Очистные сооружения. Как достичь благополучия городов?

«Аргументы и факты» совместно со Всероссийским обществом охраны природы третий год подряд проводят программу «Уникальные водоемы России». Наблюдения, сделанные во время реализации этой программы, и многочисленные экспертные заключения показывают, что водоемы в населенных пунктах и вблизи них очень часто бывают хорошо благоустроены, оборудованы, но купаться в них Роспотребнадзор запрещает из-за различных бактерий и превышения норм вредных веществ. Это происходит из-за многих факторов, которые нужно изучать по каждому водоему индивидуально, но один из этих факторов просматривается практически везде — ненадлежащая очистка воды при сбросах. Об очистных сооружениях и их работе «АиФ» поговорил с экспертом-аналитиком ВНИИ «Экология» Минприроды РФ Владиславом Жуковым.

Важно выполнение национальных программ

Эксперт отметил, что одна из основ современной цивилизации, жизнеспособности существования городов, их развитие и процветание, непосредственно связанны с наличием систем водоочистки и водоподготовки. Современные системы очистки канализационных и промышленных стоков в городах напрямую связанны с обеспечением базовых принципов благополучной жизни населения.

«В эпоху, когда в крупных городах такие системы отсутствовали по причине низкого технологического развития, в результате распространения инфекций от эпидемий погибали целые города и поселения, унося жизни миллионов людей. Так, например, пандемия чумы в Европе, которую назвали "Черная смерть", унесла жизни 50 миллионов человек в период с 1346 по 1353 год. По количеству населения тех времен эти потери составили до трети всего населения Европы. Поэтому современные канализационно-очистные сооружения относятся к системообразующим инфраструктурным социально значимым объектам, строительство и эксплуатация которых должна выполнятся под строгим государственным контролем с соблюдением всех правил и требований», — сказал Жуков.

В новом майском указе президента для достижения национальной цели «Экологическое благополучие» определено пять важнейших задач: формирование экономики замкнутого цикла; двукратное снижение выбросов опасных веществ в городах с наиболее высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха к 2030 году; двукратное снижение к 2036 году сбросов неочищенных сточных вод и сохранение озера Байкал; ликвидация объектов накопленного вреда, достижение 50-процентной утилизации и обезвреживания опасных отходов; сохранение лесов и биоразнообразия, развитие ООПТ, включая экотуризм.

Очень важно, отмечает Жуков, чтобы уже на этапе разработки проектных решений при строительстве очистных сооружений и выполнения национальных программ в сфере водохозяйственного комплекса страны, жёстко соблюдался принцип импортозамещения и технологического суверенитета.

«Это очевидно, так как использование импортных технологий и импортного оборудование ставит под угрозу дальнейшую эффективную эксплуатацию очистных сооружений, связанную с огромными финансовыми потерями. Это очень важно учитывать при реализации таких национальных проектов, как "Вода России" и проектировании новых очистных сооружений на исторических территориях нашей страны», — считает он.

В целом в Российской Федерации действует рад целевых государственных программ, направленных на совершенствование системы водоснабжения и водоотведения, целью которых является обеспечение экологической безопасности и экологического благополучия населения и сохранение водных объектов страны. Но их выполнение в настоящее время поставлено под угрозу из-за многочисленных проблем, связанных со строительством и реконструкцией очистных сооружений. К данному моменту в российских регионах построено 106 таких сооружений, еще 43 находятся на стадии строительства. Только 65 из 106 построенных объектов соответствуют нормам и требованиям. «Например, проверка очистных в Ярославской области показала, что они построены неправильно. Очистные сооружения играют ключевую роль в современных городах, обеспечивая санитарное благополучие и защиту окружающей среды. В условиях роста урбанизации и увеличения антропогенного давления на природные ресурсы, функционирование эффективных систем очистки сточных вод является жизненно важным. Основная цель очистных сооружений — удаление загрязняющих веществ из бытовых и промышленных сточных вод, предотвращение их попадания в водоемы и почвы, что критически важно для охраны здоровья населения и экосистем», — пояснил эксперт.

Как очистные сооружения могут причинить вред?

Очистные сооружения выполняют несколько важных функций: декомпозиция органических веществ: биологическая очистка способствует разложению органических загрязнителей с помощью микроорганизмов; удаление взвешенных веществ: физико-химические процессы, в частности, фильтрация и коагуляция, удаляют взвешенные частицы; биоконверсия питательных макроэлементов: процессы нитрификации и денитрификации уменьшают концентрацию азота и фосфора, предотвращая эвтрофикацию водоемов; обеззараживание сточных вод: ультрафиолетовая обработка, обработка озоном, использование химических дезинфектантов, таких как соединения хлора, для уничтожения патогенных микроорганизмов.

Законодательное регулирование функционирования очистных сооружений осуществляется на национальном и международном уровнях. Например, в России деятельность очистных сооружений регламентируется Федеральным законом «Об охране окружающей среды» и рядом других нормативных актов, таких как СанПиН и ГОСТы. В Европейском Союзе подобная деятельность регулируется Директивой 91/271/ЕЕС «О очистке городских сточных вод». Однако, несмотря на значительную пользу, очистные сооружения могут сами стать источниками вторичных загрязнений, если в них используются вредные технологии или химические вещества. Например, хлорирование: хлор, применяемый для обеззараживания, может образовывать токсичные побочные продукты, такие как тригалометаны и другие хлорорганические вещества, которые являются канцерогенными веществами.

Дезинфицирующие технологии на основе озонирования: несмотря на высокую эффективность, озон может оказывать негативное воздействие на окружающую среду при неправильном использовании, так как его избыток приводит к окислению органических веществ и образованию нежелательных перекисных соединений и свободных радикалов. Процесс интенсивной аэрации используется для увеличения содержания кислорода в воде, но при этом может способствовать эмиссии летучих неприятно пахнущих соединений и парниковых газов, таких как метан, сероводород, меркаптаны и др., которые загрязняют атмосферу и являются вредными для здоровья и окружающей среды.

В последние годы внимание привлекло широкое использование фунгицида тиазона (дазомета) в очистных сооружениях для борьбы с биологическими загрязнителями. Исследования показывают, что тиазон оказывает сильное токсическое воздействие на водные организмы и накапливаться в экосистемах, приводя к долгосрочным экологическим проблемам. Тиазон, или дазомет, представляет собой химическое соединение, которое широко применялось ранее в 20-м веке наряду с печально известным и запрещенным в настоящее время ДДТ в качестве фумиганта, пестицида и биоцида для дезинфекции и подавления вредных микроорганизмов в почве — в сельском хозяйстве и системах очистки для обеззараживания биологических загрязнений. Основой для использования тиазона служил механизм его действия — при разложении тиазона в почве образуются токсичные вещества, которые отравляют насекомых-вредителей. Однако, помимо них, могут отравиться пчелы, птицы, животные и даже человек. Кроме того, исследования показали, что тиазон может оказывать долговременное воздействие и имеет накопительный эффект, представляя угрозу для здоровья человека и животных, жизни пчел и гидробионтов. В присутствии влаги в почве или осадках сточных вод, в которых влага присутствует по определению, тиазон подвергается гидролизу (разложению) до опасных веществ — формальдегида, монометиламина, сероводорода и метил-изоцианата, каждый из которых обладает высокой токсичностью. В частности, формальдегид обладает канцерогенным действием. Сероводород очень токсичен при вдыхании и может вызвать тяжелые последствия вплоть до смерти. Метил-изотиоцианат обладает высокой реакционной способностью. Этот продукт разложения взаимодействует с клеточными компонентами, нарушая их нормальную функцию. Попадая в организм через дыхательные пути, кожу или пищеварительный тракт, метил-изотиоцианат может вызывать различные биохимические и физиологические нарушения. Острая токсичность тиазона проявляется при кратковременном воздействии высоких доз. Симптомы острого отравления включают раздражение дыхательных путей, кашель, затрудненное дыхание, головную боль, тошноту и кожные высыпания. В тяжелых случаях возможно развитие бронхоспазма и ангионевротического отека. Исследования показали, что при высоких концентрациях метил-изотиоцианат вызывает значительное повреждение тканей, что требует немедленной медицинской помощи. Хронические эффекты тиазона связаны с длительным воздействием низких доз вещества. Постоянное воздействие тиазона может приводить к хроническим заболеваниям дыхательных путей, таким как хронический бронхит и астма. Долговременное воздействие также связано с ухудшением общего состояния здоровья, снижением иммунитета и повышенной чувствительностью к другим химическим веществам. Исследования канцерогенности и мутагенности тиазона показывают, что длительное воздействие метил-изотиоцианата может увеличивать риск развития онкологических заболеваний. Эксперименты на животных и клеточных культурах указывают на генотоксическое действие вещества, что проявляется в повреждении ДНК и хромосомных аберрациях. В частности, было выявлено увеличение частоты мутаций в клетках, подвергшихся воздействию метил-изотиоцианата, что свидетельствует о его потенциальной мутагенности и канцерогенности.

Время более безопасных препаратов

Как подчёркивает Жуков, далеко не все вещества, используемые в технологиях очистки канализационных стоков, безопасны для здоровья человека и окружающей среды. Тем не менее, такие вещества продолжают активно применяться в отечественной практике. Например, тиазон (дазомет) является одним из таких веществ, которые находят применение на различных очистных сооружениях в Российской Федерации. В частности, он применяется на крупных городских очистных сооружениях, таких как Люберецкие очистные сооружения (ЛОС) в Московской области. Эти сооружения, являющиеся одними из крупнейших в России, внедряют инновационные технологии полного цикла очистки сточных вод. Однако, несмотря на внедрение современных технологий, использование тиазона на таких объектах вызывает серьезные опасения из-за потенциального вреда для здоровья работников этих предприятий, а также населения, проживающего вблизи очистных сооружений и водоемов, куда сбрасываются очищенные сточные воды. Другая форма вреда связана с ростом использования технологий экономики замкнутого цикла, когда отходы используются в качестве сырья или материалов, полезных для дальнейшего использования. В частности, при решении задач восстановления нарушенных земель, воспроизводства плодородия почв, озеленения одновременно с задачами утилизации иловых осадков сточных вод городских очистных сооружений, тиазон и его токсичные производные могут попасть в почву городов, лесопарков и сельских территорий.

«Необходимо полностью исключить подобные риски путем тщательной оценки на этапах проектных решений выбора технологий очистки и химических реагентов, тем более, что широкий выбор среди современных и безопасных средств биоконверсии и обеззараживания органических отходов в полезные для дальнейшего использования субстраты есть. В первую очередь необходимо учитывать имеющиеся данные исследований по использованию тех или иных химических веществ для выявления их потенциального воздействия на здоровье человека и окружающую среду. Учет этих данных должен стать обязательной частью проектирования новых очистных сооружений и модернизации существующих», — рассказал эксперт.

Кроме того, по его мнению, следует продолжать уделять внимание новым отечественным разработкам и внедрению альтернативных, более безопасных технологий и реагентов, которые не будут представлять угрозу для здоровья и экосистем. Это может включать в себя использование современных биологических методов очистки, которые не требуют применения токсичных химических веществ, а также развитие и внедрение новых материалов и технологий, основанных на принципах «зеленой химии». «Эпоха ядохимикатов, таких как тиазон, уже миновала. Сейчас наступило время более безопасных препаратов с избирательным действием и существенно меньшими последствиями для окружающей среды и здоровья человека. Таким образом, стратегический подход к выбору технологий и реагентов для очистки сточных вод позволит существенно снизить риски, связанные с использованием опасных химических веществ. Это обеспечит надежную защиту здоровья населения и сохранение окружающей среды», — высказал он своё мнение