Почему «цветёт» мелководье Байкала

Галина Амбросова – доцент, а с 2002 года профессор кафедры водоснабжения и водоотведения Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета. За годы научной и педагогической деятельности опубликовала более 100 научных и учебно-методических трудов, подготовила пятерых кандидатов наук, имеет 18 авторских свидетельств и патентов РФ, в том числе на «Способ очистки сточной жидкости от фосфатов и сульфатов» (2016 год) и «Модель мембранного аппарата для биореактора» (2016 год).

Вопросами очистки сточных вод и обработки осадков она занимается с 1968 года по настоящее время, принимала участие в подготовке к пуску и наладке очистных сооружений канализации (ОСК) Новосибирска, Красноярска, Иркутска, Омска, Тюмени, Новокузнецка, Братска, Усть-Илимска, Ханты-Мансийска, Норильска и других средних и малых населённых пунктов. На конференцию она приехала по приглашению команды проекта «Ольхон – территория экологического развития», ставшего летом 2017 года победителем конкурса президентских грантов.

«В сравнении со многими пресноводными водоёмами мира Байкал отличается высоким качеством природной воды, которую можно употреблять почти без какой-либо подготовки. К сожалению, практически с 1964 года началось загрязнение озера недостаточно очищенными стоками Байкальского целлюлозно-бумажного комбината, – рассказала Галина Амбросова. – После перепрофилирования БЦБК на предприятие по выпуску картона производственные стоки стали использоваться в системе оборотного водоснабжения. На сегодняшний день основными загрязнителями озера являются расположенные вблизи водоёма населённые пункты Иркутской области, Республики Бурятия и Монголии, сбрасывающие очищенные стоки с городских ОСК, которые работают по устаревшей технологии, не предусматривающей удаление из стоков азота и фосфора. Только в Северобайкальске в 1996 году было начато строительство фильтров для удаления азота. Несмотря на то что суммарное количество очищенных городских стоков составляет около 500 тысяч кубометров в сутки, их влияние на Байкал менее болезненно, чем влияние бывшего БЦБК».

По словам Галины Амбросовой, именно биогенные элементы (азот и фосфор) вызывают эвтрофирование, или цветение, однако из-за низкой температуры воды озера (ниже 15°С) этот процесс развивается только на прогретых участках. К концу вегетационного периода водоросли оседают, образуя донные отложения, которые загнивают и обогащают природную воду продуктами распада. При использовании воды из эвтрофированного водоёма у человека с течением времени развивается цирроз печени или нарушается работа центральной нервной системы. В Китае ежегодно умирает 250 тысяч человек из-за использования некачественной питьевой воды. Индийские реки загрязнены настолько, что человек, не адаптированный к чрезмерно загрязнённой природной воде, искупавшись только раз, рискует получить на коже долго заживающие раны.

«Зря вы нам об этом рассказали»

До 1990 года как российские, так и зарубежные ОСК могли очищать воду только по двум показателям – БПК (биохимическому потреблению кислорода) и взвешенным веществам. Тогда считалось, что такой обработки достаточно, чтобы предотвратить загрязнение природной воды, так как очищенные стоки были прозрачны, не содержали взвешенные вещества, имели приятный речной запах. Однако время показало, что после такой очистки стоки продолжали загрязнять водоёмы, вызывая их эвтрофирование.

«При строительстве туристической и жилой инфраструктуры в районе озера Тахо на границе Калифорнии и Невады первым этапом решили построить комплекс ОСК, – рассказала Галина Амбросова. – На этом объекте использовано несколько этапов очистки: механическая, биологическая, физико-химическая с использованием реагентов, доочистка стоков на трёхслойных фильтрах, угольных фильтрах (для окисления трудно окисляемых органических веществ). Затем эти стоки направляются в биопруд, а из пруда закачиваются в резервуары, рядом с которыми находятся скважины, питающие населённый пункт питьевой водой».

– Когда среди местного населения провели опрос на тему: «Как вы относитесь к тому, что для питьевых целей будет использована вода после очистных сооружений канализации», 70% респондентов ответили: «Лучше бы вы нам об этом не сообщали», а 30% признались, что им всё равно, главное, чтобы вода была действительно питьевого качества. Примерно такая же схема реализована в Виндхуке, столице Намибии, безводной страны, где летом пересыхают все реки. Поэтому они вынуждены использовать очищенные стоки для водоснабжения: две части подземной воды они смешивают с одной частью очищенной и обеззараженной сточной жидкости, и эта смесь подаётся в водопроводную сеть.

Декларируют, но не выполняют

Для посёлка Хужир, где сейчас, по официальным данным, проживает порядка 1300 человек, достаточно компактной установки производитель­ностью 400 м3/сут., а для туристических баз – в зависимости от количества принимаемых туристов – от 10 до 50 м3/сут. Технологическая схема компактной установки может включать в себя барабанное сито, резервуар-усреднитель, зоны денитрификации, нитрификации и аэробную зону, а также вторичный отстойник, фильтр, перед которым подаётся реагент, зону ультрафиолетового облучения, аэробный стабилизатор для обработки осадка.

При этом избыточный ил, образующийся при очистке воды, может быть использован для вермикультур или в качестве органоминерального удобрения для сельскохозяйственных культур. «Это очень хорошее удобрение, но при его избытке возможны неожиданные результаты. Например, величина картофеля может достигать 20–30 сантиметров, но при передозировке он будет полым внутри из-за слишком высокой скорости роста плода и низкой его прочности, – отметила Галина Амбросова. – Для Ольхона возможно такое решение: очищенная вода подаётся в пруд, имеющий экран и исключающий проникновение стоков в грунтовые воды. Искусственный пруд может стать частью общественного пространства, зоны отдыха. Так, в Японии ОСК находятся на глубине 100–150 метров, а надземная часть оформлена в виде парка с зоной отдыха, в водоёмах обитают водоплавающие птицы, в том числе и лебеди».

Компактные установки для объектов Ольхона необходимо размещать в отапливаемых помещениях с соблюдением требований санитарных зон. При производительности менее 200 м3/сут. расстояние до ближайшего здания должно составлять как минимум 100 метров. Обслуживать одну компактную установку или их группу должна бригада в составе слесаря, механика, специалиста по наладке системы контрольно-измерительных приборов и автоматики, лаборанта, технолога. Бригада должна выезжать на сооружение не реже одного раза в неделю. Контроль качества поступающей и очищенной воды осуществляется с по­мощью полевой лаборатории.

Галина Амбросова отметила, что сейчас на рынке появился целый ряд отечественных локальных систем очистки сточной жидкости, производители которых декларируют, что они могут очищать воду от азота и фосфора. «На самом деле они не удаляют фосфор. На сегодняшний день апробирована только компактная установка фирмы «Решетилов и компания», способная очищать сточную жидкость по четырём показателям: БПК, взвешенным веществам, азоту и фосфору», – отметила она.