О питьевой воде

– Можно ли пить воду из-под крана?

– Какую воду мы пьем?

– А какую воду надо пить?

– Кто в нашей стране отвечает за водопроводную воду?

– Хватит ли нам питьевой воды?

– Что лучше брать для дома – фильтр или воду в бутылках?

– Какой фильтр лучше?

– А дождевая вода полезнее?

– Когда перестанут хлорировать воду?

Как правило, эти и еще с десяток схожих неподъемных вопросов постоянно задают автору.

Интерес этот понятен.

В самом деле, питьевая вода имеет исключительную значимость – и как условие жизни человека, и как условие функционирования любого производства.

В самом деле, недоброкачественная питьевая вода является причиной утраты здоровья, снижения продолжительности жизни и вырождения населения страны на уровне генофонда.

В самом деле, некомпетентное или несвоевременное решение проблем питьевого водообеспечения населения может обернуться национальной катастрофой.

Однако сама постановка этих вопросов, без прояснения массы дополнительных условий, не предполагает однозначных ответов. Разве что со стороны рекламных агентств.

Мудрец сказал: «Для того чтобы правильно задать вопрос, надо знать 90 % ответа».

В этой связи, если настоящая книжка и не ответит на какие-то вопросы потребителей, то, надеюсь, поможет их правильно сформулировать.

Для потребителя продукция в области питьевого водообеспечения ограничивается, в основном,

✓ водопроводной водой;

✓ устройствами для очистки и обеззараживания воды индивидуального и коллективного использования (фильтры);

✓ питьевой водой, расфасованной в емкости – бутыли, пакеты, канистры и проч. (бутилированная вода).

Книга ознакомит потребителя с возможностями и ограничениями централизованного и индивидуального питьевого водообеспечения, а также подскажет ориентиры в выборе той или иной продукции в этой сфере.

Читателю следует иметь в виду, что по целому ряду обсуждаемых здесь вопросов и в научной литературе, и в СМИ представлены самые полярные точки зрения. Материал книги отобран исключительно в соответствии с представлениями и предпочтениями автора, имеющего многолетний опыт в сфере:

– организации контроля различных водных сред – питьевых, природных и сточных вод;

– проведения оценки эффективности работы водоочистных устройств и сооружений;

– разработки отраслевых нормативных актов.

В книге обсуждаются:

✓ важнейшие аспекты питьевого водообеспечения и многосложность процесса питьевой водоподготовки;

✓ вопросы воспроизводимости пресноводных ресурсов;

✓ масштабы глобального водного кризиса;

✓ водоемкость важнейших производств и сельского хозяйства с учетом запасов пресной/питьевой воды;

✓ мировые тенденции в решении проблем централизованного питьевого водоснабжения;

✓ основные виды продукции в сфере питьевого водообеспечения;

✓ вопросы места воды в современной системе хозяйствования, в том числе концепции «виртуальной воды» и «водного следа»;

✓ проблемы администрирования воды в нашей стране и перспективы выхода России на рынок водоемкой продукции.

Последнее особенно важно с учетом ожидаемого истощения нефтяных запасов России.

Предисловие

«Ни что не начинается тогда, когда начинается. Всё начинается гораздо раньше».

Как известно, основным источником наполнения бюджета Российской Федерации на протяжении последних десятилетий являлось углеводородное сырье – нефть и природный газ.

Информация о запасах российской нефти, представленная сегодня в различных ведомственных материалах и СМИ, достаточно противоречива. Объединяющим выводом можно считать убежденность большинства экспертов в скором исчерпании углеводородного ресурса страны. Дискуссии, в основном, ведутся вокруг сроков этого исчерпания и лежат в пределах от 6 до 35 лет.

То есть при любом сценарии это событие напрямую коснется нынешнего поколения российских граждан. И, похоже, при полной неготовности российской экономики.

По мнению проф. В. Ю. Катасонова, российская экономика в ближайшие годы может оказаться на пороге фатального нефтегазового кризиса, утратив даже нелестный статус «экономики трубы». Запасы «черного золота» в стране отнюдь не безграничны, и хватит их ненадолго. А разведанные (еще во времена СССР) запасы нефти близки к исчерпанию [1].

«Стратегия развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035 года», разработанная Минприроды России, показывает, что примерно две трети объема имеющейся в стране нефти приходится на трудноизвлекаемые запасы – преимущественно сланец и нефть арктического шельфа, где себестоимость этой нефти делает ее добычу экономически бессмысленной. Получается, что реальные, «рентабельные» запасы нефти России составляют лишь треть от официальных данных. Для добычи трудноизвлекаемой нефти (той же сланцевой, битумной) у России нет технологий. Но даже когда речь идет о «доступных» запасах нефти, то и здесь отечественная нефтесервисная отрасль (технологии обслуживания скважин) импортозависима более чем на 90 %.

Сейчас эта проблема особенно усложнилась целым рядом санкционных запретов, в том числе на дальнейшее изучение недр шельфа, на участие в сейсморазведке, морском бурении и иных сервисных услугах при глубинах моря свыше 500 футов (152 метра), а также практически на все работы в Арктике.

По мнению проф. Ю. П. Ампилова, в новой ситуации требуется разработать более реалистичную и объективную программу освоения российского шельфа [2].

Эксперты полагают, что в 2022–2023 годах начнется сокращение добычи нефти в России – вначале постепенно (на 1,5–2 % в год), а потом обвально.

Этому противопоставляют другой сценарий, когда общее падение добычи по стране за период 2018–2035 гг. превысит годовой объем экспорта сырой нефти в 2018 году. Экспортировать будет просто нечего. Исходя из «Бюджетного прогноза РФ на период до 2036 года» Минфина, нефтяные доходы федерального бюджета к 2036 году опустятся примерно на 40 %. Если в 2018 году они составили 8,8 % ВВП, то в 2036 году их уровень упадет до 3,3 % ВВП [1].

Газета МК приводит такие цифры [3]:

Стоимость запасов нефти и газа на душу населения

(в трлн долларов США)

В 2019 г. Минприроды оценило стоимость всех запасов полезных ископаемых в нашей стране. Конечный показатель эксперты называют шокирующим. По данным министерства, совокупные запасы нефти, газа, золота, меди, железной руды, угля и алмазов России стоят немногим более 55 трлн рублей.

Запасы нефти в России оценены в 39,6 трлн рублей. Стоимость запасов газа составила, по этим оценкам, 11,3 трлн рублей.

Доказанные запасы нефти в России на конец 2017 года, по расчетам Минприроды, составили 14,5 млрд тонн, природного газа – 35 трлн м3. Аналитики British Petroleum считают, что наша страна на данный момент владеет 13 млрд тонн нефти, а исследователи, использовавшие метод компьютерного моделирования, называют еще меньшую цифру – 11 млрд тонн.

Как заявил министр энергетики РФ А. В. Новак, за последние 10 лет средний дебит скважин снизился на 4 %, при этом бурить приходится почти в два раза больше. Капитальные затраты выросли в 2,8 раза, а стоимость добычи одной тонны нефти – в 2,4 раза. Удерживать добычу на прежнем уровне при стремительном ухудшении качества запасов принципиально невозможно.

По данным Минприроды – «Государственный доклад о состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2016 и 2017 годах» – за указанные два года в стране не было введено в эксплуатацию ни одного нового месторождения газа, не удалось открыть ни одного крупного месторождения нефти, а работы на арктическом шельфе пришлось приостановить. Министерство заявило, что на текущем уровне можно будет удерживать добычу лишь до 2025 г. (и это в том случае, если запасы будут приращиваться), после чего начнется неостановимый обвал, и через 10 лет РФ вынуждена будет полностью отказаться от экспорта нефти [4].

По последним данным Минприроды России, опубликованным в начале 2020 г., разведанные запасы нефти составляют 9 млрд тонн. Этого хватит, в идеале, на 17 лет добычи, а «голубого топлива» – на 20 лет. На самом деле запасы природного газа истощатся несколько позже, но после исчерпания запасов нефти расход газа, как считают, примет галопирующий характер.

Но точные сроки не столь принципиальны. Важно только то, что углеводороды – это ресурс невоспроизводимый и конечный. И его «конечность» уже очевидна.

По мнению BCS Express, следует постепенно переходить на другие источники энергии, поскольку необходимо повышать эффективность использования капиталовложений и увеличивать производительность труда. «Преимущество доступности углеводородного сырья будет постепенно иссякать вместе с увеличением стоимости невозобновляемых источников энергии» [5].

Многочисленные эксперты, политологи и публицисты всё чаще и всё эмоциональнее поднимают эту тему в СМИ, но на государственном уровне программы, определяющие альтернативные направления экономики России в постнефтяной период, не предлагаются. Похоже, что и не разрабатываются.

Будет ли жизнь в России после нефти? Вопрос не праздный.

Активный поиск доминирующих направлений российской экономики в «постнефтяной» период почему-то идет исключительно на общественных площадках. Обсуждаются разнообразные, даже экзотические предложения. Чаще, к сожалению, нежизнеспособные.

Например, ссылаются на Данию, где осваивают технологию преобразования в нефть всех видов биомассы – осадков сточных вод, навоза, компоста, растительных материалов, отходов домашних и пищевых хозяйств. Утверждают, что энергоэффективность этой «нефти» доходит до 85–90 % от традиционной.

Описывают успехи лаборатории Минэнерго США, где придумали, как превращать в нефть обыкновенные морские водоросли. В природе подобный процесс занимает миллионы лет, тогда как в лабораторных условиях он занимает считанные минуты.

Предлагают атомную энергетику. Хотя капитальные вложения в эту отрасль, включая инфраструктуру, настолько превышают освоение нефтяных или газовых месторождений, что делают этот вариант мегазатратным. Да и последствия аварий на АЭС ликвидируются десятилетиями.

Еще одним вариантом замены углеводородов называют строительство крупных гидроэлектростанций. Но их в России и так уже больше двух десятков. Из-за отсутствия финансирования многие из них продолжают оставаться недостроенными еще с советских времен. Потенциал гидроэлектростанций крайне ограничен: они могут обеспечивать электричеством лишь близлежащие территории, а поставки электроэнергии на экспорт нерентабельны по причине больших потерь напряжения в многокилометровых сетях.

Не забытыми оказались [6] и:

– гелиоэнергетика – солнечные батареи, водонагреватели, наноантенны;

– гидроэнергетика, то есть использование энергии приливов и волн;

– геотермальная энергетика – получение тепла от грунтовых вод.

В спасители отечественной энергетики прочат термоядерные станции, технологии беспроводной передачи энергии.

Важной статьей пополнения федерального бюджета называют металлы.

Другой формой инвестиций должны стать вложения в население, а именно в высококвалифицированные кадры. Но здесь ребром может встать вопрос востребованности этих элитных специалистов современной российской наукой и промышленностью.

Надежды возлагают на раскрытие потенциала фармацевтического сектора.

Говорят об экотуризме и этнотуризме как о суперприбыльных позициях.

А вместе с тем не понятно, к кому обращаются авторы этих и многих других предложений. Вопросы следует задавать там, где их решают. Но дело в том, что задачу выбора новой экономической стратегии в «постнефтяной» период как приоритетную не ставит перед собой ни одна государственная структура. Или делает это очень скрытно.

Следует помнить, что при исчерпании запасов углеводородов Россия помимо доходов лишится и энергоносителей, столь необходимых отечественной экономике. Россия из экспортера нефти может стать импортером нефти. А это, по тысяче причин, один из самых скверных сценариев.

Даже при не очень внимательном рассмотрении объективных преимуществ России, наше политико-административно-хозяйственное руководство должно было бы увидеть, с одной стороны, исключительную обеспеченность страны пресноводными ресурсами, а с другой стороны – глобальный водный кризис, который уже превратился в мрачную реальность и мировое пугало.

Совершенно очевидно, что грядет рост спроса (а следовательно, и цен) как на сами водные ресурсы, так и на водоемкую продукцию в целом. В противном случае мировое сообщество ждет столь же очевидная нестабильность с появлением таких новых понятий, да и реалий, как «водная безопасность», «водная миграция», «водные войны» и «водный терроризм».

Понятно, что одних физических ресурсов пресной природной воды недостаточно, что «политика трубы» в этом случае обречена. Рынок воды несравним с нефтяным ни по мобильности, ни тем более по объему потребления. Тут всё иначе и сложнее. Трансфер воды имеет исключительно бассейновый характер, да и то в большинстве случаев оказывается экономически бессмысленным. Межбассейновая переброска речного стока из региона в регион сопряжена с колоссальными затратами. Подобные проекты лишь в редких, маломасштабных случаях оказываются экономически оправданными. При пересечении границ бассейна затраты на транспортировку воды всегда претерпевают резкий скачок. Так, например, советский проект переброски части стока реки Обь в Центральную Азию оценивался в 300 млрд долларов еще в 80-е годы.

Специалистам ясно, что с усилением глобального водного дефицита необходимо активно развивать технологии интенсивного водопользования. А это изменение структуры не только российской, но и мировой экономики. И изначально колоссальные преимущества здесь, несомненно, на стороне водообеспеченных стран.

То, что водоемкая продукция и водосберегающие технологии – это и есть генеральные направления российской экономики в «постнефтяной» период, было убедительно представлено в целом ряде работ чл. – корр. РАН В. И. Данилова-Данильяна [7, 8], отмечалось в работах проф. А. М. Черняева [9], проф. Т. И. Шишеловой [10] и других специалистов.

России более чем пора определиться с тем, что водоемкая продукция и водосберегающие технологии – это приоритетные направления экономики страны в «постнефтяной» период, обеспеченные объективными преимуществами России. А приняв такое решение, следует незамедлительно приступить к созданию условий для его реализации.

Развитие этих направлений предполагает серьезный (не путать с затяжным) подготовительный период, особенно тяжелый в связи с сегодняшним ослабленным научно-производственным потенциалом страны и ее административно-кадровым дефицитом.

Здесь просматриваются два генеральных направления:

– развитие водосберегающих и водоохранных технологий,

– развитие экспортных водоемких производств.

Более подробно эти направления будут обсуждаться ниже.

Востребованность, государственная поддержка и развитие этих направлений станут локомотивом для всех смежных (и не очень) отраслей экономики – химической, металлургической, полимерной, электронной и проч. А высокая наукоемкость этих проектов даст старт для создания институтов подготовки квалифицированных кадров во всех указанных направлениях.

Стоит поторопиться. По сообщению АРГУМЕНТа со ссылкой на Global Research, крупнейшие игроки мирового рынка (Goldman Sachs, JP Morgan Chase, Citigroup и Deutsche Bank) уже вложились в стремительно растущий рынок, приобретя водоносные горизонты по всему миру и доли в предприятиях, занимающихся разработкой новых методов и средств водоподготовки, опреснения и обеззараживания воды.

И на бытовом уровне стоимость пресной/питьевой воды уже наглядно теснит нефть. Так, если американский нефтяной баррель, составляющий 42 галлона, или 159 л, стоит, скажем, 40 долларов США, то 1 л нефти стоит 0,25 доллара США, или ~19 руб. А это сегодня вдвое дешевле 1 л бутилированной воды. Пока – бутилированной.

I. О глобальном водном кризисе

«Если ты почувствовал жажду, то уже опоздал».

Водные кризисы, порождающие кризисы социальные и военные, сопровождали человечество на протяжении всей его истории. Так, гибель цивилизации Древнего Двуречья и Карфагена были обусловлены грандиозными работами по гидромелиорации, приведшими к вторичным засолениям почв. В ходе неправильных оросительных работ в верхних слоях почвы скопились вредные для растений натриевые соли, что обусловило их гибель, последующий голод и социальную катастрофу.

Несовершенство ирригационных систем явилось причиной такого же засоления почв в Месопотамии и привело к возникновению обширных солончаков вследствие нарушения водно-солевого баланса. А неумелое создание ирригационных систем в древней Индии, наоборот, приводило к наводнениям.

Из-за экологических катастроф, вызванных деятельностью человека, перестали существовать несколько высокоразвитых цивилизаций. Такая судьба постигла, например, майя в Центральной Америке и культуру острова Пасхи.

События, несомненно, трагические, но локальные.

В наши дни водный кризис приобретает иные – глобальные масштабы.

В 1997 г. гидролог Джон Родда экстраполировал [11]:

• растущую кривую глобального водопотребления (при трех возможных сценариях);

• падающую кривую экономически доступных водных ресурсов с учетом основных негативных факторов современного водопользования, в частности:

– сброса неочищенных сточных вод в природные водоемы – источники питьевого водоснабжения,

– истощения природных водоисточников вследствие высокого водозабора,

– осушения верховых болот с уничтожением питаемых ими малых рек,

– сведения лесов на водосборе и проч.

Получилось, что кривые водопотребления и доступных ресурсов пересекаются в 2035–2045 гг. (в зависимости от сценария).

Разумеется, в реальности такое «пересечение» невозможно – кривая водопотребления никак не может подняться выше уровня предельно доступных запасов воды. Обе эти кривые будут приближаться к некой асимптоте (прямой или, скорее всего, кривой линии). Но сигнал тревоги услышан и понят – продолжение роста водопотребления темпами второй половины XX века уже невозможно.

Однако уже к 2007 году выяснилось, что потребление растет интенсивнее, чем при самом неблагоприятном сценарии Дж. Родда, а объем доступных ресурсов сокращается существенно быстрее. Таким образом, при соответствующих корректировках пересечение приходится уже примерно на 2025–2030 гг.

Примерно в то же время, в «нулевых» годах, седьмой Генеральный секретарь ООН Кофи Аннан в экологическом отчете ООН заявил: «Каждую секунду от болезней, связанных с плохой водой, умирает ребёнок».

Вот некоторые статистические данные для понимания не просто актуальности, а исключительности и этой проблемы.

По данным ООН, сегодня ~2 млрд человек страдают от дефицита пресной воды перманентно, то есть в сухой сезон и проч.; ~1,2 млрд человек живут в условиях постоянного водного дефицита.

По прогнозам ФАО (продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций), «к середине третьего десятилетия XXI века. численность живущих при перманентной нехватке питьевой воды превысит 4 млрд человек». И это при численности населения Земли ~7,76 млрд человек.

По данным счётчика www.countrymeters.com, «за период времени, когда население планеты выросло в 3 раза, использование пресной воды возросло в 17 раз. А через 20 лет оно может увеличиться ещё втрое».

По данным United Nation, World Health Organization и Millennium Development Goals, 50 % людей на Земле не имеют надлежащих бытовых санитарных условий.

В частности, расстояние, которое женщинам в Африке и Азии приходится ежедневно преодолевать пешком в походе за водой, составляет в среднем 6 км. А десятки миллионов детей не могут ходить в школу, поскольку они должны каждый день приносить воду.

Для сравнения:

– в среднем человек использует воды в день, в литрах:

▪ в развивающихся странах – 15,6;

▪ в Великобритании – 135,5;

▪ в США – от 100 до 175;

▪ в России – от 125 до 160;

И ещё.

– 80 % заболеваний в развивающихся странах обусловлены загрязненной водой;

– за последние 10 лет от диареи погибло больше детей, чем во всех вооруженных конфликтах после Второй мировой войны;

– 250 из 500 крупных рек планеты критически истощены – то есть, по сути, представляют собой коллекторы сточных вод;

– 20 % видов пресноводных рыб оказались на грани вымирания из-за загрязненной воды.

Запасы пресной/питьевой воды подходят к концу. В 2017 г. в 46 странах мира обеспеченность водой опустилась ниже критического уровня.

По прогнозам Всемирной комиссии по воде (World Commissionon on Water):

– к 2025 г. больше половины государств планеты, или 2/3 населения земли, ощутят серьезную нехватку воды;

– к 2030 г. 47 % населения планеты будут существовать под угрозой водного дефицита.

Глобальный дефицит пресной воды еще более обострится под воздействием глобальных изменений климата. Климатологические прогнозы показывают, что для многих речных бассейнов следует ожидать неблагоприятные изменения гидрорежима. Потепление климата приведет к сокращению (а затем и к полному исчезновению) горных ледников – источников питания рек. Кроме того, потепление повлечет за собой усиление испарения с поверхности водоемов, то есть уменьшение мощности действующих гидроузлов.

Негативным образом на запасах пресной воды скажется и падение добычи углеводородов. Речь идет о гибели подземных водных экосистем при добыче газа путем гидроразрыва пласта.

Как заявил директор азиатско-тихоокеанского подразделения Программы ООН по окружающей среде (UNEP) Сурендра Шреста (Surendra Shrestha) на форуме «Европа – Азия» (АСЕМ), «Добыча сланцевого газа в Европе несет в себе опасность из-за загрязнения источников пресной воды, что ставит под удар благополучие будущих поколений европейцев». И далее: «Если вы загрязняете источники подземного водоснабжения, то вы вредите вашим будущим поколениям. Запасы пресной воды ограничены, как на поверхности, так и под землей. Если ее загрязнить сегодня, то в будущем новые люди останутся без воды. Хотя бы по этой причине стоит дважды подумать, перед тем как продвигать проекты с такой технологией», – приводит агентство РИА слова Шреста [12].

Совершенно очевидно, что в XXI веке питьевое водообеспечение напрямую связано с безопасностью и уровнем жизни людей, а следовательно, вода превратилась в решающий фактор геополитики и может стать причиной межгосударственных конфликтов. По прогнозам специалистов, этот кризис будет углубляться и уже в ближайшие десятилетия начнет угрожать всей современной цивилизации.

Демографический бум в сочетании с некомпетентной водохозяйственной политикой является, к несчастью, характерной чертой многих развивающихся стран. И прохладные водообеспеченные государства могут быть просто сметены потоком беженцев из жарких обезвоженных стран. Их количество уже к 2030 г. прогнозируют на уровне свыше 500 млн человек. По сравнению с этим валом озлобленности и безнадеги даже нынешние совсем не стеснительные мигранты покажутся вконец потерянной Европе вполне себе респектабельными визитерами…

Одним из самых обезвоженных регионов является Ближний Восток [13]. В частности, Иран. Уже не первое десятилетие ученые высказывают опасение, что иранское плато становится непригодным для жизни, а Зайендеруд («река, дарующая жизнь» – перс.), крупнейшая река Иранского плато, полностью пересыхает.