Организация питьевого водоснабжения в Стокгольме (часть первая)

Европейская комиссия удостоила Стокгольм первым среди европейских городов звания «Зеленая столица» 2010 года, отдав должное успехам в области экологии и качества жизни и дав высокую оценку работе коммунальных служб. Система водоснабжения Стокгольма надежно обеспечивает высококачественной водой столицу Швеции и расположенные в пригородной зоне муниципалитеты общей численностью около 1,5 млн. человек. Водопроводные сети поддерживаются в отличном состоянии, а на станциях водоподготовки внедряются новейшие методы обработки.

Стокгольм расположен на восточном побережье озера Меларен, на берегах протока Норстрём, соединяющего это озеро с заливом Балтийского моря Сальтшён, и на 14-ти островах. Население Стокгольма составляет 840 тыс. человек (2009 г.), а с пригородной зоной - более 1,25 млн. человек. Население же Большого Стокгольма достигает почти двух миллионов жителей, что составляет 21% от всего населения страны. Здесь расположены крупнейшие предприятия, которые производят 35% валового внутреннего продукта.

Стокгольм обычно делят на три части: Центр - Иннерстаден (Innerstaden), Южный Стокгольм - Сёдерорт (So derort) и Западный Стокгольм - Вестерорт (Vа sterort).

Городская агломерация состоит из 26-ти муниципальных образований. Собственно в Стокгольм входят следующие муниципалитеты: Стокгольм (Stockholm), Лидингё (Lidingo ), Экерё (Ekero ), Накка (Nacka), Вермдё (Vа rmdo ), Салем (Salem), Боткюрка (Botkyrka), Худинге (Huddinge), Тюресё (Tyreso ), Сёдертелье (So dertа lje), Нюкварн (Nykvarn) и Нюнесхамн (Nynа shamn). В северной части находится еще 14 муниципалитетов: Книвста (Knivsta), Сигтуна (Sigtuna), Валлентуна (Vallentuna), Норртелье (Norrtа lje), Уппландс-Бро (Upplands-Bro), Уппландс-Весбю (Upplands Vа sby), Тебю (Tа by), Ёстеракер (o steraker), Соллентуна (Sollentuna), Дандерюд (Danderyd), Ваксхольм (Vaxholm), Ерфелла (Jа rfа lla), Сундбюберг (Sundbyberg), Сульна (Solna) и Ханинге (Haninge).

Около 10% городской площади занято водой - проливами и протоками озера Меларен. Значительную территорию Стокгольма занимают парки, сады и зеленые массивы. Почти 95% столичного населения живет рядом с рекреационными зонами (не далее 300 м), что создает исключительно благоприятные условия для жизни горожан. Стокгольм - один из немногих крупных мировых мегаполисов, где можно спокойно пить воду из-под крана. Все это повлияло на решение Европейской комиссии присудить Стокгольму звание «Зеленая столица» 2010 года - первому из европейских городов, получившему подобный почетный титул. За право называться самым экологичным городом Европы соревновались 35 городов.

Главным источником водоснабжения Стокгольма, а также большой пригородной зоны является озеро Меларен (Mаlaren), третье по величине в стране после озер Венерн и Веттерн. Всего же воду из озера для хозяйственно-питьевых целей используют более 2 млн. шведов.

Озеро Меларен имеет очень сложную конфигурацию: многочисленные заливы, острова (около 1200), бухты, мысы и протоки. Его площадь - 1140 км2, объем - 14 км3, длина - 120 км, максимальная глубина - 64 м, средняя глубина - примерно 13 м.

Общая водосборная территория составляет 22603 км3 (примерно 5% всей территории страны). На этой территории преобладают леса и заболоченные участки (70%), сельскохозяйственные земли и пастбища (20%) и пресноводные водоемы (10%).

Озеро Меларен является проточным водоемом - имеет сток в Балтийское море в районе восточных пригородов Стокгольма. В озеро впадает довольно много рек и ручьев, десять из которых наиболее крупные (Эскилстуна, Арбогаан, Хедстрёммен, Кёпингсан, Кольбексан, Свартан, Саган, Ёрсундаан, Фюрисан и Ракстаан). В водосборном бассейне суммарный сток этих рек достигает 80%. Озеро имеет значительную протяженность с запада на восток (около 100 км) и очень неоднородный состав воды. Северо-восточная морена сравнительно богата питательными веществами и в ней значителен процент богатых углеродом почв, процент торфяников невелик, поэтому ацидификация воды в пределах нормы и вода наиболее прозрачна. В северо-западных районах ситуация противоположная: там бедные почвы и много торфяников, в результате в воде меньше питательных веществ, кислотность повышена и вода имеет выраженный желтовато-коричневатый оттенок. Параметры циркуляции воды также отличаются в разных частях озера: максимальные значения зарегистрированы на западе, а минимальные - в центральном районе и на северо-востоке озера. В самой восточной части озера возле Стокгольма также отмечаются очень высокие уровни циркуляции, что благотворно влияет на санитарное состояние водоема. Учитывая гидрологические особенности, вся акватория озера разделена на шесть зон.

С 1972 года на озере Меларен проводится постоянный мониторинг качества воды. Всего действует 11 базовых станций отбора проб по многим параметрам, которые расположены во всех шести зонах. Это - Гальтен (Galten), Блакен (Blacken), Гранфьерден (Granfjа rden), Вестересфьерден (Vа stera°sfjа rden), Свиннегарнсвикен (Svinnegarnsviken), Ульвхеллсфьерден (Ulvhа llsfjа rden), Норт Престфьерден (N. Prа stfjа rden), Сёдер Бьёркфьерден (S. Bjo rkfjа rden), Экольн (Ekoln), Скарвен (Skarven) и Гёрвельн (Go rvа ln). Отбор проб воды с различной глубины для химического анализа производится 6 раз в год: в конце февраля - начале марта, в апреле, мае, июле, августе и сентябре. Как правило, исследуются физические и химические параметры воды, в том числе температура, концентрация кислорода, значение рН, электропроводность, уровни Ca, Mg, Na, K, показатели щелочности, уровни Si, SO4, Cl, NH4-N, NO2 + NO3-N, содержание общего азота, азота по Кьельдалю, PO4-P, общего фосфора и общего органического углерода, уровни хлорофилла а, количество взвешенных частиц и цветность. В ряде мест дополнительно определяется концентрация в воде KMnO4, Fe и Mn. Кроме того, для получения более полного представления о состоянии водной биоты регулярно выполняются исследования фитопланктона и зоопланктона.

В целом качество воды в озере можно назвать очень хорошим. Основными биогенными веществами, поступающими в акваторию озера, а затем и Балтийское море, являются азот и фосфор.

Главным источником загрязнения воды в озере является аграрный сектор: нагрузка по азоту составляет 37%, а по фосфору - 61%. С муниципальными стоками в водоем поступает 22% азота и 6% фосфора. В процессе естественного вымывания питательных веществ из почвы в лесах и некультивируемых территориях в воде оказывается 15% азота и 8% фосфора. Вклад атмосферного переноса загрязнителей также ощутим: 13% азота и 2% фосфора. Дополнительными источниками поступления фосфора являются нецентрализованные хозяйственно-бытовые сточные воды (8%) и ливневые стоки (6%). Доля промышленности в загрязнении бассейна незначительна: 3% азота и 2% фосфора.

В воде озера Меларен практически повсеместно наблюдается снижение уровней общего азота, которое началось в начале нынешнего века. Во многом это стало возможным благодаря мерам по сокращению сброса неочищенных стоков в коммунальном секторе и в сельском хозяйстве. Самые высокие концентрации азота в озере зарегистрированы на станциях мониторинга Экольн и Скарвен: около 1800 и 1500 мкг N/л соответственно. Эти станции расположены в северо- восточной части озера Меларен, и высокие концентрации общего азота в воде непосредственно связаны с интенсивным сельскохозяйственным производством в этом регионе страны. Кроме того, это наиболее населённая территория, поэтому вполне очевидно, что объем недостаточно очищенных стоков, а также другие антропогенные факторы повлияли на высокие показатели азота в этой зоне.

Некоторые прибрежные территории озера Меларен, особенно вблизи Стокгольма, почти полностью застроены причалами для катеров и лодок, зданиями кафе, яхт-клубов, различными пляжными сооружениями и т.п.

Низкие уровни азота на станции Гёрвальн, расположенной в непосредственной близости от мегаполиса, скорее всего, объясняются гидрологическими особенностями этого района озера (высокие показатели циркуляции воды, большие глубины и др.).

Минимальные концентрации азота в воде отмечаются в районе станций Норт Престфьерден и Сёдер Бьёркфьерден в юго-восточной зоне (500 и 400 мкг N/л соответственно), а также на станции Гальтен в самой западной точке озера (600 мкг N/л). По сравнению с 1995 годом положение дел с азотом явно улучшилось (тогда на станции Экольн регистрировались концентрации до 2000 мкг N/л, а на станции Скарвен - до 1800). Существенно снизились концентрации азота на станциях Вестересфьерден (с 1500 мкг/л в 1995 году до 800 мкг/л в 2008 году) и на станции Гальтен (с 1100 мкг/л до 600 мкг/л). Снижение показателей азота также отмечено на станциях Свиннегарнсвикен и Ульвхеллсфьерден (с 1100 мкг/л во второй половине 1990-х гг. до 600-700 мкг/л в 2008 г.). Однако, если сравнивать показатели 2008 года с данными по второй половине 1980-х гг., то часто большой разницы не видно. Выраженное увеличение нагрузки азота на водоем в 1990-е гг. можно объяснить возросшей активностью в аграрном секторе, особенно в северо-восточных районах (диффузные стоки, смыв с полей удобрений) и ростом численности населения, постоянно или временно проживающего на территориях, непосредственно прилегающих к озеру (стоки децентрализованных систем канализации и недостаточно очищенные на КОС муниципальные стоки).

Что касается общего фосфора, то наименьшие уровни также обнаружены на юго-востоке озера на станциях Норт Престфьерден и Сёдер Бьёркфьерден (около 20 мкг Р/л). В отличие от азота, максимальные уровни фосфора зафиксированы на станции Гальтен (около 50 мкг Р/л). Причина этого заключается, скорее всего, в вымывании фосфора из почв, покольку говорить о значительном антропогенном воздействии в этом районе не приходится. Вообще нужно сказать, что за последние 40 лет концентрации фосфора в озерной воде существенно снизились. Особенно показательны в этом отношении северо-восточные районы (станции Экольн и Скарвен). Если в 1970-е годы уровни общего фосфора достигали почти 150 мкг Р/л, то сейчас эти показатели не достигают 40 мкг Р/л, т.е. произошло реальное снижение нагрузки на водоем более чем в 3,5 раза. Это связано с ужесточением технологии очистки стоков и почти полном прекращении поступления фосфора с промышленными стоками (всего 2% в 2008 году).

Концентрация органических веществ в воде измеряется путем определения содержащегося в них углерода. Самые высокие показатели общего органического углерода наблюдались в северо-восточной части озера на станции Экольн и к югу от станции Скарвен (более 12-13 мг/л), куда он поступает в озеро из бассейна рек Мерстаан и Оксундаан. Источники углерода здесь как естественные, так и антропогенные - вымывание из лесных почв и смыв удобрений с полей. Некоторое повышение уровней также выявлено на западе и юго-западе в районе станций мониторинга Гальтен и Блакен (10-11 мг/л). Окраска воды непосредственно зависит от наличия растворённых органических веществ. На станции Гальтен окраска воды вызвана вымыванием веществ из почв. В других местах озера (территории вдоль северного побережья) коричневатый оттенок воды обусловлен присутствием органических соединений, поступающих преимущественно из заболоченных и богатых гумусом почв. Самую прозрачную воду можно увидеть в центральных районах, где почти не ощущается влияние рек, впадающих в озеро. В местах водозабора на городских станциях водоподготовки Гёрвельн, Ловё и Норсборг показатели цветности (по платиновой шкале) практически одинаковые: 20, 22 и 20 мг/л соответственно. Самые высокие показатели общего органического углерода - на водозаборе станции Гёрвельн (11 мг/л), более низкие - на станции Ловё (7,5-8 мг/л), самые низкие - на станции Норсборг (7 мг/л). Хотя все три станции расположены недалеко друг от друга, данные по этому участку озера Меларен весьма разнятся. Самые высокие значения общего органического углерода - в зоне наблюдений станции мониторинга Скарвен (водозабор станции Гёрвельн), менее высокие - в районе станции мониторинга Гёрвельн (водозабор станции Ловё) и самые низкие - к востоку от станции мониторинга Сёдер Бьёркфьерден (водозабор станции Норсборг).

Содержание кальция в воде озера Меларен в целом не превышает 30 мг/л и составляет на водозаборах станций Гёрвельн, Ловё и Норсборг 27, 24 и 20 мг/л соответственно. Концентрации магния (на тех же станциях) были следующими: 4, 5 и 4 мг/л, а концентрации натрия: 12, 12 и 10 мг/л соответственно.

Значение рН в озере колеблется от 7,3 до 7,8, что свидетельствует о наличии нормального кислотно-щелочного баланса и полном отсутствии явлений ацидификации. Самые высокие значения рН зарегистрированы в самых восточных и северо-восточных районах озера: на станциях мониторинга Гёрвельн (максимальное значение 7,8), Скарвен и Экольн, поэтому здесь уже можно говорить о слабощелочной воде. Это объясняется наличием пород с высоким содержанием извести в этой области провинции Упланд, которые поступают в озеро с водой рек и ручьев. Следует отметить, что даже на западе и северо-западе озера, где наиболее ощутимо влияние кислых вод с повышенным содержанием гуминовых кислот, значение рН не опускается ниже 7,2 - 7,3. Самые низкие значения - в зонах станций Блакен (7,2), Гальтен (7,3) и Гранфьерден (7,4). Поскольку водозаборы водопроводных станций Стокгольма расположены в восточной части озера, т.е. там, где отмечаются наиболее высокие показатели, то это отражается на значениях рН на водозаборах станций: Гёрвельн (7,8), Ловё (7,8), Норсборг (7,7).

Так как озеро Меларен является важнейшим источником водоснабжения для нескольких миллионов жителей столичного региона, то очень важно обладать полной информацией не только о качестве воды в озере, но и о состоянии прибрежных территорий. Озеро не является заповедником или территорией с особым статусом, хотя ряд природных объектов находится под постоянным контролем соответствующих ведомств и организаций, в частности, места гнездовья некоторых редких птиц, таких, например, как большой баклан, орлан-белохвост, чернозобая гагара и скопа. Наибольшее количество людей постоянно проживает в восточных и юго-восточных прибрежных районах, непосредственно примыкающих к Стокгольму. Здесь плотность застройки максимальная и почти не осталось свободных участков вдоль берега. В других местах интенсивность освоения территории, как правило, возрастает по мере приближения к крупным населенным пунктам, кроме того, несколько городов и муниципалитетов (Сёдертелье, Стренгнес, Кёпинг, Вестерас, Кальмерсанд, Сигтуна и др.) расположены непосредственно на берегах озера.

Значительную опасность для качества озерной воды представляют местные источники загрязнения, в основном канализационные стоки из частных домов и коттеджей, не подсоединённых к централизованным системам канализации и не оборудованных полноценными системами очистки хозяйственно-бытовых стоков, а также пестициды и гербициды, применяемые в садах, огородах и на спортивных площадках. Наиболшие изменения на прибрежных территориях озера Меларен происходили в период с середины 1960-х гг. до конца ХХ века. Именно тогда многие свободные территории были застроены и появилось много коттеджей, домиков для воскресного отдыха, кафе и пляжных сооружений.

Начиная с 1990-х гг. также отмечается резкое увеличение числа причалов и пирсов для яхт, катеров и лодок, которых на озере насчитывается несколько тысяч. Если капитальные здания - гостиницы, пансионаты, рестораны, кафе и яхт-клубы, как правило, подключены к муниципальным канализационным сетям или оборудованы современными системами очистки стоков, то небольшие домики, бунгало и лёгкие коттеджи для воскресного отдыха зачастую не имеют таких систем. Около 90% всех сооружений в прибрежной зоне оборудовано полноценными средствами очистки, остальные либо вообще не имеют очистных устройств, либо эти устройства не соответствуют существующим стандартам. Ситуацию усугубляет тот факт, что большинство таких построек находится в непосредственной близости от воды.

Активное развитие водных видов отдыха, включая яхтенный и водно-моторный спорт, также неблагоприятно влияет на состояние водоема и качество воды (выбросы лодочных моторов, аварийный или нелегальный сброс топлива и льяльных вод, появление большего количества мусора, и др.). Весьма негативно влияют на качество воды выбросы лодочных моторов: в воду попадают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), многие из которых обладают острой токсичностью, а большая часть высокомолекулярных ПАУ относится к канцерогенам, тератогенам и генотоксикантам. ПАУ почти не подвергаются биоразложению, обладают резким неприятным запахом, а процесс очистки воды очень затратен и сложен. Власти Стокгольма и других муниципалитетов проводят специальные акции, призывающие владельцев лодок использовать экологически чистые виды топлива или заменить моторы.

Использование большого числа моторных яхт и маломерных судов, особенно в восточной зоне озера, ведет также к разрушению берегов, росту шумового воздействия, ухудшению условий обитания озерной биоты и иным негативным последствиям, которые в конечном итоге влияют и на качество воды, поскольку общее экологическое состояние самого озера и примыкающей местности ухудшается. В последние годы темпы застройки прибрежных территорий и неконтролируемое увеличение моторных лодок и судов стали вызывать обеспокоенность природоохранных ведомств, экологических организаций и окрестных муниципалитетов. Ожидается, что в скором времени будут разработаны документы, в которых будут ужесточены требования к сооружениям в прибрежной полосе озера, особенно в наиболее чувствительных местах, и регламентирована эксплуатация лодочных моторов.

Озеро Меларен интенсивно используется в рекреационных целях, особенно летом, что ухудшает санитарные показатели в основном в северо-восточных и восточных частях озера, где отмечается максимальная плотность проживания и расположены водозаборы городских водопроводных станций. Хотя места водозаборов расположены в закрытых водоохранных зонах, прилегающие территории по сути оказались в городской черте, и поэтому негативное воздествие различных неприродных факторов (канализационные стоки, отдых и купание, мусор, использование моторных лодок и катеров) здесь наиболее выражено.

В северо-восточной части озера Меларен рядом со Стокгольмом расположены водоохранные зоны трех городских станций водоподготовки. Каждая зона подразделяется на территорию 1 (строгий режим) и территорию 2 (менее строгий режим).

На территории 1 запрещается нахождение посторонних лиц, а на озере не допускается движение катеров, яхт и лодок, а также купание и виндсерфинг. На территории 2 можно находиться, но необходимо соблюдать ряд правил. Здесь не допускается строительство новых промышленных, сельскохозяйственных и транспортных объектов, если их деятельность может отрицательно повлиять на состояние окружающей природы и соответственно качество воды. Существующие объекты могут продолжать функционировать при тех же условиях, но они находятся под постоянным контролем санитарных и экологических служб и должны неукоснительно соблюдать все требования, касающиеся их работы.

Отдыхающим, туристам и прочим лицам, находящимся на территории 2, запрещается использовать:
- горюче-смазочные материалы;
- красители, растворители, гудроны, смолы и подобные вещества;
- любые пестициды и чистящие или моющие средства, включая автомобильные шампуни, обезжиривающие средства и другие препараты бытовой химии.

Александр Литвинов

Журнал «Вода Magazine», №12 (28), 2009 г.