Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСИ

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Географический факультет

Курсовой проект

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ОЗЕР БЕЛАРУСИ

Выполнил: ст. I курса

Иванов А.С.

Руководитель:

МИНСК 2012

Аннотация

УДК

Иванов А.С. Экологические проблемы озер Беларуси (курсовой проект). - Мн., 2012. - 38 с.

Экологические проблемы, озерные экосистемы, источники загрязнения, сточные воды, качество питьевой воды, пути решения проблем.

В курсовом проекте рассмотрены главные экологические проблемы озер Беларуси. Дана характеристика основных источников и видов загрязнения озер. Проведена оценка качества питьевой воды. Проанализированы возможные пути решения проблем.

Библиогр. 19 назв., табл.3, рис.4

Содержание

• Аннотация
• Введение
• Глава 1. Общая характеристика экологических проблем озер Беларуси
• 1.1 Экологические проблемы Браславских озер
• 1.2 Экологические проблемы Нарочанских озер
• Глава 2. Источники загрязнения озер
• 2.1 Промышленное загрязнение
• 2.2 Сельскохозяйственное загрязнение
• 2.3 Рекреационное загрязнение
• Глава 3. Проблема качества воды в экологии человека
• Глава 4. Возможные варианты решения экологических проблем озер
• Заключение
• Список использованных источников

Введение

Конституция Республики Беларусь в совокупности с иными нормативными правовыми актами составляет правовую основу для формирования и реализации государственной политики в области охраны окружающей среды. Одной из самым важных и значимых проблем для республики является качество воды и использования озер. В последние годы сложилась тенденция к уменьшению сброса недостаточно очищенных сточных вод в озёра, снижению использования воды на производственные нужды, сельскохозяйственное водоснабжение, увеличению объемов воды в системах оборотного и повторно-последовательного водоснабжении. Необходимо и дальше добиваться снижения загрязнения природных поверхностных вод стоками от предприятий и животноводческих комплексов, повысить уровень оборотного использования воды, уменьшить безвозвратное водопотребление, построить станции обезжелезивания. И самое важное - обеспечить население страны чистой питьевой водой.

Актуальность темы: В настоящее время проблема загрязнения гидросферы является наиболее актуальной, ведь "вода - это жизнь". Без воды человек не может прожить более трех суток, но даже понимая всю важность этого понятия, человечество все равно продолжает жестко эксплуатировать водные объекты, нанося им необратимый урон. Проблема загрязнения озер все более остро ощущается и в нашей республике. Потребность в воде у организмов очень велика. Например, для образования 1 кг биомассы дерева расходуется до 500 кг воды. И поэтому её нужно расходовать и не загрязнять.

Цель работы: проанализировать современные экологические проблемы озер Республики Беларусь. При выполнении работы использованы общенаучные методы, системный подход.

Задачи работы: проанализировать современное экологическое положение озер Республики Беларусь, выявить наиболее характерные источники их загрязнения и рассмотреть варианты возможного решения данной проблемы.

Личный вклад автора: изучение литературных источников по теме курсового проекта, анализ источников загрязнения озер, качества питьевой воды, поиск возможных решений экологических проблем озер.

Глава 1. Общая характеристика экологических проблем озер Беларуси

Среди водных объектов нашей планеты значительное место занимают озёра. Это естественные природные образования, жизнь их обусловлена определёнными законами, сочетание которых создаёт индивидуальный облик каждого озера.

Озера это один из основных природных ресурсов нашей республики. Объем и качество ресурсов определяется обеспеченностью территории озерами, объема притока формирующегося на водосборе и стока из озера, разности атмосферных осадков и испарения с зеркала озера и величиной изъятия и сброса воды используемой для хозяйственных нужд [1].

Число озер в Беларуси превышает 10000, однако размещены они не равномерно. Около 85% всех озер сосредоточена в Витебской области, 11,4% в Минской. Наименее обеспечена озерами Могилевская область [2]. Суммарная площадь их водного зеркала около 2000 км², а объем - около 6 м³. При этом на озера с площадью водного зеркала более 0,1 км² приходится 1072, в них сосредоточено 4,32 км³ суммарного объема озерных вод.

Озера Беларуси образуют несколько групп: Нарочанскую, Браславскую, Ушачскую и др. Самые крупные из озер: Нарочь (площадь зеркала воды 79,6 км²), Освейское (52,8 км²), Лукомское (37,7 км²), Дривяты (36,1 км²), (таблица 1).

Таблица 1.

Крупнейшие озера Беларуси

Название	Площадь зеркала, км2	Площадь водосбора, км2	Максимальная глубина, м
Нарочь	79,6	279	24,8
Освейское	52,8	259	7,5
Червоное	40,8	427	2,9
Лукомское	37,7	216	11,5
Дривяты	36,1	493	12,0
Нещердо	28,4	167	8,1
Выгонощанское	26,0	-	2,3

За последние десятилетия существенно нарушилась естественная эволюция озерных экосистем под влиянием антропогенной нагрузки. Результатом этого является антропогенное эвтрофирование водоемов [3].

Источниками поступления агентов эвтрофирования являются:

· естественное вымывание питательных веществ из почвы и выветривание пород;

· сбросы частично очищенных и неочищенных сточных вод, содержащие органические соединения азота и фосфора, нитраты и фосфаты;

· смыв удобрений, содержащих нитраты и фосфаты;

· смыв органических удобрений, которые содержат органические соединения азота и фосфора, нитраты и фосфаты, аммиак;

· сбросы детергентов, содержащих фосфаты.

· поступление нитратов из атмосферы.

Различают несколько стадий эвтрофирования:

1. Стадия накопления минеральных солей азота и/или фосфора в воде. Она, как правило, непродолжительна, т.к. поступающий лимитирующий элемент немедленно вовлекается в кругооборот.

2. Стадия интенсивного развития водорослей в эпилимнионе. Нарастает биомасса фитопланктона, увеличивается мутность воды, повышается концентрация кислорода в верхних слоях воды.

3. Стадия отмирания водорослей. Происходят аэробная деградация детрита, образование хемоклина. Интенсивно отлагаются донные илы с повышенным содержанием органики. Отмечаются изменения зооценоза (замещение лососевых рыб карповыми).

4. Стадия полного исчезновения кислорода в глубинных слоях, когда начинается анаэробное брожение. Характерно образование сероводорода, сероорганических соединений и аммиака [4].

Почти 92% озер Белорусского Поозерья испытывают антропогенную эвтрофикацию. Зарастание мезотрофных и эвтотрофных водоемов колеблется в пределах от 16 до 50%, а степень зарастания дистрофирующих озер достигает 90-100%. При мелиорации земель вблизи озер последние нередко испытывают заметное негативное влияние, связанное с применением болотных вод, понижением уровня, нарушением установившихся связей в системе водосбор - озеро. Повысилось содержание органического вещества, хлоридов, сульфатов, биогенных веществ. Поступающих с мелиорированных водосборов. Особенно следует отметить оз. Червоное, которое является системооьразующим ядром озерно-болотного комплекса Булев Мох - Червоное [5].

Наиболее уязвимыми оказались чистые, глубокие мезотрофные озера с признаками олиготрофии, а также полноводные водоемы. Прямое загрязнение озер наблюдается в промышленных районах в результате поступления нефтепродуктов, тяжелых металлов, особенно кадмия, свинца, цинка. Формирование химического состава воды озер тесным образом связано с гидрохимическими особенностями ландшафтов.

Качество поверхностных вод Беларуси в настоящее время устанавливается также по индексу загрязнения вод (ИЗВ), которому соответствуют 7 классов разной степени загрязненности вод: от очень чистой (ИЗВ < 0,3) до чрезвычайно грязной (ИЗВ > 10). ИЗВ определяется как отношение 1/6 суммы средней концентрации к предельно допустимым концентрациям загрязняющих веществ:

· растворенного кислорода;

· азота аммонийного;

· азота нитритного;

· нефтепродуктов;

· фенолов;

· ВПК (биохимического потребления кислорода) [6].

Оценка качества поверхностных источников по индексу загрязненности вод (ИЗВ) показывает, что большинство рек и озер Беларуси (60%) классифицируется как умеренно загрязненные (III класс) и около 10% отнесено к категории "загрязненные" (IV класс).

Водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т.д. Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.

Наиболее опасным видом химического загрязнения озер Беларуси является их радионуклидное загрязнение, вызванное аварией на Чернобыльской АЭС. Масштабы распространения этого загрязнения почв на территории Беларуси не имеет аналогов в мире. Радионуклиды в озерах преимущественно сосредоточены в донных отложениях и биоте. Для озер, расположенных в загрязненной зоне и выведенных из антропогенного процесса, проявляется тенденция к их зарастанию за счет неуправляемого роста биоты различных экологических групп. Это способствует в определенной мере процессу очищения воды от цезия-137 и стронция-90 при одновременном возрастании радиоактивности донных отложений [5].

1.1 Экологические проблемы Браславских озер

В Браславской группе озер насчитывается более 40 водоемов, которые создают неповторимые ландшафты молодого рельефа ледниковой эпохи с большим количеством разнообразных по генезису озерных котловин. К сожалению, экологическая ситуация на озерах неблагоприятна вследствие интенсивной хозяйственной освоенности водосборов озер, эвтрофирования и загрязнения. Сельскохозяйственные угодья занимают около 62% территории водосборов озер. Особенно высокая освоенность водосбора озера Волосо Южное (79%), что является недопустимо для озерного заказника. Невосполнимый экологический ущерб озерам наносят сточные воды г. Браслава (Болойсо, Потех, Святцо, Новято), вода которых непригодна ни для одного из видов водопотребления без предварительной очистки, их экосистемы уже достигли критической стадии в разряд гипертрофных [7].

Рисунок 1. - Схематическая карта Браславских озер

В течение года в озера поступает около 52 тонн фосфора. В связи с этим в последние два-три десятилетия закономерно отмечается рост нагрузок по фосфору. Реальные нагрузки по фосфору на озера находятся в пределе 0,04-6,23 г Р/м³ в год. В 17 озерах величины реальных нагрузок уже превысили критический уровень. Только в пяти экосистемах их значения в пределах допустимой нагрузки вследствие преобладания в структуре водосборов территорий, покрытых лесами.

Наибольший экологический ущерб нанесен оз. Болойсо. До 1976 г. состояние экосистемы по фосфору находилось в пределах допустимой. Сезонные колебания и распределение по акватории гидрохимических показателей отличались стабильностью и соответствовали режиму озер мезотрофного типа. В настоящее время значительные изменения отмечаются в послойном распределении кислорода. Устойчивый дефицит кислорода фиксируется с 1986 г. в водоеме сформировалась сероводородная зона. Сумма ионов за 50-летний период возросла с 192 до 330 мг/л. Относительное содержание сульфатов возросло более чем в два раза, хлоридов - в три, суммы ионов натрия и калия - почти в четыре раза. Отмечается устойчивое увеличение водородного показателя в поверхностных горизонтах до 9,60 и постепенное снижение прозрачности с 2,8-4,0 м до 0,3 м.

Изменение абиотических условий привело к существенной перестройке планктонных сообществ. За счет массового развития синезеленых водорослей численность и биомасса летнего фитопланктона по сравнению с 1972 г. увеличилась соответственно в 16 и 13 раз, на долю которых приходится 99% численности и 95% биомассы сообщества. Интенсивное загрязнение водоема вызвало в последнее десятилетие существенное снижение количества донных беспозвоночных.

В озере Потех на протяжении 50 лет отличается постоянный рост нагрузки на лимносистему по фосфору. Реальная нагрузка превысила критическую в 2000 г. в 5,5 раз. Наблюдается постепенное ухудшение кислородного режима, расширение анаэробной зоны в придонных горизонтах. На максимальной глубине обнаружен сероводород. Сумма ионов возросла с 197 до 422 мг/л, а концентрация хлоридов и сульфатов - в восемь и три соответственно. Увеличилось содержание фосфора, азота аммония и нитратов, органического вещества. С 1970-х годов прозрачность снизилась с 2,0 до 0,8 м. Численность водорослей в оз. Потех за 50 лет увеличилась в 71 раз, биомасса - в 27 раз, при этом число клеток синезеленых возросло в 106 раз.

Одно из наиболее уникальных - озеро Струсто находится под угрозой эвтрофирования в результате поступления загрязненных вод озера Болойсо, южный залив которого уже приобрел черты эвтрофного водоема. Прозрачность воды снизилась с 5 до 3,8 м. Интенсивное загрязнение водоема в последнее десятилетие привело к росту средней биомассы фитопланктона почти в 10 раз, доля синезеленых составила более 60% общего показателя. В южной части озера летняя биомасса достигла 27,0 г/м³, наблюдается исчезновение реликтов ледниковой эпохи, постепенное снижение биомассы зообентоса.

Вода озера Снуды имеет высокое качество и может использоваться для питьевого водоснабжения. Высокий уровень самоочищения позволяет экосистеме сохранять природный статус на уровне мезотрофного. Однако отмечается увеличение общей минерализации, в придонных горизонтах обнаружены нитраты. Снижается прозрачность, растет дефицит кислорода.

Состояние гидробиологических сообществ в оз. Снуды стабильно. Количественные показатели укладываются в пределы многолетних колебаний для озер данного типа.

Признаками эвтрофирования озер Неспишь и Недрово является появление анаэробных зон в придонных слоях обоих озер, увеличение водородного показателя, минерализации, снижение прозрачности. Некоторые изменения наблюдаются в структуре сообществ гидробионтов. Их количественные характеристики возросли.

загрязнение питьевая вода озеро

Таким образом, отмечается всеобщая тенденция эвтрофирования озерных экосистем, протекающая в разных водоемах по макрофитному типу. Сохранение видового разнообразия флоры и фауны, а также качества воды уникальных экосистем Браславских озер требует значительных усилий, направленных на рациональное использование и охрану озер.

1.2 Экологические проблемы Нарочанских озер

Нарочанские озера расположены на северо-западе Беларуси в Нарочано-Вилейской низине и южных склонах Свенцянских гряд. Водоемы ледникового происхождения, образовавшиеся около10 тысяч лет тому назад, принадлежат бассейну Балтийского моря (реки Нарочанка, Вилия и Неман). Нарочанская озерная группа представляет собой цепочку из трех связанных между собой сравнительно крупных водоемов - Баторино, Мястро и Нарочь, обособленного от них оз. Бледное и нескольких мелких озер [8].

Важной экологической проблемой является вселение в озера нового вида - моллюска - фильтратора дрейссены.

Этот феномен наблюдается во многих водоемах Европы и Северной Америки. Моллюск, естественным ареалом которого является Понто - Каспийский бассейн, способен прикрепляться к различным субстратам, в том числе к днищу судов и рыболовным снастям, что, наряду с баластными водами, является главным способом его расселения.

В Нарочанских озерах дрейссена впервые была найдена в конце 80-х годов. В настоящее время численность дрейссены составляет до нескольких сотен экземпляров в расчете на 1 м², а биомасса колеблется от 100 до 300 граммов в расчете на1 м².

Влияние вселенца на озера неоднозначно. Являясь мощным фильтратором (в зависимости от температуры и массы моллюск способен пропускатьчерезжаберныйаппаратот2 до200 мл воды в час), дрейссена способствует осветлению воды, т.е. повышает качество природных вод. При столь высокой численности моллюска улучшается пищевая база бентосоядных рыб.

Но, с другой стороны, мощное нарушение сложившихся условий (биологических и химических) приводит экосистему к стрессовому состоянию и необходимости глобальной перестройки.

Еще одним примером нарушения экологического равновесия Нарочанских озер является проблема аллергодерматита. Заболевание связано с поражением кожных покровов купающихся личинками-церкариями червей-трематод из семейства Schistosomatidae, являющихся паразитами водоплавающих птиц. Главная причина сложившейся ситуации - многолетняя массовая прикормка лебедей, уток и чаек отдыхающими.

Основной метод борьбы с данной проблемой является прекращение прикорма птиц и уборка мусора на мелководьях. Для купающихся рекомендуется споласкивание под душем.

Еще одна проблема это загрязнение озер, связанное с поступление в них химических элементов и веществ различной природы, несвойственных водоему. Это нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (синтетические моющие средства), продукты неполного сгорания топлива, пестициды, бытовые отходы и др.

Последствия этого: угроза гидробионтам (обитателямозера), снижение рекреационно-эстетических достоинств водоема, деградация экосистемы.

Анализ ситуации в Нарочанских озерах свидетельствует о том, что в настоящее время экосистема находится в стадии глубокой перестройки, усугубляющейся сильным падением уровня воды. Прогнозировать дальнейшее изменение ситуации в озерах достаточно сложно.

Глава 2. Источники загрязнения озер

В Республике Беларусь большинство очистных сооружений находится в неудовлетворительном состоянии, предприятия по переработке отходов промышленных и сельскохозяйственных предприятий отсутствуют, современные технологии по охране воздушной и водной среды не применяются. Все это создает напряженную экологическую обстановку.

Значительная залесенность бассейнов некоторых озер компенсирует влияние антропогенной нагрузки.

Источник, вносящий в поверхностные или подземные воды загрязняющие воду вещества, микроорганизмы или теплоту, называется источником загрязнения. Вещество, вызывающее нарушение норм качества воды (установленные значения показателей качества воды по видам водопользования), называется загрязняющим веществом. Микробное загрязнение вод происходит в результате поступления в водоемы патогенных микроорганизмов.

Выделяют также тепловое загрязнение вод в результате теплоты. Наиболее масштабное однократное употребление воды - производство электроэнергии, где она используется главным образом для охлаждения и конденсации пара, вырабатываемого турбинами тепловых электростанций. При этом вода нагревается в среднем на 7° С, после чего сбрасывается непосредственно в реки и озера, являясь основным источником дополнительного тепла, который называют "тепловым загрязнением". Против употребления этого термина имеются возражения, поскольку повышение температуры воды иногда приводит к благоприятным экологическим последствиям [9].

2.1 Промышленное загрязнение

Основная причина загрязнения озер - сброс в водоемы неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленными предприятиями, коммунальным и сельским хозяйством. Остатки удобрений и ядохимикатов, вымываемые из почвы, попадая в озера, также загрязняют их. Сточные воды - это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.

Загрязнения, поступающие в сточные воды, условно можно разделить на несколько групп. По физическому состоянию выделяют нерастворимые, коллоидные и растворенные примеси. Кроме того, загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

К первой группе относятся вещества, растворяющиеся в воде и находящиеся там в молекулярном или ионном состоянии. В природной воде могут присутствовать в растворенном виде различные газы (кислород, азот, диоксид углерода, сернистый газ и др.), а также растворимые соли (натрия, калия, кальция, аммония, алюминия, железа, магния, марганца и др.). Можно установить их наличие с помощью химического анализа, потому что растворенные примеси не задерживаются ни песчаными, ни бумажными фильтрами. Вторая группа примесей - те, что образуют с водой коллоидные системы и взвеси. Коллоидные системы образуются из практически нерастворимых веществ. Они задерживаются мембранами - тонкими пленками из коллодия или бычьего пузыря. В коллоидном состоянии могут находиться вещества минерального и органического происхождения. При длительном отстаивании частицы песка, глины, образующие в воде взвеси, способны осаждаться [9].

Все загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериальные и биологические.

Минеральные загрязнения обычно представлены песком, глинистыми частицами, частицами руды, шлака, минеральных солей, растворами кислот, щелочей и другими веществами.

Органические загрязнения подразделяются по происхождению на растительные и животные. Растительные органические загрязнения представляют собой остатки растений, плодов овощей и злаков, растительного масла и др. загрязнения животного происхождения - это физиологические выделения людей и животных. Останки тканей животных, клеевые вещества и др.

Бактериальное и биологическое загрязнения свойственны главным образом бытовым сточным водам и стокам некоторых промышленных предприятий (бойни, кожевенные заводы, фабрики первичной обработки шерсти, предприятия микробиологической промышленности).

Бытовые сточные воды включают воды кухонь, туалетных комнат, душевых, бань, прачечных, столовых, больниц, хозяйственные воды, которые образуются при мытье помещений и др. Они поступают из жилых и общественных зданий, от бытовых помещений промышленных предприятий. В бытовых сточных водах органическое вещество в загрязнениях составляет 58%, минеральные вещества - 42%.

В промышленном производстве вода используется как теплоноситель, поглотитель, растворитель, как средство транспортировки. Многие предприятия машиностроения, металлообработки, тепловые электростанции используют воду для охлаждения [10].

Основное количество сточных вод, содержащих загрязняющие вещества (табл.2), образуются в системе жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) (в 2005 г. на их долю приходилось 75%, 2009 г. - 66,9%).

Таблица 2. Основные загрязняющие вещества сточных вод, попадающие в озерные экосистемы Беларуси.

Показатель	Размерность	Год
		2005	2006	2007	2008	2009
Органические вещества	тыс. т	9,0	8,9	8,3	8,1	7,9
Нефтепродукты	тыс. т	0,16	0,2	0,15	0,14	0,13
Взвешенные вещества	тыс. т	13,8	14,6	13,6	12	12,6
Сульфаты	тыс. т	63,7	62,7	59,5	60,7	63,5
Хлориды	тыс. т	73,9	74,4	71,3	72,8	72,9
Азот аммонийный	тыс. т	6,0	6,4	6,0	5,6	5,4
Азот нитритный	тыс. т	0,59	0,34	0,25	0,2	0, 19
Азот нитратный	тыс. т	2,9	3,7	3,4	3,7	3,7
Медь	т	9	9,8	10	7,6	6,7
Другие металлы (железо, цинк, никель, хром)	т	415	518	449	438	421,1

В 2009 г. со сточными водами ЖКХ в водные объекты страны поступило 91% всего сбрасываемого в воды азота аммонийного, 89% азота нитритного, 90% фосфора фосфатного, 81% органических веществ, 82% хлоридов, 85% нефтепродуктов, 72% взвешенных веществ и 42% сульфатов.

В настоящее время основной химический пресс на озерные экосистемы страны обусловлен такими локальными источниками загрязнения, как областные города и г. Минск, на долю которых приходится 63% общей нагрузки на водные объекты по азоту нитратному, 61% по азоту аммонийному, 54% по взвешенным веществам, 54% по нефтепродуктам, 52% по органическим веществам, 42% по азоту нитритному и 37% по тяжелым металлам (железо, никель, цинк, хром).

В целом в стране 20 крупных предприятий, имеющих очистные сооружения, отводят около 58% всего объема сточных вод, содержащих загрязняющие вещества. В их составе содержится 71% органических соединений, 83 - нефтепродуктов, 82 - азота аммонийного и 57% основных металлов.

Характерными загрязняющими веществами в составе отводимых сточных вод является фосфор, азот аммонийный, азот нитритный и органические вещества, избыточные концентрации которых обнаружены во многих озерах страны.

2.2 Сельскохозяйственное загрязнение

Вторым основным потребителем воды является сельское хозяйство, использующее ее для орошения полей. Ядовитые вещества попадают в водоемы в виде пестицидов, используемых для борьбы с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур. К ним относятся инсектициды, фунгициды, которые распыляют над фруктовыми садами и посевами, гербициды, применяющиеся как средство борьбы с сорняками. Кроме химических соединений, в реки попадает большой объем фекалий и других органических остатков с ферм, где выращиваются мясо-молочный крупный рогатый скот, свиньи или домашняя птица. Много органических отходов также поступает в процессе переработки продукции сельского хозяйства (при разделке мясных туш, обработке кож, производстве пищевых продуктов и консервов и т.д.).

Значительную опасность для водоемов представляют смываемые с сельскохозяйственных полей нитраты, фосфаты и калийные удобрения. Отрицательное действие удобрений на окружающую среду связано прежде всего с несовершенством свойств и химического состава удобрений. Существенными недостатками многих минеральных удобрений являются: наличие остаточной кислоты (свободная кислотность) вследствие технологии их производства; физиологическая кислотность и щелочность.

К значительному недостатку многих минеральных удобрений можно отнести наличие в них тяжелых металлов (кадмия, свинца, никеля и др.) Наиболее загрязнены тяжелыми металлами фосфорные и комплексные удобрения. Это связано с тем, что практически все фосфорные руды содержат большие количества стронция, редкоземельные и радиоактивные элементы. Расширение производства и применение фосфорных и комплексных удобрений ведет к загрязнению окружающей среды соединениями фтора, мышьяка. Повышенные дозы фтора угнетают развитие животных, приводят к отравлению; у человека при содержании в воде фтора больше 2 мг/л разрушается эмаль зубов, а при 8 мг/л развивается остеосклероз.

Длительное применение больших доз фосфорных удобрений может привести к так называемому "зафосфачиванию", когда почва обогащается усвояемыми фосфатами и новые порции удобрений не оказывают эффекта, что ведет к большому количеству попадания фосфора в отводимые сточные воды.

Калийные удобрения, внесенные в почву, подобно фосфору, не остаются в неизменном виде. Часть их находится в почвенном растворе, часть переходит в поглощенно-обменное состояние, а часть превращается в необменную, малодоступную для растений форму. В зоне с большим количеством осадков и при поливном земледелии возможно вымывание калия удобрений за пределы корнеобитаемого слоя почвы [11].

Азотные удобрения по взаимодействию с почвой значительно отличаются от фосфорных и калийных. Нитратные формы азота почвой не поглощаются, поэтому они легко могут вымываться атмосферными осадками и поливными водами. Некоторое количество питательных веществ, особенно азота в виде нитратов, хлоридов и сульфатов, проникают в грунтовые воды, реки, а потом и в озерные экосистемы. Следствием этого является превышение норм содержания этих веществ в воде, что может быть вредным для людей и животных, а также ведет к нежелательному изменению гидробиоценозов и наносит ущерб рыбному хозяйству.

Воздействие животноводства на природный ландшафт характеризуется рядом специфических особенностей. Первая заключается в том, что животноводческие ландшафты состоят из разнородных, но тесно связанных между собой частей, таких как пастбища, выгоны, фермы, зоны утилизации отходов и т.д. Каждая часть вносит особый вклад в общий поток воздействия на природные комплексы. Вторая особенность - меньшее территориальное распространение по сравнению с земледелием.

Сточные воды крупных животноводческих комплексов отличаются высокой концентрацией растворенных и нерастворенных загрязняющих веществ.

Выпас животных в первую очередь влияет на растительный покров пастбищ: уменьшается биомасса растений и происходят изменения в видовом составе растительного сообщества. При особо длительном или чрезмерном (в расчете на животное) выпасе почва уплотняется, поверхность пастбищ оголяется, что усиливает испарение и приводит в континентальных секторах умеренного пояса к засолению почв, а во влажных районах способствует заболачиванию.

Использование земель под пастбища сопряжено также с выносом питательных веществ из почв в составе подножных кормов и сена. Чтобы компенсировать потери питательных веществ, в земли пастбищ вносят удобрения, двоякость воздействия которых описана в разделе о земледелии.

Животноводческая отрасль является значительным потребителем воды, на долю которого из общего сельскохозяйственного водозабора приходится около 70 км3 в год.

Наиболее негативная сторона воздействия животноводства на ландшафт - загрязнение природных вод стоками животноводческих ферм. Многократное повышение концентрации органических веществ в пресноводных водоемах, а затем в прибрежной зоне морской акватории существенно уменьшает содержание кислорода в воде, приводит к изменению сообщества водных микроорганизмов, нарушению пищевых цепей, может вызвать гибель рыбы и другие последствия. [12].

2.3 Рекреационное загрязнение

Большинство зон отдыха и туризма в нашей республике создаются на базе озер и других водоемов, а вместе с этим возрастет и их загрязнение. В зависимости от вида отдыха меняется и степень воздействия на озера. Различают:

1) отдых с использованием судов с подвесными моторами;

2) отдых на парусных и весельных судах;

3) рыболовство с лодки, со льда и с берега;

4) купание;

5) подводная охота;

6) охота на водоплавающую дичь;

7) неорганизованный отдых (стационарный и кратковременный) [13]. Все виды отдыха, хотя и в разной степени, влияют на прилегающую к озеру территорию и на акваторию водоема.

В береговой зоне в результате рекреации изменяются почвенно-растительные комплексы. Уплотнение и истирание верхнего горизонта почвы, нарушение (или уничтожение) травяного покрова изменяют условия инфильтрации осадков, смыва почвы, скорости и глубины проникновения поверхностных загрязнений в почву. С увеличением уклона берегового склона загрязняющие вещества могут выноситься поверхностным стоком в водоем по тропинкам и выбитым участкам. Меняется качество грунтовых вод. Наиболее высокое содержание химических элементов, связанных с поступлением продуктов жизнедеятельности человека, отмечается в грунтовых водах в конце лета начале осени. Изменения в почвенном покрове береговой зоны приводят к снижению микробиологической активности почвы и нарушению процессов ее самоочищения. Усиление загрязнения береговой зоны, а также процессов поверхностного стока и эрозии ведет к увеличению выноса в водоемы загрязняющих веществ Отсутствие или недостаток туалетов в зоне отдыха, спуск стоков в озеро из кемпингов, расположенных по берегам озер, приводит к тому, что после солнечного выходного дня содержание биогенных органических веществ (по БПК) и бактерий (Е. Coli) в озере обычно возрастает. От одного неорганизованного отдыхающего в 100-200 раз, и создаются благоприятные условия для развития патогенной микрофлоры. В зонах с высокой концентрацией сине-зеленых водорослей недостаток кислорода приводит к разрушению рыбных кормовых баз и гибели рыб. Выброшенные на берег и разлагающиеся водоросли сокращают рекреационные территории. С эстетической точки зрения концентрация хлорофилла не должна превышать 100 мг/м3 [14].

Купающиеся вносят непосредственно в водоем как биогенные, так и загрязняющие вещества. В течение 10 мин купания человек вносит в воду более 3 млрд сапрофитных бактерий и от 100 тыс. до 20 млн кишечных палочек. Кроме того, каждый купающийся вносит в водоем в среднем 75 мг общего фосфора и 695 мг общего азота.

Глава 3. Проблема качества воды в экологии человека

Водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды в среднем на каждого жителя Беларуси в 2010 г. не превышало 145 л/чел. /сут. В сравнении с 2005 г. оно уменьшилось на 30% и соответствовало уровню потребления воды в большинстве стран Европы (120-150 л/чел. /сут.).

По сравнению со среднем показателем, установленном для Беларуси, в городах потребление воды на душу населения все еще остается достаточно высоким и приближается к европейскому уровню только в г. Бресте (табл.3).

Таблица 3. Потребление воды на одного жителя в основных промышленных центрах Беларуси в 2005-2009 гг., л/чел. /сут.

Город	Год	Снижение к уровню 2005 г., %
	2005	2006	2007	2008	2009
Брест	264	227	204	181	149	44
Витебск	250	241	217	185	166	34
Гомель	262	245	228	198	179	32
Гродно	302	265	245	214	193	36
Могилев	298	275	252	213	176	41
Бобруйск	256	271	238	207	182	29
Борисов	224	216	201	204	153	32
Мозырь	293	231	196	195	165	44
Новополоцк	255	208	190	170	153	40

Самое большое количество воды потребляется на одного жителя в г. Минске, вместе с тем за последние годы бытовое водопотребление в столице Беларуси имело хорошо выраженную тенденцию к снижению. Так, по сравнению с 2005 г. оно сократилось на 35%.

Аналогичная ситуация характерна и для других городов страны, где удельное потребление воды на коммунально-бытовые нужды уменьшилось за последние пять лет на 29-44%.

Обеспеченность населения централизованным водоснабжением в Беларуси составляет 86%, в том числе сельского - 57% (1,4 млн. человек из 2,5 млн. сельского населения).

К числу основных социально значимых экологических проблем Беларуси относится проблема качества питьевых вод. Она создает неудобства для населения и повышает риск заболевания людей.

Для хозяйственно питьевых нужд, в стране используются преимущественно подземные воды. Поверхностные воды для данной цели частично используются лишь в двух крупнейших городах страны - Минске и Гомеле. На перспективу ставиться задача и эти два города перевести полностью на подземное водоснабжение.

В Беларуси действуют системы централизованного и нецентрализованного водоснабжения (колодцы). Первая из них охватывает города и крупные населенные пункты, вторая - сельские поселения. Централизованное водоснабжение преобладает; им обеспечено более 70% населения страны.

Проблема качества питьевых вод на территории страны обусловлена двумя факторами, во-первых природными литогеохимическими особенностями покровных отложений, в которых формируются водоносные горизонты, во-вторых, техногенным загрязнением этих горизонтов. Природными причинами вызвана повышенная концентрация в подземных водах железа и марганца, а также недостаточное с точки зрения физиологических потребностей человека содержание в них йода и фтора [15].

Природные причины неудовлетворительного качества питьевых вод характерны преимущественно для источников централизованного водоснабжения. Источники нецентрализованного водоснабжения, использующие первый от поверхности подземный водоносный горизонт, в большей мере подвержены техногенному загрязнению.

На участках, испытывающих антропогенное загрязнение, в подземных водах наблюдается рост содержания аммония, нитратов, хлоридов и других компонентов.

В 2009 г. по результатам контроля соответствия качества питьевой воды, установленным в Беларуси нормативам, отклонения микробиологических показателей воды, подаваемой коммунальными водопроводами, выявлены в 0,8% случаев, ведомственными - в 1,4%.

Согласно руководству по качеству питьевой воды Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) концентрация железа в воде 2 мг/л не представляет опасности для здоровья человека. В то же время в Беларуси предельно-допустимая концентрация (ПДК) железа для питьевых вод составляет 0,3 мг/л. Превышение гигиенических норм для питьевых вод по железу имеет в Беларуси массовое распространение. Проводимые анализы проб воды показывают, что концентрация железа выше ПДК имеет примерно половина из них. Причем в 16% случаев такое превышение достигает 5 и более раз. Проблема высокой концентрации в воде железа отличается наибольшей интенсивностью в южной части страны, в регионе Полесья. Несмотря на значительный объем работ в последние годы по развитию централизованного водоснабжения и водоотведения, около 2 млн. человек в стране по-прежнему используют воду с содержанием железа выше санитарной нормы (0,3 мг/л). Здесь превышение гигиенического норматива фиксируется в 60-80% случаев.

По содержанию в воде марганца ситуация менее напряженная. Повышенная концентрация данного элемента встречается примерно в 6% случаев.

В настоящее время нецентрализованными источниками (шахтными колодцами) пользуются 1,4 млн. человек, в том числе сельское население - 1,1 млн. человек. Из 42,6 тыс. контролируемых источников нецентрализованного водоснабжения около 11% не отвечают гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Несоответствие по санитарно-химическим показателям зарегистрировано практически в 40% исследованных проб, а по микробиологическим - 16%.

Нарушение нормативов по санитарно-химическим показателям установлено по содержанию нитратов (40% от проб), общей жесткости (13%), органолептическим свойствам (10%), содержанию железа (8%) и аммиака (2%). Высокий уровень химического и микробиологического загрязнения колодцев в Беларуси вызван, прежде всего, развитием в стране интенсивного сельского хозяйства с применением больших доз минеральных и органических удобрений. Существенное значение имеют и такие причины как отсутствие у многих колодцев необходимой защитной инфраструктуры в виде глиняных замков и отмосток, размещение в непосредственной близости от них мест содержания домашнего скота и иных источников загрязнения, что свидетельствует о недостаточном осознании населением опасности загрязнения питьевых вод.

Наиболее проблемным регионом страны по химическому загрязнению вод колодцев, так же как по содержанию в подземных водах железа, является Полесье, где такое загрязнение встречается в 50-60% случаев. Подобное положение обусловлено спецификой природных условий данного региона, преобладанием на его территории легко проницаемых песчаных отложений и неглубоким залеганием первого от поверхности водоносного горизонта, что облегчает попадание в него загрязняющих веществ с поверхности.

Решение проблемы качества питьевых вод предполагает принятие соответствующих мер. Для систем централизованного водоснабжения они могут быть связаны с инженерным обустройством колодцев и прилегающих к ним территорий или переводом водоснабжения на использование более глубоких водоносных горизонтов.

Реализация указанных мер затруднена из-за недостатка у сельского населения достаточных средств. Третью часть сельских жителей составляют лица старше трудоспособного возраста, не имеющие больших доходов. Ограничены в средствах и местные сельские органы самоуправления.

Для подземных водосборов необходима установка специального оборудования, обеспечивающего обезжелезивание вод перед их подачей в водопроводную сеть. К настоящему времени подобного рода оборудования не имеют около половины подземных водосборов на территории страны [16]. Его установка сопряжена с существенными затратами. Поэтому задача обезжелезивания питьевых вод особенно сложно решается для небольших городов и населенных пунктов, которые зачастую не в состоянии выделить для этого необходимые средства.

Однако, несмотря на определенные сложности с качеством питьевой воды, согласно докладу ООН/ПРООН "Показатели развития человека", Беларусь входит в группу из 34 стран, население которых имеет 100-процентный устойчивый доступ к улучшенным источникам воды (по количеству, качеству и близости нахождения источников воды).

Глава 4. Возможные варианты решения экологических проблем озер

Стратегическая цель охраны и рационального использования водных ресурсов состоит в обеспечении населения водой необходимого санитарного качества и в достаточных количествах при сохранении гидрологических, биологических и химических функций водных экосистем.

Исходя из сложившейся ситуации, в соответствии с социально-экономическим развитием до 2020 г., необходимо решить следующие основные проблемы: ликвидировать загрязнение поверхностных объектов сточными, талыми и дождевыми водами с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий, а также вредными веществами, поступающими из сопредельных стран; увеличить мощности очистных сооружений и повысить эффективность очистки стоков; уменьшить риск для здоровья населения путем снабжения чистой питьевой водой [17].

На первом этапе для реализации этих направлений необходимо:

осуществление комплексного подхода к экологически безопасному управлению водными ресурсами (включая планирование устойчивого, рационального водопользования, защиту и восстановление водных экосистем);

строительство и реконструкция очистных сооружений с целью глубокой очистки сточных вод в соответствии с прогрессивными технологиями, внедрение мало - и бессточных технологий;

осуществление межгосударственного сотрудничества по трансграничным водным объектам, включая разработку межгосударственных и национальных правовых документов по мониторингу загрязнения водных ресурсов.

совершенствование стандартов в области качества поверхностных вод и приведение их в соответствие с международными требованиями;

развитие системы питьевого водоснабжения, строительство систем очистки и обезвреживания на питьевых водозаборах, обеспечение населения питьевой водой высокого качества (расширение централизованных систем городского и особенно сельского водоснабжения);

организация территорий водосборов с целью предотвращения негативного воздействия сельскохозяйственной деятельности на качество воды поверхностных и подземных источников, водоохранных зон и прибрежных полос рек, озер и водохранилищ, а также зон санитарной охраны источников и систем питьевого водоснабжения.

На втором этапе необходимо:

осуществление эффективного мониторинга и регулирования качества поверхностных и подземных вод с учетом сокращения объемов загрязнения от крупных точечных и неточечных (диффузионных) источников;

развитие рынка работ и услуг в сфере рационального использования и охраны вод.

Важнейшая часть белорусского водно-санитарного законодательства - гигиенические нормативы (ПДК) вредных веществ в воде. ПДК вредного вещества в воде озер - это максимальная концентрация, которая не оказывает прямого или опосредственного влияния на состояние здоровья населения и последующих поколений, выявленного современными методами исследования, при её воздействии на организм человека в течение всей жизни и не ухудшает гигиенические условия водопользования населения.

Соблюдение ПДК обеспечивает безопасность здоровья населения и благоприятные условия для санитарно-бытового водопользования. ПДК служат критерием эффективности различных мероприятий охране озер от загрязнения, а также стимулами прогресса в области промышленной технологии. Гигиенические ПДК учитываются при утверждении проектов, определении условий спуска сточных вод и их дальнейшей очистки [18].

Очистка сточных вод - это разрушение или удаление из них определенных веществ. Обеззараживание сточных вод - удаление из них патогенных организмов.

Вариант принципиальной схемы очистки сточных вод представлен на рисунке 2 [6].

Рисунок 2 - Принципиальная схема очистки сточных вод

Методы, применяемые для очистки производственных и бытовых сточных вод, можно разделить на три группы: механические; физико-химические, биологические. В комплекс очистных сооружений, как правило, входят сооружения механической очистки. В зависимости от требуемой степени очистки они могут дополняться сооружениями биологической либо физико-химической очистки, а при более высоких требованиях в состав очистных сооружений включаются сооружения глубокой очистки. Перед сбросом в водоем очищенные сточные воды обеззараживаются, образующийся на всех стадиях очистки осадок или избыточная биомасса поступает на сооружения по обработке осадка. Очищенные сточные воды могут направляться в оборотные системы водообеспечения промышленных предприятий, на сельскохозяйственные нужды или сбрасываться в водоем. Обработанный осадок может утилизироваться, уничтожаться или складироваться.

Механическая очистка применяется для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей. Как правило, она является методом предварительной очистки и предназначена для подготовки сточных вод к биологическим или физико-химическим методам очистки. В результате механической очистки обеспечивается снижение взвешенных веществ до 90%, а органических веществ до 20%.

В состав сооружений механической очистки входят решетки, различного вида уловители, отстойники, фильтры. Песколовки применяются для выделения из сточных вод тяжелых минеральных примесей (в основном песка). Обезвоженный песок при надежном обеззараживании может быть использован при производстве дорожных работ и изготовлении строительных материалов.

Усреднители применяются для регулирования состава и расхода сточных вод. Усреднение достигается либо дифференцированием потока поступающей сточной воды, либо интенсивным перемешиванием отдельных стоков.

Первичные отстойники применяются для выделения из сточных вод взвешенных веществ, которые под действием гравитационных сил оседают на дно отстойника, или всплывают на его поверхность.

Для очистки сточных вод, содержащих нефть и нефтепродукты, при концентрациях более 100 мг/л применяют нефтеловушки. Эти сооружения представляют собой прямоугольные резервуары, в которых происходит разделение нефти и воды за счет разности их плотностей. Нефть и нефтепродукты всплывают на поверхность, собираются и удаляются из нефтеловушки на утилизацию.

Биологическая очистка - широко применяемый на практике метод обработки бытовых и производственных сточных вод. В его основе лежит процесс биологического окисления органических соединений, содержащихся в сточных водах. Биологическое окисление осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество различных бактерий, простейших и ряд более высокоорганизованных организмов-водорослей, грибов и т.д., связанных между собой в единый комплекс сложными взаимоотношениями (метабиоза, симбиоза и антагонизма).

Химические и физико-химические методы очистки играют значительную роль при обработке производственных сточных вод. Они применяются как самостоятельные, так и в сочетании с механическими и биологическими методами.

Важная роль в процессе формирования и реализации стратегии устойчивого развития страны отводится совершенствованию национального природоохранного законодательства и его согласованию с принципами и нормами международного экологического права.

Республика Беларусь присоединилась к большому числу важнейших природоохранных конвенций и проколов ООН, ряде европейских договоров и соглашений СНГ, а также подписала двусторонние документы с сопредельными государствами в области охраны и рационального использования приграничных природных ресурсов и комплексов (конвенция о трансграничном загрязнение воздуха на большие территории, конвенция о международной торговле видами дикой фауны и флоры, находящимися под угрозой исчезновения, конвенция ООН по борьбе с опустыниванием, конвенция о доступе к информации, об участие общественности в процессе принятия решений и доступе к правосудию по вопросам, касающимся окружающей среды, конвенция о водно-болотных угодьях, имеющих международное значение (Рамсарская конвенция)).

С учетом принципов и норм международного экологического права и обязательств, приняты в новой редакции законы Республики Беларусь: "О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения" (2001 г.), "Об отходах" (2000 г.), "О государственной экологической экспертизе" (2000 г.), "об охране окружающей среды" (2002 г.), Водный кодекс Республики Беларусь (1998 г.), а также впервые разработанные законы "О питьевом водоснабжении" (1999 г.), "Об особо охраняемых природных территориях и объектах" (2000 г.), "О гидрометеорологической деятельности" (1999 г.) [19].

Основным направлением развития системы природоохранного законодательства в Республике Беларусь на период до 2020 г. должно стать создание организационных и правовых механизмов по предотвращению или смягчению негативных последствий различных видов человеческой деятельности, оказывающих влияние на здоровье человека и состояние природной среды. Для достижения этого необходимо обеспечить:

реализацию национальных интересов Республики Беларусь через активное участие в решении глобальных и региональных экологических проблем;

активизацию участия Беларуси в общеевропейском процессе "Окружающая среда для Европы";

привлечение иностранных инвестиций для осуществления природоохранных программ и приоритетных проектов в области рационального природопользования и охраны окружающей среды.

На территориях, требующих особого режима развития и управления - Белорусское Полесье и Белорусское Поозерье - предусматривается расширение видов деятельности, позволяющих развивать их как особо охраняемые и рекреационные территории, зоны отдыха.

Стратегической целью развития Белорусского Полесья должно стать прекращение процессов деградации этой крупной природной экосистемы общеевропейского средообразующего значения и обеспечение перехода региона к устойчивому, сбалансированному эколого-экономическому развитию.

На первом этапе (до 2010 г.) было обеспечено выполнение задач, предусмотренных государственными программами, "Схемой рационального размещения особо охраняемых природных территорий Республики Беларусь" и другими документами; разработку под руководством НАН Беларуси новой "Стратегии устойчивого развития Белорусского Полесья до 2020 г." при активном участии фондов "Белорусское Полесье" и "Европейское Полесье".