Тема 5. Проблемы питьевой воды.
Тема кейса: Какую воду пить в Астане?
Задание 5.1: Ответить на вопросы:
-Есть ли угроза нехватки воды в Астане?
-Какие методы очистки воды Вы знаете?
-Что такое обратный осмос?
-Почему при очистке воды используется хлор?
-Есть ли угроза наводнения в реке Ишим?
-Какими законами защищаются водные ресурсы РК?
-Какие органы должны проводить мониторинг воды в городе?
-Как образуются сточные воды?
-Как влияют сточные воды на окружающую среду?
-Употребляете ли воду из крана? Почему да, или почему нет?
-Почему водопроводная вода такая мутная, невкусная и так плохо пахнет?
-Опасно ли пить водопроводную воду?
-Опасен ли хлор?
-Можно ли решить проблемы кипячением?
-Можно ли пить дождевую воду?
-Самая чистая вода - дистиллированная. Пригодна ли она для питья?
-Какое преимущество у водопроводной воды?
-Какое преимущество у бутилированной воды?
-Не лучше ли пользоваться водой из бутылок?
-Как мы можем сделать общество больше знающим о проблемах охраны окружающей среды, связанных с водой в бутылках?
-Каково будет будущее воздействие на окружающую среду, если мы продолжим использовать воду в бутылках, как мы делаем сегодня?
-Вода в бутылках лучше или более полезная для Вас, чем водопроводная вода?
-Есть ли будущее у воды в бутылках?
-Перечислите три способа, которыми Вы можете помочь решить проблемы охраны окружающей среды, вызванные бутылками с водой?
Задание 5.2: Напишите отчет с одним параграфом, который детализирует проблемы переработки бутылок с водой.
Задание 5.3: Вода в бутылках запутывает множество проблем охраны окружающей среды. В этом кейсе мы представили три проблемы: источники воды, переработка и безопасность. Назовите еще одну проблему, которая могла быть решена и связать его с материалом кейса.
Задание 5.4: Проведите свой анализ, используя текст кейса, найдите несколько причин загрязнения воды.
Задание 5.5: Подготовьте отчет о методах очистки воды.
Задание 5.6: Ответить на проблемный вопрос «Почему вода, поступающая к нам в кран, пугает наших жителей города?»
Задание 5.7: Представьте, что Вы молодой помощник акима г. Астаны, который обязан принимать важные решения относительно улучшения качества жизни городского населения. Выявите сложности, связанные с производством, потреблением и переработкой водопроводной воды.
Тексты Кейса.
***
Важнейшим источником водоснабжения столицы является Астанинское (Вячеславское) водохранилище. Объем воды в водохранилище 291,91 млн. м3, что составляет 60,6% от проектного объема (410,9 млн. м3). Вода подается с использованием нового метода водозабора, производительность которого 210 тыс. м3/сутки. Главные водные речные артерии города – это река Ишим с двумя небольшими притоками Ак-Булак и Сары-Булак.
Ручей Сары-Булак – временный водоток, протекающий по западной части города, играет роль естественной дрены и коллектора поверхностного стока, особенно в паводковый период. Общая протяженность ручья около 8,5 км. На состояние ручья очень сильно влияет несоответствующее санитарно-экологическое состояние берегов и прилегающие к ним территории (захламленность берегов и самого ручья от разного мусора, выпуск неочищенных дождевых и талых вод через ливневую канализацию города).
Ручей Ак-Булак – это временный водоток, который протекает по юго-восточной части города. Участок ручья протекает по территории города от проспекта Абылайхана до впадения в реку Ишим, реконструирован и благоустроен. Экологическое состояние ручья Ак-булак установлено значениями ИЗВ 2 класс – чистая.
Результаты анализа водных ресурсов показывают, что в городе имеются два источника водных ресурсов, обеспечивающие город водой:
1) поверхностные воды, получаемые из Вячеславского водохранилища или реки Ишим;
2) подземные воды, которые использовались весьма ограниченно.
***
Канализационные насосные станции. Ровный рельеф города обусловил устройство системы канализации, состоящей из сети самотечных и напорных трубопроводов с устройством канализационных насосных станций. Из 41 канализационной насосной станции, находящейся на балансе ГКП «Астана су арнасы», больше половины эксплуатируются более 30 лет и находятся в аварийном состоянии из-за изношенности строительных конструкций и технологического оборудования.
Водоотведение. Канализационная система Астаны общесплавная, в городе атмосферно-поверхностные воды очищаются совместно с хозяйственно-фекальными стоками и отводятся на очистные сооружения, включают комплекс методов механической и биологической очистки, и затем направляются в накопитель сточных вод в озеро Талдыколь.
Озеро-накопитель сточных вод Талдыколь. После очистки стоки поступают в искусственный отстойник – пруд накопитель Талдыколь, созданный на базе двух озер с искусственной земляной дамбой обвалования. Ежегодное поступление в накопитель 36,5 млн. м3 сточных вод и уменьшение площади орошаемых земель привело к переполнению его и увеличению фильтрации через тело дамбы. Количество иловых отложений на дне накопителя достигло 4,2 млн. м3, в некоторых местах достигает глубины 1,8 метров. Для предупреждения перелива воды через тело дамбы возникла необходимость ежегодного сброса в количестве 5 млн. м3 на прилегающие территории.
Насосно-фильтровальная станция. Вода из Вячеславского водохранилища подается для очистки на насосно-фильтровальную станцию, расположенную в 4 км. западнее центра города.
Существующая насосно-фильтровальная станция была построена в 1969 году. Проектная производительность по очистке составляет 200 тыс. м 3 /сут. 
В настоящее время объем воды, подаваемой станцией, составляет 165 тыс. м 3 /сут.
| Насосно-фильтровальная станция в Астане |
На насосно-фильтровальной станции г. Астана в качестве коагулянта используется сернокислый алюминий, как и на большинстве действующих водоочистных станций СНГ в технологии водоочистки который при непостоянных показателях очищаемой воды не дает гарантию получения высококачественной воды. Для получения высокой степени очистки воды необходимо использовать высокие дозы сульфата алюминия, который приводит к увеличенному содержанию остаточного алюминия в очищенной воде, поэтому рекомендуется применение флокулянтов для совершенствования процесса коагулирования.Новые коагулянты по эффективности превосходят сернокислый алюминий – это коагулянты нового поколения, имеющие разные названия, но по химическому составу и эффективности практически не имеют различия – это полиоксихлорид алюминия (ПОХА), оксихлорид алюминия (ОХА), гидроксохлорид алюминия (ГХА).
***
Контроль качества воды Астанинского водохранилища и воды в водопроводных сетях города осуществляет аккредитованная испытательная химико-бактериологическая лаборатория ГКП «Астана су арнасы» по графику отбора проб и рабочей программы, утвержденных Департаментом Санитарно-эпидимиологического надзора г. Астаны, который также осуществляет контроль качества питьевой воды города. Силами водоканала ежедневно берутся пробы воды на 60 объектах, а именно водоразборных колонок, станциях подкачки воды, насосных станциях (пос. Коктал, пос. Ильинка).
По проводимым результатам лабораторных исследований можно с уверенностью сказать, что питьевая вода города Астаны соответствует стандартам качества, предусмотренным нормам СанПиН 3.02.002.04 и ГОСТ 2874 «Вода питьевая».
***
История с водой.
На общегородском собрании в акимате житель г. Астаны Аманжолов С. пожаловался на качество воды. По его мнению, вода не соответствует санитарным нормам. Вода из крана имеет специфический запах, мутная, жесткая, если пить из этой воды чай, то на посуде остается осадок.
- «Можно допустить, чтобы с водой были сложности, но допустить такого состояния, чтобы люди отказывались пить воду и даже умываться этой водой - это ужасно!» - сказал Аманжолов С.
Мнение гражданки Смаиловой С.:
- Я очень долгое время жила в другом городе, потом переехала в Астану. Первая проблема, с которой я столкнулась, это - вода. Ее в столице не то, что пить нельзя, даже голову страшно помыть, потому что так сильно выпадают волосы. Какую воду можно использовать в столице? Надо покупать бутилированную воду или ставить фильтры? Я боюсь этих проблем и хлопот с волосами, да и здоровьем дорожу.
Главный врач городской больницы №6 Искаков М.:
- Употребление воды с высокой минерализацией и жесткостью, повышенным содержанием хлоридов, сульфатов и других компонентов солевого состава приводит к распространению среди населения мочекаменной и желчекаменной болезней, сердечнососудистых заболеваний, патологии пищеварительной системы, к большому сожалению, эти показатели из года в год растут. Чрезвычайно важным является предупреждение попадания в источники питьевой воды загрязнений, содержащих патогенные микроорганизмы. Массивное микробное и вирусное загрязнение водоисточников питьевой воды приводит к осложнению эпидемиологической ситуации и обуславливает высокий уровень заболеваемости острыми кишечными инфекциями, вирусными гепатитами и другими инфекциями. Только за последние 10 лет в нашей стране зарегистрирована 31 водная вспышка в шести областях с количеством пострадавших 4380 человек.
Сергей Лавров, гл. инженер Горводоканала г. Астаны:
- Качество подаваемой потребителям питьевой воды в большей степени зависит от состояния водопроводной сети: как внутридомовые, так и наружные. Но в стоимость тарифа за воду расходы на реконструкцию водопроводных сетей не заложены, и коммунальщики заменяют лишь аварийные участки. Водопроводную воду нужно пить, так как в ней содержатся необходимые микроэлементы для организма человека.
***
Случай в супермаркете.
В торговом центре при покупке продовольственных товаров мама Сауле решила купить пятилитровую бутылку воды. Мама Сауле настаивала на том, чтобы покупать воду в бутылках для своей дочери из-за ее твердого убеждения, что это вода была более безопасна и более чиста, чем водопроводная вода.
Однако, новая соседка Сауле Маржан, студентка второго курса специальности «Экология», приводила доводы с фактами против этого, которые она изучила в университете.
«Знаете ли вы, что водопроводная вода часто проверяется органами здравоохранения на безопасность?» - спросила Маржан.
Сауле была озадачена комментариями ее новой соседки по комнате в первый же день их встречи.
Мама Сауле, тоже немного расстроилась, но с другой стороны, восхищалась энтузиазмом Маржан, ее страстью к окружающей среде и знанием о воде в бутылках.
«Таким образом, Вы говорите, что хотите заплатить намного больше денег за непроверенную воду, запечатанную в бутылках? Ведь бутылки загрязняют окружающую среду и не перерабатываются» - спросила Маржан.
«Бутылки с водой удобны... так или иначе» - заикалась Сауле.
«Вы знаете, что происходит с непереработанными бутылками с водой? - спросила Маржан. - Когда бутылки с водой брошены в мусор, мало того, что они превращаются в мусор, но они также загрязняют воздух и разрушают наш озоновый слой. Когда они сжигаются с мусором, они превращаются в токсичный пар, оказывающий вред для нашего здоровья и для окружающей среды».
«Хорошо, хорошо, Вы высказывали свое мнение; я буду иметь в виду вашу информацию» - пробормотала Сауле.
«Вы знаете, откуда берут воду для бутылок? Многие компании берут свою воду от водоносных слоев, которые когда-то заканчиваются. Компании, производящие бутылки с водой действительно развивают водный экспорт, извлекая грунтовую воду без ограничений. Вы знаете, пустой или загрязненный водоносный слой почти невозможно восстановить? Скоро у нас будет некоторая нехватка воды» – сказала Маржан.
Сауле была расстроена, споря с ее новой соседкой по комнате, но она поняла, что Маржан сделала правильное замечание и была впечатлена ее знанием. Сауле все еще задавалась вопросом, почему она не знала об этом раньше.
После встречи с Маржан мама Сауле задумалась о том, как девочки проживут в этом семестре. Она была также заинтригована услышанной информацией. Две недели спустя, мама Сауле была в супермаркете в ее родном городе и снова столкнулась с водой в бутылках. Она колебалась и думала... «Если я действительно куплю эту воду, будет ли это настолько плохо влиять на окружающую среду?».
***
Основные проблемы, связанные с производством и потреблением воды в бутылках включают: источник воды, безопасность, переработку.
Источник воды.
Грунтовая вода. Грунтовая вода – гравитационная вода первого от поверхности Земли постоянно существующего водоносного горизонта, расположенного на первом водоупорном слое. Имеет свободную водную поверхность. Обычно над ней нет сплошной кровли из водонепроницаемых пород.
Очищенная вода – это вода, не содержащая в своем составе примесей и других соединений. Такую воду получают путем ее чистки различными способами с применением различных средств.
Дистиллированная вода – это вода практически не содержащая в своем составе никаких примесей и других соединений. Такую воду получают путем ее перегонки в специальных аппаратах – дистилляторах.
Артезианская вода – этоглубоководные воды, находящиеся в водоносных пластах горных пород между водоупорными рядами. Нередко залегают на глубине от 100 до 1000 метров.
Минеральная вода – вода, включающая в составе растворённые соли, микроэлементы, а также отдельные биологически активные вещества. Минеральную воду в зависимости от применения различают: минеральные природные питьевые воды, минеральные воды для наружного применения.
Колодезная вода. Обычные колодцы накапливают воду из почвенных вод и могут снабжать водой до 100-150 л/ч (в редких случаях – до 500 л/ч). Они легко загрязняются: все вещества, которые попадает в почву – нитраты, нитриты, ПАВ, пестициды и тяжелые металлы, – могут оказаться в колодезной воде.
Газированная вода – («шипучие воды», или – «газировка») – прохладительный напиток, который состоит из минеральной или обычной ароматизированной воды, насыщенная углекислым газом.
Безопасность.
Считается, что между водопроводной водой и водой в бутылках есть большая разница. Водопроводная вода в сравнении с водой в бутылках обычно безопасна от бактериального загрязнения, так как она хлорируется. Многие производители воды в бутылках добавляют в нее дополнительные полезные вещества или вкусоусилители, чтобы создать уникальный вкус. Вода в бутылках, которая не разливается из водопроводных источников, может содержать бактерии группы кишечной палочки (Протей, Сальмонелла, Серратия и Шигелла). Каждый из них представляет потенциальные риски для здоровья человека. Кроме того, разлитая вода в бутылках может содержать тяжелые металлы (например, свинец и ртуть) или органические пестициды (например, azatrine), часто превышающие уровень госстандартов.
Переработка.
В настоящее время в Казахстане скопилось 43 млрд. тонн мусора. Из них больше половины – твердо-бытовые отходы. 95% этого мусора идет на захоронение и лишь 5% подвергается переработке для вторичного производства. Такие данные озвучил директор единственного в РК мусороперерабатывающего завода в Астане Егор Зингер.
Начальник производства ТОО ПК «Дорпласт инвест» Аркадий Михайлов считает, что мусор, по сути, настоящий клад: «Большинство людей не знают, откуда приходит вода. Водопроводную воду получают из поверхностных вод или используют подземную воду. Вода, которая извлекается для бутылок, является невозобновимой».
***
Загрязнение пресноводных экосистем приводит к подавлению жизнедеятельности, плодовитости и гибели гидробионтов, нарушению пищевых связей, снижению устойчивости, экосистем, эвтрофикации и т.д.
Способы очистки сточных вод. Очистка сточных вод. Существуют различные способы очистки сточных вод: механический, физико-химический, химический, биологический и термический. В зависимости от вида сточных вод их очистка может производиться каким-либо одним или комбинированными способами, с обработкой осадка (или избыточной биомассы) и обеззараживанием сточных вод перед сбросом их в водоем.
Физико-химическая очистка предполагает коагуляцию, сорбцию, флотацию, экстракцию и другие методы. Из сточных вод удаляются тонкодисперсные взвешенные частицы, минеральные и органические вещества.
Механическая очистка основана на процеживании, отстаивании и фильтровании. При этом из сточных вод удаляются нерастворимые механические примеси: песок, глинистые частицы, окалина и др.
Химическая очистка основана на процессах нейтрализации, окисления, озонировании, хлорировании. Сточные воды очищаются от токсичных веществ и микроорганизмов.
Биологическая (биохимическая) очистка основана на способности микроорганизмов использовать для своего питания многие органические и неорганические соединения из сточных вод (сероводород, аммиак, нитриты и т.д.).
К термическим методам прибегают при очистке промышленных сточных вод, содержащих главным образом высокотоксичные органические компоненты, разрушающиеся при высоких температурах.
При всех методах очистки сточных вод необходима обработка и утилизация образующихся шлаков и осадков (особенно при очистке токсичных промстоков). С этой целью их складируют на специальных полигонах, обрабатывают в биологических сооружениях, перерабатывают с помощью растений (гиацинты, тростник и др.) или сжигают в специальных печах.
Тема 6. Нефть– исчерпаемый ресурс.
