ВЛИЯНИЕ КОММУНАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ НА ЭКОЛОГИЮ ГОРОДОВ КАЗАХСТАНА

АННОТАЦИЯ

В статье проанализировано влияние коммунальных трубопроводов на экологическую ситуацию в городах Казахстана, выявлены ключевые риски и предложены направления для повышения экологической устойчивости этих систем.

Ключевые слова: трубопроводы, канализация, водоснабжение, теплоснабжение.

Введение

В условиях роста урбанизации и индустриализации экологические вопросы в Казахстане становятся всё более актуальными. Особенно остро они проявляются в сфере эксплуатации городских инженерных систем — водоснабжения, канализации и теплоснабжения. Эти трубопроводные сети играют ключевую роль в обеспечении жизнедеятельности населения, но одновременно являются источником значительного техногенного воздействия на окружающую среду.

Износ трубопроводов в ряде регионов достигает критических значений, что приводит к утечкам, авариям, неэффективному расходу ресурсов и загрязнению природных экосистем. Потери воды в водопроводных сетях могут составлять до 30%, а сточные воды при недостаточной очистке ухудшают состояние водоёмов. Системы теплоснабжения, часто основанные на устаревших технологиях, сопровождаются высокими теплопотерями и выбросами в атмосферу.

Несмотря на реализацию государственных программ, таких как «Нурлы Жол», модернизация трубопроводной инфраструктуры идёт недостаточно быстро. Проблемы усиливаются низким уровнем автоматизации, слабым мониторингом и нехваткой инвестиций.

Цель данной статьи — комплексно проанализировать влияние коммунальных трубопроводов на экологическую ситуацию в городах Казахстана, выявить ключевые риски и предложить направления для повышения экологической устойчивости этих систем.

Анализ существующей инфраструктуры водоснабжения, канализации и теплоснабжения

Коммунальная инфраструктура Казахстана, включающая системы водоснабжения, канализации и теплоснабжения, находится в состоянии значительного износа. По данным Министерства индустрии и инфраструктурного развития РК, средний уровень износа инженерных сетей составляет 53%.

Протяженность инженерных сетей по стране составляет порядка 119 тысяч километров. Из них:

• Сети водоснабжения имеют износ на уровне 39%;
• Сети водоотведения изношены на 55%;
• Сети теплоснабжения — на 52%;

Уровень износа трубопроводов по регионам

По данным Министерства индустрии и инфраструктурного развития РК, наибольший износ коммунальных сетей наблюдается в следующих регионах:

• Павлодарская область — 68%;
• Восточно-Казахстанская область — 64%;
• Карагандинская и Улытауская области — по 62%.

В городе Кокшетау канализационные очистные сооружения изношены на 90% и требуют капитального ремонта или полной замены.

Рисунок 1. Уровень износа трубопроводов по регионам по данным ККС, 2023–2024 гг.

Высокий уровень износа инженерных сетей приводит к частым аварийным ситуациям. С начала отопительного сезона 2022–2023 годов в республике произошло 26 технологических нарушений в системе жизнеобеспечения.

Таким образом, текущая ситуация с коммунальными трубопроводами в городах Казахстана требует срочных мер по модернизации и обновлению инфраструктуры для обеспечения экологической безопасности и устойчивого развития городов.

Экологический ущерб от утечек из коммунальных трубопроводов

Износ коммунальных трубопроводов и последующие утечки представляют собой серьёзную угрозу окружающей среде. Последствия затрагивают сразу несколько экологических компонентов: воду, почву, воздух, а также живые организмы.

Загрязнение почвы и подземных вод

Канализационные сети в случае повреждений выпускают в окружающую среду сточные воды, содержащие органические вещества, фосфаты, нитраты, аммоний, патогенные микроорганизмы (кишечная палочка, сальмонеллы и др.), тяжёлые металлы (при сбросе промышленных стоков), остатки моющих средств, косметики, фармацевтических препаратов.

Водопроводные сети, в случае коррозии или аварий, могут как терять воду (вызывая эрозию почвы), так и служить каналом для поступления загрязнений из внешней среды внутрь системы, особенно в условиях разреженного давления (вакуумного подсоса).

Тепловые сети при авариях могут выпускать теплоноситель с химическими добавками, антикоррозийными и антибактериальными реагентами, а также загрязнять почву горячей жидкостью, нарушающей её структуру и микрофлору.

Последствия загрязнения для почвы:

• Длительное воздействие влаги и химических соединений может вызвать уплотнение почвы, потерю аэрации и дренажа, нарушая структуры;
• Гибель микрофлоры и фауны: органика и химикаты убивают полезные бактерии, червей и других организмов;
• Фитотоксичность: накопление нитратов и тяжёлых металлов делает почву непригодной для выращивания растений;
• При разложении органики в загрязнённой почве выделяется метан, аммиак, сероводород, что приводит к загрязнению воздуха.

Для подземных вод:

• Прямая миграция загрязнителей: особенно при близком расположении водоносных горизонтов к поверхности или в местах с песчаной, слабозащищенных почвой;
• Долговременное накопление загрязнений: токсины и нитраты могут сохраняться в водоносных слоях десятилетиями;
• Риск попадания в питьевое водоснабжение: особенно опасен для частных колодцев и скважин в сельской местности и пригородах.

Примеры аварий и их последствия для почвы и подземных вод

В городе Шымкент в 2023 был разрушен канализационный коллектор в жилом районе. В результате разрушения сточные воды разлились по прилегающей территории, пропитав грунт и проникнув в подвал жилого дома. Жильцы жаловались на зловоние, гибель растений и невозможность использовать участок. По данным санитарной службы, уровень аммиака в почве превысил допустимые нормы в 4 раза.

В одном из пригородов Атырау в 2021 году после многочисленных утечек из устаревших сетей водоснабжения начались массовые жалобы жителей на помутнение воды в колодцах. Исследования показали превышение ПДК по нитратам и бактериологическому загрязнению, что связывается с просачиванием сточных вод в водоносные горизонты.

Порыв водопровода в Костанае в 2020 году на пересечении двух улиц привёл к длительному подтоплению территории частного сектора. В течение нескольких недель после устранения аварии местные жители фиксировали массовую гибель огородных растений и неприятный запах от земли. Анализ показал сильное переувлажнение и развитие анаэробных процессов в почве.

Загрязнение воздуха

При износе и авариях трубопроводов основное внимание общественности и специалистов часто сосредоточено на загрязнении воды и почвы. Однако загрязнение воздуха также является значительным и часто недооцениваемым экологическим и санитарным последствием. Утечки, разрывы и выбросы из трубопроводов способны существенно ухудшить качество воздуха в городской среде, особенно в условиях плотной застройки и недостаточной вентиляции.

При повреждениях или засорах в канализационных сетях возможно поступление в воздух следующих веществ: сероводород (H₂S), аммиак (NH₃), метан (CH₄), летучие органические соединения (ЛОС). Эти газы выделяются не только при авариях, но и при открытых люках, плохо вентилируемых коллекторах и изношенных канализационных колодцах.

При повреждении теплотрасс возможны выбросы: горячего пара, содержащего продукты разложения теплоносителя и коррозии; добавок к теплоносителям — например, антикоррозийных реагентов и биоцидов, часть из которых может испаряться или распыляться в воздух; аэрозольных загрязнений с микрочастицами ржавчины, извести, органики.

Водопроводные сети сами по себе обычно не являются источником прямого загрязнения воздуха, однако при авариях с последующим подтоплением возможно выделение запахов, особенно при контакте с загрязнённой почвой или сточными водами, если произошло смешение.

Экологические и санитарные последствия

Влияние на здоровье человека:

• Раздражение слизистых оболочек (глаза, нос, горло), особенно при высокой концентрации аммиака и сероводорода;
• Головные боли, тошнота, слабость — частые жалобы при наличии устойчивого неприятного запаха;
• Повышенный риск астмы и аллергических реакций при постоянном воздействии загрязняющего воздуха;
• Долгосрочное воздействие некоторых соединений может быть канцерогенным или мутагенным.

Воздействие на городскую среду:

• Понижение качества воздуха в жилых и промышленных районах;
• Накопление парниковых газов (прежде всего метана), что усугубляет климатические изменения;
• Нарушение микроклимата в районах с плотной застройкой, особенно зимой при утечках пара;
• Ухудшение внешнего вида города — пар, дым, конденсат, стойкие запахи.

Примеры из городов Казахстана

Масштабная авария на тепловых сетях в г.Экибастуз в 2022 году привела к массовому выбросу пара и химически обработанного теплоносителя. Жители нескольких районов сообщали о затруднённом дыхании, специфическом запахе и конденсате на стенах зданий. В городе был зафиксирован кратковременный рост концентрации аэрозольных частиц и неприятных запахов.

На одном из участков старой канализационной сети произошёл выброс сероводорода после засора коллектора в г.Караганда в 2021 году. В течение нескольких дней в районе ощущался устойчивый запах, фиксировались жалобы на головные боли и тошноту у жителей ближайших домов. Замеры показали превышение ПДК сероводорода в воздухе в 2,3 раза.

В центре города Алматы после прорыва теплотрассы в 2020 году зафиксированы случаи ожогов у пешеходов, но также — жалобы на сильный пар, неприятный запах и ощущение удушья. В местах с низкой вентиляцией (во дворах, у подземных переходов) концентрация аэрозольного загрязнения превышала допустимые уровни.

Повреждение городской флоры и фауны в результате утечек из коммунальных трубопроводов

Аварии и хронические утечки на сетях водоснабжения, канализации и теплоснабжения в Казахстане становятся одной из причин деградации этих природных компонентов. Повреждение трубопроводной инфраструктуры нарушает водный, тепловой и химический баланс среды, что напрямую сказывается на состоянии растений, беспозвоночных, птиц, мелких млекопитающих и даже насекомых.

Воздействие на растительность (флору):

• Загнивание корневой системы — при хроническом подтоплении из-за утечек водопровода или теплоносителя происходит переувлажнение почвы, дефицит кислорода и гибель растений;
• Химическое отравление — сточные воды, попадающие в почву или на зеленые насаждения, могут содержать соли, тяжёлые металлы, моющие средства и другие токсины, тормозящие рост или вызывающие гибель растений;
• Нарушение микрофлоры почвы — химические соединения в теплоносителях или стоках уничтожают полезные почвенные микроорганизмы, необходимые для питания растений;
• Физическое повреждение — пар и горячая вода, вырывающаяся при авариях на теплотрассах, может обжигать листья, стволы и корни деревьев и кустарников.

Воздействие на городскую фауну

• Гибель водных организмов — при утечке сточных вод в городские водоёмы нарушается кислородный баланс, повышается уровень аммиака и других токсинов, что ведёт к массовой гибели рыбы, лягушек, беспозвоночных;
• Уничтожение мест обитания — залитые тепловыми или сточными водами газоны, парки, берега рек теряют способность поддерживать жизнь птиц, насекомых и мелких млекопитающих;
• Косвенные последствия — снижение численности одного вида (например, насекомых) нарушает пищевые цепи, что влияет на всю экосистему;
• Отравление — животные и птицы, употребляющие воду или пищу с загрязнённых территорий, могут отравиться химикатами, содержащимися в сточных водах.

Примеры и наблюдаемые последствия в городах Казахстана

После прорыва канализационного коллектора в городе Петропавловск в 2023 в одном из дворов сточные воды затопили газоны и клумбы. В течение нескольких дней наблюдалась массовая гибель декоративных кустарников и молодых деревьев. Жители сообщали о стойком запахе фекалий и гибели дворовых птиц — воробьёв и голубей.

В г. Тараз в 2021 году утечка из теплотрассы, содержащей химически обработанный теплоноситель, привела к повреждению участка городского сквера. Из-за высокой температуры воды были повреждены корни деревьев, и в течение месяца погибли три взрослых тополя. Были зафиксированы жалобы на исчезновение стрекоз и пчёл, обитавших на участке.

Массовый сброс неочищенных сточных вод в городской канал Кызылорды в 2020 привёл к гибели рыбы и загрязнению прибрежной растительности. Экологи отмечали, что спустя два месяца в районе исчезли лягушки и насекомые-опылители, нарушился биобаланс, началось разложение органики и активный рост водорослей.

Долгосрочные экологические последствия

• Ухудшение городской среды обитания — потеря зелёных зон ухудшает качество воздуха, снижает уровень комфорта и эстетическую привлекательность городской среды;
• Снижение биоразнообразия — исчезновение одних видов растений и животных может быть необратимым, особенно если нарушена репродуктивная цепочка;
• Рост инвазивных видов — на нарушенной территории чаще закрепляются непригодные или вредные виды растений и животных, не поддерживающие экосистемный баланс;
• Нарушение санитарно-гигиенических условий — гибель животных и гниение растений могут стать источником инфекций, неприятных запахов и привлечения грызунов.

Пути смягчения и предотвращения ущерба

• Плановая замена и модернизация сетей;
• Мониторинг состояния труб с применением датчиков утечек и цифровых технологий;
• Обязательная герметизация люков, колодцев и коллекторов;
• Повышение контроля со стороны местных экологических служб;
• Применение экологически безопасных теплоносителей и реагентов, внедрение биологических очистных технологи;
• Своевременная вентиляция и обеззараживание канализационных систем;
• Обучение коммунальных служб действиям при выбросах токсичных газов;
• Экологический мониторинг;
• Восстановительные меры: рекультивация почв, озеленение, посадка устойчивых видов растений;
• Природоохранное проектирование при прокладке и ремонте сетей — с учётом расположения природных участков, создание санитарно-защитных зон вокруг трубопроводов.

Заключение

Коммунальные трубопроводные системы — водоснабжения, канализации и теплоснабжения — играют ключевую роль в жизнеобеспечении городов, однако их эксплуатация сопровождается серьёзными экологическими рисками. Анализ показал, что высокий уровень физического износа сетей, особенно в Павлодарской, Карагандинской и Восточно-Казахстанской областях, приводит к значительным потерям ресурсов, утечкам, сбросам загрязнённых сточных вод и выбросам вредных веществ в атмосферу. Это обуславливает такие последствия, как загрязнение почвы и подземных вод, ухудшение качества воздуха, гибель водных организмов, а также разрушение городской флоры и фауны.

Несмотря на государственные меры по модернизации инфраструктуры (например, в рамках программы «Нурлы Жол»), экологическая устойчивость трубопроводных систем остаётся на низком уровне. Причинами являются технологическая отсталость, нехватка инвестиций, слабый мониторинг состояния сетей и низкая автоматизация процессов.

Для предотвращения негативного влияния на экологию от аварий на сетях необходима модернизация сетей, применение цифровый технологий, датчиков утечек, применение экологически безопасных теплоносителей и реагентов, внедрение биологических очистных технологи, природоохранное проектирование при прокладке и ремонте сетей. Необходимо проводить оценку ущерба от аварий трубопроводов для здоровья населения и городской экосистемы.

Комплексный подход к решению данных проблем позволит существенно снизить техногенное воздействие на окружающую среду и повысить экологическую устойчивость городов Казахстана.

Список литературы:

1. Рахманов, Р. С. Экологическая токсикология : учеб. пособие / Р. С. Рахманов, И. В. Миронов. — М. : ГЭОТАР-Медиа, 2018. — 352 с.
2. Яблоков, А. В. Экологическая безопасность : учебник / А. В. Яблоков. — М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2017. — 479 с.
3. Тихомиров, А. А. Экология города / А. А. Тихомиров. — М. : Академический проект, 2015. — 384 с.
4. Лаптев, Г. П. Природные и техногенные катастрофы / Г. П. Лаптев, С. А. Смирнов. — СПб. : Питер, 2020. — 272 с.
5. Агентство по охране окружающей среды РК. Государственный доклад о состоянии окружающей среды Республики Казахстан за 2023 год [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://www.gov.kz
6. В Шымкенте сточные воды затопили жилой дом // Egemen Qazaqstan [Электронный ресурс]. — 2023. — Режим доступа: https://egemen.kz/article/
7. Утечка сточных вод в Атырау: жители жалуются на воду // Tengrinews.kz [Электронный ресурс]. — 2021. — Режим доступа: https://tengrinews.kz/kazakhstan_news
8. Порыв труб в Костанае вызвал экологические проблемы // Informburo.kz [Электронный ресурс]. — 2020. — Режим доступа: https://informburo.kz/novosti
9. Авария в Экибастузе: в атмосферу попали вредные вещества // Kazinform [Электронный ресурс]. — 2022. — Режим доступа: https://kazinform.kz/ru/news
10. Выброс сероводорода в Караганде: зафиксированы жалобы от жителей // Liter.kz [Электронный ресурс]. — 2021. — Режим доступа: https://liter.kz/ru/news
11. Прорыв теплотрассы в Алматы: пострадали прохожие // Nur.kz [Электронный ресурс]. — 2020. — Режим доступа: https://www.nur.kz
12. Сточные воды уничтожили зелёные насаждения во дворе // Петропавловск.news [Электронный ресурс]. — 2023. — Режим доступа: https://petropavlovsk.news
13. В Таразе утечка из теплотрассы погубила деревья и насекомых // BaigeNews.kz [Электронный ресурс]. — 2021. — Режим доступа: https://baigenews.kz
14. В Кызылорде массовый сброс сточных вод привёл к экологической катастрофе // Экспресс-К [Электронный ресурс]. — 2020. — Режим доступа: https://express-k.kz