Круговорот воды в городе: что влияет на качество воды, и как ее очищают в Петербурге

Saint Petersburg Neva River Credit: Puertomenesteo

Статья подготовлена специально для 59 номера издаваемого «Беллоной» журнала «Экология и право».

Хотя в обоих случаях действуют разные технологии, оборудование, стандарты и законы, разделять их нельзя: ведь содержимое водопровода берется из природы, на которую человек влияет в ходе своей жизнедеятельности. И наоборот: стоки, попадая в природу, рано или поздно возвращаются в наши краны питьевой водой.

Где раки не зимуют

Нужно сказать, что власти города и единственный поставщик воды в городской водопровод, Государственное унитарное предприятие (ГУП) «Водоканал Санкт-Петербурга», судя по их деятельности в последние годы, понимают эту взаимосвязь и ведут работу в усовершенствовании и той, и другой системы. Насколько успешно они справляются с поставленными задачами?

В дома и предприятия Петербурга вода поступает из Невы (а в Неву, как известно, – из Ладожского озера). За один час из реки выкачивается около 240 тыс. кубометров – это как 96 олимпийских плавательных бассейнов. На ГУП «Водоканал» насосы работают беспрерывно, 24 часа в сутки. Вода распределяется по девяти станциям, обслуживающим разные районы города, и там подвергается очистке. Но перед этим она попадает в… аквариумы с раками.

Разумеется, не простыми: к членистоногим подсоединены датчики. Речные обитатели обладают особенной чуткостью и восприимчивостью к составу воды. Если в ней окажется повышенный уровень каких-либо чужеродных компонентов, раки отреагируют на это учащенным сердцебиением, приборы передадут эту информацию на компьютеры, и сотрудники предприятия примут меры.

Рассказывая о принципах такой системы, носящей название «биомониторинг», сайт Российского НИИ комплексного использования и охраны водных ресурсов (РосНИИВХ) поясняет, что технически возможно постоянно отслеживать уровень некоторых компонентов, общее содержание солей и наиболее распространенные тяжелые металлы и органические соединения в воде путем рутинного отбора проб воды на контрольной точке для анализа химическими методами. Но такая система контроля, отмечает РосНИИВХ, не всегда дает истинное представление о состоянии водного объекта, а использование водных обитателей – речных рачков и рыб – позволяет оперативно оценивать качество воды в целом. В Петербурге система биомониторинга была запущена в 2005 году.

Раки несут свою службу на всех станциях ГУП «Водоканал». А вот технологии очистки различаются. В основном применяют обеззараживание при помощи реагентов и ультрафиолета, однако на одной из станций, Южной, не так давно ввели новый метод – озонирование. И тот и другой способы широко применяются в развитых странах и считаются самыми передовыми.

Сплошная латынь

Петербург стал первым городом в России, где применение ультрафиолетовых лучей для очистки воды стало повсеместным и обязательным. Но это – лишь один из этапов обеззараживания воды. Обычно он применяется в конце очистки. А перед этим жидкость с заборных станций проходит несколько ступеней. Первая – аммонирование. Использование сульфата аммония практикуется не только в Петербурге. Так, в Новочебоксарске Чувашской республики, по информации на официальном сайте города, сульфат аммония применяют с 2011 года, и аммонирование, рассказывает сайт, помогает добиться продолжительного обеззараживающего действия хлорреагентов и эффективно сокращает содержание в водопроводной воде неблагоприятно действующих на человеческий организм хлорорганических соединений, включая хлороформ.

Следующий обеззараживающий препарат – гипохлорит натрия. Им заменили более агрессивный хлор, которым обрабатывали воду раньше. Впрочем, в некоторых городах до сих пор его продолжают использовать, хотя эта технология уже считается устаревшей. Гипохлорит натрия на сегодняшний день – один из самых мощных и распространенных в цивилизованном мире способов нейтрализовать практически все вредоносные бактерии. Лишь немногие европейские города отказались от хлорирования.

После того как при помощи реагентов все микробы и бактерии убиты, требуется освободить воду от биологических остатков. Справиться с этой задачей помогают тесно связанные между собой процессы коагуляции и флокуляции. «Коагуляция» означает «свертывание, сгущение», а «флокуляция» – образование хлопьев. В процессе коагулирования вода осветляется при помощи химических реактивов, которые связывают частицы примесей, превращая их в осадок. Специальный коагулянт – сульфат алюминия – дестабилизирует молекулы нежелательных примесей, а при помощи флокуляции эти частицы притягиваются друг к другу, образуя большие хлопья. В таком виде их проще извлечь из воды.

Процесс отделения этих хлопьев от основной жидкости происходит в так называемом полочном отстойнике – конструкции, состоящей из многих тонких пластин-полочек. Оттуда вода выходит уже заметно более чистая. И готовая к следующему этапу – сорбции. На этом этапе вода проходит через сорбенты – то есть поглощающие вещества, – в частности, активированный уголь. Дополнительно очистке помогает песок. Уголь и песок не только очищают воду, но и придают ей приятный привкус.

И, наконец, завершающая стадия – облучение воды ультрафиолетом. Ультрафиолетовое излучение убивает болезнетворные микробы и вирусы, которые могли остаться в воде после обработки гипохлоритом натрия. Ультрафиолетовые лучи хороши тем, что оказывают только обеззараживающее действие, не влияя на вкус воды и не привнося в нее никаких посторонних веществ. В Петербурге данную технологию стали применять с 2008 года.

Не оставить микробам никаких шансов

На сегодняшний момент только на одной из девяти очистных станций – Южной – перед применением аммонирования, коагуляции, флокуляции, сорбции, обработки ультрафиолетовыми лучами воду обрабатывают еще и озоном.

Озон – сильный окислитель, он разрушает оболочки бактерий и вирусов и способствует их скорейшей гибели. Реакция проходит в герметичной камере, и увидеть ее невозможно. Озон действует быстро, в течение нескольких секунд, и не оставляет шансов на выживание ни одному виду микробов. При этом он не придает воде никаких привкусов и запахов.

На сегодняшний день озон считается одним из самых эффективных дезинфекторов. Он позволяет убить микроорганизмы в 300-3000 раз быстрее других средств. Кстати, еще один плюс в использовании озона – в осадочном состоянии он стерилизует стенки резервуаров.

В целом на полную очистку воды на станциях затрачивается порядка пяти часов. Когда она попадет в квартиры – зависит от удаленности жилья от станции. В некоторых случаях путь до наших кранов может растянуться на 24 часа, в течение которых вода будет путешествовать по разветвленной водопроводной сети.

Все дело – в трубах

И именно в этом кроется главная причина того, что нас зачастую не устраивает качество воды, которую мы получаем: состояние водопроводных труб пока не соответствует не только европейским стандартам, но иногда и нашим российским требованиям. Проблема – в изношенности оборудования в некоторых районах и домах города.

В старых трубах нередко можно обнаружить зеленоватый налет из микроорганизмов и ржавчину. Разумеется, часть этого «богатства» (если в вашей квартире не стоит дополнительных фильтров) обязательно попадает в воду, которая по таким коммуникациям течет. Поэтому, когда от горожан поступает жалоба на странный запах, цвет или вкус воды, снимаются две пробы: в квартире и на водомерном узле дома (участке водопроводной трубы у трубопровода, соединяющего городской водопровод с внутренним, находящимся в здании).

По примерным подсчетам, около 30% водопроводных сетей в городе изношены и требуют замены. Однако внутридомовые сети обслуживает не Водоканал, а управляющие компании, которым необходимо решать проблемы 23 тыс. многоквартирных домов Петербурга (примерно столько их в городе на сегодняшний день). Видимо, поэтому вопрос ремонта труб до сих пор остается проблемным и нерешенным: очень часто переговоры собственников жилья с управляющими компаниями ведутся сложно и долго, а сами компании не всегда проявляют инициативу в замене оборудования, которое хоть и плохо, но функционирует.

При этом до сих пор не все горожане знают, что в их силах повлиять на ситуацию, если обслуживающая их дом компания не желает заменять старые водопроводные трубы по требованиям жильцов. С 2004 года в Петербурге работает Госжилинспекция (ГЖИ), которая контролирует содержание жилищного фонда и придомовых территорий, в том числе и на основании заявлений от населения. Например, в 2014 году ГЖИ зафиксировала 9000 административных правонарушений и выписала штрафы на 150 млн рублей. Получается, что качество питьевой воды из-под крана зависит, в том числе, и от нашей активности.

Не вредно, но и не полезно

В целом, если смотреть на ситуацию с чистотой водопроводной воды в Петербурге, то, по мнению многих экспертов, вода безопасна для здоровья людей. При этом «безвредный» не значит «полезный». Ладожская и, как следствие, невская вода обладает специфическим минеральным составом – она считается ультрапресной, а значит, бедной на содержание необходимых организму магния, кальция и фтора. Учитывая, что водозабор происходит преимущественно поверхностным способом, основная концентрация этих элементов не попадает на станцию, и в результате мы пьем пускай и чистую, но «пустую» воду.

Врачи видят в этом одну из главных причин недостатка минеральных веществ в организме петербуржцев. И здесь уже ситуацию не исправить, поскольку иного источника воды, кроме как Ладога или Нева, в Северной столице нет и быть не может. Горожанам остается восполнять баланс микроэлементов за счет витаминных комплексов и здорового питания.

Гораздо больше в этом смысле повезло жителям Вены и Цюриха, чьи водопроводы берут питание от горных рек. Там воду из-под крана не только смело пьют без кипячения, но и по праву гордятся ею.

Для швейцарцев дополнительным плюсом стало то, что страна полностью отказалась от использования искусственных пестицидов на полях и фермах, исключив, таким образом, попадание этих веществ в природу, – в том числе источники воды, реки и озера.

Ну а теперь – в обратный путь

Сточные воды из домов Петербурга распределяются по трем крупным станциям аэрации (или обработки канализационных вод потоками атмосферного воздуха, с помощью которых происходит окисление и расщепление органических соединений и отдувка летучих примесей). К трем крупным аэрационным станциям Петербурга относятся Центральная, Северная и Юго-Западная. Некоторые районы, например Петродворец, Репино и Сестрорецк, отдают грязную воду на малые очистные сооружения.

До недавних пор для удаления вредных элементов из стоков использовались две ступени очистки: механическая и биологическая. Первая призвана отсекать более или менее крупный мусор при помощи различных решеток, отстойников и песколовок. Второй блок – это биологически активный ил, в котором беспрерывно трудятся аэробные микроорганизмы, расщепляющие органические вещества и нейтрализующие вредных микробов. Ил также поглощает загрязняющие вещества и, таким образом, очищает воду. После очистки извлеченный из стоков осадок сжигается, а вода возвращается в Финский залив, а также Неву и другие реки.

Однако в 1990-е годы Хельсинкская конвенция по защите Балтийского моря от загрязнений ужесточила требования по максимальному содержанию фосфора и азота в сточных водах, попадающих в Балтику. Это послужило толчком для внедрения в Петербурге более эффективного способа очистки – химико-биологического. Теперь, помимо двух уже использовавшихся этапов очистки на Водоканале стали применять метод осаждения фосфора при помощи сернокислого железа. Кроме того, на некоторых станциях происходит обеззараживание воды ультрафиолетовыми лучами. С 2011 года, как сообщает сайт ГУП «Водоканал», Петербург полностью выполняет рекомендации управляющего органа Хельсинкской конвенции, Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря (ХЕЛКОМ), по содержанию фосфора в сбросе сточных вод – не более 0,5 мг/л и азота – не более 10 мг/л.

Повышенное внимание к содержанию фосфора и азота в Финском заливе неслучайно. Переизбыток этих элементов провоцирует неконтролируемый рост сине-зеленых водорослей (цианобактерий). Их массовое разрастание и разложение являются причиной не только загрязнения воды, но и недостатка в ней кислорода, что вредит водным экосистемам и даже приводит к гибели обитателей моря, в частности ценных пород рыб. Поэтому борьба с этими водорослями и предотвращение их появления стали одним из главных направлений работы стран, имеющих выход к Балтийскому морю.

Слабые законы – грязная вода

При этом Россия, являющаяся одной из сторон ХЕЛКОМ, как ни печально, была и остается одним из главных загрязнителей залива. Несмотря на модернизацию очистных сооружений (как сообщил в середине августа официальный портал Администрации Санкт-Петербурга, к концу года должен завершиться первый этап начавшейся в 2012 году реконструкции одной из главных очистных станций – Северной), которые, согласно ГУП «Водоканал», очищают более 98% сточных вод, в акваторию по-прежнему поступает огромное количество грязных стоков. Причин, как минимум, две: разрешенные прямые сбросы и несанкционированные прямые выбросы, которые грубо нарушают требования по очистке отработанных вод.

В Петербурге, согласно сайту Водоканала, действует комбинированная система канализования: 30% территории (в основном районы новостроек и пригороды) канализованы по раздельной схеме (дождевые и талые воды собираются отдельно от остальных стоков) и 70% имеет так называемую общесплавную канализацию, в которую поступают хозяйственно-бытовые, промышленные, а также поверхностные (дождевые, талые) стоки.

При общесплавной канализации предприятия обязаны очищать загрязненные стоки до определенного уровня, не допуская попадания загрязнений в общую сеть. Но прямые сбросы, минующие канализацию, могут дополнительно загрязнять акваторию.

Выбросы пытаются контролировать надзорные органы, в частности природоохранная прокуратура; на многие объекты-нарушители накладываются взыскания и штрафы. Однако размеры выплат, предписанные законом, настолько малы, что виновные зачастую не предпринимают серьезных мер для исправления ситуации. Например, согласно статье 8.13 Кодекса об административных правонарушениях (КоАП) РФ, нарушение водоохранного режима на водосборах водных объектов, которое может повлечь загрязнение указанных объектов или другие вредные явления, влечет наложение административного штрафа: на граждан в размере от 500 до 1000 рублей; на должностных лиц – от 1000 до 2000 рублей; на юридических лиц – от 10 тыс. до 20 тыс. рублей. Неудивительно, что предприятиям гораздо выгоднее заплатить штраф, чем ставить дорогостоящие системы очистки.

Деньги на воду

К сожалению, все это отражается на состоянии рек города и Финского залива. Комитет по природопользованию Санкт-Петербурга в «Докладе об экологической ситуации в Санкт-Петербурге в 2014 году» приводит не самые оптимистичные данные.

Так, было проведено исследование 22 водотоков в пределах города. Только два участка из всех, где проводились замеры, получили оценку как «слабо загрязненные» – один в Фонтанке и один в Неве. Остальные водотоки охарактеризованы как «загрязненные», «очень загрязненные» и «грязные». К последним относятся реки Каменка, Ижора и Охта. Что касается Невской губы, замеры проводились в четырех районах акватории: Открытая часть, Северный курортный район, Южный курортный район и Морской торговый порт. Все они и в 2013, и в 2014 году получили статус «умеренно загрязненные». Примерно такие же показатели были в 2008 и 1997 годах – получается, о положительной динамике говорить рано.

Почему же ситуация не улучшается, несмотря на технические усовершенствования Водоканала? Еще одна причина – это канализационные сети Ленинградской и других близлежащих областей, чье состояние на сегодняшний день далеко от идеала. Значительная часть сооружений в этих регионах приходит в негодность, отчего они не способны очищать стоки, к тому же затруднен природоохранный контроль над многими из них. На реконструкцию и модернизацию канализационных сетей и станций аэрации нужны значительные деньги.

В некоторых случаях необходимые суммы можно было бы выделить, например, с уплаты штрафов за загрязнение окружающей среды, но и этого не происходит. Дело в том, что средства бюджета собираются в «общий котел» и далее распределяются по всем нуждам регионов. На природу просто не остается денег. Пока что эксперты видят только три выхода из сложившейся ситуации: это изменение законодательства с увеличением доли расходов бюджета на природоохранные мероприятия, увеличение сумм штрафов за негативное воздействие на окружающую среду, а также привлечение инвесторов, заинтересованных в постройке современных очистительных предприятий.

В свое время иностранные инвестиции значительно помогли Водоканалу модернизировать очистные сооружения и другие объекты. Остается надеяться, что и в будущем международное сотрудничество в этом направлении продолжится.

Анна Тятте