Водное хозяйство Тюмени

Водоснабжение

Качество воды источников водоснабжения г. Тюмени

Быстрый рост народонаселения в значительной степени усложнил и без того острую проблему хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Тюмени, от решения которой зависит здоровье и социально-экономический уровень жизни людей.

В настоящее время источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения города являются поверхностные воды р. Туры (Метелевский и Головной водозаборы) и подземные воды Велижанского и Тавдинского месторождений (Велижанский водозабор) с отбором соответственно 150 и 80−85 тыс. м/сут при потребности 250−270 тыс. м/сут и увеличении водопотребления до 500−510 тыс. м/сут в 2010 году. Таким образом, с учетом поверхностного источника дефицит воды на 2010 год составит 350 тыс. м/сут, без речной воды- 415−425 тыс. м/сут.

Кроме того, качество используемой воды оставляет желать лучшего. Так, вода р. Туры не отвечает требованиям существующих стандартов и относится к классу очень грязная, такая вода без очистки непригодна даже к использованию для производственно-технических нужд. Как показывает качественный анализ, содержание нефтепродуктов повышалось до 1992 г. и составило 30 ПДК, затем началось снижение их концентрации, которое наблюдается и по сей день, минимальные же концентрации составили 2 ПДК.

Количество фенолов испытывает менее значительный колебания и изменяется в пределах 2−9 ПДК.

В течении последних лет наблюдается постоянное присутствие в воде экстремально высоких значений нитритов: в 1997 и 1999 гг. их содержание в реке выше города составило 200 ПДК. Повышенные значения БПК и аммиака в конце меженного периода свидетельствует о недостаточном разбавлении сбрасываемых стоков и перегрузке водотоков органикой. Постоянно присутствуют СПАВ, но их значение колеблется в пределах 0,03−0,1 мг/л, что ниже нормы. К загрязнителям, являющимся частью природного фона, относятся медь и железо. Очень много марганца, содержание которого может достигать в экстремальных случаях 70−80 ПДК. Для 1992 г. Характерно присутствие в воде пестицидов: 'Y-ГХЦГ (19 ПДК) и бГХЦГ (2 ПДК).

Ухудшение качества речной воды связано прежде всего с промышленными выбросами органики и Туринского ЦБК, фенолов с Нижнетагильского завода пластмасс, мышьяка с Краснотуринского медеплавильного комбината. Зарегистрировано более 20 серьезных ситуаций, связанных с аварийными сбросами в Свердловской области, которые ставили под угрозу безопасность питьевой воды г. Тюмени. Но кроме контролируемых сбросов в р. Туру попадает значительное количество органический и взвешенных веществ, смываемых талыми и дождевыми водами с водосбросных площадей свердловской и Тюменской областей.

Поступление в реку загрязняющих веществ чревато длительными последствиями. Донные отложения, ил обладают высоко развитой активной поверхностью, они способны подолгу удерживать поглощенные вещества и потом постепенно загрязнять ими свежие воды. К тому же процессы самоочищения реки подавлены длительным ледовым периодом (порядка 165 дней), когда водная поверхность изолирована от кислорода атмосферы, и обилием природной органики в речной воде, на которую расходуется значительная часть кислорода. В результате этого происходит деградация всего природно-аквального комплекса реки и, как следствие, качественное истощение водных ресурсов. А в скором времени возникнет угроза их качественного истощения, связанная с обмелением реки, которое уже сейчас не позволяет увеличить производительность Метелевского и Головного водозаборов.

Исследование динамики загрязнений и химического состава вод р. Туры, одного из источников водоснабжения г. Тюмени, показал недопустимость применения исследуемого водотока для питьевых целей. Кроме того, не исключены аварии на промышленных предприятиях Урала, которые могут привести к необратимым последствиям и серьезно отразиться на здоровье человека.

Учитывая вышесказанное, следует в ближайшие годы полностью перейти на водоснабжение подземными водами. Главным преимуществом подземных вод как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения является их надежная природная защищенность по сравнению с поверхностными водами и достаточно высокие эксплуатационные запасы (147,3 тыс. м/сут), способные удовлетворить не только потребность в воде г. Тюмени, но и населенные пункты Нижнетавдинского района. 1].

Формирование химического состава и ресурсов подземных вод Велижанского и Тавдинского месторождений, как и на большей части Западно-Сибирского артезианского бассейна, связано с континентальными песчано-глинистыми отложениями кайнозоя. Здесь, в области отсутствия многолетней мерзлоты, в поясе избыточного увлажнения ресурсы подземных вод довольно значительны. А под влиянием того же избыточного увлажнения происходит интенсивное разложение растительных остатков и образование органических веществ кислотного характера. Это ведет к энергичному выветриванию минеральной части отложений, в результате чего формируются пресные гидрокарбонатные магниево-кальциевые подземные воды, значительно обогащенные закисным железом [3].

Эксплуатируемые подземные воды по физическим свойствам и химическому составу отвечают требованиям действующих стандартов, за исключением повышенного содержания общего железа до 3,0−3,5 мг/л, аммонийного азота до 6,5−7,0 мг/л, марганца до 0,18−0,28 мг/л и низкого содержания фтора до 0,2 мг/л, что характерно для всех подземных вод палеогеновых отложений Западной Сибири.

По сравнению с р. Турой, марганца в подземных водах содержится в 2 раза меньше, наличие же аммиака связано не с белками поверхностных загрязнений, а с деятельностью водных бактерий. Содержание микроэлементов в подземных водах не превышает допустимых норм; барий, бор, бром, хром не обнаружены, а фенолы и нефтепродукты встречены в единичных пробах в количестве 0,001−0,0017 мг/л. Концентрация радиоактивных элементов ниже фоновых содержаний по региону. За весь период эксплуатации подземных вод случаи ухудшения их качества не наблюдалось [6].

По сравнению с 2005 г. отмечено снижение объема забираемой воды, что связано в основном с вводом в эксплуатацию на Тюменской ТЭЦ-1 менее водоемкого энергоблока ПГУ № 1 с одновременным выводом из эксплуатации устаревшего оборудования. Увеличение объема оборотного и повторно-последовательного водоснабжения произошло в основном за счет Тюменской ТЭЦ-2, где увеличился объем теплообменных вод.

В 2006 г. наибольший объем сточных вод поступил в водные объекты г. Тюмени-357,42 млн. мили 26,7% от суммарного сброса сточных вод по области.

Объем сброса сточных вод в 2006 г. в г. Тюмени составил 8,7 млн. м, из них 7,92 млн. мпоступило в поверхностные водные объекты. Без очистки — 1,62 млн. м, недостаточно очищенные — 1,97 млн. м, нормативно очищенные — 0,98 млн. м, нормативно чистые- 3,35 млн. м.

Из-за большого объема водоотведения увеличился сброс загрязняющих веществ на ООО «Тюмень Водоканал» (сульфаты на 21,6%, или 760,0 т; хлориды на 27,8%, или 1000,0 т; фосфор на 16,6%, или 23,4 т; нитраты на 111,0%, или 1445,3 т; нитриты на 23,9%ё или 3,5 т).

За счет реконструкции и ввода в строй очистных сооружений ООО «Тюмень Водоканал» снизилось поступление в водные объекты: взвешенных веществ на 27% (660 т), алюминия на 5,3% (0,8 т), цинка на 8,2% (0,2 т), свинца на 40,7% (0,11 т).

На территории Калининского округа г. Тюмени (микрорайон Южный, район Дома обороны, д. Плеханова, Московский тракт, ул. 30 лет Победы и.т.д.) по-прежнему выше предельно допустимых значений в подземных водах зафиксирована концентрация ионов аммония, брома, свинца, фенолов. По сравнению с уровнем 2005 г. содержание аммония увеличилось в 6,6 раза (1,2−20,6 ПДК), фенолов и свинца — в 3,8 раза (от 3,3 до 87 ПДК и до 3,84 ПДК соответственно). Концентрация брома в подземных водах наблюдается на уровне прошлого года (2 ПДК). Также в 2006 г. были обнаружены повышенные концентрации кремния (2 ПДК), нитритов (5,3 ПДК), нефтепродуктов (1 ПДК), бария (3 ПДК), алюминия (1,4−2,2 ПДК) [7].

Подземные воды в отличие от поверхностных не требуют сложной очистки. В практике водоснабжения вопросами обезжелезивания природных вод начали заниматься более 100 лет назад. В настоящее время разработана безреагентная технология очистки подземных вод, которая и используется на Велижанском водозаборе. Одновременно с очисткой воды от железа в ней снижается содержание марганца и улучшаются физические свойства такие, как мутность, цветность и окисляемость, без дополнительных затрат на эти цели.

Очистка поверхностных вод требует больших финансовых средств. В качестве основных реагентов используются:

• — сернокислый алюминий для снижения мутности, обесцвечивания и обеззараживания воды;
• — полиакриламид для улучшения эффекта осветления, ускорения образования хлопьев и осаждения взвешенных частиц;
• — перманганат калия для ускорения процессов окисления органических веществ;
• — кальцинированная сода для подщелачивания воды;
• — жидкий хлор для обеззараживания.

В качестве фильтрующих материалов используются кварцевый песок и активированный уголь.

Используемая двухступенчатая технология позволяет очищать воду от взвешенных веществ, нефтепродуктов, бактериальных загрязнений; активированный уголь способен задерживать СПАВ и фенолы. Но в процессе очистки образуются загрязнения, которые отсутствуют в исходной воде, — это прежде всего продукты хлорирования воды (диоксины) и остаточный алюминий.

В г. Тюмени проскок алюминия через песчаные фильтры наблюдается систематически, особенно при применении повышенных доз коагулянта в случаях ухудшения качества речной воды.

Кроме того, имеет место вторичное загрязнение уже очищенной воды непосредственно в системе водоснабжения города. Изношенность труб составляет 80% при невозможности их профилактической промывки из-за отсутствия централизованной ливневой канализации, что приводит к обогащению воды железом, ухудшению органолептических свойств.

Проблема хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Тюмени заключается в неправильном выборе основного источника водоснабжения (р. Тура), а отсюда — высокие затраты на водоподготовку, возможные сбои в водоснабжении в случае крупных аварийных сбросов, низкое качество воды, которое может служить причиной различных заболеваний населения. К тому же, как в поверхностных, так и в подземных водах наблюдается дефицит фтора и йода, что может вызвать такие заболевания, как кариес зубов и эндемический зоб. Но поскольку фтор и йод питьевой воды занимает ничтожное место в балансе микроэлементов в организме человека, то основное внимание нужно уделить содержанию их в пищевых продуктах.

Производство и продажа бутилированной очищенной питьевой воды также не решает существующую проблему, т.к. для ее производства применяется так называемая глубокая очистка воды, позволяющая почти полностью удалить из воды все растворимые соли, в том числе и полезные, необходимые для организма человека.

Поэтому такая вода должна подвергаться искусственному введению солей кальция и магния. Положительного влияния искусственной воды на организм человека не замечено, однако перенасыщенная солями или чрезмерно мягкая вода (с недостатком солей) нарушает солевой баланс в организме человека, приводит к отложению солей и заболеваниям сердечно — сосудистой системы. К тому же приобретать бутилированную очищенную воду могут позволить себе лишь 10% населения.

Таким образом, в качестве основного, а в будущем, возможно единственного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения города Тюмени должны выступать подземные воды. В настоящее время необходимо завершить работу по созданию надежных зон санитарной охраны Метелевского и Велижанского водозаборов с предотвращением и ликвидацией любых очагов загрязнения, т.к. сохранение и улучшение качества питьевой воды достигается не только путем совершенствования методов ее очистки, но и реализацией водоохранных мер [5].