Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська академія аграрних наук

Інститут агроекології

УДК 502.171:556.212

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Класифікація водних ресурсів за інтегральними показниками якості на прикладі басейну р. Прип'ять

03.00.16 - екологія

Борисюк Михайло Миколайович

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі загальної екології та безпеки життєдіяльності Національного аграрного університету при Кабінеті Міністрів України.

Науковий керівник: доктор хімічних наук, старший науковий співробітник Підліснюк Валентина Вікторівна, Національний аграрний університет при Кабінеті Міністрів України, професор кафедри агроконсалтінгу та сервісу

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор Дегодюк Едуард Григорович, Інститут землеробства Української академії аграрних наук, головний науковий співробітник

доктор сільськогосподарських наук, професор Писаренко Павло Вікторович Полтавська державна аграрна академія Міністерства аграрної політики України, завідувач кафедри

Провідна установа: Житомирський державний агроекологічний університет Міністерства аграрної політики України, м. Житомир

Захист відбудеться "12" травня 2006 року о 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 Інституту агроекології Української академії аграрних наук за адресою: 03143, Київ, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту агроекології Української академії аграрних наук за адресою: 03143, Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розісланий "___" квітня 2006 року.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради кандидат хімічних наук Моклячук Л.І.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Погіршення екологічної ситуації в Україні внаслідок нераціонального використання природних ресурсів, значного техногенного впливу є вкрай відчутною проблемою і несе приховану небезпеку для нинішнього і майбутніх поколінь. Ситуація ускладнюється через додатковий негативний вплив наслідків аварії на Чорнобильській атомній станції та забруднення земельних, повітряних та водних ресурсів радіонуклідами та продуктами їх розкладу. Як результат, всю територію держави було проголошена Верховною Радою України зоною техногенної катастрофи, а перед науковою спільнотою поставлено завдання розробки та впровадження комплексних дій, технологій та технологічних рішень для мінімізації негативного впливу техногенного та радіаційного забруднення на життя та здоров'я людей і зменшення забруднення довкілля.

Відповідно до статті 16 Конституції України "Забезпечення екологічної безпеки і підтримання екологічної рівноваги на території України, подолання наслідків Чорнобильської катастрофи… є обов'язком держави".

Одними із основних напрямків діяльності щодо ліквідації наслідків катастрофи у Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ), визначених Законом України "Про правовий режим території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи", є запобігання виносу радіоактивних речовин за межі ЧЗВ водним, повітряним та техногенним шляхами, здійснення радіаційного та загального моніторингу довкілля.

Водні чинники небезпеки Чорнобильської зони відчуження, екологічні ризики від господарської діяльності, що проводилися та проводяться в ЧЗВ, зумовлюють необхідність застосування комплексного підходу для вивчення довгострокових тенденцій і закономірностей зміни якісних показників поверхневих вод в ЧЗВ. Стоїть також завдання розробки комплексу заходів для вдосконалення моніторингу екологічного стану водних об'єктів на території ЧЗВ, обґрунтування рекомендацій для упорядкування еколого-правового режиму водокористування і надання пропозицій щодо подальшої водоохоронної діяльності у ЧЗВ.

Дана проблема є особливо актуальною для сільського господарства, у зв'язку із застосуванням водних ресурсів басейну р. Дніпро, у яку надходять води із забруднених водозборів р. Прип'ять та Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ), для поливного землеробства півдня України.

У даному дослідженні запропоновано новий підхід до класифікації водних ресурсів у ЧЗВ за розробленими інтегральними показниками якості і здійснено системний аналіз стану на прикладі басейну річки Прип'ять, як основної водної артерії ЧЗВ. Застосування інтегральних показників якості дозволило визначити ієрархію чинників забруднення водних ресурсів у ЧЗВ, вдосконалити моніторинг екологічного стану водних об'єктів, провести порівняльний аналіз водного законодавства України, Росії та Європейського Союзу, визначити тенденції подальших змін у водокористуванні та водоохоронній діяльності у ЧЗВ та запропонувати підходи для розвитку законодавства України з питань водокористування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження було виконано згідно з планами науково-дослідних робіт Національного аграрного університету при Кабінеті Міністрів України, Всеукраїнського науково-дослідного інституту цивільного захисту населення і територій від надзвичайних ситуацій техногенного та природного характеру Міністерства України з питань надзвичайних ситуацій та у справах захисту населення від наслідків Чорнобильської катастрофи, Українського науково-дослідного інституту екологічних проблем Міністерства охорони навколишнього природного середовища України за участі автора як безпосереднього виконавця держбюджетних тем: "Системний аналіз антропогенного навантаження (радіоактивного забруднення) і екологічна оцінка стану річкових систем зони відчуження" (2002 -2003 рр., № д. р. 0103U006836); "Моніторинг та оцінка стану водних об'єктів та річкових систем Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ) за показниками екологічної безпеки" (2004-2005 рр., № д. р. 0104U010400).

Мета й завдання дослідження. Метою роботи є встановлення закономірностей формування гідрохімічних та радіоекологічних показників річкового стоку в басейні р. Прип'ять у межах території Чорнобильської зони відчуження (ЧЗВ) на основі системного аналізу досліджень стану водних ресурсів із застосуванням інтегральних показників якості води. Для досягнення мети необхідно було вирішити наступні завдання:

встановити довгострокові тенденцій і закономірності формування якісних показників забруднення річкових екосистем ЧЗВ та оцінити їх екологічний стан;

визначити водні чинники небезпеки природного і техногенного характеру в басейні річки Прип'ять у межах ЧЗВ та провести їх ранжування для визначення ступеню екологічних ризиків;

вдосконалити систему екологічного моніторингу водних об'єктів у межах ЧЗВ;

виконати порівняльний аналіз підходів щодо оцінки якості водних ресурсів на основі законодавства України, Росії та країн Європейського Союзу;

визначити вплив антропогенних факторів, у т.ч. забруднення пестицидами та їх залишками, на формування якості водних ресурсів басейну р. Прип'ять;

провести інтегральну оцінку показників антропогенного навантаження на басейн р. Прип'ять;

розробити науково обґрунтовані рекомендації для подальшого розвитку законотворчого процесу та впорядкування правозастосування у сфері водокористування ЧЗВ.

Вихідна інформація. Вихідними матеріалами для дисертаційного дослідження слугували дані гідрологічних спостережень та експедиційних досліджень, архівні матеріали, дані наукових видань.

У роботі використані власні дані, а також результати спостережень Держкомгідромету України, ДСП "Комплекс", НТЦ КОРО, ДП "Екоцентр", УкрНДГМІ, ДП "Чорнобильсервіс", Дніпровського БУВР, Української філії ЦНДІКІВР, міжнародних (Україна, Росія, Білорусь) експедиційних досліджень у рамках програми ПРООН - ГЕФ.

Об'єктом дисертаційного дослідження є водний басейн річки Прип'ять у межах території ЧЗВ, стандарти якості водних ресурсів, суспільні відносини, що виникають у процесі здійснення водокористування, охорони вод та відтворення водних ресурсів.

Предметом дослідження є водні чинники небезпеки ЧЗВ, гідрологічні, гідрохімічні, радіаційні характеристики водних об'єктів та річкових систем, що входять у басейн річки Прип'ять в ЧЗВ, водне законодавство України, Росії та Європейського Союзу, правозастосовча практика відповідних організаційних структур.

Методи дослідження. У роботі використовувалися традиційні гідрологічні, гідрохімічні та радіологічні методи отримання та оцінки характеристик поверхневих водних ресурсів. У процесі аналізу та тлумачення результатів використано формально-логічний, порівняльно-правовий, структурно-функціональний, класифікаційний методи дослідження. При розробці та впровадженні інтегрального показника якості водних ресурсів використано метод системного аналізу.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні закономірностей формування гідрохімічних та радіоекологічних показників річкового стоку басейну річки Прип'ять у Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ) на основі комплексних досліджень стану водних ресурсів і системного аналізу водних чинників небезпеки природного та техногенного характеру з визначенням ступеня їх екологічних ризиків для населення і прилеглих територій.

Вперше із застосуванням методології оцінювання за інтегральними показниками якості води виконано комплексні гідролого-гідрохімічні та радіоекологічні дослідження водних ресурсів р. Прип'ять та встановлено роль ЧЗВ у формуванні сучасних гідрохімічних та радіоекологічних характеристик річкового стоку.

Визначено ступінь екологічних ризиків для населення і території країни від водних чинників небезпеки ЧЗВ та запропоновано заходи контролю та попередження надзвичайних ситуацій.

Визначено тенденції змін у водокористуванні та водоохоронній діяльності в межах території ЧЗВ в басейні р. Прип'ять.

Здійснено комплексний аналіз законодавства України, Росії та Європейського Союзу та зроблено висновки із гармонізації законодавчої бази та її застосування для особливих умов ЧЗВ.

Практичне значення. Отримані результати дозволяють прогнозувати стан водних ресурсів у ЧЗВ, виходячи із основних показників господарської діяльності, вдосконалюють систему моніторингу екологічного стану водних об'єктів у межах території ЧЗВ, визначають перспективи водоохоронної діяльності, в тому числі із запобігання виносу радіоактивних речовин за межі ЧЗВ. Запропонований підхід із використання інтегрованого показника якості водних ресурсів було застосовано в рамках Програми транскордонного моніторингу басейну р. Дніпро в Програмі ПРООН-ГЕФ "Екологічне відродження басейну Дніпра".

Висновки роботи із напрямків гармонізації стандартів якості водних ресурсів України, Росії та Європейського Союзу використані для оцінки розвитку еколого-правового регулювання водокористування, використання і охорони вод та відтворення водних ресурсів в Україні.

Результати роботи використано в Законі України "Про Загальнодержавну програму подолання наслідків Чорнобильської катастрофи на 2006 - 2010 роки", прийнятому Верховною Радою України 14.03.2006 року, № 3522-IV, та в Законі України "Про Загальнодержавну програму ведення сільськогосподарського виробництва на території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи, на 2007 - 2016 роки", прийнятому Верховною Радою України 14.03.2006 року, № 3523-IV.

Окремі результати дисертаційної роботи впроваджені в УкрНДІЕП Мінприроди України, ІГНС НАН та МНС України.

Окремі висновки роботи використовувалися при розробці Протоколу з запобігання забруднення з берегових джерел до Конвенції з захисту Чорного моря від забруднення.

Особистий внесок автора полягає у здійсненні системного аналізу еколого-правових норм, що регулюють і забезпечують відносини в сфері водокористування та охорони водних ресурсів, створенні методологічного підходу та методу розрахунку інтегрованого показника якості водних ресурсів, практичному застосуванні інтегрованого показника якості водних ресурсів для ранжування джерел забруднення водних об'єктів ЧЗВ, аналізі ефективності водоохоронних заходів у ЧЗВ. Узагальнення та аналіз результатів дисертації та розробка нового методу оцінки якості водних ресурсів за інтегрованим показником якості виконані автором самостійно від керівництвом доктора хімічних наук В.В.Підліснюк. Автор також користувався консультаціями з боку доктора хімічних наук Н.А.Клименко, доктора технічних наук Г.В.Лисиченко, академіка НАН України Е.В.Соботовича. В цілому всі надбання дисертації, що характеризуються науковою новизною, мають практичне значення та становлять предмет захисту, належать авторові та є особистим науковим доробком автора.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень доповідались на засіданнях робочої групи з питань законодавства міжнародного Проекту ПРООН-ГЕФ "Екологічне відродження басейну Дніпра" (м. Коломна, Росія, 2001), Міжнародній конференції "Захист довкілля - 2003" (м. Кременчук, Україна, 2003), Міжнародній науково-практичній конференції "Integrated Management of Natural Resources in Тransboundary Dnister River Basin", (м. Кишинів, Молдова, 2004), Міжнародній конференції "5^th International Carpathian Conference" (м. Мішкольц, Угорщина, 2003), Міжнародній конференції "Стихія - 2005" (м. Севастополь, 2005), Всеукраїнській науково-практичній конференції з екологічних проблем сталого розвитку України (м. Одеса, 2005), засіданні Консультативної групи Комісії з захисту Чорного моря від забруднення (м. Стамбул, Туреччина, 2005).

Публікації. Основні результати дослідження опубліковані у 9 наукових працях: 5 статтях, 3 матеріалах конференцій, 1 брошурі. З цього переліку 3 статті, в т.ч. 2 одноосібні, опубліковані у фахових виданнях, що рекомендовані ВАК України.

Структура та обсяг дисертації. Робота складається із вступу, чотирьох розділів, висновків та додатків. Дисертація загальним об'ємом 250 стор., містить 176 стор. основного тексту, 23 рисунка, 39 таблиць, три додатки на 74 стор. Список використаних джерел налічує 181 найменування.

Основний зміст роботи

У першому розділі обґрунтовано актуальність, методику та задачі дослідження. Представлено детальний огляд гідрологічних, гідрохімічних, гідробіологічних та радіологічних показників басейну річки Прип'ять, особливо в частині ЧЗВ.

Виявлено тенденції і масштаби змін гідрологічного режиму в Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ), проаналізовано вплив чинників перезволоження та вторинного заболочування території на зміни гідрологічного режиму та сучасні процеси формування гідрохімічного та радіологічного режиму території. Представлено характеристику гідрохімічного режиму водного басейну річки Прип'ять, проаналізовані численні радіологічні дані із стану водних об'єктів та річкових систем ЧЗВ, проведено оцінку трансграничного переносу забруднень в басейні річки Прип'ять. Зокрема, були розглянуті праці М.Д.Гродзинського, С.І.Сніжка, А.В.Яцика, В.В.Підліснюк, Е.О.Соботовича, О.В.Войцеховича, Н.А.Клименко та інших вчених.

Встановлено факт зменшення сумарного поверхневого і підземного стоку р. Прип'ять з території ЧЗВ, який досить чітко простежується на фоні притоку з поза меж зони; тобто протягом останнього десятиріччя спостерігається явна тенденція зменшення водовіддачі у нижній частині басейну р. Прип'яті в порівнянні з доаварійними показниками.

Природне перезволоження території ЧЗВ збільшується внаслідок причин техногенного характеру через наявність водойми-охолоджувача ЧАЕС, випаровування з водного дзеркала якого щорічно складає біля 45 млн. м³ і сприяє зволоженню мікроклімату. До перезволоження території призвели також післяаварійні водоохоронні заходи, що полягали в будівництві численних перемичок і дамб на магістральних каналах меліоративної мережі.

Додатковим фактором зменшення водовіддачі водозбору є деградація меліоративних систем та їх значне замулювання (товщина мулу на окремих каналах перевищує 30 см, а в верхніх б'єфах шлюзів-регуляторів досягає 0,5 м). Це обумовило різке зниження повздовжнього нахилу дна каналів і зменшення їх пропускної здатності. Мертвий простір у результаті заростання укосів на деяких каналах займає 2/3 перетину русла, а швидкість току в меженний період не перевищує 0,02 - 0,04 м/с при глибинах води в каналах 1 - 1,5 м. Течія на більшості розподільчих каналів практично відсутня, рівні води в каналах перевищують експлуатаційні, що обумовлює додаткове підняття ґрунтових вод і є однією з причин зростаючого заболочення території.

У перші роки після аварії болота, як біогеохімічні бар'єри, затримали значну частку радіоактивних речовин. Помічено, що вміст ⁹⁰Sr у річкових водах Білорусії у більшості випадків нижче вмісту ¹³⁷Cs, лише для заболочених територій відношення ⁹⁰Sr/¹³⁷Cs досягає 20-33. Це ж співвідношення характерне для української частини лівобережного басейну р. Прип'ять у ЧЗВ.

Проаналізовано гідрохімічний режим водних об'єктів басейну р. Прип'ять за основними гідрохімічними параметрами в межах ЧЗВ та зони безумовного (обов'язкового) відселення (ЗБ(о)В) та визначено фактори, що впливають на його формування. Для з'ясування ролі ЧЗВ у формуванні гідрохімічного режиму басейну р. Прип'ять було проаналізовано зміну хімічних показників у часі і просторі.

Узагальнення даних показало наступне:

- динаміка гідрохімічного стану за комплексними показниками не виявляє помітного погіршення якості вод у сучасний період у порівнянні з 90-и роками;

- в поверхневих водах зафіксовано високі концентрації біогенних речовин та заліза, траплялися окремі випадки забруднення нафтопродуктами;

- спостерігається перевищення нормативних показників за залізом, марганцем, цинком, міддю, хромом (III), ртуттю; слід відмітити, що значні концентрації заліза та біогенних речовин є часто притаманним природним фоном поверхневих вод у басейні Прип'ять.

- зміна гідрохімічних показників: мінералізації, БПК, нітритів, марганцю, міді, цинку і хрому у значній мірі обумовлена варіацією стоку води (розміром паводка, водністю відповідного року).

Аналіз даних гідробіологічного аналізу водних об'єктів та річкових систем ЧЗВ в басейні річки Прип'ять дозволив встановити наступне:

- життєдіяльність гідробіонтів і біосистем водойм і річкових систем після аварії протікає під сумарним впливом природних фонових і кліматичних чинників та підвищеним впливом антропогенних радіаційних і хімічних чинників;

- у післяаварійний період видове багатство фітопланктону значно зменшилося за рахунок випадання чутливих видів із декількох порядків, у систематичній структурі фітопланктону відзначене збільшення видів неспецифічної сталості;

- у динаміці вегетаційного розвитку водоростей змін не відзначено, діатомові домінували по біомасі у зимовий, весняний і осінній періоди, влітку основний внесок у біомасу фітопланктону вносили протококові.

- зафіксовано накопичення радіонуклідів у біомасі вищих водних рослин, при цьому в замкнутих водоймах вміст радіонуклідів у вищих водних рослинах набагато вищий, ніж у р. Прип'ять.

- незважаючи на достатньо високий рівень іонізуючого випромінювання, зареєстрований у донних відкладеннях і воді водойми-охолоджувача, вища водна рослинність вижила і розвивалася, що дозволяє віднести основні її форми до числа радіосталих організмів.

В цьому ж розділі проведено радіологічну оцінку водних об'єктів та річкових систем ЧЗВ в басейні річки Прип'ять. Встановлено, що радіоактивне забруднення на території України, Білорусії і Росії розподілено нерівномірно по щільності забруднення і по складу радіонуклідів, які представлені в основному Сs-137, Sr-90 і трансурановими елементами. Крім забруднення водних об'єктів у результаті поверхневого стоку, зараз відбувається проникнення радіонуклідів у підземні водоносні горизонти з подальшим повторним проникненням у відкриті водойми.

Винос ⁹⁰Sr з водою р. Прип'ять у створі м. Чорнобиль склав у 2004 році 2,23 ТБк (60,2 Кі). За період водопілля винесено 1,03 ТБк ⁹⁰Sr або 46% річного виносу (в багатоводному 1999 році частка виносу за водопілля склала 80 %). Винос р. Уж склав 0,13 ТБк (3,41 Кі), р. Брагінка - 0,28 ТБк (7,52 Кі). Всього цими водотоками в Київське водосховище винесено 2,64 ТБк (71,1 Кі) ⁹⁰Sг, що є одним з найнижчих значень за післяаварійний період.

Винос ⁹⁰Sr Прип'яттю в створі Чорнобиля був в межах 0,1-1,3 ТБк/місяць. З них у зоні відчуження сформувалось від 13 до 87 %.

В таблиці 1 представлено дані із активності радіонуклідів у 2005 році в різних об'єктах ЧЗВ, в тому числі в водних об'єктах.

Таблиця 1. Сумарна активність радіонуклідів в різних об'єктах ЧЗВ в 2005 р.

№	Об'єкт	Активність радіонуклідів, Кі
		137Cs	90Sr	241Pu	239/240Pu
1	Проммайданчик 4-го блоку ЧАЕС	13600	11700	15000	300
2	Пункти захоронення радіоактивних відходів і пункти тимчасової локалізації радіоактивних відходів	210000
3	Ґрунт ЧЗВ	70000	18000
4	Водоймище-охолоджувач ЧАЕС	4700
5	Київське водосховище	4700
6	Київське водосховище, донні відклади	4000

У 30-км зоні знаходиться приблизно 266 тис. Кі ¹³⁷Cs і 107 тис. Кі ⁹⁰Sr, на проммайданчику 4-го блоку ЧАЕС знаходиться біля 21 тис. Кі ¹³⁷Cs і 18 тис. Кі ⁹⁰Sr. Тобто за кордонами проммайданчика ЧАЕС у ЧЗВ знаходиться приблизно 334 тис. Кі (¹³⁷Cs+⁹⁰Sr). У середньому річкою Прип'ять виносилось 590 Кі/рік ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr в 1986-2000 рр., насьогодні швидкість виносу радіоактивних елементів зменшилась. В 2004 р. було винесено р. Прип'ять 60 Кі ⁹⁰Sr, р. Уж - 3,4 Кі ⁹⁰Sr, р. Брагінкою - 7,5 Кі ⁹⁰Sr. Аналіз дозволяє зробити висновок про те, що в сучасних умовах головним джерелом виносу активності з ЧЗВ і формування радіоактивного забруднення дніпровських водоймищ залишаються поверхневі води з ЧЗВ забруднені ⁹⁰Sr.

Результати аналізу даних з надходження в ЧЗВ і винесення з ЧЗВ ⁹⁰Sr можна надати у вигляді наступної балансової схеми.

Не встановлено залежності ефекту від поглиненої дози випромінювання, і тому можна зробити висновок, що в ЧЗВ і прилягаючих до неї районах потужності поглинених доз лежать в області екологічного маскування (0,04-4 Гр/рік).

Аналіз гідрологічних, гідрохімічних, радіологічних та інших факторів в басейні річки Прип'ять в частині ЧЗВ дозволяє стверджувати, що для розробки пропозицій та ефективних управлінських рішень та заходів в ЧЗВ слід створити комплексний підхід до оцінки стану якості водних ресурсів, який би дозволяв в єдиному інтегрованому показнику відобразити різні антропогенні фактори впливу на якість водних ресурсів, та використовувати цей інтегрований показник для ранжування основних джерел забруднення і розробки подальших кроків із упорядкування еколого-правового режиму водокористування в ЧЗВ.

Другий розділ присвячено порівняльному аналізу підходів до оцінки якості водних ресурсів. При цьому аналізувалося діюче водне законодавство України, законодавство Росії, а також законодавство Європейського Союзу, представлене в Рамковій Водній Директиві Європейського Союзу 2000/60/ЄС (РВД).

Порівняльний аналіз законодавчої бази проведено за наступними основними розділами:

1. Цілі, завдання та принципи екологічної політики в галузі використання, відтворення та охорони вод;

2. Основні визначення;

3. Координація управління водними ресурсами;

4. Екологічні завдання;

5. Характеристики басейну річки, огляд антропогенного впливу на довкілля та економічний аналіз використання води;

6. Реєстр захищених територій;

7. Води, що використовуються для отримання питної води;

8. Моніторинг стану поверхневих вод, стану підземних вод і захищених територій;

9. Відшкодування витрат на водні ресурси;

10. Комбінований підхід щодо точкових і дифузних джерел;

11. Програма заходів;

12. Громадська інформація та консультування.

Встановлено, що діюче водне законодавство України та РВД мають окремі спільні положення. Так, спільним є підхід з питання, що політика в галузі водних ресурсів має передбачати виконання постулатів збереження, захисту та відтворення довкілля, раціонального використання водних ресурсів та ґрунтуватися на принципі запобігання нанесення шкоди довкіллю. Спільним є використання в управлінні принципів попереджувальної дії, зменшення з самого початку вірогідності населення шкоди та принципу "забруднювач завжди платить". Спільними є основні цілі та принципи політики в галузі використання, відтворення та охорони вод, а саме: забруднення річковий чорнобильський прип'ять

повсемісне запровадження басейнового принципу управління;

впровадження принципів сталого водокористання;

ведення моніторингу водних ресурсів;

підсилення уваги до міжнародного співробітництва в частині управління транскордонними водними ресурсами.

В той же час діюче водне законодавство України та РВД мають багато розбіжностей, в основному в методах управління, підходах до контролю якості водних ресурсів, веденні обліку водних ресурсів, у політиці щодо скидів забруднюючих речовин у водні об'єкти.

Принциповим є той факт, що РВД надає три послідовних визначення термінів: "річковий басейн", "річковий під-басейн", "частина річкового басейну", в українському ж законодавстві є тільки одне загальне визначення "басейн водозбірний".

Відмінністю між положеннями РВД та діючим українським законодавством є факт, що в РВД забруднення водних ресурсів досить тісно пов'язані з їх впливом на стан здоров'я людей. Цей факт не визначається чітко в українському законодавстві.

Різною є методика представлення до компетентних органів даних про стан водних ресурсів. РВД передбачає представлення даних у вигляді характеристики стану за введеними показниками, аналізу антропогенного впливу, економічного аналізу використання водних ресурсів у вигляді одного документу для окремого річкового басейну з доданням наглядних карт. За діючим законодавством України ці дані представляються до різних інстанцій у вигляді статистичної звітності про водокористування, дані для окремого річкового басейну не представляються.

Стан вод у РВД характеризується за категоріями якості, їх придатності до використання, стан вод в українському законодавстві характеризується за гранично-допустимими концентраціями забруднюючих речовин і не є прив'язаним до можливостей використання.

Підхід до моніторингу водних ресурсів в українських законодавчих документах та РВД має багато спільного, але в українському законодавстві немає чіткого поділу моніторингу на наглядовий, оперативний та дослідницький, як це має місце в РВД. Необхідно зауважити, що з питання висвітлення результатів моніторингу стану питної води та джерел питного водопостачання українське законодавство є попереду європейського, оскільки передбачає запровадження щорічної Національної доповіді про стан якості питної води та джерел питного водопостачання, чого не містить РВД.

В частині участі громадськості, консультування, представлення екологічної інформації для громадськості РВД та українське законодавство мають багато спільних положень. Розбіжністю є той факт, що РВД встановлює терміни надання громадськості для обговорення програм та планів дій з управління окремим річковим басейном та визначає процедуру участі громадськості в обговоренні та наданні коментарів. Ця процедура не є визначеною в українському законодавстві.

В цілому можна заключити, що українське водне законодавство потребує значного доопрацювання в частині наближення до положень РВД із питання використання, відтворення та захисту водних ресурсів.

Третій розділ присвячений визначенню факторів антропогенного навантаження в межах Чорнобильської зони відчуження та зони безумовного (обов'язкового) відселення та аналізу чинників та особливості антропогенного навантаження на верхню частину басейну р. Прип'ять (до входу в зону відчуження та зону безумовного (обов'язкового) відселення.

За комплексом і походженням забруднюючих речовин, що надходять у водні об'єкти з поверхневим та ґрунтовим стоком, водозбір р. Прип'ять є мозаїчною площиною з такими типовими підзонами:

урбанізовані території;

промислові підприємства за межами населених пунктів;

сільськогосподарські території, в т.ч. меліоративні системи;

сміттєзвалища;

територія, забруднена чорнобильськими радіонуклідами (1-3 зони);

природні (фонові) ландшафти.

Кількість води, яка відводиться в притоки Прип'яті, залежить від багатьох факторів, серед яких найбільше значення має кількість підприємств, розташованих на забудованих територіях, їх спеціалізація, інтенсивність транспортного руху, вид шляхового покриття. За своїм складом ці води майже наближаються до стічних, які традиційно відводяться каналізаційними мережами: в них містяться завислі речовини, органічні речовини, нафтопродукти, іони важких металів та ряд інших елементів.

Значним фактором формування якості води р. Прип'ять є "теплове забруднення" через водойму-охолоджувач, яке порушує хід природних процесів, часто викликає евтрофікацію, змінює біотичний кругообіг. Дослідження показали, що в літній період підвищення температури води водойм є значним фактором впливу на біоценози. Межею, при перевищенні якої спостерігаються негативні процеси, є температура 26°С. При температурі 26 -30° С настає стан пригнічення життєдіяльності риб і безхребетних залежно від місцевих лімнологічних умов водойми; при температурі 30-34°С спостерігається шкідливий вплив на біоценоз, причому ступінь цього впливу також залежить від лімнологічних характеристик водойми; при температурі 34°С виникають летальні умови для риб і деяких видів інших водних організмів.

Контроль за гідрохімічними і мікробіологічними параметрами води р. Уж вище і нижче скиду каналізаційних очисних споруд (КОС) м. Чорнобиль показав, що середні (за рік або за весь період спостережень) значення цих параметрів практично не відрізняються і не виходять за межі аналітичної помилки.

З метою максимально можливого охоплення всіх джерел надходження забруднюючих речовин до р. Прип'ять, були проаналізовані дані про хімічний склад стічних господарсько-побутових вод ЧАЕС, які надходять до водойми-охолоджувача. Фільтрація через тіло дамби між р. Прип'ять і водоймою-охолоджувачем при НПУ складає 2 - 2,3 м /с (70 - 100 млн. м /рік). Річний стік р. Прип'ять 50% забезпеченості дорівнює 12,7 км , і внесок в нього фільтраційних вод з водойми-охолоджувача ЧАЕС складає 0,05 - 0,08%. Рівень забруднення очищених стічних вод ЧАЕС не є високим. Значні (в 2 - 5 разів) перевищення ГДК спостерігаються по біогенних речовинах (амонійний азот, фосфати, ХСК, БСК5); суттєві (до 2 разів) - по нафтопродуктах. Змішування стічних вод у товщі водойми-охолоджувача, та їх аерація призводить до насичення вод розчиненим киснем, внаслідок чого відбувається окислення біогенних елементів, органіки і створюються сприятливі умови для нормалізації відповідних показників. Через незначний внесок фільтраційних вод можна знехтувати відносно високим вмістом нафтопродуктів у господарсько-побутових стоках ЧАЕС.

Водозбірна площа р. Прип'ять у ЧЗВ нині характеризується повною відсутністю агроландшафтів, тобто відсутністю сільськогосподарських навантажень і сприймається як тестова територія, на фоні якої може бути виділений сільськогосподарський вплив на екосистему.

Тому було проведено дослідження вмісту пестицидів в поверхневих водах ЧЗВ, дані наведено в таблиці 2.

Порівняльний аналіз отриманих результатів з літературними даними дозволив встановити, що концентрація пестицидів в поверхневих водах інших річок, які протікають по гумідній зоні України за межами Чорнобильської зони відчуження, на два порядки вище, ніж в поверхневих водах Чорнобильської зони. Таким чином, можна зробити висновок про інтенсивне зниження хімічного забруднення в одних об'єктах зони порівняно з районами, де хлорорганічні пестициди продовжують використовувати в сільському господарстві.

Таблиця 2. Вміст хлорорганічних пестицидів у поверхневих водах Чорнобильської зони відчуження, мг/дм³

№	Місце відбору	п.п'-ДДТ	п.п'-ДДЕ	о.п'-ДДД	У -ДДТ	б-ГХЦГ	в- ГХЦГ	г-ГХЦГ	У -ГХЦГ	альдрин	гепта-хлор	Трефлан	УДДТ+У ГХЦГмкг/л
1	р. Прип'ять (лівий берег)	2.410-5	2.410-6	210-7	2.710-5	810-7	н.в	510-7	1.310-6	610-8	н.в.	н.в.	2.810-5
2	р. Несвіч, на кордоні з Білорус.	6.310-5	1.210-6	110-7	6.510-5	1.610-6	210-6	510-7	410-6	н.в.	н.в.	410-8	6.910-5
3	МК-1,с. Паришів	610-5	3.610-6	н.в.	9.610-6	810-7	н.в.	510-7	1.310-6	1.510-7	н.в.	3.210-7	110-5
4	ГДК, мг/дм3				0,002				0,02	0,002		0,0003

У четвертому розділі приведено методологію та методику визначення інтегрального показника якості води та зроблена спроба застосування цього підходу для аналізу якості водних ресурсів басейну р. Прип'ять у ЧЗВ.

Оцінка виконувалася з використанням Індексу забрудненості вод (ІЗВ) та Екологічного (інтегрального) індексу (ЕІ), на основі "Методики екологічної оцінки якості поверхневих вод за відповідними категоріями". Оцінка динаміки якості води р. Прип'ять (м. Чорнобиль) проводилася з використанням власних даних та даних літератури.

Індекс забрудненості вод включає до свого складу три комплексні оцінки, які базуються на трьох блоках показників. Значення екологічного індексу (Іс) визначається згідно з формулою:

І_е= mах{І₁, І₂, І₃}

де І₁, І₂, І₃ - індекси вмісту компонентів сольового складу в прісних водах, трофо-сапробіологічних (еколого-санітарних) показників та специфічних показників токсичної і радіаційної дії відповідно.

Значення показників якості з фізичної розмірності переводилося в долі ГДК, далі підраховували інтегральний індекс як середнє арифметичне значення.

При розрахунку ІЗВ частина показників є постійною, частина - це показники з найбільшим відношенням до ГДК, загальна кількість показників дорівнює шести.

Для якісної інтерпретації отриманого індексу використовували шкалу, наведену в табл. 3.

Таблиця 3. Класи якості та індекси забрудненості води

Клас якості води	Характеристика класу	Значення ІЗВ
1	Дуже чиста	менше або дорівнює 0,3
2	Чиста	більш 0,3 до 1
3	Помірно забруднена	більш 1 до 2,5
4	Забруднена	більш 2,5 до 4
5	Брудна	більш 4 до 6
6	Дуже брудна	більш 6 до 10
7	Надзвичайно брудна	більш 10

Екологічний індекс (інтегральний) визначали як середнє арифметичне трьох блокових індексів - забруднення компонентами сольового складу, трофо-сапробіологічних (еколого-санітарних) показників та за специфічними показниками токсичної та радіаційної дії. При визначенні блокових індексів можливо використання як найгірших, так і середніх значень категорій, які визначаються для кожного показника за спеціальними шкалами. У зв'язку з тим, що усереднення присутнє при визначенні екологічного індексу за блоковими індексами, для визначення останніх були використані найгірші значення в кожній групі.

Оцінка екологічного стану р. Прип'ять (м. Чорнобиль). У табл. 4 наведено узагальнені дані розподілу значень ІЗВ в р. Прип'ять (м. Чорнобиль).

Таблиця 4. Значення ІЗВ в р. Прип'ять (м. Чорнобиль) в 1987-1995 рр.

Створ	Рік	Кількість вимірів	Показник	Значення показника
				мін	макс
1 км вище міста	1990, 1992	12	ІЗВ	0.53	1.18
			перевищення ГДК	0.0	3.0
			Клас	2.0	3.0
	1995-2000	46	ІЗВ	0.51	5.68
			перевищення ГДК	0.0	9.0
			Клас	2.0	5.0
1 км нижче міста	1987, 1992	37	ІЗВ	0.66	9.94
			перевищення ГДК	0.0	7.0
			Клас	2.0	6.0
	1995-2000	28	ІЗВ	0.47	7.20
			перевищення ГДК	0.0	5.0
			Клас	2.0	6.0
3,5 км нижче міста	1990, 1992	8	ІЗВ	0.58	1.45
			перевищення ГДК	1.0	3.0
			Клас	2.0	3.0
	1995-2000	45	ІЗВ	0.64	7.72
			перевищення ГДК	0.0	7.0
			Клас	2.0	6.0

За результати розрахунків ІЗВ за окремими пробами в р. Прип'ять встановлено, що якість води у р. Прип'ять (м. Чорнобиль) схильна до значних коливань - від категорії 6 (дуже брудні) до категорії 2 (чисті). Практично в усіх пробах спостерігалося перевищення ГДК за 2-3 показниками, а найбільше коливання якості зафіксовано в 1999 році.

Висновки

1. Проведено комплексний аналіз екологічного стану водних об'єктів та річкових систем ЧЗВ, використовуючи сучасні та ретроспективні дані гідрохімічного, гідробіологічного, радіологічного аналізу для басейну р. Прип'ять в ЧЗВ. Встановлено факт природного перезволоження території ЧЗВ, що збільшується внаслідок причин техногенного характеру, деградації розгалуженої осушувальної мережі, зростаючого заболочення території.

2. Здійснено аналіз динаміки гідрохімічного стану за комплексними показниками, який не виявив помітного погіршення якості вод. Зміни гідрохімічних показників: мінералізації, БПК, вмісту нітритів, марганцю, міді, цинку і хрому у значній мірі обумовлені варіацією стоку води (розміром паводка, водністю відповідного року).

3. Проведено комплексний аналіз гідробіологічних показників стану водних об'єктів та річкових систем ЧЗВ, який дозволяв встановити факт зменшення видів фітопланктону за рахунок зникнення чутливих видів та збільшення кількості видів, стійких до забруднення. В угрупованні зообентосу відбулися істотні зміни в порівнянні з доаварійним періодом: збільшилося загальна розмаїтість видів і груп; відбулася перестановка у співвідношенні груп; істотно зросла біомаса "м'якого" зообентосу (без молюсків).

4. Проаналізовано винос радіоактивних елементів за межі ЧЗВ і встановлено, що головним джерелом виносу активності і формування радіоактивного забруднення дніпровських водоймищ є поверхневі води з зони ЧАЕС, забруднені ⁹⁰Sr.

5. Встановлено, що діюче водне законодавство України та РВД мають багато розбіжностей: при визначенні термінів, в методах управління, підходах до контролю якості водних ресурсів, веденні обліку водних ресурсів, у політиці щодо скидів забруднюючих речовин у водні об'єкти; стан вод у РВД характеризується за категоріями якості, їх придатності до використання, а стан вод в українському законодавстві характеризується за гранично-допустимими концентраціями забруднюючих речовин. Українське водне законодавство потребує значного доопрацювання в частині наближення до положень РВД.

6. На основні аналізу екологічного стану водних об'єктів ЧЗВ та аналізу системи моніторингу запропоновано заходи із вдосконалення екологічного моніторингу на території ЧЗВ, які дозволять підвищити рівень інформаційного забезпечення екологічного управління та ефективність управлінських рішень, сприятимуть підвищенню рівня безпеки водокористування в басейні річки Прип'ять в ЧЗВ.

7. Визначено вплив антропогенних факторів, в т.ч. забруднення пестицидами та їх залишками, на формування якості водних ресурсів басейну р. Прип'ять.

8. Запропоновано методологію та методику визначення інтегрального показника якості водних ресурсів. Проведено ранжування основних джерел забруднення водних об'єктів в ЧЗВ, використовуючи запропонований інтегральний показник якості водних ресурсів.

Список опублікованих праць здобувача за темою дисертації

Статті

1. Борисюк М.М. "Основні показники гідрохімічного режиму басейну річки Прип'ять та її заплави в межах Чорнобильської зони відчуження", - Сборник научных трудов СНИЯЭиП.- Севастополь: СНИЯЭиП-2004. - Вып.11 - С. 46 - 59.

2. Борисюк М.М. "Вплив антропогенних факторів на формування якості водних ресурсів басейну річки Прип'ять" - Збірник наукових праць Інституту геохімії навколишнього середовища, Київ: 2005. - С. 100 -107.

3. Борисюк М.М., Підліснюк В.В., Клименко Н.А. "Вплив антропогенних факторів на формування якості водних ресурсів басейну р. Прип'ять до ЗВ і ЗБ(О)В та її межах", Агроекологічний журнал, 2005, № 4. - С. 10 - 17 (персональний внесок - 70% - методична постановка задачі, аналіз і узагальнення вихідних даних).

4. Борисюк М.М. "Радіоактивне забруднення риб Усівського затону" - Наук. записки Тернопільського Держ. педуніверситету. Серія: Біологія. Спеціальний випуск "Гідроекологія".- 2005. - № 3 (26). - С. 50-53.

5. Борисюк М.М., Лисиченко Г.В., Костіль Ю.М., "Моделювання процесів перезволоження та вторинного заболочування нижньої ділянки басейну р. Прип'ять та оцінка

їх впливу на радіоекологічний стан території", - Збірник наукових праць інституту проблем моделювання в енергетиці ім. Г.Є. Пухова Національної Академії Наук, Київ, 2004. - Вип. 27. - С. 8 -16 (персональний внесок 70% - прогнозні розрахунки, обробка інформації).

Матеріали конференцій

6. Пидлиснюк В., Борисюк М., Пидлиснюк И. "Устойчивое использование водных ресурсов: возможности для Украины", Материалы международной научно-практической конференции "Интегрированное управление природными ресурсами бассейна трансграничной реки Днестр", Кишинев, 2004. - С. 231-234 (персональний внесок - 40% - аналіз і узагальнення вихідних даних).

7. Valentina Pidlisnyuk, Mukhailo Borisyuk. Analysis of EU Water Framework Directive's Implementation process in Ukraine, - Proceeding of 5^th International Carpathian Conference, Miskoltz, Hungary, 2003 (персональний внесок - 50% - аналіз і узагальнення даних).

8. Mychailo Borisyuk "Pesticides pollution as one of the anthropogenic load factors in Chernobyl zone", - Proceeding of 7 th Internetional HCH and pesticides forum. June 5-7, 2003, Kyiv, Ukraine. Printed by Publisher House "Gopak", Kyiv, April 2005. С. 205 -206.

Брошура

9. Богачев О.С., Борисюк М.М., Ємельянов В.О., Лисиченко Г.В., Медведенко І.В., Павленко В.П., Соботович Е.В., Тищенко Ю.Є. "Стратегічні напрямки переходу України на засади сталого розвитку в контексті її інтеграції до Європейського співтовариства" - Публікація НАН України, МНС України, Інституту геохімії навколишнього середовища, Київ: "Салютіс", 2005 - 48 с. (персональний внесок - розділ 3).

Анотація

Борисюк М.М. Класифікація водних ресурсів за інтегральними показниками якості на прикладі басейну р. Прип'ять. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Кафедра загальної екології та безпеки життєдіяльності Національного аграрного університету, Київ, 2006.

У даному дослідженні запропоновано новий підхід до класифікації водних ресурсів у ЧЗВ за розробленими інтегральними показниками якості і здійснено системний аналіз стану на прикладі басейну річки Прип'ять, як основної водної артерії ЧЗВ. Застосування інтегральних показників якості дозволило визначити ієрархію чинників забруднення водних ресурсів у ЧЗВ, вдосконалити моніторинг екологічного стану водних об'єктів, провести порівняльний аналіз водного законодавства України, Росії та Європейського Союзу, визначити тенденції подальших змін у водокористуванні та водоохоронній діяльності у ЧЗВ та запропонувати необхідні рамки для розвитку законодавства України з питань водокористування.

Ключові слова: р. Прип'ять, радіоактивне забруднення, басейн, зона відчуження, антропогенне навантаження, інтегральний показник якості, гідрохімічні показники забруднення.

Аннотация

Борисюк М.М. Классификация водных ресурсов за интегральными показателями качества на примере бассейна р. Припять. - Рукопись.

Диссертация на получение научной степени кандидата сельскохозяйственных наук за специальностью 03.00.16 - экология. - Кафедра общей экологии и безопасности жизнедеятельности Национального аграрного университета, Киев, 2006.

В данном исследовании предложен новый подход к классификации водных ресурсов в ЧЗО за разработанными интегральными показателями качества и осуществлен системный анализ состояния на примере бассейна реки Припять, как основной водной артерии ЧЗО. Применения интегральных показателей качества позволило определить иерархию факторов загрязнения водных ресурсов в ЧЗО, усовершенствовать мониторинг экологического состояния водных объектов, провести сравнительный анализ водного законодательства Украины, России и Европейского Союза, определить тенденции дальнейших изменений в водопользовании и водоохранной деятельности в ЧЗО и предложить необходимые рамки для развития законодательства Украины по вопросам водопользования.

Ключевые слова: р. Припять, радиоактивное загрязнение, бассейн, зона отчуждения, антропогенная нагрузка, интегральный показатель качества, гидрохимические показатели загрязнения.

Abstracts

Borisyuk M.M. Classification of water resources on integrated quality indexes on the example of Prypyat river basin. - Manuscript.

Ph.D. Thesis for obtaining degree of “Kandidate nauk” in agriculture with specialization in 03.00.16 - ecology. - Faculty of general ecology and safety of vital functions, National Agricultural University, Kyiv, 2006.

In this research work a new approach for classification of water resources in Chornobyl Exclusion Zone is offered using developed integrated quality indexes and situation system analysis. An approach has been used for Prypyat river basin, as a main water arteria of Chornobyl Exclusion Zone. Application of integrated quality indexes allowed to define the hierarchy of contamination factors of water resources in Chornobyl Exclusion Zone, to improve the monitoring level of ecological situation at water objects, to conduct comparative analysis of water legislation of Ukraine, Russia and European Union, to define the tendencies of subsequent changes in water use system and water protection activities in Chornobyl Exclusion Zone and to offer a necessary direction in developing of Ukrainian water legilation.

Keywords: river Prypyat, radioactive contamination, water basin, exclusion zone, anthropogenic loading, integrated quality index, hydro-chemical indexes of contamination.

Размещено на Allbest.ru