РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ В УЛУЧШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ МЕГАПОЛИСОВ

В современном мире проблема развития человечества превратилась в проблему развития городов, где на небольших территориях с высокой плотностью населения проблемы, связанные с обеспечением безопасной для человека среды обитания, взаимно усиливают друг друга, превращая города в пункты повышенной опасности для здоровья горожан.

Современная урбанизация — это растущая мировая тенденция, которая сопряжена с возникновением всё более важных экологических проблем. В настоящее время более половины населения мира живёт в городах, а число мегаполисов с населением более 10 миллионов человек постоянно увеличивается.

По прогнозам экспертов ООН к 2030 году в городах будет проживать более 65% мирового населения. Прогнозируется, что почти весь прирост мирового населения, который будет составлять около 3 млрд. человек, придется на городские районы, в результате чего в мире возникнет 100 новых мегаполисов с численностью более 5 млн. человек.

На современном этапе развития в городах резко обостряются экологические проблемы, причем степень сложности этих проблем находится в прямой зависимости от величины города.

Города усиливают антропогенную нагрузку на природные экосистемы, оставляя так называемый «экологический след» - совокупность площадей продуктивных земель и акваторий, занятых как под производство необходимой для жизнеобеспечения населения продукции, так и под ассимиляцию городских отходов.

Например, «экологический след» Лондона, города площадью 0,17 млн. га, где проживает 12% населения Великобритании, составляет около 21 млн. га. Это в 123 раза больше площади самого Лондона и эквивалентно площади всех продуктивных земель Великобритании. «Экологический след» города Ванкувера в Канаде почти в 174 раза превышает площадь самого города Ванкувера, в пределах его административных границ.

По данным экспертов ЮНЕП, для жизнеобеспечения и удовлетворения потребностей населения 29 городов бассейна Балтийского моря используется территория, площадь которой в 200 раз больше, чем общая площадь, которую непосредственно занимают эти города.

Главный принцип экологической безопасности, особенно в результате роста урбанизированных территорий, заключается в соблюдении права человека на благоприятную окружающую среду обитания. Это означает, что никакие обстоятельства не могут принудить человека находиться в опасных для его здоровья и жизни условиях.

Современные мегаполисы сталкиваются с проблемами комплексного характера, такими как загрязнение воды, воздуха и почвы, ростом количества отходов, плохим качеством продуктов питания, нехваткой энергии и многими другими, влияющими на качество жизни и здоровье людей. Причем, чем крупнее город, тем сложнее решать экологические задачи.

Наиболее интенсивному антропогенному воздействию подвергаются пресноводные ресурсы, доля которых в общей массе гидросферы составляет менее 0,4%. В тоже время активность водообмена, то есть скорость возобновления пресноводных ресурсов, которая исчисляется временным интервалом, необходимым для их полного восстановления, значительно снижается.

По оценкам экспертов ООН при сохранении существующих тенденций промышленное использование воды к 2025 году в мировом масштабе  увеличится вдвое, а уровень выбросов загрязняющих веществ в водотоки повысится в 4 раза, а к 2030 году прогнозируется пятикратное увеличение спроса на воду в большинстве крупных городов Юго-Восточной Азии. И это осторожный прогноз, потому что, например, в Пекине ежегодный спрос на воду за последние десятилетия возрос более чем в 100 раз.

В последние десятилетия ключевой проблемой для городских территорий является доступность и качество воды, однако рост потребностей в водных ресурсах может быстро исчерпать местные возможности городского водоснабжения.

Более того, сброс неочищенных сточных вод городских территорий в окружающую природную среду является одной из основных проблем урбанизирующегося мира.

Именно загрязнение водных ресурсов, особенно на селитебных территориях, равно как и отсутствие должных санитарных условий за их безопасностью, приводят к развитию хронических, инфекционных и не инфекционных заболеваний, в том числе респираторных, аллергических, диарейных, кишечно-глистных и других, к увеличению смертности, особенно детской, равно как и к снижению продолжительности жизни.

Демографическая нагрузка мегаполисов также способствует увеличению экологических рисков здоровью, при этом в наихудшем положении оказывается наиболее уязвимая часть городского населения.

Таким образом, одной из характерных черт современной цивилизации, связанных с развитием мегаполисов, является наличие эффективных систем водоочистки и водоподготовки, которые выполняют важнейшую природоохранную функцию, фактически представляя собой экологический барьер, предотвращающий поступление загрязняющих веществ коммунально-бытовых сточных вод и производственных стоков в природные водные объекты.

Основная цель очистных сооружений заключается в удаление загрязняющих веществ из бытовых и промышленных сточных вод и предотвращение их попадания в водоемы и почвы, что критически необходимо для охраны здоровья населения и состояния экосистем.

Актуальность такого подхода заключается в том, что работа современных систем очистки канализационных и промышленных городских стоков напрямую связана с обеспечением базовых принципов благополучной жизни горожан.

В последние десятилетия значительно активизировалось законодательное регулирование относительно функционирования очистных сооружений на международном и национальном уровнях. Например, в 2003 году в рамках Организации Объединенных Наций (ООН) принят «Стратегический план действий по городским сточным водам».

В Российской Федерации водные отношения по использованию и охране водных объектов регулируются водным законодательством, которое состоит из Водного кодекса РФ от 03.06.2006 № 74-ФЗ (ред. от 04.08.2023), других федеральных законов и принимаемых в соответствии с ними законов субъектов Российской Федерации.

В настоящее время в Российской Федерации действует ряд целевых государственных программ, направленных на совершенствование системы водоснабжения и водоотведения, целью которых является обеспечение экологической безопасности и сохранение водных объектов в интересах охраны здоровья и благополучия населения и страны.

Так, в Указе Президента РФ № 400 от 02. 07. 2021 г. «О стратегии национальной безопасности Российской Федерации» подчеркивается, что вопросы обеспечения экологической безопасности и рационального природопользования являются одним из приоритетных направлений реализации национальной безопасности страны.

Более того, в Указе Президента РФ № 309 от 07.05 2024 г. «О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2036 года» определены 6 национальных целей, среди которых: «Комфортная и безопасная среда для жизни» и «Экологическое благополучие», а также  установлены целевые показатели и задачи, выполнение которых характеризует достижение этих национальных целей:

1. «Комфортная и безопасная среда для жизни» зафиксировано «улучшение качества среды для жизни в опорных населенных пунктах на 30% к 2030 г. и на 60 % к 2036 г.»
2. «Экологическое благополучие» зафиксировано: 1) поэтапное снижение к 2036 г. в 2 раза выбросов опасных загрязняющих веществ, оказывающих наибольшее негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека, в городах; 2) снижение к 2036 г. в 2 раза объема неочищенных сточных вод, сбрасываемых в основные водные объекты.

Однако, несмотря на постоянное ужесточение во всем мире, в том числе и в России, законодательных и нормативных документов в сфере экологической безопасности, совокупные издержки на выплату штрафов и компенсаций за ухудшение состояния водных ресурсов, особенно на селитебных территориях, продолжают ежегодно увеличиваться,

Следует отметить, что, очистные сооружения, в случае использования неэффективных технологий или химических веществ, могут стать экологически опасными источниками вторичных загрязнений. Это обусловлено тем, что не все вещества, используемые в технологиях очистки канализационных стоков, безопасны для здоровья жителей мегаполисов и окружающей их среды обитания. Однако такие вещества до сих пор продолжают активно применяться в отечественной практике.

В этой связи необходимо в первую очередь учитывать верифицированные данные научных исследований по использованию тех или иных химических веществ и выявлять их потенциальное воздействие на здоровье человека и состояние окружающей среды. Анализ и учет таких данных должен стать обязательной частью проектирования новых очистных сооружений и модернизации существующих.

Научно обоснованный выбор технологий и реагентов для очистки сточных вод позволяет существенно снизить риски, связанные с использованием опасных химических веществ, тем самым обеспечивая защиту здоровья горожан и улучшение окружающей среды мегаполиса.

Принимая во внимание, что очистные сооружения для любого города являются критически важными объектами коммунальной инфраструктуры, особенно в условиях роста урбанизации и увеличения ее антропогенного давления на природные ресурсы, функционирование эффективных систем очистки сточных вод является жизненно важным.

Например, в городе Москва осуществляется проект «Мегаполис», основная цель которого создание очистных сооружений, не допускающих выброса в окружающую среду. Создаваемые в рамках этого проекта станции содержат инновационные решения по очистке сточных вод, с точки зрения, как применяемых технологий, так и бизнес - моделей.

Станции «Мегаполис» созданы специально для локального решения задачи отвода и очистки сточных вод в местах, где невозможно или экономически нецелесообразно подключение к существующим сетям. Такие станции предельно компактны и полностью закрыты, так как все технологические процессы очистки, обработки осадка, вспомогательные рабочие зоны и хозяйственно-бытовые помещения располагаются в одном здании.

В отличие от традиционных очистных сооружений с открытыми системами аэрации, отстойниками и иловыми полями, на станциях «Мегаполис» все процессы очистки и обеззараживания проходят внутри станции, в одном помещении, что позволяет значительно сократить не только территории санитарно-защитных зон, но и загрязнение окружающей среды мегаполиса. В результате высокого качества очистки стоков, очищенную на станциях «Мегаполис» воду можно использовать как для технических целей, так и для производственного водоснабжения.

Таким образом, в современных мегаполисах очистные сооружения играют важную роль, способствуя снижению выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух и водные ресурсы, тем самым обеспечивая санитарное благополучие и экологическую безопасность.

Кроме того, очистные сооружения играют ключевую роль в устойчивом развитии городской инфраструктуры, обеспечивая не только очистку сточных вод, но и способствуя сохранению экологического баланса мегаполиса, что в свою очередь, влияет на здоровье городского населения, снижая риски развития различных заболеваний.

Однако, несмотря на проводимые государством или предприятиями природоохранные мероприятия, проблема обеспечения экологической безопасности мегаполисов по-прежнему остается актуальной.  Вероятно, это связано с типом экономического развития, низкой эффективностью экологического мониторинга, недостатками в методической базе определения показателей экологической безопасности некоторых компонентов окружающей среды, а также достаточно низким уровнем осведомленности населения в этой сфере.

Для эффективного решения проблем обеспечения экологической безопасности мегаполисов, связанных с очисткой сточных вод, необходимо объединение знаний таких наук, как биология, география, физика, химия, социология и экономика.

Целесообразно также уделять больше внимания отечественным инновационным разработкам и внедрению альтернативных безопасных технологий и реагентов, которые не представляют угрозу для здоровья горожан и окружающей природной среды мегаполиса.  В этой связи следует активизировать развитие и внедрение новых отечественных материалов и технологий, основанных на принципах «зеленой химии».

В целях уменьшения степени уязвимости городского населения вследствие изменения окружающей среды в результате стремительной урбанизации, первоочередной задачей должно являться установление конструктивного партнерства между исполнительными, законодательными органами власти и гражданским обществом, преследующего общую цель – обеспечение экологической безопасности и комфортной жизни в мегаполисах.