Пути решения дефицита пресной воды
Как экономить пресную воду?
Проблема пресной воды на Земле с каждым годом становится все более актуальной. Население планеты увеличивается, промышленное производство тоже растет, а вслед за ними значительно возрастает потребление пресной воды. Глобальная проблема пресной воды заключается в том, что не происходит восполнение водных ресурсов. Таким образом, запасы пресной воды на планете постепенно уменьшаются, и если не изменить экстенсивный путь траты водных ресурсов, то это может привести к дефициту пресной воды в большинстве регионов, а затем — к экологической катастрофе.
Какие существуют пути решения дефицита пресной воды?
Здесь существует множество подходов и технологий:
1) Сохранение запасов пресной воды в водохранилищах.
Это позволяет не только оберегать водные ресурсы, но и иметь запас воды на случай непредвиденных катаклизмов.
2) Технологии по переработке воды.
Хозяйственно-бытовые и сточные воды должны подлежать переработке и очистке. Это позволяет экономить значительное количество пресной воды.
3) Опреснение соленой воды.
Технологии по переработке соленой воды в пресную (опреснение) становятся все более совершенными и требуют меньше материальных затрат. Превращение соленой воды в пресную — прекрасное решение проблемы пресной воды.
4) Селекционные методики для сельскохозяйственных культур.
С помощью современных технологий генетической селекции появилась возможность выводить сельскохозяйственные культуры, имеющие устойчивость к соленым почвам. Такие растения можно поливать соленой водой, и это позволяет сберечь значительное количество пресной воды.
5) Капельный полив.
Другой интересный способ экономии пресной воды при поливе растений — методика капельной ирригации. Для этого сельскохозяйственные угодья снабжаются системой разветвленных труб малого диаметра, через которые вода попадает непосредственно к растению или его корням (при подземном расположении системы) и это резко снижает расход пресной воды.
6) Сточные воды.
Так как сельское хозяйство потребляет очень значительное количество водных ресурсов, можно использовать для полива растений сточные воды. Такая практика применима не во всех случаях, но при использовании дает эффективный результат.
7) Искусственный лес.
Необычное решение проблемы нехватки пресной воды в засушливых районах мира — создание искусственного леса в пустынях. На практике такие проекты еще не реализованы, но работы над ними ведутся.
Огромные запасы пресной воды сосредоточены в ледниках. Если технично растопить некоторые из них, можно высвободить значительное количество воды. Другой вариант добычи пресной воды — бурение глубинных скважин.
К более экзотическим вариантам относится технология воздействия на дождевые облака и образование водного конденсата из тумана.
Таким образом, при использовании современных экологических технологий проблемы использования пресной воды могут быть в значительной мере решены уже в ближайшее время.
Положение с водными ресурсами в России
Россия богата всем, в том числе и водой. Наиболее яркий пример того, какими сокровищами обладает наша страна, – озеро Байкал, в котором локально сосредоточена пятая часть всего водного запаса планеты, к тому же превосходного качества. Но большая часть населения Российской Федерации живет в ее европейской части. Байкал далеко, пить приходится воду из ближайших водоемов, которых, к счастью, тоже много. Правда, не всегда взвешенное и рациональное отношение к водным (как и всем прочим) богатствам, столь характерное для советского периода, не полностью изжило себя и теперь. Есть надежда, что со временем это положение будет исправлено.
В целом же на сегодняшний момент и в обозримом будущем жажда россиянам не грозит.
Какую воду называют пресной?
Как известно, две трети поверхности нашей планеты покрыты водой. Но жидкость, составляющая массу морей и океанов, не годится для питья, так как в ней содержится чересчур много солей. Лишь 3% всех водных запасов на Земле можно назвать пресной водой. Отличие от морской воды заключается в содержании соли: в пресной – не больше, чем 0,1%, в морской – до 3,5-4,1%.
От растворённых в воде солей, газов, органических и минеральных веществ зависит вкус и ряд других свойств пресной воды, которая может быть обычной питьевой и минеральной. Причём минеральная, в свою очередь, подразделяется на:
- лечебную, непригодную для постоянного утоления жажды, однако способствующую излечению от определённых заболеваний;
- лечебно-столовую, которая содержит в своём составе раствор лечебных минеральных солей, но в меньшем количестве;
- столовую, в которой минеральные добавки и газы присутствуют в невысокой концентрации.
Обычная питьевая вода может быть получена искусственным способом:
- опреснением морской воды, т.е. выпариванием и конденсацией пара;
- таянием снега или льда;
- дистилляцией.
Чтобы вода приобрела особые свойства, её настаивают на серебре, пропускают через шунгитную крошку, облучают ультрафиолетом, убивающим патогенные микроорганизмы и т.д.
Основные виды и источники загрязнения мировых вод
В экологии под загрязнением вод понимают превышение гранично-допустимых концентраций содержащихся в них веществ (вредных химических соединений). Также существует такое понятие, как истощение гидроресурсов — ухудшение качества воды под постоянным воздействием антропогенной деятельности.
Выделяют три основных типа загрязнения вод:
- химическое;
- биологическое;
- тепловое;
- радиационное.
В роли загрязнителя может выступать любое вещество, которое попадает в гидрологический объект вследствие человеческой деятельности. При этом данное вещество существенно ухудшает природные качества воды. Одним из самых опасных современных загрязнителей является нефть, а также продукты из нее.
Источники загрязнений могут быть постоянными, периодическими или сезонными. Они могут иметь как антропогенное, так и природное происхождение, быть точечными, линейными либо площадными.
Самым крупным источником загрязнения являются так называемые сточные воды. То есть те, что образуются в результате промышленной, строительной или коммунальной деятельности человека. Они, как правило, перенасыщены вредными органическими и неорганическими веществами, тяжелыми металлами и микроорганизмами. Выделяют промышленные (в том числе шахтные), коммунально-бытовые, сельскохозяйственные и другие виды сточных вод.
На что расходуется вода?
Основной расход распределен следующим образом:
- 8% на бытовые нужды;
- 70% на сельскохозяйственную промышленность;
- 22% вся остальная промышленность.
Потребление для бытовых нужд на данный момент занимает малую часть от общего расхода, но развитие цивилизации и увеличение числа используемых посудомоечных и стиральных машин, неумолимо ведет к увеличению расхода.
Большая часть уходит на сельское хозяйство. Здесь вода применяется для орошения полей и угодий, на которых выращиваются продукты питания; при производстве кормов для животных; биотоплива из кукурузы и сахарного тростника.
Остальные отрасли промышленности составляют не очень большой процент, но с каждым годом он растет, забирая все больше воды для своих потребностей.
Ледники
Ледник – участок, покрытый замерзшей водой атмосферного происхождения. Образуются в местах, где скорость выпадения снега больше, чем скорость его таяния. Снеговая линия
– линия, выше которой лежит нетающий снег. Для экваториальных и тропический широт, выше, чем в Арктике и Антарктиде. Ледники бывают нескольких видов:
- Покровные. Покрывают земную поверхность независимо от изгибов рельефа. Движение льда происходит от центра к окраинам. Такой ледник имеет огромную мощность.Ледники Антарктиды, о. Гренландия
- Горные. Покрывают участки гор над снеговой линией. Движение льда происходит по уклону долины. – Ледник вкл. Килиманджаро
- Многолетняя мерзлота. Толщи мерзлых, горных пород, которые не таят на протяжении долгого времени.
Доступ к воде
Вся жизнь на Земле зависит от воды, жизненно важного природного ресурса. Природные ресурсы, такие как вода, воздух, растения, дикая природа, почва и ископаемое топливо, используются людьми для удовлетворения основных жизненных потребностей, включая пищу, питьевую воду, энергию и жилье
Доступ к пресной воде как важнейший ресурс для жизни человека исторически определил, где зарождались и процветали цивилизации.
Поскольку ресурсы пресной воды распределены по всему миру неравномерно, многие группы населения не имеют доступа к чистой и безопасной питьевой воде.
По данным Организации Объединенных Наций, в 2017 году 2,1 миллиарда человек во всем мире не имели доступа к безопасной питьевой воде. Вместо этого они имели доступ только к загрязненной воде, которая может переносить загрязнение и инфекционные заболевания. Население, употребляющее грязную воду, подвержено повышенному риску диареи, холеры, дизентерии и других заболеваний. Отсутствие доступа к чистой питьевой воде приводит к гибели более 3 миллионов человек ежегодно.
Остальные группы населения, все еще не имеющие доступа к чистой воде, сконцентрированы в основном в Африке и Азии и составляют почти 1 миллиард человек.
1. Проблема пресной воды
Хотя пресная вода считается возобновляемым ресурсом, использование ее в некоторых регионах превышает способность естественных процессов пополнять запасы. Когда потребность в такой воде не может быть удовлетворена, это может привести к политической напряженности и проблемам общественного здравоохранения.
Проблемы с распределением могут возникнуть, когда запасы пресной воды, например озера, пересекают политические границы. Они также могут возникать, когда деятельность человека выше по течению реки отрицательно сказывается на сообществах, живущих ниже по течению. Эти действия могут включать сброс загрязняющих веществ в реку или отвод большого количества воды от того места, где она обычно течет.
Экосистемы различаются по количеству содержащейся в них воды. В местах с жарким и сухим климатом, например в пустынях, не так много пресной воды, как в районах с прохладным и влажным климатом. Северная Африка и Ближний Восток, которые в основном представляют собой пустыню, являются двумя районами, наиболее пострадавшими от нехватки воды. Даже в богатой водой экосистеме, например в экосистеме, расположенной вдоль большой реки, количество доступной пресной воды может быть ограничено. Факторы, влияющие на водоснабжение в этих районах, включают количество осадков, а также деятельность человека, такую как промышленность и сельское хозяйство, которая может ухудшить качество воды.
2. Качество пресной воды
Вода имеет такую сильную тенденцию растворять другие вещества, что она редко встречается в природе в чистом виде. Когда идет дождь, небольшое количество газов, таких как кислород и углекислый газ, растворяется в нем; капли дождя также несут крошечные частицы пыли и другие вещества. Когда вода течет по земле, она собирает мелкие частицы почвы, микробы, органические вещества и растворимые минералы. В озерах, болотах вода может приобретать цвет, вкус и запах из-за разлагающейся растительности и других природных органических веществ. Подземные воды обычно поглощают больше растворенных минералов, чем поверхностный сток, из-за более длительного прямого контакта с почвой и камнями. Они также могут поглощать такие газы, как сероводород и метан.
В населенных пунктах качество поверхностных и подземных вод напрямую зависит от землепользования и деятельности человека. Например, ливневые стоки, загрязненные сельскохозяйственными пестицидами и удобрениями для газонов, а также химикатами для борьбы с обледенением дорог или моторным маслом, могут попадать в ручьи и озера. Кроме того, сточные воды из неисправных септиков и полей с пестицидами могут просачиваться в грунтовые воды.
На что расходуется вода
Вода – вещество настолько универсальное, что ее по праву можно назвать если не источником всех благ человеческих, то уж наверняка их непременным условием. Без нее невозможно выращивать сельскохозяйственную растительную продукцию. Например, килограмм зерна «обходится» в 0,8 – 4 тонны влаги (в зависимости от климата), а риса – 3,5 т. А ведь есть еще животноводство, объемы производства которого растут. Потребляет воду и пищевая промышленность. Килограмм сахара – извольте, 400 литров. В целом же при довольно скромных физиологических потребностях (чтобы просто попить, человеку хватает двух-трех литров в день) житель развитой страны косвенно, вместе с продуктами, потребляет до трех тонн израсходованной для их производства воды. Это ежедневно.
В целом же пресная вода планеты тратится следующим образом:
- сельскохозяйственная отрасль – 70 % этого ценного ресурса;
- вся промышленность – 22 %;
- бытовые потребители – 8 %.
Но это, конечно, среднее соотношение. Есть много стран, население которых не избаловано гастрономическими изысками, там проблема пресной воды стоит настолько остро, что людям порой просто нечего есть и пить.
Водные ресурсы мира — общая картина, немного цифр
Наиболее известными формами концентрации воды являются океаны, моря, реки, озера … ледники, подземные воды …
С водными ресурсами Земли, общая картина такова:
- общий объем водных ресурсов составляет 1 390 000 000 куб. км;
- менее 3% водных ресурсов земли составляют пресные воды;
- 0,3% доступные пресные воды, это воды рек, озер … грунтовые и подземные.
Части гидросферы
Стационарные водные ресурсы мира по М. И. Львовичу:
- Мировой океан: Объем воды, тыс км3 — 1 370 000;
- Активность водообмена, число лет — 3 000.
Подземные воды:
Объем воды, тыс км3 — ~ 60 000;
Активность водообмена, число лет — ~ 330.
Подземные воды … в том числе зоны активного обмена:
Объем воды, тыс км3 — ~ 4 000;
Активность водообмена, число лет — ~ 330.
Ледники:
Объем воды, тыс км3 — 24 000;
Активность водообмена, число лет — 8 600.
Озера:
Объем воды, тыс км3 — 230;
Активность водообмена, число лет — 10.
Почвенная влага:
Объем воды, тыс км3 — 82;
Активность водообмена, число лет — 1.
Речные (русловые) воды:
Объем воды, тыс км3 — 1,2;
Активность водообмена, число лет — 0,032.
Пары атмосферы:
Объем воды, тыс км3 — 14;
Активность водообмена, число лет — 0,027.
Речной сток по частям света
- Европа: Объем годового стока, км3 — 2 950;
- Слой стока, мм — 300.
Азия:
Объем годового стока, км3 — 12 860;
Слой стока, мм — 286.
Африка:
Объем годового стока, км3 — 4 220;
Слой стока, мм — 139.
Северная и Центральная Америка:
Объем годового стока, км3 — 5 400;
Слой стока, мм — 265.
Южная Америка:
Объем годового стока, км3 — 8 000;
Слой стока, мм — 445.
Австралия, включая Тасманию, Н. Гвинею и Н. Зеландию:
Объем годового стока, км3 — 1 920;
Слой стока, мм — 218.
Антарктида и Гренландия:
Объем годового стока, км3 — 2 800;
Слой стока, мм — 2 800.
Вся суша:
Объем годового стока, км3 — 38 150;
Слой стока, мм — 252.
Балансовая оценка водных ресурсов. Источники Водных ресурсов Земли
- Полный речной сток: Вся суша, км3 — 38 150;
- Вся суша, мм — 260.
Подземный сток:
Вся суша, км3 — 12 000*;
Вся суша, мм — 81.
Испарение:
Вся суша, км3 — 72 400;
Вся суша, мм — 470.
Атмосферные осадки:
Вся суша, км3 — 109 400;
Вся суша, мм — 730.
Поверхностный (паводочный) сток:
Вся суша, км3 — 26 150;
Вся суша, мм — 179.
Поверхностный (паводочный) сток:
Вся суша, км3 — 82 250;
Вся суша, мм — 551.
Вода существует в естественных природных условиях в трех базовых состояниях – лед, жидкость и пар, благодаря чему происходит постоянная циркуляция и перераспределение водных ресурсов – круговорот воды в природе (непрерывное движение воды в гидросфере, атмосфере, литосфере). Под воздействием тепла жидкая вода испаряется, пар в свою очередь поднимается в атмосферу, где конденсируется и возвращается на землю в виде осадков – дождя, снега, росы … часть воды аккумулируется в ледниках, которые в свою очередь часть воды возвращают опять же в жидкое состояние.
Необходимо отметить, что 98% всей пресной жидкой воды приходится на подземные воды.
Значение воды для человека
Ежедневно человек на протяжении все жизни нуждается в воде. Она нужна для питья и приготовления еды, для соблюдения чистоты и гигиены. Без воды можно прожить не более 5 дней, в противном случае в результате обезвоживания в организме происходит сбой в роботе всех органов и систем. Именно поэтому каждому необходимо употреблять не меньше 1,5 л чистой воды. Уменьшение водных запасов – прямая угроза для людей. Чтобы ее избежать, действовать надо уже сейчас.
Интересно: Первые животные вышедшие на сушу — описание, рисунки и видео
Способы экономить воду
Вы ошибаетесь, думая, что от вас ничего не зависит. Начните экономить воду. Есть простые и очень эффективные способы. Вот несколько из них:
Во время стирки используйте экономичный режим, а стиральную машинку не включайте при неполной загрузке
Когда вы моете руки, много воды тратиться даром во время их намыливания, она просто течет без надобности. Вы можете просто закрывать кран перед намыливанием, возможно, это неудобно. Но сейчас ведь есть краны с рычагами, а также краны с датчиками движения, которые перекрывают воду сразу же, как вы убираете руки
Следите за состоянием труб, кранов, бачка
Вам может показаться, что это не столь важно, но даже небольшое протекание расходует около 300 л. в месяц!
При поливе растений, используйте капельный полив
Принятие ванны замените душем, а когда принимаете душ, уменьшите напор
Во время чистки зубов следите, чтобы вода не проливалась напрасно
Пользуйтесь унитазом по назначению, не стоит выбрасывать туда мелкий мусор
Для мытья посуды экономнее использовать посудомоечную машину, при условии, если загружать ее полностью.
Все в ваших руках
Всем, кажется, что запасы безграничны или же что выход всегда найдется. Вполне возможно, ведь проблемой уже работают. Сейчас опреснение воды обходится от 2,5 до 4,5 $ за один кубический метр. К тому же ученые считают, что массовое опреснение может привести к нарушению экологического баланса. Может показаться, что все не так глобально, что воды еще на наш век хватит. Но каждому стоит задуматься, что он оставит своим детям и внукам, и каждый раз открывая кран до конца, задавать себе этот вопрос.
Интересно: Моря и океаны, которые омывают Россию — список, карта, описание, фото и видео
Природные источники пресной воды
На нашей планете пресная вода располагается:
- на поверхности суши в виде озёр, рек, болот и ледников;
- в толще земной коры в виде огромных водяных линз, располагающихся между горными породами, откуда вода вытекает в виде ручьёв и источников;
- в атмосфере в виде пара и осадков – дождя, снега, града и др.
По оценкам учёных, наибольшим количеством пресной воды располагает Бразилия, а на втором месте находится наша страна.
Именно на нашей территории расположен самый крупный на планете водоём с пресной водой – озеро Байкал. Оно содержит примерно пятую часть всех мировых запасов драгоценной влаги, или 23 000 км³. Кроме того, нам принадлежат огромные озёра, расположенные в северо-западной части страны – Онежское и Ладожское, объёмы которых составляют, соответственно, 292 км³ и 910 км³ чистой воды. К сожалению, эти запасы распределены по территории России очень неравномерно, и некоторые регионы у нас уже сейчас страдают от нехватки водных ресурсов.
Что является основными водяными запасами?
Пресноводная вода является подходящей для питья и приготовления пищи и не наносит ущерб здоровью человека. Осадки выступают в качестве ее основного источника. Для ее добывания привлекают подземные и поверхностные воды.
Поверхностные
К поверхностным относят:
- средние и большие реки;
- озера;
- водохранилища;
- каналы;
- ледники.
Благодаря этим источникам становится возможным добывание около 80% пресных вод.
Подземные
В подземных источниках водяные запасы, расположенные в верхних слоях земной коры — это:
- грунтовые;
- артезианские.
Благодаря данным источникам добываются оставшиеся 20% пресной воды.
Индия
Водные ресурсы индии представлены в первую очередь крупными реками и их многочисленными притоками, такими как: Ганг, Брахмапутра и Инд. В засушливые периоды реки территории Декана сильно мельчают, но в сезоны дождей происходят крупные разливы рек. Запасы пресной воды в стране составляют 4% от всего мирового запаса. Большая площадь страны занята ледниками и вечными снежниками, которые сосредоточены в северных районах и Гималаях, такие как, Сиачен, Биафо, Балторо и Хиспар. Озера в Индии в основном ледникового или вулканического происхождения. Самыми значимыми озерами являются: Лонар и Вукар.
Проблемы использования водных ресурсов
В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды – ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться – делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.
Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.
Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.
Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это можетстать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.
