Управление качеством воды в водоемах на урбанизированных территориях

Основными этапами создания системы рационального управления поверхностными водными ресурсами урбанизированных территорий являются:

1. Определение перечня решаемых задач, связанных со снижением негативного антропогенного воздействия на водные объекты, их использованием, сохранением, восстановлением и обеспечением экологической безопасности населения.

2. Первичное обследование водных объектов.

3. Сбор материалов о состоянии водных объектов, заполнение баз данных, разработка базовой ГИС по городским водным объектам с функциями ввода, ранения и первичной обработки данных.

4. Разработка предложений по усовершенствованию существующей системы мониторинга внутренних водоемов, реорганизация системы мониторинга.

5. Обеспечение оперативного доступа к сетевой информации, разработка средств ее автоматизированной обработки и анализа, а также методов диагностики критических ситуаций.

6. Создание и усовершенствование расчетных методов и имитационных математических моделей, описывающих реакцию водных систем на различные типы внешних воздействий.

7. Развитие методов оценки экологических рисков.

8. Разработка эколого-экономической концепции использования, сохранения и восстановления городских водоемов и необходимых для ее реализации проблемно-ориентированных расчетных методов, оптимизационных моделей и критериев.

9. Разработка алгоритмов принятия управленческих решений с использованием разработанного научного инструментария.

10. Реализация предложенных алгоритмов в виде ГИС-ориентированной системы принятия решений с возможностями ее дальнейшего расширения и совершенствования.

11. Реализация разработанной системы в природоохранных, управленческих и контролирующих органах при решении конкретных вопросов по снижению антропогенного воздействия на водные объекты города, их использования, сохранения, восстановления и обеспечения экологической безопасности населения.

4 Экономическая оценка содержания и полезного использования водоемов

4.1 Оценка экологического риска

Долгосрочные программы развития прибрежной зоны требуют от авторов проектов умения точно оценивать степень риска и принимать взвешенные решения. В первую очередь необходимо сопоставить расходы, связанные с работами по снижению рисков, и получаемые при этом выгоды. В рамках программы комплексного управления прибрежной зоной (КУПЗ) наиболее эффективным оказывается анализ факторов экологических рисков и последствий от их снижения (при этом анализ учитывает расходы, связанные с планированием, страхованием людей и имущества, обеспечением безопасности уязвимых групп населения и т. д.).

Прежде всего необходимо [2]:

идентифицировать и изучить природу и масштабы экологических рисков в тех или иных местах прибрежной зоны;

выбрать наиболее подходящие для работы участки прибрежной зоны;

обеспечить безопасность ведущихся и планируемых работ от недопустимых факторов риска;

добиться того, чтобы осуществляемые работы не привели к увеличению экологической опасности для остального населения прибрежной зоны.

Оценивая степень экологического риска и пытаясь управлять его факторами, разработчики, как правило, беспокоятся прежде всего о том, как их деятельность отразится на здоровье людей, а не на состоянии окружающей среды. А между тем для понимания истинных причин экологических рисков в прибрежной зоне и снижения их масштабов необходимо также учитывать происходящие в ней природные процессы и знать, какое влияние на них может оказать те или иные проекты и работы.

Управление факторами риска — универсальная процедура, разработанная как часть более общей программы КУПЗ и призванная обеспечивать ее более эффективное функционирование. Эта процедура включает оценку вероятности возникновения тех или иных факторов экологических рисков и изучение их возможных последствий. Факторы риска в прибрежной зоне могут иметь как природный, так и антропогенный характер. Так например, к числу потенциальных факторов риска можно отнести и сильный шторм, и какие-нибудь инженерные работы, проводимые на уязвимом участке прибрежной зоны. Оценка экологических рисков помогает определить, какие места прибрежной зоны лучше всего подходят для реализации того или иного проекта.

4.2 Расчет ущерба от экологических нарушений

Экономический ущерб, наносимый окружающей среде — это практические или возможные потери или негативные изменения в окружающей среде, вызванные ее загрязнением и выраженные в денежной форме.

Рассчитанный таким образом ущерб не является величиной абсолютно точной, но в экономике часто используют приближенные оценки.

В начале 70-х годов начали рассчитывать ущерб от загрязнения воды. За прошедшие годы в РФ и за рубежом был разработан целый ряд различных методик, позволяющих рассчитать ущерб, наносимый различным отраслям народного хозяйства.

В настоящее время различают три вида экономического ущерба, наносимого окружающей среде: фактический, возможный и предотвращенный.

Фактический ущерб — это фактические потери, причиняемые народному хозяйству в результате загрязнения окружающей среды.

Возможный ущерб — это ущерб народному хозяйству, который мог бы быть нанесен в случае отсутствия соответствующих природоохранных мероприятий.

Величина возможного ущерба зависит от масштабов производства и производительности общественного труда, а также от изменения структуры загрязняемого района.

Предотвращенный ущерб — это снижение потерь, причиняемых народному хозяйству в результате введения в действие природоохранных мероприятий.

Предотвращенный ущерб представляет собой разность между возможным ущербом и фактическим:

.

Оценка ущерба, наносимого окружающей среде, состоит из нескольких этапов:

1) организация контроля за состоянием окружающей среды;

2) проведение медицинских, биологических и химических исследований с привлечением специалистов различных областей народного хозяйства;

3) экономическая и теоретическая оценка ущерба.

Промышленное загрязнение водного бассейна является результатом сброса в водоемы сточных вод, содержащих вредные вещества. Для оценки ущерба, наносимого окружающей среде сбросами вредных веществ в водоемы, могут быть использованы прямой и расчетный методы. Прямой метод ввиду большой трудоемкости не может быть рекомендован для широкого использования. Наиболее используемой методикой оценки ущерба, наносимого окружающей среде сбросами загрязняющих веществ в водоемы, является также методика, рекомендованная Президиумом Академии наук СССР в 1983 году. Согласно этой методике расчета общая величина ущерба от загрязнения водоема определяется в соответствии с выражением:

где У — ущерб, наносимый окружающей среде сбросами в водоемы вредных веществ, руб./год;

γ - удельный ущерб, причиняемый народному хозяйству сбросом в водоемы одной условной тонны загрязняющих веществ,

σk — показатель относительной опасности загрязнения водоема или его участка.

М — приведенная масса сбрасываемых в водоемы веществ (усл.

т/год).

Приведенная годовая масса загрязняющих веществ может быть рассчитана по формуле

где Ai — показатель относительной опасности сброса в водоем i-го вещества, усл.

т/т;

mi — масса годового сброса в водоем i-го вещества, т/год.

Значение Ai связано с величиной ПДКвр. i соотношением:

где ПДКвр. i — предельно допустимая концентрация i-го загрязнителя в воде рыбохозяйственных объектов, мг/л.

При отсутствии утвержденных значений ПДКвр можно воспользоваться предельно допустимыми концентрациями i-го загрязнителя в воде хозяйственно-питьевого и культурно-бытового значения — ПДКв (мг/л) или расчетным значением временно допустимой концентрации — ВДКв (мг/л).

Количество поступающего в водохозяйственный участок i-го загрязнителя зависит от объема годового сброса сточных вод источниками загрязнения и от концентрации i-го загрязнителя в источниках загрязнения:

где cij — концентрация i-го загрязнителя в j-м источнике загрязнения г/м3;

Vij — годовой сброс i-го загрязнителя j-м источником загрязнения, м3/год.

В ряде случаев используют величины удельных ущербов, причиняемых сбросом 1 т i-й примеси в k-й водохозяйственный участок — Уki, руб./т, или величины удельных ущербов, причиняемых сбросом 1 м³ приведенного объема сточных вод в k-й водохозяйственный участок — Эki, руб./м3. Общую величину ущерба, наносимого окружающей среде в результате загрязнения водоемов, определяют, соответственно, по формулам:

где mi — общая масса годового сброса i-й примеси различными источниками загрязнения в k-й водохозяйственный участок, т/год;

Пqi — общий годовой приведенный объем сточных вод, содержащий i-й загрязнитель и сбрасываемый в k-й водохозяйственный участок, м3/год.

Рассчитывают Пqi по формуле:

где ci — концентрация i-го загрязнителя в сточных водах, мг/л;

ПДКi — предельно допустимая концентрация i-го загрязнителя в сточных водах, мг/л;

Vg — сбрасываемый объем сточных вод, м3/год.

4.3 Оценка возможной прибыли при рациональном использовании водоема

Защита окружающей среды от загрязнения является одним из элементов системы рационального использования природных ресурсов. Она непосредственно связана с решением социальных и экономических проблем. Естественно, что принципы оценки ее эффективности должны базироваться на основных положениях теории эффективности капитальных вложений, новой техники, использования природных ресурсов. Так как народное хозяйство есть неразрывный комплекс взаимосвязанных отраслей и производств, необходим учет внеотраслевых эффектов каждого внутриотраслевого мероприятия. Поэтому экономическую эффективность мероприятий по охране окружающей среды на предприятиях в государственном масштабе нельзя определить только на основе анализа деятельности одного предприятия или одной отрасли.

Частично эффект охраны окружающей среды находит свое отражение в улучшении экономических показателей самого предприятия: дополнительно утилизируется ценное сырье, в ряде случаев уменьшается износ основных фондов в результате улучшения санитарно-гигиенических условий труда, снижается заболеваемость и текучесть кадров, повышается производительность труда. Однако основная часть экономического эффекта охраны окружающей среды выходит за отраслевые рамки и реализуется в здравоохранении, в коммунальном, сельском и лесном хозяйствах, других подразделениях и отраслях народного хозяйства. Все это делает комплексный народнохозяйственный подход единственно верным методологическим критерием оценки эффективности природоохранных мероприятий.

Типовая методика расчета экономической эффективности капитальных вложений использует отношение прироста годового национального дохода (чистой продукции при его заданной структуре) в сопоставимых ценах к вызвавшим прирост капитальным вложениям в сферу материального производства:

.

Эффективность охраны окружающей среды от загрязнения должна выражаться в приросте национального дохода (чистой продукции). Размер экономического эффекта охраны окружающей среды может быть определен как разность полных народнохозяйственных затрат в существующем варианте и варианте, предусматривающем проведение мероприятий по защите окружающей среды, плюс разность результатов, достигаемых при проведении обоих вариантов:

где Сх — полные народнохозяйственные затраты в варианте, не предусматривающем проведение мероприятий по охране окружающей среды;

Су — полные народнохозяйственные затраты, включающие затраты по охране окружающей среды;

Ry — результат, достигаемый при проведении мероприятий по охране окружающей среды;

Rx — результат, полученный в случае, когда мероприятия по охране окружающей среды не предусматриваются.

Следует различать определение фактического и ожидаемого (планово-проектного, прогнозного) чистого экономического эффекта средозащитных мероприятий. Фактический экономический эффект определяют для уже осуществленных мероприятий одновариантно на основе сопоставления фактически имевших место затрат и достигнутого экономического результата.

Ожидаемый чистый экономический эффект определяют на этапах формирования планов НИОКР, проектирования, создания и освоения новой природоохранной техники на основе многовариантного анализа ожидаемых затрат и результатов с целью выбора варианта средозащитных мероприятий, обеспечивающего достижение максимального размера чистого экономического эффекта при соблюдении установленных требований к качеству окружающей среды.

Показатели затрат в результате средозащитных мероприятий определяют применительно к первому году после окончания планируемого (нормативного) срока освоения производственной мощности природоохранных объектов. Затраты, результаты и эффект определяют в годовом исчислении. При несовпадении и изменении во времени затрат и результатов по сравниваемым вариантам средозащитных мероприятий выбор вариантов производится с учетом фактора времени.

Затраты на осуществление средозащитного мероприятия при определении экономического эффекта от внедрения этого мероприятия исчисляют в форме совокупных эксплуатационных расходов и капитальных вложений, приведенных к годовой размерности с учетом фактора времени.

Методы определения затрат на осуществление средозащитных мероприятий, включая методы отнесения на эти варианты общепроизводственных расходов, детализируются в отраслевых методиках определения экономической эффективности осуществления средозащитных мероприятий. Экономический результат средозащитных мероприятий Р выражается в размерах предотвращаемого благодаря этим мероприятиям годового экономического ущерба от загрязнения среды П (для одноцелевых средозащитных мероприятий) или в сумме размеров предотвращаемого годового экономического ущерба и годового прироста доходов (дополнительного дохода) от улучшения производственных результатов деятельности предприятия (группы предприятий) (для многоцелевых средозащитных мероприятий), т. е.:

.

Размер предотвращенного экономического ущерба от загрязнения среды П равен разности между расчетными размерами ущерба, который имел место до осуществления рассматриваемого мероприятия У1, и остаточного ущерба после проведения этого мероприятия У2:

.

Определение общей (абсолютной) экономической эффективности природоохранных затрат производится с целью:

установления народнохозяйственных размеров затрат на охрану окружающей среды;

выявления динамики эффективности этих затрат и темпов их роста;

оценки отраслевых и территориальных пропорций при распределении капитальных вложений;

оценки степени освоения капитальных вложений;

характеристики фактической и планируемой эффективности затрат;

принятия решений об очередности проведения природоохранных мероприятий.

Показателем общей (абсолютной) экономической эффективности средозащитных затрат Эз является отношение годового объема полного экономического эффекта к сумме вызвавших этот эффект приведенных затрат 3 (т.е. эксплуатационных расходов и капитальных вложений, приведенных к одинаковой размерности в соответствии с нормативом эффективности):

где Эз — полный экономический эффект i-го вида от предотвращения (уменьшения) потерь на j-м объекте, находящемся в зоне улучшенного состояния окружающей среды;

Сн — годовые эксплуатационные расходы на обслуживание и содержание основных фондов средозащитного назначения, вызвавших полный экономический эффект;

Кn — капитальные вложения в строительство этих фондов;

Cn — нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений средозащитного назначения.

При необходимости определение общей (абсолютной) экономической эффективности капитальных вложений в средозащитные мероприятия осуществляется путем отнесения годового объема полного экономического эффекта за вычетом эксплуатационных расходов на содержание и обслуживание средозащитных объектов к капитальным вложениям, обеспечивающим этот результат:

Показатель общей эффективности капитальных вложений сопоставляется с нормативными и фактически достигнутыми показателями.

Полный экономический эффект осуществления средозащитных затрат бывает общий и хозяйственный. Общий эффект по народному хозяйству в целом, хозяйствам союзных республик, отраслям народного хозяйства, а также по отраслям непроизводственной сферы, функционирующим на основе хозрасчета, определяют по экономическому приросту оценки природных ресурсов или по приросту чистой продукции. Хозяйственный эффект по отдельным предприятиям и объединениям, административным, районным, территориально-производственным комплексам и промышленным узлам определяют по приросту прибыли или снижению себестоимости, а по мере перехода на исчисление чистой продукции (нормативной) — по приросту ее величины.

Заключение

Водная среда, так же как и воздушная, загрязняются человеком. Это загрязнение нельзя объяснить только деятельностью промышленных предприятий, которые заправляют свои выбросы в реки и океаны. Не менее интенсивно загрязняют природу и современное сельское хозяйство с его массовым содержание скота, интенсивным внесением удобрение в почву и использованием скота, интенсивным внесением удобрений в почв и использованием средств защиты растений от вредителей. Эти удобрения и химические соединения попадают в грунтовые и поверхностные воды. Наконец, бытовые сбросы также вносят вклад в общее загрязнение вод.

В течение длительного времени бытовало мнение, что все вредные выбросы либо постепенно разрушаются в океанических просторах, либо оседают на дно. Сегодня почти во всех районах мирового океана в результате аварий танкеров или неосмотрительного бурения нефтяных скважин можно обнаружить нефтяные загрязнения морские воды вблизи берегов загрязнены нитратами и фосфатами, что приводит к массовому росту водорослей и к оскудению рыбных запасов, а также к уменьшению концентрации кислорода в воде. Большой отрицательный опыт, накопленный в течение прошедших десятилетий, при оценке качественного состояния вод позволил предпринять попытку выработать единый критерий, с одной стороны, достаточно простой, а с другой — позволяющий надежно определять качество воды, не прибегая к химической идентификации опасных компонентов.

Список литературы

Водные объекты Санкт-Петербурга. / под ред. Кондратьева С. А., Фрумина Г. Т. — СПб., 2002 — 348 с.

Денисов В.В., Гутенев В. В., Луганская И. Л. Экология. — М.: Вузовская книга, 2002. — 728 с.

Лозаннская И.Н., Орлов Д. С., Садовников Л. К. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. — М.: Высшая школа, 1998. — 287 с.

Николадзе Г. И. Водоснабжение. — М.: Стройиздат, 1989. — 496 с.

Стадницкий Г. В., Родионов А. И. Экология. Учебное пособие для вузов. — СПб.: Химия, 1997. — 240 с.

Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. — М.: Мир, 1997. — 232 с.