Социально-экологические проблемы бассейна реки Вуокса

3.4 Экологическая обстановка Выборгского района

Однако предприятия целлюлозно-бумажной промышленности по-прежнему остаются основными загрязнителями данного района. Так, в 1997 году на долю Светогорского ЦБК приходилось 79,1% всех выбросов веществ, относящихся ко 2-му классу опасности, в воздушный бассейн Ленинградской области, из них хлора - 60,4% от общего выброса по области, скипидара - 98,7%, метил меркаптана - 99,8%. Вклад Светогорска в валовой выброс загрязняющих веществ от стационарных источников в атмосферу области составил 3,6% (пятое место после городов Кириши (42,3% от общего выброса по области), Сланцы (8,8%), Всеволожск (7,3%), Пикалево (5,4%). В конце 90-х годов на предприятия Выборгского района приходился наибольший объем загрязненных стоков (см. Таблица 3.4)

Таблица 3.4

Вклад района в общий сброс загрязненных сточных вод по Ленинградской области, % от общего объема сброса данного вещества по области

Как и для Приозерского района, для Выборгского района остро стоит проблема очистки сточных вод (см. Таблица 3.5, Таблица 3.6)

Таблица 3.5

Объемы сброса сточных вод по категориям очистки предприятиями Выборгского района Ленинградской области (1996 год)

Таблица 3.6

Сброс загрязненных сточных вод основными объектами-загрязнителями Выборгского района

Нефтеуглеводороды (НУВ) отнесены к приоритетным видам загрязнителей природы. Они поступают в поверхностные воды в составе нефти и продуктов ее переработки. С 1991 г. до 2001 г. отмечена тенденция повышения содержания нефтеуглеводородов (НУВ) в воде реки, когда нижний предел концентрации НУВ превышал ПДК, установленную для рыбохозяйственных водоемов (ПДК 50 мкг/л). С 2001 года концентрация НУВ снизилась, минимальное содержание их не превышает ПДК, максимальное составляет 1,5 - 2,9 ПДК (см. Таблица 3.7).

Таблица 3.7

Пределы изменения концентрации НУВ и фенолов в районе пос.Лосево

Хотя, как показывают исследования, с внедрением передовых технологий и повышением внимания к экологичности производства загрязненность водного бассейна р.Вуокса уменьшается, однако целлюлозно-бумажный комбинат все равно является источником повышенной опасности для района, в котором он расположен. В конце февраля 2004 года на Светогорском ЦБК возникла аварийная ситуация на вакуум-выпарной установке. В результате произошел сброс крепкого щелока в промышленную канализацию. Из-за этого нарушилась работа станции биологической очистки, и ядовитые соединения попали в реку Вуокса. Предельно-допустимые нормы оказались превышены втрое. По сообщению агентства Фонтанка.ру к 27 февраля последствия аварии были устранены, ситуация улучшилась, пробы воды брались постоянно. Всех крупных водопользователей в районе Вуоксы предупредили об опасности последствий аварии на ЦБК.

4. Влияние бытовых стоков на экологическую обстановку бассейна реки Вуокса

Из года в год рост водопотребления (городского, промышленного, сельскохозяйственного) сопровождается сбросом в реки большого количества сточных вод, приводит к тому, что вода превращается в ценное дефицитное сырьё. Очистка рек, озёр и водохранилищ осложняется тем, что в сточных водах увеличивается количество трудно биохимически окисляемых и вредных веществ. Проблема очистки сточных вод до концентраций специфических загрязнений, безвредных для водоёмов, ещё не решена. Поэтому эффективная очистка сельскохозяйственных и городских сточных вод для сохранения чистоты источников водоснабжения является одной из первоочередных водохозяйственных проблем.

Действующие Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами регламентируют качество воды водоёмов в расчётных пунктах водопользования, а не состав сточных вод. Охрана водоёмов от загрязнения не связана со всей их протяженностью, а только с определёнными пунктами, на подходе к которым вода должна отвечать нормативным показателям качества. Условия спуска сточных вод в водоёмы определяют с учётом возможного их разбавления водой водоёма на пути от места выпуска до ближайшего расчётного створа водопользования. Это, однако, не является необходимым и достаточным условием экологической безопасности поверхностных водных объектов, т.к. на данный момент подавляющее большинство из них уже исчерпали свои биологические резервы, необходимые для своего самоочищения.

Очищенные на станциях аэрации сточные воды из-за неполноты очистки требуют разбавления чистой водой, причём кратность разбавления определяется в основном остаточным содержанием веществ, не полностью разрушенных в процессе очистки. По мере роста водопотребления положение с разбавлением очищенных сточных вод будет очень напряжённым. В городах и районах с дефицитными водными источниками придётся применять более совершенные методы очистки сточных вод, или подавать воду для разбавления из другой речной системы.

В таких условиях большое значение приобретает внедрение на предприятиях оборотного водоснабжения, повторное использование очищенных сточных вод и рационализация технологии производства в направлении снижения водопотребления, количества и концентрации сточных вод.

Правилами охраны поверхностных вод от загрязнений сточными водами установлены нормы качества воды по основным санитарным показателям для водоёмов двух видов водопользования:

к первому виду относятся участки водоёмов, используемые в качестве источников централизованного или нецентрализованного питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности;

ко второму виду относятся участки водоёмов, используемые для спорта, купания и отдыха населения, а также водоёмы в черте населённых пунктов.

Ближайшие к месту выпуска сточных вод пункты водопользования на водоёмах первого и второго вида устанавливаются органами Государственного надзора с учётом перспектив использования водоёма. Состав и свойства воды должны соответствовать нормативам воды в створе, расположенном на проточных водоёмах в 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоёмах - озёрах и водохранилищах - в 1 км в обе стороны от пункта водопользования.

При спуске сточных вод в черте города (или любого населённого пункта) первым пунктом водопользования является этот город или населённый пункт. В этих случаях требования к составу и свойствам воды водоёма нужно относить и к сточным водам, так как нельзя рассчитывать практически на разбавление и самоочищение.

К основным нормативам качества воды относятся следующие:

Взвешенные вещества. Содержание взвешенных веществ в воде после спуска сточных вод не должно увеличиваться больше, чем на 0,25 мг/л для водоёма первого вида и на 0,75 мг/л для водоёма второго вида. Для водоёмов, содержащих в межень более 30 мг/л природных минеральных взвесей, допускается увеличение концентрации взвешенных веществ в воде до 5%.

Плавающие примеси. На поверхности водоема не должно быть плавающих плёнок, пятен минеральных масел и скопления других примесей.

Запахи и привкусы. Вода не должна приобретать запахов и привкусов интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемых в водоёмах первого вида непосредственно или при хлорировании и в водоёмах второго вида непосредственно

Окраска. Окраска не должна обнаруживаться в столбике воды высотой 20 и 10 см для водоёмов первого и второго видов.

Температура. Летняя температура воды в результате спуска сточных вод не должна повышаться более чем на 3о С.

Активная реакция. (рН) воды водоёма после смешения со сточными водами не должна выходить за пределы 6,5-8,5.

Минеральный состав. Для водоёмов первого вида не должен превышать по плотному остатку 1000 мг/л, в том числе хлоридов - 350 мг/л и сульфатов 500 мг/л; для водоёмов второго вида минеральный состав нормируется по показателю «Привкусы».

Растворённый кислород. В воде водоёма после смещения со сточными водами количество растворённого кислорода не должно быть менее 4 мг/л в любой период года в пробе, взятой до 12 часов дня.

Биохимическая потребность в кислороде. Полная потребность воды в кислороде при 20оС не должна превышать 3 и 6 мг/л для водоёмов первого и второго видов.

Возбудители заболеваний не должны содержаться в воде. Методы предварительной очистки и обеззараживания сточных вод согласовываются в каждом отдельном случае с органами Государственного санитарного надзора.

Ядовитые примеси. Не должны находиться в концентрациях, которые могут оказать прямое или косвенное вредное воздействие на здоровье людей.

Величина предельно допустимых концентраций каждого вещества, входящего в комплекс с одинаково лимитирующими показателями вредности, должна быть уменьшена во столько раз, сколько вредных веществ предполагается спустить в водоём.

Выполнение требований Правил охраны водоёмов возможно только в том случае, если со сточными водами поступает строго определённое количество загрязнений, соответствующее самоочищающей способности водоёма.

Необходимое уменьшение в сточных водах загрязнений для приведения их количества в соответствие с требованиями к составу и свойствам воды в расчётном пункте водопользования можно производить любым проверенным на практике методом очистки и обезвреживания сточных вод.

Улучшение качества воды и восстановление ее чистоты происходит под влиянием разбавления (перемешивания загрязнённой струи со всей массой воды) и минерализации органических веществ с отмиранием внесённых в реку чуждых ей бактерий - собственно самоочищения.

Учёт процессов естественного самоочищения водоёмов от поступивших в них загрязнений возможен, если этот процесс ярко выражен и закономерности его развития во времени достаточно изучены.

Для сточных вод, содержащих разнообразные специфические загрязнения, зачастую с не установленным режимом распада, основным способом очистки остаётся разбавление, протекающее наиболее быстро и полно в проточных водоёмах. Превращение рек в каскады водохранилищ с изменённым гидрологическим режимом делает необходимым применение более эффективных способов очистки сточных вод для уменьшения количества загрязнений, вносимых в водоёмы.

Проблема загрязнения р.Вуокса промышленными стоками и пути ее решения уже были рассмотрены выше. В данной главе остановимся на не менее актуальной проблеме загрязнения реки сельскохозяйственными и бытовыми стоками.

Площадь сельскохозяйственных угодий Выборгского и Приозерского районов незначительна и составляет примерно 5% от общей площади районов. Учитывая сокращение использования пестицидов (за 10 лет сократилось в 5,5 раз), средств химизации (за 10 лет количество внесенных минеральных удобрений сократилось в почти в 12 раз с 145,3 тыс. т до 12,2 тыс. т в год) и органических удобрений (за 10 лет полное количество нанесенного навоза уменьшилось в 5 раз с 7,9 млн. т до 1,6 млн. т в год), влияние их на качество воды минимально. Нитриты во все годы наблюдений не были обнаружены, содержание нитратов летом 1991 - 1993 гг. изменялось в пределах 105 - 140 мкг/л, а с 1994 г. по всей длине реки близко к 40 мкг/л. Содержание аммонийного азота лишь осенью 1994 г. повысилось до 160 мкг/л, что было обусловлено залповым загрязнением вод реки сельскохозяйственными сточными водами, в остальные годы минимальные концентрации в летний период составляли 20 - 40 мкг/л.

Однако за последние 15 - 20 лет в связи с увеличением рекреационной нагрузки на данный район значительно возросло количество коммунально-бытовых стоков в систему р.Вуокса. К неблагополучным участкам отнесен район акватории восточнее г.Приозерска, где наблюдается сильное фекальное и микробное загрязнение, преобладание мезофильных сапрофитных микроорганизмов, свидетельствующее о незавершенности процессов самоочищения. Большая часть сточных вод сбрасывается либо недостаточно очищенными, либо просто неочищенными (см. Таблица 4.1).

Таблица 4.1

Сброс загрязненных сточных вод КОС г.Приозерск

У населенных пунктов Каменногорск, Барышево и др. наблюдалась наиболее высокая плотность бактериопланктона. Плотность бактериопланктона на участке от г.Светогорска до пос.Барышево составляла 0,9 - 4,3 млн.кл./мл. Повышенные количества бактерий в воде отмечались на участке реки от нижнего бьефа Светогорской ГЭС до г.Каменногорск. Здесь сезонная численность бактериопланктона составила 2,02 - 2,54 млн.кл./мл (см. Таблица 4.2).

Таблица 4.2

Общая численность бактерий в верхнем течении р.Вуокса и у пос. Барышево, млн.кл./мл

Численность гетеротрофных бактерий, растущих на РПА, за период наблюдений колебалась от 40 до 13800 кл./мл. Наибольшие величины численности этих бактерий, более 1000 в 1 мл, отмечались в верхнем течении р.Вуокса (станции 2 - 6), где в реку поступают сточные воды ЦБК и нескольких крупных населенных пунктов. Среднесезонная численность бактерий, растущих на РПА, в этом районе составляла от 1100 до 6500 кл./мл в 1990 г. и более 1000 кл./мл в 1994 г. Выше и ниже по течению численность таких бактерий на порядок ниже (см. Таблица 4.3)

Таблица 4.3

Численность гетеротрофных бактерий, растущих на РПА, в верхнем течении р.Вуокса и у пос. Барышево, тыс.кл./мл

Это свидетельствует об обогащении реки легкодоступными для бактерий органическими веществами, значительно активизирующими их рост, в районах крупных населенных пунктов. Источниками подобных органических соединений, как уже указывалось, являются плохо очищенные хозяйственно-бытовые сточные воды. По микробиологическим характеристикам воды Вуоксы в верхнем течении и районе г.Приозерск могут быть отнесены к загрязненным или слабо загрязненным по системе комплексной оценки качества поверхностных пресных вод В.Н.Жукинского и соавт.

В районах озера Суходольское, г.Каменогорска и пос.Лесогорский наблюдалось повышенное содержание общего органического углерода во все годы наблюдений. Природа органического углерода на этих участках различна: в оз.Суходольское отмечалась высокая биомасса фитопланктона, а в районе Каменногорска и Лесогорского большее влияние оказывало поступление в реку хозяйственно-бытовых сточных вод.

5. Проблема антропогенного вселения чужеродных организмов

В 90-ые года 20-го века все большее значение стала приобретать проблема антропогенного вселения чужеродных организмов в водные экосистемы бассейна Финского залива и Ладожского озера. Вселение чужеродных видов животных и растений в природные сообщества в результате человеческой деятельности представляет своего рода «биологическое загрязнение», сравнимое по своим последствиям с другими видами загрязнения, а иногда превосходящее отрицательные последствия всех других антропогенных факторов. Более того, в отличие от большинства загрязняющих веществ, которые в водных экосистемах обычно разрушаются в ходе процессов самоочищения и поддаются достаточно эффективному контролю со стороны человека, успешно вселившиеся чуждые организмы могут размножаться и распространяться в окружающей среде при отсутствии обычных для них паразитов и хищников с необычайной быстротой, вытесняя исконных обитателей. Не избежала подобной проблемы и р.Вуокса.

В настоящее время основным механизмом распространения чужеродных видов организмов считается случайная интродукция с балластными водами судов, процесс, принявший глобальный характер. В прибрежных сообществах Финского залива в настоящее время присутствует целый ряд «вселенцев», проникших в различное время в Балтийское море в результате судоходства с балластными водами судов, в том числе каспийский хищный рачок церкопагис (Cercopagis pengoi), новозеландский моллюск потамопиргус (Potamopyrgus jenkinsi), моллюск дрейссена (Dreissena polymorpha) каспийского происхождения и китайский мохноногий краб (Eriocheir sinensis). Последние два вида способны обитать в пресных водах и уже в 1997 году в реке Вуокса был пойман китайский мохноногий краб (персональное сообщение А.Фатеева, Кафедра зоологии беспозвоночных, СПбГУ).

Одним из наиболее серьезных по своим последствиям примером активной деятельности человека по преобразованию природы является намеренная интродукция в озера Карельского перешейка в 1970-х годах байкальского рачка гмелиноидеса (Gmelinoides fasciatus) с целью улучшения кормовой базы рыб. Вселение этого рачка было произведено без учета таких важных его биологических особенностей, как способность к хищному питанию и активному саморасселению. В результате уже к концу 1980-х годов гмелиноидес по протокам системы реки Вуокса проник в Ладожское озеро и широко там расселился. В настоящее время он является самым многочисленным представителем фауны прибрежной зоны озера, причем наблюдается процесс вытеснения местных видов беспозвоночных животных, и, как результат, упрощение структуры и снижение видового разнообразия фауны Вуоксы и Ладожского озера. Поскольку гмелиноидес обладает способностью активно избегать рыб, то в местах массового скопления этого рачка кормовая база рыб не только не улучшилась, а, наоборот, ухудшилась вследствие уменьшения численности местных видов ракообразных. Предварительные исследования показали, что уже к середине 1990-х годов вселение байкальских рачков привело к исчезновению одного из видов - озерного бокоплава (Gammarus lacustris). В 1996 году гмелиноидес был обнаружен и в прибрежной зоне Невской губы Финского залива, а в 1997 году - в открытой части губы. Таким образом, негативные последствия от интродукции гмелиноидеса в озера Карельского перешейка в начале 1970-х годов проявились примерно через 10 лет в бассейне Вуоксы, через 15 лет в Ладожском озере, и более чем через 20 лет в Невской губе.

Таким образом, учитывая серьезные экологические и экономические последствия «биологического загрязнения», чрезвычайно важной является организация мониторинга чужеродных видов и мониторинга биологического разнообразия в соответствии с Конвенцией о биологическом разнообразии (Найроби, 1992 год), оценка риска внесения чужеродных видов, разработка и выполнение мероприятий, направленных на существенное сокращение такого риска. Начиная с навигации 1998 года, Государственный Комитет по охране окружающей среды Санкт-Петербурга и Ленинградской области ввел контроль за режимом сброса балластных вод на территории Финского залива.

Заключение

Являясь вторым по величине притоком Ладожского озера река Вуокса оказывает значительное влияние на состояние экосистемы Ладога - река Нева - Финский залив. В работе показано, что проблемы системы Вуоксы характерны для крупных рек Северо-Западной части РФ и связаны с природными факторами и антропогенным воздействием.

Главными природными факторами, влияющими на экологию рек, является морфометрия, связанная с ней глубина и скорость течения. Большое отрицательное воздействие оказывают пороги и перепады с высокой скоростью течения.

Наряду с природными факторами негативное влияние оказывает и антропогенное воздействие, которое носит комплексный характер. Как показано в работе, в результате хозяйственной деятельности с бытовыми и промышленными стоками в водные объекты поступают различные загрязняющие вещества, вызывающие серьезные изменения в функционировании водных систем; расположенные в верховьях реки гидроэлектростанции приводят к гибели планктонных сообществ, как механическим путем, так и вследствие суточных и более длительных колебаний воды в реке; антропогенное вселение в водную систему чужеродных организмов приводит к вытеснению местных видов и снижению устойчивости сообщества к внешним воздействиям - все это в целом вызывает ухудшение экологии водной системы. Отрицательные последствия имеют дополнительные поступления биогенных элементов и токсичные выбросы промышленных предприятий. Поступление токсических и биогенных загрязняющих веществ происходит с речным стоком, промышленными и муниципальными стоками, атмосферными выпадениями и стоками с береговой зоны.

Основной причиной загрязнения рек Северо-Запада РФ является эксплуатация человеком основного богатства региона - леса. Наличие леса, низкоминерализованной воды, достаточного количества энергии, развитая транспортная сеть и близость потребителей продукции лесной отрасли приводят к развитию предприятий лесопромышленного комплекса, таких как целлюлозно-бумажные комбинаты, лесозаготовительные предприятия, предприятия вторичной переработки древесины. В бассейне реки Вуокса находятся несколько крупных предприятий: Светогорский ЦБК, Каменногорская фабрика офсетных бумаг, Приозерский МДК (в настоящее время - ОАО «Лесплитинвест») и большое количество мелких лесозаготовителей. Именно выбросы, являющиеся следствием несовершенства технологических процессов лесопромышленных предприятий, а также хозяйственно-бытовые стоки городов, связанных с этими предприятиями, и населенных пунктов вносят максимальный вклад в загрязнение вод реки Вуоксы.

Геологическое строение бассейна Вуоксы, расположенного в пределах Балтийского щита, обусловливает низкую минерализацию воды (в среднем 43 мг/л). Воды реки имеют гидрокарбонатно-сульфатный состав. В 1981 - 2002 гг. отмечено повышение концентрации сульфатных и хлоридных ионов и ионов натрия по сравнению с периодом 60-х годов, что связано с поступлением в реку сточных вод целлюлозно-бумажных предприятий (повышение содержания сульфатов) и хозяйственно-бытовых сточных вод (рост содержания хлоридных ионов). Поступление в Вуоксу промышленных и хозяйственно-бытовых стоков приводит к повышению концентрации общего органического углерода в районе городов Каменногорск, Приозерск и пос. Лесогорский. Отмечена тенденция повышения содержания нефтеуглеводородов в воде в период 1991 - 2001 гг., однако с 2001 года концентрации НУВ снизились до 1,5 - 2,9 ПДК. Наибольшие величины содержания фенола наблюдались в районе г. Лесогорска, что связано со сбросом в реку неочищенных сточных вод. Среднегодовое содержание общего фосфора в 60-е годы составляло 16мкг/л, неорганического - 5 мкг/л. Интенсификация хозяйственной деятельности привела к тому, что к концу 70-х годов оно выросло почти в 4 раза - до 67 мкг/л. Однако, с середины 90-х годов содержание общего фосфора значительно снизилось и среднегодовая концентрация в 1997 - 2003 гг. составила 20 - 22 мкг/л. Это связано с модернизацией и увеличением внимания к экологичности процесса производства на предприятиях, и, как следствие, повышением степени очистки промышленных сточных вод, сбрасываемых в реку.

Скоростной режим, содержание биогенных элементов и уровень загрязненности влияют на разнообразие планктона и уровень его биомассы. Отрицательное влияние на планктон оказывает загрязнение токсическими веществами, поступающими со стоками промышленных предприятий и хозяйственно-бытовыми стоками. Это приводит к резкому обеднению зоопланктона и уменьшению его биомассы. Влияние ГЭС на планктон определяется целым комплексом факторов: режимом эксплуатации водохранилищ, высотой плотины и, следовательно, высотой перепада воды, механическим повреждением в турбинных лопатках. Для минимизации отрицательного эффекта и сохранения биоразнообразия речных биоценозов необходимо поддерживать естественный гидрологический режим в нижнем бьефе водохранилищ и осуществлять периодические сбросы воды, соответствующие природным паводковым явлениям.

Общая численность бактерий в поверхностных водах Вуоксы варьируется от 1 до 3 млн.кл./мл. Наибольшая численность бактерий отмечена на участке ниже г. Светогорск и в устье реки в районе г. Приозерск, загрязненных сточными водами. В районе крупных населенных пунктов в разные годы (1973, 1990, 1994) обнаруживалась более высокая общая численность бактерий, повышенная численность бактерий, растущих на РПА, и повышенная функциональная активность бактериопланктона. Это свидетельствует о поступлении на данных участках легкодоступных для бактерий органических веществ, источниками которых в основном являются плохо очищенные хозяйственно-бытовые сточные воды и сточные воды промышленных предприятий, расположенных в населенных пунктах. В зонах с большой антропогенной нагрузкой снижалось видовое разнообразие зообентоса. Согласно данным по зообентосу можно говорить об ухудшении качества воды только в зонах промышленных сбросов и рядом с населенными пунктами. Наиболее сильное загрязнение бассейна реки отмечается в верхнем течении (г.Светогорск - г.Каменногорск) и в районе устья реки Вуокса (г.Приозерск) и обусловлено промышленными стоками предприятий и бытовыми стоками крупных населенных пунктов.

Несмотря на то, что в целом комплексные исследования озерно-речной системы Вуокса показали, что вода в реке сохраняет свои природные качества, постоянное развитие промышленности, рост городов и увеличение числа зон отдыха и населенных пунктов вследствие дачного и коттеджного строительства требуют повышения эффективности и регулярности контроля состояния речных вод (увеличение количества станций наблюдения, повышение их технической оснащенности, постоянный мониторинг водной системы). Для этого требуется повышение внимания и достаточный уровень финансирования со стороны федеральных и местных органов власти, что во многом зависит от принятия и выполнения Водного кодекса, в настоящее время обсуждаемого в Государственной Думе.

В области ведения лесного хозяйства бассейна реки Вуокса существует ряд проблем организационно-правового характера. Принятие нового Лесного кодекса, разработка и принятие федеральной целевой программы по сохранению природного комплекса Карельского перешейка, повышение эффективности контроля со стороны федеральных и местных органов власти за состоянием, использованием, охраной, защитой и воспроизводством лесов бассейна реки Вуокса, достаточное финансирование органов лесного хозяйства помогут в их решении. Наряду с этим необходимо сокращение количества лесопользователей и выделение из их числа стратегических бизнес-партнеров, способных взять на себя организацию комплексной эксплуатации и восстановления лесных ресурсов.

Очевидно, что для сохранения природного комплекса необходимо поддержание естественного состояния каждой его составляющей. Таким образом, в работе проведен системный анализ комплексного состояния бассейна реки Вуокса, выявлены основные социально-экологические проблемы этого региона и предложены пути их решения.