А.Е. Аствацатуров
Инженерная экология Учеб. пособие. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ. 2006
Глава 5. Гидросфера и загрязнение природных вод
5.3. Экономика и очистка вод*
Вода как экономический ресурс
Общие
водные ресурсы Земли оцениваются в 1,3 млрд км3, однако только 1,7%
этого количества приходится на пресную воду и лишь 0,5% всех водных ресурсов –
это пресная вода в парообразном или жидком состоянии, остальная заморожена на полюсах
и горных вершинах. Сейчас на каждого жителя нашей планеты доступной пресной
воды приходится до 6 тыс. м3, казалось бы, величина достаточная. Но
существует два фактора, которые заставляют говорить о водных ресурсах не
вообще, а в пределах конкретных районов. Первый фактор – неравномерность
распределения пресной воды. Второй фактор – это идущее быстрыми темпами
развитие промышленности, урбанизация и рост населения, которые сосредотачивают
людей и производство на небольших территориях.
Водные
ресурсы в пределах конкретных районов оцениваются величиной стока – количеством
воды, стекающей с площади района за год и питающей всех жаждущих. Различают
водозаборные, проточные и другие виды потребления воды. Водозабором снабжаются
промышленность, коммунальное хозяйство, орошение, теплоцентрали, жилые дома.
Когда вода обеспечивает работу турбин гидростанций, нужную глубину фарватеров
или сплавку леса, то говорят о проточном использовании. Сюда же относится и
вода, которой разбавляют загрязнения. Прочее потребление – это содержание
пресных водоемов, обустроенных для отдыха, туризма, рыбной ловли.
К 2000
г. в среднем по странам мира определилась следующая структура использования
пресной воды (в процентах к общему потреблению): орошение – 37,4; коммунальное
водоснабжение - 3,2; промышленность – 9,1; разбавление стоков – 48,1; прочие
нужды – 2,2.
В этой
структуре красноречиво велика доля воды, идущей для разбавления загрязненных
стоков. Следует отметить, что очистка водоемов нужна не только для поддержания
в них жизни, но и сами предприятия-загрязнители не могут пользоваться
недоброкачественной водой. Когда к прямым затратам прибавляются средства на
очистку и разбавление выбросов в водоемы, это отражается на эффективности проектных
решений. Водоемкость производства приобретает при планировании, наряду с
привычными ограничениями, - наличием сырья, рабочей силы, транспорта –
определенное немалое влияние. Объем потребления воды становится лимитирующим
фактором при размещении новых производственных объектов или расширении действующих
предприятий. К особенно водоемким отраслям относятся химическая и нефтехимическая,
целлюлозно-бумажная промышленность, черная металлургия, производство энергии.
Значительное количество воды потребляют предприятия пищевой и текстильной
промышленности. Много воды потребляется в таких производственных процессах, где
необходимо охлаждение. Например, в США из общего количества воды, расходуемой
промышленностью, 62% потребляется на охлаждение, 28% - непосредственно в
производственном процессе и 1-10% на вспомогательных процессах. Из общего
количества воды, которое расходуется при производстве алюминия, 93% идет на
охлаждение, при нефтепереработке на охлаждение затрачивается 82% потребляемой
воды, при выплавке стали и прокате – 65%.
Важным
показателем, характеризующим воду как производственный ресурс, является
количество воды, потребляемое на единицу производственной продукции. Так на
производство 1 т бумаги, производимой из древесины, расходуется до 136 м3
воды, на тепловой электростанции – 15 м3 воды на получение 1 кВт
электроэнергии. В доменном и сталеплавильном производствах на подготовку
исходных продуктов, на охлаждение и очистку доменного газа потребляется при
получении 1 т стали до 150 м3 воды. Металлургический комбинат
мощностью 2 млн т чугуна в год потребляет за сутки 1 млн м3 воды.
Если принять, что житель в среднем за сутки потребляет 150 л воды, то это
количество соответствует расходу воды многомиллионного города.
Для
ограничения водозабора из источников водоснабжения вводится оборотное водоснабжение,
благодаря которому дополнительно берется лишь столько свежей воды, сколько
выводится из системы в связи с загрязнением, испарениями, безвозвратными
потерями, связанными с потреблением воды в производственном процессе.
Современные технологии позволяют использовать воду в обороте в среднем до 25
раз. В доменном и сталеплавильном производствах это дает возможность сокращать
дополнительный забор воды на 28 м3 на 1 т продукции.
Отрасли
предъявляют различные требования к качеству воды. Под качеством здесь
понимается минеральный состав, вкус, запах, цвет, коррозийность и мутность
воды. Хотя эти свойства и можно изменять, но при большом заборе воды это
приводит к нежелательному росту затрат. Поэтому выбор источников водоснабжения
следует рассматривать как важную производственно-экономическую задачу. Так вода
в холодильниках по возможности должна быть мягкой, иначе появление в них налета
будет требовать частой смены труб и охлаждающих установок. Вода, кроме того, не
должна содержать и органические вещества, которые усиливают коррозию. Подобные
качества должны быть и у воды, циркулирующей в паровых котлах.
Очень
высокие требования к качеству воды предъявляются в пивоваренной промышленности,
при производстве прохладительных напитков, и в целом в пищевой промышленности.
Например, одна из причин столь высоких вкусовых достоинств, а значит, и
популярности пльзенского пива – качество воды.
Вода,
используемая в фотографической, кинематографической и целлюлозно-бумажной
промышленности, не должна содержать соединения марганца и железа, значительно
ухудшающие качество продукции. Подобные требования существуют и в текстильной
промышленности. Так, в Великобритании около городов Бедфорд и Лидс, где русло
рек песчаное, а вода мягкая и чистая, сформировался основной район переработки
шерсти, в то время как в других промышленных районах известняковые и мутные
воды не пригодны для процессов очистки шерсти и крашения текстильных изделий.
Интенсификация
общественного производства увеличивает требования к качеству и количеству воды.
Очень требовательны к качеству воды новые виды производств, в частности в
химической и металлургической промышленности. Отныне вода является важнейшим фактором
размещения новых промышленных предприятий и городов.
В
течение тысяч лет люди, используя блага природы, не задумывались об их
исчерпаемости, количестве и тем паче об их искусственном воспроизведении. Эти
блага были "даровые". Но ныне все большее количество воды не просто
забирается из естественных источников, а перераспределяется и подготавливается
человеком, поэтому говорить о водном ресурсе как "даровом" не
приходится. Водозаборы на реках – достаточно сложные сооружения, а если учесть
стоимость трубопроводов, энергию и эксплуатацию, то понятно, что речная вода отнюдь
не "даровой" ресурс.
Бурение
и оборудование даже неглубокой скважины для подвода воды к колонке обходится
примерно в 50 рублей за погонный метр. Все чаще мы имеем дело с
"рукотворной" пресной и чистой водой, получаемой опреснением морской
воды. Ныне более 350 отечественных электродиализных опреснителей дают более 80
тыс. м3 чистой воды в сутки. капиталовложения, необходимые для
получения 1 м3 пресной воды составляют от 300 до 600 рублей, в
зависимости от суточной производительности установок, себестоимость 1 м3
дистиллята от 55 до 75 копеек.
В
городах создание и эксплуатация водопроводной канализационной сети обходится
недешево. В итоге вода, имевшаяся всегда и везде, как "падавшее с
неба" бесплатное благо, превращается в предмет особой заботы (водное
хозяйство) и в товар, цена которого зависит от капиталовложений и затрат,
обеспечивающих ее поступление. Анализ расходов, например на строительство
плотин в США, показывает, что в среднем на хранение 1 км3 воды в
крупных водохранилищах затрачиваются капиталовложения до 120 млн долларов. Гарантированное
водоснабжение – это результат исследований и расчетов, регулирования стоков
гидротехническими сооружениями, строительства водоводов и водозаборов,
улучшения качества воды, а также затрат на очистку стоков. Вода как ресурс
суммирует, таким образом, в себе предшествующие затраты. Очевидно, что она
должна, удовлетворяя наши потребности, иметь и стоимость, подобно другим
природным ресурсам. Учитывая все сказанное выше, понятно. что она будет
зависеть от местоположения предприятия, водоносности реки, качества воды, ограничений
на водопотребление и других факторов.
Одним
из недостатков экономики водопотребления явилась неправильная политика
тарифов. Например, с 1 января 1982 г. в СССР повсеместно была введена плата за
воду, забираемую промышленными предприятиями из водохозяйственных систем.
Установленные тарифы, не давая никакой прибыли, лишь покрывали фактические
затраты на эксплуатацию систем и расходы государства на улучшение, оценку и
охрану водных ресурсов. Наиболее низкие тарифы были установлены на воду,
забираемую промышленными предприятиями из рек и озер северных и восточных
районов страны (0,1-0,4 копейки за 1 м3). Наиболее высокие тарифы –
на воду из канала Днепр-Донбасс (2,7 копейки за 1 м3) и из
уникальных водоемов – озер Байкал и Иссык-Куль (2 копейки за 2 м3).
Кроме того, плата за забор воды сверх установленного лимита взымалась по
штрафному – пятикратному тарифу.
Плата
за воду на предприятиях включается в себестоимость продукции, ее расточительное
потребление может сказаться на экономической эффективности производства.
Введение адекватной платы за воду для промышленных предприятий станет лишь
началом в деле рационализации водопользования. Эта плата будет распространяться
на более широкий круг потребителей и водных источников, что будет способствовать
развитию хозрасчета в системе водного хозяйства.
Экономика
водопотребления требует создания экономического механизма, регулирующего
водопотребление в сельском хозяйстве, особенно в поливном земледелии. Во всем
мире орошается до 260 млн га земли и от 70 до 80% мирового водозабора идет на
орошение. В некоторых странах эта величина достигает 90%, а в США - чуть менее
40%. По разным оценкам в оросительных системах тратится от 30 до 50% воды
впустую. Потери включают: фильтрацию из каналов, избыточный полив,
непродуктивное испарение, глубокое просачивание. Переполив и неправильный полив
ведут еще и к отрицательным изменениям почв, их засолению, изменению структуры,
снижению плодородия, что в целом бьет по экономической эффективности сельского
хозяйства.
Дальнейшее
развитие оросительных систем немыслимо без автоматизированной сети измерения
таких важных показателей, как влажность почвы и текущие выпадающие осадки, и
программируемых с учетом этих данных для каждого конкретного поля и
сельскохозяйственной культуры объема и времени полива, а значит, и
конкретно-экономического анализа эффективного использования воды.
Требуют
совершенствования и экономические санкции за загрязнение вод. Тут тоже
необходим конкретный экономический анализ, ибо эти санкции будут
малоэффективными до тех пор, пока размер штрафов не зависит от вида, качества и
количества веществ-загрязнителей, и пока они выплачиваются за счет
государственных средств, а не средств предприятий.
Важным
направлением развития экономики водопотребления является повышение эффективности
использования воды в быту. Исследования, проведенные в нескольких странах,
показали, что потери воды на магистральных линиях могут достигать 64%, а в
ответвлениях магистрального водопровода и домах потребителей – 33%. По данным
научно-исследовательского института коммунального водоснабжения в Российской
Федерации в водопроводной сети и арматуре теряется за счет утечек в среднем
20%, а во внешней сети 7%, т.е. потери достигают чуть ли ни трети питьевой
воды, а ведь это огромное богатство, если учесть, что водопроводы нашей страны
каждые сутки доставляют потребителям около 55 млн м3 чистой воды.
Кроме того, около 21% питьевой воды в стране уходит без применения прямо в
канализацию. В масштабе страны на подачу нерационально используемой воды ежегодно
расходуется количество энергии, равное тому, что вырабатывает ДнепроГЭС.
За
счет экономии воды можно было бы сберечь за 5 лет 2,5 млрд. рублей,
причем, не уменьшая потребление, а лишь прекращая сброс неиспользованной воды.
Расточительное
отношение к воде связано было прежде всего с тем, что она обходилась
потребителям очень дешево. Для москвича в 1990 г. это было 50 коп. в месяц, а
для петербуржца в два раза меньше. И кроме того, эта плата почти не
дифференцировалась и не увязывалась с поведением конкретного потребителя, его
бесхозяйственность наносила урон обществу, но при этом никак не отражалась на
его собственном экономическом положении.
Таким
образом, вода, являясь важнейшим экономическим ресурсом, который напрямую
связан с воспроизводством человека – главной производительной силы общества и
самоцелью новой экономической системы, фактически уже начавшей формироваться на
технологическом уровне современной цивилизации, как экономический ресурс
требует экономического механизма, обеспечивающего учет и соотнесение затрат на
"создание" этого ресурса и приносимого им общественно-полезного
эффекта, причем такого механизма, который нацеливал бы это соотнесение на
динамическую социально-экономическую оптимизацию.
Кризисные
явления в экономике, нехватка энергетических ресурсов и продовольствия
поставили во всем мире во главу угла экономического мышления экономию,
правильное распределение ресурсов, в том числе одного из широко потребляемых
ресурсов – воды.
Технико-экономические
мероприятия, которые содействуют сбережению воды и повышают эффективность ее
использования в промышленности, сельском хозяйстве и в быту – настоятельная
необходимость нашего времени.
Их
дальнейшее развитие может существенно снизить потребление воды как в отдельных
странах, так и во всем мире.
|