Источники водоснабжения России

Основным преимуществом электроимпульсного способа обеззараживания питьевой воды является экологическая чистота, а так же возможность использования в больших объемах жидкости.

Однако этот способ имеет ряд недостатков, в частности относительно высокую энергоемкость (0,2-1 кВтч/м3) и, как следствие – дороговизну.

Обеззараживание ультразвуком. В некоторых случаях для обеззараживания воды используется ультразвук. Впервые этот метод был предложен в 1928 г. Механизм действия ультразвука до конца неясен. По этому поводу высказываются следующие предположения:

- ультразвук вызывает образование пустот в сильно завихренном пространстве, что ведет к разрыву клеточной стенки бактерии;

- ультразвук вызывает выделение растворенного в жидкости газа, а пузырьки газа, находящиеся в бактериальной клетке, вызывают ее разрыв.

Преимуществом использования ультразвука перед многими другими средствами обеззараживания сточных вод служит его нечувствительность к таким факторам, как высокая мутность и цветность воды, характер и количество микроорганизмов, а также наличие в воде растворенных веществ.

Единственный фактор, который влияет на эффективность обеззараживания сточных вод ультразвуком — это интенсивность ультразвуковых колебаний. Ультразвук — это звуковые колебание, частота которых находится значительно выше уровня слышимости. Частота ультразвука от 20000 до 1000000 Гц, следствием чего и является его способность губительным образом сказываться на состоянии микроорганизмов. Бактерицидное действие ультразвука разной частоты весьма значительно и зависит от интенсивности звуковых колебаний.

Обеззараживание и очистка воды ультразвуком считается одним из новейших методов дезинфекции. Ультразвуковое воздействие на потенциально опасные микроорганизмы не часто применяется в фильтрах обеззараживания питьевой воды, однако его высокая эффективность позволяет говорить о перспективности этого метода обеззараживания воды, не смотря на его дороговизну.

Радиационное обеззараживание. Имеются предложения использования для обеззараживания воды гамма-излучения.

Гамма-установки типа РХУНД работают по следующей схеме: вода поступает в полость сетчатого цилиндра приёмно-разделительного аппарата, где твёрдые включения увлекаются вверх шнеком, отжимаются в диффузоре и направляются в бункер – сборник. Затем вода разбавляется условно чистой водой до определённой концентрации и подаётся в аппарат гамма-установки, в котором под действием гамма излучения изотопа Со60 происходит процесс обеззараживания.

Гамма-излучение оказывает угнетающее действие на активность микробных дегидраз (ферментов). При больших дозах гамма-излучения погибает большинство возбудителей таких опасных заболеваний как тиф, полиомиелит и др.

Комплексное обеззараживание. Во многих случаях наиболее эффективным оказывается комплексное применение реагентных и безреагентных методов обеззараживания воды. Сочетание УФ-обеззараживания с последующим хлорированием малыми дозами обеспечивает как высочайшую степень очистки, так и отсутствие вторичного биозагрязнения воды. Так, обработкой воды бассейнов УФ-облучением в сочетании с хлорированием достигается не только высокая степень обеззараживания, снижение пороговой концентрации хлора в воде, но и, как следствие, существенная экономия средств на расходе хлора и улучшение обстановки в самом бассейне.

Аналогично распространяется использование  озонирования, при котором уничтожается микрофлора и часть органических загрязнений, с последующим щадящим хлорированием, обеспечивающим отсутствие вторичного биозагрязнения воды. При этом резко сокращается образование токсичных хлорорганических веществ.

Поскольку все микроорганизмы характеризуются  определенными размерами, пропуская  воду через фильтрующую перегородку  с размерами пор меньшими, чем  микроорганизмы, можно полностью  очистить от них воду. Хотя при этом из воды удаляются только бактерии, но не вирусы. Для более «тонких» процессов, когда недопустимо присутствие любых микроорганизмов, например, в микроэлектронике, применяют фильтры с порами размером не более 0,1–0,2 мкм [5, c. 34].

 

Глава 2. Анализ состояния  источников водоснабжения в РФ

2.1. Водные ресурсы РФ на современном этапе

 

Россия — одна из наиболее водообеспеченных стран мира. Водные ресурсы Российской Федерации в 2010 г. составили 4331,7 км3, превысив среднее многолетнее значение на 1,7%. Большая часть этого объема – 4119,4 км³ – сформировалась в пределах России, 212,3 км³ воды поступило с территорий сопредельных государств.

Поверхностные воды занимают 12,4% территории России. При этом они распространены неравномерно: 84% поверхностных вод сосредоточено к востоку от Урала; многие густозаселенные районы Европейской территории России (ЕТР) испытывают нехватку водных ресурсов, что негативно сказывается на хозяйственной деятельности. Большинство рек относится к бассейну Северного Ледовитого океана, занимающему более 50% территории страны. Среди рек северного бассейна Лена – самая длинная река России (4400 км); Енисей – самая полноводная (среднемноголетний объем годового стока 635 км³); Обь – самая крупная по площади водосбора (2990 тыс. км²). Основная река бассейна Тихого океана – Амур с притоками Зея, Бурея и Уссури. На бессточный бассейн Каспийского моря приходится около 25% территории страны. Самая длинная (3530 км) и многоводная река этого бассейна – Волга, которая является также крупнейшей рекой Европы. Среди рек бассейна Атлантического океана наиболее значительны Западная Двина, Нева, Днепр, Дон, Кубань. Самая полноводная из них Нева, питающаяся водами Ладожского озера (объем годового стока – 75 км³).

В России свыше двух миллионов озер, но размещены они по территории страны крайне неравномерно. Больше всего озер в Карелии, в Вилюйской котловине и на Западно-Сибирской равнине. Самые крупные озера – Байкал, Ладожское, Онежское, Таймыр, Чудское. Байкал – самое глубокое озеро в мире (максимальная глубина – 1637 м).

В 2010 г. на реках Северо-Западного, Северо-Кавказского и Сибирского федеральных округов (табл. 2.1) наблюдалась повышенная водность, в Центральном, Южном и Дальневосточном федеральных округах – близкая к норме. В Приволжском и Уральском федеральных округах водные ресурсы были ниже средних многолетних значений.

Таблица 2.1

Ресурсы речного стока  по федеральным округам Российской Федерации

Федеральный округ	Площадь территории, тыс. км2	Среднее многолетнее  значение водных ресурсов, км3/год	Водные ресурсы 2010 г., км3/год	Отклонение  от среднего многолетнего значения, %
Северо-Западный	1687,0	607,4	652,0	7,3
Центральный	650,2	126,5	125,5	–0,8
Приволжский	1037,0	271,3	245,4	–9,5
Южный	420,9	288,9	286,6	–0,8
Северо-Кавказский	170,4	27,5	32,2	17,1
Уральский	1818,5	597,3	562,3	–5,9
Сибирский	5145,0	1321,1	1401,1	6,1
Дальневосточный	6169,3	1847,8	1869,1	1,2
Всего	17098,3	4259,8*	4331,7	1,7

 

Водные ресурсы бассейнов крупнейших рек России (годовой сток рек, по данным наблюдений) в 2010 г. (табл. 2.2) в большинстве своем существенно отличались от средних многолетних значений. В бассейне Северной Двины наблюдалась пониженная водность, на другой крупнейшей реке Севера (ЕТР) – Печоре – сохранилась фаза повышенной водности. На реках южного склона ЕТР – на Дону, Тереку и Кубани – картина водности была разнообразной: от повышенной в бассейне Терека до весьма низкой на Дону. В бассейне Дона такая водность имела место и в три предыдущих года, но по сравнению с 2009 г. она несколько повысилась. В бассейне Кубани водность была близка к норме. В бассейне Волги в 2010 г. водные ресурсы были несколько ниже нормы. В бассейне одной из крупнейших рек Сибири – Оби – третий год подряд продолжалась фаза пониженной водности. В бассейнах двух других крупнейших сибирских рек – Енисея и Лены – фаза повышенной водности сохранилась, хотя сток этих рек в 2010 г. несколько снизился по сравнению с 2009 г. В бассейнах крупнейших рек Дальнего Востока – Колымы и Амура – наблюдалась повышенная водность. При этом водность Колымы значительно повысилась по сравнению с 2009 г., когда она была ниже нормы, а превышение стока Амура над среднемноголетним значением в 2010 г. – напротив, несколько уменьшилось по сравнению с  
2009 г.

Таблица 2.2

Ресурсы речного стока  по речным бассейнам

Речной бассейн	Площадь бассейна, тыс. км2	Среднее многолетнее значение водных ресурсов, км3/год	Водные ресурсы 2010 г., км3/год	Отклонение  от среднего многолетнего значения, %
Северная Двина	357	101,0	97,4	–3,6
Печора	322	129,0	151,0	17,1
Волга	1360	238,0	234,0	–1,7
Дон	422	25,5	18,3	–28,2
Кубань	57,9	13,9	13,8	–0,7
Терек	43,2	10,5	12,0	14,3
Обь	2990	405,0	366,0	–9,6
Енисей	2580	635,0	683,0	7,6
Лена	2490	537,0	549,0	2,2
Колыма	647	131,0	152,0	16,0
Амур	1855	378,0	432,0	14,3

 

Водопотребление и водоотведение. По результатам обработки данных федерального статистического наблюдения, суммарный забор воды из природных водных объектов в 2010 г. возрос по сравнению с 2009 г. на 1,5% и составил 76 497 млн. м³ (табл. 2.3). Всего в России в 2010 г. использовано 57 972 млн. м³ свежей воды (2009 г. – 57677 млн. м³).

Структура водопотребления характеризуется  следующими показателями: производственные нужды – 60,2%, хозяйственно-питьевые нужды – 18,3%, орошение – 13,6%, сельскохозяйственное водоснабжение – 0,9%, прочие нужды – 6,5%.

Потери воды во внешних сетях при транспортировке от водоисточников до водопотребителей составили 7528 млн. м³, т. е. практически не изменились по сравнению с предыдущим годом. Наибольшие потери воды – 24,2% от объема водозабора, в основном для орошаемого земледелия, отмечены по разделу ОКВЭД «Сельское хозяйство, охота и лесное хозяйство».

Объем сточных вод, сброшенных в  поверхностные водные объекты в 2010 г., увеличился на 0,4% по сравнению с 2009 г. и составил 47 921 млн. м³. При этом сброс загрязненных сточных вод возрос на 2,4% – до 16 239 млн. м³ (33,9% от общего объема сброса сточных вод). Основной объем загрязненных сточных вод сброшен водопользователями, относящимися к разделам ОКВЭД «Производство и распределение электроэнергии, газа и воды» (54,3%) и «Обрабатывающие производства» (16,5%).

Объем нормативно очищенных сточных  вод уменьшился с 2036 млн. м³ в 2009 г. до 2002 млн. м³ в 2010 г. [9, c. 12-15]. Данные о сбросе загрязняющих веществ со сточными водами приведены в табл. 2.4.

Таблица 2.3

Показатели водопотребления  и водоотведения в Российской Федерации в 2010 г., млн. м³

Показатели	Всего по России	в том числе по разделам ОКВЭД
		производство и распределение  электроэнергии, газа и воды	сельское хозяйство, охота  и лесное хозяйство	обрабаты-вающие производства
Забрано воды из водных объектов, всего	76497	41667	18547	5337
в том числе:

 

Продолжение таблицы 2.3

пресной воды из поверхностных  источников	61648	30870	17795	4592
воды из подземных источников	9768	5276	649	726
морской воды	5081	5413	0	18
Использовано воды, всего	57972	38300	8946	5067
в том числе на нужды:
хозяйственно-питьевые	10616	8501	233	545
производственные	34900	29001	144	4395
орошения	7900	39	7700	33
сельскохозяйственного водоснабжения	528	37	410	10
прочие	3740	722	459	84
Потери при транспортировке	7528	2350	4487	91
Сброшено в поверхностные  водные объекты, всего	47921	33931	3715	4220
в том числе:
загрязненных	16239,3	8817	857	2678
нормативно чистых	29680	24645	2838	835
нормативно очищенных	2002	1163	5,1	372