Экологическая характеристика водных ресурсов Костанайской области

Министерство образования и науки Республики Казахстан Костанайский социально технический университет имени академика З. Алдамжар ДИПЛОМНАЯ РАБОТА На тему: «Экологическая характеристика водных ресурсов Костанайской области»

по специальности 50 608 — «Экология»

Выполнил М. В. Полевиков Научный руководитель:

Белан Ольга Ренатовна К.б.н., доцент Костанай 2010

Содержание Введение

1. Литературный обзор

1.1 Источники пресной воды

1.2 Использование пресных вод

1.3 Загрязнение материковых вод

2. Физико-географическая характеристика района исследования

3. Методы исследования

4. Исследование состояния водных ресурсов

4.1 Характеристика водохранилищ Костанайской области

4.2 Использование водных ресурсов отраслями экономики

4.3 Анализ состояния качества водных ресурсов Заключение

Введение

Большая часть нашей планеты составляет вода океанов и морей. Однако, несмотря на обилие жизни в океане, для человека особенно важны запасы пресной воды, т. е. воды с низким, менее 1 г/л, содержанием солей. Пресные воды составляют ничтожную долю от общих запасов воды в природе. И эти малые запасы подвержены загрязнению и истощению. Ухудшение качества и загрязнение воды связано с попаданием как непосредственно в воду рек и других водоемов, подземные воды, так и через атмосферу и почвы загрязняющих веществ, продуктов деятельности человека. Источниками загрязнения поверхностных вод являются сбросы промышленных предприятий, отходы сельскохозяйственных производств, бытовые сбросы. Этот вид загрязнения пресных вод (антропогенный) наиболее опасен и становится все более угрожающим для здоровья людей и состояния жизни на Земле.

Издревле в народе бытует поговорка: «Вода — это жизнь». И по сей день она не утратила своего значения. Значение воды в мировом хозяйстве огромно. Она находит применение во многих отраслях: в энергетике, промышленном, коммунальном водоснабжении, а также при орошении сельскохозяйственных угодий. В ряде случаев ее используют не только для водозабора, но и в качестве транспортных магистралей, рекреационных зон, водоемов для рыбного хозяйства.

Вода, как и воздух, является количественно неисчерпаемым природным ресурсом, но человеку и всему живому в биосфере нужна не просто вода как вещество с формулой H2O, а вода определенного качества, т. е. имеющая определенные прозрачность, температуру, сопутствующие примеси и т. п. Проблема защиты водных ресурсов от загрязнения и истощения является в настоящее время важной частью общей проблемы охраны окружающей среды обитания.

Республика Казахстан богата всеми видами природных ресурсов. И только одним из них она ограничена — это водой. Казахстан обладает небольшим объемом водных ресурсов и, согласно международным стандартам, характеризуется как страна с «ограниченными водными ресурсами». Поэтому вода является стратегическим запасом страны. Изучение состояния поверхностных вод, динамики ее и качества является актуальной проблемой и имеет теоретическое и практическое значение [1, 2,3].

Вода является не только важным, но и незаменимым видом природных ресурсов. Водосбережение и рациональное использование водных ресурсов одна из главных задач для республики. Водные ресурсы играют большую роль в создании материальнотехнической базы страны, это национальное богатство, требующее строгого учета, охраны от загрязнения, экономного и планомерного использования в народном хозяйстве.

В связи с этим, в настоящее время, проблема загрязнения водных объектов (рек, озер, морей, грунтовых вод и т. д.) является наиболее актуальной. Обеспечение населения Костанайской области качественной питьевой водой является одной из важных задач в связи с загрязнением водоисточников, ухудшением экологической обстановки, неудовлетворительным техническим состоянием систем водоснабжения [5,6].

Сложность исследования качества воды Костанайской области связана с тем, что большое количество водных ресурсов формируется за ее пределами. Это значит, что вопросы водообеспечения и загрязнения водных ресурсов выходит за рамки сугубо национальных проблем и решать их необходимо на международном уровне [7,8,9].

Цель работы. Охарактеризовать экологическое состояния водных ресурсов Костанайской области Задачи:

Изучить и обобщить информацию по состоянию водных ресурсов Костанайской области.

Проанализировать использование водных ресурсов отраслями экономики.

Исследовать состояние качества водных ресурсов.

Определить важнейшие источники и факторы загрязнения воды.

1 Литературный обзор

1.1 Источники пресной воды Из общего количества воды на Земле столь нужная для человечества пресная вода составляет немногим более 2% от общего объема гидросферы или 37 526,3 тыс. км3 (табл. 1).

Таблица 1

Мировые запасы пресной воды

Нужно учесть, что основная часть пресных вод (около 70%) заморожена в полярных льдах, вечной мерзлоте, на горных вершинах. Воды в реках и озерах составляют лишь 3%, или 0,016% от общего объема гидросферы. Таким образом, воды, пригодные для использования человеком, составляют ничтожную часть общих запасов воды на Земле. Проблема усложняется еще и тем, что распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных стоков.

На Земле становится все больше мест, где пресной воды катастрофически не хватает. Для получения дополнительного количества воды, бурят глубокие скважины, строятся водоводы, акведуки и новые водохранилища.

Пресную воду мы получаем либо из подземных водоносных горизонтов, либо из поверхностных водоемов, т. е. из природных озер и рек или из водохранилищ, созданных руками человека. При этом на долю поверхностных вод пришлось около 80%, а подземных вод около 20%. Такой прирост потребления воды определяется главным образом возросшими потребностями промышленности и расходами на ирригацию Существуют и другие способы получения воды, пригодной для питья. В некоторых промышленно развитых районах обессоливание, или опреснение, морской воды каким-либо способом, например с помощью перегонки, может сделать даже океаническую воду пригодной для питья. Там, где воды очень мало, люди собирают в цистерны дождевую воду, чтобы использовать ее для своих нужд. Однако увеличение запасов воды таким дорогостоящим способом незначительно. В общем люди всецело полагаются на пресные подземные и поверхностные воды как источники питьевой воды.

Плотина, перекрывающая реку, останавливает течение воды, образуя водохранилище. Она пропускает через водосбросы лишь такое количество воды, которое обеспечивает ее течение ниже, и удерживает воду выше по течению для того, чтобы постепенно выпускать ее потом, когда напор потока снизится. Водохранилище увеличивает количество воды, доступной для человека и окружающей природы. Без водохранилища не возможно устойчивое использование речных ресурсов, а из водохранилища любой город может постоянно без перебоев забирать необходимое количество воды.

Таким образом, наземные водохранилища — выравнивает поступление пресной воды во времени; собирая большие ее массы в благоприятные сезоны, он делает воду доступной в периоды, когда наблюдается ее дефицит. В противоположность этому водоносные горизонты, являющиеся естественными подземными резервуарами, в которых вода содержится до того момента, когда она перейдет в поверхностные воды озер и рек. Водоносные горизонты могут быть огромными, простираться на сотни километров; объемы воды в таких горизонтах огромны.

По своему качеству вода из наземных водохранилищ отличается от подземных вод. В поверхностных водах всегда содержатся различные взвеси, часть которых оседает на дно, другая же остается в воде. Кроме того, в поверхностных водах, как правило, присутствуют органические соединения, попадающие туда с городскими и сельскохозяйственными стоками. Поэтому, если поверхностные воды используются для питьевых целей, они должны проходить цикл полной очистки. Очистка поверхностных вод необходима для удаления неприятного вкуса, цвета и запаха, а также для того, чтобы сделать воду прозрачной и освободить ее от опасных химических соединений и болезнетворных организмов.

Вода, извлекаемая из водоносных горизонтов, намного чище, особенно если этот горизонт долго не эксплуатировался или не был сильно истощен. В подземных водах, кроме того, содержится большое количество растворенных минеральных солей. В грунтовых водах нет водорослей, поскольку они лишены солнечного света. Вода достигает водоносного горизонта, просачиваясь через мощные слои почвы, содержание в ней бактерий и вирусов много ниже, чем в надземных водах. Однако для подземных вод характерен запах сероводорода, возникающий в результате разложения бактериями органического вещества, которое происходит в отсутствие кислорода.

Грунтовая вода может оказаться загрязненной химическими веществами, нефтепродуктами и микроорганизмами, находящимися в значительных количествах на поверхности земли. Поскольку смена воды в водоносных горизонтах происходит крайне медленно, занимая нередко нескольких столетий, в ней могут накапливаться различные микроорганизмы и концентрироваться химические элементы. Поэтому грунтовые воды могут быть крайне ненадежным источником питьевого водоснабжения — попадание в них различных загрязнителей может сделать их непригодными для целых поколений. Водохранилища бывают двух типов: одноцелевые и многоцелевые. Одноцелевые водохранилища выполняют лишь одну функцию, такую, например, как хранение государственного запаса воды. И функция эта сравнительно проста — выпускать только такое количество воды, которое необходимо. Государственный запас воды включает воду для питья и бытовых нужд, для промышленных целей, а также для полива. Многоцелевые водохранилища могут служить различным целям: это и хранение государственного запаса воды, ирригация и судоходство; они могут использоваться также для организации отдыха, для производства электроэнергии, для защиты от наводнений и для обеспечения природоохранных мероприятий.

Ирригационная вода предназначена для обеспечения урожаев, ее использование часто сезонное, с большими расходами в жаркое время года. Пригодность рек для судоходства может поддерживаться постоянным сбросом воды в течение года. Для производства электроэнергии требуются и постоянные сбросы воды, и высокий ее уровень. Для защиты от наводнений необходимо, чтобы водохранилище сохранялось, насколько это возможно, но не было полностью заполненным. Природоохранные мероприятия предполагают сброс воды во время ее низкого уровня, для того чтобы защитить водные и околоводные виды растений и животных. Такие сбросы воды разбавляют сточные воды, делая их менее токсичными для биоты. Они позволяют также вытеснить соленую воду из эстуариев, поддерживая подходящую среду обитания чисто эстуарных видов.

Процессы в водохранилищах, используемых для этих разнообразных целей, гораздо более сложны, чем процессы в одноцелевых водохранилищах, поскольку некоторые из этих целей противоречат друг другу. Водохранилища могут оказывать существенное воздействие на окружающую среду.

Грунтовые воды выполняют более ограниченный набор функций, чем поверхностные. Во многих городах грунтовые воды являются единственным источником водоснабжения. В сельских районах, где стоимость строительства и расширения водораспределительной системы очень высока, люди для удовлетворения своих потребностей в воде пользуются колодцами. Грунтовые воды применяются также для орошения; это обычная практика в сельскохозяйственных районах, где мало поверхностных вод или где строительство оросительных каналов чересчур дорого.

Грунтовые воды выполняют еще одну довольно незаметную и до конца еще неоцененную функцию. Они подпитывают и часто не дают пересыхать летом ручьям и небольшим рекам, которые могут быть использованы в качестве источника воды.

Фактически в мировых ресурсах пресной воды ресурсы подземных вод намного превосходят ресурсы поверхностных (табл.1). Однако представление о неограниченных их запасах обманчиво, потому что грунтовые воды накапливаются очень медленно в течение сотен и даже тысяч лет. Скорость извлечения грунтовых вод не соответствует скорости притока новых объемов воды; заполнение водоносного горизонта происходит в результате такой же медленной постоянной фильтрации, которая имела место в прошлом. Кроме того, грунтовые воды на глубине более 0,8 км часто содержат слишком много солей, чтобы использовать их в качестве воды для питья и орошения.

Использование грунтовых вод дает потребителям целый ряд преимуществ. Во-первых, поскольку грунтовая вода порой располагается вблизи пункта ее использования, можно экономить на прокладке труб, а нередко и на стоимости откачки. Во-вторых, можно обеспечить устойчивый выход воды в течение долгого времени как в сухие, так и во влажные сезоны. Это преимущество, однако, может оказаться иллюзорным, если водоносный горизонт истощен последовательными чрезмерными откачками. В-третьих, в слаборазвитых районах грунтовые воды обычно не подвержены бактериальному, вирусному или химическому загрязнению.

Существуют и исключения из этих общих характеристик качества. Грунтовая вода может оказаться загрязненной химическими веществами и микроорганизмами. Если в грунтовые воды попадут болезнетворные микроорганизмы, они могут оставаться там, в течение жизни многих поколений, поскольку смена воды в водоносных горизонтах происходит крайне медленно, занимая нередко несколько сотен лет. Другим негативным фактором, является то, что, по мере того как скважины углубляются, количество «вкусной» воды начинает уменьшаться. Вода, выкачиваемая с больших глубин, — это древняя вода, которая растворяла в себе минеральные соли из почвы, возможно, в течение тысячелетий. Мы называем такие насыщенные минеральными солями воды минерализованными. Если содержание солей высокое, то вода не будет способствовать увеличению урожаев и может даже погубить почву и растения.

Сколько же воды можно изымать из водоносного горизонта, чтобы не причинить ущерба ее запасам? Как и в случае с водохранилищами, это количество зависит от поступления воды в водоносный горизонт. Ежегодный забор воды не должен превышать ежегодное восполнение горизонта — если только потребители воды не хотят, чтобы объем воды в водоносном горизонте начал сокращаться. В некоторых районах скорость забора воды превышает скорость ее восполнения, и уровень воды в водоносных горизонтах понижается. Известно, что в пустынных областях дожди лишь изредка пополняют водоносный горизонт. В течение многих лет в результате испарения в атмосферу улетучивается большая часть воды с поверхности. Только в особо влажные годы воды оказывается достаточно для того, чтобы часть ее пополняла водоносный горизонт. Поскольку водоносные горизонты восстанавливаются очень медленно, казалось бы, разумно избегать любого длительного использования грунтовых вод, когда вода забирается со скоростью, превосходящей скорость ее естественного восполнения. Следует активно избегать орошаемого земледелия, на которое тратятся грунтовые воды намного быстрее, чем происходит их возобновление.

Несмотря на то, что новых источников воды становится все меньше, часто и сейчас можно удовлетворить растущие потребности в ней. Один из очевидных способов этого — побудить людей экономить воду. Добиться этого, в частности, можно, повысив плату за воду, поскольку тогда люди будут искать способы ее экономии. Экономить можно везде: в быту, в промышленности и в сельском хозяйстве.

Имеется и другой способ удовлетворить растущие потребности в воде без создания новых источников — это соединение и совместное использование уже существующих систем. Необходимо комплексное использование грунтовых и поверхностных вод. Поскольку запасы поверхностных вод не столь постоянны, как запасы грунтовых, т. е. доступное количество первых может меняться в разное время, грунтовые воды могут использоваться для того, чтобы «заполнять» периоды нехватки воды. Грунтовые воды компенсируют недостаток поверхностных вод, стабилизируя их запас на более высоком уровне без экстенсивного использования самих грунтовых вод.

Во многих районах часто можно создавать запасы воды, не нанося при этом значительного ущерба природе; для этого необходимо планировать управление водными ресурсами, которые координируют действия уже существующих водохранилищ. Современная инженерная наука нашла методы для того, чтобы путем объединения управлять независимыми речными системами таким образом, что выход воды из таких систем превосходил тот, который получается при их независимом использовании. Это означает, что резервуары, образующие систему, способны устойчиво давать больше воды, если спуск воды из них синхронизирован и объединен, чем, если бы каждый из них управлялся индивидуально. Создать объединенные системы главных водных источников района с целью предотвратить возможные нарушения в водоснабжении. Если бы коммуникации были объединены, то районы, имеющие избыток воды, могли бы отдавать ее часть тем районам, которым воды не хватило. Соединение водохранилищ в единую систему и единое управление ими — это нововведения которые могут сохранить для будущих поколений достаточные запасы воды, не требуя новых источников и новых плотин.

Было принято немало проектов увеличения водоснабжения, которые предусматривают строительство новых плотин для создания запасов воды и предупреждения наводнений, новых каналов, гидроэнергетических установок, очистку водоемов и переброску воды из одного района в другой. Один из таких шагов — постройка небольших плотин на речках, являющихся собственностью фермеров; образующиеся в результате этого пруды можно использовать как источник воды для орошения. В районах с пористой почвой на частных землях с помощью плотин могут быть построены системы прудов. Вода, фильтруясь через такую почву, будет пополнять запас грунтовых вод под территорией фермы. Канавы, прорытые поперек направления текущих поверхностных и грунтовых вод, также можно использовать для пополнения запасов грунтовых вод.

Новой технологией, опробованной пока лишь экспериментально, является нагнетание сжатого воздуха в скважины для того, чтобы «вытолкнуть» воду из ненасыщенной зоны вниз, под уровень грунтовых вод. Эта вода, удерживаемая капиллярными силами в верхней ненасыщенной зоне, обычно очень медленно просачивается вниз к водоносному горизонту.

Законодательной основой по водному фонду Республики Казахстан является водный кодекс РК, рассмотрим некоторые положения.

Статья 6. Водные ресурсы Водные ресурсы Республики Казахстан представляют собой запасы поверхностных и подземных вод, сосредоточенных в водных объектах, которые используются или могут быть использованы. Статья 13. Подземные водные объекты К подземным водным объектам относятся:

1. водоносные зоны, горизонты и комплексы горных пород;

2. бассейн подземных вод;

3. месторождения и участки подземных вод;

4. естественный выход подземных вод на суше или под водой;

5. обводненные участки недр.

Статья 34. Основные принципы государственного управления в области использования и охраны водного фонда, водоснабжения и водоотведения. Государственное управление в области использования и охраны водного фонда, водоснабжения и водоотведения основывается на принципах:

1. государственного регулирования и контроля в области использования и охраны водного фонда, водоснабжения и водоотведения;

2. устойчивого водопользования — сочетания бережного, рационального и комплексного использования и охраны вод;

3. создания оптимальных условий водопользования, сохранения экологической устойчивости окружающей среды и санитарно-эпидемиологической безопасности населения;

4. бассейнового управления;

5. разделения функций государственного контроля и управления в области использования и охраны водного фонда и функций хозяйственного использования водных ресурсов.

Статья 35. Основные задачи государственного управления в области использования и охраны водного фонда, водоснабжения и водоотведения Основными задачами государственного управления в области использования и охраны водного фонда, водоснабжения и водоотведения являются:

1. анализ и оценка водообеспечения отраслей экономики, состояния водоснабжения и водоотведения населенных пунктов, выявление недостатков и определение мер по их устранению;

2. определение располагаемых объемов водных ресурсов, их качества и наличия прав пользования ими;

3. разработка основных направлений совершенствования технологий в области водоснабжения, водоотведения и охраны вод;

4. прогноз и организация мероприятий по увеличению объемов располагаемых водных ресурсов и рациональному перераспределению их для покрытия дефицита воды;

5. установление структуры водопользования с распределением водных ресурсов по приоритетности удовлетворения потребности в воде в зависимости от водности года;

6. лимитирование водопользования и сброса возвратных вод на основе научно обоснованных нормативов;

7. планирование и соблюдение экологических требований;

8. контроль за количественным и качественным состояниями водных объектов и режимом использования вод;

9. эффективное управление водными объектами и водохозяйственными сооружениями, находящимися в государственной собственности;

10. развитие рынка водохозяйственных услуг;

11. совместное с сопредельными государствами управление в области использования и охраны трансграничных вод;

12. разработка и реализация отраслевых (секторальных) и региональных программ по гидромелиорации земель;

13. обеспечение безопасности водохозяйственных систем и сооружений;

14. контроль за состоянием водохозяйственных систем и сооружений, а также за их соответствием требованиям законодательства Республики Казахстан.

Статья 53. Производственный контроль в области использования и охраны водного фонда.

1. Производственный контроль в области использования и охраны водного фонда осуществляется на основании правил первичного учета вод, утверждаемых уполномоченным органом, по согласованию с уполномоченным государственным органом в области охраны окружающей среды, уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения, уполномоченным государственным органом в области промышленной безопасности.

2. Производственный контроль в области использования и охраны водного фонда обеспечивается физическими и юридическими лицами, осуществляющими право специального водопользования.

3. Производственный контроль в области использования и охраны водного фонда осуществляется на основании приборов учета вод, аттестованных в порядке, установленном Законом Республики Казахстан «О техническом регулировании.

Статья 54. Государственная экспертиза в области использования и охраны водного фонда

1. В области использования и охраны водного фонда осуществляются следующие виды государственной экспертизы:

1.1 государственная экспертиза деятельности, влияющей на состояние водного объекта;

1.2 государственная экспертиза предпроектной и проектной документации на строительство и реконструкцию, эксплуатацию, консервацию и ликвидацию хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов;

1.3 государственная экспертиза запасов подземных вод и геологической информации о подземных водных объектах;

1.4 государственная экспертиза соответствия водохозяйственных и промышленных гидротехнических сооружений требованиям чрезвычайных ситуаций;

1.5 государственные санитарно-эпидемиологическая и экологическая экспертизы.

2. Государственная экспертиза деятельности, влияющей на состояние водного объекта, осуществляется для оценки воздействия данной деятельности на окружающую среду и принимаемых управленческих и хозяйственных решений. Государственная экспертиза деятельности, влияющей на состояние водного объекта, является обязательной.

3. Государственная экспертиза предпроектной и проектной документации на строительство и реконструкцию, эксплуатацию, консервацию и ликвидацию хозяйственных и других объектов, влияющих на состояние водных объектов, осуществляется с целью проверки ее соответствия исходным данным, техническим условиям и требованиям нормативных документов, утвержденных уполномоченным государственным органом по делам архитектуры, градостроительства и строительства и уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

4. Государственная экспертиза запасов подземных вод и геологической информации о подземных водных объектах осуществляется уполномоченным органом по изучению и использованию недр.

5. Государственная экспертиза соответствия водохозяйственных и промышленных гидротехнических сооружений требованиям чрезвычайных ситуаций осуществляется уполномоченным органом в области чрезвычайных ситуаций и уполномоченным органом в области промышленной безопасности.

6. Государственные санитарно-эпидемиологическая и экологическая экспертизы осуществляются соответственно уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения и уполномоченным государственным органом в области охраны кружающей среды.

7. Порядок проведения государственной экспертизы определяется законодательством Республики Казахстан.

Статья 55. Экологические требования при использовании водных бъектов и водохозяйственных сооружений

1. Размещение предприятий и других объектов (зданий, сооружений, их комплексов, коммуникаций), влияющих на состояние водных объектов, производится с соблюдением экологических требований, условий и правил, охраны недр, санитарно-эпидемиологической, промышленной безопасности, воспроизводства и рационального использования водных ресурсов, а также с учетом экологических последствий деятельности указанных объектов.

2. Строительство, реконструкция (расширение, модернизация, техническое перевооружение, перепрофилирование), эксплуатация, консервация, ликвидация (постутилизация) объектов, влияющих на состояние водных объектов, осуществляются при наличии положительного заключения уполномоченного государственного органа в области охраны окружающей среды, уполномоченного органа по изучению и использованию недр, уполномоченного органа в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения и уполномоченного органа в области промышленной безопасности.

3. При выполнении строительных работ принимаются меры по рекультивации земель, воспроизводству и рациональному использованию водных ресурсов, благоустройству территорий и оздоровлению окружающей среды.

Статья 56. Требования по сокращению сброса загрязняющих веществ в водные объекты:

1. Использование и охрана водных ресурсов основываются на нормировании загрязняющих веществ в точках сброса, на совокупном нормировании водохозяйственной деятельности всех организаций в пределах соответствующего бассейна, водотока или участка.

2. Требования к степени очистки и качеству сбрасываемых вод определяются по направлениям возможного целевого использования водного объекта и обосновываются расчетами, и должны учитывать реальное состояние водного объекта, техническую и экономическую возможности и сроки достижения планируемых показателей.

3. Уполномоченный орган совместно с уполномоченным органом по изучению и использованию недр и уполномоченным государственным органом в области охраны окружающей среды для бассейна каждого водного объекта обязаны разрабатывать целевые показатели состояния и критерии качества воды.

4. Сроки поэтапного перехода на целевые показатели состояния водных объектов внутри бассейна определяются бассейновыми управлениями и территориальными органами уполномоченного органа по изучению и использованию недр и уполномоченного государственного органа в области охраны окружающей среды на основе методики, утвержденной уполномоченным органом совместно с уполномоченным государственным органом в области охраны окружающей среды и уполномоченным органом по изучению и использованию недр.

Статья 64. Виды водопользования, возникновение права водопользования

1. Водопользование подразделяется на общее, специальное, обособленное, совместное, первичное, вторичное, постоянное и временное.

2. Право общего водопользования для гражданина возникает с момента его рождения и не может быть отчуждено ни при каких обстоятельствах.

3. Право специального водопользования возникает с момента получения разрешения, выданных в порядке, установленном законодательством Республики Казахстан.

Глава 16. Питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение.

Статья 90. Использование водных объектов и водохозяйственных сооружений для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения

1. Для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения предоставляются защищенные от загрязнения и засорения поверхностные и подземные водные объекты и водохозяйственные сооружения, качество воды в которых соответствует установленным государственным стандартам и гигиеническим нормативам.

2. Для обеспечения населения водой, пригодной для питьевого водоснабжения, на случай возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера осуществляется резервирование источников питьевого водоснабжения на базе защищенных от загрязнения и засорения подземных водных объектов. На резервированных источниках водоснабжения устанавливается специальный режим охраны и контроля за их состоянием в соответствии с водным и иным законодательством Республики Казахстан.

3. Безопасность поверхностных и подземных вод для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения определяется уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

4. Отнесение водного объекта к источникам питьевого водоснабжения осуществляется с учетом его надежности и возможности организации зон санитарной охраны в порядке, установленном Правительством Республики Казахстан.

5. На территории, где отсутствуют поверхностные водные объекты, но имеются достаточные запасы подземных вод питьевого качества, местные исполнительные органы области (города республиканского значения, столицы) по согласованию с уполномоченным органом, уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения, уполномоченным органом по изучению и использованию недр могут при соответствующем обосновании разрешать использование этих вод для целей, не связанных с питьевым и хозяйственно-бытовым водоснабжением.

6. Водоснабжение в районах города, городах районного значения, поселках, аулах (селах) аульного (сельского) округа организуют акимы данных территорий.

Статья 91. Централизованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения

1. Централизованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения осуществляется юридическими лицами, имеющими соответствующую сеть водопроводов.

2. Юридические лица, осуществляющие централизованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение, обязаны организовать учет забираемой воды, вести регулярное наблюдение за состоянием воды в источниках и системах водоснабжения, немедленно сообщать местным представительным и исполнительным органам области (города республиканского значения, столицы), уполномоченному органу, уполномоченному органу в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения, уполномоченному государственному органу в области охраны окружающей среды, уполномоченному органу по изучениюи использованию недр об отклонении качества воды в источниках и системах водоснабжения от установленных государственных стандартов и гигиенических нормативов.

Статья 92. Нецентрализованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения

1. При нецентрализованном питьевом и хозяйственно-бытовом водоснабжении населения физические и юридические лица вправе забирать воду непосредственно из поверхностных и подземных водных объектов при наличии положительного заключения уполномоченного органа в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения в целом на эти водные объекты с обязательной регистрацией его в местных исполнительных органах области (города республиканского значения, столицы) в порядке, установленном уполномоченным органом в области использования и охраны водного фонда. Нецентрализованное питьевое и хозяйственно-бытовое водоснабжение населения не требует получения разрешения на специальное водопользование при заборе воды из водных объектов в объеме до пятидесяти кубических метров в сутки.

2. Забор воды из поверхностных и подземных водных объектов при нецентрализованном питьевом и хозяйственно-бытовом водоснабжении населения производится в соответствии с правилами, утвержденными местными представительными органами области (города республиканского значения, столицы), по представлению местных исполнительных органов области (города республиканского значения, столицы), по согласованию с уполномоченным органом и уполномоченным органом в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения.

Статья 93. Использование водных объектов оздоровительного назначения

1. Водные объекты, ресурсы которых обладают природными лечебными свойствами, а также благоприятные для лечебно профилактических целей, относятся к категории оздоровительных и используются для целей оздоровления в соответствии с законодательством Республики Казахстан.

2. Перечень водных объектов оздоровительного назначения по представлению уполномоченного органа в области здравоохранения, уполномоченного органа, уполномоченного государственного органа в области охраны окружающей среды, уполномоченного органа по изучению и использованию недр утверждается:

2.1 республиканского значения — Правительством Республики Казахстан;

2.2 местного значения — местными исполнительными органами областей (города республиканского значения, столицы).

2.3. Предоставление в пользование водных объектов оздоровительного назначения осуществляется в соответствии с настоящим Кодексом и законодательством Республики Казахстан.

Статья 95. Использование водных объектов и водохозяйственных сооружений для нужд сельского хозяйства

1. Использование водных объектов для нужд сельского хозяйства осуществляется в порядке общего и специального водопользования.

2. Первичные водопользователи на основе планов водопользования вторичных водопользователей составляют ежегодные заявки на получение объемов воды. Уполномоченный орган с учетом прогнозируемой водности года и на основании заявок первичных водопользователей устанавливает для них лимиты водопользования. Объемы поставок воды для вторичных водопользователей определяются договорами, заключенными между первичными и вторичными водопользователями, с учетом установленных лимитов.

3. Физические и юридические лица, имеющие водохозяйственные сооружения для накопления талых, ливневых и паводковых вод с целью использования их для нужд сельского хозяйства, обязаны иметь разрешение уполномоченного органа.

4. Использование поверхностных и подземных водных объектов для обводнения пастбищ осуществляется в порядке специального водопользования.

5. Использование водных объектов для водопоя скота допускается вне зоны санитарной охраны и при наличии водопойных площадок и других устройств, предотвращающих загрязнение и засорение водных объектов в порядке общего водопользования.

6. Физическим лицам, ведущим личное подсобное хозяйство, занимающимся садоводством и огородничеством, выделяется вода для полива в порядке специального водопользования в соответствии с установленными лимитами. При отсутствии достаточных водных ресурсов вода для полива может быть выделена за счет перераспределения лимитов других водопользователей.

7. Орошение, осушение, промывка засоленных почв и другие мелиоративные работы должны осуществляться в комплексе с природоохранными мероприятиями. Мониторинг и оценка мелиоративного состояния орошаемых земель проводятся специализированными государственными учреждениями за счет бюджетных средств.

1.2 Использование пресных вод В зависимости от того, каким образом используют водные ресурсы, все отрасли хозяйственной деятельности подразделяют на две категории (рис.1):

водопользователи — это отрасли, которые используют водоемы для различных целей, но безвозвратный водозабор не ведут. К ним относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, местные органы, использующие воду для нужд населения, т. е. службы хозяйственно-питьевого потребления;

водопотребители — это отрасли, которые используют воду из водоемов, причем часть ее используется безвозвратно. Крупнейшими водопотребителями являются теплоэнергетика (особенно АЭС), сельское хозяйство, а из промышленности — химическая и металлургическая.

Рисунок 1. Затраты воды на производство некоторых видов продукции Современный город с населением 1 млн человек потребляет в сутки 300 тыс. м3 воды, из которых 75 — 80% превращаются в сточные воды. Потребности в чистой, пресной воде с каждым годом растут. Так, например, на производство одной тонны некоторых видов продукции необходимое количество воды приведено на рисунке 1.

Все большее значение на промышленных предприятиях приобретает применение оборотной системы водоснабжения или повторного использования воды. Заслуживает внимания повторное использование очищенных сточных вод из систем канализации для орошения полей и лугов. Следовательно, оборотное водоснабжение является существенным резервом экономного использования воды и сохранения водоемов в чистоте. Но оно должно совершенствоваться, способствуя снижению вредных стоков, отвечать правилам охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами. Использование оборотных и замкнутых систем водоснабжения позволяет в 10 — 50 раз уменьшить потребление природной воды. Схема оборотного водоснабжения приведена на рисунке 2.

Насосная станция

Рисунок 2. Схема оборотного водоснабжения Потребление воды промышленностью и сельским хозяйством в настоящее время достигло огромных размеров. При этом многие считают, что запасы пресной воды неисчерпаемы и что пресной воды достаточно для всех нужд человечества. Конечно же, это глубокое заблуждение. Человечеству не угрожает недостаток воды. Ему грозит недостаток чистой воды.

Проблема недостатка пресной воды в настоящее время возникла по следующим основным причинам:

Интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с быстрым ростом населения планеты и развитием отраслей деятельности, требующих огромных затрат водных ресурсов.

Потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и снижения объема подземных вод.

Загрязнение водоемов промышленными и бытовыми стоками.

По оценкам специалистов, безвозвратное водопотребление составляет около 150 км³ в год, т. е. 1% устойчивого стока пресных вод. По расчетам, потребность в воде на Земле до 2015 года будет возрастать в среднем на 3,1% в год. В настоящее время люди ежегодно расходуют 3000 км³ пресной воды.

Больше всего воды потребляет сельское хозяйство. При этом 75% ее теряется безвозвратно. В промышленности вода используется для приготовления растворов, охлаждения и нагревания жидкостей и газов, очистки растворов и газовых смесей, для транспортировки сырья, для теплоэнергетических целей, для удаления отходов, мытья оборудования, тары, помещений и др. Средний химический комбинат ежесуточно расходует (т. е. потребляет и отводит) 1−2 млн. м3 воды. В крупных городах с населением свыше 3 млн. человек суточный расход воды достигает 2 млн. м3, а годовой — 1 км³. При этом к качеству потребляемой воды предъявляются достаточно высокие требования, что вызывает необходимость сложных технологических процессов водоочистки и водоподготовки. Качество воды, используемой на производственные цели, устанавливается в каждом конкретном случае в зависимости от назначения воды и требований технологического процесса. Качество воды — это совокупность физических, химических, биологических и бактериологических показателей, обусловливающих пригодность воды для использования в промышленном производстве и быту.

1.3 Загрязнение материковых вод Материковые воды обычно подразделяют на поверхностные, почвенные, подземные. Пресные материковые воды распределены на поверхности Земли крайне неравномерно. Так, в Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% мировых речных вод. Неравномерное распределение осадков и все возрастающее загрязнение гидросферы привели к тому, что во многих странах ощущается недостаток пресной воды. В настоящее время около 300 млн человек испытывают проблемы, связанные с нехваткой пресной воды, и это число может возрасти в 10 раз к 2025 г. Однако наиболее ощутимый удар по пресной воде наносят современные технологии, так как под их воздействием растет загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми отходами, токсичными веществами. Только промышленность ежегодно сбрасывает в реки более 160 км³ промышленных стоков — неочищенных или недостаточно очищенных. Они загрязняют свыше 4 тыс. км3 речных вод, т. е. около 10% общего речного стока. В промышленно развитых странах эта цифра достигает 30% и более. В итоге большинство рек Европы, Северной Америки и других континентов в своих руслах несут уже не пресную воду, пригодную для водоснабжения населения, а разбавленные сточные воды городов, промышленных предприятий, животноводческих ферм и т. д., в реках вместо чистой воды сложные растворы и взвеси вредных химических веществ и бактерий. Интенсивное загрязнение воды, превышающее возможности ее самоочищения, приводят к превращению в пустыни больших территорий. Некогда полноводные чистые реки и озера сплошь и рядом мелеют, в них размножаются сине-зеленые водоросли, и вода становится не пригодной ни для питья, ни для жизни рыб и других водных организмов. Число загрязнителей пресной воды достигает 2500. По данным Всемирной организации здравоохранения, до 80% всех заболеваний, связанных с качеством среды обитания, — результат употребления населением грязной воды. Почти 2,5 млрд жителей планеты страдает дизентерией, гепатитом, диареей и другими заболеваниями, связанными с загрязнением воды. Основными источниками загрязнения материковых вод являются: 1. Атмосферные воды, несущие массы вымываемых из воздуха поллютантов (загрязнителей) промышленного происхождения. При стекании по склонам атмосферные и талые воды дополнительно увлекают с собой большие массы различных веществ. Особенно опасны стоки с городских улиц и промышленных площадок, несущие массы нефтепродуктов, мусора, фенолов и кислот.

2. Городские сточные воды, включающие преимущественно бытовые стоки, содержащие фекалии, детергенты (поверхностно-активные моющие средства), микроорганизмы, в том числе патогенные.3. Промышленные сточные воды, образующиеся в самых разнообразных отраслях производства, среди которых наиболее активно потребляют воду черная металлургия, химическая, лесохимическая и нефтеперерабатывающая промышленности. С развитием промышленности и увеличением потребления воды растет и количество жидких отходов — сточных вод. Еще в 60-х годах ежегодно в мире образовывалось около 700 млрд. м3 сточных вод. Примерно 32% из них — промышленные сточные воды, загрязненные различными веществами. Только половина жидких промышленных отходов подвергалась очистке тем или иным методом. Другая половина сбрасывалась в водоемы без какой-либо очистки. Различные технологические процессы производят следующие основные типы сточных вод:

1. Реакционные воды, образующиеся в процессе реакций с выделением воды. Эти воды загрязнены как исходными веществами, так и продуктами реакции.

2. Воды, содержащиеся в сырье и исходных продуктах (свободная или связанная вода); в результате переработки загрязняются всевозможными веществами.3. Промывные воды — воды после промывки сырья, продуктов, тары, оборудования, маточные водные растворы.4. Водные экстрагенты и абсорбенты.5. Охлаждающие воды, не соприкасающиеся с технологическими продуктами и использующиеся в системах оборотного водоснабжения, несут в себе тепловое загрязнение.6. Бытовые воды — воды столовых, прачечных, душевых, туалетов, воды после мытья помещений и т. д.

7. Атмосферные осадки, стекающие с территории населенных пунктов и промышленных предприятий, загрязненные различными химическими веществами. Общие характеристики бытовых и промышленных сточных вод приведены в таблице 2

Таблица 2

Характеристика бытовых и промышленных сточных вод

В сточных водах гидролизной промышленности присутствуют спиртовые и фурфурольные компоненты, последрожжевая бражка, сивушные, эфироальдегидные и скипидарные фракции, различные кислоты.

Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности в большом количестве сбрасывают в воду целлюлозное волокно и растворенные органические вещества. В Финляндии сбросы целлюлозно-бумажного производства составляют 84% всех промышленных стоков, в Швеции — 80, в США — 13%. В стоках предприятий ЦБП растворены углеводы, смолы, жиры. Все они легко окисляются при участии аэробных микроорганизмов, что связано с интенсивным потреблением кислорода, растворенным в воде, и пресыщением водоемов органикой.

При сульфитном способе производства бумаги один из наиболее обычных сбросов — сульфитный щелок. Стоки могут иметь кислую, нейтральную или щелочную реакцию, что в любом случае связано с изменением рН водоема.

Около 30% всей массы загрязняющих веществ в различные источники воды поступает с поверхностными и ливневыми стоками с территорий санитарно неблагополучных населенных мест, сельскохозяйственных объектов и угодий, оказывая наиболее сильное влияние в период весеннего паводка.

Изменения рН водной среды в результате загрязнения оказывает отрицательное влияние на организмы. В пресноводных озерах и реках рН воды обычно 6 — 7, живые организмы адаптированы именно к этому уровню. Изменение реакции воды всего на одну единицу рН по сравнению с оптимумом приводит в большинстве случаев к стрессу, а нередко и к гибели различных групп водных организмов. Подкисление озер и рек влияет и на сухопутных животных, так как многие птицы и звери входят в состав пищевых цепей, начинающихся с водных экосистем.

Сброс канализационных стоков, особенно неочищенных или недостаточно очищенных, оказывает отрицательное влияние на круговорот органического вещества в водоеме, грозит опасностью инфекционных заболеваний, и в первую очередь человека. Из загрязняющих веществ очень опасны детергенты, или синтетические моющие средства. Выброшенные в водоемы, они сильно пенятся. Слой пены может достигать значительной толщины и препятствует доступу кислорода в воду.

В наибольшем количестве в фосфатсодержащих моющих средствах присутствуют соединения фосфора, служащие для смягчения воды. Сухие моющие средства (порошки) обычно содержат триполифосфат натрия; жидкие моющие средства могут содержать фосфаты калия или натрия. Смягчители необходимы потому, что вода нередко содержит ионы кальция или магния. Ионы магния и кальция соединяются с мылом и образуют нерастворимый осадок. Этот осадок не дает мыльной пены и не растворяет грязь или жир. Аналогичным образом ионы кальция и магния могут связываться с поверхностно-активными, или растворяющими грязь молекулами моющих средств. Смягчители воды образуют комплексы с этими кальциевыми и магниевыми ионами. Без смягчителей производителям пришлось бы вводить в выпускаемые ими моющие средства большое количество довольно дорогих поверхностно-активных веществ, чтобы быть уверенным в возможности успешного применения их продукции в местах с жесткой водой.

Попадающие в воду полициклические ароматические углеводороды, ароматические амины (например, бензин), нитрозосоединения обладают канцерогенным действием, вызывая опухолевые образования в разных органах.

Экологически опасны не только токсичные вещества, содержащиеся в сточных водах. Масса волокон, выбрасываемых предприятиями, связанных с производством различных материалов, способна забивать дыхательные системы водных организмов и вызывать их гибель.

Источником загрязнения водных объектов является и сельское хозяйство. Во-первых, повышение урожайности, продуктивности земель неизбежно связано с применением ядохимикатов, используемых для подавления вредителей, болезней растений и сорняков. Эти ядохимикаты непосредственно попадают на поверхность почвы или смываются на большие расстояния, неизбежно оказываясь в водных объектах.

Во-вторых, животноводство связано с образованием больших масс мертвой органики (навоза, подстилки), мочевины, которые опять-таки могут оказываться в водных объектах. Эти отходы не ядовиты, но их массы огромны (вспомним, что получение 1 кг мяса «стоит» 70 — 90 кг кормов) и, несмотря на их не токсичность, они ведут к тяжелым последствиям для водных экологических систем. Сточные воды, содержащие органические вещества (не только от животноводства), содержат массу биогенных элементов, в том числе азота и фосфора. В результате происходит массовое размножение организмов фитопланктона, в первую очередь синезеленых и бурых водорослей, а также интенсивное развитие высших водных растений. Эти организмы рождаются, отмирают, и масса органического вещества в воде возрастает. Поскольку названные организмы являются аэробными и дышат кислородом, растворенным в воде, в скором времени они оказываются в условиях дефицита кислорода. Вода становится непригодной для жизни, в ней начинают преобладать анаэробные процессы. Этот процесс носит название эвтрофикации (рис.3). Эвтрофикация — это повышение биологической продуктивности водных объектов в результате накопления в воде биогенных элементов под действием антропогенных или естественных (природных) факторов. Собственно анаэробные процессы представляют собой вторичное загрязнение воды. Эвтрофикация может быть также следствием смыва с полей азотных и фосфорных удобрений и попадания в воду легкоокисляемых минеральных соединений.

Водоросли окрашивают воду в различные цвета, и поэтому данный процесс называют «цветением» водоемов. Под влиянием водорослей изменяется вкус воды, приобретается неприятный запах. В водоеме при отмирании водорослей развиваются гнилостные процессы. Бактерии, окисляющие органические вещества водорослей, потребляют кислород, создавая тем самым его дефицит в водоеме. Вода начинает гнить, испускать аммиачное и метановое зловоние, на дне скапливаются черные липкие сероводородные отложения. В процессе разложения отмирающие водоросли выделяют также фенол, индол и другие ядовитые вещества. От недостатка кислорода, пищи и убежищ гибнут рыбы, моллюски, ракообразные. Вода в таких водоемах становится непригодной для питья.

Рисунок 3. Процесс эвтрофикации Загрязняет и засоряет реки также молевой сплав леса. Экстрагированные из древесины вещества разлагаются в воде, поглощают кислород, вызывая гибель рыб. Уже в первые сутки сплава от недостатка кислорода гибнут икра и мальки рыб, нередко и кормовые беспозвоночные. Засорение рек усиливает сброс в них отходов лесозаводов — кора, опилки и др., которые скапливаются в больших количествах в заводях и протоках. Часть леса тонет, число бревен увеличивается из года в год. Кора и гниющая древесина отравляют воду, она становится «мертвой». Ртуть давно известна как яд. Она поступает в природные воды различными путями из многих источников. Во время дождя и таяния снега ртуть может смываться с промышленных площадок.

Спектр загрязняющих материковые воды веществ очень широк и включает в себя не только основные загрязнители морей и океанов, но и специфические загрязнители. Считается, что в водоемы поступает свыше 500 тыс. различных веществ. Тяжелые металлы (свинец, ртуть, цинк, медь, кадмий) активно накапливаются в пищевых цепях, конечное звено которых занимает человек. В качестве интегральной характеристики загрязненности материковых вод используются классы опасности качества воды (табл. 3).

Таблица 3

Характеристики интегральной оценки качества воды

Строительство на реках гидроэлектростанций, водохранилищ нередко влечет за собой серьезные негативные экологические последствия: затопление земель (заливных высокопродуктивных лугов, лесных массивов, населенных пунктов); повышение сейсмической активности в некоторых районах из-за меняющегося уровня давления воды на литосферу; подтопление берегов, заболачивание, оползневые процессы; снижение скорости течения реки, замедление водообмена и самоочищения; развитие сине-зеленых водорослей; сокращение стада ценных промысловых рыб; изменение микроклимата окружающей среды и т. д. Создание на реках водохранилищ замедляет обмен воды в них, а это существенно сказывается на их биологическом и химическом режимах. По многолетним наблюдениям, на реке Волге в результате перераспределения стока воды после образования водохранилищ минерализация после паводка протекала медленно, проявлялась вертикальная неоднородность в распределении органических веществ и биогенных элементов (азота, фосфора, кремния, железа), необходимых для жизни бактерий, водорослей, зоопланктона. Еще один вид загрязнения природных вод — тепловое загрязнение. Промышленные предприятия, электростанции (ТЭС, АЭС) нередко сбрасывают в водоемы (водохранилища) подогретую воду, приводящую к повышению в них температуры. В водоемах с повышением температуры уменьшается содержание кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие, происходит смена видового состава организмов, например, водорослей. С повышением температуры в загрязненной воде наблюдается бурное размножение болезнетворных микроорганизмов и вирусов. Важным источником пресной воды в ряде регионов Казахстана являются подземные воды. Однако подземные воды в последние годы также подвергаются техногенному загрязнению из-за сильного загрязнения поверхности земли и наземных водотоков. Нередко это загрязнение настолько велико, что вода из них непригодна для питья.

Большую опасность представляют загрязнения вод радиоактивными веществами. Поведение радионуклидов в водоемах значительно сложнее, чем в атмосфере, так как здесь на скорость их перемещения, направленность и характер рассеивания влияет значительно большее число факторов. Кроме того, в водоемах помимо рассеивания происходит и концентрирование радиоактивных веществ.

Распространение радионуклидов в воде осуществляется под влиянием двух факторов: а) физико-химических: адсорбция, ионный обмен, осаждение, седиментация (осадок), флоккуляция (хлопьеобразование);

б) биотических — поглощение водными организмами непосредственно из воды, накопление некоторых из них как в организмах, так и в почве. В некоторых случаях процессу накопления радионуклидов в донных отложениях способствуют бентосные организмы, которые при жизни интенсивно их инкорпорируют, а, отмирая, отдают грунту. По характеру распределения в водоеме радиоактивные изотопы могут быть разделены на четыре группы:

1) гидротропные, остающиеся в большом количестве в воде;

2) биотропные, интенсивно поглощающиеся живыми организмами;

3) педотропные, накапливающиеся преимущественно в донных отложениях;

4) эвритропные, равномерно распределяющиеся между различными составляющими водоема.

На поведение радиоактивных веществ в реках существенное влияние оказывает химический состав воды, степень ее минерализации, количество и характер взвешенных примесей. В реках, где взвешенные твердые частицы имеют тенденцию к оседанию в определенных местах, большая часть радиоактивных продуктов неравномерно задерживается на дне, создавая локальные очаги загрязнения.

Растворимость радиоизотопов, попадающих в морскую среду в виде глобальных выпадений или при подводном взрыве, не затрагивающем целостность донных отложений, значительно выше, чем в случае наземных взрывов. Так, при подводном взрыве в первые сутки растворимая фракция может состоять на 35% из ионных частиц, количество которых к концу второй недели увеличивается до 60%.

Взвешенные твердые частицы способствуют образованию стабильных водных суспензий, при этом ухудшаются прозрачность и внешний вид воды, снижается активность фотосинтеза водных растений. Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы, по следующим причинам: 1 процессы регенерации или самоочищения протекают в водной среде гораздо медленнее, чем в воздухе; 2 источники загрязнения водоемов более разнообразны; 3 естественные процессы, осуществляющиеся в водной среде и подвергающиеся действию загрязнений, более чувствительны сами по себе и имеют большее значение для обеспечения жизни на Земле, чем те, которые протекают в атмосфере.

2. Физико-географическая характеристика района исследования Костанайская область, входящая в состав Республики Казахстан, занимает площадь 195 600 км². Территория ее расположена между 48 и 550 с.ш. и 60 и 670 в.д. и вытянута в меридиональном направлении на 600 км при ширине 300 км. Область характеризуется разнообразием природных ландшафтов — от лесостепного до пустынного. Основными являются степной и полупустынный ландшафты. Лесостепь занимает незначительную площадь на крайнем севере области. В долинах рек Тогузак и Уй редкие березовые и осиновые леса перемежаются со степными участками. Степной район охватывает почти всю северную половину и юго-восточную часть области. Он представлен степью с березовыми и осиновыми колками, степью с разнотравно-злаковой растительностью и сухой степью с полынно — ковыльно — типчаковой растительностью, заходящей довольно далеко на юг — в западную окраину Казахской складчатой страны. Полупустыня располагается на обширном пространстве в юго-западной области области. В растительном покрове ее преобладают полынные ассоциации и солянки. Этот район используется главным образом для животноводства. Территория Костанайской области занята частично обширной Западно-Сибирской низменностью, большая ее часть относится к Туранской впадине. По устройству поверхности рассматриваемая территория может быть разделена на четыре характерных района:

— часть Зауральского плато;- Костанайская равнина;- Тургайская столовая страна;- западная окраина Казахской складчатой страны. Зауральское плато в пределах области занимает относительно небольшую площадь на ее западной окраине, вытянутую в меридиональном направлении. Плато почти ровное, местами всхолмленное, слабо наклонено к долине реки Тобола. Наиболее возвышенные части плато в границах области имеют абсолютные отметки 425−230 м. В широтном направлении плато расчленено несколькими хорошо разработанными речными долинами (р.р. Уй, Тогузак, Аят, Синташты и др.). В котловинных понижениях на его поверхности сосредоточено много озер различной формы и размеров, большей частью пресных. Более крупные озера располагаются преимущественно в северной части плато и в верховьях реки Тобола. Костанайская равнина занимает северную часть области и представляет собой небольшой участок обширной Западно-Сибирской низменности. На западе она ограничена скатом Зауральского плато, на востоке — грядами холмов Кокчетавской возвышенности. Поверхность равнины плоская или слабоволнистая. Преобладающие высоты порядка 170−200 м.абс. Характерным для рельефа этой равнины является множество блюдцеобразных впадин, в которых располагается огромное количество небольших водоемов с пресной или соленой водой. Речная сеть здесь развита слабо; из крупных водотоков равнину пересекают с юга на север только р.р. Тобол и Убаган. Тургайская столовая страна, занимает центральную и южную части области и представляет собой переходный район от пустынь Туранской низменности на юге к Западно-Сибирской равнине на севере. На западе этот район ограничен цепью Мугоджарских гор и Южным Уралом, на востоке — увалами Казахской складчатой страны. Северная часть Тургайского плато имеет уклон в сторону Западно-Сибирской низменности, а южная — в сторону Туранской низменности. Своеобразной особенностью Тургайского плато является меридиональное расчленение его древней широкой Тургай-Убаганской ложбиной. По дну северной ее части протекает р. Убаган, южной — р. Тургай. Рельеф Торгайского плато довольно разнообразен. Разрозненные невысокие плоские возвышенности и низкие столовые горы с пологими склонами чередуются с понижениями. Часто встречаются здесь и столово-останцовые возвышенности с крутыми или обрывистыми склонами. Поверхность плато изрезана долинами рек Кабырга, Теректы и др., а также котловинами многих больших и малых соленых и пресных водоемов и блюдцеобразными западинами. Более крупные озера расположены преимущественно на дне Тургай — Убаганской ложбины. Юго — восточная часть Костанайской области занята сильно расчлененной окраиной Казахской складчатой страны, частично представленной отрогами гор Улутау. Отдельные возвышенности достигают здесь 400−500 м, а самая высокая вершина — гора Улутау, находящаяся недалеко от границы области — поднимается до 1135 м над уровнем моря. На склонах гор Улутау и северных их отрогах берут начало р. Торгай и ее притоки. Наиболее распространенными на территории Костанайской области являются отложения палеогена и неогена. Зауральское плато в основном представляет собой цоколь неглубоко залегающих кристаллических пород, прикрытых, палеогеновыми отложениями (песчаниками, опоками, конгломератами, глинами), а местами обнажающихся на склонах речных долин. Почвообразующими породами здесь служат четвертичные песчано-глинистые, кое-где щебенистые отложения, залегающие небольшим слоем на морском засолоненном палеогене. Тургайская столовая страна образована глинистыми и песчаными уплотненными пластами морских засолоненных отложений палеогена, залегающими горизонтально или со слабым уклоном к северу. Нижние слои этой толщи глинистые с прослойками мергелей, а верхние песчаные, с галькой и конгломератами. Почвообразующими породами здесь являются как засолоненные палеогеновые отложения, так и покрывающие их более поздние опресненные образования. Западная окраина Казахской складчатой страны, входящая в пределы области, имеет более сложное геологическое строение. Она сложена породами палеозойского возраста, представленными сланцами и песчаниками. Пониженные части этой территории покрыты третичными и четвертичными отложениями; последние представлены супесями и суглинками, а также элювиальными и делювиальными, песчано-глинистыми и щебенистыми образованиями. В Тургайской впадине, по геологическому строению относящейся к «закрытым районам Южного Зауралья», главная рудоносная полоса имеет в ширину несколько десятков километров и простирается в меридиональном на 450−500 км. В пределах этой полосы, близ г. Костаная, обнаружены крупные месторождения магнетитовых руд (Качарское, Сарбайское, Соколовское). В бассейне реки Аят находятся залежи эолитовых бурых железняков (Аятское, Лисаковское месторождения). Почвенный покров Костанайской области характеризуется значительным разнообразием как по типам почв, так и по их механическому составу. В северной части, в зоне лесостепи и степи, развиты черноземы, занимающие примерно 30% всей ее площади. На крайнем севере области распространены среднегумусовые и луговые черноземы; к югу области они сменяются малогумусными черноземами. В районах сухой степи и полупустыни преобладают каштановые почвы, занимающие около 40% территории области. Темно-каштановые почвы располагаются севернее, светло-каштановыеюжнее. Светло-каштановые почвы в зависимости от характера рельефа имеют ту или иную степень солоноватости. На более возвышенных местах залегают слабосолонцеватые, а в понижениях — солонцеватые почвы. Для южной, наиболее засушливой части области типичны сероземы и бурые почвы полупустыни. Для пониженных и увлажненных частей речных долин и озерных котловин характерны почвы речных пойм (р.р. Тобол, Улу-Жиланчик, низовья р. Торгай). В поймах рек южной части области развиты луговые солонцеватые и солончаковые почвы. По механическому составу на большей части территории области преобладают глинистые и суглинистые почвы. В Семиозерном районе и на крайнем юге области распространены супесчаные почвы. Костанайская область расположена в глубине материка и удалена от больших водных пространств (океанов, морей). Вследствие отсутствия на севере и на юге области высоких естественных барьеров ее территория доступна для свободного перемещения теплого сухого субтропического воздуха пустынь Казахстана и Средней Азии и холодного, бедного влагой, арктического воздуха, перемещающихся в меридиальном направлении. От непосредственного влияния влажных воздушных масс атлантического происхождения территория области защищена мощным естественным барьером — хребтами Уральских гор. Свободный доступ в пределы области влажных воздушных тихоокеанских масс преграждается Средне-Сибирским плоскогорьем и горными комплексами Алтая. Климат резко континентален: жаркое и сухое лето сменяется холодной и малоснежной зимой. Годовая амплитуда температура воздуха в среднем составляет 750, в отдельные же годы достигает 880. В июле температура поднимается до 400, зимой падает до -40, -460. Осадков в течение года выпадает мало — от 300−350 мм на севере до 175 мм на юге области, причем 70−80% их годового количества приходится на теплый период. Относительная влажность воздуха летом в дневные часы в центральной части области понижается до 30−40%, на юге — 20−30%. Для области обычны суховеи, снежные метели и бураны. Сухость климата Костанайской области в сочетании с общим преобладанием равнинного рельефа создали своеобразный гидрографический облик территории: развитие речной сети преимущественно на повышенных ее участках и сосредоточение большого количества мелких, в основном бессточных, озер на низких плоских пространствах. На территории области насчитывается около 310 водотоков длиной более 10 км, более половины из них представляют временные водотоки протяжением до 20 км. Рек длиной свыше 100 км-21, а свыше 500 км — всего две [23, 24]Костанайская область является одной из экономически развитых областей Республики Казахстан. Здесь расположены крупные города: Костанай, Лисаковск, Рудный, Житикара, Аркалык и многие населенные пункты сельского типа. Проблема пресной воды для обеспечения населения остро стоит в Костанайской области. Обеспечение населения Костанайской области качественной питьевой водой является одной из актуальных задач в связи с загрязнением водоисточников, ухудшением санитарно-эпидемиологической обстановки, неудовлетворительным техническим состоянием систем водоснабжения. Главной водной артерией Костанайской области является река Тобол с ее притоками. Река Тобол протекает по территории 2-х государств — Республики Казахстан Костанайской области и нескольким областям Российской Федерации (Оренбургской, Челябинской, Свердловской, Курганской, Тюменской). Российско-Казахстанской трансграничной территорией бассейна р. Тобол считается часть бассейна, расположенная в Костанайской, Челябинской и Курганской областях до створа г. КурганаРека Тобол относится к бассейну Карского моря, берет начало на восточных отрогах Южного Урала в 10 км к ЮЗ от с. Саржан, впадает в реку Иртыш с левого берега у г. Тобольск. Длина 1591 км, площадь бассейна 395 000 км². В пределах Костанайской области расположено только верхнее течение реки, протяженность 682 км и часть её водосбора площадью 121 000 км². Речная сеть б.р.Тобол не отличается сложностью: главные притоки Тобола текут, в основном в широтном направлении на значительном расстоянии друг от друга. Долина их широки, а берега реки низкие и болотистые, причем не только на равнине, но нередко и в горной части территории. В пределах горной полосы реки, прорезая плотные породы, имеют большое падение. Для ряда рек характерны резкие изгибы. Водосборный бассейн реки Тобол и его притоков принадлежит Костанайской области Северного Казахстана и нескольким областям Российской Федерации (Оренбургской, Челябинской, Свердловской, Курганской, Тюменской). Начало Тобол берет в Оренбургской области, далее с запада в него вливается приток Джелкуар, образующийся из двух рек — Синташты и Берсуат, формирующихся на территории Челябинской области. Следующими крупными притоками являются реки Аят и Уй. Их верховья находятся в Челябинской области, а низовья принадлежат Казахстану. По рекам Уй, Тогузак и Тоболу проходит часть границы между Россией Казахстаном. Через 540 км своего пути Тобол снова становится российской рекой и течет по территории Курганской и Тюменской областей. Годовой сток рек бассейна реки Тобол в многолетнем стоке подвержен значительным колебаниям, особенностью которых является чередование групп многоводных маловодных лет. Продолжительность многоводных фаз колеблется от 8 до 10 лет, а маловодных от 6 до 20 лет. В многоводные годы сток рек превышает среднемноголетние значения в 3−5 раз, а в маловодные снижается до 0,6−0,15 от среднемноголетних значений. Основные притоки реки Тобол: р. Шортанды (л.б, 1426 км, длина 72,0 км) р. Синташты (л.б, 1418 км, длина 152,0 км) р. Аят (л.б, 1257 км, длина 117 км) р. Уй (л.б, 994 км, длина 462 км) р. Убаган (л.б, 909 км, длина 376 км) р. Тогузак (л.б, длина 246 км)

Река Шортанды — площадь водосбора 1200 км², от истока до с/за им. Шевченко, река летом пересыхает, а ниже и до г. Житикара вода остаётся только в разобщенных местах длиной 50−150,0 м, шириной 15−25 м, глубиной 1−2 м. От г. Житикара на протяжении 14 км появляется постоянное течение.

Река Синташты — берет начало близ колхоза им. Буденного Челябинской области, в месте слияния трех неглубоких балок, впадает в реку Тобол слева, в 3 км выше с.Шулубай. В пределах Костанайской области площадь бассейна около 1900 км², длина 52 км.

Река Убаган — берет начало от небольшого пресного оз. Коктал, в 11 км к З от ТОО «Сулукольское» и впадает в реку Тобол справа, на 902 км от его устья и в 10 км выше с. Звериноголовское, длина 376 км. Река Аят — образуется слиянием рек Караталы — Аят (длина 149 км) и реки Арчаглы-Аят (длина 155 км) в 10 км выше с. Николаевское, в 10 км ниже с. Елизоветенка впадает слева в реку Тобол, на 1275 км от ее устья. Длина 117 км, из них 23 км — в пределах Челябинской области, площадь водосбора 13 300 км², на территории Челябинской области 8800 км², в Костанайской области 4500 км².

Река Уй — берет начало в 12 км к СЗ от с. Азнашево (Башкирская АР РФ), длина 462 км, площадь водосбора 34 400 км², на протяжении 227 км, от истока река протекает на территории Челябинской области, а далее отделяет последнюю от Костанайской области, в пределах которой часть водосбора реки 5500 км².

Из притоков наиболее значительным является река Тогузак, длина 246 км, впадающая справа (в пределах Костанайской области длина 134 км) Берет начало на восточных склонах отрогов Южного Урала в пределах Челябинской области. Площадь водосбора — 8860 км², в Костанайской области 3120 км². Средний многолетний сток реки у г. Костаная 9,29 м3/с (293 млн. м3/год) Он весьма изменчив и зависит от увлажненности водосбора реки в зимнее время, интенсивности снеготаяния и предзимнего увлажнения почво-грунтов [25, 26, 27].

3. Методы исследования

Для правильной оценки качества воды в водоеме, характеристики его химико-биологического состояния, степени загрязнения и т. д. требуется выполнить по крайней мере два условия: удовлетворительный анализ некоторого минимума проб воды из этого водоема и их представительность, или репрезентативность.

Под репрезентативностью проб понимают их соответствие поставленной задаче как по количеству и объему, так и по выбранным точкам и времени отбора. Любая проба характеризует воду в точке в момент отбора. В лаборатории нашего города специалисты ежегодно выполняют не менее 100 млн. анализов качества воды, причем 23% определений заключается в оценки их органолептических свойств, 21% - мутности и концентрации взвешенных веществ, 21% составляет определение общих показателей — жесткости, солесодержание, ХПК, БПК, 29% - определение неорганических веществ, 4% - определение отдельных органических веществ. водный костанайский загрязнение Анализ воды выполнялся в стационарной лаборатории. При отборе проб и выполнении анализа первого дня придерживались определенной последовательности:

определяли прозрачность, запах и цвет воды;

измеряли температуру воды;

отбирали пробу воды объемом приблизительно 5 л. Для этой цели использовали батометр или эмалированное ведро, предварительно ополоснув их водой 2−3 раза. Глубина, с которой производился отбор пробы 0,2−0,5 м;

определяли рН, содержание двуокиси углерода СО2 и фиксировали растворенный кислород.

5. Пробы для определения нефтепродуктов, пестицидов, СПАВ, тяжелых металлов и других ингредиентов отбирали в отдельные склянки.

Определение мутности. Готовят следующие рабочие стандартные суспензии: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 5,0 мг/л.

Пепел, не содержащий железа, прокаливают, промывают дис — тиллированной водой, высушивают и вновь прокаливают. Прокаленный пепел, состав которого принимают равным 100% очень тонко растирают в агатовой или фарфоровой ступке. 1,25 г растертого трепела и мерном цилиндре смешивают с 250 мл дистиллированной воды. Смесь тщательно сверху отбирают 200 мл суспензии.

В 25 мл полученной суспензии весовым методом после выпаривания и высушивания при 105 °C определяют (количественное) содержание 8FeO2. Рабочие стандартные суспензии из трепела готовят разбавлением основной стандартной суспензии дистиллированной водой с нулевой мутностью. Градировочный график строят по стандартным рабочим суспензиям. Полученные значений оптических плотностей и соответствующие им концентрации стандартных суспензий (мг/л) наносят на график.

Перед проведением испытания во избежание ошибок производят калибровку фотоколориметров по жидким стандартным суспензиям мутности или по набору твердых стандартных суспензий мутности с известной оптической плотностью.

В кювету с толщиной поглощающего света слоя 5—10 см вносят хорошо взболтанную испытуемую пробу, измеряют оптическую плотность в зеленой части спектра. Контрольной жидкостью служит испытуемая вода, из которой удалены взвешенные вещества путем центрифугирования или фильтрования через мембранные фильтры (обработанные кипячением).

Содержание мутности в мг/л определяют по градировочному графику.

Органолептический метод определения вкуса. Органолептическим методом определяют характер и интенсивность вкуса и привкуса.

Различают четыре основных вида вкуса: соленый, кислый, сладкий, горький.

Все другие виды вкусовых ощущений называются привкусами.

Характер вкуса или привкуса определяют ощущением воспринимаемого вкуса или привкуса (соленый, кислый, щелочной, металлический и т. д.).

Испытываемую воду набирают в рот малыми порциями, не проглатывая, задерживая 3—5 с. Интенсивность вкуса и привкуса определяют при 20 °C и оценивают по пятибалльной системе согласно требованиям, указанным в таблице 4.

Таблица 4

Оценка интенсивности вкуса и привкуса

Органолептические методы определения запаха. Органолептическими методами определяют характер интенсивность запаха.

Характер запаха воды определяют ощущением воспринимаемого запаха (землистый, хлорный, нефтепродуктов и др.).

Определение запаха при 20° С.

В колбу с притертой пробкой вместимостью 250—350 мл отмеривают, 100 мл испытуемой воды с температурой 20° С. Колбу закрывают пробкой, содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями, после чего колбу открывают и определяют характер и интенсивность запаха.

Определение запаха при 60° С. В колбу отмеривают 100 мл испытуемой воды. Горлышко колбы закрывают часовым стеклом и подогревают на водяной бане до 50—60° С. Содержимое колбы несколько раз перемешивают вращательными движениями. Сдвигая стекло в сторону быстро определяют характер и интенсивность запаха.

Интенсивность запаха воды определяют при 20 и 60° С и оценивают по пятибалльной системе (табл. 5).

Таблица 5Оценка интенсивности запаха

Фотометрический метод определения цветности.

Цветность воды определяют фотометрически — путем сравнения проб.

Для приготовления шкалы цветности используют набор цилиндров Несслера вместимостью 100 мл. В каждом цилиндре смешивают раствор № 1 и раствор № 2 в соотношении указанном на шкале цветности.

Раствор в каждом цилиндре соответствует определенному градусу цветности. Шкалу цветности хранят в темном месте. Через каждые 2—3 месяца ее заменяют. Градуировочный график строится по шкале цветности.

Для сбора материала использовались химические методы измерения концентраций загрязняющих веществ в воде, что позволяет проверить соответствие их установленным нормативам качества воды.

Колориметрический метод определения рН воды имеет невысокую точность, особенно при анализе мутных и окрашенных вод, кроме того, необходимо введение солевых поправок. Наиболее надежен из них метод с использованием буферных растворов. Метод основан на том, что при прибавлении к исследуемой воде соответствующего индикатора в зависимости от рН воды он принимает ту или иную окраску, которую сравнивают со шкалой стандартных буферных растворов. Нужно строго соблюдать указания о количестве приливаемого индикатора. Окраску следует сравнивать в тени или при рассеянном освещении.

Метод окисляемости. Окисляемость — общее количество содержащихся в воде восстановителей (неорганических и органических), реагирующих с сильными окислителями, например бихроматом, перманганатом и др. Результаты определения окисляемости выражают в миллиграммах кислорода на 1 л воды (мг.О/л).

Наиболее полное окисление достигается бихроматом калия, поэтому бихроматную окисляемость называют «химическим потреблением кислорода» (ХПК). Это основной метод определения окисляемости. Окисление органических веществ бихроматом происходит до образования диоксида углерода и воды, азот выделяется в виде газа. Нормативы ХПК воды водоемов хозяйственно-питьевого водопользования- 30 мг О/л.Принцип метода бихроматной окисляемости — в 50%-м по объему серной кислоте бихромат калия при кипячении действует как сильный окислитель, особенно при использовании в качестве катализатора сульфата серебра. Метод позволяет определить окисляемость от 15 мг О/л и выше при применении 0,1 н. раствора бихромата калия. Аммиак и ионы аммония определяются с реактивом Несслера. Метод основан на способности аммиака (свободный аммиак и ионы аммония) образовывать с щелочным раствором йодида ртути окрашенный желтый цвет. При низкой концентрации аммиака и ионов аммония получают коллоидный раствор, пригодный для коллориметрирования. При большом содержании (более 3 мг/л) выпадает бурый осадок, в этом случае определение необходимо проводить после разбавления пробы безаммиачной водой. Предельно допустимая концентрация аммиака и ионов аммония в воде водоемов 2 мг/л по азоту. Этим методом находят свободный аммиак, ионы аммония, входящие в некоторые белковые соединения. Проведению анализа мешают амины, ацетон, альдегиды, спирты и другие органические соединения, реагирующие с реактивом Несслера. В их присутствии обнаруживают аммиак после предварительной отгонки. Мешающее влияние жесткости воды устраняют, добавляя раствор сегнетовой соли. Большое содержание железа, сульфиды и муть удаляют осветлением пробы воды цинковой солью. Содержание ионов аммония (мг) находят по калибровочному графику или визуально сравнивая интенсивность окраски пробы и шкалы стандартных растворов, приготовленных одновременно.

Отношение концентраций свободного аммиака и ионов аммония зависит от концентрации ионов водорода, поэтому по найденному общему содержанию можно рассчитывать концентрации свободного аммиака и ионов аммония, если известна величина рН воды.

Метод определения нитритов с реактивом Грисса — основан на способности нитритных ионов давать интенсивно окрашенные диазосоединения с первичными ароматическими аминами. При определении используется реакция с сульфаниловой кислотой и альфа-нафтиламином (реактив Гесслера) с образованием розовой окраски.

Предельно-допустимая концентрация нитритов (NO2) в водоемах 3,3 мг/л азота нитритов, лимитирующий показатель вредности санитарно-токсилогический.

Определению мешают взвешенные вещества, мутность, окраска воды, а также сильные окислители и восстановители. Обычно мутность и цветность удаляют фильтрованием и коагулированием. Содержание нитритов находят по калибровочному графику или визуально сравнивая интенсивность окраски пробы и шкалы стандартных растворов. Метод определения нитратов с фенолдисульфокислотой — основан на реакции между нитратами и фенолдисульфокислотой с образованием нитропризводных фенола, которые с щелочами дают соединения, окрашенные в желтый цвет. Определению мешают хлориды в концентрации более 10 мг/л, их влияние в ходе анализа устраняется добавлением сульфата серебра. Проведению анализа мешает цветность воды более 20−25, в этом случае к 150 мл исследуемой воды добавляют 3 мл суспензии гидроксида алюминия, пробу тщательно перемешивают и после отстаивания в течение нескольких минут осадок отфильтровывают, отбрасывая первую порцию фильтрата. Предел обнаружения 0,5 мг/л NO3|л. Диапазон измеряемых концентраций 0,5−50,0 мг/л.Предельно допустимая концентрация нитритов в воде водоемов 45 мг/л (или 10 мг/л по азоту), лимитирующий показатель вредности санитарно-токсилогический. Гравиметрический метод определения сульфатов. Определение основано на осаждении сульфатов в кислой среде хлоридом бария в виде сульфата бария. Осадок отфильтровывают, прокаливают и взвешивают. Метод применим в широком диапазоне концентраций. Концентрация сульфатов в воде водоемов — источников водоснабжения допускается до 500 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический. Содержание сульфатов в природных, поверхностных и подземных водах обусловлено выщелачиванием горных пород, биохимическими процессами и т. д. Сульфаты попадают в водоемы и со сбросами различных сточных вод. В колориметрическую пробирку вносят 10 мл исследуемой воды, добавляют 0,5 мл хлористоводородной кислоты. Затем вносят 2 мл 5% хлорида бария, перемешивают. Сравнивают исследуемую воду со шкалой стандартных растворов. Приближенное содержание сульфатов можно определить и визуально по количеству выпадающего осадка в пробе воды (табл. 6).

Таблица 6Оценка содержания сульфатов

Объем воды для проведения анализа зависит от предполагаемого содержания сульфатов. При содержании менее 50 мг/л следует брать -500 мл

исследуемой воды, 50−100 мг/л — 250 мл, 200−500 мг/л — 100 мл, более 500 мг/л — 50мл.

Сульфаты определяют также комплексонометрическим методом. Метод основан на осаждении сульфат — ионов хлоридом бария. Метод применим для малых концентраций сульфатов.

Метод с окислением марганца до перманганат-иона. Метод определения марганца основан на окислении его соединений до иона (перманганат-ион) в кислой среде персульфатом аммония или калия в присутствии ионов серебра в качестве катализатора. Интенсивность появляющегося розового окрашивания пропорциональна содержанию марганца. Предел обнаружения 0,05 мг/л при объеме пробы 100мл. Предельно допустимая концентрация марганца в воде водоемов 0,1 мг/л, лимитирующий показатель вредности органолептический. Проведению анализа мешают органические вещества (при ХПК более 15 мгО/л) и хлориды более 5 мг/л, которые в условиях анализа окисляются, в результате чего окислителя не может хватить на реакцию с соединениями марганца. Железо (Ш) более 5 мг/л, а также медь, никель, бихроматы мешают окраской своих ионов. Основными критериями качества вод по гидрохимическим показателям являются значения предельно-допустимых концентраций (ПДК) загрязняющих веществ для водоёмов рыбохозяйственного, хозяйственно-питьевого назначения. Полученные данные использовались для оценки соответствия концентраций веществ предельно допустимым и нормам показателей воды.

Предельно-допустимая концентрация веществ, загрязняющих поверхностные воды и нормы показателей воды указаны в таблицах 7 и 8. В данном случае выделено четыре класса опасности.

Таблица 7Предельно-допустимая концентрация веществ, загрязняющих поверхностные воды

ПДК — это количество загрязняющего вещества в водной среде при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятные последствия у его потомства.

Выделяют ПДК для водоёмов рыбохозяйственного водопользования и ПДК для водоёмов хозяйственно-питьевого и коммунально-бытового водопользования.

В настоящее время установлены ПДК для более 1000 химических веществ в воде.

Таблица 8

Нормы показателей воды

Следует иметь в виду, что большинство загрязняющих веществ включается в биологический круговорот и в пищевые цепи. В конечном итоге они накапливаются в тканях рыб, животных (например, ртуть, ДДТ и др.). Возможность трансформации веществ в водной среде и избирательного накопления их живыми организмами — всегда должна учитываться при решении вопроса об опасности того или иного химического загрязнения.

Уровень загрязнения поверхностных вод оценивается по величине комплексного индекса загрязнённости воды (ИЗВ), который используется для сравнения и выявления динамики изменения качества вод. Критерии качества поверхностных вод по величине комплексного индекса загрязнённости воды (ИЗВ) указаны в таблице 9. Характеристики качества воды: очень чистая, чистая, умеренно грязная, загрязненная, грязная, очень грязная, чрезвычайно грязная.

Таблица 9

Критерии качества поверхностных вод по величине ИЗВ

4. Исследование состояния водных ресурсов Костанайской области Костанайская область расположена в зоне недостаточного увлажнения, среднегодовое количество атмосферных осадков составляет 240 — 280 миллиметров. Речная сеть развита слабо, поэтому запасы поверхностных вод незначительны. Рассматриваемая территория составляет 196 тыс. кв. км. В Костанайской области насчитывается 310 водотоков длиной 10 километров, причем более половины из них представляют временные водотоки; рек длиной свыше 100 километров — 21, свыше 500 километров — 2.

Главными водными артериями Кустанайской области, имеющими большое народнохозяйственное значение, являются реки Тобол и Торгай с их притоками притоками Желкуар, Аят, Тогузак, Убаган, Уй. В области находится более 5 тысяч озер. Самые крупные из них расположены в Торгайской ложбине — Кусмурын, Тениз, Койбагор, Акколь, Сарыколь, Алакольи другие.

Река Тобол протяженностью 1591 км берет начало на восточных склонах Южного Урала, протекает по территории Костанайской области на 613 км. Для удовлетворения хозпитьевых, промышленных нужд и сельского хозяйства в области в бассейне реки Тобол построены и эксплуатируются каскад водохранилищ — наиболее крупными являются Каратомарское объемом 586 млн. куб. м., Верхне-Тобольское объемом 816,6 млн. куб. м.

Река Торгай пересекая южную часть Костанайской области, за ее пределами принимает справа крупнейший приток — реку Иргиз. Иргиз — река в Актюбинской и Костанайской областях Казахстана, правый приток Тургая. Длина реки 593 км, площадь бассейна около 32 тысяч км2. Исток Иргиза находится на восточных склонах Мугалжарских гор. Ширина русла 80−100 м, речной долины — от 300 м до 2 км; высота берегов 5−8 м. Летом (особенно в низовьях) расход воды в реке значительно снижается, на ряде участков река распадается на отдельные плёсы. В верхнем течении вода пресная, в низовьях солоноватая. Питание реки преимущественно снеговое. Средний годовой расход воды у устья около 8 м3/с. В апреле наблюдается половодье с повышением уровня на 4−5 м относительно обычного. Меженные уровни отмечаются в июле—октябре. Замерзает в середине ноябре (толщина льда к концу зимы достигает 1 м), вскрывается в начале апреля. Река используется для водоснабжения населенных пунктов, расположенных на ее берегах, а также для водопоя скота, полива огородов и лиманного орошения. Река Тургай служит основным источником водоснабжения. В бассейне реки для хозпитьевых и промышленных нужд города Аркалыка эксплуатируются два водохранилища: Акжарское объемом 16,5 и Ащи-Тактинское объемом 5,2 млн. куб.м.

Местный поверхностный сток формируется исключительно в период таяния снежного покрова. Водный фонд составляет 2,9 км³. Из общего водного фонда объем подземных вод составляет 425 млн. м3, поверхностный сток в реках — 1550 млн. м3, в водохранилищах — 1500 млн. м3. В пределах бассейна находится более 5000 озёр, суммарная площадь которых составляет около 3% общей площади рассматриваемой территории. Почти 80% озёр имеют площадь зеркала менее 1 км² и располагаются преимущественно в небольших и мелких блюдцеобразных впадинах. Малая глубина озёр и в связи с этим переменная минерализация воды отрицательно сказывается на использовании их в качестве источников водоснабжения.

Пресные и слабосолоноватые воды за пределами разведанных месторождений эксплуатируются одиночными скважинами и централизованными водозаборами. Преобладающая часть сооружений используется для сельскохозяйственного водоснабжения, среди них действуют 22 групповых водопровода. Пресные подземные воды Кустанайского водозабора используются областным центром, кроме того, 10-ю крупными промышленными предприятиями. Солоноватые подземные воды используются в основном для сельхозводоснабжения, в промышленности. Главным потребителем солоноватых вод является Соколвско-Сарбайский ГОК, незначительный объем используют мелкие промышленные предприятия.

Основное количество воды, используемое в сельском хозяйстве, идет на регулярное и лиманное орошение. Площадь орошаемых земель составляет 42 322га.

Площадь лиманного орошения составляет 132 460 га. Весенним паводком залита вся площадь. Водопотребление — 299,4 млн. м3 в год. Площадь обводненных пастбищ — 11 392 тыс. га.4.1Характеристика водохранилищ Костанайской области В 5 водохранилищах, созданных на реке Тобол, аккумулируется до 1,7млр. м3 воды, преимущественно снеготалого происхождения, которые значительно улучшают водный баланс области. Минерализация воды в водохранилищах в течении года изменяется от 0,3−0,4 до 0,8 г/л. В зависимости от степени обновления объемов воды в водохранилищах, качество ее изменяется, ухудшаясь при минимальном замещении оставшихся объемов свежей порцией стока. В целом регулирование стока оказывает положительное оздоравливающее влияние на санитарно-гигиеническое состояние водной среды. Дополнительные искусственные запасы подземных вод, формирующихся в подпорной береговой зоне за счет поверхностных вод многоводных периодов, при сработке водохранилища участвуют в их подпитке и также повышают качество поверхностных и русловых речных вод. Но в периоды малоснежных зим, следующих подряд, общий сток резко сокращается. В эти годы водохранилища быстро срабатываются, а качество воды в них прогрессирующе ухудшается. В этот период растет общая минерализация воды, превышаются допустимые пределы концентрации не только общей суммы растворенных солей, но и токсичных микрокомпонентов.

Соответственно облагораживающая роль водохранилищ на реку прекращается и ликвидация на ней «экологических пробок» не может быть осуществлена. Еще больше проблем могут возникнуть в случае запредельного или аварийного загрязнения воды в крупных водохранилищах (Верхне-Тобольском или Каратомарском). Из-за этого под угрозой оказывается Амангельдинское водохранилище — источник водоснабжения г. Костаная, подземные береговые водозаборы, расположенные ниже по реке. Многолетнее регулирование стока предполагает выравнивание водности реки за счет резерва водохранилищ. Однако объем водохранилищ ограничен, что позволяет обеспечить нормальный сток Тобола в случае следования подряд нескольких маловодных лет. В тоже время известно, что в довольно длительном ряде лет нормальной и повышенной водности (обычно 7−10 лет) из-за переполнения водохранилищ, из них сбрасываются весьма крупные объемы поверхностных вод (соизмеренные с 2 -годовым средним стоком). Задача состоит в поисках и реализации возможностей устранения бесполезного сброса крупных водных масс, остро необходимых в период засушливых маловодных лет. На территории Костанайской области на р. Тобол и ее притоках сооружен каскад водохранилищ со сбросными сооружениями, используемые для хоз-питьевого водоснабжения. На притоках р. Шортанды, р. Жилкуар построены Шортандинское и Жилкуарское водохранилища для водопользования Джетыгаринским асбестовым комбинатом. Верхне-Тобольское водохранилище предназначено для водоснабжения Лисаковского ГОКа, г. Лисаковска и ниже расположенных населенных пунктов, а также для восполнения подземных запасов Козыревского и других месторождений. Введено в эксплуатацию в 1978 году, полный объем -816,6млн.м3, полезный объем -782млн.м3. Площадь зеркала -87,4 км². Длина плотины 4700 метров. Максимальная высота плотины -42 метра. Пропускная способность сооружения 5020 м3/сек. Качество воды определяется влиянием довольно минерализованного стока подземных вод р. Тобол и загрязнений, поступающих по р. Шортанды от г. Житикара, а также п. Орджоникидзе, расположенного в верховье. Анализы, выполненные отделом лабораторного анализа областного управления в месте отбора проб на р. Тобол в районе города Лисаковска, Верхне-Тобольского водохранилища, в районе выхода от фильтровальной станции и выхода в город подтверждают, что вода реки и Верхне-Тобольского водохранилища соответствует нормам ПДК вод для рыбохозяйственного и хозпитьевого пользования. Подача в город с фильтровальной станции соответствует ГОСТу «Вода питьевая». Кзыл-Жарское водохранилище предназначено для водоснабжения г. Лисаковска. Введено в эксплуатацию в 1971 г., объем- 9,7млн.м3, максимальный объем составляет 11,2 млн. м3, площадь зеркала — 298 га. Длина плотины 400 метров. Максимальная высота плотины 19 метров. Общее техническое состояние водохранилища удовлетворительное. Анализ в районе нижнего бьефа Кзыл-Жарского гидроузла показывает, что качество реки Тобол соответствует нормам ПДК рыбохозяйственного водопользования. Карьерные воды Аятского месторождения КБРУ сбрасываются в реку Тобол. Сток реки зарегулирован — ниже 25 км находится плотина Каратомарского водохранилища. Непосредственно в него предусмотрен сброс воды Аятского месторождения. Анализы, отобранные 26 мая 1998 года показывают, что сброс карьерных вод Аятского месторождения не оказывают негативного влияния на реку Тобол. Место сброса Козыревского рудника также река Тобол. Дренажные и поверхностные воды, образующиеся при разработке «Каменного» карьера Козыревского рудника, собираются в зумпф и по напорному трубопроводу сбрасываются одним выпуском в р.Тобол. Место сброса находится в 3 км юго-западнее п.Октябрьский. За контрольный створ по данным Лисаковской СЭС принят первый пункт хозяйственно — питьевого водопользования (централизованный водозабор п. Аксуатский), расположенный 20 км вниз по течению от места сброса карьерных вод. Фактические концентрации вредных веществ в сбрасываемых в р. Тобол карьерных водах не превышают расчетных по всем показателям хим. состава, сброс не приведет к превышению ПДС соответствующих веществ в створе р. Тобол первого пункта хоз-питьевого водопользования. Сброс карьерных вод в р. Тобол возможен без физико-химической и биологической очистки, после отстаивания в отстойнике, так как качество речной воды в первом пункте хозпитьевого водопользования, расположенного в 20 км ниже по течению от места сброса соответствует санитарным нормам, что достигается за счет смешения, разбавления сточных вод и самоочищающей способности р.Тобол.Каратомарское водохранилище создано в 1965 году и используется для водоснабжения г. Рудного, прилегающих к нему населенных пунктов, а также п. Качары и п. Федоровка, снабжающихся водой по Костанайскому групповому водопроводу. Режим сработки водохранилища зависит также от уровня водопотребления г. Костаная и нижерасположенных населенных пунктов, включая г. Курган.Гидрохимический состав воды определяется особенностями формирования стока в бассейне р. Тобол и р. Аят. Накопления Каратомарского водохранилища идет за счет снеготаяния, дождей, попусков Верхне-Тобольского водохранилища и за счет притока р. Аят. Полный объем Каратомарского водохранилища 586 млн. м3. Полезный объем — 562млн. м3, площадь зеркала -93,7 м².Длина плотины 1925 м., высота -26 м. Находится на балансе ГРП. Необходим ремонт электроосвещения плотины и ремонт задвижек. Общее техническое состояние водохранилища удовлетворительное. Анализы отбора проб Каратомарского водохранилища и р. Тобол показывают, что качество воды водохранилища и реки по основным компонентам соответствует нормам ПДК вредных веществ водоемов рыбохозяйственного и хоз-питьевого пользования. Есть превышение ПДК по ХПК в 2,5 раза. Амангельдинское водохранилище создано в 1956 году для водоснабжения г. Костаная. Работает в режиме постоянной подпитки из Каратомарского водохранилища и обеспечивает паводковые пропуски и сброс водных излишков из вышерасположенных водохранилищ. Полный объем водохранилища составляет 6,75 млн. м3, площадь зеркала 562 га. Длина плотина 135 м. Высота 4,5 м. Общее техническое состояние водохранилища удовлетворительное. На качество воды в Амангельдинском водохранилище и р. Тобол оказывают решающее влияние качество воды в Каратомарском водохранилище, г. Рудный, прилегающие к р. Тобол массивы орошаемых земель, подземный сток минерализованных вод, а также отходы хозяйственной деятельности подхоза «Рудненский» и п.Кунай. По основным компонентам вода соответствует нормам ГОСТа «Вода питьевая», повышена жесткость, ХПК превышают норму в 2,8 раза, сульфаты — в 2,4 раза. Проектное хозпитьевое водоснабжение г. Аркалыка должно осуществляться из Каратургайского подземного водозабора мощностью 25 тыс. м3/сутки и Ащи-Тастинского водозабора поверхностных вод мощностью 16 тыс. м3/сутки.

В настоящее время водоснабжение города осуществляется из Ащи-Тастинского водозабора с объемом 12−14 тыс. м3/сутки, расположенного в 30 км от города Аркалыка. Объем поверхностных вод Ащи-Тастинского водозабора составляет 6 млн. м3, пополняемые запасом воды из резервного Акжарского водохранилища с объемом 16 млн. м3. Выявлено, что поверхностные воды Ащи-Тастинского и Акжарского водохранилищ по всем определенным показателям удовлетворяют требованиям ГОСТа «Вода питьевая». При разовом отборе проб из скважин наблюдалось превышение норм ПДК по марганцу в 4 раза. Для улучшения качества питьевой воды и покрытия дефицита в ней до 6 тыс. м3/сутки запущено в эксплуатацию 13 скважин Кара-Тургайского подземного водозабора.

4.2 Использование водных ресурсов отраслями экономики Развитие отраслей экономики в бассейне и рациональное использование природных ресурсов территории находится в прямой зависимости от имеющихся в бассейне водных ресурсов (табл.10).

Таблица 10

Использование водных ресурсов в бассейне за период 1990 год и современное состояние 2009 год

Основными водопотребителями в бассейне являются:

промышленность, коммунально-бытовое хозяйство и сельское хозяйство, представленное сельскохозяйственным водопотреблением и орошаемым земледелием. Рассматрим использование водных ресурсов в бассейне за базовый период, т. е 1990 год и современное состояние 2009 год (табл. 10).

Сопоставление объемов использования водных ресурсов с 1990 по 2009 годы показывают следующее:

— забор воды за этот период уменьшился с 743,7 млн. м3 до 157,32 млн. м3, т. е. в 5 раз;

— на коммунально-бытовые нужды забор уменьшился на 30,0 млн. м3;

— на промышленность забор уменьшился в 1,5 раза;

— на сельское хозяйство в 20 раз, нет учет использования воды на лиманное орошение и обводнение пастбищ.

Анализ существующего использования водных ресурсов и их потребление за последние 10 лет указывает на значительное сокращение водопотребления как питьевого, так и технического. Это обусловлено довольно значительным сокращением численности населения, резким спадом промышленного и сельскохозяйственного производства, остановкой и ликвидацией предприятий. Одной из основных причин резкого уменьшения забора является сокращение использования площадей регулярного и лиманного орошения.

В перспективе намечен некоторый рост объемов забора воды из природных объектов. Так увеличены объемы забора воды на нужды сельскохозяйственного комплекса (орошаемое земледелие и сельскохозяйственное водоснабжение). Существенный рост предусмотрен для коммунально-бытовых нужд и промышленности. Прочие отрасли и рыбное хозяйство изменений практически не имеют.

В последние годы объемы образования производственных сточных вод ежегодно увеличиваются в связи с возобновлением работы промышленных предприятий и аграрного сектора. Водовыпуски в водоемы от промышленных предприятий являются нормативно-чистыми, в общей массе не превышают предельно допустимые сбросы и отрицательного влияния на качественный состав водоемов не оказывают.

Объемы забора воды на перспективные уровни до 2020 г., определены на основании расчетных объемов водопотребления отраслями экономики бассейна, с учетом внедрения оборотных систем водоснабжения, экономии воды, снижения потерь с сети и повышения КПД (табл. 11).

Крупнейшими водопотребителями в мире являются теплоэнергетика (особенно АЭС), сельское хозяйство, а из промышленности — химическая и металлургическая. Сельское хозяйство использует свыше 70 процентов, причем большая ее часть уходит практически безвозвратно. В перспективе в нашей области объем водопотребления сельского хозяйства возрастет до 348 млн. м3.

На втором месте по водозабору по прежнему стоят промышленные предприятия.

Таблица 11

Сводные данные по водозабору в бассейне на перспективу (млн.м3)

Во многих Схемах, проектах по использованию и охране вод обола советского периода (80-е годы, начало 90-х прошлого столетия) прогнозировались значительные дефициты стока на перспективу. Отсутствие

дефицитов в настоящем балансе объясняется снижением современного и перспективного водопотребления по бассейну. Общий объем водопотребления в 2001 году снизился по отношению к базовому почти в три раза.

В данной схеме к 2020 г. предусматривается восстановить показатели примерно 1995;1996 гг.(216 млн. м3).

В настоящее время основной трансграничной проблемой бассейна Тобола является неэффективное регулирование стока половодья при отсутствии точного прогноза объема весеннего стока. Это приводит к затоплению гг. Костанай, Курган и других территорий либо к неоправданно большой предполоводной сработке водохранилищ, приводящей к заполнению водохранилищ ниже проектных отметок. Как показали произведенные расчеты регулирования стока каскадом водохранилищ, эта проблема не будет снята даже на уровне 2020 г., т.к. с повторяемостью один раз в два года водохранилища будут наполнятся до отметки НПУ. Одно из решений этой проблемы — внедрение в производство программного комплекса, в котором может быть реализована модель по оперативному управлению режимом работы водохранилищ, особенно при прохождении высоких паводков. На территории Костанайской области построены 22 групповых водопровода, из них работают 7 групповых водопроводов. Групповые водопроводы в основном сооружены в 1960;1980 годах. Функционируют следующие групповые водопроводы: Ишимский групповой водопровод в Карасуском районе обеспечивает питьевой водой 11 населенных пунктов;Ишимский групповой водопровод в Сарыкольском районе обеспечивает питьевой водой 7 населенных пунктов;

Лихачевский групповой водопровод в Сарыкольском районе обеспечивает питьевой водой 4 населенных пункта (введен в эксплуатацию в 2004 году в рамках реализации Программы);

Ишимский групповой водопровод в Узункольском районе обеспечивает питьевой водой 4 населенных пункта;

Узункольский групповой водопровод в Узункольском районе обеспечивает питьевой водой 2 населенных пункта (введен в эксплуатацию в 2004 году в рамках реализации Программы); Свердловский групповой водопровод в Алтынсаринском районе обеспечивает питьевой водой 4 населенных пункта;

Смирновский групповой водопровод в Карабалыкском районе обеспечивает питьевой водой 1 населенный пункт;

Шадыксаевский групповой водопровод в Карабалыкском районе обеспечивает питьевой водой 3 населенных пункта;частично работает Покровский групповой водопровод (в работе 7 километров) в Камыстинском районе, обеспечивает питьевой водой 1 населенный пункт. В настоящее время завершено строительство Лихачевского группового водопровода, общей протяженностью 46 километров, обеспечиваются водоснабжением поселок Сарыколь, села Лихачевка, Новое и Мелитополь; завершено строительство Узункольского группового водопровода. Водоснабжение осуществляется из Узункольского месторождения подземных вод до села Карла Маркса;завершена реконструкция водоснабжения Федоровского района из Владыкинского месторождения подземных вод; начата реконструкция Желкуарского водовода в Житикаринском районе, освоено 120,0 миллионов тенге, уложен водопровод протяженностью 5,3 километра и введен в эксплуатацию;начата реконструкция Ащи-Тастинского магистрального водопровода в городе Аркалык, освоено 80,0 миллионов тенге, уложено 3,17 километра водовода. отремонтированы участки Ишимского группового водопровода в Карасуском, Сарыкольском и Узункольском районах; произведена реконструкция магистрального водопровода поселка Дружба Костанайского района;завершена реконструкция электроснабжения Желкуарского гидроузла города Житикара Житикаринского района; завершена реконструкция систем водоснабжения, водоотведения и сооружений на них северо-западной части города Костаная, введен в эксплуатацию водопровод до дизельного завода в городе Костанае. Область обладает значительным потенциалом месторождений подземных вод, использование которых во многих регионах области позволит решить проблемы не только с водоснабжением, но и повышением качества используемой воды, а также может являться резервным источником водоснабжения на случай чрезвычайных ситуаций. Централизованным водоснабжением в области охвачены все города и большинство поселков городского типа. Из 753 населенных пунктов области обеспечиваются водой: из системы централизованного водоснабжения — 20,7 процента населенных пунктов, в которых проживает 588,7 тысячи человек, или 64,9 процента населения области; из местных источников — 68 процентов населенных пунктов, в которых проживает 289,8 тысячи человек или 31,9 процента населения области; привозной водой — 11,3 процента населенных пунктов, в которых проживает 28,3 тысячи человек или 3,2 процента населения области. Протяженность водопроводных сетей составляет 4490,4 километра, однако техническое состояние большей части водопроводных сетей оценивается как неудовлетворительное. Срок эксплуатации большинства водопроводных сетей превысил 25−50 лет, что выше нормативного срока эксплуатации. Это приводит к частым аварийным ситуациям на водопроводных сетях. Высокая аварийность приводит к длительным перебоям в подаче воды, большим непроизводительным потерям, ухудшению качества водоснабжения. Предприятия, обслуживающие водопроводы, из — за неудовлетворительного финансового состояния не имеют резерва технологического, насосного и энергетического оборудования.

Не улучшается ситуация в отношении содержания объектов децентрализованного водоснабжения (шахтных колодцев), которых в области 836, более 25 процентов шахтных колодцев не отвечают санитарным требованиям.

Все это отрицательным образом сказывается на качестве питьевой воды: 2,8 процента проб водопроводной воды нестандартно по микробиологическим показателям, по колодезной воде этот показатель достигает 8,4 процента.

4.3 Анализ состояния качества водных ресурсов По гидрохимической классификации, реки бассейна Тобола и Торгая относятся к казахстанскому типу режима с быстрым нарастанием минерализации воды после кратковременного весеннего половодья.

По оценке современного состояния условия формирования поверхностного стока в бассейне незначительно изменились лишь в верхнем течении р.Тобол. Остальные притоки и большая часть реки находятся в зарегулированном режиме, и расходы воды определяются размерами и продолжительностью попусков.

По данным мониторинга качества вод бассейна реки Тобол по рыбохозяйственному показателю КИЗВ (комплексного индекса загрязнения воды) река является умеренно загрязненной, по хозбытовым показателям КИЗВ является нормативно чистой.

Явные признаки антропогенного загрязнения вод (КИЗВ более 3,0; степень загрязнения воды — «высокий уровень загрязнения» присутствуют на участках водотоков, тяготеющих к городам с высоким промышленным потенциалом — Житикара, Рудный, Лисаковск.

Сток химических веществ в речной системе. От входного пограничного створа р. Тобола до выходного контрольного створа у с. Милютинка массовый перенос растворимых солей меняется в диапазоне от 440 до 464 тыс. тонн, биогенных элементов от 97до 440тонн, фторидов от 74 до 187 тонн. Не все химические вещества, мигрируемые с речным стоком, являются продуктами антропогенного происхождения и для охраны вод от их воздействия потребуются специальные мероприятия. Для бассейна Тобола характерна повышенная минерализация природных вод, неизбежно наличие биогенных соединений (соединение азота, фосфора) и тяжелых металлов. Для условий Зауралья, куда входит и бассейн Тобола в естественный гидрохимический фон природных вод входят элементы — медь, цинк, железо, марганец, фториды.

Качество подземных вод. В настоящее время на многих эксплуатируемых месторождениях и централизованных водозаборах бассейна установлено загрязнение подземных вод, выразившееся в росте общей минерализации, жесткости отдельных анионов (сульфатов, хлоридов) содержание железа, марганца, азотистых соединений, некоторых других нормируемых токсичных элементов (фтора, бора, брома). Загрязнение подземных вод бассейна зафиксировано на 22 месторождениях. В отдельных случаях концентрация некоторых компонентов превышает 10−42 ПДК. Практически все водозаборы в пределах бассейна загрязнены нитратами, аммонием, железо (3−10), марганец (2−8), магний (1−2,7). Наибольшему загрязнению подвергаются воды первых от поверхности водоносных горизонтов, слабо защищенных от внешнего воздействия.

Основными источниками загрязнения водных ресурсов являются предприятия горнодобывающей промышленности, машиностроения, цветной и черной металлургии, строительных материалов предприятия коммунального хозяйства.

К ним относятся предприятия ГКП «Водоканал „г.Рудного, ГКП „Костанай-Су“, ГКП „Лисаковскгоркоммунэнерго“, ГКП"Житикаракоммунэнерго“ (загрязняющие вещества — продукт промывки фильтров), „Рудненский кожевенный завод“ (гидроокисные хромсодержащие осадки, фирма Эйкос (нефтепродукты), АО „Арай“ (спиртовая барда), Верхнее-Тобольский рыбопитомник (сброс из выростных прудов). ТОО „Оркен“, ТОО „Костанайские минералы“, ТОО „Метал Трейдинг“, Козыревское РУ, АО"Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение», РКК «РЭР Приозерный», добывающие полезные ископаемые на водосборной площади реки Тобол с притоками, загрязняют водные ресурсы путем сброса карьерных и сточных вод. При общем объеме водоотлива карьерных вод 65,34 млн. м3 сброс в водные объекты составляет 18,3 млн. м3, повторное использование карьерных вод оценивается величиной 4,89 млн. м3.

Рудноминеральный комплекс бассейна является источником многих подвижных форм химических веществ и соединений, которые активно проникают в почву, грунтовые воды и переносятся поверхностным стоком. Последние, участвуют в питании подземных вод аллювия и береговых инфильтрационных водозаборов, а также формировании ресурсов глубоко залегающих напорных вод. При осушении карьерных и шахтных полей из недр извлекаются огромные массы дренажных минерализованных вод (до 80 млн. м3). Водопонижение в карьерах на глубину 500 метров формирует депрессионные воронки в радиусе на десятки километров, что вызывает истощение вековых запасов и наносит ущерб речному стоку. Аккумуляция минерализованных вод в накопителях и хвостохранилищах с фильтрующими грунтами в основании вызывает перетекание в нижележащие водоносные слои, горизонты, водотоки. Подземные и поверхностные воды при этом обогащаются не только растворенными солями, но и токсичными веществами, присущими дренажным водам.

Формирование сточных вод на городских территориях. Массовый вынос загрязняющих веществ с селитебной территории в реку составляет 21 613,5 т/год (данные за 2008 год), из них растворимые соли главных ионов составляют 98,5% (21 300т) Азотные биогенные вещества, смываемые с площади г. Костаная, составляют 246,6 т — преобладает азот в нитратных соединениях (218т). Органические загрязняющие вещества представлены нефтепродуктами (91,79т) и синтетическими поверхностно-активными веществами (11,8т). Вынос микроэлементов составляет из группы тяжелых металлов составляет 14,3 т, из них на марганец приходится 95% (в абсолютном значении 13,6 т/год). Из группы ядовитых загрязняющих веществ мониторинг осуществляется над количеством фторидов в речной сети. За 2009 год поступление фторидов с территории г. Костанай составило 39 т. Снижение загрязнения природных вод Тобола городскими стоками возможно при перехвате стока ливневой канализацией и водоотведении. Города бассейна не обеспечены ливневыми коллекторами и насосными станциями, а значит, не приспособлены к очистке сточных вод и защите водоемов от загрязнения.

Одним из основных мероприятий по охране поверхностных водных объектов в бассейне от загрязнения, засорения и истощения и по улучшению их санитарнотехнического и эпидемиологического состояния является создание по берегам водоемов специальных водоохранных зон и полос с особым режимом хозяйственной деятельности на их территории.

Бассейн реки Торгай по степени изученности химического состава поверхностных вод относится к недостаточно изученным. Мониторинг за качеством поверхностных вод, состоянием их загрязнения не осуществлялось в течении последних 15 лет.

Среднегодовые параметры показателей качества воды по пунктам наблюдений указывают на сохранившуюся категорию речного стокавода умеренно загрязненная, удовлетворяет санитарно-гигиеническим требованиям хозяйственно-питьевого водопользования. Загрязнений антропогенного происхождения в природных водах не обнаружено, переход из категории «нормативно-чистая», в категорию «умеренно загрязненная»

обусловлен повышенной естественной минерализацией, присущей солоноватым водам.

По бассейну р. Торгай основная проблема — сохранение уникальных объектов воднои водно-болотных угодий республиканского значения включенных в список Международного союза охраны природы (ЮНЕСКО), которые входят в состав особо охраняемых природных территорий Наурзумский Государственный Природный Заповедник, общая площадь составляет 191,0тыс.га с системой крупных озер заповедника-система пресных озер Аксуат и пресных и соленных озер системы Сарымоин; Сарыкопинский государственный природный зоологический заказник, общей площадью 51,2 тыс. га, с системой озер Сарыкопа.

Торгайский государственный природный зоологический заказник, общей площадью 348,0 тыс. га, системой больших и малых озер (всего 33 озера) образованный путем слияния рек Торгай, Иргиз, Улькаяк. Огромные водно-болотистые системы бассейна отличаются исключительным разнообразием видов животных, птиц дикой природы (около 250 видов, в т. ч. 32 «краснокнижных) водоплавающих, околоводных и других видов птиц, а также богатством ихтиофауны. В период сезонных миграций здесь бывает 2−3 млн. перелетных птиц. Для всех видов животных существование в условиях постоянного антропогенного воздействия приравниваются к вымиранию.

Водно-болотные угодья занимают в заповедниках, в зависимости от состояния обводненности, от 33 до 42% территории, которые практически не имеют грунтового питания и полностью зависят от объемов весенних паводков и атмосферных осадков.

Такие территории необходимо сохранить в первозданном виде как уникальные ландшафты и экосистемы. Однако процессы сокращения биологического разнообразия касаются и их: исчезают виды, сокращается численность популяций.

Для решение проблем в водном секторе необходимо участие населения и общественности, внедрение системы интегрированного управления водными ресурсами, работа созданного Бассейнового Совета путем подписаний бассейновый соглашений по самым острым проблемам; развитие системы мониторинга и информации.

Сведения о водопроводных очистных сооружениях Костанайской области представлены в таблице 12

1.Требуемое водопотребление по городам Костанай и Аркалыка компенсируется за счет использования подземных источников. Перегрузки фильтров по данным сооружениям не наблюдается.

2.Неудовлетворительное состояние фильтровальной станции г. Аркалыка заключается в отсутствии капитального ремонта блоков фильтров со дня их сдачи. Происходит разрушение основных стен и перегородок.

Необходимо более тщательно выбирать и использовать источники централизованного водоснабжения; охранять водоемы от загрязнения; привести зоны санитарной охраны в состояние, соответствующее нормативным требованиям; разработать и организовать производство новых эффективных реагентов; снизить потери питьевой воды за счет устранения утечки и внедрения на предприятиях замкнутых систем водоснабжения; очищать и защищать от обрастания коррозией водопроводные трубы.

Таблица 12

Сведения о водопроводных очистных сооружениях Костанайской области

Заключение

Обеспечение населения Костанайской области качественной питьевой водой является одной из актуальнейших задач в связи с загрязнением водоисточников, ухудшением санитарно-эпидемиологической обстановки, неудовлетворительным техническим состоянием систем водоснабжения и отсутствием залежей пресной воды в ряде районов. Ограниченность водных ресурсов в ряде районов, длительный срок эксплуатации водопроводных сетей и сооружений обусловили возникновение в области ряда проблем с обеспечением населения доброкачественной питьевой водой, обострили вопросы охраны здоровья населения. Отсутствие надлежащей информации о качестве водных ресурсов и его изменениях, затрудняет принятие правильных решений по определению режима и условий водопользования. По этой же причине не установлен уровень общего и локального техногенного загрязнения водных ресурсов, что не снимает угрозы здоровью населения области. В настоящее время необходимо остановить дальнейшее ухудшение состояния водоснабжения, качества воды, источников питьевого водоснабжения, обеспечить доступность воды и начать планомерную работу по развитию отрасли с целью сохранения и улучшения здоровья населения области за счет: мониторинга за качеством питьевой воды; действенных мер по ремонту и эксплуатации водопроводных сетей и сооружений; строительства малых опреснительных установок для водоснабжения из открытых водоемов; строительства и реконструкции водопроводных сетей в городах и районах области; совершенствование системы контроля за состоянием водопроводных сетей и сооружений, источников питьевой воды. На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:1. Проблема пресной воды для обеспечения населения остро стоит для Костанайской области. На снижение качества потребляемой населением воды влияет общее техногенное загрязнение водных источников, особенно поверхностных вод, сбросами промышленных, сельскохозяйственных и хозяйственно-бытовых стоков и недостаточное увлажнение водосборных бассейнов. 2. Анализ имеющихся водных ресурсов и объема их потребления показывает, что износ водопроводных сетей, приводит к вторичному загрязнению питьевой воды продуктами бактериальной деятельности, связанной с разрушением антикоррозийного покрытия поверхности труб, и частым аварийным ситуациям на водоводах.3. На снижение качества воды влияет износ канализационных сетей и сооружений, не обеспечивающих соответствующую водоподготовку и очистку сбросных вод.

4. Непринятие целенаправленных мер по устранению причин сложившейся ситуации с обеспечением качества и доступности населению питьевой воды приведет к следующим негативным последствиям: ухудшению здоровья населения области; нерегулируемой миграции населения в связи с ухудшением медико-экологической среды в районах; росту объема устаревших производственных фондов на предприятиях коммунального сектора; повышению затрат на очистку воды и водоподготовку.

5. Необходимо строительство и реконструкция объектов водоснабжения в районах, испытывающих проблемы с водообеспечением. В развитии данного направления предусматривается: реконструкция водопроводных сетей в районах области: Джангельдинском, Денисовском, Карабалыкском, Костанайском, Мендыкаринском и в городах Лисаковск, Костанай.6. Необходимо улучшение качества питьевой воды с применением передовых технологий по очистке воды, местных фильтрующих материалов. По данному направлению предусматриваются следующие мероприятия: применение при строительстве водопроводов полиэтиленовых труб, обладающих антикоррозионными свойствами; применение при строительстве системы очистки представленной установкой опреснения исходной водой, в состав которой входят угольный фильтр и ультрафиолетовый стерилизатор для обеззараживания воды.

1 Совместная программа по управлению реками «Мониторинг и оценка качества вод трансграничных рек». Материалы заключительной конференции Москва, 4−5 ноября 2003 г. стр. 64

2 Проект «Определение приоритетных проблем семи основных речных бассейнов Казахстана» стр.170−171, 173−177

3 Совместная программа по управлению реками. Отчет о прогрессе, достигнутом в ходе реализации проекта, июль 2002. Подготовлен: компанией Mott MacDonald совместно с компанией Arcadis Euroconsult и программой по водному законодательству и политике, 38 стр.

4 Банников А. Г. Охрана природы/ А. Г. Банников, А. К. Рустамов, А. А. Вакулин: Под ред. А. Г. Банникова.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Агропромиздат, 1985. 287с.: ил.- (Учебники и учебные пособия для высших сельскохозяйственных учебных заведений).

5 Программа водообеспечения административных областей Р К. Костанайская область. Кокчетав 2001 г. стр. 21−25

6 Годовой отчет за 2002г-2004 г. Тобол-Торгайского БВУ

7 Годовой отчёт отдела охраны и рационального использования водных ресурсов Костанайского территориального управления охраны окружающей среды и биоресурсов за 2002, 2003, 2004 года — Уржанов Ж. С., Ким С.П.

8 Экологический вестник Л. Н. Пучков, А. И. Проценко — Костанай, 1996 -2000.

9 Никаноров А. М., Циркунов В. В. Системы мониторинга качества поверхностных вод. СПб: Гидрометиоиздат, 1994 стр.34−36

10 Арустамов Э. А. Природопользование: учеб./ Э. А. Арустамов, А. Е. Волощенко, Г. В. Гуськов и др.- 7-е изд., перераб. и доп.- М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», 2005. 310с.

11 Галай Е. И. Использование природных ресурсов и охрана природы: Учебное пособие/ Е. И. Галай.- Минск: Амалфея, 2007. 2007. 252 с.

12 Зданович В. В. Гидробиология и общая экология: Словарь терминов/ В. В. Зданович и др.- М.: Дрофа, 2004. 192 с.

13 Охрана природы: Учебник для студентов/ А. В. Михеев, В. М. Галушин, Н. А. Иноземцев.- М.: Просвещение, 1981. 270с.

14 Скуратов Н. С. Природопользование: 100 экзаменационных ответов/ Н. С. Скуратов, И. В. Гурина И.В.- М.: ИКЦ «Март», 2005. 224с.

15 Экология и экономика природопользования: Учебник для студентов вузов/ Под ред. Э. В. Гирусова.- 3-е изд., перераб. и доп.- М.: ЮНИТИ — ДАНА, 2007. 591 с.

16 Тонкопий М. С. Экология и экономика природопользования: учеб. / М. С. Тонкопий.- Алматы: Экономик С, 2003. 583с.

17 Братков В. В. Геоэкология: учебное пособие/ В. В. Братков и др.- М.: Высшая школа, 2006. 271 с.

18 Константинов В. М. Экологические основы природопользования: учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования/ В. М. Константинов, Ю. Б. Челидзе.- М.: Мастерство, 2001. 208с.

19 Голицин А. Н. Инженерная геоэкология: Учебник/ А. Н. Голицин.- М.: Издательство Оникс, 2007. 368 с.

20 Шарафутдинов Д. Экологическая информация и современное общество/ Д. Шарафутдинов.- Алматы: Типогрфия оперативной печати, 2005. 196с.

21 Панин М. С. Химическая экология: Учебник для вузов/ М. С. Панин.- Семипалатинск: Семипалатинский государственный университет имени Шакарима, 2002. 852 с.

22 Прохоров Б. Б. Экология человека: учеб. для студ. вузов/ Б. Б. Прохоров.- 3-е изд., стереотип.- М.: Издательский центр «Академия», 2007. 319с.

23 Ресурсы поверхностных вод районов освоения целинных и залежных земель выпуск 2 Кустанайская область Казахской СССР под общей ред. В. А. Урываева, Ленинград 1959 г. 711 стр.

24 Нежиховский Р. А. Гидролого-экологические основы водного хозяйства. Ленинград, Гидрометеоиздат, 1990.

25 Иванов Л. А. Технический отчёт о результатах исследования химического состава поверхностных вод и водохранилищ Костанайской области — Костанай, 1998.

26 Снеговских Н. М. Исследование содержания металлов в водных источниках Кустанайской области. Сб. Среда и жизнедеятельность, Кустанай, 1994.

27 Учёт поверхностных вод по Костанайской области за 1996 — 2001 года.

В. П. Овчинников -, Костанай, 2001.

28 Методы исследования качества воды водоемов/ Под ред. Шицковой А.П./М. Медицина, 1990. 280 с.