Попутно обращаем внимание читателей на статью Ю. Никанорова и Н. Туруниной «Влияние маломерного флота рыболовов-любителей на качество воды в водоемах» («Рыбное хозяйство», 1977, № 9). Авторы этой работы отталкиваются от цифры общего расхода горючего на водоеме и данных американской статистики, утверждающих, что в воду поступает 10—20% годового расхода топлива ЛПМ.
В последние годы в печати появилось много материалов, посвященных обсуждению вопроса о загрязнении воды рек, озер и водохранилищ маломерными судами. В прессе преобладают статьи, отражающие, главным образом, эмоции авторов. В крайне немногочисленных публикациях научно-технического характера, как правило, приводятся сведения о выбросе двигателем того или иного вещества за определенное время (см., например, статью В. Г. Клубкова в сборнике «Охрана водной среды» («Московский рабочий», 1978, стр. 53—63), т. е. данные, необходимые для решения вопроса о степени загрязнения воды маломерными судами, но сами по себе не позволяющие ответить на этот сложный вопрос.
В большинстве случаев утверждается, что катера и мотолодки — чуть ли не главный источник загрязнения воды и поэтому с ними следует вести борьбу. Все это вызывает необходимость разобраться, насколько же в действительности серьезна опасность загрязнения воды маломерными моторными судами?
Единственным объективным показателем загрязнения воды является концентрация в ней загрязняющих веществ. Каждое такое вещество (особенно органическое), попав в воду, претерпевает изменения в связи с участием в протекающих в ней химических и биологических процессах; конечным результатом этих изменений являются, как правило, уже безвредные вещества, входящие в состав естественной (не загрязненной) воды водоема. Иными словами, происходит самоочищение воды. Количество каждого вещества в воде определяется соотношением скоростей поступления его в воду и самоочищения водоема. При определенном соотношении этих скоростей количество загрязняющего вещества в водоеме может оставаться постоянным, несмотря на его непрерывное поступление.
Очевидно, что концентрация вещества есть отношение количества вещества в водоеме к объему воды, с которой оно перемешано. Чтобы понять, как сильно загрязнен водоем, нужно сравнить эту фактическую концентрацию с предельно допустимой концентрацией (ПДК), определяемой специальным официальным перечнем (см., например, «Перечень ПДК загрязняющих веществ в воде водных объектов рыбоводческого назначения» в сб. «Охрана окружающей среды», Л., «Судостроение», 1978).
Моторные маломерные суда представляют собой специфический источник загрязнения. Поскольку трассы движения этих судов фарватерами не ограничены и покрывают акватории достаточно равномерно, а сами суда находятся на воде практически в течение всего сезона (суточной неравномерностью движения можно пренебречь), можно считать, что загрязняющие вещества поступают с них в воду непрерывно и с постоянной скоростью, а распределяются равномерно по всей поверхности водоема. Кроме того, можно считать, что концентрация этих веществ непосредственно за кормой движущегося судна мало отличается от средней по водоему концентрации.
В принципе известен средний выброс загрязняющих веществ (как по составу, так и по количеству) одним судном. Поэтому, если известно число судов на данном водоеме, можно найти и концентрацию каждого из загрязняющих веществ в воде водоема. Однако представляется более целесообразным сформулировать задачу по-другому: выяснив, какое из загрязняющих веществ дает при прочих равных условиях концентрацию, составляющую наибольшую долю ПДК, и задавшись для данного вещества величиной этой доли, приходящейся на маломерные суда (это необходимо, поскольку кроме судов это вещество может поступать в тот же водоем из других источников загрязнения), определить для каждого водоема допустимое число судов. Это позволит сравнивать фактическое число судов с допустимым и даст основания для аргументированного решения вопроса о том, необходимо ли ограничивать число единиц маломерного флота на данном водоеме.
Формулы для определения допустимого для данного водоема числа маломерных моторных судов Nпд имеют вид1:
Здесь спд — ПДК вещества, загрязнение которым определяет допустимое число судов;
q — среднее количество этого вещества, выбрасываемое одним судном за навигацию;
х — постоянная самоочищения для данного вещества, т. е. время, за которое количество вещества, введенного одновременно в чистую воду, уменьшается в е≈2,72 раза;
Т — время навигации;
V — объем перемешиваемой воды;
L — длина участка реки, на котором определяется число судов;
Q — расход воды на этом участке реки;
v — скорость течения воды в реке;
x — доля допустимого загрязнения данным веществом, которая может быть отведена маломерному флоту.
Рассмотрим подробнее эти параметры.
Прежде всего отметим, что различие формул для рек и для озер состоит не только в разной форме записи объема воды. В реке перемешивание воды из-за турбулентности потока происходит быстрее, чем в водоеме без течения, где процесс перемешивания идет в основном благодаря волнению, поднимаемому самими судами и ветром. Поэтому в формулу для рек входит весь объем воды данного участка, а в формулу для озер — объем слоя перемешиваемой воды, т. е. произведение площади водоема на толщину этого слоя, которая составляет около 5 м.
Таким образом, при средней глубине озера (т. е. отношении объема воды к площади S водоема) более 5 м, объем слоя перемешиваемой воды V = 5S. При средней глубине менее 5 м учитывается просто объем воды этого водоема.
Этот состав выброса без изменений принят и для оценки загрязнения воды отечественными подвесными моторами.
Следует иметь в виду, что среднее время эксплуатации мотолодки на ходу в США составляет около 130 ч, а в нашей стране не превышает 40—50 ч (в Америке во многих районах навигация круглогодичная, а у нас практически не превышает 4 месяцев). С другой стороны, в составе топливной смеси американских двигателей смазочное масло, дающее наибольшую долю в выбросе углеводородов, составляет 1/50 часть, а у нас — 1/20. Эти два фактора примерно компенсируют друг друга. Немаловажно, что средняя мощность подвесного мотора в США в 1971 г. была равна 35—37 л. с., тогда как у нас она и сейчас не превосходит 15—20 л. с. Последнее обстоятельство позволяет считать данные о среднем выбросе одним мотором существенно завышенными.
Бенз(а)пирен представляет собой канцерогенное вещество, на опасность содержания которого в выхлопе особенно часто указывают противники маломерного флота. Однако расчеты по предлагаемой методике с учетом самоочищения воды показывают, что при числе маломерных судов, равном допустимому для данного водоема, концентрация бенз(а)пирена относительно ПДК будет примерно в 30 раз ниже, чем нефтепродуктов. Другими словами, ограничивает число эксплуатируемых судов выброс в воду именно нефтепродуктов, а не бенз(а)пирена.
Часто упоминают также об опасности загрязнения воды свинцовой присадкой к топливу — тетраэтилсвинцом. Однако это вещество в состав бензина А-72, на котором работают все отечественные подвесные моторы, не входит. Выделяемые в большом количестве окислы углерода быстро выходят из воды, поэтому их влияние можно не учитывать. Как уже упоминалось, наиболее сильно загрязняют воду нефтепродукты, для которых: спд=0,05 мг/л; q=25 кг, а постоянная самоочищения τ=27 ч.
Время навигации можно считать равным 3600 ч.
Подставляя в формулы для Nпд указанные значения, получим следующие выражения для оценки допустимого числа судов:
Здесь: V — в м3; Q — в м3/с; L — в м; v — в м/с.
Особого обсуждения требует величина коэффициента х, определяющего долю общего загрязнения водоема данным веществом, отводимую маломерному флоту. Коэффициент этот, естественно, для разных водоемов различен и зависит от многих факторов. Очевидно, что в каждом водоеме фактическая концентрация каждого из веществ и в первую очередь — нефтепродуктов, поступающих от всех источников загрязнения (промышленных предприятий, транспортного речного флота, автотранспорта и т. д. и т. п., а также маломерного флота), не должна превышать ПДК. По-видимому, водоемов, не имеющих других источников загрязнения, кроме катеров и мотолодок, нет, поэтому х всегда меньше единицы. Какую именно величину х вводить в расчет — решают местные органы власти с учетом данных органов Госкомитета по гидрометеорологии и контролю природной среды, санэпидслужбы и всех заинтересованных сторон. Чем больше этот коэффициент, тем больше допустимое число маломерных судов, тем лучше условия для активного отдыха местного населения, развития водных видов спорта и туризма, тем больше перевозки маломерным флотом. Ясно, что уменьшение фактической доли промышленных предприятий, например, всегда будет связано с повышением затрат на строительство очистных сооружений. Видимо, разумно рассчитывать на величину х≈0,1, т. е. на «выделение» маломерному флоту сравнительно небольшой доли допустимого загрязнения воды, однако еще раз подчеркнем, что этот сложный вопрос должен решаться дифференцированно для каждого водоема.
В качестве примера оценим допустимое число маломерных моторных судов на различных участках Волги в предположении, что х=0,1. Необходимые для оценки параметры водохранилищ и отдельных участков Волги заимствованы из книги В. И. Тоняева «География внутренних водных путей СССР» (М., «Транспорт», 1977). Результаты расчета приведены в табл. 2.
Допустимое число судов получается достаточно значительным. Для сравнения укажем, что по данным НТИ на Иваньковском водохранилище, например, реально базируется 5—7 тыс. судов, т. е. в 3—4 раза меньше допустимого. Если в приводимые формулы подставить вместо Nпд реальное число судов, можно оценить загрязнение водоема. В частности, для Иваньковского водохранилища получаем, что загрязнение маломерным флотом составляет величину порядка 2—3% допустимого.
Оценим допустимое число судов еще для нескольких водоемов. В статье М. Кабакова «Чудовище Плещеева озера» («Литературная газета», 1979, 20 июня) местные владельцы мотолодок были обвинены в загрязнении озера мазутом. Площадь озера составляет 50 км2, глубина — более 5 м. Следовательно, допустимое число мотолодок — порядка 5 тыс., тогда как из той же статьи явствует, что на самом деле на озере имеется 1200 мотолодок, т. е. в 4 раза меньше (загрязнение составляет при этом 2,5% допустимого).
В 1978 г. было запрещено плавание моторных судов на Ново-Воронежском водохранилище. По расчетам получается, что на этом водоеме могло бы базироваться 4 тыс. судов.
Приведенные оценки показывают беспочвенность утверждений о существенном загрязнении воды катерами и мотолодками. Однако все сказанное выше относится к загрязнению воды движущимися по акватории судами (отметим, что даже локальная концентрация нефтепродуктов непосредственно за кормой судна, идущего со скоростью 25 км/ч, не превышает 25% ПДК). В то же время на большинстве водоемов имеются места, где суда какое-то время даже стоят с работающими двигателями или двигаются с малой скоростью и где концентрация судов очень велика. Это стоянки.
Наиболее сложная, с точки зрения загрязнения воды, ситуация имеет место на стоянках, расположенных в замкнутых заливах, ковшах или непроточных каналах. На такого типа стоянках легко определить объем воды, приходящейся на одно судно, и, пользуясь приведенными выше формулами, определить допустимый выброс нефтепродуктов на одно судно.
В качестве примера возьмем стоянку комбината бытового обслуживания в поселке Завидово на Иваньковском водохранилище. Мотолодки размещаются здесь по 120 штук в каналах длиной 120 м, шириной 20 м и глубиной 2 м. На одно судно приходится 40 м3 воды. Полагая для стоянки х=1 (других источников загрязнения нет) и принимая спд=0,05 мг/л, Т=3000 ч, τ=27 ч, получим 0,2 кг.
Средняя за время эксплуатации двигателя на полную мощность масса выброса нефтепродуктов составляет примерно 0,5 кг/ч (25 кг за 50 ч). Даже если считать, что на стоянке, где двигатели работают на малых оборотах, эта цифра будет в 2,5 раза меньше (т. е. 0,2 кг/ч), получается, что допустимое количество нефтепродуктов будет выброшено за 1 ч работы. Допустим, что за навигацию судно совершает 30 выходов со стоянки. Тогда выходит, что этот час соответствует всего 1 мин работы двигателя при входе на стоянку и выходе с нее. А ведь помимо выброса через выхлопную трубу нефтепродукты попадают в воду и другим путем: при утечке из карбюратора в момент его наполнения перед запуском или, скажем, при наклоне мотора для подъема дейдвудной части из воды. Даже если при каждой из этих операций в воду будет попадать всего по 1 г топливной смеси, общий выброс этим путем за навигацию составит 60 г, т. е. около трети допустимого. А ведь существуют еще и случайные потери топлива при заправке. На стоянках, где дело поставлено плохо, бывает и так, что перед отплытием с катеров откачивают подсланевые воды, всегда содержащие некоторое количество нефтепродуктов — результат утечки топлива и особенно смазочных масел.
Если мы не хотим, чтобы состояние водно-моторных баз и стоянок стало веским аргументом сторонников запрещения маломерного флота, необходимо до предела сократить любые потери нефтепродуктов. В частности, необходимо полностью запретить на стоянках движение под двигателем всех судов с выхлопом в воду и сливом охлаждающей воды через выхлопную трубу. Необходимо при подходе к стоянке заблаговременно перекрывать топливоподачу и выжигать топливо из поплавковой камеры, чтобы устранить его попадание в воду при подъеме дейдвуда. Надо запретить регулировку двигателей на транце (очевидно, для этой цели потребуются специальные ванны) и откачку подсланевых вод (стоянки придется оборудовать специальными пунктами для их сбора). Наконец, должны быть запрещены любые операции с открытой топливной смесью и смазочными материалами не только на пирсах, но и в других местах территории, с которых пролитые нефтепродукты в конце концов могут попасть в воду.
На основании изложенного выше можно сделать следующие выводы:
1. Для каждого водохранилища, озера, участка реки местными органами власти и органами санитарного надзора должно быть определено допустимое число маломерных моторных судов.
2. Расчеты допустимого числа судов и загрязнений ими конкретных водоемов по предлагаемым формулам в большинстве случаев показывают необоснованность постановки вопроса о запрете плавания моторных судов в связи с загрязнением воды.
3. Владельцы маломерного флота, администрация баз и стоянок, руководство водно-моторных и водноспортивных клубов, навигационно-технические инспекции должны принимать все возможные меры для уменьшения загрязнения воды нефтепродуктами, особенно на акваториях стоянок.
Примечания
1. Подробный вывод этих формул дан в статье В. К. Плотникова и П. К. Ревиной «Методика оценки допустимого загрязнения воды моторными маломерными судами» (см. журнал «Метеорология и гидрология», 1980, № 11).