Эколого-экономическая оценка использования природных вод (на примере Обь-Томского междуречья)

Вестник ТГАСУ №1, 2004

УДК 556.314

О.Д. ЛУКАШЕВИЧ, канд. хим. наук, доцент,

Г.М. РОГОВ, д-р г.-м. наук, профессор,

В. В. ЗОЛОТАРЕВА

ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД

Изменение качества природных вод в результате техногенного воздействия влечет необходимость перехода к новым дорогостоящим технологиям очистки воды перед ее хозяйственно-питьевым использованием. Такой путь развития водопотребления не отвечает идеологии устойчивого развития. Проблемы повышения эффективности очистки воды, обеспечения населения доброкачественной питьевой водой должны решаться в контексте минимизации затраченных природных и финансовых ресурсов. Следует признать приоритетной задачу повышения качества природной воды как результат улучшения состояния окружающей природной среды. Активизация природоохранной деятельности возможна только на основе соответствующей нормативно-правовой и экономической базы.

Обь-Томское междуречье (ОТМ), расположенное в пределах Томского района Томской области, имеет особое значение для населения г. Томска. Здесь находится крупное месторождение подземных вод, запасы которого используются вот уже 25 лет для хозяйственно-питьевого водоснабжения областного центра. Реки Обь и Томь служат его естественными границами. Гидрологическая сеть ОТМ включает 173 водных объекта, среди которых 19 малых рек, имеющих общую протяженность около 400 км, 17 озер на юге в бассейнах рр. Таган и Б. Черная. В пойменной части Томи имеется около 80 рек, 1 наливное водохранилище емкостью 3,2 млн. м3, служащее для полива сельхозугодий, и 17 прудов, имеющих рекреационное или сельскохозяйственное назначение. По гидрохимическим и микробиологическим показателям поверхностные водотоки ОТМ характеризуются как загрязненные и сильно загрязненные [1].

В наших работах [1, 2] показаны масштабы и виды техногенного воздействия на территорию междуречья. Среди них сельскохозяйственная деятельность многочисленных землепользователей (нарушение правил обращения с удобрениями, пестицидами, ГСМ и т.п.); мелиоративные работы в заболоченных местах, вырубка лесов, сброс на рельеф неочищенных стоков. По степени и характеру воздействия эта хозяйственная деятельность разнообразна, но в любом случае она оказывает влияние на режим, баланс и качество подземных вод.

Важнейшим техногенным фактором, влияющим на экосистемы ОТМ, является интенсивный отбор вод из палеогенового горизонта. Эксплуатация подземных вод способна привести к десяткам негативных последствий. Для территории гг. Томска, Северска и прилегающих к ним сельских районов наблюдается изменение гидродинамических и гидрохимических характеристик гидросферы в связи с образованием крупной депрессионной воронки, снижение уровня грунтовых вод, развитие процессов истощения и загрязнения под-

земных вод, преобразование природных ландшафтов в результате изменения подземного стока, оседание земной поверхности.

В настоящее время на территории Обь-Томского междуречья добывается 38755 тыс. м3/г подземных вод, из них население Обь-Томского междуречья использует около 5%. Этот пример достаточно объективно демонстрирует, что потенциальный «экспорт» экосистемных услуг, только по водным ресурсам, в г. Томск на порядок и более превышает внутреннее водопотребле-ние. С другой стороны, закладывается основа создания конфликтной ситуации между жителями гг. Томска и Северска и сельским населением Обь-Томского междуречья в сфере природопользования. Большинство сельчан считает, что качество их жизни снижается из-за деградации окружающей среды в результате функционирования городского водозабора. Устойчивость развития любой территории должна предусматривать проведение профилактических мероприятий и устранение социально-экономических конфликтов при использовании природных ресурсов.

С этих позиций Обь-Томское междуречье следует рассматривать как естественную природную эколого-экономическую модель, позволяющую оценить эффективность эксплуатации природных ресурсов и устойчивость развития территории нижнего течения бассейна р. Томи.

Кризисные экологические ситуации разного уровня (от глобальных до региональных) всегда прямо или опосредованно связаны с экономическим развитием территории. Это особенно касается Западно-Сибирского региона, для которого в настоящее время характерны нестабильность экономики и относительно высокие темпы инфляции. В этих условиях экономическая ценность природных ресурсов, в первую очередь водных, занижена.

Геоэкологические проблемы ОТМ обусловили необходимость проведения мониторинговых исследований. Часть этих работ осуществляется ТЦ «Томскгеомониторинг», другая часть - собственными силами МП «Томскво-доканал». Несмотря на осуществление программы по ведению мониторинга, обработка и анализ полученных результатов проводятся, во-первых, не в полном объеме и, во-вторых, при интерпретации преследуются узковедомственные интересы. По нашему мнению, необходимо расширить перечень контролируемых показателей для некоторых специфических загрязнителей и, возможно, исключить показатели, являющиеся нерепрезентативными. Актуален и вопрос пересмотра существующей схемы наблюдательной сети, так как созданная более 25 лет назад, она не удовлетворяет потребностям сегодняшнего дня. Поскольку инвентаризация и реконструкция системы режимных наблюдений - серьезная финансовая проблема, решение этого вопроса в обозримом будущем не предвидится.

Требует осмысления и специальных, совместно с администрациями гг. Томска и Северска, исследований, факт потенциальной угрозы загрязнения природных вод питьевого назначения со стороны промышленности на правобережье р. Томи (СХК, ТНХЗ и других предприятий Северного промузла г. Томска). К примеру, дискуссионным остается вопрос о возможности взаимодействия между собой пластовых вод горизонтов, один из которых используется для закачки жидких радиоактивных отходов, другой - для питьевого

водоснабжения [2, 3]. Недавнее землетрясение на Алтае, в зону влияния которого попали территории Кемеровской, Новосибирской, Томской областей, еще раз подтвердили важность пристального и постоянного внимания к экологической безопасности эксплуатации природно-технических сооружений. Вопросы тектоники при закачке радиоактивных отходов в подземные пласты-коллекторы ранее не изучались.

С позиций теории экологического риска [4] следует по-новому подойти и к рассмотрению опасности загрязнения месторождения подземных вод на ОТМ как единственного источника питьевой воды, аэрозольными выпадениями и инфильтрационным путем. Игнорирование этих рисков может привести к развитию негативных техногенных процессов и, как следствие, к изменению гидродинамики, химического состава вод, что вызовет необходимость перехода системы водоснабжения на новые дорогостоящие технологии очистки воды.

Рассматривая перспективы развития МП «Томскводоканал», следует признать нецелесообразным дальнейшее увеличение мощностей подземного водозабора в настоящий момент ввиду достаточного (на ближайшие 10 лет) количества подземной воды, добываемой для нужд населения и предприятий. Это связано, во-первых, с уже достигнутым высоким показателем водообес-печенности горожан (этот показатель превышает европейский норматив), во-вторых, с тем, что станция обезжелезивания на подземном водозаборе уже работает на полную мощность, т.е. отсутствует резерв, который мог бы обеспечить очистку дополнительных объемов воды.

Следует уделить больше внимания эффективному использованию мощностей речного водозабора, являющегося поставщиком технической воды. Экологическая и экономическая целесообразность использования речной воды объясняется близостью размещения речного водозабора к городу, меньшим содержанием в воде солей жесткости, снижением нагрузки на скважины подземного водозабора.

Другим резервом может стать вода, потерянная из-за неисправностей трубопроводов и сантехнического оборудования. Необходима активизация деятельности по снижению утечек из водопроводной сети и внутридомовых коммуникаций.

Зоны санитарной охраны Томского водозабора не всегда находятся в состоянии, соответствующем требованиям СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения». В связи с длительным периодом отсутствия средств на водоохранные мероприятия, намеченная природоохранная программа выполнялась слабо, зоны строгого режима остались без внимания на длительный срок и теперь с трудом восстанавливаются. Тем не менее, большая глубина залегания вод эксплуатируемого горизонта, мощные прослои глин над ним продолжают служить хорошим барьером, защищающим палеогеновые воды от загрязнения. В целом качество подаваемой населению города Томска питьевой воды удовлетворяют всем нормативным требованиям.

Основные проблемы исходной подземной воды на ОТМ - наличие в ней соединений железа, содержание которого от минимального значения

1,88 мг/дм3 до максимального 7,6 мг/дм3, по результатам за 2000-2003 гг. В результате обезжелезивания удается снизить величину этого показателя до значения ниже нормативного. Отмечаются отдельные случаи, когда эффективность очистки несколько снижается. Для улучшения работы фильтров может быть рекомендовано усовершенствование технологической схемы (например, изменение режимов работы узлов при аэрации и фильтровании, большее внимание к выбору фильтрующей загрузки и её состоянию в процессе эксплуатации).

Кроме железа, для подземной воды, эксплуатируемой Томским водозабором, характерно высокое содержание кремния (в среднем 10,54 мг/дм3 в 2001 г., при ПДК 10 мг/дм3). Это тревожный факт. Если тенденция роста силикатов будет продолжаться, то это потребует изменения технологии водоочистки, что повлечет увеличение тарифов.

Количество марганца является еще одним показателем качества воды, для которого существует тенденция к увеличению. На сегодняшний день очищенная вода содержит марганец в пределах ПДК (0,1 мг/дм3), но в случае превышения этого показателя возникнет необходимость деманганации, а значит, дополнительных расходов.

Содержание фторидов в воде, по данным количественного химического анализа, недостаточно. Этот показатель нормируется врачами-гигиенистами в пределах 0,7—1,5 г/дм3. Как превышение указанных значений, так и меньшее содержание фтора в питьевой воде негативно сказывается на состоянии человеческого организма. Однако вопрос о корректировании количества фтора должен рассматриваться после дополнительных исследований, с учетом экспертной оценки и рекомендаций органов санэпиднадзора.

Вызывает беспокойство снижение качества воды в кранах у потребителей. Причиной вторичного загрязнения воды является сильный износ сетей. К примеру, увеличение количества хлоридов, деятельность железобактерий в отложениях на трубах, нарушение углекислотного равновесия создают условия для быстрого износа металлов. Существует тесная взаимосвязь между состоянием водопроводящих труб, оборудования и составом воды. Для обоснованного вывода о характере воздействия степени изношенности сетей на качество воды необходима оценка стабильности воды и коррозионной активности воды.

Учитывая, что не менее 60% подземных коммуникаций отработали свой нормативный срок и наступает предельное состояние конструкций, следует полагать, что начинается их массовый выход из строя. Этому способствует неудовлетворительная работа по диагностике и прогнозированию состояния сетей. Необходимо произвести инвентаризацию технического состояния подземных коммуникаций и особенно - канализационных сетей.

Существующая схема водопроводной сети города за последние годы претерпела существенные изменения. Прежде всего, это связано с градостроительной политикой, не учитывающей особенности развития инженерных коммуникаций. Кольцевая сеть водопровода превращается в тупиковую, что значительно снижает ее надежность. Износ водопроводных сетей составляет 75,7%.

Рис. 1. Схема структурно-тектонического строения Обь-Томского междуречья и района захоронения жидких радиоактивных отходов: 1 — Томский выступ, 2 — скульптурная терраса I (Жуковская), 3 — скульптурная терраса II, 4 — поле развития пород палеозойского возраста, 5 — тектонические нарушения, 6 — пограничная зона, краевой шов Западно-Сибирской плиты и Томь-Колыванской складчатой зоны, 7 — скважина и ее номер, 8 — линия геологического разреза

Финансовые средства, необходимые для поддержания удовлетворительного состояния распределительных сетей, достаточно велики и должны учитываться при обосновании тарифов на воду.

В настоящее время в г. Томске не наблюдается дефицита воды. Объем отпуска воды потребителям составил 56,9% от объема подачи воды в сеть. Неучтенные расходы воды, включая утечки, в том числе нереализованную воду, по итогам 1-го полугодия 2001 г. составили 43,1% от объема подачи воды в сеть.

В 2001 г. МП «Томскводоканал» стал одним из инициаторов разработки нового областного «Положения об индивидуальном поквартирном учете потребления воды». Необходимо ускорить разработку и принятие областной программы по установке приборов учета и регулирование органами местного самоуправления системы договорных отношений между потребителями, исполнителями (организациями, осуществляющими внутридомовое обслуживание) и поставщиком жилищно-коммунальных услуг по водоснабжению и водоотведению (МП «Томскводоканал»).

Уровень неучтенных стоков, учитываемый в составе общего объема стоков, подаваемых на очистные сооружения, по итогам 9-ти месяцев 2001 г. составил 28%.

Фактическое удельное водопотребление в ЖСК и ТСЖ при норме 200 л/(сут-чел) составляет 206,5 л/(сут-чел), то же при норме 320 л/(сут-чел) составляет 317,8 л/(сут-чел).

В муниципальном жилищном фонде фактическое удельное водопотреб-ление, с учетом суммарных внутридомовых потерь, при норме 200 л/(сут-чел) составило 314,4 л/(сут-чел), то же при норме потребления 320 л/(сут-чел) составило 373,5 л/(сут-чел).

Эти данные свидетельствуют о наличии значительных резервов экономии воды и необходимости ведения постоянной борьбы с утечками, независимо от форм собственности в жилищном фонде. Для этого предприятие должно быть обеспечено необходимыми оборотными средствами через муниципальный заказ, размещаемый на конкурсной основе. Нужно выделить отдельные виды работ капитального характера, не связанные непосредственно с технологическим процессом (например, проектирование и строительство объектов, ремонт и обслуживание сетей), и осуществлять их выполнение на конкурсной основе методом подрядных торгов (тендеров).

Экономическая оценка воды, добываемой на Обь-Томском междуречье, подтвердила справедливость слов «Бесплатность воды развращает человека», сказанных писателем академиком С. Залыгиным. Следует признать, что водные ресурсы используются неразумно. Доказательством являются результаты прямой рыночной оценки воды. Они показали, что стоимость одного кубического метра (0,5 рубля) в г. Томске является самой низкой из восьми муниципальных округов Томского района. В то же время ежегодное водопотребление г. Томска в 19 раз больше, чем всех населенных пунктов Обь-Томского междуречья.

Водоснабжение населенных пунктов Обь-Томского междуречья обеспечивается мелкими муниципальными предприятиями, имеющими низкие дохо-

ды. В соответствии с этим предприятия не в состоянии увеличить затраты на водоподготовку. Большинство сельчан, пользующихся услугами централизованного водоснабжения, не довольны качеством воды и надежностью ее доставки. Население, как правило, использует для хозяйственно-питьевого водоснабжения неглубокие скважины и колодцы, при этом имеют место значительные индивидуальные затраты на очистку воды перед ее использованием для хозяйственно-бытовых нужд. Результаты опросов показали, что население готово платить за воду до 1,4 руб/м3, но при условии высокого ее качества.

Развитие рыночных отношений в водопроводно-канализационном хозяйстве, на наш взгляд, должно сопровождаться поиском механизмов муниципального регулирования, в частности, с помощью тарифов. Объективная необходимость такого регулирования связана с особенностями жилищнокоммунальных услуг, прежде всего с их бесперебойностью и невозможностью компенсации недопоставленных услуг. Сложилась ситуация, когда низкие платежи за воду обусловливают нерентабельность эксплуатации систем водоснабжения и канализации и неудовлетворительное качество воды. В этой ситуации, как правило, гарантируется низкая абонентская плата и возникает «ловушка низкоуровневого равновесия», исходя из экономической теории. Объективное тарифное регулирование позволяет избежать подобных условий, собрать воедино и синхронизировать такие понятия, как «платежеспособность населения», «бюджетные возможности территории» и «необходимые затраты предприятия». С помощью системного анализа возможно преодоление локальных кризисов в водоснабжении и природопользовании.

В настоящее время одной из причин социально-экономических конфликтов между населением Обь-Томского междуречья и томичами является интенсивное использование ресурсов подземных вод, которое практически не компенсируется, с одной стороны, а с другой — необеспеченность сельского населения доброкачественной водой, хотя угрозы истощения водоносных горизонтов в ближайшие 30—50 лет не предвидится. Профилактика со стороны властных структур должна быть направлена на оптимизацию и повышение надежности эксплуатации систем водоснабжения г. Томска и улучшение условий водоснабжения населения территории Обь-Томского междуречья. МП «Томскводоканал» стремится к сокращению потерь воды при доставке к потребителю и принятию мер, стимулирующих установку водных счетчиков, в основном за счет населения. Дифференцирование повышения тарифов платы за воду, сопровождающееся улучшением водоснабжения и качества питьевой воды, создает экономическую базу для инвесторов и расширения спектра услуг.

В населенных пунктах Обь-Томского междуречья следует сосредоточить внимание на решении проблем организации бытового водоснабжения на селе.

Таким образом, при развитии инженерной и социальной инфраструктур на территории бассейна нижнего течения р. Томи необходимо в обязательном порядке обеспечивать одинаковый уровень благоустройства и обслуживания всего проживающего здесь населения. Устойчивое развитие должно быть ориентировано на достижение высокого социально-экономического уровня

при использовании природного капитала. Оптимизация потребления природных ресурсов предусматривает минимизацию народно-хозяйственных затрат и экологического ущерба и межведомственной сбалансированности экологических затрат на природоохранные мероприятия.

В то же время действующая система налогообложения, сложившаяся в эпоху планово-командной экономики, не нацелена на оптимизацию использования водных ресурсов. Распределение налогов (как в сфере природопользования между бюджетами различного ранга, так и по видам природных ресурсов), как показывает практика, экономически не выверено. Особенно это проявилось в отношении использования водных ресурсов. Последние годы характеризуются падением удельного веса ресурсных платежей.

Как показал пример Обь-Томского междуречья, высокая социальная и экологическая ценность предоставляемых им услуг предопределяет значительные расходы на восстановление его природных ресурсов (не ниже 2% от общей экономической ценности экосистемных услуг, исходя из мирового опыта).

Существующее занижение платежей за использование природных ресурсов порождает абсурдную экономику, приводящую к уязвимости социальной и природной среды — с одной стороны, с другой — к возникновению конфликтов с жителями Обь-Томского междуречья — донора природных ресурсов и экосистемных услуг. Платежи за использование природного сырья должны создавать мотивацию сохранения и минимизации использования природных ресурсов в хозяйственной деятельности, обеспечивать доступ малоимущих слоев населения к ограниченному объему ресурсов за малую плату и покрывать природоохранные расходы на сохранение подземного водозабора и поддержку экологического равновесия между социально-экономическими функциями, задаваемыми геологической среде, ее потенциалу.

Одним из недостатков экономического механизма водопользования на Обь-Томском междуречье является отсутствие адекватной рыночным условиям системы стоимостной оценки природных ресурсов водных объектов, как основы введения рентной платы за водопользование.

Это препятствует изъятию собственником (государством) водной ренты как у водопользователей, непосредственно использующих ресурсы водных объектов, так и у предприятий, использующих товары и услуги, произведенные водопользователями. Сравнительно низкая отдача капитальных вложений в водохозяйственное производство, наряду с большой продолжительностью инвестиционного цикла, является в настоящее время причиной непривлекательности водного хозяйства для потенциальных инвесторов.

Таким образом, основные результаты выполненного эколого-экономи-ческого анализа эксплуатации подземных вод Обь-Томского междуречья позволяют установить общие проблемы и тенденции развития в природопользовании, чтобы наметить основные направления их реализации.

Вестник ТГАСУ №1, 2004

Библиографический список

1. Формирование и эксплуатация подземных вод Обь-Томского междуречья / В.К. Попов, В.А. Коробкин, Г.М. Рогов, О.Д. Лукашевич и др. Томск: Изд-во Томс. гос. архит.-строит. ун-та, 2002. - 143 с.

2. Оценка защищенности пластовых вод Обь-Томского междуречья от загрязнения и разработка рекомендаций по безопасному водопользованию / В.К. Попов, О.Д. Лукашевич, Н.М. Максимова, Л.П. Рихванов и др. // Геоэкология. - 1997. - № 6. - С. 38-42.

3. Попов В.К., Лукашевич О.Д. Радиоэкогеохимические особенности формирования и эксплуатации природных вод юга Томской области // ЭКВАТЭК-98. Вода: экология и технология. Материалы 3 Межд. конгресса. - М.: 1988. - С. 109-110.

4. Владимиров В.А., Измалков В.И. Катастрофы и экология. - М., 2000. - 380 с.

Материал поступил в редакцию 07.06.04.

O.D. LUKASHEVICH, G.M. ROGOV, V.V. ZOLOTAREVA

ECOLOGICAL-ECONOMIC ESTIMATION OF NATURAL WATER USE ON THE EXAMPLE OF THE OB AND TOM RIVERS COUNTRY

Change of natural water quality due to technogenetic effects demands use of new expensive technologies of water treatment before it can be used as fresh water and for sanitary purposes. This way of natural water consumption doesn’t meet the demands of its sustainable development. The problems of increasing the water treatment efficiency and supplying of good quality fresh water for the people have to be solved in the context of minimization of natural and financial resources use. It should be noted that improvement of natural water quality with respect to the improvement of environment becomes a critical task.

УДК 628.162.1.004.68:691

О.Д. ЛУКАШЕВИЧ, канд. хим. наук, доцент,

И. В. АЛГУНОВА, асп.,

Ю. С. САРКИСОВ, д-р техн. наук, профессор

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОСАДКОВ ПРОМЫВНЫХ ВОД

Для решения проблемы комплексной утилизации железосодержащих промывных вод фильтровальных сооружений станций водоподготовки разработана экологически чистая технология. Сырьевая смесь из осадка, молотых отходов стекла, глины служит для получения путем обжига таких керамических материалов, как кирпич, клинкерная плитка, кровельная черепица и т.п. Исследованы характеристики полученных материалов комплексом физико-химических методов (дериватография, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ). Установлен химический и минералогический состав керамики, изучены физико-механические свойства.

Проблема комплексной утилизации осадков промывных вод, образующихся в больших количествах при очистке подземных вод, является одной из актуальных ввиду природоохранных мероприятий по защите водных ресурсов