительно меньше, чем у больших, и механизм самоочищения при перегрузках легко нарушается. В связи с этим особенно остро стоит задача создания на их берегах водоохранных зон.
В водоохранную зону шириной от 100 до 500 м включаются поймы рек, надпойменные террасы, бровки и крутые склоны коренных берегов, овраги и балки, примыкающие к речным долинам. Водоохранная зона не исключается из хозяйственного пользования, но в ней устанавливается специальный режим. Вдоль берегов предусматривается полоса леса или луг шириной от 15 до 100 м в зависимости от крутизны берега, характера реки и угодий (пашня, сенокос). В прибрежной полосе категорически запрещаются распашка берегов, склонов, выпас скота, строительство животноводческих комплексов и очистных сооружений, орошение сточными водами, обработка прилегающих полей ядохимикатами.
Овраги, примыкающие к водоохранной зоне, необходимо укреплять, чтобы они не засоряли, не заиливали водоем. За пределы зоны должны быть вынесены все объекты-загрязнители, а родники, питающие реку или озеро, - расчищены и ухожены.
Очистка бытовых сточных вод. Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определенных веществ, обеззараживание - удаление патогенных микроорганизмов.
Канализация - комплекс инженерных сооружений и санитарных мероприятий, обеспечивающие сбор и удаление за пределы населенных мест и промышленных предприятий загрязненных сточных вод, их очистку, обезвреживание и обеззараживание.
Мощность очистных сооружений канализации в России составляет 58,6 млн м3 в сутки. Протяженность канализационных сетей в населенных пунктах достигла 114,2 тыс. км. Городами и другими населенными пунктами через системы канализации сбрасывается 21,9 млрд м3 сточных вод в год. Из них 76% проходит через очистные сооружения, в том числе 94% - сооружения полной биологической очистки.
Через коммунальные системы канализации в поверхностные водные объекты ежегодно сбрасывается 13,3 млрд м3 сточных вод, из которых на очистных сооружениях очищается до установленных нормативов 8% стоков, а 92% сбрасываются загрязненными. Из общего объема загрязненных сточных вод 82% сбрасываются недостаточно очищенными и 18% - без всякой очистки.
60% эксплуатируемых канализационных очистных сооружений перегружены, около 38% эксплуатируются 25-30 лет и требуют реконструкции. Кроме того, 52 города и 845 поселков городского типа не имеют централизованных систем канализации.
В 1996 г. Правительство РФ приняло постановление «О взимании платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов», согласно которому органы исполнительной власти субъектов Федерации определяют порядок взимания платы за сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации населенных пунктов с предприятий и организаций (абонентов), отводящих сточные воды и загрязняющие вещества в системы канализации. В постановлении рекомендуется определить расценки за сверхнормативный сброс сточных вод и загрязняющих веществ в системы канализации с учетом освоения абонентами средств на проведение мероприятий по уменьшению указанного сброса.
Согласно Водному кодексу РФ плата за пользование водными объектами поступает в федеральный бюджет и бюджеты субъектов Федерации, на территории которых используются водные объекты, и распределяется в следующем соотношении: в федеральный бюджет - 40%, в бюджет субъектов Федерации - 60%. Плата направляется на восстановление и охрану водных объектов.
В 1999 г. Правительство РФ приняло постановление «Об утверждении Положения об образовании и расходовании средств Федерального фонда восстановления и охраны водных объектов». Это Положение устанавливает порядок образования и расходования средств Федерального фонда восстановления и охраны водных объектов, а также порядок использования этих средств на водохозяйственные мероприятия капитального характера.
Фонд является целевым бюджетным федеральным фондом и формируется в соответствии с законодательством РФ за счет части платы за пользование водными объектами, поступающей в доход федерального бюджета и определяемой федеральным законом о федеральном бюджете на соответствующий год.
Средства фонда и его расходы отражаются в составе доходов и расходов федерального бюджета, имеют целевое назначение, распределяются и используются по направлениям, установленным федеральным законом о федеральном бюджете на соответствующий год.
Министерство природных ресурсов РФ управляет средствами фонда, в том числе в установленном порядке представляет расчеты по образованию средств фонда, формирует и представляет перечни мероприятий, финансируемых из средств фонда, и является распорядителем указанных средств.
Финансирование из средства фонда водохозяйственных мероприятий капитального характера осуществляется в соответствии с перечнем объектов федерального и межрегионального значения, который ежегодно составляется и утверждается Министерством природных ресурсов РФ по согласованию с Министерством экономического развития и торговли РФ.
Критериями для заключения объектов в указанный перечень являются обоснование федеральной либо межрегиональной значимости объекта, его механическое состояние, возможный ущерб в случае непроведения соответствующих мероприятий капитального характера. _
Очистка бытовых сточных вод может проводиться механическими и биологическими методами. При механической очистке сточные воды разделяют на жидкую и твердую субстанции: жидкая часть подвергается биологической очистке, которая может быть естественной и искусственной. Естественная биологическая очистка сточных вод проводится на полях фильтрации и орошения, в биологических прудах и т. д., а искусственная - на специальных сооружениях (биофильтрах, аэротенках). Ил обрабатывают на иловых площадках или в метантенках.
При общесплавной системе канализации все виды сточных вод из городских кварталов, включая поверхностный сток, отводятся по одной сети трубопроводов. Недостатком системы являются периодические сбросы в водные объекты через ливневые спуски некоторой части производственно-бытовых сточных вод. Именно поэтому при строительстве пунктов и расширении существующих следует отказываться от проектирования общесплавных систем канализации.
В настоящее время широкое применение в нашей стране находит система канализации, предусматривающая устройство двух сетей трубопроводов: по производственно-бытовой сети хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды подаются на очистные сооружения, а по водостоку, как правило, без очистки, в ближайший водный объект отводятся дождевые и талые воды, а также воды, образующиеся при поливке и мойке дорожных покрытий:
Наиболее перспективной с точки зрения охраны водных объектов от загрязнения поверхностным стоком из городов является полураздельная система канализации. С ее помощью на очистку отводят все производственно-бытовые сточные воды города и большую часть поверхностного стока, образующегося на его территории. Со временем на очистку полностью будет поступать также сток от мытья дорожных покрытий, большая часть талых вод и сток от дождей, если его интенсивность не будет превышать предельного значения для данной местности. Таким образом, в водные объекты без очистки будет сбрасываться лишь незначительная часть талой и дождевой воды.
Конструктивно полураздельная система канализации состоит из двух самостоятельных уличных и внутриквартальных сетей трубопроводов (для отведения производственно-бытовых сточных и поверхностных вод) и главного отводного коллектора, по которому все сточные воды поступают на очистные сооружения. Дождевая сеть к общесплавному коллектору присоединяется через разделительные камеры, в которых при сильных дождях часть практически незагрязненной воды отделяется и сбрасывается в расположенные вблизи водные объекты. При совместной очистке промышленных и хозяйственно-бытовых стоков регламентируют содержание взвешенных и всплывающих веществ, продуктов, способных разрушать или засорять коммуникации, взрывоопасных и горючих веществ, а также температуру.
Некоторые химические вещества воздействуют на микроорганизмы, нарушая их жизнедеятельность. Так, фенол, формальдегид, эфиры и кетоны вызывают денатурацию белков протоплазмы или разрушают оболочку клеток. Особенно токсичны соли тяжелых металлов, которые по убыванию токсичности можно расположить следующим образом: Hg, Sb, Pb, Cz, Cd, Co, Ni, Cu, Fe. Ha рис. 5 показана схема биологической очистки производственных и хозяйственно-бытовых сточных вод.
Для их эффективного обеззараживания дозу хлора подбирают так, чтобы содержание кишечных палочек в воде, сбрасываемой в водоем, не превышало 1000 в 1 л, а уровень остаточного хлора составлял не менее 1,5 мг/л при 30-минутном контакте или 1 мг/л при 60-минутном контакте.
Если ни один из рекомендуемых режимов хлорирования не обеспечивает обеззараживания сточных вод, прошедших биологическую очистку, необходимо увеличить уровень остаточного хлора или время контакта, установив требуемые дозы хлора в каждом конкретным случае опытным путем.
Уровень остаточного хлора в сточных водах, прошедших только механическую очистку, должен быть не менее 4,5 мг/л при 30-минутном контакте.
Обеззараживание проводят жидким хлором, хлорной известью или гипохлоритом натрия, получаемым на месте в электролизерах. Хлорное хозяйство очистных канализационных сооружений должно позволять увеличивать расчетную дозу хлора в 1,5 раза.
Очистка промышленных сточных вод. Механическая очистка сточных вод обеспечивает удаление взвешенных грубо- и мелкодисперсных (твердых и жидких) примесей. Грубодисперсные примеси обычно выделяют из сточных вод отстаиванием и флотаци-

12


Потоки: I - прометок, II - хозяйственно-бытовой сток, III - смешанный сток, IV - биологически очищенный сток, V - выход в водоем, VI - осветленный сток, VII - сброженный сток; 1 - камера гашения скорости хозяйственно-бытового стока; 2 - здание решеток; 3 - песколовка; 4 - водоизмерительный лоток; 5 - первичные радиальные отстойники хозяйственно-бытовых стоков; 6 - камера гашения скорости промстока; 7 - водоизмерительный лоток; 8 - аэратор-смеситель; 9 - первичные радиальные отстойники промстоков; 10 - смеситель; II - аэротент I ступени; 12 - вторичные радиальные отстойники; 13 - метантенки; 14 - насосная осветленных вод; 15 - аэротент II ступени; 16 - третичные радиальные отстойники; 17 - нефтяной шламонакопитель; 18 - накопитель сброженного осадка; 19 - насосно-компрессорная; 20 - биологический пруд

ей, мелкодисперсные - фильтрованием, отстаиванием, электрохимической коагуляцией, флокуляцией.
Растворимые неорганические соединения удаляют из сточных вод реагентными методами - нейтрализацией кислотами и щелочами, переводом ионов в плохо растворимые формы, осаждением минеральных примесей с солями, окислением и восстановлением токсичных примесей до слаботоксичных, десорбцией летучих примесей, обратным осмосом, ультрафильтрацией, ионным обменом и флотацией, электрохимическим окислением, электродиализом. Самый распространенный химический метод очистки сточных вод - нейтрализация. Сточные воды многих производств содержат серную, соляную и азотную кислоты. Кислые стоки можно нейтрализовать фильтрацией через магнезит, доломит, любые известняки, а также смешением кислых стоков с щелочными. Часто за химической очисткой сточных вод следует биологическая очистка.
В ряде случаев при химической очистке можно извлекать ценные соединения и тем самым снижать потери производства. Сточные воды промышленных предприятий, в отличие от хозяйственно-бытовых, характеризуются высоким содержанием растворенных веществ, которые указанными способами не извлекаются. Для их удаления применяют различные методы очистки. Выбор метода зависит от того, в каком состоянии обнаружено вещество в сточной воде - в молекулярном или диссоциированном на ионы. Так, для веществ, которые находятся в воде в молекулярно-растворенном состоянии, рекомендуют сорбцию с помощью различных сорбентов, десорбцию аэрацией, обработку воды окислителями (для органических веществ). В случае диссоциации вещества на ионы методы очистки сточных вод направлены на образование малорастворимых соединений (карбонатов, сульфатов и пр.), перевод токсичного иона в малотоксичный комплекс (перевод цианидов в ферроцианиды), создание малодиссоциированных молекул при взаимодействии водородных и гидроксильных ионов, извлечение из воды ионов при электродиализе, на замену токсичных ионов безвредными при Н- и ОН-ионировании и т. п.
В настоящее время сточные воды часто доочищают для повторного использования в производственном водоснабжении. Это делают, когда в воде зафиксированы повышенное солесодержание, биологически неокисляемые органические вещества, канцерогенные соединения и др. Метод доочистки стоков выбирают в зависимости от конкретных остаточных загрязнений воды. Так, для очистки сильноминерализованных стоков с успехом применяется метод термического опреснения, при котором дистиллят, полученный из стоков, используют как обессоленную воду.
Для органически загрязненных стоков практикуется адсорбционная доочистка в псевдосжиженном или неподвижном слое активированного угля, а для корректировки минерального состава - умягчение на ионообменных фильтрах. Адсорбционно доочищенная и умягченная вода - важный источник пополнения водооборотных систем. В такой воде отсутствуют взвешенные, органические, поверхностно-активные и другие загрязняющие вещества, а ее качество.выше, чем у охлажденной воды. К тому же умягченная вода не требует продувки водооборотных систем. Повторное использование доочищенных стоков в 20-25 раз сокращает потребление свежей воды из источников.
В этой связи большое значение имеет технический водопровод. Промышленные предприятия могут использовать не питьевую, а техническую воду, очищенную в той мере, в какой это нужно для использования в производственном процессе. Применение технической воды тем более важно, что 1 м3 ее обходится в 5 раз дешевле, чем 1 л питьевой. В Москве работает крупнейшая в мире Черкизовская система промышленного водопровода. По ее трубам из Клязьминского водохранилища перегоняется 420 тыс. м3 воды в сутки - мощный поток, который обеспечивает три десятка предприятий в восточной части столицы.
Техническая вода, промышленный водопровод - это новые направления в развитии системы водоснабжения столицы.
Производственные сточные воды, содержащие токсичные органические и минеральные вещества, все чаще обезвреживаются с помощью огневого метода. Под влиянием высокой температуры в процессе горения органического топлива токсические органические вещества окисляются и полностью сгорают, а минеральные частично выводятся в виде расплава, частично выносятся с дымовыми газами в виде мелкой пыли и паров. Наиболее универсальны и эффективны циклонные печи (реакторы). Это основные агрегаты комплексных установок огневого обеззараживания жидких отходов. Каждая такая установка включает в себя циклонный реактор с гарнисажной охлаждаемой футеровкой, стол-кристаллизатор, скруббер-охладитель, скоростной газопромыватель типа Венутры с каплеотбойниками, емкостный парк с насосной станцией и дымовую трубу.
Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) совместно с исследователями из Международного университета штата Флорида (Майами) и Университета Майами разрабатывают способ уничтожения вредных жидких отходов с использованием электронного ускорителя. В ходе экспериментальных исследований на заводе по обработке городских отходов в округе Дейд (штат Флорида)

проводилось облучение тонкого слоя падающей загрязненной воды (при расходе около 380 л/мин) с помощью сканирующего электронного луча. При этом разрушались такие опасные загрязняющие вещества, как бензол, трихлорэтилен и фенол. Аналогичный эксперимент в Лос-Аламосе планируется провести с использованием более мощного ускорителя - током в несколько тысяч ампер, работающего в импульсном режиме с длительностью импульса 100 нс. Стоимость обработки электронным лучом 100 л отходов будет составлять около 0,3 доллара, т. е. меньше, чем при очистке жидких отходов с использованием фильтров из активированного углерода (учитывая расходы на восстановление загрязненного материала фильтров).
Бессточное производство. Темпы развития индустрии сегодня настолько высоки, что одноразовое использование для производственных нужд запасов пресной воды - недопустимая роскошь.
Поэтому ученые заняты разработкой новых бессточных технологий, что практически полностью решит проблему защиты водоемов от загрязнения. Однако разработка и внедрение безотходных технологий потребуют определенного времени, а до перехода всех производственных процессов на безотходную технологию еще далеко. Чтобы всемерно ускорить создание и внедрение в народнохозяйственную практику принципов и элементов безотходной технологии будущего, необходимо решить проблему замкнутого цикла водоснабжения промышленных предприятий. На первых этапах надо внедрить технологию водообеспечения с минимальным потреблением свежей воды и сбросом, а также ускоренными темпами строить очистные сооружения.
В первую очередь бессточные системы водного хозяйства надо установить на крупных промышленных предприятиях. Полностью исключая сброс в водоемы хозяйственно-бытовых, промышленных и загрязненных ливневых вод, уменьшая расход свежей воды, эти системы обеспечат рациональное распределение водных ресурсов регионов с учетом интересов и возможностей всех предприятий и производств, значительно сократят затраты на их эксплуатацию.
Можно ли решить проблему с помощью только очистных сооружений?
На первых порах - да. Однако удаления из промышленных стоков даже 80-90% вредных примесей недостаточно: оставшиеся 10- 20% продолжат загрязнение, пусть и замедленными темпами. А полная очистка сегодня стоит так дорого, что грозит сделать многие отрасли промышленности малорентабельными. При строительстве новых предприятий на отстойники, аэраторы, фильтры иногда уходит четверть капиталовложений и более. Сооружать их, конечно, необходимо, но радикальный выход в коренном изменении системы водопользования. Надо перестать рассматривать реки и водоемы как мусоросборники и перевести промышленность на замкнутую технологию, когда предприятие использованную и очищенную затем воду возвращает в оборот, а из внешних источников только пополняет потери (рис. 6).
Во многих отраслях промышленности до недавних пор сточные воды не дифференцировались, объединялись в общий поток, локальные сооружения очистки с утилизацией отходов не строились. В настоящее время в ряде отраслей промышленности уже разработаны и частично реализованы замкнутые водооборотные схемы с локальной очисткой, что значительно снизит удельные нормы водопотребления.
Высокий объем (1575 млн м3 в год) использования воды в системах оборотного водоснабжения отмечен в нефтедобывающей промышленности. Экономия свежей воды от введения в эксплуатацию оборотных систем ежегодно составляет 88,8%. В химической и нефтехимической промышленности оборотное водоснабжение - 90% воды производственного назначения. В цветной металлургии при флотационном обогащении руд для использования оборотных вод иногда достаточно их предварительного осветления. В сложных схемах обогащения полиметаллических руд перспективна локальная очистка определенных стоков с включением затем очищенной воды в общую систему водооборота. При этом возникает возможность регенерации некоторых флотационных реагентов (цианида,

сернистого натрия) и извлечения методами сорбции и ионной флотации растворенных в сточных водах металлов (вольфрама, молибдена, меди и др.).
Мониторинг водных объектов. 14 марта 1997 г. Правительство РФ утвердило Положение о введении государственного мониторинга водных объектов.
Государственный мониторинг включает: регулярные наблюдения за состоянием водных объектов, количественными и качественными показателями поверхностных и подземных вод; сбор, хранение, пополнение и обработку данных наблюдений; создание и ведение банков данных; оценку и прогнозирование изменений состояния водных объектов, количественных показателей поверхностных и подземных вод.
Государственный мониторинг водных объектов - составная часть системы государственного мониторинга окружающей природной среды - включает мониторинг: поверхностных водных объектов суши и морей; подземных водных объектов; водохозяйственных систем и сооружений.
Государственный мониторинг водных объектов ведется Министерством природных ресурсов РФ, Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (по поверхностным водным объектам) и другими специально уполномоченными государственными органами в области охраны окружающей среды.
Государственный мониторинг водных объектов ведется на единой геоинформационной основе в целях совместимости его данных с данными других видов мониторинга окружающей природной среды.
Министерство природных ресурсов РФ обеспечивает совместно с Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды создание и развитие государственной сети станций и постов на водных объектах, разработку автоматизированных информационных систем по ведению государственного мониторинга в водных объектах; создает наблюдательную сеть постов на водохозяйственных системах и сооружениях и координирует их работу.
Министерство природных ресурсов РФ и Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды взаимодействуют в пределах их компетенции с Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору, Федеральным агентством по рыболовству, Министерством здравоохранения.
Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ведет наблюдение за загрязнением поверхностных вод суши: 1172 водоток и 154 водоемов. Отбор проб ведется на 1891-пункте (2601 створ) по физическим и химическим показателям с одновременным определением гидрологических параметров (всего от 33 до 99). Наблюдением за загрязнением поверхностных вод суши по гидробиологическим показателям охвачено 190 водных объектов, на которых расположено 438 створов контроля. Программа наблюдений включает от двух до шести показателей.
Санитарно-эпидемиологическая служба отвечает за санитарную охрану водоемов. В ее составе 2600 санитарно-эпидемиологических учреждений, в том числе 2500 территориальных центров санитарно-эпидемиологического надзора на территориях и транспортах, 35 научно-исследовательских учреждений гигиенического и эпидемиологического профиля, 3 предприятия по выпуску медицинских иммунологических и бактериальных препаратов.
Работает сеть санитарных лабораторий на предприятиях для изучения состава сточных вод и качества воды водоемов. Каждая лаборатория проводит в год десятки тысяч анализов сточных вод и воды водоемов.
Порядок размещения и число пунктов наблюдения, а также перечень показателей и загрязняющих веществ, сроки проведения наблюдений определяются в первую очередь уровнем развития промышленности и сельского хозяйства на контролируемой территории.
Сеть, предназначенная для наблюдения и контроля за загрязнением поверхностных вод суши, состоит из стационарных специализированных станций и временных экспедиционных пунктов. Временный пункт может создаваться для гидрологического, гидрохимического или гидробиологического наблюдения за несколькими створами - поперечными разрезами через водный объект, на которых проводятся наблюдения.
Все пункты стационарной сети обязательно совмещаются с гидрологическими постами, на которых измеряют расход воды, или с участками, обеспеченными расчетными гидрологическими данными.
График отбора проб воды на водных объектах зависит от важности пункта наблюдения для народного хозяйства и изменчивости концентраций определенных веществ. На водных объектах, находящихся под воздействием предприятий, на которых производственный цикл в течение года сравнительно стабилен, сроки наблюдений зависят главным образом от гидрологического режима контролируемого объекта. Если же работа промышленного предприятия носит сезонный характер, частота контроля зависит от режима производства.
Наличие большого количества веществ, для каждого из которых установлена предельно допустимая концентрация, ставит перед станцией наблюдения задачу определить перечень веществ и показателей, подлежащих контролю в первую очередь. К такому отбору возможны разные подходы. Так, наблюдение ведется прежде всего за веществами, выброс которых имеет массовый характер, а поэтому загрязняет окружающую среду (за нефтепродуктами, фенолами, детергентами, некоторыми металлами, особо токсичными веществами, а также веществами, специфичными для выбросов в данном районе). Наблюдение может проводиться за температурным режимом водного объекта, содержанием взвешенных веществ, минерализацией, цветом воды, прозрачностью и т. п.
Непосредственно судить о состоянии экосистемы водоема позволяют гидробиологические методы анализа уровней загрязнения поверхностных вод. Основу гидробиологического контроля составляют наблюдения за такими биотическими элементами водных экосистем, как зообентос, зоопланктон, фитопланктон, макрофиты (высшая водная растительность).
Традиционные методы наблюдений и контроля имеют один принципиальный недостаток - они не оперативны и, кроме того, характеризуют состав загрязнений объектов природной среды только в моменты отбора проб. О том, что происходит с водным объектом в периоды между отборами проб, можно только догадываться. К тому же лабораторные анализы занимают немалое время (включая то, что требуется для доставки пробы с пункта наблюдения). Эти методы особенно неэффективны в экстремальных ситуациях, в случаях аварий. Традиционными способами невозможно обеспечить экспресс-анализ и в тех случаях, когда загрязнение имеет стационарный характер, но значительно по объему.
Несомненно, более действен контроль за качеством воды с помощью автоматических приборов. Электрические датчики постоянно измеряют концентрации загрязнений, что способствует быстрому принятию решений в случае неблагоприятных воздействий на источники водоснабжения.
Приборы автоматического контроля выпускаются для стационарных лабораторий, для работы в полевых условиях и для передвижных лабораторий. Переносные приборы предназначены для

получения экспресс-информации о состоянии отдельных участков реки с борта лодки, берега водоема, береговых сооружений.
В бассейне Москвы-реки функционирует автоматизированная система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды (АНКОС-В для контроля воды), которая способна моментально обнаружить источники загрязнения и предупредить об опасности соответствующие службы.
Автоматизированная станция может измерять и контролировать показатели качества воды (степень кислотности или щелочности, электропроводность, температуру, мутность, содержание растворенного кислорода), уровень воды, а также наличие взвешенных веществ и ионов меди.
В состав автоматизированной системы входит также лаборатория для неавтоматического сбора той информации, которую нельзя получить с помощью станций, и для арбитражных анализов в случае сложного загрязнения.
Сравнение анализа водных проб, забранных несколькими станциями, расположенными по течению реки, и лабораторией, дает возможность выявить непосредственного виновника загрязнения. Это особенно важно при так называемых залповых сбросах вредных веществ, когда своевременно принятые меры могут локализовать или уничтожить загрязнение в относительно короткий срок.
В 2001 г. 6 станций контроля за качеством воды установлены на Москве-реке и одна - на Яузе. Полностью система экологического контроля заработала в 2003 г.
Для оперативного контроля качества воды в тех пунктах, где нет автоматических станций, в составе системы работают передвижные лаборатории.

Наши водоемы и их охрана (Е. С. Липеровская)

Охрана водоемов и школа

Значение водоемов в народном хозяйстве . В школьных программах уделяется мало внимания такому важному объекту народного хозяйства, как водоемы.

Между тем водные ресурсы нашей страны огромны. В Советском Союзе насчитывается более 250 тысяч озер площадью свыше 20 млн. гектаров и 200 тысяч рек. Общая длина наших средних по величине рек составляет 3 млн. километров. Объем годового стока рек СССР достигает 4000 млрд. кубических метров. Сотни тысяч километров рек используются для водного транспорта. С древности реки были основными путями сообщения, торговли и культурных связей народов между собой, и по их берегам возникали города.

По запасам гидравлической энергии СССР занимает первое место в мире. На крупных и средних реках СССР можно построить гидроэлектростанции мощностью около 300 млн. киловатт. Даже на малых речках имеется запас энергии 20-30 млн. киловатт, обеспечивающий строительство колхозных электростанций.

Сооружение плотин, шлюзов, гидроэлектростанций способствует комплексному использованию рек: улучшаются условия судоходства, орошение полей, регулируется сток рек, обеспечиваются водой населенные пункты. Постройка крупных плотин и гидроэлектростанций преображает весь край. Строительство канала им. Москвы позволило повернуть часть волжских вод на Москву и создало судоходный путь, превратив Москву в крупный речной порт трех морей: Каспийского, Белого и Балтийского. Строительство мощной ГЭС имени Ленина в районе города Куйбышева и Волгоградской ГЭС, вырабатывающих около 10 млрд. киловатт в год каждая, позволяет снабдить энергией Москву, Донбасс, Урал, Куйбышев, электрифицировать железные дороги, обеспечить орошение земель и судоходство.

Водоемы являются источниками водоснабжения, рыболовства, охоты, промысла полезных водных животных и растений.

Реки и озера являются, кроме того, местом отдыха и туризма.

Участие школьников в охране водоемов . Мы должны хорошо знать, охранять и умножать наши водные богатства.

Статья 12 Закона об охране природы РСФСР, посвященная охране водоемов, ставит задачи огромной важности перед каждым советским гражданином.

Большое значение имеет пропаганда охраны природных вод среди школьников. Уже в младших классах педагог должен воспитывать у учеников внимательное и бережное отношение к водным источникам, приучать соблюдать чистоту у колодцев и других источников водоснабжения, не загрязнять воду мусором при катании на лодках, разъяснять значение водных источников для здоровья и народного хозяйства.

В средних классах школ тема охраны вод может быть предметом специальных экскурсий, на которых учитель должен показать взаимосвязь водоемов с окружающим ландшафтом и зависимость водных животных и растений от состояния загрязненности водоемов.

В старших классах ученики могут не только знакомиться с жизнью водоемов, но и активно содействовать их охране. Немалую пользу может принести постановка силами школьников регулярных наблюдений за режимом местных водоемов.

Учетом всех водных ресурсов, в том числе и рек, занимается Главное управление гидрометеорологической службы при Совете Министров СССР. Наблюдение за реками и их режимом производится на специальных гидрометеорологических постах и гидрометеорологических станциях. Число таких станций составляло в 1957 г. 5510 и в настоящее время сильно возросло. На этих станциях ежедневно регистрируются уровни воды, ее расходы, температура, ледовые явления наносы, химический состав воды и другие данные. Все эти сведения обобщаются и публикуются в периодическом издании Гидрометеорологического издательства, называемом "Гидрологический ежегодник". Полученные данные используются для планирования народного хозяйства. Наряду с этим изучение рек местными, в том числе и школьными организациями, может иметь очень большое значение, и все полученные таким путем наблюдения следует сообщить организациям гидрометеослужбы - лучше всего на ближайший водомерный пост.

Для успешного ознакомления учеников с жизнью наших водоемов и участия в их охране учитель должен сам усвоить основные сведения об этой области.

Природа и жизнь водоемов

Речной сток. Движение воды в реке . Движение воды в реках обладает рядом особенностей и характеризуется сложными явлениями, специфическими только для рек.

Речной сток формируется из атмосферных осадков, стекающих в реку по поверхности (поверхностный сток) и просачивающихся через грунты (подземный сток). Неравномерность выпадения осадков и таяния снега как в течение одного года, так и в разные годы обусловливает непрерывные изменения расходов и уровней воды в реках. В соответствии с этим в реках наблюдаются периоды продолжительного стояния низких уровней, так называемый межень, когда река питается в основном за счет грунтовых вод, и сезонные длительные подъемы уровней (обычно с выходом воды на пойму), вызываемые снеготаянием, носящие название половодий. В отличие от половодий в реке могут возникать и нерегулярные, сравнительно кратковременные значительные подъемы уровней воды - паводки, происходящие от сильных ливней, обложных дождей. Паводки могут наблюдаться в любое время года, в зависимости от местных географических и климатических условий. Они достигают особой силы при уничтожении лесов в бассейне реки, регулирующих весеннее снеготаяние и ослабляющих эрозионный смыв с поверхности почвы. Вот почему охрана и правильная эксплуатация леса составляет одну из важнейших задач при регулировании речного стока.

Основной силой, определяющей поступательное движение воды в реках, является сила тяжести вследствие уклона реки от истока к устью. Кроме силы тяжести, на массу воды в реке действуют силы инерции, называемые силами Кориолиса, возникающие в результате вращения Земли, так как точки поверхности земного шара, расположенные ближе к полюсам, движутся по окружности медленнее, чем лежащие у экватора. Масса воды потока, текущего в северном полушарии с севера на юг, переходит от меньших скоростей к большим, т. е. будет получать ускорение. Поскольку вращение Земли происходит с запада на восток, ускорение будет направлено на восток, а силы инерции в противоположную сторону - на запад и будут прижимать поток к западному (правому) берегу. При перемещении потока с юга на север он будет получать отрицательное ускорение, направленное против направления вращения Земли - с востока на запад. В этом случае силы инерции будут прижимать реку к восточному, т. е. тоже правому, берегу. Так же к правому берегу будет прижиматься поток, текущий вдоль параллели. Таким образом оказывается, что силы Кориолиса в северном полушарии всегда отжимают поток к правому берегу, независимо от направления течения реки, а в южном полушарии - наоборот. Ускорение Кориолиса, действуя на движущуюся массу воды, вызывает появление поперечного уклона водной поверхности потока.

Центробежная сила, действующая при течении реки на поворотах, аналогично силе Кориолиса, тоже создает в реке поперечный уклон. В результате начинается движение воды в плоскости живого сечения реки. При этом у вогнутого берега частицы воды движутся сверху вниз, затем вдоль дна к выпуклому берегу и далее, у поверхности, от выпуклого берега к вогнутому. Эти внутренние течения носят название поперечных циркуляций. Движение воды в реке в продольном направлении складывается с поперечными циркуляциями, и вследствие этого пути движения отдельных частиц воды получают форму вытянутых вдоль русла спиралей (рис. 1).

Формирование речного русла . Несмотря на то, что поперечные скорости движения воды во много раз меньше продольной скорости потока, они оказывают серьезное влияние на внутреннюю структуру потока и на деформации речных русел. Так как грунты обычно бывают неоднородными, то в том месте, где они наиболее подвержены размыву, берег начнет разрушаться. Река примет характерное извилистое очертание. Излучины речных русел, сформировавшиеся в процессе размыва и отложения потоком частиц грунтов, называются меандрами (мео по-латыни - теку, движусь).

В процессе своего постепенного развития ветви меандр могут настолько сблизиться между собой в основании, что при высоких уровнях воды (при паводках и половодьях) произойдет прорыв оставшегося перешейка (рис. 2), получится спрямление русла на этом участке и поток направится по более короткому пути. Скорости течения в оставшейся в стороне излучине резко упадут, а в начале и конце ее начнется отложение наносов. Эти наносы могут со временем совсем отделить излучину от основного русла. Образуется изолированный участок старого русла - старица. Поток, идущий по спрямленному участку, имеющему больший уклон, увеличит свою скорость, процесс меандрирования русла будет продолжаться, и начнется образование новых излучин.

В результате интенсивных циркуляций воды на поворотах вогнутые берега подмываются и около них образуются глубоководные участки русла-плесы, а у выпуклых берегов течение замедляется и создаются мелководные участки - отмели. Постепенно нарастая вниз по течению, они могут привести к образованию у выпуклого берега мелей и кос. Так как плесы образуются попеременно у правого и у левого берегов, то поперечная циркуляция одного направления преобразовывается в циркуляцию противоположного направления. Это приводит к тому, что поперечные циркуляции в месте перехода от одного плеса к другому ослабляются и распадаются на две (и более) самостоятельные равнонаправленные циркуляции. Наносы начинают осаждаться по всей ширине реки и образуют мелководные участки - перекаты, пересекающие реку от берега до берега и полностью или частично соединяющие две соседние отмели. Река как бы сползает по речной долине и постепенно перерабатывает все грунты, слагающие пойму.

Поймы могут быть разной ширины. На реке Оке у Каширы ширина поймы 1 км, у Рязани - 15 км, а на Волге между Волгоградом и Астраханью находится Волго-Ахтубинская пойма, ширина которой колеблется от 30 до 60 км.

Поемные луга очень плодородны, так как каждый год они удобряются речным илом. В мелких и большей частью пересыхающих летом поемных водоемах разводится масса водных животных, которые в паводок смываются в реку.

Образование озер . Озеро - это естественный водоем, представляющий собой большую массу воды внутри замкнутого котлована, постоянно покоящуюся или медленно текущую. Образование озерных впадин (иначе называемых ложем или котлованом) в Подмосковье зависит от следующих главных причин:

1) запруживание реки накопляющимися наносами; 2) образование провалов на месте растворяющихся известковых пород; 3) выемка грунта из карьеров; 4) деятельность ледника.

Большинство озер Подмосковья - ледникового происхождения. Ледник при своем движении прокладывал русло, перекатывая камни, иногда значительной величины. Ледниковые озера можно узнать по присутствию валов из огромных гладких валунов по берегам и на дне озера.

С течением времени озеро изменяется, оказывая значительное воздействие на берега. В результате процессов размыва и осаждения в озере образуется следующий ряд зон в направлении от берега в глубину (рис. 3):

1) прибойная зона (аж) - у уреза воды;

2) береговая мель (жз);

3) подводный откос (зг);

4) глубоководная зона - на середине озера (гд).

Обитатели озера . Дно и толща воды озера заселены животными и растениями; среди них различают две основные группы в зависимости от места обитания: донные - бентос и организмы толщи воды - планктон. Организм бентоса (животные и растения) всю жизнь проводят на дне озера. Планктонные организмы плавают или как бы парят в воде, не опускаясь на дно (А. Н. Липин, 1950).

Растения в водоеме распространены в зоне так называемой литорали, которая располагается по береговой мели и заходит частично на подводный откос. Литораль ограничена дальностью проникновения солнечного света под воду. Как это видно на рисунке 4, ближе к берегу растут растения, укореняющиеся на дне, жесткие листья которых возвышаются над водой: тростник, камыш, озерный хвощ, рогозы.

Дальше по направлению от берега к середине водоема обитают растения с плавающими листьями: кувшинки, кубышки, ряски, а еще далее погруженные растения - рдесты, злодея, роголистник, которые полностью находятся под водой и на воздух выставляют только цветы.

Мельчайшие низшие растения, например сине-зеленые, зеленые и диатомовые водоросли, образуют растительный планктон, вызывающий в периоды их сильного размножения так называемое цветение водоема. При цветении вся вода кажется окрашенной в зеленый цвет.

Химизм воды . Пресные воды содержат небольшие количества солей - от 0,01 до 0,2 г на литр, в отличие от морской воды, где концентрация солей достигает 35 г на литр.

В пресных водах преобладают соли кальция, образующие скелеты рыб и раковины некоторых беспозвоночных. Присутствуют в воде также и соли железа. Отложения железа можно видеть в виде ржавых пятен по берегам рек или озер там, где выходят на поверхность родники. При большом содержании железа в питьевой воде возникает неприятный ржавый привкус и образуется бурый осадок.

Для водных организмов большое значение имеют растворенные в воде газы - кислород и углекислый газ. Кислород поступает из воздуха и выделяется водными растениями; он потребляется при процессах дыхания организмов. Углекислый газ образуется при дыхании и брожении и потребляется растениями для ассимиляции углерода. С повышением температуры количество растворенных в воде газов уменьшается. Кипячением воду можно освободить от всех растворенных газов, в том числе и кислорода, и поэтому рыба, опущенная в прокипяченную охлажденную воду, моментально погибает от удушья.

Водоемы являются источниками воды для питьевых и технических водопроводов. В месте забора воды для водопровода устраивается охранная зона, в пределах которой запрещается выпуск сточных вод, купание, водопой скота и какое-либо загрязнение берегов. Место забора воды должно быть расположено по течению реки выше города, вдали от крупных заводов, бань, канализации, а также по возможности вдали от притоков, которые могут внести загрязнение с верховьев. Степень чистоты контролируется анализами воды. На месте забора воды из водоема устанавливаются насосы для перекачки воды. Вода берется с глубины не менее 2,5 м, проходит через крупные решетки для задержания остатков растений и крупной взвеси и далее поступает по трубам на очистку. Для осаждения мути обычно добавляется сернокислый алюминий. После частичного отделения от мути в отстойниках вода поступает на фильтры. Медленно проходя через песчаный слой, она освобождается от взвешенных частиц и водорослей. Очищенная вода обеззараживается путем хлорирования и подается в резервуар чистой воды, а отсюда перекачивается насосами в водопроводную сеть.

Рыбы наших водоемов . Многочисленные озера и реки СССР богаты ценными породами промысловых рыб. В крупных реках водятся, например, осетр, севрюга, белуга, стерлядь, судак, сазан, лещ. Однако крупная рыба ловится только специальными снастями, а любители-рыболовы, в том числе и школьники, обычно вылавливают рыб более мелких: плотву, уклейку, красноперку, ельца, жереха, окуня, щуку, ерша, карася, налима, линя.

Для того чтобы охранять рыбные запасы в водоемах и правильно ловить рыбу, нужно знать, как рыба живет. К сожалению, часты еще случаи хищнического лова рыбы - браконьерство. Нередко дети тоже ловят рыбу недозволенными методами. Поэтому в тех школах, где среди учеников много любителей-рыболовов, учитель должен либо сам разъяснить им правила рыбной ловли, либо пригласить для этого сведущего рыболова.

Школьников нужно воспитывать в духе борьбы с браконьерством. Ловля молоди ценных пород рыб приносит большой ущерб рыбному хозяйству; так же и хищнический лов рыбы браконьерами во время нереста подрывает промысел. Поэтому законом запрещен лов мелкоячейной сетью, лов острогой и лов крупных производителей в сроки нереста.

Учителю Подмосковья следует иметь представление об основных видах местных рыб (рис. 5, 6, 7); его можно составить по литературе (Черфас Б. И., 1956, Елеонский А. Н., 1946).

Рыбы бывают придонные (например, лещ, карась, линь, налим) и пелагические, т. е. обитающие в толще воды (судак, щука, плотва, елец). Различают также рыб мирных и хищных. Хищными называют таких, которые питаются другими рыбами, мирные же рыбы употребляют в пищу водоросли и беспозвоночных животных-моллюсков, червей, личинок насекомых.

Лещ имеет сильно сжатое с боков тело, голова и рот у него небольшие, имеется характерный узкий киль впереди спинного плавника. Водится как в озерах, так и в реках, держится в водоемах у дна, достигает иногда длины 45 см.

Карась обычно обитает у дна в слабопроточных прудах. Рыба эта вялая, малоподвижная, но чрезвычайно выносливая. Карася легко отличить по золотистому оттенку чешуи и зазубренному лучу спинного плавника.

Жерех отличается длинной нижней губой, которая загнута как птичий клюв; в верхней губе имеется выемка, куда этот клюв входит. Плавники серые или слегка красноватые. Рыба сильная, живущая на быстром течении. Питается ельцом, пескарем, уклейкой.

Сом - прожорливый хищник, поедает не только живую добычу, но и падаль. Ловится на куски мяса и лягушек. Обычно залегает в ямках под корягами, только в жаркое время выплывает на середину омута. Медлительная оседлая рыба. Достигает веса 20 кг.

Судак также хищник (рис. 6). Чешуя его сероватая на спине, бока золотистые с темными полосками. Спинной плавник в виде колючего веера. Водится в реках и озерах на глубоких местах и ямах, на чистом песчаном или каменистом грунте. Нерестится в середине мая. Ловится только на рассвете на насадку мелких живых рыбок: уклейку, пескаря, ерша.

Щука характерна пятнистыми боками, в то время как спинка черная, а брюшко белое (рис. 7). Плавники оранжевые. Удлиненная голова заканчивается сплюснутым, как бы утиным носом. Рот полон множеством очень острых зубов разной величины - от самых мелких до крупных клыков с твердой эмалью. Зубы загнуты внутрь по направлению к глотке. Каждый из зубов подвижен, как на шарнире, но не выпадает. Щука - крупный хищник. Щуку можно найти повсюду, но предпочитает она спокойную воду около травы и коряг, где прячется, подстерегая добычу. Ловится на живца, даже на мелких щурят.

Красноперка отличается красными плавниками. Глаза красно-желтые. Живет в зарослях растений.

Линь имеет закругленные плавники и небольшой рот, направленный кверху. Тело темное, всегда густо покрытое слизью, глаза красные. Живет в озерах, заливах и старицах на илистом дне. Рыба спокойная и вялая, но сильная и живучая (рис. 5).

У налима очень мелкая чешуя покрыта снаружи толстым слоем слизи. Тело темное со светлыми пятнами, глаза тоже темные, живет в реках на дне под корягами. Питается рыбой и икрой, которой поедает очень много. Охотится ночью. Ловится на куски рыбы или лягушки. Рыба сильная.

Ерш - мелкая рыба, до 15 см длины. Имеет один спинной плавник, передняя часть которого колючая, а задняя - мягкая. На брюшном плавнике - колючка. Весной поедает икру рыб. Ловится на земляного червя.

Окунь имеет два спинных плавника и мелкую чешую, Тело зелено-желтое с черными полосами на боках. Поедает икру и мелких рыбок.

Щука и судак питаются молодью рыб. Щука, поедая до 30 кг мелочи других рыб, увеличивается в весе только на 1 кг. Судак лучше использует корм: дает привес 1 кг взамен 15 кг съеденной мелочи. Судак выгоден тем, что держится не в береговой полосе, а на плесе и пищей ему служат малоценные породы рыб (верховка).

В отношении вредных, т. е. хищных, рыб нужно принимать меры к снижению их численности путем вылавливания в период нереста. Но и за мирными рыбами нужен контроль, так как перенаселение ими водоема может привести к их измельчанию вследствие недостатка пищи.

Рыбоводные пруды . В СССР построено множество рыбоводных прудов, но можно еще оборудовать для рыбоводства и заселить рыбой многие колхозные пруды, торфяные карьеры и тем увеличить выход рыбы стране.

Только в прудах в настоящее время производится около 250 тыс. центнеров рыбы; однако это не достигает и 1% от добычи всей рыбы в СССР. А к концу семилетки, в 1965 году, планируется довести выход прудовой рыбы до 2,6 млн. центнеров (Грибанов Л. В., Гордон Л. М., 1961).

Распространенной формой рыбоводных прудов является карповое хозяйство (Елеонский А. Н., 1946). Для нереста карпа подходят стоячие или слабопроточные, неглубокие, хорошо прогреваемые солнцем водоемы, расположенные на плодородной почве, с водной растительностью. Икрометание карпа происходит в конце мая, когда вода нагревается до 18-20°. Икра прикрепляется к водным растениям, и уже через 4-6 дней из нее выходят крошечные мальки, вскоре начинающие питаться мелкими водными животными. Подрастая, они переходят на питание червями и личинками. Излюбленным кормом взрослого карпа является красный мотыль. Карп отличается быстрым ростом: весной весит 20-30 г, а к осени достигает 500-700 г.

Карповые пруды имеют среднюю продуктивность 2 ц рыбы с 1 га, иначе говоря 300 штук весом до 600 г. Такую продукцию может дать пруд за счет использования рыбами для питания живых водных организмов. Но благодаря применению мероприятий по интенсификации хозяйства - удобрению прудов, подкормке зерном, витаминами, микроэлементами, комбинированной уплотненной посадке (карп вместе с толстолобиком, карасем и линем) - можно добиться повышения продуктивности прудов в пять, десять и более раз. Например, в колхозе села Дединова Подольского района Московской области вырастили около 9 ц рыбы и получили при этом дохода по 5,7 тыс. рублей с 1 га пруда (Грибанов Л. В., Гордон Л. М., 1961). А в рыбхозе "Пара" Сараевского района Рязанской области в прудах площадью 140 га вырастили даже по 19,1 ц рыбы с 1 га пруда ("Правда" от 4 VII 1962 г.).

Загрязнение водоемов и очистка воды . Огромный вред рыболовству, водоснабжению и использованию водоемов в каких-либо других хозяйственных целях приносит загрязнение, вносимое стоками отходов заводов и предприятий. Целый ряд наших рек (это особенно относится к малым рекам) загрязнен до крайности. Во многих местах перестала водиться рыба, опасен водопой скота, запрещено купание, причем загрязнение грозит принять такие размеры, что даже после прекращения спуска сточных вод такие водоемы еще долгое время будут непригодны для народнохозяйственных целей. Загрязнение водоемов непрерывно возрастает. Увеличивается разнообразие сточных вод. Если в дореволюционной России основными загрязнителями были бытовые, текстильные и кожевенные стоки, то в настоящее время, в связи с развитием промышленности, стали иметь значение стоки нефтяные, искусственного волокна, детергентов, металлургии, бумажно-целлюлозные. Стоки промышленных предприятий могут содержать ядовитые вещества: соединения мышьяка, меди, свинца и других тяжелых металлов, а также органических веществ: формалина, фенола, нефтепродуктов и др.

Водоем обладает способностью к самоочищению. Органические загрязнения, попадая в воду, подвергаются бактериальному распаду. Бактерии потребляются инфузориями, червями и личинками насекомых, те в свою очередь поедаются рыбами, и органическое загрязнение исчезает из водоема. Гораздо труднее избавиться от ядовитых веществ: некоторые вещества, будучи поглощены рыбой, делают мясо рыбы неприятным на вкус или даже вредным для употребления в пищу. Поэтому санитарная инспекция предусматривает нормы спуска ядовитых веществ в водоемы, выше которых запрещен спуск, и следит за их выполнением.

Сточные воды, содержащие много органических загрязнений, очищаются биохимическим способом. В зависимости от характера загрязнений очистка сточных вод идет двумя путями: 1) окисление загрязнителей кислородом воздуха или 2) бескислородное брожение с выделением метана, образующегося из углерода органических соединений.

Из числа окислительных методов очистки более старым является очистка на полях орошения. Недостатком этого метода является слишком большая площадь полей. Советские ученые разработали более интенсивные методы очистки на сооружениях, занимающих меньшую площадь: на аэротенках или биофильтрах, где очистка идет с помощью активного ила при продувании воздухом. Активный ил подобен илу со дна водоемов: в нем развиваются те же микроорганизмы (инфузории, коловратки и жгутиковые), которых обычно можно встретить на дне водоема, но, благодаря обильному непрерывному притоку со сточной жидкостью органического вещества, служащего пищей микроорганизмам, и хорошим условием аэрации, в аэротенке развивается чрезмерно большое количество бактерий и простейших. Они интенсивно потребляют органическое вещество и тем самым производят очистку сточной жидкости. После пребывания в аэротенках вода отстаивается для отделения от ила и, уже очищенная таким путем, спускается в водоем.

Экскурсии на водоемы

Цели экскурсий . Ознакомление учащихся с водоемами можно проводить на однодневных школьных экскурсиях, летом в лагере, во время сельскохозяйственной практики и в туристских походах. Чтобы осмотреть водоемы разных типов (озеро, водохранилище, пруд, реку), нужно провести по крайней мере 3-4 экскурсии. Желательно также побывать на рыбхозе, водопроводной станции и станции очистки сточной воды.

Цели экскурсий с учащимися на водоемы таковы:

1. Показать значение водоемов в жизни края - приносимую ими пользу и красоту, придаваемую ими родной природе.

2. Привить школьникам любовь к водоемам, привычку относиться к ним бережно и стремиться приумножить их природное богатство.

3. В процессе наблюдения за водными животными и растениями развивать у учащихся наблюдательность, способность анализировать природу и устанавливать закономерности жизни организмов в сообществах.

4. Показать, как сообщества животных и растений тесно связаны с окружающими условиями обитания, с ландшафтом.

5. Привлекать учащихся к правильному использованию данного водоема.

Подготовка к экскурсиям. Снаряжение . При организации экскурсии на водоем учитель должен сам предварительно с ним ознакомиться и выяснить, каков окружающий ландшафт, особенно растительность и почва, характер берегов, по возможности определить происхождение водоема. Он должен узнать у местного населения преобладающие глубины, опасные места и ямы, топкие берега, характер донного грунта, выяснить возможность поездки на лодке.

Из беседы с рыбаками учитель выясняет, какие породы рыб водятся в водоеме, какие водились раньше, каковы причины их исчезновения; где по берегам располагаются стоки промышленных предприятий или бытовые стоки.

Из растений и животных целесообразно собрать некоторые наиболее распространенные виды и самому их определить по определителям или узнать их названия у специалистов.

Прежде чем отправиться на экскурсию, учитель проводит беседу, в которой разъясняет ее цель - знакомство с водоемами, их жизнью и значением для человека.

Учитель объясняет, как каждый участник экскурсии должен вести дневник. Запись должна быть аккуратной и делается всегда сразу, на месте, под свежим впечатлением от наблюдаемого явления. Нужно приветствовать инициативу учащихся в искании новых оригинальных форм записей.

Заранее вместе с учениками педагог готовит снаряжение для экскурсии (рис. 8, 9, 10).

Для снятия плана озера необходимы: рулетка, вехи. В качестве вех следует запасти специальные палки, а не ломать деревья, нужна также самодельная буссоль. Для изготовления буссоли надо взять линейку, начертить на ней прямую линию и прикрепить посередине компас так, чтобы северо-южная стрелка компаса с ней совпадала. По концам линии следует воткнуть строго вертикально две булавки. Полученную буссоль нужно укрепить на треножнике.

Для измерения глубин нужен лот. Для этого веревку размечают цветными ленточками на метры и полуметры, на конце привязывают гирьку или камень. Нижнюю поверхность груза натирают салом, чтобы приставали кусочки грунта, когда лот упадет на дно.

Термометр лучше взять с делениями на десятые доли градуса или хотя бы полуградусы. Конец термометра обвязывают пенькой из веревки, как кисточкой. Тогда при быстром поднятии с глубины термометр на время отсчета градусов сохраняет температуру воды, в которую он был погружен на несколько минут.

Диск Секки служит для измерения прозрачности воды. Металлическую круглую пластинку величиной с тарелку красят белой масляной краской и привязывают горизонтально в центре веревкой. При погружении диска учитывается глубина, на которой он не виден.

Планктонная сетка делается из шелкового мельничного газа, который отличается своей прочностью и равномерностью размера отверстий (ячей); номер газа соответствует количеству ячей на 10 мм ткани. Для сбора дафний можно употреблять газ № 34, а для мелкого планктона - № 70. Сетка состоит из металлического кольца диаметром 25 см, согнутого из толстой медной проволоки, и матерчатого конуса. На конце конуса прикрепляется воронка (наподобие керосиновой) из нержавеющего материала с зажимом или краном на конце. Выкройка сетки делается из квадратного куска материи (рис. 8). Прежде чем сшивать обе половинки конуса, необходимо по этой же выкройке сделать из бязи или холста дуговые полоски (а) и нашить их на газ.

Драга для сбора бентоса состоит из металлической рамы, к которой прикрепляется мешок из редкой мешковины и веревка. Рама делается из железной полосы толщиной 2 мм, шириной 30 мм и длиной 1 м, согнутой в виде треугольника и скрепленной на одном конце.

Сачок делается из металлического обруча диаметром 20-30 см. Обруч насаживается на палку. Мешок сачка - из мешковины или мельничного газа, к концевой части округлый (о его выкройке см. в первой статье).

Скребок применяется для сбора обрастаний и организмов, обитающих в зарослях растений. Он представляет собой разновидность сачка, но имеет плоскую стальную полоску шириной 2-3 см. Для прикрепления мешка на одной стороне стальной полосы делаются отверстия. Мешок - из крупноячеистого мельничного газа. Для сбора организмов нужно иметь несколько банок с пробками и спирт или формалин.

Экскурсия на колодец . Начать цикл экскурсий можно с ознакомления с ближайшим колодцем, из которого берут питьевую воду. Колодец отличается от артезианской скважины меньшей глубиной залегания водоносного слоя. В связи с этим в колодец может проникать загрязнение из почвы, и при постройке колодцев их располагают вдали от мусорных выгребных ям, кладбищ и канализационных стоков.

Исследуя колодец, можно ознакомиться с притоком грунтовых вод. Для этого надо измерить глубину колодца при помощи веревки с тяжелым металлическим стаканом на конце, прикрепленным к ней дном вверх. При ударе об воду в колодце издается громкий звук. Утром и вечером уровни воды в колодце различны вследствие водопотребления и подтока грунтовых вод. Из колодца берут бутылку воды на химический анализ в школьном кабинете.

Экскурсия на реку . Отправляясь с экскурсией на реку, нужно ознакомиться с картой реки и ее бассейна. Если эта река небольшая, с учениками старших классов можно измерить скорость течения и ее расход.

Скорость течения измеряют поплавками. Выбирают два створа - верхний и нижний. Расстояние между створами принимают таким, чтобы продолжительность хода поплавка по стержню реки между ними была не меньше 25 сек. Выше верхнего створа на расстоянии 5-10 м выбирают еще один пусковой створ. Он делается для того, чтобы поплавок, брошенный в этом створе, при подходе к верхнему створу принял скорость струй потока. После разбивки створов измеряют площади живых сечений на двух створах. Измерение живых сечений проводится путем промеров глубин рейкой или шестом с делениями через равные промежутки, обычно через 1 / 50 или 1 / 20 ширины реки, вдоль бечевы, которую натягивают на каждом створе от берега до берега. Площадь живого сечения может быть вычислена по формуле: W = (н 1 + н 2 + н 3 ... н n ⋅ b, где н - измеренные глубины, b - промежутки между измерениями в метрах. В качестве поплавков применяются кружки из дерева, отпиленные от бревна диаметром 10-25 см и имеющие высоту 2-5 см. Для лучшей видимости поплавки окрашивают яркой краской или снабжают флажками. Желательно, чтобы поплавок по возможности меньше выступал над поверхностью воды во избежание действия ветра.

На реках шириной до 20 м с более или менее быстрым течением, на пусковом створе, последовательно забрасывают в район пеки 10-15 поплавков. Моменты прохождения каждого поплавка через верховой и низовой створы отмечаются по секундомеру, и вычисляется продолжительность хода поплавка Т между створами.

Скорость поплавка V поп находят по формуле

V поп	L	,
	T

где L - расстояние между створами, Т - время прохождения поплавка в секундах. Из всех поплавков выбирают два, имеющие наибольшие скорости, и выводят из них V макс. пов. - среднюю максимальную поверхностную скорость воды в реке. Затем вычисляют среднюю скорость течения всей реки V ср = 0,6 V макс. пов. и среднюю площадь живого сечения W по двум створам - верховому и низовому. Расход реки Q определяется по формуле

Q = V ср × W.

Для примера укажем, что расход реки Москвы у Павшина в среднем равен около 50 м 3 в сек.

На реке измеряется температура и прозрачность воды в глубоких местах, у берега, возле ключей и притоков. Различия указывают на наличие струй течения.

Полезно провести беседу учащихся с местными рыбаками. Желательно побывать на рыбной ловле сетью, проводимой местным населением, и посмотреть представителей местной ихтиофауны.

При наблюдении за речными мелкими организмами следует обратить внимание на приспособления к жизни в быстротекущей воде. Так, личинки поденки, которых можно найти под камнями, имеют уплощенную форму, предохраняющую их от перемещения течением. Личинки поденки отличаются от подобных им личинок веснянок тремя хвостовыми нитями.

Приспособления личинок ручейников заключаются в образовании крепких домиков из окружающего материала (песчинок, листьев, палочек), благодаря чему животное защищено от повреждений при перекатывании по дну. Кроме того, личинки ручейников имеют крепкие крючки, которыми они могут цепляться за растения или другой твердый субстрат. Среди личинок ручейников есть хищники, поэтому их опасно помещать в одном аквариуме с мальками рыб.

У берегов в реках можно встретить крупных двустворчатых моллюсков (беззубку и перловицу), ползающих по дну в местах с илом, богатым органическим веществом. Они частично зарываются в ил, выставляя свои дыхательные сифоны в воду над илом, чтобы затягивать к жабрам чистую воду.

Экскурсии на озеро или пруд . На озеро можно провести несколько экскурсий:

1) для съемки плана; 2) для промера глубины; 3) для ознакомления с растениями и животными. Экскурсию на озеро можно заменить посещением тихой заводи реки, по режиму приближающейся к нему.

Первая экскурсия на озеро проводится вдоль берегов.

Если озеро или пруд невелики, то вполне возможно осуществить с учениками старших классов съемку его плана. Рекомендуется ознакомиться с методикой этого дела по книге Липина и использовать метод, в котором применяется буссоль. Два человека работают с буссолью, остальные ставят вехи и измеряют расстояния. На план наносят прибрежные места: поселки, пашни, огороды, лес, ручьи, впадающие в водоем. Дома ученики вычерчивают план в определенном масштабе. Дается задание вычислить площадь озера.

Следующая экскурсия на озеро проводится на лодках. Эту экскурсию, так же как и предыдущую, нужно проводить со старшими школьниками. Выбрав устойчивую плоскодонную лодку, плывут, пересекая озеро, по прямой линии. Если в нескольких пунктах по ходу лодки измерить глубину, то получим данные для составления продольного профиля озера.

Во время следующего выезда проводится измерение температуры, прозрачности воды и сбор живого материала. Для работы по сбору материала нужны пять учеников, минимум три ученика и учитель: гребец, рулевой, планктонист, сборщик растений и донных организмов и один человек для всех записей. Перегружать лодку лишними людьми сверх нормы ни в коем случае нельзя.

Работу распределяют так: гребец гребет и через определенные промежутки по команде руководителя останавливает лодку. Хорошо иметь якорь, который держит лодку на месте во время работ. Рулевой дает направление лодки, он же может производить записи в дневнике и писать этикетки. При остановке лодки один человек измеряет температуру (сначала воздуха в тени, затем - воды), глубину, прозрачность.

Планктонную сеточку спускает в воду планктонист на тихом ходу лодки и, держа ее едва под поверхностью воды в течение 5-7 мин., тянет за лодкой. После этого сеточку вынимает, содержимое концентрирует в нижней вороночке сетки, смывает в склянку и тут же на лодке фиксирует спиртом, приливая 1 часть спирта на 2 части воды. Можно фиксировать и формалином (5 см 3 на 100 см 3 воды) или даже раствором столовой соли (примерно 1 чайная ложка на 100 см 3 воды). В формалине организмы хорошо сохраняются, но работать с ним нужно с осторожностью и ни в коем случае не давать его в неразбавленном виде детям, так как он очень едок; этот фиксатор можно применять при работе лишь с теми школьниками, на которых можно положиться.

Один из участников поездки на лодке должен быть занят сбором растений, так как некоторые растения с берега достать невозможно. При сборе растений учитель обращает внимание учеников на расположение растений по зонам.

Растения на лодке можно собирать во влажные куски марли, снабжая этикетками, написанными карандашом на пергаментной бумаге, а по возвращении на берег поместить в папку для гербария.

Для того чтобы красиво расположить на бумаге мелкие нитчатые водоросли, нужно сначала их вместе с бумагой погрузить в воду и затем осторожно вынуть; тогда отдельные ниточки ровно лягут на листе, после чего можно их засушить.

Во время объезда на лодке учитель обращает внимание на цветение водоема. Если цветение интенсивное и придает воде густую окраску, можно прямо зачерпнуть воды в склянку, зафиксировать спиртом и затем рассматривать ее в лаборатории под микроскопом.

Специальная экскурсия проводится вдоль берега пешком для обследования литорали озера, т. е. прибрежной зоны высшей растительности. Растения собираются для гербария, откапываются корневища водных растений, берут в баночки зеленые нитчатки. Определение растений можно провести по книгам Ю. В. Рычина (1948) и А. Н. Липина (1950) или другим определителям растений. В такой экскурсии могут участвовать не только старшие, но и младшие школьники (IV класса), но программу экскурсии педагог может изменить в соответствии с уровнем знаний учащихся.

Литоральная зона с зарослями растений является наиболее оживленной и богатой организмами, так как растения представляют собой твердый субстрат для прикрепления организмов, выделяют необходимый для дыхания кислород и дают при отмирании органические остатки, служащие питанием водным животным.

Среди растительности можно встретить водяных жуков и других насекомых, а также их личинок, видимых простым глазом или через лупу.

Прежде чем ловить животных, ученик наблюдает за их поведением под водой. Он записывает, на каких растениях или на каком грунте найден данный экземпляр. В тихий летний день по берегам неглубоких водоемов хорошо видно подводное население. Пусть учащиеся попытаются, наблюдая за жуком, червем или личинкой насекомого, решить, как питается этот организм, как дышит, является ли хищником или сам становится жертвой других. Вернувшись в школу, можно рассмотреть более подробно признаки каждого организма под микроскопом.

Примерные задания для отдельных звеньев экскурсантов могут быть следующие: 1) облов сачками между растениями; 2) соскребы организмов, прикрепленных к стеблям, листьям растений и подводным камням; 3) сбор драгой организмов бентоса, живущих в иле. Полученный таким образом материал легко систематизировать по местам обитания животных и связать распределение организмов с условиями жизни.

Чтобы извлечь организмы, набранный драгой ил промывают сквозь сито (размер стороны ячеи сита 0,5 мм). Ил следует забирать с поверхностного слоя, так как именно здесь организмов больше всего. Обычно в иле живут красные личинки мотыля, черви и мелкие моллюски, рассматривать которых нужно через штативную лупу и под микроскопом, лучше в живом виде, а до этого содержать в баночке с водой. Если день жаркий и лаборатория далеко, их следует сохранить в спирту или другой фиксирующей жидкости.

При осмотре водной поверхности бросаются в глаза водомерки и мелкие темные блестящие жучки-вертячки. Рассмотреть под лупой глаз жучка: при плавании нижняя половина глаза у них погружена в воду, а потому устроена иначе, чем верхняя. Из крупных жуков чаще всего встречаются водолюб, плавунец и их личинки. Водяные жуки дышат атмосферным воздухом. Они хорошие пловцы, на что указывает строение их конечностей (рис. 11).

Водяные клопы - гладыш, гребняк, водяной скорпион - отличаются сосущим хоботком у рта.

На плавающих листьях растений ползают моллюски (крупный остроконечный прудовик, катушка, лужанка - все эти моллюски принадлежат к брюхоногим) и бывает прикреплена икра моллюсков в виде прозрачных слизистых тяжей и колец.

Ознакомление с признаками загрязнения водоемов . При обходе берегов и сборе материала нужно обратить внимание, нет ли признаков загрязнения водоема. Учитель вместе с учащимися может оказать прямую пользу, доложив в районную санитарную инспекцию или отделение Общества охраны природы о наличии загрязнения в данном месте.

Кладбища, поселки, заводы, скотные дворы - все это источники загрязнения. Однако учащиеся как старших, так и младших классов должны знать, что благодаря течениям в реках загрязняющие примеси иногда уносятся вниз по реке далеко от источников загрязнения и отлагаются в тихих заводях.

Согласно требованиям государственного стандарта (ГОСТа) чистая вода водоема не должна иметь постороннего запаха, ее окраска при наблюдении в слое высотой 10 см не должна быть ясно выражена, в водоеме не должно образовываться сплошных плавающих пленок на поверхности. Эти требования ГОСТа нужно принимать во внимание. На экскурсии можно зачерпнуть с собой воды в бутылку для исследования в лаборатории.

Если у берега водоема заметны следы нефти на прибрежных растениях и на камнях, если чувствуется посторонний запах, например фенола, сероводорода, нефти и др., на поверхности воды плавают пленки нефти и сор или даже образуются скопления лепешек сине-зеленого или черного цвета - это значит, что водоем загрязнен. Из загрязненных водоемов нельзя пить воду, в них купаться, а собирать пробы надо осторожно, чтобы не получить вреда. Пробу из скоплений сине-зеленых водорослей на поверхности воды нужно взять в баночку для просмотра под микроскопом. Учет степени загрязнения по химическому анализу или по микроскопированию проб доступен для учащихся не ниже VII класса.

Одним из приемов отличия чистых водоемов от загрязненных является микроскопический анализ состава прибрежных обрастаний, образующих кайму на подводных предметах у уреза воды.

Практически чистые водоемы характеризуются ярко-зелеными обрастаниями водорослей из группы зеленых (кладофора, эдогоний и др.) или же буроватым налетом диатомовых водорослей. В чистых водоемах никогда не бывает белых хлопьевидных обрастаний, характерных для загрязненных водоемов.

Обрастания сине-зеленого цвета, состоящие из водорослей группы сине-зеленых (ряд видов осцилляторий), характеризуют уже не чистую, а загрязненную воду (с избытком органического загрязнения). Подобные же обрастания бывают и в стоке с избытком общей солености.

Фекально-бытовые стоки дают бело-сероватые хлопьевидные обрастания, состоящие из прикрепленных инфузорий (кархезиум, сувойки). Такие обрастания указывают на плохую очистку сточной воды после очистных сооружений.

Почти не отличаются от них по внешнему виду беловато-палевые слизистые налеты нитчатых бактерий сферотилус, также развивающиеся в зоне, загрязненной органическими веществами. Сферотилус иногда дает мощные, подобные войлочным, подушки.

Попадание в водоем ядовитых стоков в больших концентрациях может вызвать полную или частичную гибель живых организмов. Поэтому сравнение состава животных выше выпуска и ниже выпуска загрязненной воды даст нам представление о степени вредного влияния стока на водоем. Полное отсутствие обрастаний ниже стока также указывает на сильное (ядовитое, токсическое) действие стоков.

При обследовании следует обратить внимание на состояние высшей (цветковой) водной растительности - рдестов, тростников, камышей и др. Ядовитые стоки могут угнетать растительность, и, наоборот, наличие биогенных солей (азота, фосфора, как это имеет место, например, в стоках с фосфоритных рудников) вызывает чрезмерно усиленное развитие растительности.

Если ознакомление с озером или рекой может быть продолжено зимой, то можно более достоверно установить степень загрязнения. Зимний сезон является как бы пробным камнем, так как зимой водоем изолирован льдом от воздуха и запас кислорода в случае сильного загрязнения может оказаться недостаточным на долгую зиму. При недостатке кислорода происходит замор, и заснувшая рыба всплывает в прорубях.

Горячей порой по охране водоемов у школьников и юннатов должна быть весна, перед половодьем. В этот момент тают снега и обнажаются все загрязнения по берегам водоемов. Если вовремя не позаботиться об очистке берегов, то весенняя талая вода и половодье смоют всю грязь в водоем, принося вред рыбному хозяйству, и надолго лишат население возможности пользования водой. Задача школьников состоит в том, чтобы вместе с учителем под руководством санитарного врача организовать местных жителей для своевременной уборки промышленного и бытового мусора с берегов водоема.

Загрязнение водоемов пагубно отражается на рыбах. От недостатка кислорода в воде или большого количества ядовитых веществ наступает замор рыбы - удушье, причем без видимых изменений органов и тканей. При сильном загрязнении ядовитыми веществами рыба иногда беспорядочно мечется, всплывает на поверхность, ложится на бок, делает резкие движения по кругу или выпрыгивает из воды и, как бы обессиливая, опускается на дно с широко раскрытыми жаберными крышками.

В случае хронического отравления сазана, леща, язя отмечается явление водянки: ерошение чешуи с большим скоплением жидкости под ней. Часто заметно пучеглазие. Заметны изменения и внутренних органов: печень вместо нормальной вишневой окраски и сравнительно плотной консистенции становится грязно-беловатой, иногда мраморной, дряблой, в некоторых случаях представляет бесформенную массу. Почки также часто имеют грязновато-белую окраску и дряблую консистенцию. Однако подобные изменения наблюдаются также и при заболевании рыб краснухой.

Все эти признаки отравления можно наблюдать на рыбах, которых ребята могут либо выловить сами, либо осмотреть у рыбаков. Полезно рассказать и рыбакам о перечисленных признаках отравления рыб. Учащиеся седьмых классов, знакомые с анатомией рыб, могут сами вести такие беседы.

Обработка экскурсионного материала

Определение материала . После экскурсии собранный материал должен быть приведен в порядок и обработан в школе.

Ученики шестых классов определяют водные растения по определителям. Можно определять не только по цветущим экземплярам, но и по одним листьям (по книге Ю. В. Рычина, 1948).

Чтобы быстрее разобраться в особенностях строения организмов, учитель предварительно сам определяет массовые формы, записывает их основные признаки и затем раздает каждому из учеников по экземпляру одного и того же вида для рассмотрения под лупой или микроскопом.

В качестве примера приведем рассмотрение личинки стрекоз "коромысла" (с учащимися VI-VII классов). Это крупная личинка. Она имеет три пары членистых ножек, как и все насекомые. Оболочка личинки - твердая хитиновая. Посадим живую личинку в глубокое блюдце с водой и понаблюдаем ее движение. У нее реактивный способ движения: из заднего конца кишечника выбрасывается струя воды, и личинка тем самым делает прыжок вперед. Иногда можно найти пустые шкурки личинок, из которых уже высвободилась взрослая стрекоза. Личинка с нижней стороны головы имеет маску, прикрывающую нижнюю челюсть. Если взять осторожно неживую личинку в левую руку, то пинцетом или палочкой можно оттянуть маску вперед. Она служит личинке для ловли добычи.

Если ученики за неимением времени не могут воспользоваться определителями, то достаточно им сообщить названия отдельных крупных представителей фауны и указать только некоторые самые характерные признаки. Очень полезно зарисовать животных, хотя бы 2-3 экземпляра. К зарисовкам нужно подходить строго: рисунок должен быть сделан не с книги, а с натуры, похож на объект и отражать характерные признаки.

Для учеников шестых классов доступным является рассматривание под штативной лупой жуков, водяных клопов, личинок насекомых, мелких моллюсков, пиявок.

Самостоятельную работу с микроскопом и зарисовки препаратов можно доверить старшим школьникам только после приобретения ими навыка в кружке.

Под микроскопом рассматривают: 1) водоросли, создающие цветение водоема; 2) загрязненные пленки со скоплениями водорослей; 3) нитчатые водоросли; 4) загрязненные обрастания, снятые с предметов в прибрежной части озер и рек; 5) мелкие органы водных животных, которые являются характерными признаками видов, например жаберные лепестки поденок; 6) дафний (их рассматривают целиком и лучше в живом виде); 7) планктон (рассматривают в капле в живом виде или зафиксированный спиртом).

Под микроскопом видно, что обрастания, имеющие зеленый цвет, состоят из нитчатых зеленых водорослей (смотреть следует под большим увеличением микроскопа; препарат подготавливает учитель). Нитчатые водоросли в каждой клеточке имеют зеленый хроматофор в виде пластинки, спирали или зерен.

В загрязненной зоне обнаруживаются бесцветные нити грибов, плесеней или нитчатых бактерий. Эти нити очень тонки, иногда их диаметр достигает всего лишь нескольких микронов (1 микрон равен 1/1000 миллиметра). На нитях видно деление на клеточки (при большом увеличении).

В загрязненной зоне встречаются также беловатые обрастания. Под микроскопом среди них можно различить инфузорий - сувоек, и других, имеющих форму колокольчика, прикрепленных нитевидной ножкой к твердому субстрату.

Наблюдения и опыты над живыми объектами . Некоторых животных можно посадить в аквариум для наблюдений за их движением, дыханием и питанием. Так можно поступить с жуками, личинками стрекоз, водяными клопами, моллюсками, катушкой и прудовиком. Чтобы определить ядовитость речной воды в результате впадения в нее промышленного стока, в старших классах школ вполне возможно поставить трехсуточный опыт на выживаемость водных организмов в этой воде. Для испытания лучше всего использовать дафний, но можно также пиявок или моллюсков; личинки поденок и мотыль для этого не годятся, так как эти последние плохо живут в лабораторных условиях. Дафний вылавливают в любом небольшом прудике и содержат до опыта в банке с чистой водой. В небольшие колбочки наливают той воды из водоема, которую хотят испробовать на ядовитость. Для сравнения в другие точно такие же колбочки наливают заведомо чистой речной воды. В каждую колбочку помещают по 10-12 штук дафний. Пересаживать дафний надо маленькой редкой сеточкой быстро и осторожно, стараясь не обсушивать и не помять рачков. Сразу же после пересадки проверить, хорошо ли сохранились рачки, и те колбы, где они плохо сохранились, исключить из опыта. В оставшихся колбах наблюдать за состоянием организмов в течение 2-3 суток. Если дафнии и в опыте и в контроле нормально плавают, то, значит, вода безвредна для водоема.

Химические анализы воды . При наличии в школе химической лаборатории можно провести некоторые химические анализы воды, например, определение активной реакции (кислотности и щелочности) воды. Для этого берут одну пробу из водоема вблизи спуска сточных вод и для сравнения другую - из его чистого участка. В обе пробы прибавляют по 2-3 капли индикатора метилоранж, который меняет окраску от красного в кислой среде до желтого - в щелочной. В случае загрязнения промышленными стоками окраска испытуемой и контрольной пробы будет разная.

Цветность воды определяют в цилиндрах высотой 10 см, сравнивая загрязненную воду с дистиллированной.

Определение жесткости воды из колодца проводится с мыльной пеной. Нужно сделать раствор мыла в спирте. В ряд колбочек или бутылочек налить воду из разных колодцев, а в одну из них дистиллированную. Затем следует постепенно добавлять из бюретки или пипетки мыльный раствор, взбалтывая жидкость в колбочке. В дистиллированной воде пена образуется от нескольких капель мыла, а чем жестче вода, тем больше необходимо мыла для образования пены.

Оформление материала . Материалы, собранные на экскурсии, оформляются для школьного музея следующим образом.

Водяные цветковые растения собираются в гербарий на листах в папке или на стенде под стеклом. Можно сделать плакат-схему распределения водяной растительности пруда по зонам (см. рис. 4).

Результаты съемки плана пруда и измерений глубин вычерчиваются в виде чертежа-схемы, а также макета пруда, с нанесением берегового ландшафта и прибрежных населенных пунктов.

Расчеты площади озера, количества воды в озере, расхода воды в реке, скорости течения реки можно сравнить с данными измерений районного водомерного поста.

Коллекции водяных насекомых делаются в сухом виде на булавочках в коробках, личинок насекомых сохраняют в пробирках или баночках со спиртом, залитых парафином, с этикетками.

Рисунки микроскопически малых форм и рисунки, сделанные при определении видов, с указанием отличительных признаков, оформляются в виде альбома. Составляется также альбом или выставка фотографий, сделанных самими учащимися на водоеме.

Заключительная беседа учителя посвящается народнохозяйственному значению данного водоема, возможности разведения в нем рыбы или рыболовства, степени загрязнения водоема и мерам его охраны.

Литература

Грибанов Л. В., Гордон Л. М., Повышение интенсивности - главное в развитии прудового рыбоводства СССР, Сб. "Использование прудов для интенсивного рыбоводства, М., 1961.

Дорохов С. М., Ляйман Э. М., Кастин Б. А., Соловьев Т. Т., Сельскохозяйственное рыбоводство, изд. МСХ СССР, М., 1960.

Елеонский А. Н., Прудовое рыбоводство, Пищепромиздат, М., 1946.

Жизнь пресных вод СССР, под ред. Жадина В. И., изд. АН СССР, М. - Л., 1940-1956.

Кульский А. А., Химия и технология обработки воды, 1960.

Ландышевский В. П., Школа и рыбоводство. Гос. уч. пед. изд., М., 1960.

Липин А. Н., Пресные воды и их жизнь, М., 1950.

Мартышев Г. В. и др., Прудовое рыбоводство в колхозах и совхозах, 1960.

Поляков Ю. Д., Пособие по гидрохимии для рыбоводов, Пищепромиздат, М., 1960.

Райков Б. Е. и Римский-Корсаков М. Н., Зоологические экскурсии, 1938.

Рычин Ю. В., Флора гигрофитов, 1948.

Скрябина А., Моя работа с юннатами, изд. "Молодая гвардия", 1960.

Черфас Б. И., Рыбоводство в естественных водоемах, Пищепромиздат, М., 1956.

Жадин В. И., Герд С. В., Реки, озера и водохранилища СССР, их фауна и флора, Учпедгиз, 1961.

ДОКЛАД НА ТЕМУ: «ОХРАНА ВОДОЁМОВ»

План:

Значение, роль в природе.

Причины загрязнения.

Охрана водоемов:

Чтобы ты предпринял.

Что такое водоём???

Водоём - постоянное или временное скопление стоячей или со сниженным в естественных или искусственных впадинах ( , , и т. д.). В широком смысле, также - обозначение и . Изучением водоёмов занимается наука .

К слову сказать около 71 % поверхности покрыто водой ( , , , , льды) - 361,13 млн. км. На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % - ледники и ледяные шапки и , небольшая часть находится в реках, озёрах и , и 0,001 % в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой воды) .

Бывают водоемы: искусственные и естественные

К естественным водоемам относятся: ручей, река, озеро, море

К искусственным водоемам относятся: водохранилища, пруд, канал

Значение, роль в природе.

Велико значение водоемов. Водоемы – это хранилища воды, которая необходима всему живому. Кроме того вода водоемов участвует в круговороте воды. Исключительно важна роль воды в возникновении и поддержании на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании и . Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на планете . А для тех растений и животных, которые живут в водоемах, это – единственный дом.

Когда в тёплое время подходишь к водоёму, видишь только некоторых его обитателей. Всех увидеть невозможно. А ведь их очень много! Водоём – это место, где живут самые разнообразные живые существа.

Велика роль растений в водоёме. Они служат растениям животным, выделяют в воду кислород, необходимый для дыхания организмов. Подводные заросли растений служат убежищем для животных.

Известно много животных, жизнь которых связана с водой. Это звери, птицы, рыбы, различные мелкие животные. В каждом водоёме создаются свои условия жизни. Они зависят от величины водоёма, его глубины, температуры воды, от течения рек и многих других причин. Но все животные, обитающие в водоёме, приспособились к его условиям.

Когда растения и животные водоёма умирают, их остатки попадают на дно. Здесь под действием микробов мёртвые остатки перегнивают, разрушаются. Из них образуются соли. Эти соли растворяются в воде, и тогда их могут использовать для питания новые растения.

Загрязнение природных вод – это снижение их биосферных функций и экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

Причины загрязнения.

Различают природное и антропогенное загрязнения. Природное загрязнение возникает в результате естественных причин - извержения вулканов, землетрясений, катастрофических наводнений и пожаров. Природное (естественное) загрязнение - загрязнение среды, источником которого являются природные процессы и явления, напрямую не обусловленные деятельностью человека: извержения вулканов, пыльные бури, наводнения, стихийные пожары и т.п.

Антропогенное (искусственное) загрязнение

- результат деятельности человека. В настоящее время общая мощность источников антропогенного загрязнения во многих случаях превосходит мощность естественных.

Искусственное (антропогенное) загрязнение водоемов является, главным образом, результатом спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. Поступающие в водоем загрязнения в зависимости от их объема и состава могут оказывать на него различное влияние:

1) изменяются физические свойства воды (изменяется прозрачность и окраска, появляются запахи и привкусы);

2) появляются плавающие вещества на поверхности водоема и образуются отложения (осадок на дне);

3) изменяется химический состав воды (изменяется реакция, содержание органических и неорганических веществ, появляются вредные вещества и т. п.);

4) уменьшается в воде содержание растворенного кисдорода вследствие его потребления на окисление поступивших органических веществ;

5) изменяются число и виды бактерий (появляются болезнетворные), вносимых в водоем вместе со сточными водами. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а иногда и для технического водоснабжения; в них погибает рыба.

В первом десятилетии XXI века антропогенное загрязнение природных вод стало носить глобальный характер и существенно сократило доступные эксплуатационные ресурсы пресной воды на Земле.

Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности.

Одним из основных загрязнителей воды является нефть и нефтепродукты. Нефть может попадать в воду в результате естественных ее выходов в районах залегания. Но основные источники загрязнения связаны с человеческой деятельностью: нефтедобычей, транспортировкой, переработкой и использованием нефти в качестве топлива и промышленного сырья.

Среди продуктов промышленного производства особое место по своему отрицательному воздействию на водную среду и живые организмы занимают токсичные синтетические вещества. Они находят все более широкое применение в промышленности, на транспорте, в коммунально-бытовом хозяйстве. Концентрация этих соединений в сточных водах, как правило, составляет 5-15мг/л при ПДК - 0,1 мг/л. Эти вещества могут образовывать в водоёмах слой пены, особенно хорошо заметный на порогах, перекатах, шлюзах. Способность к пенообразованию у этих веществ появляется уже при концентрации 1-2 мг/л.

Из других загрязнителей необходимо назвать металлы (например, ртуть, свинец, цинк, медь, хром, олово, марганец), радиоактивные элементы, ядохимикаты, поступающие с сельскохозяйственных полей, и стоки животноводческих ферм. Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Табл. 1. Основные загрязнители водных экосистем в различных отраслях промышленности

Отрасль промышленности

Основные виды загрязняющих веществ

Нефтегазодобыча, нефтепереработка

Нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, фенолы, аммонийные соли, сульфиды

Лесная промышленность, целлюлозно-бумажная промышленность

Сульфаты, органические вещества, лигнины, смолистые и жирные вещества

Машиностроение, металлообработка, металлургия

Тяжелые металлы, фториды, цианиды, аммонийные соединения, нефтепродукты, фенолы, смолы

Химическая промышленность

Фенолы, нефтепродукты, синтетические поверхностно-активные вещества, ароматические углеводороды, неорганика

Горнодобывающая и угольная промышленность

Флотореагенты, неорганика, фенолы

Легкая, текстильная и пищевая промышленность

Синтетические поверхностно-активные вещества, нефтепродукты, органические красители, другие органические вещества

Значительное количество таких опасных загрязняющих веществ, как пестициды, аммонийный и нитратный азот, фосфор, калий и др., смывается с сельскохозяйственных территорий. В основном они попадают в водоемы и водостоки без какой-либо очистки, а поэтому содержат высокую концентрацию органических веществ, биогенных элементов и других загрязнителей.

Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80 % всей пресной воды. Причём велик ее безвозвратный расход (особенно на орошение).

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий - производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно «умирает».

Загрязняющие вещества могут проникать и в подземные воды: при просачивании промышленных и сельскохозяйственных стоков из хранилищ, прудов-накопителей, отстойников и др. Загрязнения подземных вод не ограничиваются территориями промышленных предприятий, хранилищ отходов и пр., а распространяются вниз по течению потока на расстояния до 20 - 30 км и более от источника загрязнения. Всё это создает реальную угрозу для питьевого водоснабжения в этих районах.

Более того, загрязнение подземных вод негативно сказывается и на экологическом состоянии поверхностных вод, почв и других компонентов природной среды. В частности, загрязняющие вещества, содержащиеся в подземных водах, могут выноситься потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их.

Озеро «Байкал»

Почти в центре огромного материка Евразия находится узкий голубой полумесяц - озеро Байкал. В Байкальской горной области, окруженной со всех сторон высокими хребтами, оно раскинулось на 636 километров длины и до 80 км ширины. По площади Байкал равен Бельгии с ее почти 10-миллионным населением, множеством городов и промышленных центров, шоссейных и железных дорог. В Байкал впадает 336 постоянных рек и ручьев, при этом половину объема воды, поступающей в озеро, приносит Селенга. Вытекает из Байкала единственная река - Ангара. Для того, чтобы осознать всю громадность водного тела Байкала, представьте, что Ангаре, ежегодно выносящей из озера 60,9 км3 воды, понадобилось бы 387 лет беспрерывной работы, чтобы осушить его чашу. При условии, конечно, что за это время в него не попадет ни литра воды и ни капли не испарится с его поверхности.

Загрязнение Байкала водами реки Селенги

Крупнейшим притоком Байкала является река Селенга. Главные источники загрязнения реки Селенги располагаются в Бурятии. Там находятся большие промышленные города Улан-Удэ и Селенгинск. Очистные сооружения города Улан-Удэ дают 35% от общего количества отходов сбрасываемых в Селенгу.

В 1973 году, невдалеке от г. Селенгинска и в 60 километрах от Байкала был открыт Селенгинский целлюлозно-картонный комбинат. С 1991 года там используется система замкнутого водооборота.

Как заверяет руководство комбината, сброс отходов производства в р. Селенгу полностью прекращен. Но при этом предприятие продолжает загрязнять воздух, за год выбрасывается более чем 10000 кубометров твердых отходов, которые просачиваются и оказываются в водах Селенги, а затем и в Байкале. Химические вещества, применяемые в сельском хозяйстве смываются в Селенгу с дождями. Кроме того на качезагрязнение Байкаластво воды в Байкале отрицательно сказываются сброс отходов животноводства и эрозия почв. В дельтах реки Селенги, по результатам исследования 2006 года, концентрация тяжелых металлов таких как цинк, свинец и медь превысила норму в полтора-два раза.

Сильное загрязнение дельты р. Селенга является основной причиной гибели икры омуля.

Последствия строительства Иркутской ГЭС для Байкала

В 1950 г. было начато строительство Иркутской гидроэлектростанции - первой ГЭС Ангарского каскада. Плотина ГЭС повысила уровень воды в Байкале на метр.

Резкие изменения уровня воды в Байкале причиняют огромный вред флоре и фауне Байкала. При быстром спаде уровня воды Байкала происходит обсыхают нерестилища ценных пород рыбы, погибает икра. Плотина Иркутской ГЭС, не имеет рыбопропускных устройств, заграждает пути миграции рыбе, которая идет на нерест в верховья Ангары. Ценные породы осетровых и сиговых вытесняются сорогой, окунем, и ершом. Бурятские ученые пришли к заключению: резкое изменение уровня воды оказывает влияние на всю Байкальскую экосистему, приводит к смешению водных масс, сильному разрушению берегов. Места нереста, воспроизводство рыбной массы находятся в опасности.

Загрязнение Воды отбросами населенных пунктов прибрежной зоны

В небольших городах и селах прибрежной зоны Байкала живет более 80 тысяч человек.

Вместе, все эти населенные пункты сбрасывают около 15 млн. кубометров отходов в год. Очистные сооружения бытовых и промышленных сточных вод в населенных пунктах вблизи Байкала, или вовсе отсутствуют, или имеют очень низкое качество.

“Законы” экологии Б.Каммонера очень понятны и лаконичны: 1) все связано со всем; 2) все должно куда-то деваться; 3) природа “знает” лучше; 4) ничто не дается даром.

Причины загрязнения озера Иссык-куль.

Какие меры уже предпринимаются.

Чтобы я хотел предпринять.

Охрана природных сообществ - это важнейший компонент во взаимодействии человека с живой природой. В России, к примеру, данному вопросу придается важное государственное значение. Что люди делают для охраны рек, озер, полей, лесов и животных во всем мире? Принимают соответствующие меры, в том числе и на государственном уровне.

Закон об охране природы

Закон об охране и охрана рек, сельхозугодий и т. д.) и использовании животного мира был принят еще в Советском Союзе в 1980 году. Согласно ему весь растительный и животный мир России, Украины, Грузии и остальных бывших союзных республик считается собственностью государства и народным достоянием. Это постановление требует гуманного отношения к флоре и фауне.

Соответствующее постановление об охране природы обязывает всех людей, проживающих на территории распространения действия закона, в своей служебной и личной жизни строго соблюдать все имеющиеся требования и правила, стараться беречь имеющиеся богатства родной земли. Отдельное внимание следует уделить охране таких природных объектов, как реки. Дело в том, что в настоящее время водоемы по всему миру сильно загрязняются той или иной деятельностью человека. Например, в них сливаются сточные воды, нефтяные и прочие химические отходы.

Что люди делают для охраны рек?

К счастью, человечество осознало, какой ущерб оно наносит окружающей среде. В настоящее время люди по всему миру приступили к осуществлению плана по охране водоемов, в частности рек. Он состоит из нескольких этапов.

1. Первый этап заключается в создании разных очистных сооружений. Осуществляется применение малосернистого топлива, полностью уничтожается или качественно перерабатывается мусор и прочие отходы. Люди строят высотой в 300 метров и более. Происходит К сожалению, пока даже самые современные и мощные очистные сооружения не могут обеспечить полную охрану водоемов. Например, дымовые трубы, призванные снизить концентрацию вредных веществ в тех или иных реках, распространяют пылевые загрязнения и кислотные дожди на огромные расстояния.
2. Что люди делают для охраны рек еще? Второй этап основан на разработках и применении принципиально новых производства. Осуществляется переход к малоотходным или совсем безотходным процессам. Например, многим уже известно так называемое прямоточное водоснабжение: река - предприятие - река. В ближайшем будущем человечество хочет заменить его или вообще «сухой» технологией. На первых порах это позволит обеспечить частичное, а затем и полное прекращение сброса сточных вод в реки и прочие водоемы. Стоит отметить, что данный этап можно назвать главным, поскольку при помощи него люди не только уменьшат но и предупредят его. К сожалению, это требует больших материальных затрат, непосильных для многих стран земного шара.
3. Третий этап - это хорошо продуманное и наиболее рациональное размещение «грязных» производств, пагубно влияющих на окружающую среду. Таковыми являются предприятия, например, нефтехимической, целлюлозно-бумажной и металлургической промышленности, а также изготовление различных стройматериалов и тепловая энергетика.

Как еще можно решить проблему загрязнения рек?

Если подробно рассказывать о том, что люди делают для охраны рек от загрязнений, то невозможно не отметить еще один путь решения данной проблемы. Он заключается в повторном использовании сырья. Например, в развитых странах его запасы исчисляются баснословным количеством. Центральными заготовщиками вторсырья являются старые промышленные регионы Европы, Соединенных Штатов Америки, Японии и, конечно же, европейской части нашей страны.

Охрана природы человеком

Что делают люди для охраны рек, лесов, полей и животных на законодательном уровне? Для сбережения природных сообществ в России еще во времена СССР начали создаваться так называемые заказники и заповедники. А также другие охраняемые человеком территории. В них частично или полностью запрещается какое-либо вмешательство извне в те или иные природные сообщества. Такие меры позволяют флоре и фауне находиться в наиболее благоприятных условиях.