Система наблюдения и контроля (мониторинг) качества поверхностных вод.

Сеть наблюдений, сбора, обработки и управления данными о состоянии водных объектов составляет систему национального мониторинга. Под мониторингом понимается система последовательных наблюдений, позволяющая выделить изменение состояния окружающей среды под влиянием деятельности человека.

Контроль за качеством и распределением пресных вод между водопользователями и водопотребителями возложен на ряд соответствующих министерств и ведомств.

За санитарно-гигиеническим состоянием водоемов в пределах городов, населенных пунктов отвечает Министерство здравоохранения СССР. Санитарно-эпидемиологическая служба этого министерства осуществляет систематический контроль санитарно-биологических характеристик воды тех водных объектов, откуда осуществляется водоснабжение.

В настоящее время судить о качественных характеристиках зоды можно только путем сопоставления измеренных показателей с нормативными, характеризующими предельно допустимую концентрацию того или иного вещества в воде водного объекта. Такие количественные оценки степени загрязненности рек и водоемов, оперативный контроль за уровнем загрязнения требуют правильно организованных стационарных сетевых наблюдений.

Основными задачами мониторинга качества (или загрязнения) вод суши являются наблюдение, оценка и прогноз их состояния. Одновременно устанавливаются и оцениваются антропогенные факторы и источники воздействия, что позволяет произвести определение степени антропогенного влияния на водные объекты.

Применительно к мониторингу загрязнения вод суши можно выделить следующие основные направления, базирующиеся на общих направлениях мониторинга загрязнения природной среды (Израэль и др., 1978):

— наблюдение за состоянием водных объектов и воздействующими на них факторами;

— оценка фактического состояния водных объектов и факторов воздействия на них;

— прогноз состояния водных объектов и оценка прогнозируемого состояния.

Система мониторинга является информационной и не включает элементов управления. Она входит составной частью в систему управления окружающей средой (или водными объектами) и регулирования ее качества.

Наблюдение за водными объектами тесно связано с прогнозом их состояния, поскольку последний может быть составлен лишь с учетом фактического состояния водного объекта в настоящем и прошлом. Наблюдения должны включать данные об источниках загрязнения, о составе и характере загрязнений, о реакции гидро-бионтов и изменении состояния водных объектов. Данные этих наблюдений должны сопоставляться с данными о естественном (природном) состоянии водных объектов до начала заметного антропогенного воздействия^ т. е. необходимо иметь сведения о "фоновых» характеристиках качества и количества водных ресурсов.

Основной целью производства наблюдений и контроля за уровнем загрязнения водных объектов является получение данных о качестве вод, необходимых для осуществления мероприятий по охране вод и их рациональному использованию. Поэтому служба наблюдения и контроля решает следующие задачи:

— наблюдение и контроль за уровнем загрязнения вод по химическим, фиэ-ическим и гидробиологическим показателям;

— изучение динамики загрязняющих веществ и выявление условий, при которых происходят резкие колебания уровня загрязнения;

— изучение закономерностей процессов самоочищения и накопления загрязняющих веществ в донных отложениях;

— изучение закономерностей выноса веществ через устьевые створы рек для определения баланса этих веществ в водоемах.

Наблюдение и контроль проводится на постоянных и временных пунктах наблюдения, располагающихся в местах наличия и отсутствия влияния хозяйственной деятельности. Последнее необходимо для производства фоновых наблюдений. При этом организуются:

— стационарная сеть пунктов наблюдений за естественным составом и загрязнением поверхностных вод по физическим, химическим и гидробиологическим показателям;

— специализированная сеть пунктов на загрязненных водных объектах;

— временная экспедиционная сеть пунктов для наблюдений на объектах, не охваченных вышеуказанными пунктами наблюдений.

Основные требования к сети:

— приоритет изучения и контроля антропогенного воздействия на поверхностные воды;

-— систематичность и комплексность наблюдений за качеством воды по физическим, химическим, биологическим показателям и проведение сопутствующих гидрологических измерений ;

— согласованность сроков наблюдений с характерными гидрологическими ситуациями;,

— определение показателей качества воды едиными методами;

— оперативность получения информации о качестве воды.

Пункты наблюдений должны удовлетворять требованиям репрезентативности и располагать данными о расходах рек и уровнях воды в водоемах. Следует максимально стремиться к совмещению пунктов наблюдений с режимными гидрологическими постами. При отсутствии такой возможности вопрос об обеспечении пунктов наблюдений и контроля за загрязнением поверхностных водуданными о расходах воды должен быть решен особо.

Пункты наблюдений и контроля на реках, озерах и водохранилищах должны быть приурочены к зонам сброса сточных вод. Основными объектами при выборе пунктов наблюдений и контроля должны являться следующие:

— места сброса сточных и ливневых вод городов, крупных поселков и сельскохозяйственных комплексов;

— места сброса сточных вод отдельными крупными промышленными предприятиями (заводы, рудники, шахты, нефтепромыслы и др.);

— места сброса подогретых вод от ТЭС, ГРЭС, АЭС;

— места сброса коллекторно-дренажных вод, отводимых с орошаемых или осушаемых земель;

-— приплотинные участки рек, являющиеся важными для рыбного хозяйства;

— крупные нерестилища и зимовья ценных пород рыб;

— замыкающие створы больших и средних рек, впадающих в моря и внутренние водоемы, имеющие большое народно-хозяйственное значение;

— границы крупных экономических районов, республик и стран, пересекаемые транзитными реками;

— замыкающие гидрологические створы речных бассейнов, по которым составляются водохозяйственные балансы;

— устьевые зоны загрязненных притоков главной реки внутри крупных речных систем и больших озер и водохранилищ, имеющих важное народнохозяйственное значение.

Размещение створов на объекте и расстояние между ними определяются в соответствии с действующими правилами охраны поверхностных вод от загрязнения. В каждом пункте должно быть намечено не менее двух-трех створов: один створ выше источника загрязнения (для характеристики фонового состояния объекта относительно данного пункта) и один-два створа ниже источника загрязнения.

На водотоках первый (фоновый) створ целесообразно располагать на расстоянии 1 км выше источника загрязнения, что достаточно для исключения влияния сбрасываемых сточных вод. На водоемах фоновый створ (вертикаль) размещается вне зоны влияния загрязнения от данного источника, определяемой по данным рекогносцировочных наблюдений или расчетным путем.

Второй створ предназначается для контроля за изменением качества воды водотока или водоема вблизи выпуска сточных вод, т. е. в зоне загрязнения. В соответствии с санитарными нормативами желательно размещать его на расстоянии 1 км выше ближайшего места водопользования (водозабора). На реках, используемых в рыбохозяйственных целях, этот створ должен располагаться на расстоянии 0,5 км ниже по течению от места сброса сточных вод, а на водоемах — 0,5 км в сторону наиболее выраженного течения. В городах и поселках, где имеются многочисленные выпуски сточных вод, контрольный створ можно разместить на расстоянии 0,5—1,0 км ниже главного или, при его отсутствии» последнего канализационного коллектора.

Третий створ целесообразно разместить таким образом, чтобы данные наблюдений на нем характеризовали качество воды в целом по поперечному сечению водного потока, т. е. он должен находиться в месте достаточного (не менее 80 %) перемешивания сточных вод с водами реки (при рассчитанном расходе воды в реке 95 %-ной обеспеченности). Однако этот створ не должен находиться ниже того места, где при указанном расходе воды концентрация загрязняющих веществ оказывается меньше пределов чувствительности химико-аналитических методов. Последнее следует рассматривать и как основной критерий при определении предельной нижней границы участка наблюдений. На больших реках, где створ полного перемешивания находится слишком далеко от источника загрязнения, его целесообразно устанавливать исходя из интересов обслуживания потребителей.

Выбор местоположения наблюдательских створов целесообразно проводить на основании результатов рекогносцировочных работ. Количество вертикалей и число точек отбора проб на них устанавливаются с учетом конкретных условий участка водотока (водоема) с тем, чтобы наблюдения были репрезентативными для режима загрязнения данного объекта.

В фоновом створе на водотоках и водоемах пробы воды достаточно отбирать с поверхностного горизонта на одной вертикали, на остальных створах — на нескольких вертикалях со следующих горизонтов: при глубине до 5 м — с поверхностного горизонта; при глубине 5—10 м — с поверхностного и придонного горизонтов; при глубине более 10 м — дополнительно с промежуточного (среднего) горизонта. При наличии термической стратификации водоема горизонты взятия проб следует располагать таким образом, чтобы получить характеристики состава воды выше слоя температурного скачка, в самом слое и ниже его.

Программа наблюдений на каждом пункте должна учитывать местные особенности процесса загрязнения контролируемого водного объекта, включая обязательное определение таких элементов качества воды, как температура, содержание взвешенных веществ, минерализация, РН, содержание растворенного кислорода, БПК, плавающие примеси, запахи, патогенные микроорганизмы и дополнительные, специфические для данного объекта.

Программа наблюдений должна быть дифференцирована для каждого наблюдательного пункта с учетом значимости водного объекта.

Все пункты стационарной сети наблюдений подразделяются на четыре категории.

1. Пункты, расположенные на водотоках (или их участках) и водоемах, имеющих особо важное народнохозяйственное значение, при наличии мест сброса загрязненных сточных вод, когда возможны случаи превышения установленного критического значения концентрации по какому-либо ингредиенту или показателю качества воды.

2. Пункты, расположенные на водных объектах, находящихся в районе промышленных городов и рабочих поселков с централизованным водоснабжением; в местах массового отдыха населения; в местах сброса коллекторно-дренажных вод с сельскохозяйственных полей; на пограничных створах рек, втекающих на территорию СССР или вытекающих за пределы нашей страны; на замыкающих створах больших и средних рек, впадающих в моря и внутренние водоемы, имеющие большое народнохозяйственное значение; на замыкающих створах рек, по которым составляются водохозяйственные балансы с характеристикой качества водных ресурсов; в приустьевой зоне больших притоков крупных рек, озер и водохранилищ.

3. Пункты, расположенные на водных объектах, испытывающих умеренную или слабую антропогенную нагрузку (в районах небольших населенных пунктов и промышленных предприятий, домов отдыха, турбазах и т. п.).

4. Пункты стационарной сети гидрохимических наблюдений на незагрязненных водных объектах (фоновых участках).

Программа наблюдений на пунктах разной категории отличается по объему наблюдаемых показателей и по срокам наблюдений. На пунктах 1-й категории наблюдения производятся ежедневно по сокращенной программе и ежедекадно по полной программе ; на пунктах 2-й категории ежедневно производятся только визуальные наблюдения и ежемесячно — по полной программе; на пунктах 3-й категории ежемесячные наблюдения производятся по сокращенной программе, а по полной программе — в основные гидрологические фазы; на пунктах 4-й категории — по полной программе в основные гидрологические фазы.

В настоящее время отбор проб воды для контроля за ее качеством, а также для определения показателей качества воды автоматизируется. Функционируют автоматические автономные системы контроля качества воды, которые могут быть как стационарными, так и мобильными. С помощью автоматизированных систем можно без участия человека отбирать пробы воды, делать экспресс-анализы, выдавать информацию на ЭВМ. Использование таких систем позволяет быстро получать большой объем информации о физических свойствах и химическом составе речных и озерных вод. Для осуществления контроля за изменяющимися во времени и по территории отдельными показателями качества воды служит разработанная советскими специалистами автоматизированная система наблюдения и контроля за состоянием вод — АНКОС-В (В—вода). Для контроля за состоянием атмосферы разработана система АНКОС-А (А-—атмосфера). Эти системы могут быстро обнаружить загрязнение воды и воздуха и его источник, передать соответствующие данные в информационно-вычислительный комплекс, где ЭВМ выявляют признаки опасных явлений, систематизируют и обобщают данные. Это позволяет быстро принять меры по защите вод особенно при залповых сбросах загрязняющих веществ, и ликвидации аварийных ситуаций.

Данные в АНКОС-В поступают с автоматических станций контроля поверхностных вод (АС КПВ), являющихся начальным звеном системы. Современная АС КПВ может измерять и контролировать до двух десятков показателей качества воды, например таких, как уровень, температура, электропроводность и мутность воды, содержание растворенного кислорода, взвешенных веществ, ионов меди, степень кислотности или щелочности. Число контролируемых показателей может расширяться по мере разработки способов их автоматического измерения. Отбор проб может производится непрерывно периодически, например через 1 ч или по команде с диспетчерского пункта. АС КПВ устанавливаются в местах городских водозаборов и в пунктах наибольшего антропогенного воздействия на качество вод.

Автоматизированные системы включают лаборатории и передвижные группы (автомобильные гидрохимические лаборатории)

для неавтоматического сбора информации, которую нельзя получить с помощьюАС.

Автоматизированные системы позволяют прогнозировать уровень загрязнения водных объектов и управлять качеством воды.

Автоматизированные системы наблюдения и оценки качества воды созданы и создаются на водных объектах в районе ряда крупных городов Советского Союза таких, как Москва, Харьков, Ростов-на-Дону, Тбилиси, Кемерово, Нижний Новгород, Вильнюс. На примере бассейна р. Москвы можно рассмотреть организацию и порядок наблюдений с помощью автоматизированных систем.

Система наблюдений охватывает весь бассейн р. Москвы (от Можайского водохранилища до устья). В 1978 г. на р. Москве имелось 8 АС КПВ. Их число должно быть доведено до 30 и дополнено 40 пунктами неавтоматического сбора информации. АС КПВ измеряют уровни, температуру, мутность и электропроводность воды, рН, содержание растворенного кислорода, ионов хлора, фтора, меди. Эти станции являются информационной частью автоматизированной системы управления водоохранных комплексов (АСУ ВК). Помимо станций в систему входят подвижные рабочие группы, гидрохимическая лаборатория, центральный диспетчерский пункт и вычислительный комплекс. Основной задачей подвижных рабочих групп является выявление источников повышенного загрязнения реки, обнаруженных автоматическими станциями, а также сбор дополнительной информации о загрязнении рек. Так, они один раз в пять — десять дней определяют содержание нефтепродуктов , синтетических поверхностно-активных веществ, фенолов фосфатов, пестицидов и других веществ в водах реки. Данные передаются в центральный диспетчерский пункт и в вычислительный комплекс.

На р. Северский Донец (100-километровый участок от Славянска до Лисичанска) АСУ ВК состоит из восьми станций контроля речной воды, шести станций контроля сточных вод, пяти местных и одного центрального диспетчерского пунктов. Станции контроля речной воды автоматически отбирают пробы, хранят их в течение суток, а также производят текущие измерения показателей качества воды. Аналогично работают станции контроля сточных вод.

Автоматизированные системы позволяют определять пока весьма ограниченное число загрязняющих веществ, особенно токсичных. Но их преимущество заключается в непрерывности измерений. Поэтому они все шире внедряются в практику как в СССР, так и за рубежом — в США, Англии, ФРГ, Японии, Венгрии, Чехословакии и других странах, где автоматические станции обычна называются мониторами. Они автоматически производят отбор проб воды, измерения (блок датчиков), обработку (преобразователь) и передачу информации.

Ускоренное и практически непрерывное получение информации о качестве воды с помощью автоматизированных систем контроля обусловливает необходимость их широкого внедрения в практику мониторинга качества вод суши. Прежде всего их целесообразно применять в бассейнах рек, где имеется напряженный водный баланс. В этом случае системы становятся частью более общей системы управления качеством воды, способствующей оптимизации водоохранных мероприятий.

Расширение сети пунктов и зон контроля может быть значительно ускорено путем комплексного использования наземных авиационных и космических методов исследований и наблюдений. Авиационно-космическая съемка этими методами может быть проведена с высоты от нескольких сот метров до 2000 км, в зависимости от применяемой аппаратуры. Изменение качества воды в водоемах хорошо фиксируется с космических летательных аппаратов и искусственных спутников Земли.

С помощью АСУ ВК можно разрабатывать планы рационального комплексного использования водных ресурсов речных бассейнов и мероприятия по их осуществлению. При решении этих задач целесообразно использовать системный анализ, позволяющий выявить основные элементы системы и их взаимосвязь.

Основной проблемой в настоящее время во всех промышленных странах является загрязнения пресных вод различными ксенобиотиками. Основными направлениями рационального использования водных ресурсов являются вторичное потребление, применение новых технологий очистки воды восстановления пресных вод.

Вопросы для самоконтроля:

1. Классификация водных ресурсов.

2. В чем состоит проблема загрязнения водных ресурсов?

3. Какие изменения водных ресурсов происходят под влиянием хозяйственной деятельности?

4. Мероприятия по защите поверхностных вод от загрязнения.

5. Рассказать о мониторинге качества поверхностных вод.

1. Рассмотреть, пути восстановление водных экосистем.

2. Проблема водных экосистем Казахстана, пути их восстановления.

Рекомендуемая литература:

1. Степановских А.С. Прикладная экология. Москва. 2003. 751с.

2. Денисов В.В. Промышленная экология. Москва. 2007. 720с.

3. Экология. Нуркеев С .Алматы. 2005. -490с.

4. Чигаркин А.В. Экологическое ресурсоведение Алматы., 2004. Экологическое ресурсоведение.

5. Ашихмина Т.Я. Экологический мониторинг. Москва. 2008. 407с.

Лекция 10 – Тема: «Лесные экосистемы и пути их восстановления» (1 час).

Цель лекции: дать понятие лесным ресурсом, принципам рационального лесопользования, пути восстановления лесных экосистем, улучшения системы лесопользования.

Ключевые слова: лесовыращивание, воспроизводство лесных ресурсов, вырубки, гари, редины.

Особое место в настоящее время занимает охрана, рациональное природопользование, воспроизводство лесных ресурсов и лесоразведение с целью повышения лесистости территории, в том числе в РК.

Искусственное лесовыращивание включает два процесса: воспроизводство лесных ресурсов и лесоразведение. Воспроизводство лесных ресурсов – это создание новых насаждений на месте вырубок, гарей, рединах, бывших под лесом пустырей. Под лесоразведением понимают выращивание насаждений на площадях, в прошлом не бывших под лесом (полях, лугах), и землях, не удобных для с/х пользования.

Общий фонд РК составляет28,5млн га, в том числе покрытой лесом – 11,02 млн. га. Однако состояние работ по воспроизводству лесов не отвечает современным требованиям – допускается их полная гибель, низкая приживаемость и плохое качество культур. Увеличение лесистости территории республики должно предусматриваться за счет лесомелиорации земель с/х пользования – создания полезащитных лесных полос, защитных лесонасаждений на пастбищных землях, облесения неудобных земель и песчаных массивов. Защитное лесоразведение в РК имеет свои специфические особенности. Резкая континентальность климата, ветровая деятельность, дефицит влажности воздуха и почвы в течение всего вегетационного периода, бедность почв являются основными факторами, определяющими лесомелиоративные условия Казахстана.

Задачи, стоящие перед лесоводами РК, в области искусственного лесовыращивания:

-сократить период восстановления леса на вырубках и гарях,

-обеспечить восстановления леса ценными породами,

-увеличение площади лесистости в малолесных районах не удобных для с/х пользования,

-повышения уровня механизации лесокультурных работ,

-повышения доли посадки леса против лесных культур,

-увеличения количества сортового посадочного материала с закрытой корневой системой,

-продолжить в больших объемах создание быстрорастущих древесных пород (тополь, ива) для обеспечения в короткие сроки древесным сырьем и витаминозных культур для лекарственного сырья (облепиха, шиповник),

-создание защитных лесонасаждений на землях для защиты почв от ветровой и водной эрозии,

-создание зеленых зон вокруг крупных промышленных городов и населенных пунктов.

Лесомелиоративные насаждения, особенно в комплексе с другими мерами, хорошо защищают почву от эрозии, повышают влажность полей, ослабляют вредное влияние засух, суховеев и пыльных бурь. Важное значение имеет выращивание защитных лесных насаждений по берегам рек, озер, водоемов, на пастбищных землях, на транспортных магистралях. Необходимо восстанавливать лесные ресурсы для борьбы с эрозией почв.

Реализация этих мероприятий и воспроизводство лесных ресурсов будет способствовать признанию социально-экономического и экологического значения лесов, наращиванию лесосырьевого и природоохранного потенциала лесного фонда, восстановлению пострадавших от опустынивания регионов республики, а следовательно, и стабилизации природной обстановки в целом по Казахстану.

Скромные размеры лесопокрытой площади Казахстана диктуют необходимость строгого соблюдения требований охраны лесных ресурсов и лесосбережения и восстановления.

1.Организация лесопромышленных комплексов.

Предполагает системную организацию процесса заготовки и обработки древесины.

. 2.Лесоустройство.

Система мероприятий по организации и ведению лесного хозяйства.

3.Полная утилизация лесных отходов.

Ресурсосбережение в лесном хозяйстве и лесной промышленности предполагает использование всех продуктов заготовки и переработки древесины: от строительного сырья до опилок, сучьев и коры деревьев.

4.Замена дефицитной древесины в отраслях экономики

В качестве примера применения заменителей древесины назовем замену деревянных шпал на железобетонные.

5.Защита леса от насекомых- вредителей.

6.Восстановление вторичных лесов.

Проведение комплекса мероприятий по восстановлению лесной растительности в местах, где она была уничтожена.

7.Предупреждение лесных пожаров.

8.Лесоразведки, организация лесных питомников.

9.Защита заповедных лесов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Значение леса для здоровой и экологически благоприятной среды жизнедеятельности людей.

2. Искусственное лесовыращивание его значение.

3. Необходимость воспроизводства лесных ресурсов и реализация этих мероприятий.

4. Какие требования необходимы для охраны лесных ресурсов, лесосбережения и восстановления.

5. Лесовыращивание и лесовосстановление в РК.

Рекомендуемая литература:

1.Экологическое ресурсоведение. Чигаркин А.В. Алматы., 2004.

2. Технология лесовыращивания в Казахстане. Искаков С.И. Астана.,2007.

Лекция 11- Тема: «Аральский кризис, причины и следствия. Пути решения и восстановления» (1 час).

Ключевые слова: Ара́льское море, Аральский кризис, высыхание Арала.

Цель лекции: рассмотреть экологические проблемы Аральского региона, их причины и пути их восстановления.

Ара́льское море (казах. Арал Теңізі, узбекск. Orol dengizi) — бессточное солёное озеро-море в Средней Азии, на границе Казахстана и Узбекистана. Еще не так давно Аральское море было четвертым по величине озером в мире, славилось богатейшими природными запасами, а зона Приаралья считалась процветающей и биологически богатой природной средой. Уникальная замкнутость и разнообразие Арала не оставляли никого равнодушным. И неудивительно, что озеро получило такое название. Ведь слово "арал" в переводе с тюркского языка означает "остров". Наверное, наши предки считали Арал спасительным островом жизни и благополучия среди пустынных горячих песков Каракумов и Кызылкумов.

Аральский кризис - это наиболее яркий пример экологической проблемы с серьезными социально - экономическими последствиями, с которой прямо или косвенно связаны все государства Центральной Азии. Кризисная ситуация, вызванная высыханием Аральского моря, сложилась в результате неправильной экономической политики и неправильного использования природных ресурсов аграрной направленности на основе развития орошаемого земледелия и роста объемов безвозвратного водопотребления на орошения. Территория бассейна Аральского моря включает в себя: Кзыл-Ордынскую и юг Актюбинской областей Казахстана; Каракалпакию; территорию по среднему течению рек Амударьи и Сырдарьи; территорию вдоль Каракумского канала и некоторые другие. В зоне экологического бедствия выделяется зона катастрофы, где произошли необратимые качественные изменения природной среды (обсохшее дно и акватория Арала, дельты Сырдарьи и Амударьи, некоторые территории интенсивного орошения вдоль Сырдарьи и Амударьи).

Интенсивный забор воды на поливы хлопчатника (причины высыхания Арала). Начиная со времен, когда руководство партией коммунистов стала проявляться в наиболее уродливой форме, в государствах Центральной Азии происходило безудержное освоение новых земель для выращивания таких «водолюбивых» монокультур какими являются хлопчатник и рис.

В условиях этих государств, где аграрный сектор почти полностью базируется на орошаемом земледелии, происходил интенсивный водозабор из единственных источников водоснабжения региона – бассейнов, рек Сырдарья и Амударья. Страх перед неумолимой и все нехватающей водой, начиная с конца 70-х годов прошлого века, заставил республики Центральной Азии все более ориентироваться на создание запасов «своей» воды путем строительства многочисленных водохранилищ, водозаборов, каналов, причем шло циничное соревнование в том, кто сумеет перехватить основной объем речных вод в верховьях этих двух рек.

Естественно, инерция партийно-советского метода управления водными ресурсами, сложнейшая и громоздкая система согласования интересов этих республик (пять республик Центральной Азии) в вопросах перераспределения водных ресурсов, при полном отсутствии водосберегающих технологий в орошении и земледелии, привели к полному отсутствию пpопуска воды в Арал, в отдельные годы даже для питьевого водоснабжения. Это мнение является одним из самых распространенных среди причин усыхания Арала. Поднятие суши в районе Арала. Причиной высыхания Аральского моря стало не только отведение речных вод на орошение хлопковых плантаций, но и поднятие суши в районе Арала, в котором люди, естественно, не виноваты. Однако это не снимает с человека ответственности за его многостороннюю природоразрушительную деятельность.

Начиная с 1965 г. уровень моря стал интенсивно падать. Резко возросла минерализация воды. Арал еще в 1983 г. полностью потерял свое рыбохозяйственное значение. Если будут продолжаться тенденции последних лет, когда уровень моря падает с катастрофической скоростью, море исчезает, превратившись в ряд мелководных водоемов с горько-соленой водой, в которой не живут даже микробы... Как видим, процесс высыхания Аральского моря сопровождается целым рядом отрицательных факторов, которые уже четко наметились и имеют устойчивую тенденцию в сторону роста. Воистину, море мстит людям за свою гибель, обрушивая на их поля, пастбища, скот, да и на собственные головы песчано-пылевые бури, заморозки, ядовитую соль и разного вида химикаты, которыми загрязнялись воды Сырдарьи и Амударьи.   Деформация земной коры. К объяснению феномена системы «Каспий – Арал» Бориса Павловича Середина подтолкнула статья научного сотрудника Института геологии и геофизики АН Узбекистана Л.И. Морозовой, которую она опубликовала в журнале «Физика Земли» (№ 10, 1993).

Из графика, который приводится в статье Морозовой на основе снимков августа 1988 г., ясно видны активные разломы, соединяющие Каспий и Аральское море. И далее, учитывая то, что уровень Арала значительно выше Каспия (перепад 7075 м), то переток воды вполне закономерен. Кроме того, воды Аральского моря в стародавние времена уходили по ныне безводной реке Узбой в Каспий. Как сообщалось выше, с ветхозаветных пор имеется специальная статистика наблюдений о колебаниях уровня Каспия и Арала. Из наблюдений чётко видно, что сначала стал падать уровень Арала, а затем, спустя пять лет, воды Каспия начали прибывать. Ну а затем уровни морей синхронно изменялись в разных направлениях. Так вот, указанная цикличность уровней системы «Каспий – Арал» хорошо увязывается с гипотезой Середина, который считает, что имеет место «дыхание» литосферных плит согласно его «приливной модели». В итоге происходит образование в недрах глубинных каналов между морями где-то в двухкилометровой толще сарматских известняков, поверхность которых была когда-то дном ёмкого водоёма, а теперь это характерные отложения между Каспийским и Аральским морями. Ну а вода вследствие перепада уровней по закону сообщающихся сосудов, перетекает в нижерасположенное озеро. И мы наблюдаем этот красноречивый эффект сегодня. По версии Б.П. Середина, спусковым механизмом по чрезвычайной подвижке литосферных плит могли быть ядерные испытания под землёй на полигоне под Семипалатинском.

Воздействие на климатический режим. Характерная особенность климата Приаралья - резкая континентальность. В последние 5-10 лет за счет процесса высыхания Арала отмечается заметное изменение климатических условий Приаралья. Ранее Арал выступал в роли своеобразного регулятора смягчая холодные ветры, приходившие осенью и зимой из Сибири и уменьшая словно огромный кондиционер силу жары в летние месяцы. С ужесточением климата лето в регионе стало более сухим и коротким, зимы - длинными и холодными. Вегетативный сезон сократился до 170 дней. Продуктивность пастбищ уменьшилась наполовину, а гибель пойменной растительности снизила продуктивность поймы в 10 раз. На прибрежных территориях Аральского моря атмосферные осадки сократились в несколько раз. Их величина в среднем составляет 150-200 мм со значительной неравномерностью по сезонам. Отмечается высокая испаряемость (до 1700 мм в год) при уменьшении влажности воздуха на 10%. Температура воздуха зимой понизилась, а летом повысилась на 2-3°С. В летний период отмечаются высокие температуры (до +49°С ). Характерной чертой климата Приаралья является высокая повторяемость и значительная продолжительность пыльных бурь. Часто в районе Аральского моря дуют сильные ветры. Наиболее интенсивны и длительны они на западном побережье моря - более 50 суток. Максимальная скорость ветра может достигать 20-25 м/с.Отмеченные климатические условия определили условия, при которых земледелие без орошения невозможно. Следствием этого является интенсивное накопление солей в почве, что влечет за собой необходимость затрат воды не только для полива растений, но и для проведения промывок земель.

Воздействие на структуру почвы. Большая часть территории Приаралья сложена песками и почвами легкого механического состава, которые вовлекаются в ветровой перенос. Высыхание Арала вызвало к жизни процесс двойного опустынивания. Один обусловлен появлением осушенного дна моря, второй - искусственным заболачиванием орошаемых земель. В результате в центре пояса великих пустынь образовалась еще одна новая пустыня "Аралкум", опасность которой заключается в том, что она представляет собой сплошной солончак, состоящий из мелкодисперсных морских отложений и остатков минеральных отложений, вымытых с орошаемых полей. Наступил качественно новый этап воздействия опустынивания на процессы деградации экосистемы Приаралья, региональный и глобальный климат, горные стокообразующие системы и на водно-солевой режим зоны земледелия. Морское дно бывшее в естественном состоянии своеобразной опреснительной фабрикой обширного водосборного бассейна за счет жизнедеятельности богатого гидробиоценоза моря, теперь действует как искусственный антропогенный вулкан, выбрасывая в атмосферу огромные массы солей и тонкодисперсной пыли. Эффект загрязнения усиливается за счет того, что Аральское море расположено на трассе мощного струйного течения воздуха с запада на восток. Это способствует выносу аэрозолей в высокие слои и быстрому их распространению в атмосфере Земли. Поэтому пестициды Аральского региона обнаружены в крови пингвинов Антарктиды, а характерная аральская пыль оседает на ледниках Гренландии, в лесах Норвегии и полях Белоруссии, удаленных от Центральной Азии на тысячи километров.

Воздействие на криосферу. Высыхание Арала приводит к усилению ветровой эрозии поверхности высохшего дна Аральского моря и к общему увеличению запыленности воздушного бассейна Среднеазиатского региона. Часть поднятой в воздух пыли может достигать больших высот и распространяться на значительные расстояния. Оседание этой пыли на поверхности ледников Памира и Тянь-Шаня приводит к их загрязнению, что вызывает более интенсивное таяние льда. Экспериментальная проверка подобного предположения была выполнена учеными Санкт-Питербургского Университета на основе анализа аэрозольных проб на разных ледниках Памира и Тянь-Шаня и вблизи Арала. Полученные данные не позволили сделать однозначного вывода о сильном влиянии высыхания Аральского моря на запыление поверхности ледников Памира и Тянь-Шаня, хотя и наблюдается постоянное увеличение в отложениях льда концентрации элементов Na, Cl, Ba характерных для состава аэрозолей морского происхождения. К естественным факторам относятся климатические загрязнения ледников пылью, образовавшейся в результате выветривания или протекания природных процессов.В атмосферу пыль поступает с окружающих Тянь-Шань пустынных районов. Особенно ее много приносится во время мглы, образующейся при развитии пыльных бурь в пустынях Средней и Центральной Азии. Наиболее часто мгла повторяется в засушливые и теплые годы. Только за холодный период на леднике оседает 2,5-4,4 г/куб.м, а за год - до 20 г/куб.м. Увеличение запыленности поверхности ледников и минерализации выпадающих на них осадков увеличивают интенсивность их таяния. Другой причиной происходящей деструкции оледенения является глобальные потепления климата. По мнению экспертов Всемирной метеорологической организации в последние десятилетия происходит повышение приземной температуры воздуха. К настоящему времени на Памиро-Алтае исчез 1081 ледник, на Заилийском Алатау - 71 ледник, резко уменьшился объем ледников массива Акширак. В среднем за год долинные ледники Тянь-Шаня отступают на 7,5-13,1 м, одновременно идет из уплощение. Это опасный процесс для засушливого региона, так как в Центральной Азии горные ледники являются единственными вековыми кладовыми запасов пресной воды и основным местом конденсации атмосферной влаги в регионе. При дальнейшем увеличении "чехла" собственных моренных отложений, они перестанут быть конденсаторами влаги и начнется резкое уменьшение стока рек АмуДарьи и СырДарьи.

Воздействие на среду обитания. Кризис Арала резко ухудшил среду обитания региона за счет загрязнения атмосферы, питьевой воды и почвы. Оценка массы полевых выносов с осушенной части дна Аральского моря показывает, что эта величина может изменяться от нескольких сотен тысяч тонн до 20-30 млн.т в год. В составе пылевого облака преобладают взвешенные частицы в виде аэрозолей с примесью сельскохозяйственных ядохимикатов, удобрений и других вредных компонентов промышленных и бытовых стоков. Содержание солей составляет 0,5-1,5%. Песчано-солевой аэрозоль оказывает отрицательное влияние на почвы оазиса и пастбищ. Происходит замена многоярусного травостоя одноярусным, уменьшение числа полезных в кормовом отношении растений и развитии культур не имеющих кормового значения.Выведены из сельскохозяйственного оборота 2 млн.га плодородных земель, которые из-за неумеренных поливов и, как следствие этого быстрого поднятия грунтовых вод подверглись процессу вторичного засоления. Теперь они либо постоянно заболочены, либо засолены, покрыты тонкой коркой соли. Некогда аридные почвы Приаралья с автоморфным режимом питания и увлажнения теперь перешли в лугово-болотные почвы с гидроморфным режимом. И чтобы искусственно поддерживать этот режим, нужно подавать на поля не биологическую потребность воды, а в 2-3 раза завышенные нормы, чтобы не активизировать процесс вторичного засоления. В регионе сложился порочный круг земледелия, когда ежегодно сильно заболоченные земли забрасываются, а взамен вводятся новые, которые вскоре вновь заболачиваются. Мелиоративное состояние орошаемых земель Центральной Азии ухудшается еще собственными насыщенными ядохимикатами коллекторно-дренажными водами, которые сбрасываются в виде возвратного стока в многочисленные местные ландшафтные понижения. Следствием этого являются искусственные водоемы - накопители. Эти водоемы - настоящие бедствие для окружающих земель. Они их подтапливают и вызывают вторичное засоление, при высыхании которого ядовитые донные отложения выносятся на орошаемые земли, губят их и загрязняют атмосферу близлежащих районов. К числу наиболее распространенных загрязняющих веществ в Аральском море относятся нефтяные углеводороды (НУ), фенолы, синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), хлорорганические пестициды (ХОП), тяжелые металлы, минерализация. Обильное использование пестицидов с высокой физиологической активностью (В-58, метафос, коротан, бутифос, гексахлоран, линдан, ДДТ, ДДЕ и др.) крайне отрицательно воздействует на живые организмы. Загрязнение водостоков, несущих воду в Арал неразлагающимися соединениями тяжелых металлов и ХОП привело к гибели промысловых видов рыб, появлению у рыб опухолевых заболеваний, изменений цитогенетических показателей. Максимальный уровень загрязнений НУ отмечался в 1970г.: в малом море оно составило 54 ПДК, при ПДК равном 0,05 мг/куб.дм, в большом море - 80 ПДК. Начиная с 1978г. отмечается тенденция в стабилизации загрязнения НУ на уровне ПДК. Содержание фенолов составляло в малом море 28 ПДК при ПДК, равном 0,001 мг/куб.дм, в большом море 63 ПДК. В настоящее время сведения о загрязнении фенолами в виду прекращения наблюдений отсутствуют. Концентрации СПАВ и тяжелых металлов не превышали предельно допустимой величины.

Воздействие на биоразнообразие. В прежние времена уникальная замкнутость бассейна Аральского моря способствовала развитию здесь такого богатства и разнообразия биоты, которую можно было сравнить с Африкой. Приаралье обладало половиной всех имевшихся на территории бывшего Союза биологических видов, большая часть которых исчезла или находится на грани исчезновения. В регионе насчитывалось 500 видов птиц, 200 видов млекопитающих и 100 видов рыб. Среду обитания региона составляло большое количество насекомых и беспозвоночных. До 1960г. в дельтах рек обитало более 70 видов млекопитающих и 319 видов птиц. В настоящее время насчитывается 32 вида млекопитающих и 160 видов птиц. В низовьях Сырдарьи более 100 тыс.га аллювиальных почв стали солончаками, более 500 тыс.га болотных и лугово-болотных почв обсохло. Это привело к видоизменению и гибели 5-7 видов трав, необходимых для овец, коз, лошадей и верблюдов. Начались падеж и заболеваемость скота, исчезло разведение ондатры, резко упало поголовье овец. Флора региона была столь же впечатляющая: 1200 видов цветковых растений и 560 видов растительности тугайных лесов, включая 29 эндемиков Центральной Азии. Флора побережья Аральского моря представлена 423 видами растений, относящихся к 44 семействам и 180 родам. Наиболее высоко видовое разнообразие растительности песков, которое сосредоточено на бывших островах восточного побережья. Осушенная полоса Арала характеризуется более низким биоразнообразием по сравнению с побережьем. Среди видов растений побережья Арала 30 видов являются ценными кормовыми растениями. Лекарственных растений встречается более 30 видов. Сорных растений - 31 вид. Более 60 видов местной флоры, являются потенциальными фитомелиорантами для осушенных побережий. Результатом изменения водного баланса рек и вызванного этим роста минерализации воды в бассейне Арала явилась утеря уникальных биоценозов и ряда эндемичных видов животных. Уменьшение притока воды в Арал привело к необратимым изменениям гидрологического и гидрохимического режимов моря и его экосистем. Изменения в солевом балансе утроили соленость моря, превратив его в биологическую пустыню. Ранее процветавшая морская система, которая поддерживала 24 промысловых вида рыбы гибнет. Среди рыб преобладали карповые, окуневые, осетровые, лососевые, встречались сомовые и щуковые виды. Рыбный промысел здесь базировался в основном на трех видах рыб: лещ, сазан, аральской плотве (вобла). В Аральском море добывали очень ценную рыбу - аральского усача и белоглазку. Добыча рыбы была приурочена к прибрежным районам и устьям рек. Ежегодно добывали 300-400 тыс.ц рыбы. Изменение солового состава Аральского моря, утрата биоты повлекли за собой полный крах рыболовной и перерабатывающей промышленности. Первые признаки отрицательного воздействия осолонения на ихтиофауну Аральского моря появились уже в середине 60-х годов при солености 12-14%. На мелководных нерестилищах соленость возрастала быстрыми темпами, чем в открытых районах моря и к 1967г. превысила 15%, что губительно сказалось на развитии икры рыб. Начиная с 1971г., средняя соленость воды в открытой части моря достигла 12%, появились первые признаки отрицательного воздействия солености на взрослых рыб. У представителей многих видов рыб замедлился темп роста, резко сократилась их численность. К середине 70-х годов средняя соленость моря превысила 14%, полностью нарушилось естественное воспроизводство аральских рыб, в связи с чем во второй половине 70-х годов в популяциях Аральское море потеряло полностью рыбохозяйственное значение. В составе ихтиофауны Арала остались из аборигенных видов - колючки, из акклиматизантов - бычки, атерина, салака. Лишь в устьях Сырдарьи и Амударьи были отдельные случаи поимки промысловых рыб старших возрастов. Сотрудниками Аральского отделения КазНИИРХ с середины 70 - х годов велся подбор эвригалинных и солелюбивых видов рыб. Опыты проведены с каспийскими осетровыми, куринским лососем, азово-черноморской камбалой - глоссой и камбалой - калканом. Наиболее перспективными были работы с камбалой - глоссой, отличающейся большой экологической пластичностью, размножающейся при солености от 17 до 60 %, улов которой в настоящее время составляет более 30 % от общего количества. Качество камбалы очень высокое, лабораторные исследования в Дании показали, что в ней нет пестицидов и тяжелых металлов.

Воздействие на экосистемы. Территория Приаралья характеризуется сложной пространственной структурой экосистем. Это обусловлено физико-географическими условиями региона, последствиями его хозяйственного многовекового использования и активным влиянием современных антропогенных процессов. Экосистемы Приаралья развиваются в экстремальных условиях пустыни. Здесь уже самой природой заложены факторы, лимитирующие развитие биоты. Приаралье испытывает в течение длительного времени антропогенные нагрузки. Региональные и локальные антропогенные воздействия вызывают трансформацию природных экосистем и в конечном итоге приводят к коренным изменениям и деградации. Наиболее сильно трансформированы экосистемы дельтовых равнин вследствие многовекового сельскохозяйственного использования территорий. Выделяются орошаемые или обводняемые возделываемые поля, рисовые чеки и брошенные сельскохозяйственные земли (залежи), характеризующиеся различными стадиями восстановления почвенно-растительного покрова. По мере значимости выделяются следующие факторы антропогенной трансформации экосистем: пастбищный (выпас, перевыпас скота), земледельческий, сельскохозяйственный, транспортный (дорожная сеть), селибетно-промышленный (городские, сельские, военные объекты), гидротехнический (искусственные водохранилища, плотины, каналы, накопители сбросных вод и отстойники) и животноводческий.

Воздействие на социально-экономическую сферу Процесс природной деградации Аральского региона повлек за собой активно прогрессирующий кризис в социально- экономической сфере. Первыми жертвами этого кризиса стали самые уязвимые слои населения: дети, женщины, малоимущие жители городов и сельской местности. Регион имеет самые высокие показатели детской смертности в бывшем СССР (75 на 1000 родившихся детей), высокий уровень материнской смертности: около 120 человек на 10 тыс. родов. Распространены болезни - спутники нищеты: туберкулез, инфекционные и паразитические - тиф, паратиф, гепатит. Заболеваемость имеет тревожную тенденцию к возрастанию. В эпицентре экологической катастрофы распространены анемия, дисфункция щитовидной железы, заболевание почек и печени. Прогрессируют болезни крови, раковые заболевания, астма и сердечная недостаточность. Медицинские исследования подтверждают, что развитие этих болезней находятся в прямой зависимости от экологической катастрофы.

Альтернативные варианты решения Аральской проблемы. Если рассмотреть возможные варианты решения аральской проблемы, то в общем случае они должны оцениваться по четырем критериям:

а) возможные экологические последствия;

б) техническая осуществимость;

в) величина инвестиций и их эффекитвность;

г) социальные последствия.

С середины 80 - х годов принято решение о прекращении освоения новых крупных массивов орошения и внедрения крупномасштабных проектов экономии водных ресурсов в орошении. Одновременно были приняты меры по улучшению условий жизни населения Приаралья за счет строительства объектов здравоохранения, водоснабжении, газификации и других объектов социального назначения, ужесточения водопользования, обводнения дельты Амударьи и Сырдарьи. В результате принятых мер в Приаралье поступило в 1995г. 10,3 куб.км воды, а в 1996г. - 12,56 куб.км воды, причем сток Амударьи (5,1 куб.км - в 1995г. и 7,46 куб.км - в 1996г.) полностью используется на обводнение дельты Амударьи искусственных озер, созданных для предотвращения процесса опустынивания Приаралья. Первая попытка по созданию Малого Арала была предпринята в 1992 году. Возведенная строительными организациями Аральского района перемычка "Каратерень-Кокарал" просуществовала девять месяцев: весной 1993г. в результате подъема уровня воды она была разрушена, но спустя некоторое время, перемычка была восстановлена. Спустя некоторое время работы по возведению перемычки "Каратерень-Кокарал" возобновились. В 1999 году перемычка была размыта.

За 40 лет в результате расточительного использования водных ресурсов в бассейнах рек уникальный, ценнейший в экологическом и экономическом отношении Арал обмелел и практически утратил свое рыбохозяйственное, транспортное и рекреационное значение. Усыхающий водоем оказывает отрицательное влияние на природные, социально-экономические, санитарно-эпидемиологические условия окружающих территорий. Возникли серьезные проблемы с трудоустройством и переселением значительной части населения прибрежных районов. Негативные процессы в самом Арале и Приаралье продолжают развиваться и усиливаться. Прогнозы в этом отношении весьма неблагоприятны. Восстановить Аральское море в прежнем виде невозможно. В настоящее время возможна лишь стабилизация режима Арала при уровнях, близких к современным. Для этого надо либо существенно сократить потери воды в бассейнах рек, что потребует крупномасштабной реконструкции оросительных и дренажных систем, либо осуществить местные гидротехнические меры по регулированию режима самого водоема. Для Аральского региона необходимо определить и регулировать водоемкость всех направлений использования сельскохозяйственной продукции.

В основу проектов спасения Арала надо поставить идею о том, что экономия воды может осуществляться на всех этапах природно-продуктовой цепочки, которая связывает водные ресурсы с конечным использованием продукции орошаемых земель. Реализация подобного подхода даст возможность сократить водопотребления в регионе Арала. Среди перспективных в экологическом и экономическом отношении можно выделить альтернативные варианты спасения Арала:

1. развитие инфраструктуры и перерабатывающей промышленности;

2. замена хлопкового волокна химическими волокнами;

3) сокращение экспорта хлопка.