Важной проблемой в сфере охраны водной среды является разработка методов комплексной оценки качества поверхностных вод и определение вклада антропогенных факторов и его изменение. Для индустриальных регионов, к числу которых относится Иркутская область, решающее значение в формировании качества природных вод играет прежде всего сброс неочищенных и недостаточно очищенных сточных вод промышленности и населения. Поэтому при оценке загрязнения природных водных объектов в качестве ведущего фактора антропогенного воздействия рассматривалось преимущественно влияние сточных вод.

Сточные воды и загрязняющие поверхностные вещества. Анализ динамики показателей сточных вод Иркутской области за 1981-2003 гг. выявил четыре основных периода. В первом из них (1981-1987 гг.) отмечалась относительная стабильность объемов сточных вод, в том числе загрязненных стоков. Во втором периоде (1988-1989 гг.) при незначительном увеличении объема сточных вод произошел стремительный рост объема загрязненных стоков, что объясняется определенной объективизацией статистической отчетности, прежде всего постановкой на учет предприятий военно-промышленного комплекса и обоснованным переводом значительной части нормативно чистых и нормативно очищенных сточных вод в категорию загрязненных. Отличительной чертой третьего периода (1990-1998 гг.) является уменьшение объемов сточных вод, включая загрязненные стоки, обусловленное общим падением промышленного производства в регионе. Четвертый период (1999-2003 гг.) характеризуется стабилизацией показателей сточных вод на самом низком уровне за последние десятилетия. Показатели объемов сбрасываемых в водные объекты сточных вод (2,21 км3), в том числе загрязненных стоков (1,92 км3), зафиксированные в 1990 г., уменьшились к 2003 г. соответственно в 1,8 и 2,3 раза. Информация на карте и в тексте (блок "Оценка качества поверхностных вод") отражает ситуацию 1990 г., а информация в тексте (блок "Сточные воды и загрязняющие вещества") и на дополняющих карту графических врезках - ситуацию 2003 г. (в сопоставлении в отдельных случаях с показателями 1990 г.).

Несмотря на отмеченное уменьшение антропогенной нагрузки на водные объекты, обстановка со сточными водами в Иркутской области продолжает оставаться напряженной. В природные водотоки и водоемы в 2003 г. сбрасывалось 1,2 км3 сточных вод, из них 0,82 км3, или более 2/3, в виде загрязненных (неочищенных и недостаточно очищенных) стоков. Область принимает свыше 4% загрязненных стоков России, уступая по их объему лишь нескольким крупным регионам страны.

Структура сточных вод Приангарья по состоянию очистки крайне неблагоприятна: если в среднем по России доля загрязненных стоков в общем объеме сточных вод составляет сейчас 30,5%, то в области 68,3%. Причины такой ситуации связаны как с дефицитом канализационных очистных сооружений (0,18 км3/год загрязненных стоков сбрасывается без очистки), так и с их неэффективной работой (0,64 км3/год стоков сбрасываются недостаточно очищенными). Из всего объема пропущенных через очистные сооружения сточных вод (0,66 км3/год) только 3% (0,02 км3/год) очищается до требуемых нормативных показателей.

С загрязненными стоками в природные водные объекты региона поступают сотни и тысячи тонн различных загрязняющих веществ, в том числе вещества 1 и 2 классов опасности по санитарно-гигиеническим показателям - ртуть, мышьяк, цианиды, фтор, фосфор, формальдегид, метанол, свинец, алюминий и др. Водотоки и водоемы области принимают свыше 50% российского сброса ртути, более 8% фенолов, 6% жиров и масел, 3% нитратов и т.д.

В отраслевом разрезе основная часть загрязненных сточных вод региона - 72,9% - образуется в промышленности, на жилищно-коммунальное хозяйство приходится 26,9%, на прочиеотрасли - 0,2%. Сложившаяся структура ярко отражает индустриально-сырьевой ресурсоемкий характер экономики и высокую степень урбанизированности населения Приангарья. Свыше 70% всего объема загрязненных стоков дают четыре отрасли индустрии - целлюлозно-бумажная и микробиологическая, химическая и нефтехимическая, электроэнергетика, цветная металлургия. Сточные воды большинства производств этих отраслей характеризуются особенно высокой загрязненностью. Подобная структура сточных вод - следствие многолетней практики размещения в регионе крупнейших в стране и мире предприятий с ныне устаревшими экологически вредными технологиями.

Подавляющий объем загрязненных сточных вод Иркутской области приходится на бассейн Ангары - 93%, причем 85% их выпускается непосредственно в Ангару и ее водохранилища. Особенно большую нагрузку несет Ангара на речном участке ниже Иркутска и в верхней части Братского водохранилища (45,2% загрязненных стоков), в верхней части Усть-Илимского водохранилища (28,5%) и на речном участке ниже Усть-Илимска (11,3%). Об исключительно высокой концентрации здесь источников образования и сброса сточных вод говорит тот факт, что вклад пяти главных индустриальных центров - Иркутска, Ангарска, Усолья-Сибирского, Братска и Усть-Илимска - достигает по рассматриваемому показателю почти 83%.

Значительные объемы загрязненных стоков - 8,0% - сбрасываются в основные притоки Ангары - Оку (Саянск и Зима), Бирюсу (Тайшет и Бирюсинск), Ию (Тулун), Иркут (Шелехов), Илим (Железногорск-Илимский), Уду (Нижнеудинск, Чунский, Лесогорск). Большую нагрузку в этом отношении - 5,5% - несет оз. Байкал, где главную опасность по-прежнему представляют стоки Байкальска. На бассейн Лены приходится менее значительная часть загрязненных сточных вод области - 1,5%, причем непосредственно на саму Лену нагрузка относительно невелика (за исключением Усть-Кута). Повышенное количество загрязненных стоков характерно для бассейнов притоков Лены - Витима, Жуи и Бол. Патома в пределах Бодайбинского района.

Важное конструктивное значение для оценки интенсивности использования водных ресурсов с точки зрения их качества и оптимизации размещения производительных сил по водно-экологическому фактору имеет дифференциация населенных пунктов по уровню экологической нагрузки загрязненных сточных вод. Согласно разработанной ранее методике (Безруков, 1989; Корытный, Безруков, 1990), этот уровень принят равным выраженному в процентах отношению расхода загрязненных стоков пункта к минимальному расходу воды в реке в лимитирующий сезон. Допустимый уровень экологической нагрузки имеют пункты с небольшими объемами загрязненных стоков на крупных водных объектах (Киренск, Свирск и др.). Очень высоким и опасно высоким уровнем отличаются как города с большими объемами стоков, расположенные на крупных и средних реках (Ангарск, Братск, Саянск, Зима, Тулун, Шелехов, Тайшет и др.), так и поселки с небольшими объемами стоков, но находящиеся на малых реках с незначительной разбавляющей способностью (Усть-Ордынский, Тыреть, Залари и др.).

Кратность разбавления загрязненных сточных вод, определяется как отношение минимального расхода воды в реке к расходу загрязненных стоков. Анализ показывает, что достаточной степенью разбавления загрязненных стоков (более 1000 раз) обладают районы со сравнительно небольшими их объемами, прилегающие к крупным транзитным рекам. В то же время недостаточной кратностью разбавления (10 - 100 и менее раз) отличаются районы с наиболее значительными объемами загрязненных стоков (Иркутский, Ангарский, Братский, Зиминский и др.), а также самые маловодные районы области (Эхирит-Булагатский, Баяндаевский и др.).

Водоохранная инфраструктура Иркутской области - одна из самых развитых в Восточной Сибири по объемным показателям. Основные мощности систем оборотного и повторного водоснабжения сосредоточены в крупных индустриальных центрах - Ангарске, Братске, Усть-Илимске, Иркутске, Усолье-Сибирском, Саянске и Байкальске (более 100 млн.м3/год в каждом городе). В этих же городах (без Саянска) концентрируются самые большие мощности очистных сооружений (более 50

млн.м3/год в каждом пункте). Наиболее развита в области биологическая очистка, на втором месте находится механическая очистка, и на третьем - физико-химическая очистка. Эффективность функционирования очистных сооружений крайне низка, что связано с перегрузкой по объему сточных вод и концентрации содержащихся в них загрязняющих веществ, с устаревшими технологиями очистки, физическим износом и неудовлетворительной эксплуатацией большинства очистных сооружений.

Важно отметить тем не менее, что в распределении средств на мероприятия по охране окружающей среды приоритет, как правило, традиционно отдается именно мероприятиям по охране и рациональному использованию водных ресурсов. В Иркутской области на них приходится 62,3% общего объема инвестиций в основной капитал, направленных на охрану природы, и 62,8% общих текущих природоохранных затрат предприятий, а доля среднегодовых основных производственных водоохранных фондов составляет 73,5% общей стоимости фондов для охраны окружающей среды. Удельный вес Иркутской области в общероссийском объеме водоохранных инвестиций в основной капитал - 4,4% - в целом соответствует сейчас доле региона в объеме загрязненных стоков страны - 4,1%.

Оценка качества поверхностных вод. В настоящее время нет единого общепринятого метода комплексной оценки качества вод. Наиболее применяемыми являются единичные и косвенные оценки, тогда как комплексные разработаны гораздо хуже и представляют собой довольно разнородную систему методов различной степени формализации.

Перспективным, универсальным и информативным методом комплексной оценки качества поверхностных вод представляется метод баланса использования водных объектов для сброса сточных вод. Данный метод позволяет оценивать качество воды с помощью обобщенных гидрохимических показателей, что коренным образом облегчает задачу систематизации, анализа и сравнимости разнородной гидрохимической информации. К важным преимуществам предлагаемого метода относится то обстоятельство, что он базируется на применении официальной, относительно доступной и ежегодно обновляющейся статистической информации по всем регионам России в виде общепринятых форм № 2-ТП (водхоз), утвержденной Госкомстатом.

Суть метода баланса использования водных объектов для сброса сточных вод - в расчете обобщенных гидрохимических характеристик (показателей) качества воды. Эти характеристики представляют собой отношение условного (теоретического) объема чистой воды, необходимой для разбавления загрязняющих веществ в стоках до требуемых нормативов, к расчетному расходу воды, в качестве которого принят минимальный зимний среднемесячный расход 95%-ной обеспеченности для незарегулированных рек и минимальный гарантированный - для зарегулированных.

Качество поверхностных вод Иркутской области оценивалось тремя обобщенными гидрохимическими характеристиками, соответствующими трем группам загрязняющих веществ по лимитирующему показателю вредности (ЛПВ) - рыбохозяйственному, токсикологическому, санитарно-токсикологическому, а также двумя наиболее распространенными индивидуальными характеристиками - биохимическим потреблением кислорода (БПК полн.) и взвешенными веществами. В результате расчетов получены профили гидрохимических характеристик качества воды по всем крупным и средним рекам области и ряду малых рек, в которые осуществляется сброс сточных вод. На основе построенных профилей по участкам рек и водохранилищ графически выделено пять классов качества воды - от чистой до опасно грязной. На ухудшение качества поверхностных вод области основное влияние оказывают вещества, относимые к токсикологическому и рыбохозяйственному ЛПВ, а также взвешенные.

Вследствие неблагоприятных и ограниченно благоприятных условий разбавления сточных вод и относительно больших их объемов опасно загрязнены отдельные участки малых рек: среднее и нижнее течение Вихоревой, принимающей стоки Братска; нижние течения Ушаковки и Каи в границах Иркутска; Олхи в черте Шелехова; Азейки в окрестностях Тулуна; отрезки Унги ниже Тырети; Бодайбо ниже Артемовского; Бол. Патома ниже Маракана. Из средних рек к классу опасного загрязнения принадлежит лишь небольшой участок Ии ниже Тулуна. Из-за больших объемов сточных вод к весьма загрязненным относятся значительные участки Ангары, ее водохранилищ и главных притоков: сама Ангара ниже Иркутска, Ангарска, Усолья-Сибирского и Усть-Илимска; Усть-Илимское водохранилище ниже Братска и устья Вихоревой; Ия ниже Тулуна; Бирюса ниже Бирюсинска; Чуна ниже Чунского. Из рек ленского бассейна аналогичный класс качества имеют участки Бол. Патома, Бодайбо и Витима.

К классу сильно загрязненных вод в ангарском бассейне принадлежат отдельные участки Ангары ниже Иркутска, все Братское водохранилище, участки Усть-Илимского водохранилища и Ангары ниже Усть-Илимска, значительные отрезки Оки, Ии, Чуны, Бирюсы, Илима, Белой, Унги. В ленском бассейне к этому классу качества относятся небольшие участки самой Лены ниже Усть-Кута, а также Улькана, Кунермы, Нии, Таюры, Витима, Мамы, Бол. Патома.

Значительные участки многих рек и Иркутское водохранилище имеют слабую степень загрязнения. К классу чистых вод относятся верхние течения большинства притоков Ангары, Нижняя Тунгуска, Лена (за исключением небольших отрезков у Качуга и Усть-Кута), Киренга, преобладающая часть Витима и других рек ленского бассейна. Следует, правда, заметить, что загрязненность водных объектов рассматривалась в неразрывной связи лишь с одним, хотя и безусловно главным видом антропогенного воздействия - образованием и выпуском сточных вод. Влияние прочих возможных источников загрязнения поверхностных вод - лесосплава, судоходства, смыва с полей ядохимикатов и удобрений, поверхностного стока с урбанизированных территорий - в данном случае не учитывалось. Поэтому те участки водотоков и водоемов, где отсутствуют сбросы загрязненных стоков, или их влияние в силу процессов разбавления и самоочищения не сказывается на качестве природных вод, автоматически относились к классу чистых, что, конечно, является определенным допущением.

Значковым способом на карте дана полная характеристика сточных вод населенных пунктов: объем их образования и отведения, разделение на категории по состоянию очистки, уровень экологической нагрузки стоков на водные объекты. Показатели разбавления загрязненных стоков речными водами в лимитирующий сезон по административным районам отображены способом картограмм. Исходными материалами для расчета показателей служили систематизированные данные Ангаро-Байкальского водохозяйственного (бассейнового) управления - ежегодная отчетность по форме № 2-ТП (водхоз). Показатели уровня экологической нагрузки стоков на водные объекты определены по авторской методике (Безруков, 1989; Корытный, Безруков, 1990) с использованием информации справочников (Ресурсы..., 1972а, б, 1973).

Для интегральной оценки и адекватного отображения качества воды применен метод баланса использования водных объектов для сброса сточных вод, разработанный В.А. Знаменским (Знаменский, 1980). Принятая в качестве основных оценочных параметров система обобщенных (в соответствии с ЛПВ) и индивидуальных гидрохимических характеристик качества воды отображена способом структурной ленты (пять полос) по течению рек и вдоль водохранилищ в соответствии с разработанными ранее методиками (Безруков, Мисюркеев, 1995; Корытный, Безруков, 1990). Интенсивность загрязнения водных объектов показана выделением для каждой гидрохимической характеристики классов качества воды способом линий движения. Ширина структурной ленты гидрохимических характеристик выражает условия разбавления сточных вод в водных объектах. Исходными материалами для расчета по методу баланса всех указанных показателей служили данные Ангаро-Байкальского водохозяйственного (бассейнового) управления и справочники (Ресурсы..., 1972а, б, 1973). Для построения графиков и диаграмм использована информация вышеуказанного управления и статистических изданий (Природные..., 2004).

Карта имеет большое методическое и практическое значение, поскольку позволяет оценить интенсивность загрязнения водных объектов сточными водами практически в любом створе, определить водоохранные требования к предприятиям и в целом к городам, проводить водно-экологическую экспертизу реконструкции действующих и размещения новых предприятий, выбирать оптимальные пути улучшения качества вод. К общим достоинствам карты относится ее значительная информативность и направленность на решение конкретных задач в области водоохранного планирования и проектирования при разработке схем развития и размещения производительных сил, районных планировок, территориальных комплексных схем охраны природы Иркутской области. Карта представляет большой интерес для специалистов водного хозяйства, контрольных водоохранных органов, гидрологов и географов, проектировщиков-градостроителей. Предлагаемая карта является важным шагом в разработке единой унифицированной общегосударственной методики оценки качества поверхностных вод, внедрение которой в практику водохозяйственной и водоохранной деятельности позволит с минимальными затратами получать сравнимые между собой характеристики качества воды для различных регионов России, речных бассейнов, отдельных водных объектов и их участков.

Литература

1. Безруков Л.А. Экологическая обстановка на водных объектах Иркутской области // Природно-ресурсный потенциал и природопользование. - Иркутск: ИГ СО АН СССР, 1989.

2. Безруков Л.А., Мисюркев Ю.А. Географо-картографическая оценка использования, загрязнения и охраны вод Иркутской области // География и природ. ресурсы. - 1995. - № 2.

3. Знаменский В.А. К оценке возможности использования водных объектов для сброса сточных вод. - Вод. ресурсы, 1980. - № 3.

4. Корытный Л.М., Безруков Л.А. Водные ресурсы Ангаро-Енисейского региона (геосистемный анализ). - Новосибирск: Наука. Сибирское отд-ние, 1990

5. Природные ресурсы и охрана окружающей среды / Статистический сборник. - Иркутск: Иркутский областной комитет гос. статистики, 2004.

6. Ресурсы поверхностных вод СССР. - Л.: Гидрометеоиздат, 1972а. - Ангаро-Енисейский регион. - Т. 16. - Вып. 2, - Ангара; 1972б. - Лена. - Т. 17; 1973. - Ангаро-Енисейский регион. - Т. 16. - Вып. 1, - Енисей.