В.Д. Романенко. Основи гідроекології.
Глава 32. Екологічні особливості малих річок
Вплив промислових підприємств та міських конгломератів на стан малих річок
Найбільше забруднення малих річок спричиняє житлово-комунальне господарство і промислові підприємства. В середньому місто з мільйонним населенням споживає за добу близько 625 тис. т води, 2 тис. т продуктів харчування, 9,5 тис. т пального. При цьому у навколишнє середовище викидається без належної очистки і обробки до 500 тис. т рідких, 2 тис. т вердих і 950 т газоподібних відходів. Усі вони забруднюють навколишнє середовище. Але найбільшого негативного впливу зазнають річкові системи, до яких у великих містах часто надходять забруднені стоки. Їх обсяг часто перевищує обсяг природного стоку. Населення великих міст зростає з такою швидкістю, що комунальне господарство не встигає забезпечувати будівництво очисних споруд потрібної потужності.
Не набула достатніх масштабів і переробка твердих відходів шляхом високо- або низькотемпературного нагрівання (піролізу) без доступу кисню. Такий же стан і з переробкою відходів великих міст методом компостування. Тому сміттєзвалища є характерною ознакою пейзажів приміських зон. Під час дощів або танення снігу з них стікають потоки брудних вод, які потрапляють до річкових систем або інфільтруються в ґрунтові води. Одним з найбільших забруднювачів довкілля є паливно-енергетичний комплекс, до якого належить вугільна, нафтопереробна промисловість, електроенергетика, виробництво і транспортування нафти і газу. Досить лише нагадати, що при видобутку вугілля в Донецькій і Луганській областях на поверхню виносяться мільйони тон порожньої породи. Одночасно відкачуються великі об'єми високомінералізованих шахтних вод, які забруднюють поверхневі і ґрунтові води різними солями. Серйозною залишається проблема мінералізованої води на підприємствах, що забезпечують видобуток залізної руди біля Кривого Рогу. Ступінь мінералізації таких вод у 10 разів перевищує мінералізацію морської води. Потрапляючи з поверхневим і ґрунтовим стоком у річки, вони навіть змінюють клас води.
Стічні води промислових підприємств, що переповнюють ставки-відстійники, несуть постійну загрозу забруднення ґрунтових вод важкими металами і радіонуклідами.
З цього можна зробити висновки, що водозбірна площа річкових систем постійно знаходиться під впливом рідких, газоподібних і твердих відходів. Промислові підприємства зосереджені у великих містах. Саме вони, поряд із комунально-побутовими підприємствами, визначають ступінь навантаження на водотоки міських конгломератів.
Практично у кожному великому місті України протікає одна, а то і більше малих річок. Так, у Києві до таких річок належать Либідь, Сирець, Віта, Нивка, у Чернігові - Стрижень, у Харкові - Лопань, у Львові - Полтва.
Саме на прикладі р. Полтва і розглянемо вплив великого міста на екосистему однієї з малих річок. Для міста Львова характерний концентричний тип забудови. Із збільшенням розмірів міста не лише змінювались його соціальні, економічні та гідрокліматичні умови, але й розміри та стан водозбірної площі. Місто, в якому зараз проживає понад 800 тис. жителів (6500 осіб на 1 км2 площі), засноване в 1256 р. на правому березі Полтви. В кінці XIV ст. його площа становила 31 га, 98,7 % якої займали зелені насадження. До 1932 р. площа міста зросла у 71 раз, і воно повністю охопило територію природного водозбору річки або 2200 га. Подальше розростання міста призвело до того, що водозбірна площа перетворилась у збірник промислового, комунально-побутового і просто міського (внаслідок змиву з вулиць) бруду.
До 1990 р. площа міста Львова досягла 10572 га. На цій території формувався водний стік не тільки Полтви, але і рік Вережиці, Маруньки, Зубри і Малечковичі. Внаслідок колекторного перекидання стічних вод з водозбірної площі цих річок загальна площа водозбору зросла у 4,8 рази, а Полтва стала у 2,8 раза повноводнішою, її русло місцями випрямлене і проходить у штучних водоводах. Береги захищені земляними валами висотою до 3 м. По всій довжині річки - від витоків і до впадіння у Західний Буг (60 км) - фактично немає типової річкової рослинності. Річка більше нагадує стічний канал, ніж природний водоток. Її ширина у верхів'ї від 3 до 12 м, а з наближенням до гирла русло розширюється до 13-15 м (місцями до 20 м).
Рівень води та її глибина залежить як від атмосферних опадів, так і від скидання відпрацьованих комунально-побутових та промислових стоків. При середній глибині від 0,3 до 0,7 м (ближче до гирірла 1-2 м) рівень води під час весяної повені може зростати на 1,5-2,0 м.
Відмічаються і високі літні повені, які пов'язані з атмосферними опадами. Під час літніх дощів рівень води в річці інколи піднімається до відмітки 2 - 3 м. Саме цим зумовлена необхідність будівництва дамб як засособу попередження розливів води і затоплення брудною водою приміських територій. Свідченням ступеню забруднення може служити навіть колір води, який змінюється від землисто-сірого до коричнювато-чорного. При цьому каламутність міняється у межжах від 12,0 до 115,0 мг/дм3.
Якість води у річці Полтва визначається не біологічними процесами самозабруднення і самоочищення, як це відбувається у природних водотоках з помірірним антропогенним забрудненням, а виключно кількістю і якісним складом стічних вод, які надходять у річку. Їх об'єм значно перевищує природні водоформуючі можливості річки. І зараз можна говорити не про розбавлення стічних вод у природних, а навпаки - природних у стічних водах. За своїми гідрохімічними показниками вода належить до класу гідрокарбонатних вод групи кальцію. За більшістю показників вона виходить за межі оціночної бази не тільки систем екологічної оцінки природних вод, але і вимог щодо технічніного водопостачання.
У воді значно підвищений вміст сульфатів (182-355 мг/дм3), гідрокарбонатів, амонію, нітритів. Загальний вміст заліза при середній твердості води 6,85 - 7,65 ммоль/дм3 часто підніматься до 15,0 ммоль/дм3, а в вміст розчинених органічних і мінеральних речовин коливаєається від 220 до 1 175 мг/дм3. В той же час вміст кисню у воді настільки знижений, що потребує застосування досить чутливих приладів для його визначення. За даними гідробіологічних досліджень, які проводились співробітниками Львівського національного університету ім. І. Франка, його концентрація змінювалась протягом літнього сезону від 0,17 до 2,94 мг/дм3, а в інформаційних звітах Львівського державного управління охорони навколишнього середовища відмічається, що його вміст не завжди навіть виявляється. Дуже низький рівень кисню у воді за відсутності достатньої кількості фотосинтезуючих організмів ще більше поглиблює негативну екологічну ситуацію в цій міській річці.
Не сприяє покращенню екологічної обстановки і структура природних ландшафтів на позаміських ділянках річки. Більша частина земель її басейну розорорана (8 %), а решта зайнята болотами та озерами (1 %).
За ступенем забруднення органічними речовинами та іншими показниками Полтва належить до полісапробних водойм. Нагадаємо, що полісапробними вважають водойми, в яких майже повністю відсутній вільний кисень, у воді наявні білки, що не розклалися, значна кількість сірководню, двоксиду вуглецю, а біохімічні процеси мають відновлювальний характер. Крім того, показник біохімічної потреби у кисні (БСК5) досягає 40 мг О2/дм3. Усім цим показникам відповідає якість води у річці Полтві.
Для особливо забруднених водойм застосовується запропонована Гуднайтом і Уітлі біологічна індикація за бентосним організмами. Згідно з цією методикою вважається, що ріка знаходиться в доброму стані, якщо олігохет менше 60 % від загальної кількості всіх бентонтів, задовільному стані - якщо їх 60-80 %, а у сильно забрудненому - якщо олігохет більше 80 %.
За цими показниками Полтва належить до сильно забруднених річок, бо кількість олігохет у верхів'ї досягає 99,9 %, а у гирлі 94,5 % загальної кількості бентосних організмів. Така якість води підтверджена методом біотестування донних відкладень із застосуванням тест-об'єкта Daphnia magna. Гостра токсичність витяжок з донних відкладень характерна практично для всієї акваторії ріки від очисних споруд до гирла. При перебуванні рачків у такому середовищі протягом 96 год. залишалось у живих лише 57-70 %, а при більш тривалому перебуванні у такій воді вони майже всі гинули.
Як свідчать гідробіологічні дослідження, на всіх ділянках ріки дуже нечисленний видовий склад зоопланктону. Фактично лише у місці впадіння річки у Західний Буг виявляються коловертки, чисельність яких досягала 8,6 тис. екз./м3. Такий низький рівень чисельності зоопланктону можна пояснити лише високим ступенем забруднення води, наявністю у ній токсичних речовин, про що свідчать результати біотестування.
Серед безхребетних переважають бентосні організми, для яких висока насиченість донних ґрунтів органічними речовинами не є лімітуючим фактором для їх масового розвитку. Так, чисельність олігохет-тубіфіцид досягає 230 тис. екз./м2 а їх біомаса - 350 г/м2. На ділянці річки поблизу її впадіння у Західний Буг, де переважають глинисті та піщані грунти, чисельність тубіфіцид та інших видів олігохет становить близько 400 екз./м2, а біомаса лише 0,93 г/м2 [12].
Проблемі збереження природних якостей Полтви, як і інших річок, що протікають через територію міста, сьогодні турбує громадськість і адміністративні органи нашої країни. Серед заходів, що можуть позитивно вплинути на її вирішення, найперше значення має економне витрачання прісних вод на всіх етапах промислових, комунально-побутових технологічних процесів, впровадження менш водоємних і енергоємних виробництв, а також ефективних методів очищення води.
Вихід України на європейські і світові ринки потребує орієнтації на сучасні стандарти "зелених" технологій і екологічного менеджменту. Мова йде, перш за все, про необхідність проведення екологічної інвентаризації або перевірки (аудитування) кожного галузевого підприємства, кожного водокористувача і водозабруднювача з тим, щоб визначити пріоритети у впровадженні водоохоронних заходів. Екологічний аудит може виконати роль багатоцільового управлінського заходу не тільки для вибору ефективних методів очищення, але й для заощаджування інвестиційних коштів.