Екологічний стан р. Південний Буг. Характеристика та заходи щодо його поліпшення

Екологiчний стан р. Пiвденний Буг. Характеристика та заходи щодо його полiпшення Вступ В умовах науково-технiчного прогресу, коли дiяльнiсть людини набула справдi планетарних масштабiв, проблема рацiонального використання природних ресурсiв, їх вiдтворення i охорони стає однiєю з найактуальнiших проблем сучасностi. ресурсiв та iн. Негативнi результати антропогенного впливу є неминучим наслiдком погiршення розвитку суспiльства. Зазвичай, погiршення природного середовища пов’язане з помилками у технiчнiй i екологiчнiй полiтицi, недостатнiм рiвнем технiчного розвитку. дiяльностi. Проблема взаємодiї людина-природа разом iз екологiчним, соцiально-полiтичним має технiко-економiчний аспект. Вiн полягає у рацiональному виборi технологiї промислових процесiв, технiчних засобiв, якi забезпечують реалiзацiю природоохоронних заходiв з найменшими матерiальними i фiнансовими витратами. Такi процеси називають екологiчними або безвiдходними технологiями. Одним iз головних напрямкiв розвитку технологiй на сучасному етапi є створення рiзних видiв безстiчних технологiчних систем на базi iснуючих i перспективних методiв очистки води. Це зумовлено тим, що в зв’язку iз зростанням населення i розширенням виробничої дiяльностi збiльшується потреби у прiснiй водi. На сьогоднi вони досягли таких масштабiв, що в розвинених промислових районах виникла гостра проблема нестачi прiсної води. Основними причинами цiєї нестачi є: – збiльшення потреб уводi; – забруднення поверхневих та пiдземних вод стiчними вiдходами. Забруднення водойм промисловими i побутовими стоками особливо позначається на дефiцитi та якостi споживчих властивостей прiсної води. Забруднена вода непридатна для використання у господарствi та побутi, а на її очищення потрiбнi великi матерiальнi фiнансовi витрати. Найважливiшими шляхами охорони внутрiшнiх водоймищ є боротьба iз забрудненням, тобто запобiгання йому, очищення стiчних вод i рацiональне використання водних ресурсiв. Україна була i залишається одним з найменш водозабезпечених регiонiв Європи. Дефiцит водних ресурсiв покривається частково за рахунок транзитного рiчкового стоку та каналiв i водоводiв, якi виконують функцiї мiжбасейнового перерозподiлу. Створення великих водосховищ на Днiпрi з метою забезпечення електроенергiєю та водою промислових центрiв Криворiжжя i Донбасу, а також зрошення сiльгоспугiдь Причорномор’я i Криму себе не виправдало i призвело до негативних екологiчних наслiдкiв. Було затоплено i виведено iз сiльськогосподарського обiгу понад 500 тис. гектарiв родючих земель; близько 100 тис. гектарiв прилеглих до водосховищ земель опинились у зонi пiдтоплення, а вироблення електроенергiї гiдроелектростанцiями днiпровського каскаду становило менш нiж 4 вiдсотки загальнодержавного обсягу. Масовими стали явища “цвiтiння» води i руйнування берегiв. Стан екосистем Чорного й Азовського морiв є передкризовим саме через забруднення акваторiй промисловими i комунальними стоками з “гарячих точок» прибережної зони та забрудненого стоку таких рiчок як Дунай, Днiпро, Днiстер, Пiвденний Буг i Дон. Отже на сьогоднiшнiй день в Українi i в тому числi у м. Вiнниця, питання забезпеченостi якiсною питною водою населення не вирiшене та остається актуальним. 1. Загальнi екологiчнi вiдомостi про воднi ресурси 1. 1 Вода як екологiчний фактор Вода, що є на Землi, утворилася внаслiдок видiлення газiв iз магми. Вона також може видiлятися пiд час перебiгу бiохiмiчних процесiв, мiнералiзацiї органiчної речовини, фотосинтезу та окисно-вiдновних реакцiй. Вода складається з молекул, в яких два атоми водню зв’язанi з одним атомом кисню ковалентним зв’язком, i якi розташованi у кутах 1040 . Завдяки високому, порiвняно з воднем (+1), заряду ядра кисню (+8) електрони притягуються до ядра атома кисню сильнiше, нiж до ядер атомiв водню (модель частинок): центри мас зарядiв не збiгаються, молекула є постiйним диполем. Який може взаємодiяти з носiями позитивних i негативних зарядiв. Диполi молекул води можуть сполучатися мiж собою водневим зв’язком, на розривання (дисоцiацiю) яких потрiбно затратити 20-42 ккал/моль енергiї (ентальпiя дисоцiацiї). Молекули води можуть, не сполучатись скупчуватись в асоцiати (рiдка вода) або утворювати тетраедричнi чи циклiчнi основнi одиницi кристалiв при 0-400 С – з 25 молекул, якi постiйно формуються i розпадаються [1]. В температурних умовах земної поверхнi вода одночасно перебуває у газоподiбному i рiдкому агрегатному станi. Рiдка вода використовується живими органiзмами як засiб транспортування тепла та поживних речовин по провiдних тканинах (шляхах) рослин та кровоносних судинах; вона утворює акватичнi життєвi простори. 2 часто є фактором, що обмежує продукуючi процеси у водоймах, то вода визначає продуктивнiсть землi. Завдяки полярностi вода є дуже добрим розчинником для багатьох груп речовин. На розчинну здатнiсть води впливає її здатнiсть до дисоцiацiї: 2Н2 О = Н3 О+ + ОН– (амфолiт) 3 О+ ), а також гiдроксил-iонiв (ОН– ) показує наскiльки кислий чи лужний розчин. Якщо Н223 = NH4 +– . вона вступає в хiмiчну реакцiю як кислота (донор протонiв), якщо вона приєднує протони, наприклад: Н2 О + НСІ = Н3 О+ + СІ– . вона реагує як основа (акцептор протонiв); якщо молекула може вступати в реакцiю як кислота i як основа, її називають амфотерною. Вода добре розчиняє полярнi речовини, а саме солi (гiдрофiльна дiя), здебiльшого з утворенням iонiв, неполярнi – гiрше або як жири, взагалi не розчиняє (гiдрофобна дiя). Розчиннiсть газiв, якi не вступають у хiмiчнi реакцiї з водою, залежить вiд температури та тиску, наприклад вмiст кисню в озерi, як правило, збiльшується зверху вниз. Для стоячих водойм має значення аномалiя густини. Вода при 4о С має найбiльшу густину, за нижчої температури густина зменшується. Отже, найхолоднiший шар води з температурою 0–40 С – на поверхнi, де при подальшому охолодженнi утворюється лiд, який завдяки просторовiй кристалiчнiй гранцi за ще меншої густини може плавати [2]. Замерзання зверху вниз дає змогу рибам у досить глибоких озерах вижити в рештi води. На густину води впливають також вмiст солей i тиск. Так, густiша солона вода дає змогу планктону краще триматись на плаву, нiж бiдна на iони вода олiготрофних озер. Вода має велику питому темплоємнiсть: 4,187 кДж/ (К·кг); тобто потрiбно 4,187 кДж, щоб 1 кг води за нормального тиску нагрiти на 1 К (=10 С). теплота плавлення льоду становить 333,7 кДж/кг, теплота випаровування води, яка вивiльнюється як теплота конденсацiї у разi скраплення пари, – 2255 кДж/кг. Завдяки високiй теплоємностi вода може нагромаджувати великi кiлькостi тепла i, на противагу земним умовам, створює вiдносно стабiльний у тепловому вiдношеннi життєвий простiр. Вода має високу густину i поверхневий натяг, якi залежать вiд температури та тиску. Густина протидiє руху у водi й допомагає планктону триматись, не падаючи на дно. Поверхневий натяг проявляється когезiйними силами мiж молекулами води в сумiжних з повiтрям областях, виникає так звана поверхнева плiвка. Важливою властивiстю води для бiоценозiв водойм є її прозорiсть. Вода є життєво необхiдною для процесiв обмiну у клiтинах. Це iдеальний розчинник для органiчних i неорганiчних речовин. Пiд час розчинення солi дисоцiюють на окремi iони, кислоти – лише частково. Легко розчиннi у водi речовини наприклад солi, цукор, амiнокислоти, яєчнi бiлки, називають гiдрофiльними, речовини, якi важко або зовсiм не розчиняються, наприклад жири – гiдрофобними. Розчиннi молекули поводять себе у водi як молекули газу, якi змiшуються з iншими газами. Частинки знаходяться у постiйному русi (броунiвський молекулярний рух). Швидкiсть руху залежить вiд надходження тепла й збiльшується з пiдвищенням температури. Якщо в одному просторi концентрацiя молекул рiзна, то з часом ця рiзниця вирiвнюється: бiльше молекул рухається вiд мiсця з бiльшою концентрацiєю до мiсця з меншою концентрацiєю. Це фiзичне вирiвнювання концентрацiй називається дифузiєю й не потребує пiдведення тепла. Воно залежить вiд величини молекул, вiд рiзницi концентрацiй, вiд перетину, через який молекули можуть перемiщатись, вiдстанi та часу. Невеликi вiдстанi перекриваються завдяки дифузiї дуже швидко, бiльшi – повiльнiше. Тому дуже малi тварини (шлях дифузiї <1 мм) не потребують кровоносної системи для транспортування газiв чи поживних речовин. За допомогою клiтинних мембран або оболонки тiла найрiзноманiтнiшої структури та матерiалу живi органiзми вiдмежовують себе вiд їх оточення i пiдтримують постiйне внутрiшнє середовище. Клiтинна мембрана напiвпроникна, тобто вона проникна лише для певних молекул (наприклад води), а для iнших непроникна (наприклад солi, цукор) [3]. Якщо два об’єми з рiзними концентрацiями роздiлити напiвпроникною мембраною, розрiдження розчиненої речовини шляхом дифузiї стане неможливим, воно може вiдбуватися лише через проникнення води (осмос). Завдяки, броунiвському молекулярному руху об’єм з нижчою концентрацiєю залишає бiльше молекул води (гiпотонiчний розчин), нiж об’єм з вищою концентрацiєю (гiпертонiчний розчин). Внаслiдок цього пiдвищується тиск у гiпертонiчному об’ємi, який можна вимiряти, наприклад через рiзницю висоти водяного стовпа (гiдростатичний тиск). Тиск, який треба протиставити проникаючим молекулам води, поки число молекул, що входять, зрiвняється з числом молекул, що виходять, є потенцiйним осмотичним тиском. Вiн вказується в паскалях. Осмос i дифузiя – це пасивнi процеси транспортування через мембрану, якi не вимагають вiд органiзму енергiї. Проте жива клiтина має бути здатною регулювати свiй об’єм, водневий потенцiал та склад iонiв, щоб забезпечити умови для дiяльностi ферментiв. Необхiдно, щоб вона могла накопичувати молекули з навколишнього середовища та видiляти отруйнi речовини. Транспортування проходить через ферментнi бiлковi молекули (переносники, або пермеази), якi знаходяться у мембранi. Останнi розпiзнають молекули, якi потрiбно транспортувати, за принципом ключа та замка за формою або розподiлом зарядiв. Швидкiсть транспортування залежить вiд числа переносникiв у мембранi та вiд вiльних мiсць на них. При перепадi концентрацiй транспортування може проходити спонтанно (пасивне транспортування). Для вирiвнювання концентрацiй необхiдно виконати роботу. Це транспортування потребує енергiї, яку одержує у виглядi хiмiчної енергiї, як АТФ з обмiну речовин: активне транспортування. Рослини навколо своїх клiтинних мембран мають еластичнi стiнки, якi пiд час поглинання води вакуолями та клiтиною плазмою протидiють тиску (тургорний тиск) i не дають клiтинi розтрiскатись. Мiцностi трав’янистим рослинам додає тургор, зi зменшенням сили якого вони в’януть. З в’яненням концентрацiя соку в клiтинах, а також потенцiйний осмотичний тиск збiльшується. Тиск на стiнки зменшується або наближається до нуля. Клiтина може поглинати бiльше води, її напруга всмоктування зростає. Кiлькiсть води, що є в осмотичних системах (наприклад, цитоплазма, вакуолярний сiк, рiдина тiла), за їх дiєю може бути ототожнена з концентрацiєю водяної пари в повiтрi. Цей стан води Г. Вальтер назвав гiдратурною. Найчастiше вона виникає у насиченому парою повiтрi або чистiй водi[4]. Оскiльки атмосфера, як правило не насичена водяною парою, вологе тiло вiддає воду в повiтря. Вмiст води в активнiй при обмiнi речовин плазмi коливається вiд 50 до 90%. Сланевi рослини (талофiти: бактерiї, повiтрянi водоростi, лишайники) одноклiтиннi органiзми, круглi черви та тихоходи, гриби, а також спори i насiння рослин поводять себе щодо водного режиму як кренобiонти без можливостi регулювання. Вони перемiнновологi. Вмiст води в них залежить вiд умов навколишнього середовища. Вони мають бути здатними пережити висихання, не подаючи тривалий час ознак життя. Види якi мають власну вологу, регулюють свiй водний баланс i завдяки цьому не залежать вiд водного режиму навколишнього середовища. Судиннi рослини зi своїми вакуолями як резервуари води гомойогiдриднi. Для захисту вiд великої втрати води випаровуванням вони утворюють зовнiшнiй покрив клiтин з кутином та воском. У рослин на вологих мiсцях тонка кутикула також зменшує транспiрацiю на <10% вiд випаровування вiльної поверхнi води (хвоя <0,5, кактуси <0,05%). На противагу кутикулярному випаровуванню вiддiаюча вода через продихи може регулюватися здебiльшого на нижнiй сторонi листка. Через вiдкритi продихи рослини випаровують значно бiльше води i вбирають необхiдний для фотосинтезу СО2 . Поглинання води здiйснюється через корiння, звiдки вода у неживих трубках клiтин, ксилемах, транспортується до органiв рослин. Гiдрофiльнiсть залежить вiд площi поверхнi корiння, перепадiв тиску водяної пари у корiннi та ґрунтi (наприклад, стiнка клiтини, перетин ксилемних трубок). Для рослини жита обчислили загальну поверхню корiння, вона становить 400 м2 в об’ємi ґрунту 56 дм3 (= 80 разiв до поверхнi наземної частини рослини). Потенцiйний осмотичний тиск бiльшостi грунтiв становить >5·105 Па (степовi солонцi >30·105>30·1055 Па, пеларгонiя – близько 5·105 Па). Рослини якi потребують вологи, можуть збiльшити напругу всмоктування її корiння максимально до 10·105 Па, культурнi рослини – (10–20)·105 Па, лiсовi дерева приблизно до 30·1055 Па, рослини пустель – >100·105 Па. Найбiльший перепад тиску водяної пари, а також найбiльшi коливання мають мiсце на сумiжнiй поверхнi рослина/повiтря. Завдяки перепаду тиску водяна пара без витрат рослиною енергiї подається вiд ґрунту через рослину в атмосферу. Необхiдну енергiю для переходу води з рiдкого стану в газоподiбний дають сонячне випромiнювання й температура навколишнього середовища. На сумiжних поверхнях та частинках, що споживають воду, виникає тяга, яка на основi когезiї молекул води досягає корiння. Рух води починається вранцi у кронi i продовжується по стовбуру. Стовбури дерев за сильної транспiрацiї всерединi дня сухiшi. Увечерi та вночi втрати вiд транспiрацiї знову поповнюються [5]. Із основних поживних макроелементiв С, О та Н поглинаються у виглядi СО22 О а решта лише у виглядi iонiв Fе потрiбний лише незначною мiрою i переходить до групи поживних мiкроелементiв, якi в зовсiм малiй кiлькостi так само необхiднi, як i основнi поживнi елементи. Лiбiх ще в 1840 роцi встановив, що речовина, яка є в мiзернiй кiлькостi, визначає рiст (здебiльшого N, Р та К): закон мiнiмуму. Лише 0,2% запасу поживних речовин знаходяться у ґрунтi в розчиненому станi, 2% адсорбуються на поверхнi i близько 98% мiцно зв’язанi у гумiнованих речовинах або мiнералах. Іони поживних речовин, якi абсорбуються на поверхнi, можуть обмiнюватись на iони Н+ або НСО3 – , якi вiддає корiння рослин. Частина мiцно зв’язаних iонiв поживних речовин може бути розчинена iонами Н+ або органiчними кислотами. Поглинання поживних речовин вiдбувається двома шляхами. В процесi дифузiї або з пасивно проникаючою водою iони потрапляють у стiнки клiтин та в мiжклiтиннi простори кори корiння до пояскiв Каспарi в ендодермi (апоплазматичне транспортування). Стiнки клiтин на цьому мiсцi внаслiдок вiдкладення кутинiв непрозорi, тому подальше проникнення блокується. Зрештою, саме там iони поживних речовин мають надходити в плазму клiтини через клiтинну мембрану (селекцiя). Це вiдбувається за допомогою енергоспоживаючого активного транспортування. Симплазматичне транспортування здiйснюється через цитоплазму до ксилемних тканин. Поживнi солi розподiляються транспiрацiйним потоком по рослинi[6]. 9 км3 , що становить 0,023% усiєї маси Землi, проте абсолютна бiльшiсть цiєї колосальної маси – це гiркувато-солона морська вода, непридатна для пиття та технiчного використання. Маса прiсної води на планетi – 35·1063 прiсної води лише 0,6-1% перебуває в рiдкому станi (рiчки, прiсноводнi озера, частина пiдземних вод) [7]. Саме ця вода й використовується людством для своїх численних потреб. Слiд зазначити, що 20% усiєї прiсної рiдкої води Землi зосереджено в такому унiкальному водному басейнi, яким є сибiрське озеро Байкал. Та найбiльшi запаси води на Землi зосередженi в її надрах у зв’язаному виглядi (в складнi мiнералiв). За даними В. Вернадського, в земнiй корi в зв’язаному станi мiститься щонайменше 1,3 млрд. км3 води, тобто приблизно стiльки ж, як у Свiтовому океанi (табл. 1. 1) [8]. Вода виконує дуже важливi екологiчнi функцiї: 4) води Свiтового океану є основним клiматоутворюючим фактором, основним акумулятором сонячної енергiї i “кухнею» погоди для всiєї планети; Таблиця 1. 1. Розподiл водних ресурсiв землi за їх мiсцезнаходженням № п/п Площа поширення млн. км3 Обсяг, тис. км3 вiд загальних запасiв вiд запасiв прiсних вод 1 Свiтовий океан 361,3 1338000 96,5 – 2 Пiдземнi води 134,8 23400 1,7 – в т. ч. Прiснi – 10530 0,76 30,1 3 Ґрунтова волога 82,0 16,5 0,001 0,05 4 Льодовики i постiйнi снiги 16,2 26064 1,74 68,7 5 1,24 91,0 0,007 0,26 6 148,2 2,1 0,0002 0,006 7 510,0 12,9 0,001 0,04 8 Загальнi запаси води – 1385984,6 100,0 – 9 Загальнi запаси прiсної води – 35029,2 2,53 100,0 5) одним iз найважливiших видiв мiнеральної сировини, головний природний ресурс споживання людства (людство використовує її в тисячу бiльше нiж нафти чи вугiлля); 6) iнформацiйна [9]. Величезну роль вiдiграє гiдросфера в формуваннi поверхнi Землi, її ландшафтiв, у розвитку екзогенних процесiв (вивiтрення гiрських порiд, ерозiї, карту тощо), в переносi хiмiчних речовин, забруднювачiв довкiлля (табл. 1. 2). того, що предки людей, як i iнших ссавцiв, колись жили в морi. Солонiсть океанiчних вод становить 35% (тобто вiд океанiчної води мiститься 35 г. солей). Найсолонiша вода в Мертвому морi – 2600 /00 (людина вiльно лежить на поверхнi цiєї води, не занурюючись в неї), у чорному морi – 180 /00 , Азовському – 120 /00 . думку не є ефективно, як по запасам так i по якостi води для пиття. В подальшому ми розглянемо це питання детальнiше [10]. № п/п Роки 1 Свiтовий океан 2500 2 Пiдземнi води 1400 3 Ґрунтова волога 1 4 9700 5 Льодовики гiрських районiв 1600 6 Пiдземнi води багаторiчної мерзлоти 10000 7 Води озер 17 8 Води болiт 5 9 Води в руслах рiк 16 10 8 Хiмiчний склад пiдземних вод дуже рiзноманiтний. За мiнералiзацiєю води змiнюються вiд прiсних, що використовуються для пиття й водопостачання, до мiнералiзованих i навiть до ропи з солонiстю 6000 /00 ; деякi мiнералiзованi пiдземнi води мають лiкувальнi властивостi. 3 ). Рiчковий стiк України становить у середньому 85,1 млрд. м (без Дунаю), а в маловоднi роки зменшується до 48,8 млрд. [11] Проблема забезпечення людства чистою водою в тому числi i України (табл. 1. 3) нинi надзвичайно загострилася, оскiльки наявнi ресурси прiсної води в багатьох районах є недостатнiм для задоволення всiх споживачiв не лише на перспективу, але й на сьогоднi. Усi галузi господарства за вiдношенням до водних ресурсiв подiляють на двi групи: споживачiв й користувачi води. Споживчi забирають воду з джерела, використовують її для виробництва промислової й сiльськогосподарської продукцiї, а потiм повертають, але в iншому мiсцi, в меншiй кiлькостi й iншої якостi. Таблиця 1. 3. Воднi ресурси i водозабезпеченiсть України в розрiзi адмiнiстративних областей № п/п Забезпеченiсть рiчок тис. м3 /рiк на 1 км2 на 1 жителя 1 2 3 4 1 33,7 0,38 2 Вiнницька 93,2 1,26 3 Волинська 107,9 2,11 4 Днiпропетровська 27,3 0,23 5 38,5 0,19 6 105,4 2,04 7 Закарпатська 618,7 6,58 8 22,8 0,3 9 Івано-Франкiвська 330,2 3,34 10 Київська 70,6 0,46 11 Кiровоградська 38,6 0,77 12 54,7 0,51 13 225,7 1,84 14 Миколаївська 23,2 0,44 15 Одеська 10,5 0,13 16 Полтавська 67,4 1,13 17 Рiвненська 115,9 2,0 18 102,9 1,72 19 Тернопiльська 131,2 1,57 20 Харкiвська 52,9 0,53 21 Херсонська 4,91 0,11 22 Хмельницька 103,9 1,4 23 Черкаська 48,3 0,66 24 Чернiвецька 151,8 1,35 25 Чернiгiвська 108,2 2,42 В цiлому 86,8 1,03 Користувачi воду з джерел не забирають, а використовують її як середовище (водний транспорт, рибальство, спорт тощо) або як джерело енергiї (ГЕС). Проте i вони можуть змiнювати якiсть води (наприклад, водний транспорт забруднює воду). Вода може використовуватись з рiзною метою: для потреб промисловостi, сiльського, комунального господарства, транспорту та для господарсько-питних потреб тощо [12]. Промисловiсть використовує близько 20% загального рiвня прiсної води й її споживання. Кiлькiсть води, що споживає тим чи iншим промисловим пiдприємством, залежить вiд типу продукцiї, що випускається, технологiї виробничого процесу, системи водопостачання (прямоточної чи оборотної), клiматичних умов тощо. У разi застосування проточної системи вода з водного джерела подається на промисловий об’єкт, використовується в процесi виробництва продукцiї, потiм надходить на очиснi споруди й пiсля вiдповiдного очищення скидається у водотiк чи водойму. При такiй системi використовується велика кiлькiсть води, але частка необоротного споживання невелика. При оборотнiй системi водопостачання вiдпрацьована вода пiсля вiдповiдної очистки не скидається у водойму, а багаторазово використовується в процесi виробництва. Витрати води у цьому разi набагато нижчi, наприклад, якщо ТЕС потужнiстю 1 млн. кВт при прямоточному водопостачаннi щорiчно споживає 1,5 км3 води (головним чином для охолодження агрегатiв), то при оборотнiй схемi – лише 0,12 км3 , тобто в 13 разiв менше. Для оцiнки обсягiв промислового водопостачання використовується термiн водоємнiсть виробництва. Пiд нею розумiють кiлькiсть води (м3 ), необхiдну для виробництва 1 т готової продукцiї. Водоємнiсть рiзних видiв продукцiї дуже рiзниться: Добування й забезпечення руди – 2-4 м3 . 3 . Виробництво паперу – понад 200 м3 . Виробництво мiдi – 500 м3 . Синтетичного каучуку – 3600 м3 . 3 [13]. Найбiльшим споживачем води в промисловостi є атомна енергетика – АЕС використовують у середньому вдвiчi бiльше води на 1 кВт виробленої електроенергiї, нiж ТЕС. Сiльське господарство є основним споживачем прiсної води (70% усього її використання). Це зумовлено в першу чергу збiльшенням площ зрошування землеробства. Зрошуванi землi дають набагато бiльше продукцiї, нiж незрошуванi (богарнi). Так у свiтi нинi зрошується близько 15% площ усiх сiльськогосподарських угiдь, проте вони дають понад 50% усiєї продукцiї (за вартiстю). Площа зрошувальних земель у свiтi зростає: на початку ХХ ст. вона становила 40 млн. га, в 1970 р. – 235, а в 2005 роцi за прогнозами вчених досягне 420 млн. га. Питоме водоспоживання пiд час зрошення залежить вiд виду сiльськогосподарських культур, фiзико-географiчних умов району, технiчного стану зрошувальних систем i способiв поливу. Наведемо норми зрошення рiзних культур, м3 /га: Зерновi – 1500-3500; Багаторiчнi трави – 2000-8000; Цукровий буряк – 2500-6000; Рис – 8000-15000. Втрати води пiд час зрошення (за рахунок випаровування) досягають великих значень (вiд 20 до 60% водозабору). Деяка кiлькiсть води пiсля зрошення повертається у водойми у виглядi зворотних вод, якi, як правило, за своїм хiмiчним складом значно вiдрiзняються вiд води, що використовувалася для зрошення, вони мають великий вмiст солей [7]. Водопостачання населення задовольняє потреби в питнiй водi й комунально-побутовi потреби (робота пiдприємств побутового обслуговування, поливання вулиць i зелених насаджень, протипожежнi заходи тощо). Існує поняття питоме водопостачання, тобто добовий об’єм потреб одного жителя мiста чи села. Питоме водопостачання в мiстах бiльше, нiж у села i значною мiрою залежить вiд степеня благоустрою (наявнiсть водопроводу, каналiзацiї, центрального водяного опалення тощо). У великих мiстах земної кулi питоме водопостачання нинi на добу становить на одну людину: Нью-Йорк i Москва – 600, Київ – 515, Париж i Луганськ – 500, Вiнниця i Ужгород – 305, Лондон – 263, Івано-Франкiвськ – 230 (табл. 1. 4). Нинi на кожного мешканця планети припадає 6 тис. м3 води, а прогнози мiжнародної експертизи показують, що в 2005 роцi кiлькiсть води зменшиться до 4 тис. м3 на душу населення, що дуже турбує. Нинi мiльярд людей на планетi немає доступу до безпечної питної води, а 3,5 мiльйони осiб щороку вмирає через погану воду i приготовлену на нiй їжу [14]. 3 ) Континенти Промислове водоспоживання Сiльськогосподарське водоспоживання Комунально-побутове водоспоживання Всього 1 2 3 4 5 Африка 154 608 12 774 Азiя 98,7 1400 98 1 2 3 4 5 Австралiя 13,6 13 5,2 31,8 359,6 116 40 515,6 Пiвнiчна Америка 308,5 205 38 551,5 Пiвденна Америка 10,8 35 11 56,8 В Українi був i є дефiцит водних ресурсiв, вiн покривається частково за рахунок транзитного рiчкового стоку та каналiв i водоводiв, якi виконують функцiї мiжбасейнового перерозподiлу. Створення великих водосховищ на Днiпрi з метою забезпечення електроенергiєю та водою промислових центрiв Криворiжжя i Донбасу, а також зрошення сiльгоспугiдь Причорномор’я i Криму себе не виправдало i призвело до негативних екологiчних наслiдкiв. Було затоплено i виведено iз сiльськогосподарського обiгу понад 500 тис. гектарiв родючих земель; близько 100 тис. гектарiв прилеглих до водосховищ земель опинились у зонi пiдтоплення, а вироблення електроенергiї гiдроелектростанцiями днiпровського каскаду становило менш нiж 4 вiдсотки загальнодержавного обсягу. Масовими стали явища “цвiтiння» води i руйнування берегiв. Стан екосистем Чорного й Азовського морiв є передкризовим саме через забруднення акваторiй промисловими i комунальними стоками з “гарячих точок» прибережної зони та забрудненого стоку таких рiчок як Дунай, Днiпро, Днiстер, Пiвденний Буг i Дон. Досi не вирiшено транскордоннi проблеми мiжнародного рiвня, якi стосуються забруднення рiчковим стоком Дунаю пiвнiчно-захiдного шельфу Чорного моря та забруднення Днiпра з територiї Росiї та Бiлорусi. Внаслiдок мiграцiї забруднюючих речовин з району придунайського шельфу, обумовленої природними чинниками, 50 вiдсоткiв наявного забруднення Дунаю потрапляє в українську виняткову (морську) економiчну зону, сприяючи зниженню тим самим бiопродуктивностi в мiсцях вилову основних промислових видiв риб. В Українi налiчується 63119 рiчок, у тому числi великих (площа водозбору понад 50 тис. кв. км) – 9, середнiх (вiд 2 до 50 тис. кв. км) – 81 i малих (менше 2 тис. кв. км) – 63029. Загальна їх довжина становить 206,4 тис. км, з них 90% припадає на малi рiчки. За географiчним розташуванням майже всi основнi рiчковi басейни (за винятком Пiвденного Бугу) належать до мiжнародних водних басейнiв, що обумовлює активнiсть транскордонних водно-екологiчних стосункiв та необхiднiсть прискореного розвитку басейнового управлiння водними ресурсами (табл. 1. 5). Водний фонд України включає близько 8073 озер i лиманiв iз загальною площею дзеркала – 4021,5 кв. км., в тому числi лиманiв – 1073 кв. км. Кiлькiсть водосховищ, якi мають об’єм води 1 млн. куб. м та бiльше – 944. Вiдносно незначну частину територiї займають болота, заболоченi i перезволоженi землi – 3,6 млн. га, в той же час вони вiдiграють значну ресурсостабiлiзацiйну роль. Воднi ресурси України розподiляються наступним чином. Найбiльш посушливi регiони: Луганська, Днiпропетровська, Донецька, Запорiзька, Кiровоградська, Миколаївська, Одеська, Херсонська областi та Автономна Республiка Крим. Нормально забезпеченi регiони: Вiнницька, Волинська, Житомирська, Львiвська, Рiвненська, Сумська, Тернопiльська, Хмельницька, Чернiгiвська, Київська, Черкаська, Полтавська, Харкiвська областi. Найбiльш зволоженi регiони: Закарпатська, Івано-Франкiвська, Чернiгiвська областi. Мiждержавнi водойми: Днiпро, Сiверський Донець, Днiстер, Дунай, Захiдний Буг. Україна належить до найменш забезпечених власними водними ресурсами європейських держав. Об’єм води в основному руслi, км3 2 загальна в межах країни Днiпро 2200 981 53,9 504,0 291,4 Днiстер 1360 705 10,0 72,1 52,7 Сiверський Донець 1053 700 4,5 98,9 54,5 806 806 3,4 63,7 63,7 Дунай в тому числi по Кiлiйському рукаву (гирлу) 2900 – 174 – 214,0 123,0 817,0 – 64,0 – 3 . Значнi воднi ресурси зосередженi в озерах України, що розташованi по всiй її територiї. За наближеною оцiнкою, об’єм води в прiсних озерах досягає 2,3 км333 води, що належить до категорiї зв’язаних вiкових запасiв. Прогнознi ресурси прiсних пiдземних вод складають загалом 20,9 км3 на рiк, експлуатацiйнi ресурси – 5,7 км3 . Балансовi запаси пiдземних вод, що гiдравлiчно не зв’язанi з поверхневим стоком i є додатковими водними ресурсами мiсцевого формування, становлять близько 7 км3 . Найбiльшi величини пiдземних вод залягають у басейнах Днiпра (61%), Сiверського Дiнця (12%) i Днiстра (9%). Крiм прiсних водних ресурсiв у галузях економiки використовується близько 1 куб. км морської води [15]. 3 Показник Роки Індекси показникiв водокористування (у% до 1990 р.) 1990 1995 2000 2001 1995 р. 2001 р. 1 2 3 4 5 6 7 8 35615 25852 18282 17577 73 51 49 - з поверхневих джерел 29294 20681 14470 13954 71 49 48 5200 4305 2987 2750 63 57 33 - морської 1121 866 817 872 77 73 78 Втрати при транспортуваннi 2424 1946 2477 2328 80 102 96 30201 20334 12992 12168 67 43 40 у тому числi на потреби: - господарсько-питнi 4646 4404 3311 3041 95 71 65 1 2 3 4 5 6 7 8 - виробничi 16255 10417 6958 7033 64 43 43 - зрошення 6958 3469 1690 1158 50 24 17 1697 1331 512 381 78 30 22 Скинуто води у воднi об’єкти 19329 14175 10517 10136 73 54 52 у тому числi 3199 4652 3313 3008 145 104 94 Безповоротне споживання води вiдносно водних об’єктiв 14630 9630 5962 5267 66 41 36 Оборотне i повторно-послiдовне водопостачання 67661 51054 41523 41334 75 61 61 Валовi водопотреби 103276 76906 59805 58911 74 58 57 Потужнiсть очисних споруд 8131 8419 7992 7790 103 98 96 1. 3 Джерела забруднення водних ресурсiв та їх характеристика в Українi Хiмiчне забруднення води вiдбувається внаслiдок надходження у водойми з стiчними водами рiзних шкiдливих домiшок неорганiчної (кислоти, мiнеральнi солi, луги тощо) й органiчної природи (нафта й нафтопродукти, органiчнi сполуки, поверхнево-активнi речовини, миючi засоби, пестициди тощо). Бiльшiсть з них є токсичними (отруйними) для мешканцiв водойм. Це - сполуки миш'яку, свинцю, ртутi, мiдi, кадмiю, хрому, фтору тощо. Вони поглинаються фiтопланктоном i передаються далi по харчовим ланцюгам бiльш високоорганiзованим органiзмам, що супроводжується кумулятивним ефектом, який полягає в прогресуючому збiльшеннi вмiсту шкiдливих сполук у кожнiй наступнiй ланцi харчового ланцюга. Скажiмо, в фiтопланктонi вмiст шкiдливої сполуки в десять разiв бiльший, нiж у водi, в зоопланктонi (рачки, личинки тощо) - пiдвищиться ще вдесятеро, в рибi, яка харчується зоопланктоном, - ще вдесятеро, У результатi, в тканинах хижої риби (щука, судак) концентрацiя отрути може в тисячi разiв перевищувати концентрацiю у водi, що небезпечно для птахiв, тварин i людей. Нещодавно, наприклад було встановлено, що вмiст ртутi в балтiйськiй трiсцi подекуди досягає 800 мг/кг маси. Це означає, що з'ївши п'ять-вiсiм таких рибин, людина одержує стiльки ртутi, скiльки мiститься в медичному термометрi. Сумної слави набула хвороба Мiнамата, вперше виявлена в людей, що їли рибу, виловлену японськими рибалками в затоцi Мiнамата, куди промисловi пiдприємства безконтрольно скидали стоки з ртуттю [16]. Згубно впливають на стан водойм стiчнi води, що мiстять розчиненi органiчнi речовини або суспензiї органiчного походження. Бiльшiсть цих речовин сприяє зниженню вмiсту кисню у водi. Особливої шкоди завдають нафта й нафтопродукти, якi утворюють на поверхнi води плiвку, що перешкоджає газообмiновi мiж водою й атмосферою й знижує вмiст кисню у водi. Осiдаючи на дно водойм, органiчнi суспензiї замулюють його й затримують або повнiстю припиняють життєдiяльнiсть донних мiкроорганiзмiв, якi беруть участь у самоочищеннi. Пiд час гниття донних осадкiв, забруднених органiчними сполуками, утворюються шкiдливi й отруйнi сполуки, зокрема сiрководень, що забруднює всю воду в рiчцi чи озерi [10]. "найбруднiших" виробництв, створених людиною), нафтопереробнi заводи, великi тваринницькi комплекси тощо. Велику кiлькiсть органiчних сполук, яких ранiше не було в природi, мiстять стоки хiмiчних пiдприємств. Багато з цих речовин бiологiчно активнi, дуже стiйкi й важко видаляються iз стокiв. Останнiм часом особливе мiсце серед них посiдають синтетичнi миючi засоби-детергенти. Бiльшiсть з них мiстять фосфор. Зростання кiлькостi фосфатiв i нiтратiв у рiчках, озерах i морях спричинює iнтенсивний розвиток синьо-зелених водоростей, "цвiтiння" водойм, що супроводжується рiзким зниженням вмiсту у водi кисню, "заморами" риб, загибеллю iнших водних тварин. Детергенти також надзвичайно утруднюють роботу каналiзацiйних споруд, уповiльнюючи процеси коагуляцiї пiд час очищення стiчних вод. тобто їхня дiя виявляється в наступних поколiннях живих iстот i полягає в появi шкiдливих мутацiй, генетичних розладах тощо [17]. Фiзичне забруднення Суспензiї (пiсок, намул, глинистi частки) потрапляють у водойми головним чином за рахунок поверхневого змиву дощовими водами з сiльськогосподарських полiв, особливо тодi, коли розорюються водозахиснi смуги вздовж рiчок, орнi дiлянки наближаються до самого зрiзу води. Багато суспензiй потрапляє у водотоки з дiючих пiдприємств гiрничорудної промисловостi, таких, як промивочнi установки, драги тощо. Пил надходить у водойми також з сильними вiтрами, особливо в суху погоду. Твердi частки рiзко знижують прозорiсть води, пригнiчуючи процеси фотосинтезу водяних рослин, забивають зябра риб й iнших водних тварин, погiршують смаковi якостi води. Особливу небезпеку для всього живого становлять радiоактивнi домiшки, що потрапляють у водойми завдяки викидам АЕС (особливо пiд час аварiй), з частками золи вiд працюючих ТЕС тощо [7]. Теплове забруднення водойм є особливим видом забруднення гiдросфери. Воно спричинене спуском у водойми теплих вод вiд рiзних енергетичних установок. Величезна кiлькiсть тепла, що надходить з нагрiтими водами в рiки й озера, iстотно змiнює їх термiчний i бiологiчний режими. Серед теплових забруднювачiв гiдросфери перше мiсце посiдають АЕС, ТЕС, ТЕЦ. Як свiдчать спостереження, у рiках, якi розташованi нижче вiд дiючих ТЕС i АЕС порушуються умови нересту риб, гине зоопланктон, риби уражуються хворобами й паразитами. Вченi-гiдробiологи встановили таку характерну послiдовнiсть дiї пiдвищених температур, °С, на мешканцiв озер i штучних водойм: До 26 - шкiдливого впливу не спостерiгається; понад 30 – шкiдлива дiя на бiоценози; 34-36 - гине риба й деякi види iнших органiзмiв водного середовища i полягає у надходженнi до водойм iз стiчними водами рiзних видiв мiкроорганiзмiв, рослин i тварин (вiруси, бактерiї, грибки, найпростiшi, черви), яких ранiше тут не було. Багато з них є хвороботворними для людей, тварин i рослин. Серед бiологiчних забруднювачiв перше мiсце посiдають комунально-побутовi стоки, особливо коли вони надходять у водойми без очищення. Проте навiть за наявностi очисних споруд деяка кiлькiсть вiрусiв, бактерiй все ж не затримується фiльтрами й потрапляє у водойми. Промисловими бiологiчними забруднювачами є пiдприємства шкiрообробної промисловостi, м'ясокомбiнати, цукровi заводи. Особливої гостроти бiологiчне забруднення водойм набуває в мiсцях масового вiдпочинку людей (рекреацiйнi й курортнi зони узбережжя морiв i озер). Через поганий стан каналiзацiйних i очисних споруд останнiми роками мiське керiвництво Одеси, Марiуполя та iнших мiст на узбережжi Чорного й Азовського морiв неодноразово закривало пляжi, бо в морськiй водi були виявленi збудники таких небезпечних хвороб, як вiрусний гепатит, дизентерiя, холера тощо. Якiсть води – це сукупнiсть фiзичних, хiмiчних, бiологiчних та бактерiологiчних показникiв, якi обумовлюють придатнiсть води для використання у промисловому виробництвi, побутi тощо. Хiмiчний комбiнат середньої потужностi щодоби використовує 1-2 млн. м3 води. У великих мiстах з населенням бiльше 3 млн. чоловiк добова витрата води сягає 2 млн. м3 , а рiчна – 1 млрд. км3 . При цьому до якостi води висуваються достатньо високi вимоги, що викликає необхiднiсть у складних технологiчних процесах водоочищення та водопiдготовки. Забруднення рiчок, озер, морiв та океанiв вiдбувається зi значною швидкiстю, оскiльки у цi водойми надходить значна кiлькiсть завислих та розчинених речовин (органiчних та неорганiчних) [19]. Особливу небезпеку для водойм є стiчнi води. Стiчнi води котелень мiстять пом'якшувачi, продукти корозiї. Наявнiсть на поверхнi води масел, нафти погiршує обмiннi процеси, знижує в кисню у водi, що призводить до загибелi риб. 1 л нафти забруднює до 12 м2 поверхнi води водоймища. Якщо вмiст нафтопродуктiв складає понад 200 мг/м3 , порушується зоологiчна рiвновага водних об'єктiв. Синтетичнi поверхнево активнi речовини згубно впливають на розвиток фiтопланктону Свинець, ртуть, кадмiй, нiкель, цинк, марганець, потрапивши у воду, роблять її токсичною, що призводить не лише до загибелi зоопланктону, але й завдає шкоди здоров'ю людей. Стiчнi води гальванiчних дiльниць за металом перевищують ГДК в 2000–5000 разiв. Пестициди, що потрапляють у воду при обробцi лiсопосадок, садiв, городiв, негативно впливають на живi органiзми та людей, котрi споживають таку воду. Великої шкоди водним об'єктам завдає будiвництво мостiв та iнших споруд на рiчках [20]. Господарсько-побутовi стоки призводять до бiологiчного забрудню води, що може викликати кишково-шлунковi захворювання (холеру, тиф) та захворювання печiнки (гепатит). Особливо небезпечнi стiчнi води пун санiтарної обробки бiлизни та спецодягу, стоки вiд лiкарень, побутовi стоки котрi, потрапивши у воду, можуть викликати рiзнi глистовi захворювання (аскаридоз, ехiнокоз тощо). Органiчнi забруднення часто призводять непередбачуваних процесiв – зв'язування кисню у водi, загибелi живих органiзмiв та фiтопланктону. Надлишки фосфору та азоту у водi призводять до її цвiтiння та порушення бiологiчної рiвноваги у водоймах (табл. 1. 7.). Таблиця 1. 7. Наслiдки споживання людиною забрудненої води Характер споживання води Забруднювач Бiологiчний Патогеннi бактерiї Вiруси Інфекцiйний гепатит Паразити Вмивання, прання у водi Проживання або знаходження бiля води Через комах переносникiв Малярiя, жовта лихоманка, сонна хвороба, фiляритоз Хiмiчний Пиття та їжа Нiтрати Метагемоглобiнемiя Ендемiчний флюороз Миш’як Інтоксикацiя Селен Селеноз, iнтоксикацiя Інтоксикацiя Полiциклiчнi ароматичнi вуглеводи Рак Надто м’яка вода Атеросклероз, гiпертонiя Хром Уровська хвороба Нiкель Мiдь Ураження нервової системи Фенол Отруєння Радiоактивнi речовини, потрапляючи до води, викликають її iонiзацiю що несприятливо вiдбивається на розвитку живих органiзмiв. Бiльш того фiтопланктон та риби здатнi засвоювати велику кiлькiсть радiоактивнi речовин та накопичувати їх у своєму органiзмi. Споживання такої рибинебезпечне для здоров'я людей. з високим ступенем забруднення – небезпечнi для якого виду водокористування. Воднi об'єкти з надзвичайно високим ступ забруднення непридатнi для всiх видiв водокористування [ 21]. Вода бiльшостi водних об’єктiв України на сучасному рiвнi класифiкується як забруднена i брудна (ІV-V клас якостi). Найгострiша ситуацiя спостерiгається в басейнах рiчок Днiпра, Сiверського Дiнця, рiчках Приазов’я, окремих притоках Днiстра, Захiдного Бугу, де якiсть води класифiкується як дуже брудна (VI клас). Для екосистем бiльшостi водних об’єктiв України властивi елементи екологiчного та метаболiчного регресу. Значною мiрою це пов’язано з техногенним забрудненням та розоранiстю водозбiрних ландшафтiв. Зберiгається тенденцiя до погiршення якостi пiдземних вод внаслiдок надходження до пiдземних горизонтiв забрудникiв зi стiчними водами, а також iнтенсивної експлуатацiї продуктивних водоносних горизонтiв. Забрудненi дiлянки пiдземних вод поширенi переважно в районах розмiщення великих промислових i сiльськогосподарських об’єктiв, насамперед поверхневих сховищ вiдходiв (накопичувачiв, золовiдвалiв, хвостошламосховищ тощо). В Українi виявлено понад 290 сформованих осередкiв забруднення пiдземних вод в основних водоносних горизонтах, бiльш нiж на 90 дiючих водозаборах спостерiгається прогресуюче погiршення якостi води. Пiдземнi води, якi продовжують залишатися основним, надiйним джерелом водопостачання, особливо в сiльськiй мiсцевостi, не завжди вiдповiдають вимогам до питної води, насамперед унаслiдок пiдвищеного вмiсту в них сполук нiтратiв, фосфору та бактерiологiчного забруднення. Кисневий режим у рiчках України був задовiльним, за винятком локального та короткотермiнового зменшення вмiсту кисню у водах окремих рiчок та водоймищ в лiтнiй перiод. Останнє пояснюється зменшенням розчинностi кисню при високих температурах води. У переважнiй бiльшостi рiчкових басейнiв України тривалий час спостерiгається сприятлива тенденцiя до зменшення вмiсту у водi мiнеральних сполук азоту (N мiнер.), якi визначають рiвень евтрофування природних вод. У рiчках Криму вмiст N мiнер. за останнiй рiк не змiнився, а у водi Днiпра вiдзначено тенденцiю до його зменшення. У водах Дунаю, Пiвденного Бугу, Днiстра, в рiчках Криму та Приазов’я протягом останнiх рокiв спостерiгалося незначне зниження вмiсту мiнеральних сполук фосфору. вод бiльшостi рiчок України має тенденцiю до зниження. Найвищий вмiст мiдi та марганцю в 2001 роцi спостерiгався у басейнi Днiстра; цинку – у водах Пiвденного Бугу та Сiверського Дiнця; хрому – у басейнi Захiдного Бугу. Найнижчий вмiст усiх металiв у водному середовищi, окрiм мiдi, зафiксовано у водних об’єктах Криму. В той же час викликає тривогу помiтне збiльшення у водi вмiсту фенолiв, у першу чергу це притаманне рiчкам Приазов’я, що може бути пов’язане з впливом гiрничо-видобувних районiв Донбасу. Гальмiвним фактором використання водних ресурсiв є їх мiнливiсть у часi: в природних умовах на частку весняного стоку припадає 60–70% на пiвночi i пiвнiчному сходi та до 80–90% – на пiвднi. Територiальний розподiл водних ресурсiв не вiдповiдає розмiщенню водоємних галузей господарського комплексу України. Найбiльша кiлькiсть водних ресурсiв (58%) зосереджена в рiчках басейну Дунаю у прикордонних районах, де потреба у водi не перевищує 5% її загальних запасiв. стоку водозабезпечення в Українi здiйснюється за допомогою 1,16 тис. водосховищ (загальний об’єм майже 55 км3 (корисний об’єм 18,7 км3 ) забезпечують бiльше половини обсягу водоспоживання в Українi. Створений в Українi багатогалузевий господарський комплекс споживає у процесi виробництва значнi обсяги водних ресурсiв, хоча за останнi десять рокiв валовi потреби у водi зменшились на 40%. Вони задовольняються забором прiсних вод з поверхневих (24%) та пiдземних (3%) джерел, шахтно-рудникових (близько 2%) та морських (понад 1%) вод, а також за рахунок використання води, залученої в оборотнi системи водопостачання (70%) (табл. 1. 6). За останнi роки стабiлiзувався обсяг води, залучений в системи оборотного водопостачання, – 41,3 куб. км., при цьому безповоротний забiр води становить 5,3 км3 або 31% усього об’єму забраної прiсної води. 3 /рiк до 21,2 км3 /рiк), скорочення техногенного навантаження поки що не призвели до очiкуваного ефекту – бiльша частина поверхневих водних об’єктiв залишається – 6 класу якостi (вiд води “забрудненої» – до “дуже забрудненої»). Основними причинами надто повiльного полiпшення екологiчного стану поверхневих водних об’єктiв, навiть в умовах зниження техногенного навантаження, є регiональне геохiмiчне забруднення водозбiрних ландшафтiв важкими металами, нафтохiмiчними продуктами, залишками мiндобрив тощо. Останнi роки, за оцiнками УІДНСiР та Держгеолслужби Мiнекоресурсiв, негативний вплив на екологiчний стан поверхневих водних об’єктiв пiдсилюється скиданням недостатньо очищених комунально-побутових та промислових стiчних вод. Вiдносному уповiльненню вказаної тенденцiї, на нашу думку, можуть сприяти клiматичнi змiни останнiх рокiв i пов’язане з ними пiдвищення кiлькостi опадiв та поверхневого стоку. Переважаючий вплив якостi питно-господарських вод на стан здоров’я населення (причина 70–80% захворювань) обумовив в останнi роки розвиток використання пiдземних вод як найбiльш екологiчно сталого i захищеного джерела питної води. Зростає також використання питних, столових та лiкувальних мiнеральних вод, яке у 2002 роцi досягло 11,2 л/рiк на людину (в розвинених країнах – до 90–110 л/рiк на людину). Тут можна вiдзначити суттєве уповiльнення динамiки забруднення пiдземних вод глибоких горизонтiв у бiльшостi басейнiв пiдземних вод, пов’язаного головним чином зi зменшенням агрохiмiчних та техногенних навантажень на ґрунтовий (незахищений з поверхнi) горизонт. Виникнення локальних дiлянок забруднення пiдземних вод спостерiгається переважно в гiрничо-видобувних регiонах внаслiдок впливу мiнералiзованих вод шахт, що закриваються, та фiльтруючих накопичувачiв промислових та стiчних вод. Основними засадами екологiчно збалансованого водокористування i сталого вiдтворення водних ресурсiв та об’єктiв України є: – прiоритетнiсть соцiальної сфери водокористування, забезпечення прав людини на питну воду належної якостi та сприятливе водне середовище; – переважаюче використання водоресурсних об’єктiв у природному станi; – дотримання норм мiжнародного права, спiвробiтництво у галузi використання i охорони транскордонних водноресурсних систем [15]. 2. 1 Гiдрологiчна характеристика Вiнницької областi Вiнницька область розташована в центральнiй частинi Правобережної України. На заходi межує з Чернiвецькою i Хмельницькою, на пiвночi – з Житомирською, на сходi – з Київською, Черкаською, Кiровоградською, на пiвднi – з Одеською областями України та з Молдовою (рис. 7.). площа 26,5 тис. км2 (4,4% територiї України). Населення областi 1772,4 тис. чол., що складає 3,6% всього населення України. На територiї областi створено 27 адмiнiстративних районiв. Вiнницька область розташована у межах лiсостепової зони. Її ґрунтовий покрив i клiматичнi умови сприятливi для розвитку сiльського господарства. В геоструктурному вiдношеннi бiльша частина областi знаходиться у межах пiвденно-захiдної частини Українського кристалiчного щита. Поверхнiсть областi – хвиляста лiсова рiвнина, що поступово знижується з пiвнiчного заходу на пiвденний схiд. Характерний рельєф створюють рiчковi долини Днiстра i Пiвденного Бугу. Клiмат областi помiрно континентальний з м’якою зимою i теплим, вологим лiтом. Середньорiчна температура повiтря складає 7,50 С. на територiї областi протiкає 232 рiчки довжиною понад 10 км кожна. Вони належать до басейнiв Пiвденного Бугу, Днiстра i Днiпра. В межах областi розташовано понад 4000 ставкiв та 65 водосховища. Рiчки i водойми використовують для технiчного та господарсько-питного водопостачання, рибного господарства, судноплавства, зрошування земель i гiдроенергетики. Стан водних ресурсiв Вiнницької областi як у кiлькiсному, так i в якiсному вiдношення визначається компонентами природного середовища (ґрунт, рослинний покрив, рельєф, тощо) та господарською дiяльнiстю (регулювання схилових i рiчкового стоку, водно-повiтряного режиму ґрунто-пiдґрунтя, сiльськогосподарське та промислове освоєння водозаборiв, тощо). Рiчки Вiнницької областi (табл. 2. 1.) належать до басейнiв трьох основних рiк України – Пiвденного Бугу, Днiстра i Днiпра, на басейни яких припадає 62,28 i 10 вiдсоткiв територiї областi. Для притокiв П. Бугу та Днiпра характерний незначний нахил русла, притоки Днiстра – порожистi. Живляться рiчки дощовими (48%), снiговими (25%) i пiдземними водами (27%). Мiнералiзацiя води гiдрокарбонатно-кальцiєва. Майже для всiх рiчок областi характерним є водний режим з помiтною весняною повiнню. Використовуються вони для питного i технiчного водозабезпечення, судноплавства, зрошування земель i гiдроенергетики. Основним постачальником води в областi є рiчки басейну Пiвденного Бугу – це становить 112,8 млн. м3 або 97,9% водозабору областi, площа водозбору становить 16400 км2 . Таблиця 2. 1. Рiчкова сiтка Вiнницької областi Головна рiчка (велика, середня) Площа басейну, км2 * Довжина рiчки, км* Сумарна довжина малих рiчок, км В тому числiL<10 км Густота рiчкової сiтки, км/км2 всього в т. ч. L<10 км 1 2 3 4 5 6 7 8 Пiвденний Буг 16400 / 63700 2227 2086 6748 4046 0,43 Соб 2600 / 2840 115 365 340 1144 730 0,48 Гiрський Тiкич 11 / 167 21 20 67 56 0,56 Днiстер 7500 / 59690 166 / 925 910 860 2931 1600 0,41 Мурафа 2410 163 258 239 804 412 0,40 2600 / 292700 0 / 1121 457 422 1256 754 0,48 Случ 0 / 451 4 3 4 2 0,40 1 2 3 4 5 6 7 8 670 / 15100 0 / 365 124 114 344 210 0,53 Рось 1920 / 12600 58 / 346 329 305 908 542 0,50 Разом в областi 26500 865 3594 3368 10935 6400 0,45 2. Середнi рiчки – 4 (Соб, Гiрський Тiкич, Мураба, Рось); 3. Малi рiчки (довжиною менше 10 км) – 226; Таблиця 2. 2. Наявнiсть рiчок понад 10 км в межах адмiнiстративних утворень Вiнницької областi Райони Всього рiчок Малi рiчки Кiлькiсть, шт.*. Загальна довжина, км Загальна довжина, км Кiлькiсть, шт.*. Загальна довжина, км 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Барський 17 210 16 188 1 22 - - 17 243 16 203 - - 1 40 Вiнницький 13 194 12 154 - - - - 14 192 12 131 1 39 1 22 Жмеринський 16 237 14 205 1 27 1 5 Іллiнецький 13 180 12 139 1 41 - - Калинiвський 14 201 13 181 - - 1 20 Козятинський 20 236 20 236 - - - - 13 167 13 167 - - - - 15 210 14 177 1 33 - - Лiтинський 11 195 10 184 - - 1 11 13 267 11 185 1 12 1 70 12 206 11 198 - - 1 8 18 262 17 192 - - 1 70 Оратiвський 12 177 11 166 1 11 - - 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 108 8 108 - - - - 16 244 15 186 1 51 - - Теплицький 14 184 13 178 - - 1 6 9 144 8 93 - - 1 51 Томашпiльський 8 131 8 131 - - - - Тростянецький 15 196 13 164 1 2 1 30 12 207 11 195 - - 1 12 Хмiльницький 15 246 14 201 - - 1 45 Чернiвецький 9 135 8 99 1 36 - - Чечельницький 8 139 8 139 - - - - Шаргородський 15 232 14 192 1 40 - - Ямпiльський 11 257 9 143 1 26 1 88 Всього 232 5400 226 4535 4 347 2 518 Всього по територiї областi протiкає 3,6 тис. рiчок, загальною протяжнiстю 11,8 тис. км. Пересiчна густота рiчкової мережi становить 0,45 км/км2 . загальною площею 11,2 тис. га., а ставкiв нараховується понад 4000, загальною площею бiльше 20 тис. га. Насиченiсть ставками на Вiнниччинi – одне з найвищих в країнi. Найбiльше ставкiв i водосховищ по басейнах великих рiчок. Природних озер на територiї областi немає. Воднi об’єкти на територiї областi представленi рiчками, струмками, водосховищами i ставками. Згiдно даних Земельного кадастру та облiкових даних Облводгоспу загальна площа земель водного фонду областi складає 108258 га, в тому числi зайнятi: – рiчками та струмками – 9019 га; – вiдкритими заболоченими землями – 29576 га; – прибережними захисними смугами – 41222 га (в т. ч. 4723 га болотами). ≈ 23% вiд усього водозабору областi). Саме вiд виробiтку електро- та теплової енергiї на ТЕС залежить, в основному, динамiка змiн обсягiв водозабору. В останнi роки, спостерiгається зменшення водозабору. Дещо зменшується водоспоживання i в сiльському господарствi, комунального господарства, за рахунок встановлення водолiчильникiв. Як позитивне в областi, слiд вiдмiтити збiльшення обсягiв оборотного та повторно-послiдовного водопостачання. До останнього часу основними забруднювачами поверхневих вод областi були пiдприємства харчової та переробної промисловостi. Значне падiння обсягiв виробництва на цих пiдприємствах призвело до зменшення обсягiв скидiв. Все бiльшу частку в обсягах забруднень мають пiдприємства житлово-комунального господарства. На територiї областi експлуатуються 55 очисних споруд каналiзацiї бiологiчного та механiчного типу очищення зворотних вод, потужнiсть яких становить 79,5 млн. м3 на рiк. Основною загальною проблемою майже всiх ОСКобластi є наднормативний скид азоту амонiйного внаслiдок недостатнього рiвня i глибини бiологiчної очистки. Значнi перевищення нормативiв якостi скиду були допущенi на Тульчинських, Могилiв - Подiльських ОСК, ОСК Козятинської ДЦСВ. цих заходiв є Державний фонд ОНПС при залученнi коштiв фонду ОНПС у складi обласного бюджету. Завершується реконструкцiя ОСК (Шаргородмаслозавод) м. Шаргород, ведеться будiвництво напiрного колектору для перекидки стокiв колишнього заводу “Сектор» та стокiв маслозаводу на ОСК м. Жмеринка, якi значно недовантаженi. Продовжується будiвництво ОСК м. Томашпiль, смт. Чечельник та смт. Чернiвцi, Немирiвського санаторiю “Авангард». Завершене будiвництво ОСК смт. Пiщанка. Разом з тим, в зв’язку iз незадовiльним технiчним станом КНС постiйно виникають аварiйнi ситуацiї iз скидом неочищених стокiв в р. Пiвденний Буг в м. Вiнниця. Так, на початку 2003 р. внаслiдок аварiї на КНС-3А в р. Пiвденний Буг надiйшло близько 31 тис. м3 госпфекальних стокiв. Збереження рiчки Пiвденний Буг i доля ставкiв на нiй – це єдина проблема. Захоплення будiвництвом ставкiв (Вiнницька область посiдає одне з перших мiсць в Українi за кiлькiстю ставкiв) призводить до того, що рано чи пiзно каскади ставкiв будуть замуленi. Серед основних екологiчних проблем, якi необхiдно вирiшувати в областi: збереження водно ресурсних систем як унiкальних складових природного середовища є: – запровадження водозберiгаючих форм розвитку економiки областi; – зменшення скидiв забруднюючих речовин в водойми; – органiзацiя об’єктивного монiторингу стану поверхневих водойм областi; – пiдвищення рiвня первинного облiку водокористування пiдприємствами областi; – пiдвищення розмiрiв зборiв за спецводокористування та забруднення водних ресурсiв. задовiльний (вмiст розчиненого кисню знаходився в межах 7,1-10,8 мг О2 /дм3 ), жорсткiсть води середня (3,6-8,0 мг-екв/дм35 ) коливалось в межах 2,11-5,4 мг О2 /дм3 сполук марганцю. В 2003 р. у водi р. Днiстер вiдмiчалось забруднення марганцем (до 1,4 ГДК), залiзом (до 4,1 ГДК), вода бiльш забруднена амонiєм сольовим до 1,4-2,2 ГДК (перевищення нормативiв спостерiгалось на всiх створах). Якiсть води приток р. Днiстер лишилась на рiвнi 2002 р., практично всi показники якостi води знаходяться нижче ГДК (крiм завислих речовин). Малi рiчки: Мул, Десенка, Сiльниця, Ровець, Роставиця, Удич, Баран, Воронка, Вiнничка, Вендичанка, Берладiнка, Вовчанка, Гуйва, Жердь, Десна, Постолова, Скакунка, Тепличка, Тяжилiвка, Ситна характеризуються перемiнним локальним забрудненням, яке залежить вiд сезону роботи цукрозаводiв та iнших пiдприємств. У весняно-лiтнiй перiод води самоочищаються. В планктонi в рiзнi перiоди року домiнують дiатомовi, синьо-зеленi i протококовi водоростi. Найчисельнiшою i ведучою групою являються дiатомовi водоростi. В розвитку фiтопланктону спостерiгається така послiдовнiсть: зимою майже виключно зустрiчаються дiатомовi водоростi; весною дiатомовi домiнують серед iнших небагато чисельних груп; лiтом фiтопланктон досягає максимального розвитку i рiзновидностей видiв; восени знову переважають дiатомовi. Найчастiше зустрiчаються: Synedraacus, Synedraulna, Cuclotella, Navicula, Diatomavulgare, Meloziragranulata. Із протикокових переважають Pediastrum duplex, Pediastrum boruanum, рiзновидностi Scenedesmus, Crucigenia; is евгленових – Phacus, Lepocinclis, Evglena, Trachelomonas. Досить часто зустрiчаються Chlorella i Chlorococcum. Серед вольвоксових - Pandorina morum i Endorina elegans. Порiвняно багато видiв родини синьо-зелених. В значнiй кiлькостi зустрiчаються Microcystis aeroginosa, Aphanizomenon Flos-aguae, Anabaena spiroides, Oscillatoria limosa, Oscillatoria geminata. Досить часто зустрiчаються нитчастi водоростi в обростаннях: кладофора, ентероморфа, спiрогiра. В весняно-лiтнiй перiод часто спостерiгається "цвiтiння". В "цвiтiннi" синьо-зелених подорослiв, частiше iнших, приймає участь Microcystis aeroginosa; жовто-зелених – Tribonema. Характерно, що найбiльш iнтенсивне "цвiтiння" спостерiгається в мiсцях скиду великої кiлькостi стiчних вод, насичених органiчними речовинами, в основному, в районах скидiв мiських каналiзацiй. За гiдробiологiчної оцiнкою якостi вод рiчки Вiнницької областi можна вiднести до категорiї „умовно чистi». За даними Пiвденно-Бузького БУВР, яке контролює вiсiм створiв постiйних спостережень на рiчцi Пiвденний Буг, та два створи постiйних спостережень на притоках рiчки Пiвденний Буг – рiчках Соб i Рiв, вода в рiчцi Пiвденний Буг та її притоках оптимально мiнералiзована, середньої жорсткостi, кисневий режим задовiльний. Із 89 випадкiв перевищення ГДК 51 (в 2003 роцi) випадки припадає на БСК повне, яке перевищує ГДК у 1,02-3,03 рази. Концентрацiя решти забруднюючих речовин знаходиться нижче ГДК для водойм господарсько-питного водокористування (СанПiн №4630-88). Вода у рiчцi Пiвденний Буг забруднена органiчними речовинами, БСКп = 1,07-3,7 ГДК (51 проб iз 78 вiдiбраних). Найбiльшi концентрацiї органiчних сполук були зафiксованi у вереснi 2003 року (14,2-18,2 мг O23 ), що безпосередньо пов‘язано з неконтрольованим спуском ставкiв на притоках Пiвденного Бугу. 3 , нiтратiв – 5,3-9,7 мг/дм3 , що значно нижче ГДК для водойм госппитного водокористування. Якiсть води Сутиського водосховища за бiльшiстю гiдрохiмiчних показникiв гiрша порiвняно з якiстю води рiчки Пiвденний Буг вище м. Вiнницi (район питного водозабору). Це свiдчить про те, що скиди ВО “Вiнницяводоканал», який є одним з основних пiдприємств забруднювачiв Вiнницької областi, негативно впливають на формування якостi води в рiчцi Пiвденний Буг нижче м. Вiнницi. Обласною Санiтарно – епедемiологiчною станцiєю проводилось радiологiчне дослiдження води, було вiдiбрано 82 поверхневих проби i виконано 82 спектрометричних дослiдження. В пробах води визначали вмiст радiонуклiдiв цезiю-137 i стронцiю-90. Вмiст радiонуклiдiв цезiю-137 i стронцiю-90 знаходиться значно нижче допустимих рiвнiв. Рiвень радiоактивного забруднення рiчки Пiвденний Буг в цiлому залишився задовiльною. Результати гiдрохiмiчних вимiрювань проб поверхневих вод, свiдчать про забруднення поверхневих водойм Вiнниччини органiчними сполуками. За органолептичними показниками якiсть води у рiчцi Пiвденний Буг та її притоках Рiв i Соб у 36 випадках iз 160 не вiдповiдає нормам СанПiн №4630-88. Але у цiлому вода поверхневих вод Вiнниччини за бiльшiстю хiмiчних показникiв безпечна, крiм БСКп та кольоровостi, i може бути використано для господарсько-питних та культурно-побутових потреб. За даними ВО "Вiнницяводоканал" (монiторинг стану рiчки проводився щоденно), на початку 2003 року (в сiчнi-березнi) вмiст азоту амонiйного перевищував граничнодопустимi концентрацiї, встановленi для водойм господарсько-питного водокористування (ГДК2) (1-1,8 ГДК2), починаючи з квiтня, вмiст азоту амонiйного коливався в межах 0,44-2,5 граничнодопустимих концентрацiй, встановлених для рибогосподарських водойм (ГДК1). Кисневий баланс знаходився в межах норми, хоча спостерiгалося коливання вмiсту кисню, пов’язане з бiогенними процесами. Вмiст солей металiв знаходився в основному в межах ГДК2, за виключенням вмiсту залiза, марганцю, мiдi. Вмiст iонiв залiза залишався пiдвищеним практично на всiх водозаборах до 1,4ГДК2; марганцю вiд 1,6 до 4 ГДК; мiдi до 2 ГДК1. За даними обласної санiтарно-епiдемiологiчної служби: показниках в районах: Томашпiльському (24,6%), Могилiв-Подiльському (17,5%), Муровано-Куриловецькому (12,9%) та Ямпiльському (12,7%). Створи рiчки Пiвденний Буг За останнiй рiк спостерiгалось постiйне забруднення води органiчними речовинами (БСК5 до 1,2 ГДК2), фiксувалось значне перевищення iснуючих нормативiв по вмiсту залiза (до 1,7 ГДК2), цинку (до 1,7 ГДК2 бiля м. Хмiльник), формальдегiду (5,2 ГДК2). Спостерiгалося постiйне бактерiальне забруднення рiчки Пiвденний Буг (особливо в районi створiв мм. Вiнниця, Калинiвка, Хмiльник), проте збудникiв кишкових iнфекцiйних захворювань не виявлено. лабораторiєю обласної санiтарно – епiдемiологiчної станцiї не виявлено. Таж обласною СЄС пестицидiв (в тому числi Бi – 58, децис, ГХЦ, базудiн, карбофос, метафос, ДДТ, фосфамiд) в дослiджених зразках води в рiчцi Пiвденний Буг та Днiстер на всiх створах спостережень не виявлено [23]. 2. 2 Аналiз якостi води господарсько-питного призначення, яка подається ВОКВП ВКГ “Вiнницяводоканал» з р. Пiвденний Буг в мiсто Вiнниця Основним постачальником води в областi є рiчки басейну Пiвденного Бугу – в 2003 р. це становило 112,8 млн. м3 або 97,9% водозабору областi, площа водозбору становить 16400 км2≈ 23% вiд усього водозабору областi) та Вiнницьке обласне комунальне виробниче пiдприємство водопровiдно-каналiзацiйного господарства (ВОКВП ВКГ) “Вiнницяводоканал» яке знаходиться за адресою м. Вiнниця, вул. Київська 173. на очиснi споруди вода подається в централiзований водогiн. Перш нiж вивчити якiсть води в р. Пiвденний Буг ми розглянемо схему очистки води на “Вiнницяводоканал». Кожен змiшувач являє собою з/б резервуар, прямокутний в планi з пiрамiдальною нижньою частиною. Об'єм кожного змiшувача 170 мЗ В змiшувачах сира вода змiшується з наступними розчинами i реагентами: > необхiдним розчином сiрчанокислого алюмiнiю; > розчином активної кремнекислоти за необхiднiстю; > розчином хлорної води. прямокутний, в планi з/б резервуар, який складається з камери пластiв це утворення i зони вiдстоювання. Камера пластiв це утворення - вертикального типу, час перебування води в камерi - 30 хв. Оброблена вода по площi камери розподiляється через перфорованi труби. Вихiд води iз камери пластiв це утворення проводиться через затоплений водозлив у вiдстiйну зону. У вiдстiйнiй зонi вода висвiтлюється вiд крупно дисперсних зважених речовин, збирається збiрними лотками i по системi трубопроводiв подається на швидкi фiльтри. Накопичений у вiдстiйнику осад перiодично скидається в промканалiзацiю з повним спорожненням кожної секцiї вiдстiйникiв почергово. Швидкi фiльтри представляють собою прямокутнi в планi з/б резервуари, заповненi фiльтруючим шаром з пiдтримуючим шаром гравiю, пiд яким розташована дренажна система у виглядi перфорованих труб, якi служать для збирання фiльтрованої води i рiвномiрного розподiлу промивної води. Завантаження фiльтрiв виконано iз гравiю, складеного поверх дренажних труб, розмiром 40 х 70, 20х 40, 10 х 20, 5х10 мм з висотою кожної фракцiї 15 см, пiску - крупнiстю 0,5-2,0 мм з висотою шару 90 см. Подача освiтленої води на фiльтри проводиться зверху вниз, фiльтрована вода пiсля фiльтрiв надходить в резервуар чистої води. Промивка фiльтрiв проводиться очищеною водою, яка подається з РЧВ насосами для промивки фiльтрiв. Тривалiсть промивки 5-8 хвилин. Витрата води, яка подається на промивку фiльтрiв, контролюється витратомiром ОІА-10. Промивна води пiсля фiльтрiв скидається в промканалiзацiю. Перед подачею фiльтрованої води в РЧВ проводиться її повторне обеззараження i, за необхiднiстю, - фторування. Розчини хлорної води i кремнефтористого натрiю (амонiй) подається в трубопровiд перед РЧВ. Нормальне положення дроселя вiдкрите, за необхiднiстю повiдомити зваженому осаду пульсуючий режим, дросель покривається на 80%, i рiвень води в приймальнiй камерi починає пiдвищуватись. При досягненнi потрiбного рiвня (через 10-20 секунд) дросель вiдкривається, iмпульс потрiбного руху води передається в камеру пластiв це утворення. Через деякий час цикл повторюється. Камера пластiв це утворення вертикального типу. Оброблена реагентами вода розподiляється по площi камери через перфорованi труби. Вихiд води з камери пластiв це утворення проводиться через затоплений водозлив у вiдстiйну зону. в збiрний канал, який вiдводить воду на швидкi фiльтри з вiдстiйникiв води. Накопичений у вiдстiйнику осад перiодично (по мiрi накопичення) скидається в промканалiзацiю. Усунення осаду проводиться пiд гiдростатичним тиском через доннi клапани. Швидкi фiльтри являють собою прямокутнi з/б резервуари, завантаженi фiльтруючим шаром з пiдтримуючим шаром гравiю, пiд яким розташована ковпачкова дренажна система, яка служить для скидання фiльтрованої води i рiвномiрного розподiлу промивної води. Завантаження фiльтрiв виконано з кварцевого пiску, крупнiстю 0,5-2,0 мм, при висотi шару 1200 мм. Подача висвiтленої води на фiльтри проводиться зверху вниз. Пройшовши через фiльтруючий шар, фiльтрована вода збирається дренажем i по системi трубопроводiв вiдводитися в РЧВ. Промивка фiльтрiв передбачена водоповiтряна. Промивна вода подається насосами промивної води, якi встановленi в насоснiй другого пiдйому. Стиснуте повiтря подається вiд повiтродувок, розташованих в примiщеннi реагентного господарства. – розрихлення водою, на протязi 2-х хвилин вiд промивного насосу; – продувка фiльтруючого шару стиснутим повiтрям, яке подається повiтродувкою на протязi 5 хв.; – промивка водою з РЧВ на протязi 5-6 хв. Промивна вода скидається в промканалiзацiю. Витрата води на промивку контролюється витратомiрами. Перед подачею фiльтрованої води в РЧВ проводиться повторне обеззаражування i фторувння (при необхiдностi). Розчини хлорної води i кремнефтористого натрiю (амонiю) подаються в трубопровiд перед РЧВ. "Вода питна", насосами другого пiдйому по водоводах подається в мiсто споживачам. Витрата питної води контролюється витратомiрами ОІА-9. Резервуари мiж собою з'єднуються трубопроводами, а також можуть працювати окремо. Вiддiл коагулювання Коагулянт (сiрчанокислий алюмiнiй АІ2(804)з 18НзО) постачається в реагентне господарство автосамоскидами i вивантажується в 4 зачинно-розчинних баки коагулянту, сюди ж пiдводиться сира вода для розчинення коагулянту. З . Над днищем розташована дерев'яна колосникова градка з прозорими 10-15 мм. Пiд градкою розмiщенi перфорованi труби для пiдводу повiтря. Із затворних бакiв концентрований розчин коагулянту перекачується насосами поз. 32 в 4 баки сховища коагулянту поз. 33, якi представляють собою з/б резервуари розмiром 11х4х4,5 м, ємнiстю 220 мЗ З бакiв-сховищ розчин коагулянту самопливом подається в 4 витратнi баки, поз. 34, в який розчин води утворюється до робочої концентрацiї. Витратнi баки являють собою з/б резервуари, розмiр кожного 4,5 х 1,5 х 2 м, ємнiстю 10,2 мЗ поз. 36. Стиснуте повiтря для розчинення i розведення розчину подається вiд повiтродувки реагентного господарства. Як флокулянт застосовується активна кремнекислота (АК) в певнi пори року. АК готується у витратних баках, розмiщених в реагентному господарствi. Компонентом приготування АК є рiдке скло i сiрчанокислий алюмiнiй. Витратнi баки флокулянту поз. 44 двi шт. Представляють з/б резервуар ємнiстю 2 х 3 х 2 м, корисний об'єм 10 мЗ Рiдке скло доставляється автотранспортом в металевих бочках i зберiгається на складi. розчин перемiшується за допомогою стиснутого повiтря i доводиться рН розчину - 9, i через 1 годину розчин розбавляється до концентрацiї 0,5% та дозувальними насосами подається у водоводи перед змiшувачем комплексу очисних споруд №2. Вапнування вихiдної води передбачене для пiдлужування при недостачi її лужного запасу. Будiвельне вапно доставляється в реагентне господарство автотранспортом i зберiгається в примiщеннi реагентного господарства насипом. З мiсця зберiгання вапно цебром навантажується в бункер, кожний ємнiстю 1,2 мЗ 3 . Перемiшування молока проводиться стиснутим повiтрям, яке подається з повiтродувок. Приготоване вапняне молоко насосами-дозаторами подається до трубопроводу перед змiшувальним пристроєм очищувальних споруд. Вiддiл хлорування Рiдкий хлор постачається до витратного складу хлору автотранспортом в контейнерах, ємнiстю 800 лiтрiв кожний. Витратний склад складається з двох примiщень i розрахований на зберiгання 75 тонн рiдкого хлору в контейнерах. Склад зберiгання обладнаний системою дегазацiї можливих витокiв хлору з контейнерiв, є двi металевi ємностi по 40 мЗ кожна для приготування дегазацiйного 10%-го розчину гiпосульфiту натрiя i кальцiнованої соди. Ємностi з'єднанi трудами з дегазацiйним приямком. Поруч з приямком встановлений футляр для аварiйного контейнера. Пiд час аварiйних випадкiв несправний контейнер занурюється у футляр, котрий герметичне зачиняється накривкою. На накривцi встановлюється гвинт i манометр. До гвинта трубка, яка вiдводить газ-хлор в приямок де, проходячи через нейтралiзуючий розчин, газ-хлор дегазується. на вазi, рiдкий хлор надходить у випарювач, котрий представляє собою ємнiсть iз змiєвиком та тенами, заповненими водою. Температура води у випарювачi 40-70°С. Далi газоподiбний хлор надходить у хлоратори первинного i вторинного хлорування. Хлоратори, встановленi на - первинному i вторинному хлоруваннi, представляють собою хлоратори вакуумного типу з продуктивнiстю 17 кг/код. Хлорна вода пiсля хлораторiв первинного хлорування подається у трубопроводи перед змiшувачем блокiв №1 i №2, поз. 56. Пiсля хлораторiв вторинного хлорування - в трубопроводи фiльтрованої води, яка поступає в РЧВ блока №1 i блока №2. реагенту по пневмотрубопроводу подається в два вакуум-бункери. Вакуумо-бункери сталевi, ємнiстю 600 лiтрiв кожний. Розпорядження в системi пневмотранспорту створюється вакуум-насосом. В бункерi порошок реагенту через об'ємний дозатор подається у вiдповiдний витратний бак для фтор-реагенту. У вiддiлi знаходяться два витратi баки, якi представляють собою з/б резервуари, кожний ємнiстю 6,2 мЗ . У витратному бацi проводиться розчинення реагента водою i приготування робочого розчину необхiдної концентрацiї. Робочий розчин реагенту з витратних бакiв насосами-дозаторами подається в збiрнi трубопроводи фiльтрованої води. Контроль за рiвнем у витратних баках проводиться по мiрних рейках. Регулювання кiлькостi реагенту, який подається, виконується змiною довжини ходу плунжера насоса-дозатора. Для приготування робочого розчину фторного реагенту подається питна вода з господарчо-питного водопроводу. Очищення сирої води Водозабiрнi споруди сполученi з насосною станцiєю 1-го пiдйому. Вiдбiр води з рiчки проводиться за допомогою водоприймального оголовка, подача води вiд водоприймального оголовка - по самопливних лiнiях. Забiр води здiйснюється через фiльтруючу завантажку в аванкамеру. Фiльтр виготовляється з сортового камiння, крупнiстю 15-30 см. З аванкамери вода вiдводиться вихровими цилiндричними камерами, розташованими з торцiв водоприймальника. Прийнята форма камери сприяє утворенню гвинтового потоку, що вирiвнює роботу фiльтрiв по усьому водоприймальному фронту. Висота оголовка 4,1 м, довжина 8 м. Вода по оголовках по двох самостiйних лiнiях, дiаметром 1400 мм, довжиною 71,5 м, поступає в аванкамеру насосної станцiї 1-го пiдйому та подається в центральний водогiн. Ми проаналiзували якiсть води в р. Пiвденний Буг на вiдповiднiсть гранично допустимим концентрацiям (ГДК). Результати аналiзу викладенi в табл. 2. 3., 2. 4., 2. 5. Аналiз води проводився по трьох створах (за 25 показниками), що знаходяться на р. Пiвденний Буг: Створ №1-м. Вiнниця, вул. Київська 173; Створ №2 – на 1 кiлометр вище створу №1; Створ №3 – с. Стрижавка, Вiнницького району. Таблиця 2. 3. Аналiз шкiдливих речовин у водi рiчки Пiвденний Буг, Створ №1 № п/п ГДК* Фактично (сер. рiчне) 1 Мутнiсть, мг/л 1,5 8,4 2 Кольоровiсть, градуси 35 37,5 3 рН 8,5 8 4 Жорсткiсть, мг-екв/л 7,0 5,6 5 350 25 6 0,3 0,4 7 0,5 0,6 8 2 , мгО2 /л > 4 9,1 9 БСК5 6,0 4,8 10 Сухий залишок, мг/л 1000 327,5 11 4 ), мг/л 500 37 12 180 4,4 13 50 1,6 14 0,5 0,03 15 Фтор, мг/л 1,2 0,2 16 Нiтрити, мг/л 0,08 0,1 17 Нiтрати, мг/л 10,0 4,4 18 Марганець, мг/л 0,1 0,2 19 3,5 0,04 20 Цинк, мг/л 5,0 0,005 21 1,0 0,02 22 0,03 0,005 23 Мишьяк, мг/л 0,05 0,01 24 Молiбден, мг/л 0,25 0,0025 25 Запах, бали < 1 3 Як видно з таблицi, у р. Пiвденний Буг в створi №1, виявлено перевищення ГДК по 7 показникам (мутнiсть, кольоровiсть, залiзо, амонiй сольовий, марганець, нiтрити, запах). Таблиця 2. 4. Аналiз шкiдливих речовин у водi рiчки Пiвденний Буг, Створ №2 № п/п Назва речовини ГДК* Фактично (сер. рiчне) 1 2 3 4 1 Мутнiсть, мг/л 1,5 4,2 2 35 32 3 рН 8,5 8,1 4 Жорсткiсть, мг-екв/л 7,0 5,2 5 Хлориди, мг/л 350 24,8 6 Залiзо, мг/л 0,3 0,1 7 Амонiй сольовий, мг/л 0,5 0,5 8 Розчинений О2 , мгО2 /л > 4 7,5 9 БСК5 6,0 2,4 10 1000 33,3 11 Сульфати (SO4 ), мг/л 500 46,5 12 180 75,5 13 Магнiй, мг/л 50 21,1 14 Алюмiнiй, мг/л 0,5 0,03 15 Фтор, мг/л 1,2 0,2 16 0,08 0,1 17 Нiтрати, мг/л 10,0 2,1 18 0,1 0,2 19 Фосфати, мг/л 3,5 0,03 20 5,0 0,002 21 Мiдь, мг/л 1,0 0,005 22 0,03 0,007 23 Мишьяк, мг/л 0,05 не виявлено 24 Молiбден, мг/л 0,25 0,001 25 Запах, бали < 1 3 Як видно з таблицi, у р. Пiвденний Буг в створi №2, виявлено перевищення ГДК по 3 показникам (мутнiсть, нiтрити, запах). Таблиця 2. 5. Аналiз шкiдливих речовин у водi рiчки Пiвденний Буг, Створ №3 № п/п ГДК* Фактично (сер. рiчне) 1 2 3 4 1 Мутнiсть, мг/л 1,5 2,3 2 Кольоровiсть, градуси 35 27,5 3 рН 8,5 8,1 4 Жорсткiсть, мг-екв/л 7,0 6,4 5 Хлориди, мг/л 350 27,5 6 Залiзо, мг/л 0,3 0,2 7 Амонiй сольовий, мг/л 0,5 0,3 8 Розчинений О2 , мгО2 /л > 4 9,3 9 БСК5 6,0 3,6 10 1000 385 11 Сульфати (SO4 500 28,3 12 Кальцiй, мг/л 180 89 13 Магнiй, мг/л 50 26,5 14 Алюмiнiй, мг/л 0,5 0,1 15 Фтор, мг/л 1,2 0,08 16 0,08 0,1 17 Нiтрати, мг/л 10,0 1,6 18 Марганець, мг/л 0,1 0,01 19 Фосфати, мг/л 3,5 0,2 20 5,0 0,009 21 Мiдь, мг/л 1,0 0,002 22 Свинець, мг/л 0,03 0,002 23 Мишьяк, мг/л 0,05 24 Молiбден, мг/л 0,25 0,001 25 Запах, бали < 1 1 Як видно з таблицi, у р. Пiвденний Буг в створi №3, виявлено перевищення ГДК по 2 показникам (мутнiсть, нiтрити). Отже, проаналiзувавши якiсть води в рiчцi Пiвденний Буг ми визначили, що якiсть води в рiчцi Пiвденний Буг залежить вiд вiдстанi населеного пункту. Тому ми вважаємо за доцiльно перенести водозабiр, який проводить ВОКВП ВКГ “Вiнницяводоканал» для водозабезпечення мiста Вiнниця вище русла рiки тим самим ми полiпшимо якiсть води та зменшимо затрати на очистку. 2. 3 Власнi дослiдження: якостi води господарсько-питного водозабезпечення м. Вiнниця Традицiйно склалося, що в повоєннi роки водопостачання м. Вiнниця проводиться з поверхневого забору, що розташований на р. Пiвденний Буг на пiвнiчнiй околицi мiста. Урбанiзацiя населених пунктiв та вибраний напрямок на хiмiзацiю в сiльському господарствi, в басейнi р. Пiвденний Буг загострило проблему якiсного водопостачання адмiнiстративного центру Вiнницької областi. На початку 70х рокiв минулого столiття з iнiцiативи мiської та обласної влади були видiленi бюджетнi кошти для вивчення проблеми водопостачання обласного центру з пiдземних джерел. Геологiчне завдання на пошуки родовища пiдземних вод було видане Київськiй геофiзичнiй експедицiї тресту “Київгеологiя». Враховуючи складнi геолого-гiдрологiчнi умови формування водоносного горизонтiв в окрузi м. Вiнницi був проведений аналiз попереднiх гiдрогеологiчних дослiджень та iснуючих вiдомчих артезiанських свердловин. Встановили, що практично для водопостачання мiста можливо тiльки експлуатувати тiльки основний водоносний горизонт в трiщинуватiй зонi гранiтiв i магматитiв нижнього протерозою. Спорадичнi водоноснi горизонти четвертинної системи i неогену не мали практичного значення. Але необхiдно було враховувати прямий гiдравлiчний зв’язок мiж ними для попередження можливого забруднення основного водоносного горизонту в процесi господарської дiяльностi. Вивчення геофiзичних, геолого-гiдрогеологiчних матерiалiв дало можливiсть сконцентрувати пошуковi i розвiдувальнi роботи в радiусi 20-30 км навколо мiста на трьох перспективних дiлянках: Стрижавська, Деснянська i Вороновицька. Перспективного розвитку мiста передбачалось досягти добового видобутку прiсних пiдземних вод 150,0-200 тис. м3 /добу. Гiдрологiчнi роботи проводились на пiдрядi Побужською геологiчною експедицiєю по стадiйно на вищевказаних дiлянках. Науково-оцiнювальнi роботи не дали сподiваних наслiдкiв i можливо було розрахувати тiльки на 20-30% забезпечення розрахункових потреб. Результати дослiджень показали практично рiвноцiннiсть розвiданих дiлянок i запаси пiдземних вод по них становлять 10-15 тис. м3 /добу по кожнiй. Для вирiшення цiєї проблеми ми провели ряд дослiджень (табл. 2. 6.). Ми дослiдили на якiснi показники воду: 1 – яка подається “Вiнницяводоканал» для господасрько-питного користування; 2 – з артезiанської свердловини (смт. Стрижака, Вiнницького району); 3 – воду, що розповсюджується в торгiвельних мережах мiста (вода торгової марки “BonAqua» та “Моршинська») Таблиця 2. 6. Результати дослiдження води № п/п Показники ГДК* мг/дм3 Дослiджувана вода 1 пр. 2 пр. 3 пр. 1 Запах, бали 2 3 вiдс. вiдс. 2 рН 6,5-8,5 7,27 7,11 7,0 3 Амонiй сольовий (NН4 + ) 2,6 вiдс. вiдс. вiдс. 4 Нiтрити (NО2 – ) 3,3 0,002 0,001 0,001 5 Нiтрати (NО3 – ) 45,0 3,18 6,69 2,1 6 3 0,5-6,5 5,27 7,63 6,3 7 Жорсткiсть, мг-екв/дм3 1,5-7 7,6 9,97 6,1 8 Сульфати 250 532 101,4 9,0 9 Хлориди 250 67,1 58,3 30 10 180 107,8 65,5 8,0 11 Магнiй 40 26,4 27,4 7,0 12 Фосфати (РО4 3– ) 3,5 0,023 0,005 0,002 13 Гiдрокарбонати не нор. 321 461 70 14 Загальна об’ємна активнiсть бета-випромiнювачiв, Бк/дм3 1,0 0,1 0,2 н. ч. пр. лабораторiї товарознавства продовольчих товарiв Вiнницького торгово-економiчного iнституту КНТЕУ. Вимiри проводились радiометром “Бета» №11739, повiрений 11. 04. 04 р. свiдоцтво №2005/127. Методика проведення дослiдження. Прилад складається з електронного датчика, пластмасової кювети, алюмiнiєвої решiтки та свинцевої камери. Перед вимiрюванням активностi бета-випромiнювання, ми визначаємо iкс фонове (Хфо ), в 5 режимi (100 с.). Далi вiдiбрану пробу помiщаємо в кювету i визначаємо iкс фактичне (Хфа ), в 5 режимi (100 с.). Для визначення активностi бета-випромiнювання (Аеф ) ми застосували загально прийняту формулу: Аеф (Кi/кг) = Х / 4,3 · 107 де Х це рiзниця мiж Хфафо Але, для того щоб прорахувати радiоактивнiсть в Бк/дм3 (згiдно наказу Мiнiстерства охорони здоров’я України) ми повиннi змiнити формулу. Наразi ми отримали наступну формулу: Аеф (Бк/дм3 ) = Х · 860 Отже для 1 проби Аеф ми отримали 0,1 Бк/дм3 , для 2 проби Аеф3 та Аеф для 3 проби Аеф було нижче чутливостi приладу. Як видно з таблицi 2. 6. проба №1 (вода яка подається “Вiнницяводоканал» споживачам м. Вiнниця) не вiдповiдає нормi за трьома показниками це – запах, жорсткiсть, сульфати. Проба №2 (вода з артсвердловини, смт. Стрижака) не вiдповiдала нормi лише за одним показником – жорсткiсть, а в пробi №3 вмiст шкiдливих речовин становив нижче нормативних показникiв. Питання забезпечення якiсною прiсною водою на сьогоднi є актуальним та невирiшеним в свiтi та Українi. Нестача прiсної води спостерiгається в Українi в таких областях як Херсонськiй, Днiпропетровськiй, Донецькiй, Луганськiй, Запорiжськiй, Одеськiй та Автономнiй Республiцi Крим. Водозабезпечення прiсною водою в Українi переважно провадиться з поверхневих водойм басейнiв наступних рiчок, як Днiстер, Пiвденний Буг, Днiпро. З кожним роком погiршується екологiчний стан поверхневих водойм, тобто йде забруднення хiмiчними та iншими речовинами поверхневого горизонту водотоку. Останнiм часом йде мiграцiя сiльського населення в мiсто i створюються урбанiзованi територiй з своїми особливими екологiчними проблемами. Першою проблемою яка потребує негайного вирiшення є централiзоване забезпечення населення якiсною прiсною водою. Тому що вживання не якiсної води призводить до рiзного ряду захворювань таких як: холера, дизентерiя, черевний тиф, гастроентерит, лептоспiроз, туляремiя, атеросклероз, гiпертонiя, алергiя шкiри, руйнування роговицi ока, рак та iншi. В результатi проведеної нами роботи встановлено, що водозабезпечення мiста Вiнницi проходить з рiчки Пiвденний Буг. Екологiчний стан даної рiчки не вiдповiдає нормам, в мiсцi водозабору, та погiршується з кожним роком. Нами було проаналiзовано воду з централiзованого водогону яка подається населенню Вiнницi, воду з артсвердловини (смт. Стрижавка) та воду яка реалiзується в торговельнiй мережi мiста. Виявлено, що для споживання найбiльш якiсною є вода, яка реалiзується в торговельнiй мережi мiста. Але перед нами була поставлена задача централiзованого водозабезпечення якiсною питною водою Вiнницi. Для централiзованого водозабезпечення якiсною водою ми пропонуємо подавати воду з пiдземних родовищ. Пiдземнi родовища вказанi нами вище забезпечать потреби мiста в якiснiй водi тiльки на 20-30%. Ми пропонуємо два шляхи щодо полiпшення якостi води, яка подається централiзовано в мiсто Вiнниця. Перший – це облаштування галерейного горизонтального водозабору в акваторiї рiчки Пiвденний Буг в районi нинi дiючого водозабору поверхневих вод для водопостачання мiста. принципова схема водозабору в облаштуваннi галерей в трiщинуватих кристалiчних породах в акваторiї рiчки з заповненням галерей фiльтрувальним матерiалом, який забезпечить основний приток з основного водоносного горизонту кристалiчних порiд та додаткове пiдживлення з русла рiчки в перiод пiкового водозабору, що унеможливить систематичне забруднення води. Другий шлях ми пропонуємо подачу води до будинкiв по двох водогонах. В однiй трубi вода з низькими якостями (технiчна), а в iншiй вода яка подається з пiдземних джерел (Стрижавськi, Деснянськi та Вороновицькi пiдземнi родовища прiсної води). На нашу думку запропонованi нами шляхи полiпшення якостi води, яка подається водогонами населенню мiста Вiнниця є альтернативними та економiчно вигiдними. Лiтература 1. Дiтер Гайнрiх, Манфред Гергт. Екологiя dtv-Atlas. Киїiв. - Знання-Прес. - 2001 р. - 287 с. 2. О. В. Мудрак. Основи загально екологiї. Вiнниця. - ГІПАНІС. - 2001 р. -314 с. 5. Бейдик О. О., Падун М. М. Географiя. – К.: Либiдь, 1995. – 304 с. 6. С.І. Дорогунцов, К. Ф. Коценко, О. К. Аблова, Д. Я. Хусаїнов, Л. Г. Чук. Екологiя: Навч. -метод. Посiбник для самост. вивч. дисц. – К.: КНЕУ, 1999.– 152 с. 7. В. М. Бровдiй, О. О. Гаца. Екологiчнi проблеми України. К.: НПУ iм. М. П. Драгоманова 2000. – 111 с. 8. Бачинський Г. О., Беренда Н. В., Бондаренко В. Д. та iн. Основи соцiоекологiї: –К.: Вища школа. – 1995. 9. Ю. А. Злобiн. Основи екологiї. К.:- Видавництво “Либiдь», ТОВ,- 1998,- 248 с.