ГЛАВА 2. Исследование развития эколого-экономических систем региона на примере Московской области
1.1Экологическая политика и особенности природопользования Московской области
Московская область расположена в центральной части Восточно-Европейской (Русской) равнины, где перекрещивается меридиан 38° в.д. с параллелью 56° с.ш. Вместе с Москвой область образует ядро Центрального федерального округа, которое граничит с семью областями: на севере с Тверской и Ярославской, на востоке – с Владимирской и Рязанской, на юге – с Тульской и Калужской, на западе – со Смоленской.
Площадь области составляет почти 46 тыс. км2, что соответствует 0,5% территории нашей страны. Общая протяжённость внешних границ области – около 1200 км.
Рис. 2.1 – Физическая карта-схема области
Рельеф Подмосковья формировался на протяжении длительного геологического времени. На рубеже палеозоя и мезозоя сформировался эрозионно-тектонический рельеф, преобразованный позднее ледниковой эрозионной и аккумулятивной деятельностью. Территория Подмосковья не менее трех раз перекрывалась ледником (Окское, Днепровское, Московское оледенения). Моренные, покровные суглинки, песчаные и озерно-ледниковые отложения снивелировали рельеф Подмосковья, в котором преобладает равнинно-увалистый рельеф с постепенной сменой высот
Возвышенности северного и западного Подмосковья, достигающие 300 м высоты, постепенно переходят в равнинные и низменные территории заболоченной Мещеры на востоке области. На юге Подмосковья располагается равнина с абсолютными отметками до 237 м, являющаяся частью Среднерусской возвышенности, сильно изрезанной долинами рек и оврагами. Рельеф в большей части равнинный, на севере и западе находится Смоленско-Московская возвышенность, наиболее высокая и холмистая часть которой – Клинско-Дмитровская гряда (до 285 м). На востоке – заболоченная Мещерская низменность. Крупнейшие формы современного рельефа территории области представлены на рис. 2.2
Рис. 2.2 – Геоморфологическое районирование области [29]
Московская область отличается от многих других территорий страны «умеренностью» природных условий: зимой здесь не так часты трескучие морозы, лето обычно не столь знойное; на просторах области нет гор и бескрайних низменностей; рельеф территории определяется грядами невысоких холмов, широкими долинами рек, оврагами.
Природные условия различных частей области имеют свои специфические особенности, что связано с различной историей их формирования. Большая часть области (северная и центральная) расположена в лесной зоне и лишь крайний юг – в лесостепной.
За последние пять лет, с 2011 по 2015 годы, в большинстве городов отмечается тенденция снижения степени загрязнения воздуха, в основном за счет снижения содержания бенз(а)пирена (рисунок). За 2011-2015 годы во всех городах концентрации бенз(а)пирена снизились в среднем на 40%.
Рис. 2.3 – Степень загрязнения атмосферного воздуха в московском регион за 2011-2015 годы по данным наблюдений ФГБУ «Центральное УГМС»
В 2015 году для Москвы и городов Московской области ежедневно прогнозировался уровень загрязнения атмосферного воздуха. За год было составлено 248 суточных прогнозов уровня загрязнения воздушного бассейна. Оправдываемость прогнозов уровня загрязнения атмосферного воздуха составила: в Москве – 99 %; в Мытищах – 98%; в Клину, Серпухове и Коломне – 97%; в Подольске – 94 %; в Воскресенске – 92 %; в Щелково и Электростали – 90%. При ожидаемом или уже возникшем высоком уровне загрязнения воздуха составлялись прогнозы неблагоприятных метеорологических условий (далее — прогнозы НМУ). В 2015 году было составлено 25 прогнозов НМУ первой степени опасности и 1 прогноз НМУ второй степени опасности. За зимний период составлено 3 прогноза НМУ, весенний – 9, летний – 8; осенний – 6, для сравнения, в 2014 году было составлено всего 12 прогноза НМУ первой степени опасности (рисунок 2.4).
Рис. 2.4 – Количество прогнозов НМУ, составленных в московском регионе в 2015 году[32]
Рис. 2.5 – Средние суточные концентрации диоксида азота в апреле и мае 2015 года по данным наблюдений на стационарных постах Росгидромета в г. Москве
Наиболее длительный период НМУ отмечался в мае – 7 дней. Уровень загрязнения воздуха в Москве и в большинстве городов Московской области был высокий, отмечались превышения предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (таблица ). На рисунке наглядно представлено, как растут средние суточные концентрации диоксида азота в Москве в периоды НМУ 18-22 апреля и 20-26 мая 2015 года.
По данным спектрометрии квартальных проб искусственные изотопы, кроме 137Cs глобальных выпадений, в аэрозолях отсутствуют. В основном повышение среднего содержания связано с тем, что в 2015 году доставка проб была более оперативной и приборы фиксировали быстрораспадающиеся природные изотопы.
* ВЗ — расчетный уровень высокого загрязнения[29]
Рис. 2.6 – Изменение среднесуточной радиоактивности аэрозолей воздуха в 2015 году по данным наблюдений ФГБУ «Центральное УГМС»
В среднем за сутки на территории Москвы и Московской области в 2015 году выпадало 1,00 Бк/м2 с твердыми и жидкими осадками. Это значение практически повторяет прошлогоднее – 1,06 Бк/м2. Максимальные значения на каждой станции, где проводится данный вид наблюдений, регистрировались в разное время года, но величины были достаточно близкие (рисунок 2.7).
Рис. 2.7 – Радиоактивные выпадения (планшет) на станциях московского региона в 2015 году по данным наблюдений ФГБУ «Центральное УГМС» [29]
Колебания значений МЭД (рисунок 2.8) находятся в пределах нормального разброса показаний. Наибольшее значение – 0,19 мкЗв/час было однократно зафиксировано на станции Балчуг 14 мая. В среднем радиационный фон по области составляет 0,11 мкЗв/час, в Москве – 0,13 мкЗв/час.
Рис. 2.8 – Мощность экспозиционной дозы (МЭД) на станциях московского региона в 2015 году по данным наблюдений ФГБУ «Центральное УГМС» [29]
В рамках ведомственной долгосрочной целевой программы Московской области «Организация контроля за радиационной обстановкой на территории Московской области на 2013-2016 годы», утвержденной постановлением Правительства Московской области от 04.10.2012 № 1130/40, проведены плановые ежегодные обследования радиационных аномалий, а также пешеходная гамма-поисковая съёмка и автогамма-спектрометрическое обследование территорий. Работы выполнены специализированной организацией ФГУП «Урангеологоразведка» по госконтракту с Минэкологии Московской области.
Положение об особенностях реорганизации и упразднения государственных природных заказников и памятников природы областного значения, утвержденное постановлением Правительства Московской области от 12.02.2008. № 86/4, определяет особенности реорганизации особо охраняемых природных территорий (далее – ООПТ) областного значения категорий заказники и памятники природы.
Министерством экологии и природопользования Московской области по подпрограммам «Охрана окружающей среды», «Развитие водохозяйственного комплекса Московской области», «Радиационная безопасность Московской области», «Обеспечивающая подпрограмма» реализовывались 24 целевых показателя эффективности Программы. Доля достигнутых целевых показателей эффективности составила 92 процента. Из 24 показателей 22 показателя выполнены на 100 процентов, 1 показатель выполнен на 33,3 процента (из 3 запланированных проектно-сметных документаций на капитальный ремонт гидротехнических сооружений, разработан 1 проект). Не выполнен показатель «доля расчищенных, углубленных участков русел рек, в общей протяженности русел рек, нуждающихся в увеличении пропускной способности». За период реализации мероприятия планировалось провести расчистку русла реки Шувойка на протяженности 4,4 км. Условия контракта исполнителем ОО «Джи Строй не выполнены.
В 2015 году было принято на рассмотрение 1528 комплектов проектной документации для получения разрешений на выброс вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух, из них выдано 1402 разрешений и 94 отказа в выдаче разрешений.
В бюджет Московской области в 2015 году поступили средства в размере 2,8 млн. рублей за оплату государственной пошлины за выдачу разрешений.
Управление регулирования негативного воздействия на окружающую среду предоставляет государственную услугу по согласованию мероприятий по уменьшению выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух в периоды неблагоприятных метеорологических условий.
1.2 Эколого-экономическая оценка водных ресурсов в Московской области
Гидрологический режим водных объектов Московской области является типичным для данной климатической зоны.
Распределение стока в течение года крайне неравномерное: в течение весеннего половодья на реках проходит от 60 до 90% годового стока. Продолжительность половодья в среднем составляет 60-70 дней. Минимальный сток рек наблюдается в период зимней и летней межени. В это время питание рек – исключительно подземное, в связи с этим указанный период является лимитирующим. Однако, при современном уровне использования поверхностных водных объектов области, все водопользователи обеспечены водой из поверхностных источников в достаточной степени.
Водные ресурсы формируются в результате притока речных вод с территорий Владимирской, Калужской и Тульской областей, стока рек, формирование которых происходит в границах территории области, и оттока речных вод из области, в частности в Калужскую, Тульскую и Рязанскую.
Средняя многолетняя величина годового стока на территории области составляет 18 км3/год (14,2% речного стока Центрального федерального округа).
Таким образом, Московская область входит в группу среднеобеспеченных поверхностными водными ресурсами регионов Центрального федерального округа, причем не только по ресурсам речного стока, но и по удельным значениям – в расчете на км2. [22]
Реки области целиком принадлежат бассейну р. Волги, которая заходит в пределы северной части области небольшим отрезком в 9 км. Не считая Волги в Подмосковье протекают три главные реки: Ока в среднем течении с притоками Протва, Нара, Лопасня, Цна, Осетр; Клязьма с притоками Угра, Воря, Шерна и Москва с притоками Руза, Истра, Яуза, Пахра. На севере области протекают рр. Лама, Яхрома, Дубна, Сестра, которые относятся к притокам р. Волги.
Московская область насчитывает свыше 350 озер глубиной от 2,5 до 10 м с зеркалом воды около 80 км2 и около 1600 озер с глубиной до 2,5 м общей площадью около 50 км2. Наибольшее количество озер в бассейнах рек Упы, Мокши, Цны, Пары, Прони, Оки и Клязьмы. Административные границы разделили Клепиковские озера на Московскую, Рязанскую и Владимирскую части, торфяные воды которых, принимают реки Бужа и Пра. [29]
На территории области также наблюдается большое количество болот, занимаемая ими площадь оценивается в 1786 км2. Болота наиболее распространены на низинных территориях востока и юго-востока области в Мещерской низменности.
В Московской области на реках и канале им. Москвы создано 1213 водохранилищ и изгибов, в том числе 72 с полным объемом более 1 млн. м3, 12 – от 10 до 100 млн. м3 (Белоомутское, Верхне-Рузское, Икшинское, Клязьминское, Пестовское, Пяловское и др.) с общим объемом 342,3 млн. м3, 5 – более 100 млн. м3 (Акуловское, Истринское, Можайское, Озернинское, Рузское) с общим объемом 927,7 млн. м3. Всего общий объем водохранилищ с полным объемом более 10 млн. м3 составляет 1270 млн. м3. [32]
Изучение состава и свойств поверхностных вод Московской области в 2015 г. проводилось в системе Государственной сети наблюдений на 25 водных объектах в бассейнах рек Волги (притоки – Лама, Дубна, Сестра, Кунья, вдхр. Иваньковское), Оки (рр. Ока, Нара, Протва, Лопасня, Осетр), Москвы (рр. Москва, Истра, Медвенка, Закза, Яуза, Пахра, Рожая, Нерская, вдхр. Можайское, Рузское, Озернинское, Истринское), Клязьмы (рр. Клязьма, Воря) в 37 пунктах (60 створах).
Таблица 2.1 – Створы Государственной сети наблюдений [29]
| Створы Государственной сети наблюдений | ||||||||
| Водный объект | Населенный пункт | Кол-во створов | 19 | р. Москва | г. Воскресенск | 2 | ||
| 1 | вдхр. Иваньковское | г. Дубна | 1 | 20 | р. Москва | г. Коломна | 1 | |
| 2 | р. Лама | с. Егорье | 1 | 21 | вдхр. Рузское | д. Солодово | 1 | |
| 3 | р. Дубна | п. Вербилки | 2 | 22 | вдхр. Озернинское | д. Ново-Волково | 1 | |
| 4 | р. Кунья | г. Краснозаводск | 2 | 23 | вдхр. Истринское | д. Пятница | 1 | |
| 5 | р. Сестра | с. Трехсвятское | 1 | 24 | р. Истра | д. Павловская Слобода | 1 | |
| 6 | р. Ока | г. Серпухов | 2 | 25 | р. Медвенка | д. Большое Сареево | 1 | |
| 7 | р. Ока | г. Кашира | 2 | 26 | р. Закза | д. Большое Сареево | 1 | |
| 8 | р. Ока | г. Коломна | 2 | 27 | р. Яуза | г. Москва | 1 | |
| 9 | р. Протва | г. Верея | 2 | 28 | р. Пахра | г. Подольск | 3 | |
| 10 | Р. Нара | г. Наро-Фоминск | 2 | 29 | р. Пахра | д. Нижнее Мячково | 1 | |
| 11 | р. Нара | г. Серпухов | 2 | 30 | р. Рожайка | д. Домодедово | 1 | |
| 12 | р. Лопасня | г. Чехов | 2 | 31 | р. Нерская | г. Куровское | 2 | |
| 13 | р. Осетр | п. Городня | 1 | 32 | р. Нерская | д. Маришкино | 1 | |
| 14 | р. Москва | д. Барсуки | 1 | 33 | р. Клязьма | г. Щелково | 3 | |
| 15 | вдхр. Можайское | д. Красновидово | 1 | 34 | р. Клязьма | г. Павловский Посад | 2 | |
| 16 | р. Москва | г. Звенигород | 2 | 35 | р. Клязьма | г. Орехово-Зуево | 2 | |
| 17 | р. Москва | г. Москва | 3 | 36 | р. Воря | г. Красноармейск | 2 | |
| 18 | р. Москва | д. Нижнее Мячково | 2 | 37 | р. Воймега | г. Рошаль | 2 | |
В 2015 году (ежедневно, ежедекадно, ежемесячно, в основные фазы гидрологического периода) отобрано и проанализировано 798 проб воды, выполнено 30815 определений на содержание: газовых компонентов, взвешенных, биогенных и органических веществ, показателей солевого состава, загрязняющих веществ.
Таблица 2.2 – Определяемые показатели физико-химического состава поверхностных вод [29]
|
|
|
| Ионы натрия и калия |
|
|
|
|
|
| Хром III, хром VI |
|
|
|
|
|
|
| Процент насыщения кислородом |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основными источниками загрязнения крупных водотоков региона остаются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды городов Клина, Одинцово, Серпухова, Каширы, Коломны, Москвы, Воскресенска, Подольска, Наро-Фоминска, Щелково, Ногинска, Орехово-Зуево и др.; а также сельскохозяйственные стоки, поступающие с полей непосредственно в реки.
Характерными загрязняющими веществами являются соединения азота и фосфора, взвешенные и органические вещества, нефтепродукты, фенолы, СПАВ, тяжелые металлы.
Реакция среды (рН) в среднем была близкая к нейтральной (7,64 ед.рН). Наиболее кислая среда (6,28 ед.рН) была отмечена в воде р. Воймега ниже г. Рошаль в период зимней межени (февраль); наиболее щелочная (8,88 ед.рН) – в Иваньковском водохранилище – г. Дубна в период максимального наполнения водоема (май). Кислородный режим в целом на водных объектах был удовлетворительный, среднее содержание растворенного в воде кислорода составило 8,24 мг/л, процент насыщения воды кислородом равнялся 72, что на 4% ниже, чем 2014 году. Однако в 2015 году в воде р. Воймега ниже г. Рошаль в 10 случаях из 13 отмечали дефицит кислорода, что превышает число случаев отмеченных в 2014 году.
На рисунках ниже в сравнении с предыдущими годами ярко выражено снижение в 2015 году содержания аммонийного и нитритного азота и стабильное содержание фосфатов.
Рис. 2.9 – Изменение среднегодовых концентраций аммонийного азота в целом по водным объектам московского региона [29]
Рис. 2.10 – Изменение среднегодовых концентраций нитритного азота в целом по водным объектам московского региона [29]
Минерализация воды водотоков и водоемов Московской области в среднем составила 470 мг/л, что на 134 мг/л выше, чем в прошлом году. Наибольшая величина (1217 мг/л) отмечена в октябре в воде р. Пахра ниже г. Подольска (ниже впадения руч. Черный). Наименьшая (87 мг/л) минерализация наблюдалась в р. Нерская выше г. Куровское Орехово-зуевского района в апреле. Характер воды во всех водных объектах гидрокарбонатно-кальциевый, жесткость воды в среднем умеренная (4,15 мг-экв/л), но выше, чем в 2014 году на 0,60 мг-экв/л, и близка к 2013 году.
Рис. 2.11 – Изменение среднегодовых концентраций фосфатов в целом по водным объектам московского региона [29]
Загрязненность водных объектов тяжелыми металлами была несущественной. Осредненные концентрации хрома шестивалентного, свинца, никеля и цинка были невысокими и составили 0,2 ПДК; 0,3 ПДК; 0,8 ПДК; 1,2 ПДК соответственно. Величины меди были значительно выше и в среднем составили 4,0 ПДК, что на 2,0 ПДК меньше, чем в 2014 году. Наибольшие концентрации меди (до 21,0 ПДК) наблюдали в воде р. Пахра ниже г. Подольска (ниже впадения р. Рожая) в июле. Средняя величина растворенного железа составила 3,3 ПДК, что соответствует уровню прошлого года. Кроме того, в воде р. Воймега ниже г. Рошаль величины железа в ноябре достигали 49,4 ПДК, что обусловлено природным фактором формирования стока.
Оценка качества воды водотоков и водоемов по удельному комбинаторному индексу загрязненности воды (УКИЗВ) показала, что качественный состав поверхностных вод московского региона в 2015 году представляется 3 классами 5 разрядами (3 класс; 4 класс разряды от А до Г, 5 класс). Третьим классом качества разряда «А (загрязненные воды) характеризовалось качество воды Истринского, Озернинского и Рузского водохранилищ, р. Москва выше г. Звенигород и р. Осетр.
Третьим классом качества разряда «Б» (очень загрязненные воды) характеризовались: реки Кунья (фоновый створ), Ока (на участке г. Кашира), Москва на участке от г. Звенигород до п. Ильинское Красногорского района, Истра, Лама и Можайское водохранилище.
В 2015 году на водных объектах московского региона зафиксирован 391 случай высокого загрязнения (ВЗ) различными веществами, что на 36 случаев меньше, чем в 2014 году, но на 25 случаев больше, чем в 2013 году. Случаев экстремально-высокого загрязнения (ЭВЗ) в 2015 году не зафиксировано.
Рис. 2.12 – Карта-схема створов мониторинга водотоков бассейна р. Москва в ее нижнем течении [29]
По заказу Министерства экологии и природопользования Московской области согласно Государственному контракту № 1209-ЭКО от 12.03.2015 г. проведена работа «Эколого-геохимическая оценка состояния донных отложений рек бассейна реки Москва на территории Московской области от г. Москвы до устья». Цель работ — организация мониторинга донных отложений водотоков бассейна реки Москва в ее среднем и нижнем течении, с учетом метеорологических факторов и определением гидрологических характеристик водотоков.
В соответствии с техническим заданием работы проводились в бассейне реки Москвы от г. Москвы до устья в районе городов: Балашиха, Люберцы, Раменкое, Ногинск, Наро-Фоминск, Подольск, Домодедово.
Климат бассейна реки Москвы в ее среднем и нижнем течении умеренно континентальный с относительно мягкой зимой и теплым сравнительно влажным летом. В связи с большой изменчивостью атмосферной циркуляции погода часто меняется. Преобладающие ветра — южные, юго-западные и западные. В среднем за год на площади водосбора бассейна реки Москвы выпадает около 600-650 мм осадков, из них 400-440 мм – в теплый период года. Июнь 2015 года характеризовался преимущественно прохладной погодой.
1.3Проблемы устойчивого развития эколого-экономических систем региона
Москва с ближайшими пригородами является крупнейшим в стране водопотребителем. В последнем десятилетии число жителей в Московской городской агломерации составило примерно 11 млн. человек, в том числе 8.6 млн. москвичей.
Исторически сложившаяся система водоснабжения Москвы на 99,6% использует поверхностные водные объекты – ресурсы рр. Москвы и Волги. Столь значительная доля поверхностных вод во многом определена историческим развитием системы водоснабжения, крайне медленным возобновлением дефицита подземных вод в г. Москве и ее окрестностях, что в настоящее время обусловливает появление целого ряда рисков, связанных преимущественно с качественным составом водных ресурсов, необходимых г. Москве и Московской области. В настоящее время регулирование стока источников водоснабжения обеспечивается сложным водохозяйственным комплексом, состоящим из поочередно создававшихся трех гидротехнических систем – Волжской, Москворецкой и Вазузской (часто последние две объединяют в Москворецко-Вазузскую) [49 с. 90]. В этом комплексе сетью рек, их участков, ставших русловыми трактами подачи воды к водозаборным сооружениям, и каналов объединены 15 водохранилищ с питающими их реками и озерами. Полезный объем водохранилищ – 2262 млн. куб. м, площадь водосбора – более 55 тыс. кв. км., а суммарная площадь акваторий входящих в него водохранилищ при НПУ равна 680 км2 .
Их суммарная гарантированная водоотдача обеспеченностью 97% (по числу бесперебойных лет) составляет 133 м3 /с (82 и 51 м3 /с соответственно по системам водоснабжения). На сегодняшний день эта величина в 2,5–3 раза превышает объём воды, забираемой на хозяйственно-питьевые нужды в г. Москве. Проблемы острого дефицита водных ресурсов в ближайшее время не предвидится.
Водные ресурсы водохозяйственной системы источников водоснабжения помимо водоснабжения Московской городской агломерации, теплоэнергетики и промышленности используются для обводнительных попусков в р. Москву в р. Клязьму и их притоки, а также для выработки электроэнергии на небольших ГЭС при гидроузлах.
Влияние притоков проявляется в изменениях качества воды в пробах, отобранных в реке до и после впадения притока. Оценки возможного «растекания» водной массы для условий р. Москвы показывают, что продольная дисперсия не очень сильно влияет на растекание водной массы – 90% мгновенно поступившей массы вещества в реку ниже плотины Можайского гидроузла проходит по реке у г.Звенигорода в течение менее чем за 0.5 суток.
Такие экспериментальные наблюдения были организованы и проведены и августе 2015 г., Среднегодовой расход речного притока воды в водохранилища соответствует 90%-ной обеспеченности, а приток в половодье – даже 97%-ной. Низкий боковой приток к участку нижнего бьефа и минимальные сбросы воды из водохранилища в течение периода половодья и меженного периода характеризуют наихудшие условия разбавления загрязнений и, соответственно, наиболее сложные и неблагоприятные с точки зрения качества воды условия в нижнем бьефе водохранилищ. Водохранилища не были заполнены до НПУ в период половодья, поэтому в меженный период сохранялись только минимальные гарантированные попуски в нижний бьеф [40 с. 37].
Оценка местного стока (ниже водохранилищ) на основе анализа водного баланса участка реки затруднена отсутствием необходимой гидрологической информации. Неискаженный боковой приток характеризуют лишь материалы по стоку небольших рек Искона, Медвенка, Малая Истра. Однако, для этого участка реки успешно применяется математическое моделирование стока с применением методов районирования территории водосбора по однородности условий формирования стока.
Гидрологические условия реки в период весеннего эксперимента (27-29 марта 2015г.) соответствовали моменту спада половодья при еще относительно повышенных (по сравнению с меженными) расходах воды в малых реках – притоках р. Москвы.
Увеличение скорости перемещения водной массы по течению р. Москвы связано, главным образом, с увеличением расходов воды в реке за счет притоков при почти тех же размерах русла, что и в вышерасположенном участке реки. На спаде половодья притоки еще играют существенную роль в формировании водного стока верхней Москвы, в отличие от меженного периода, когда в воде реки преобладают воды, сброшенные из водохранилищ.
Вода, поступающая из Можайского водохранилища, составляет лишь третью часть от стока Москва-реки в створе г. Звенигорода. Можно отметить, что перед впадением р. Рузы расход москворецкой воды примерно равен расходу Рузы (в незарегулированном состоянии). Однако, в период эксперимента Рузский и Озернинский гидроузлы осуществляли только санитарные попуски, а сброс Можайского гидроузла составлял 7.5 м3/с, что обусловило слабое влияние р.Рузы на р.Москву. На участке от р. Рузы до г.Звенигорода р. Москва не принимает сколько-нибудь крупных притоков.
Увеличение концентрации хлоридов у Петрово-Дальнего также может быть связано с локальным загрязнением, но, скорее всего, обусловлено случайным отбором пробы в месте выхода грунтовых вод, что подтверждается ростом гидрокарбонатов и кальция в этом пункте. Притоки р. Москвы имеют солевой состав, как правило, незначительно отличающийся от состава вод основной реки, и поэтому их влияние малозаметно. Изменение компонентов солевого состава воды притоков р. Москвы (в мг/л) показано в таблице 2.5.
В малых реках – притоках р. Москвы в отличие от самой р. Москвы в анионном составе хлориды, как правило, превышают сульфаты, а натрий нередко имеет более высокие концентрации, чем магний. Это связано как с влиянием загрязнений при невысокой самоочищающей способности рек (для консервативных показателей, какими являются показатели солевого состава, эта способность полностью определяется условиями разбавления загрязнений, т.е. водностью реки), а также глубиной вреза русла и особенностями состава вод подземных горизонтов, дренируемых этими реками.
Таблица 2.2 – Солевой состав вод притоков р.Москвы [32]
| Река | НСОЗ | S04 | CI | Са | Mg | Na | К | Минерализация | Эл- сть |
| Искона | 217 | 15 | 20 | 55 | 14 | 5 | 1,6 | 327 | 322 |
| Руза | 210 | 14 | 18 | 57 | 12 | 7,3 | 2,2 | 321 | 330 |
| Вяземка | 198 | 24 | 48 | 62 | 14 | 21 | 4?1 | 370 | 454 |
| Сетунь | 146 | 15 | 32 | 43 | 10 | 15 | 3,4 | 264 | 323 |
| Молодня | 152 | 8 | 15 | 41 | 10 | 3,8 | 1,5 | 231 | 243 |
| Истра | 247 | 16 | 27 | 67 | 16 | 12,4 | 3,4 | 389 | 428 |
При этом, чем меньше площадь водосбора реки, тем больше проявляется влияние грунтовых вод. Это проявляется в существовании связи между отношением хлоридов к сульфатам и площадью водосбора реки (рис.2.13).
Рис. 2.13 – Зависимость отношения содержания в воде хлоридов к сульфатам от площади водосбора реки [22]
Из проведенного эксперимента следует, что при интенсивном (аварийном) антропогенном загрязнении малых рек – притоков р. Москвы показатель электропроводности можно использовать в качестве оперативного показателя антропогенного загрязнения.
Мутность, биогенные и органические вещества. Колебания мутности воды р. Москвы (рис. 2.14) определяются условиями формирования стока в бассейне реки. В период обследования отчетливо проявилось нарастание мутности по длине реки, но в целом на спаде половодья величины мутности были невелики и максимальные значения не превышали 6 мг/л.
Рис. 2.14 – Изменение мутности воды вдоль реки Москвы весной 2015 г [22]
Содержание минеральных биогенных веществ в воде рек и водоемов можно рассматривать как один из наиболее эффективных показателей бытовых загрязнений природных вод, связанных как со сбросом сточных вод непосредственно в водотоки и водоемы, так и с поступлением загрязнений в виде диффузионных потоков с территории водосбора, в загрязнении которых наиболее заметную роль играют животноводческие комплексы. Фосфаты, аммонийный ион и нитриты являются показателями «свежего» органического загрязнения.
Данные этих многолетних наблюдений показывают, что качество воды из водохранилища по мере прохождения по каналу практически не изменяется. Характеристики среднемноголетних значений основных показателей качества воды в трех пунктах канала представлены в таблице 2.3:
Таблица 2.3 – Среднемноголетние значения показателей качества воды в канале им. Москвы [29]
| Показатели качества воды | Един, измерения | Пункты наблюдений | ||
| 1 паромная переправа | 7 паромная переправа | Шлюз №6 | ||
| Цветность | град | 56±16 | 55±16 | 57±17 |
| Мутность | Мг/л | 2.6±1.3 | 2.3±1.3 | 2.7±1.4 |
| рН | 7.83 | 7.81 | 7.84 | |
| Окисляемость перманганатная | мгО/л | 11.9±2.8 | 11.7±2.7 | |
| Окисляемость бихроматная | мгО/л | 27.8±4.2 | 27.4±4.2 | |
| БПК | мгО/л | 1.7±0.50 | 1.5±0.47 | |
| Жесткость | Мг-экв/л | 2.50±0.57 | 2.51±0.56 | 2.52±0.57 |
| Растворенный кислород | мгО/л | 8.49±1.63 | 8.77±1.60 | |
| Фосфаты | Мг/л | 0.150±0.048 | 0.152±0.040 | 0.152±0.040 |
| Аммонийный ион | Мг/л | 0.36±0.18 | 0.36±0.16 | 0.35±0.16 |
| Нитриты | Мг/л | 0.008±0.006 | 0.008±0.006 | 0.008±0.006 |
| Нитраты | Мг/л | 0.30±0.17 | 0.32±0.18 | 0.33±0.17 |
| Хлориды | Мг/л | 9.0±2.8 | 9.2±2.8 | 9.3±2.8 |
| Железо общее | Мг/л | 0.22±0.10 | 0.22±0.10 | 0.23±0.09 |
| Марганец | Мг/л | 0.14±0.08 | 0.16±0.09 | 0.16±0.08 |
| Нефтепродукты | Мг/л | 0.09±0.08 | 0.09±0.08 | |
Отмеченные различия в значениях показателей обусловлены наблюдающимся самоочищением волжских вод, а также влиянием Яхромского водохранилища.
При проектировании канала были приняты исключительные меры по предотвращению попадания склонового местного стока в канал, и единственным исключением стал водосбор небольшой реки, пересекающей трассу канала – р. Яхромы. Для аккумулирования стока этой реки было создано небольшое Яхромское водохранилище, соединенное с каналом, поэтому воды р. Яхромы через это водохранилище попадают непосредственно в канал. Для возобновления стока р. Яхромы в канале предусмотрен сброс вод в русловую часть реки на противоположном склоне канала. Гидравлическая связь р. Яхромы с каналом при этом сохраняется, следовательно, процессы формирования качества воды на водосборе Яхромского водохранилища имеют непосредственное отношение к формированию качества воды Волжского источника водоснабжения г. Москвы.
Водосбор Яхромского водохранилища является частью водосбора первого в системе водохранилищ водораздельного бьефа – Икшинского водохранилища.
По химическому составу воды р. Яхромы и Яхромского водохранилища относятся к типичному для рассматриваемого района гидрокарбонатнокальциевому типу. Минерализация воды в период обследования была максимальной в небольших речках (Скорогодайке и верхней части р. Яхромы), минимальной – в приплотинном участке небольшого пруда на р. Базаровке. Наличие прудов с замедленным водообменном в бассейне Базаровки благоприятно сказывается на качестве воды этого притока Икшинского водохранилища. Концентрации общего и минерального фосфора в обследованных водных объектах низкие, также как и содержание органического вещества. Особенно низкие значения зафиксированы для трудноокисляемого органического вещества (по ПО), что соответствует низким значениям цветности и мутности воды. Высокая плотность зарослей макрофитов в водохранилище способствует интенсивному самоочищению вод, в результате чего Яхромское водохранилище существенного влияния на качество воды канала им. Москвы не оказывает.
Анализ межгодовой изменчивости характеристик гидрологического режима целесообразно выполнять периодам водохозяйственного года от даты начала весеннего наполнения до даты с наинизшим уровнем воды в водоеме в конце зимы следующего календарного года. Диапазон вариации дат начала водохозяйственных лет для Можайского водохранилища составил 65 сут. от 5 февраля в 2005 г. до 10 апреля в 2015 г. В последние десятилетия отмечается тенденция ее смещения на более ранние сроки из-за все более раннего начала половодья.
Таблица 2.4 – Гидрографические характеристики водосборов и среднемноголетние значения составляющих водного баланса и водообмена москворецких водохранилищ [22]
| Характеристика | Водохранилище | |||
| Можайское | Рузское | Озернин- ское | Истринское | |
| водосбора | ||||
| Площадь, км» | 1329 | 1117 | 738 | 976 |
| Модуль стока, л/с-км» | 7,4 | 7,0 | 7,0 | 6,9 |
| Коэффициент стока | 0,39 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| водоема | ||||
| Приток, млн м7год | 318 | 217 | 146 | 211 |
| Сброс, млн м3/год | 311 | 214 | 124 | 211 |
| Осадки, млн м3/год | 13,0 | 14,7 | 10,2 | 17,2 |
| Испарение, млн м’/год | 13,4 | 15,8 | 11,6 | 16,1 |
| Коэффициент водообмена | 1,3 | 1,5 | 1,3 | 1,5 |
Проведенный анализ показывает, что за 52-летний период существования Можайского водохранилища средний объем притока воды с водосбора за водохозяйственный год был равен 318 млн. м3, из которого 52% поступает в этот водоем в период весеннего половодья и 29% во время летне-осенних паводков. Причем, если в 60-х годах доля притока в половодье составляла 70%, то в последнее десятилетие всего 42%. При этом заметно возросла доля притока воды во время паводков – с 17 до 40%.
Соответственно в формировании водных масс водохранилища уменьшается вклад талых вод половодья и увеличивается вклад летних, осенних и зимних паводков с присущими им характеристиками состава воды.
Исследование текущей ситуации позволило установить, что экологическая нагрузка на территории Московской области неоднородна, и для улучшения экологического состояния следует принять ряд мер, направленных на сглаживание и устранение негативных последствий загрязнения окружающей среды. В сравнении с 2014 г., в 2015 году в 2,2 раза увеличилось количество проб воды, отобранных из морей и исследованных на санитарно-химические показатели. Увеличилось в 1,7 раза количество проб, исследованных на микробиологические показатели.
Удельный вес проб воды, не отвечающих гигиеническим нормативам в 2015 г. составил: 93,3 % – по санитарно-химическим (77,7 % в 2014 г.), 93,6%– по микробиологическим (76,1 % в 2014 г.) показателям.
В 2015 году проб воды, не отвечающих гигиеническим нормативам по паразитологическим показателям, как и в 2014 г., не выявлено.
Также, следует отметить, что в регионе находится важный рекреационный ресурс — месторождения минеральных вод и рассолов со специфическими компонентами (бром, йод, бор, сероводород) и без них. На территории области выявлено 23 типа минеральных вод. Район Московской области известен натриевыми и йодо-бромными водами.
Основные причины загрязнения водных объектов Московской области представлены на рис. 2.15.
В ходе исследования был также проведен мониторинг гидротехнических сооружений и объектов водоснабжения и канализации Московской области и их антропогенное влияние на водные объекты. Его результаты приведены ниже.
Рис. 2.15 – Основные причины загрязнения водных объектов Московской области
На территории Московской области расположено 1 200 напорных гидротехнических сооружений (далее – ГТС), из них 821 сооружение не имеет собственника, 280 гидротехнических сооружений, расположенных на водохранилищах емкостью более 100 тыс. куб. м, требуют проведения ремонтных работ. На многих сооружениях отсутствуют службы эксплуатации.
Следует отметить, что уровень технической безопасности ГТС существенно снизился за последние 20 лет, что может привести к серьезному ущербу населению и экономике из-за возникновения чрезвычайных ситуаций.
Износ объектов водоснабжения составляет от 30% до 70%. По состоянию на конец 2015 года из 24 309,6 км водопроводов (одиночное протяжение) 11 625,9 км нуждаются в замене, что составляет 47,8 %.
В Московской области в 2015 году из 2 282 населенных пунктов централизованные системы канализации имеют только 92, что составляет 4% от общего количества, на территории которых размещается 77 очистных сооружений канализации по очистке хозяйственно-бытовых сточных вод.
Неудовлетворительным является санитарно-техническое состояние 40 процентов сооружений канализации. Из 4 949,3 км канализационных коллекторов и сетей, 41%, (а это — 2 029,1 км) нуждаются в замене. Обеззараживание сточных вод осуществляется на 40 очистных сооружениях, что составляет всего 52% .Обеззараживание в основном производится хлорсодержащими реагентами.
К основным проблемам в состоянии водоснабжения и водоотведения населения можно отнести:
- нерациональное использование водных ресурсов, их значительные потери из-за изношенности и недостаточной мощности водопроводных сетей, приводящие к дефициту воды высокого качества;
- ухудшение качества воды поверхностных и подземных водных объектов, в ряде случаев, до уровня, делающего их непригодными для хозяйственно-питьевого, а иногда, и технического водоснабжения;
- отсутствие зон санитарной охраны источников водоснабжения;
- использование питьевой воды, без обеззараживания и очистки, из источников, не отвечающим гигиеническим требованиям;
- неудовлетворительное санитарно-техническое состояние сетей канализации, их отсутствие в большинстве сельских населенных пунктах;
- отсутствие эффективной системы ливневой канализации в городах области;
- отсутствие финансовых средств необходимых для модернизации систем водоснабжения и водоотведения;
- загрязнение водных объектов неочищенными и недостаточно очищенными сточными водами, разрушение берегов, заиление русел малых рек.
Следует отметить, что описанное выше состояние системы водопользования Московской области является типичным для всех регионов России. На наш взгляд, сложившаяся ситуация с водными ресурсами и неудовлетворительное состояние гидротехнических и очистных сооружений Московской области, свидетельствует о необходимости проведения мероприятий, направленных на рациональное использование, восстановление и охрану водных объектов и их водных ресурсов, предотвращение негативного воздействия вод, развитие системы рационального водопользования.
На наш взгляд, разработка механизма регулирования устойчивого развития, направленного на сбалансированное развитие экономики регионов и достижение эколого-экономического благополучия с возможностями окружающей природной среды – необходимое условие процветания и экономического роста Московской области.
Выводы по второй главе
Гидрологический режим водных объектов Московской области является типичным для данной климатической зоны. Основными источниками загрязнения крупных водотоков региона остаются недостаточно очищенные хозяйственно-бытовые и промышленные сточные воды городов Клина, Одинцово, Серпухова, Каширы, Коломны, Москвы, Воскресенска, Подольска, Наро-Фоминска, Щелково, Ногинска, Орехово-Зуево и др.; а также сельскохозяйственные стоки, поступающие с полей непосредственно в реки.
В 2015 году на водных объектах московского региона зафиксирован 391 случай высокого загрязнения (ВЗ) различными веществами, что на 36 случаев меньше, чем в 2014 году, но на 25 случаев больше, чем в 2013 году. Случаев экстремально-высокого загрязнения (ЭВЗ) в 2015 году не зафиксировано.
На территории Московской области расположено 1 200 напорных гидротехнических сооружений (далее – ГТС), из них 821 сооружение не имеет собственника, 280 гидротехнических сооружений, расположенных на водохранилищах емкостью более 100 тыс. куб. м, требуют проведения ремонтных работ. На многих сооружениях отсутствуют службы эксплуатации.
Износ объектов водоснабжения составляет от 30% до 70%. По состоянию на конец 2015 года из 24 309,6 км водопроводов (одиночное протяжение) 11 625,9 км нуждаются в замене, что составляет 47,8 %.
Неудовлетворительным является санитарно-техническое состояние 40 процентов сооружений канализации. Из 4 949,3 км канализационных коллекторов и сетей, 41%, (а это — 2 029,1 км) нуждаются в замене. Обеззараживание сточных вод осуществляется на 40 очистных сооружениях, что составляет всего 52% .Обеззараживание в основном производится хлорсодержащими реагентами.
Сложившаяся ситуация с водными ресурсами и неудовлетворительное состояние гидротехнических и очистных сооружений Московской области, свидетельствует о необходимости проведения мероприятий, направленных на рациональное использование, восстановление и охрану водных объектов и их водных ресурсов, предотвращение негативного воздействия вод, развитие системы рационального водопользования.