Почему водная проблема становится все более острой как можно решить проблему обеспечения водой

Обновлено: 02.05.2024

Водообеспеченность – это степень обеспеченности водой промышленного производства, сельского и коммунального хозяйства.

Вода является тем веществом, которое нельзя ничем заменить.

На планете в целом общий объем воды составляет 1385 млн. куб. км, но для человека пригодной является незначительная её часть.

Рисунок 1. Водообеспеченность населения разных стран. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Горьковато-соленая вода морей и океанов непригодна для технического использования и для жизни. Пригодной для питья пресной воды на Земле всего 2,5% от общего ее количества.

Объем пресной воды зависит от скорости её обновления, т.е. восстановления с помощью глобального гидрологического цикла.

Пригодные для человека воды распределяются на планете крайне неравномерно. Доступ к воде усложняют конфликты в связи с правами на воду, на водоносные пласты, пересекающие международные границы, на бассейны рек, принадлежащих сразу нескольким странам. К реальным или потенциальным конфликтным территориям относятся долины Нила, Тигра, Евфрата, Брахмапутры, Ганга.

Сегодня всем понятна исключительная роль воды, которая среди всех природных ресурсов занимает особое место. Без воды невозможна хозяйственная деятельность человека.

Вследствие естественного круговорота вода возобновляется, в результате этого её ресурсы кажутся неисчерпаемыми.

С развитием промышленности и ростом объемов водопотребления, с одной стороны, а с другой – сброс в водоемы отработанных загрязненных вод, не только ухудшают её качество, но и приводят к тому, что такую воду использовать уже нельзя. Способность к самоочищению воды сохраняется тогда, когда загрязненные стоки можно разбавить свежей водой в десятикратном размере. Часто загрязненная вода несет в себе опасность не только для человека, но и для природы.

Готовые работы на аналогичную тему

Таким образом, трудности обеспечения водой ранее существовали только для тех стран, которые расположены в пустынях и полупустынях. Однако сегодня нехватку чистой воды испытывают и развитые индустриальные страны. Растущее водопотребление, загрязнение воды и неравномерное её распределение по регионам привели к проблеме водообеспечения.

Потребности в воде и естественная водообеспеченность территории часто не соответствуют друг другу.

Специалисты определяют два основных стратегических направления рационального использования ресурсов воды:

во-первых – более полное использование водных ресурсов и расширенное их воспроизводство;
во-вторых – разработка новых технологических процессов, а также методов хозяйствования, которые предотвращают загрязнение водоемов и сводят к минимуму потребление свежей воды.

В рациональном использовании водных ресурсов, таким образом, к составным частям относится выявление этих ресурсов, их освоение, преобразование и охрана. Необходимо повысить эффективность использования водных ресурсов, сохраняя и улучшая при этом их качество.

Проблемы водообеспеченности

Проблема обеспечения населения мира чистой водой является одной из самых острых глобальных проблем. Сегодня значительная часть населения планеты уже не имеет доступа к питьевой воде – это половина населения Африки, Азии, Латинской Америки, стран Карибского бассейна.

Что касается России, то густонаселенные её районы замыкаются внутренними морями. Для того чтобы поддержать их гидрологический и гидробиологический режим требуется пресная вода. Межгодовые колебания стока в стране увеличиваются с продвижением в аридную зону, а там находится основная часть потребителей воды.

Годовой сток и годовые потребности в воде не соответствуют друг другу, а возможности урегулирования стока ограничены. Причина этого заключается в невозможности создания емких водохранилищ из-за топографических особенностей местности.

Часть водных ресурсов растрачивается в результате нерационального их использования, например, на многих оросительных системах есть значительные потери воды на фильтрацию, ряд водозаборных сооружений не имеет водомерных сооружений, а это создает трудности контроля расхода воды на орошение и ведет к перерасходам.

Проблемой является и то, что поливная техника применяется только в дневное время, что приводит к холостым сбросам воды.

Планировка орошаемых земель низкого качества также ведет к перерасходу воды. Темпы внедрения в промышленность маловодных и безводных технологических процессов очень низкие, поэтому значительные объемы воды тратятся на удаление технологических отходов.

Малоотходная или безотходная технология позволяет воду экономить.

В коммунальном хозяйстве несовершенство водопроводных сетей, отсутствие учета и контроля использования воды, низкие тарифы, ведут к большим потерям водных ресурсов.

Большие трудности связаны с загрязнением природных вод, что усложняет решение задач водообеспечения.

К сожалению, речная сеть и другие водоемы, продолжают играть роль систем для сбора, захоронения промышленных, сельскохозяйственных, коммунальных стоков.

В использовании водных ресурсов выделяют водопользование и водопотребление

Водопользование

При водопользовании вода из водных объектов забирается. Часть воды испаряется, часть используется в промышленности и сельском хозяйстве.

Качество воды, возвращаемой в реки и озера, резко ухудшается в результате засорения и загрязнения.

Водопользование делится на общее и специальное. К водопользователям относится рыбное хозяйство, лесосплав, гидроэнергетика, водный транспорт, при этом вода из водоема не изымается и не расходуется, а выполняет только определенные функции.

Трудно провести границу между водопользованием и водопотреблением, поэтому, когда водные ресурсы используют комплексно, эти понятия объединяют под общим названием – водопользование.

С видом водопользования связано качество используемой воды и потребность в ней.

К стабильным водопользователям относятся те населенные пункты, которые используют воду из подземных источников или незагрязненных водоемов.

Предприятия с непрерывным циклом работы, атомные и тепловые электростанции потребляют воду постоянно. Сельское хозяйство нуждается в большом количестве воды при промывных поливах и в течение вегетационного периода.

Лесосплав и водный транспорт используют воду в период навигации, а рыбное хозяйство во время нереста рыб. В это время нужна очень чистая вода, а для водного транспорта, гидроэнергетики, лесосплава, качество воды не имеет значения.

Разные отрасли хозяйства, таким образом, к качеству воды, её количеству и срокам предъявляют разные требования и часто противоречивые.

Подобное обстоятельство усложняет прогнозирование и распределение воды между разными водопользователями.

Каждый год из природных водных объектов для нужд населения и хозяйства страны забирается около 90 куб. км свежей воды, включая 10 куб. км подземной воды.

Пятая часть этого объема или теряется при транспортировке в процессе использования или потребляется безвозвратно.

Если в сточных водах концентрация вредных веществ превышает предельно допустимые нормы, то такие стоки перед сбросом в водоем разбавляют свежей водой до получения предельно допустимой концентрации.

С целью комплексного использования водных ресурсов и их охраны в России применяют системный подход к управлению процессами использования речных бассейнов.

Для системного подхода существует оперативный учет на основе современной технологии автоматического сбора информации, с использованием геостационарных искусственных спутников Земли.

Кроме озер, воды некоторых рек также пригодны для питья, но в меньшей степени. Создаются искусственные моря и водохранилища, чтобы накапливать пресную воду. Самыми большими запасами воды в мире обладает Бразилия, РФ, США, Канада, Китай, Колумбия, Индонезия, Перу и др.

Дефицит пресной воды

Эксперты утверждают, что если бы все водоемы с пресной водой были разделены на планете равномерно, то запасов питьевой воды хватило бы на всех людей. Однако эти водоемы размешены неравномерно, и в мире существует такая глобальная проблема, как дефицит питьевой воды. Проблемы со снабжением питьевой воды есть в Австралии и в Азии (Восточной, Средней, Северной), на северо-востоке Мексики, в Чили, Аргентине, а также практически по всей территории Африки. Всего нехватка воды испытывается в 80 государствах мира.

Основной потребитель пресной воды – это сельское хозяйство, а на коммунальное использование приходится небольшая часть. С каждым годом потребности в пресной воде возрастают, а ее количество уменьшается. Она не успевает возобновляться. Результат дефицита воды:

снижение урожайности сельскохозяйственных культур;
рост заболеваемости людей;
обезвоживание жителей засушливых регионов;
возрастание смертности людей от нехватки питьевой воды.

Нехватка питьевой воды и пути ее преодоления

Кроме того, эта проблема характерна и для развитых стран, поскольку большое количество предприятий в различных отраслях промышленности использует воду в технологических процессах, что автоматически делает необходимым ее очистку. Кроме того, ее загрязнение также может носить и бытовой характер.

Для решения данной глобальной проблемы необходимо создавать комплексы очистных сооружений. Комплексы по очистке различны по своему назначению и свойствам. Они бывают как стационарные, направленные на глубокую очистку сточных вод, так и небольшие автономные станции.

Необходимо отметить, что доставлять питьевую воду в развивающиеся страны является очень затратным способом борьбы с ее нехваткой, ввиду высоких транспортных расходов. Более экономически эффективный метод – установление очистных сооружений, позволяющих решить проблему нехватки в определенном локализованном участке на длительный период времени. Однако для этого требуется грамотно подобрать необходимые эффективные системы очистки воды

Поскольку большое количество высокотехнологичных производств сосредоточено в развитых странах, они крайне нуждаются в установках различных систем для очистки воды. Во многих из этих государств нормы и требования к ее очистке являются крайне высокими, что приводит к необходимости в закупке и установке дорогого оборудования, или присоединения к стационарным сооружениям. Установление строгих норм и требований к системам очистки воды, а также строжайший контроль за их соблюдением, может решить проблемы нехватки питьевой воды, что позволит избежать ряда сопутствующих проблем, таких как распространение инфекций и эпидемии.

Необходимо отметить, что проблемы, связанные с очисткой вод от загрязнений, относятся не только к развивающимся странам, но и к высокоразвитым. Это требует консолидированных, совместных усилий со стороны мирового сообщества, целью которых должно является, в конечном итоге, защита водных ресурсов и сохранение окружающей среды.

Для этого ученые всех стран мира должны неустанно работать над развитием новых технологий по очистке сточной воды, незамедлительно внедрять их на практике и делать их максимально экономически эффективными.

Решение проблемы дефицита пресной воды

Первый способ решения проблемы дефицита питьевой воды – это экономить воду, что может делать каждый человек на земле. Для этого нужно уменьшить количество ее расхода, не допускать утечки, вовремя закручивать краны, не загрязнять и рационально использовать водные ресурсы. Второй способ – это формировать водохранилища с пресной водой. Специалисты рекомендуют совершенствовать технологии очистки и переработки воды, что позволит ее экономить. Также возможно соленую воду перерабатывать в пресную, что является наиболее перспективным способом решения проблемы дефицита воды.

Кроме того, необходимо изменить методы расхода воды в сельском хозяйстве, например, использовать капельный полив. Нужно задействовать и другие источники гидросферы – использовать ледники и делать глубокие скважины, чтобы увеличивать количество ресурсов. Если все время работать на развитие технологий, то уже в ближайшее время можно будет решить проблему дефицита пресной воды.

Водный мир

Основная идея всех акций заключается в том, чтобы выработать действенные меры для решения проблемы снабжения населения питьевой водой. А этот вопрос стоит действительно остро: по данным ООН, дефицит водных ресурсов так или иначе касается более 40 процентов мирового населения. 783 миллиона жителей планеты не имеют доступа к чистой воде, а к середине ХXI века численность живущих при постоянной нехватке воды превысит 4 миллиарда человек. Вода занимает 70 процентов поверхности Земли, но только три процента ее пригодны для питья, причем бОльшая часть практически недоступна — это ледники.

Водохранилище Чиркейской гидроэлектростанции (ГЭС) в Буйнакском районе Дагестана

Самыми продвинутыми странами в этом плане считаются Норвегия, которая, несмотря на масштабные запасы природного газа, практически на сто процентов перешла на электроэнергетику на основе гидроэлектростанций (ГЭС), и Канада с 60 процентами гидроэнергетики в общем объеме генерации энергии.

В России гидроэнергетика бурно развивалась с 30-х годов прошлого столетия. К 90-м годам государство занимало второе место в мире по установленной мощности гидроэлектростанций (ГЭС) (65 миллионов кВт), уступая только США. По производству электроэнергии на ГЭС мы были третьими после США и Канады.

Сейчас по показателям общей установленной мощности гидроагрегатов на ГЭС и выработке электроэнергии Россия пятая среди мировых государств. При этом в общем объеме производства электроэнергии в России доля ГЭС не превышает 21 процента.

Примечательны и другие цифры: по экономическому потенциалу гидроэнергоресурсов Россия занимает второе место в мире (после Китая), но они практически не осваиваются (освоенность 20 процентов). Для сравнения: во Франции и Швейцарии этот показатель превышает 90 процентов, в Канаде и Норвегии — 70 процентов, в США и Бразилии — 50 процентов.

Несмотря на это по установленной мощности и объему выработки российская энергетика занимает четвертое место в мире, а гидрогенерация в стране вышла на второе место в общей доле выработки энергии, после, разумеется, углеводородов. Развитием гидроэнергетики в стране в основном занимается — ей принадлежат более 90 объектов возобновляемой энергетики, в том числе крупнейшая в России Саяно-Шушенская ГЭС, девять станций Волжско-Камского каскада (их общая установленная мощность составляет более 10 тысяч МВт), несколько мощных ГЭС на Дальнем Востоке (Бурейская, Зейская, Колымская, Новосибирская), а также несколько десятков гидростанций на Северном Кавказе.

Фото: Константин Кокошкин / Russian Look

По масштабам генерируемой энергии с использованием энергии рек компания занимает третье место в мире, и они постоянно растут: так, сейчас ведется строительство Зарамагской ГЭС в Северной Осетии, Усть-Среднеканской и Нижне-Бурейской ГЭС на Дальнем Востоке.

Так что же делать?

Ситуация хоть и серьезная, но вполне решаемая. Главное не пускать все на самотек, а предпринимать необходимый меры. Вот некоторые из них:

Первое, и самое главное, это сохранение того, что есть. Необходимо оберегать пресные запасы в водохранилищах.
Нужно повсеместно внедрять технологии по очистки и переработке сточных хозяйственных и бытовых вод.
Одним из самых актуальных решений является опреснение соленых источников. Тем более, эти технологи становятся технически более совершенными и доступными в материальном плане.
В хозяйственной отрасли действенным методом может стать культивирование культур, устойчивых к соленым почвам.
Из инновационных методов можно выделить создание искусственных лесов в засушливых районах, растопка ледников и бурение глубинных скважин. А совсем экзотические, но вполне осуществимые в будущем – воздействие на облака и выделение влаги из тумана.

В итоге, можно сказать, что всё в руках человека. Природа дает нам практически неиссякаемые источники жизни, от нас всех, и от каждого в отдельности, требуется только одно – сохранить.

Знай больше об экологии: подписывайся на ЭкоРубрику в Facebook и Telegram

Причины водного кризиса

Проблема нехватки водных ресурсов — это не естественный процесс, а результат человеческой деятельности. Причин возникшей ситуации довольно много, но давайте рассмотрим самые весомые:

Главные источники пресной воды – это реки, озера и болота. Но природное распределение ресурсов, к сожалению, неравномерно по всей территории земного шара. Например, Европа — это 20% жителей всей планеты, на которых приходится всего 7% ее запасов.
Количество людей на Земле растет с каждым днем, а с ними и потребность в питьевой воде. То есть, если ежегодный прирост людей составляет 84 млн человек, то необходимый прирост водных ресурсов должен быть, как минимум 60 млн кубометров.
Неправильное использование природных ресурсов, приводит к их быстротечному расходу (грунтовые воды восстанавливаются очень медленно – 1% в год). Также, немаловажное значение в этом вопросе занимает загрязнение водных источников (промышленные стоки, выбросы, смыв удобрений с полей). К примеру, в Америке 37% рек и озер так загрязнены, что в них даже не возможно купаться.
Казалось бы, положительный фактор развития сельского хозяйства по всему миру, также вносит свою негативную лепту в эту проблему. Потребности этой отрасли в воде составляют 85% от общего объема. Поэтому и цена на продукцию, которую орошают искусственно значительно дороже.
Одной из глобальных причин является парниковый эффект, ведь в атмосферу выбрасывается всё больше газов. Климат Земли с каждым годом претерпевает изменения. Выпадение снега в странах с жарким климатом, неестественные морозы в таких странах, как Италия и Испания. Это всё следствия перераспределения осадков.
Общее количество воды на нашей планете составляет 1,5 млрд м3, а пресной из них всего 2,5%. При том, что большая ее часть спрятана в ледниках Гренландии и Антарктиды и под землей. Из-за чего и возникают трудности с ее извлечением.

Водообеспечение в мире

Мировые запасы пресной воды сосредоточены в пресных озерах и реках. Наиболее обеспеченной водными ресурсами является Латинская Америка, на долю которой приходится 1/3 часть всех мировых запасов. Азия владеет 1/4 частью пресной воды. Страны, входящие в Организацию экономического сотрудничества и развития, владеют 20% ресурсов. Государства бывшего СССР и африканские страны, расположенные южней Сахары, имеют по 10% запасов. Самые ограниченные в водных ресурсах (доля по 1%) – страны Северной Америки и Ближнего Востока.

Дыхательная система Земли – величественная река Амазонка, самая большая в мире

Вода — главный источник всего живого на планете Земля. Без нее не было бы жизни. В критической ситуации человек может дольше прожить без еды, но никак без воды. Основные запасы питьевой воды сосредоточены в пресных источниках, которые составляют около 3% от мировых водных запасов.

Как нам известно еще со школы, вода участвует в природном круговороте. Испарение с поверхности различных водоемов приводит к ее накоплению в атмосфере и дальнейшему возврату на землю в виде осадков — дождя, снега, града. Вот почему пресная вода не иссякает на земле. Около 20-25% выпавших на суше осадков используются для восполнения имеющихся водных источников. Они могут попадать в водохранилища, или, просачиваясь в почву, увеличивать количество грунтовых вод.

Возникающее нарушение между грунтовыми и поверхностными водными источниками приводит к истощению ресурсов пресной воды. При использовании поверхностных источников следует учитывать несколько особенностей регионов:

Климатические. Связаны с частотой, количеством и экологическим состоянием определенной области. Так, выпадение осадков сопровождается присутствием в них вулканической пыли, пыльцы растений, бактерий и других частиц. Негативное влияние оказывают промышленные выбросы и увеличение применение химикатов в сельскохозяйственной отрасли.
Геологические. Они связаны со структурой речного русла и теми породами, которыми оно сформировано. Это позволяет получать жесткую, мягкую, прозрачную или мутную воду.

Частично проблему нехватки пресной воды можно решить за счет использования грунтовых источников, которые формируются при просачивании воды в почву. За счет присутствия в грунтовых водах различных металлов, которые образуют соли, процесс очистки таких источников представляется сложным и дорогостоящим. Позволить себе такой метод очистки могут не все страны. Не стоит забывать и о том, что распределение водных ресурсов на планете крайне неравномерно. Существуют страны, которые испытывают недостаток пресной воды.

Последствия нехватки пресной воды

Потребление воды человечеством неумолимо растет и в 20 веке достигло 5 000 км3 в год, при этом необходимо учитывать, что растут и темпы ее загрязнения. Каждый год 2 800 000 000 человек сталкиваются с дефицитом пресной воды в течении 1-го месяца. В настоящее время около 700 000 000 человек проживают в регионах, обеспеченных водными ресурсами ниже минимального уровня. При этом тенденция такова, что к 2025 году эта цифра увеличится до 3 000 000 000 человек. Интересным является тот факт, что за период, когда население выросло в 3 раза, потребление воды выросло приблизительно в 17 раз.

Наиболее проблемными регионами в настоящее время считаются – Ближний Восток и Африка, а в ближайшем будущем эта проблема может стать радикально острой в таких странах как Индия и Китай.

Решение проблемы сохранения водных ресурсов

У этой проблемы есть пути решения. Первый и самый простой – экономия ресурса каждым жителем Земли. Это даст гораздо более весомые результаты, чем кажется на первый взгляд, позволив не разрабатывать новые водные месторождения.

Вторым способом экономии является развитие технологий очистки, что позволит неоднократно использовать этот важный ресурс.

ТОП-2 статьикоторые читают вместе с этой

Третий – это охрана воды от загрязнения вследствие урбанизации, которая наносит большой вред всей экосистеме.

Для этого правительства разрабатывают совместные программы, предотвращающие сброс отходов в водоемы и предполагающие установку очистных сооружений на всех промышленных предприятиях.

А вот использование ледников, которые ранее предлагались в качестве альтернативного источника пресной жидкости, по мнению специалистов, может привести к необратимым изменениям климата.

Пресная вода (не считая полярных льдов) составляет только 0,3% от общего объема этого ресурса, так что на одного человека приходится около 1 кубического километра жидкости.

Рис.3 Полярная шапка Земли.

Нехватка пресной воды — возможные последствия

Глобальная нехватка пресной воды, практически со 100% вероятностью, приведет к таким последствиям:

замедлится или полностью остановится развитие отраслей промышленности, потребляющих большое количество пресной воды;
снизится качество жизни как таковой;
очевидно, что нехватка чистой пресной воды нанесет значительный удар по сельскому хозяйству (в настоящее время 3/4 все потребляемой человечеством воды приходится на сельское хозяйство);
специалисты посчитали, что в странах, которые постоянно ощущают недостаток воды возможно снижение ВВП на 6%;
нехватка чистой питьевой воды может стать причиной межрегиональных политических и военных конфликтов;
следствием нехватки чистой питьевой воды неумолимо приведет к росту числа различных заболеваний и эпидемий;
вследствие нехватки чистой питьевой воды возможно заметное снижение рождаемости и сокращение численности населения;
…

Водообеспечение в мире

Дыхательная система Земли – величественная река Амазонка, самая большая в мире

Река Конго – самая глубокая водная артерия Земли

Что делать …

Что делать!? Об этом много написано и сказано, но мы еще раз перечислим наиболее важные, с нашей точки зрения меры, которые человечество может предпринять уже сегодня:

Восстановление и защита природной эко-системы планеты;
Качественный сбор и очистка сточных вод;
Качественный сбор и очистка сельскохозяйственных стоков;
Внедрение в сельское хозяйство водосберегающих технологий;
Разработка и внедрение водосберегающих технологий в промышленности и бытовых приборах;
Экономия воды в домашних хозяйствах;
Использование в промышленности и сельском хозяйстве воды по замкнутому циклу;
…

Выше приведенный перечень лишь малая толика от всех возможных действий по сохранению водных ресурсов.

Глобальная проблема человечества – питьевая вода

Существует доказанный факт, что количество воды в природе практически неизменно. Но на ряду с этим, есть глобальная проблема – на нашей планете постоянно сокращаются запасы питьевой воды. А объем потребления увеличивается. Ведь для сельского хозяйства, промышленности и бытовых целей пригодны в основном пресные воды.

Где у природы мы берем пресную (питьевую) воду и статистика соотношения населения и пресных вод

Основные источники – это озера и реки. Дело в том, что здесь имеет большое значение географическое расположение. Озера и реки на континентах, располагаются неравномерно и это является своего рода проблемой. Например, в Европе и Азии проживает около 70% населения, и сосредоточено 39% мировых запасов речных вод. Если взять сугубо Европу, то это составит 20% от всего населения земли, а запасы пресной воды 7%.

Такие проблемы нам не понять

Дожди – единственный источник питьевой влаги

На островах южных морей, нередко детям запрещают играть в подвижные игры, чтоб дети не потели и не так сильно теряли влагу. Ведь здесь, можно источником пресной воды можно рассчитывать только на дождевую воду и кокосовое молоко.

Как все изменилось?

Длительный исторический период таких проблем не возникало. Раньше, население в разных регионах не испытывало дефицита и местных запасов пресной воды хватало в полной мере. Но в связи сростом населения и его производственной деятельностью, потребность неуклонно возрастала и сегодня достигла критичной точки во многих регионах. Масштабы этой проблемы, особо в развитых промышленных создали острую проблему.

Где особо остро люди ощущают недостаток пресной воды?

Статистика глобальной проблемы человечества

Помимо дефицита пресной воды, во многих странах существует проблема с чистой питьевой. Из всей массы населения, 1,5 миллиарда людей не имеют возможности использовать чистую воду. По данным организации ВОЗ, почти 3 миллиарда людей пользуются некачественным питьевым продуктом. Риск заболеть по этой причине, возрос до 25% от всего населения планеты. Согласно более глубокой статистике, по причине употребления грязной воды болеет каждый десятый житель. Около 4 миллионов детей и 18 взрослых умирают все по той же причине.

Исследования показывают, что около 80%людей в развивающихся странах, болеют по причине употребления некачественной воды!

Эта проблема является настоящей катастрофой для современного человечества, что негативно влияет на важнейшие жизненные факторы и развитие в целом!

Современные фильтры для воды, дают нам прекрасную возможность получать абсолютно чистую питьевую воду в домашних условиях. Используйте эту возможность, ведь употребление чистого питьевого продукта – залог здоровья Вас и Вашей семьи. Безопасность очень важна, поэтому не забывайте о сохранности своего авто! Заказывайте секционные ворота в GNG Service.

Термоклин

Чтобы понять, из-за чего рыбы погибают в водоемах, нужно понять несколько ключевых физических характеристик этих водоемов. Важной их особенностью является сезонный термоклин. По мере того как поверхностные воды прогреваются летом, устанавливается температурный градиент с более плотной и холодной водой у дна и теплой — на поверхности.

Это совсем не удивительно, за исключением того, что изменение температуры, с увеличением глубины, не является постепенным. Вместо этого на несколько метров вниз происходит резкий разрыв, при этом холодная вода заперта внизу. Линией деления является термоклин. Это разграничение двух больших масс воды очень важно для рыб.

Как правило, ветер может смешивать воду, и поднимать холодную, богатую кислородом воду из глубины. Однако термоклин блокирует смешивание вод с разной температурой, вследствие чего происходит нехватка кислорода и массовый замор рыбы.

Последствия

Недостаток чистой воды вынуждает людей использовать для питья воду из небезопасных источников, которая опасна для здоровья. Потребление загрязненной пресной воды приводит к ухудшению условий жизни, развитию заболеваний вплоть до смертельных исходов. Из-за нехватки воды существует практика хранения воды в жилищах, что существенно может повысить риск загрязнения и создания благоприятных условий для размножения вредных бактерий. Также, серьезной является проблема гигиены. Люди не могут надлежащим образом мыться, стирать свою одежду и содержать в чистоте свои дома[2].

Если не предпринимать никаких мер, то к 2030 г. без удовлетворительной очистки воды будут оставаться почти 5 млрд человек, около 67 % населения планеты[4]. На сегодняшний день на каждого жителя Земли приходится около 750 м³ в год пресной воды, к 2050 г. это количество уменьшится до 450 куб. м. До 80 % стран мира окажутся в зоне, которая по классификации ООН относится к категории ниже черты дефицита водных ресурсов[3]. Только в Африке к 2020 г. из-за изменений климата в такой ситуации окажется от 75 до 250 млн человек. Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения[4].

Введение

Принимая во внимание то значение, которое вода имеет для жизнедеятельности человека и всего живого на Земле, приведенные цифры наглядно подтверждают сакраментальный тезис о том, что вода — одно из самых драгоценных сокровищ нашей планеты.

Решение проблемы некоторыми странами

Существуют государства, которые могут обеспечить себя питьевой водой в полной мере. Поэтому они не задумываются о проблеме ее отсутствия. В основном это волнует страны, где питьевые ресурсы присутствуют в небольшом количестве. Именно здесь разрабатываются проекты, позволяющие решить вопрос экономии воды. Существуют следующие варианты примеров:

В Египте ведутся работы по перенаправлению 10% вод Нила на рядом лежащие земли. В итоге западные территории страны станут пригодными для жилья. На площади смогут поселиться до 16 миллионов человек. Это даст толчок Египту в экономическом развитии.
Саудовская Аравия и ОАЭ. В связи с повышением цен на нефть здесь появилась возможность строительства дорогостоящих заводов по опреснению воды. В итоге Саудовская Аравия обеспечивает себя на 70% пресной жидкостью.
В ряде стран Персидского залива установлены очистительные системы. В результате до 70% воды после очистки используется повторно.

Все эти южные государства имеют на будущее большие планы. Например, Катар, выделяет 900 млн долларов для строительства резервуара, где будет храниться семидневный запас пресной воды.

Дефицит пресной воды — глобальная неразрешённая проблема, с которой ежедневно сталкиваются сотни миллионов людей. По данным ООН, на сегодняшний день свободный доступ к питьевой воде ограничен для четверти населения земного шара. С проблемой сталкиваются как в засушливых регионах, так и в полосе с умеренным климатом, а причины нехватки водного ресурса объясняются несовершенствами экономики, инфраструктуры и логистических цепочек. Современные технологии позволяют эффективно бороться с угрозой дефицита, однако их внедрение — удовольствие не из дешёвых. Подобные темпы обострения водного кризиса способны привести к тому, что уже в 2050 году более 2/3 мирового населения будут проживать в регионах, где дефицит пресной воды будет ощущаться не реже раза в месяц, а текущие темпы промышленного развития приведут к росту потребления пресной воды на 50% к 2040 году.

Почему так происходит

Воду используют расточительно

На сегодняшний день питьевая вода используется не только для питья, но и для огромного количество других важных задач. Источник пресной воды — основа правильной и достаточной ирригации в сельском хозяйстве. К слову, именно на эти цели отводится более 60% объёмов потребляемого ресурса. Стоит учитывать, что разные сельскохозяйственные культуры требуют различные количества воды, и половина драгоценного ресурса идёт на снабжение кормовых сортов зерна для животноводства. Ещё 20% пресных вод использует промышленность, а на бытовое потребление отправляется лишь 8%.

Меняется климат

Одной из проблем, связанных с глобальным потеплением, является расширение засушливых зон в отдельных регионах мира и образование новых пустынь. Это закономерное следствие сокращения и даже полного исчезновения необходимых водных ресурсов. Второй важный аспект связан с нарушением гидрологического цикла на планете, изменением сезонности осадков, а также повышением уровня мирового океана, что чревато затоплением источников пресной воды солёными водами. 2/3 объёмов пресной воды сосредоточено в ледниках, которые стремительно тают в связи с глобальным потеплением.

Технологии не развиваются

В современных условиях даже те страны, которые не испытывают дефицита водных ресурсов зачастую сталкиваются с проблемами недостатка пресной воды для потребления граждан. Основная тому причина — несовершенство технологий и коммуникаций. Некоторые водопроводные системы теряют до половины объёмов воды, доставляемой до конечного потребителя. Другие коммуникации настолько устарели, что качество пресной воды, идущей через трубы, становится непригодным для употребления.

Где с водой проблемы и как их решают

Сегодня существуют способы добыть воду даже в климатически неблагоприятных для этого регионах.

Израиль

Источников пресной воды в Израиле не так и много, единственное Тивериадское озеро уже не способно обеспечивать спрос, который предъявляет население страны. Именно поэтому, предвидя проблему, там начала реализовываться программа по опреснению солёных вод. Это позволило стране в заведомо неблагополучном с точки зрения запасов питьевой воды решить проблему заранее и стать мировым лидером в подобных технологиях. В дальнейшем данная система обещает быть одной из самых перспективных в мире, особенно учитывая стабильно повышающийся спрос на чистую воду и сокращение мировых запасов в пресных резервуарах.

ОАЭ

Япония

Нехватка воды сказывается также на таких высокотехнологичных странах, как Япония. Несмотря на то, что проблем с осадками на островном государстве нет, вопрос использования источников пресной воды стоит очень остро. В своём стремлении разрешить насущный вопрос японцы обращаются к собственным навыкам и знаниям, развивая водосберегающие технологии. В первую очередь речь идёт о подземных коммуникациях, которые доставляют пресную воду. Эффективный подход по её совершенствованию способствовал сокращению объёмов потерь воды до рекордно низких значений в 3%, в отличие от европейских 20–25%. Активное использование специальных насадок на кран, обогащающих воду воздухом, также дополнительно регулирует поток используемого ресурса, существенно уменьшая необходимость в большом количестве воды.

В каких странах водный кризиз

В странах более бедных вопрос дефицита стоит ещё острее: Индия — первая в списке испытывающих жажду. Воды здесь не хватает в полном объёме ни на сельское хозяйство, ни на промышленность и даже ни на внутреннее потребление гражданами. Количество осадков в течение года постепенно снижается, а жара лишь усугубляется, что обостряет проблему пресных водоёмов.

В аналогичной ситуации находится и Пакистан, с которым у Индии также остаётся множество разногласий, в том числе и по делению вод реки Инд, снабжающей и одну, и другую страну.

В Мексике бесконтрольная откачка грунтовых вод в прошлом веке также привела к водному кризису: некоторые регионы страны обеспечиваются чистой водой только раз в неделю, поэтому на смену водопроводному ресурсу приходит бутилированный аналог, который также продаётся лишь в определённое время. По показателю потребления воды из пластика Мексика стабильно располагается в первой тройке.

Ученым удалось выяснить, что на земле в настоящее время более 97,5 % всех водных запасов приходится на моря и океаны. Это факт подтверждает дефицит пресной воды, которая составляет только 2,5 % от мировых запасов.

Актуальность проблемы

В качестве доступного и недорогого источника можно рассматривать озера, реки, в которых сосредоточено не больше 0,01 % мировых водных запасов.

Так как она имеет особое значение для жизни живых существ, можно с уверенностью говорить о том, что влага является драгоценным сокровищем Земли.

Круговорот в природе

Вода находится в постоянном движении. После испарения с поверхности водоемов, накапливается в атмосфере. В тот момент, когда концентрация пара станет максимальной, происходит переход в жидкое или твердое состояние, осадки пополняют запасы озер, рек.

Общее количество влаги на нашей планете остается неизменным, она просто переходит из одного агрегатного состояния в другое.

Из общего количества выпадающих осадков только 80 % оказывается непосредственно в океане. Что происходит с 20 оставшимися процентами, которые выпадают на суше? С их помощью человек пополняет источники воды.

Получается, что у той влаги, которая осталась на суше, есть возможность попадать в озера (реки), стекать в водохранилища. Кроме того, она может просачиваться в почву, пополнять запасы грунтовых источников.

Дефицит пресной воды возникает из-за нарушения связи между грунтовыми и поверхностными водами. Оба источника обладают определенными преимуществами и недостатками.

Поверхностные источники

Проблема дефицита пресной воды связана с геологическими и климатическими факторами. С климатической точки зрения важна частота и количество осадков, а также экологическое состояние в регионе. Выпадающие осадки приносят некоторое количество нерастворимых частиц: пыльцы растений, вулканической пыли, грибковых спор, бактерий, разнообразных микроорганизмов.

Промышленные выбросы

Геологические факторы

К ним относят структуру русла рек. Если оно сформировано известняковыми породами, в таком случае вода жесткая и прозрачная. Если основой русла является гранит, в таком случае вода является мягкой. Мутность ей придают взвешенные частицы неорганического и органического происхождения.

Грунтовые источники

Решение дефицита пресной воды – серьезная проблема, заслуживающая отдельного изучения и рассмотрения. Например, частично вопрос можно решить за счет грунтовых вод. Образуются они в результате просачивания талой воды в почву. Она растворяет органические вещества почвенного грунта, насыщается молекулярным кислородом. Глубже располагаются глинистые, песчаные, известковые слои. В них происходит фильтрование органических соединений, вода насыщается микроэлементами и неорганическими солями.

На качество грунтовых источников оказывает влияние несколько факторов:

качество дождевой влаги определяется кислотностью, насыщенностью солями;
состояние жидкости в подводном резервуаре;
специфика слоев, сквозь которые она проходит;
геологическая природа водоносного слоя.

Причины дефицита пресной воды можно объяснить и тем, что в грунтовых водах есть магний, кальций, железо, натрий, а также незначительное количество катионов марганца. Они образуют соли вместе с гидрокарбонатами, карбонатами, хлоридами, сульфатами.

Значение воды

Почему человек должен искать пути решения дефицита пресной воды? Причина в том, что эту жидкость по праву называют основой жизни на Земле. Сама по себе она не обладает питательной ценностью, но без нее невозможно существование живых организмов.

В растениях – до 90 % воды, а в организме взрослого человека ее около 65 %. В отдельных органах ее количество существенно отличается:

в костях до 22 %;
в мозге – 75 %;
в крови до 92 %;
в мускулах 75 %.

Рассуждая о том, как решается проблема дефицита пресной воды, отметим, что она является отличным растворителем для многих химических соединений. Ее можно считать той средой, в которой осуществляются процессы жизнедеятельности.

Основные функции

Она увлажняет воздух в процессе дыхания, способствует регулировке температуры тела. Именно она осуществляет доставку кислорода и питательных компонентов к разным клеткам организма человека, защищает жизненно важные органы, выводит отходы и шлаки из организма.

Для существования живого организма важно постоянное и определенное содержание воды. При изменении ее количества, солевого состава, происходит серьезное нарушение процессов усвоения пищи, кроветворения. Без пресной воды нет регуляции теплообмена с окружающей средой.

Человек серьезно страдает из-за снижения пресной воды, он способен провести без нее всего несколько дней. Уменьшение количества воды в организме на 10-20 % – это серьезная угроза для жизни.

Дефицит пресной воды приводит к необходимости снижения ее потребления в технических нуждах. Результатом может стать вспышка инфекционных заболеваний, поэтому так важно разрабатывать новые способы опреснения морской воды.

С учетом интенсивности работы, внешних факторов, культурных традиций, человек в сутки употребляет от двух до четырех литров воды. По данным Всемирной организации здравоохранения не больше 5 % питьевой воды можно считать приемлемой для употребления людьми.

Проблема мирового масштаба

Запасы пресной воды на нашей планете можно рассматривать в качестве единого ресурса. Для того чтобы рассчитывать на длительное освоение мировых запасов, требуется четкое решение глобальных проблем. Дефицит пресной воды особенно актуален для регионов, в которых нет полноценных и стабильных источников пресной воды. В плачевном состоянии находятся поверхностные и подземные источники.

Основные проблемы, которые негативно влияют на качество водоемов (озер и рек), связаны со следующими факторами:

недостаточной очисткой бытовых сточных вод;
слабым контролем промышленных стоков;
утратой и разрушением водосборных площадей;
нерациональным размещением промышленных предприятий;
вырубкой лесов;
бесхозяйственным земледелием.

Итогом становится нарушение естественного баланса водной экосистемы, появляется угроза для пресноводных живых ресурсов, что вызывает дефицит пресной воды на земле.

Оценка масштаба проблемы

Отражается на состоянии водоемов, наличии пестицидов в воде и возведение плотин, создание водохозяйственных сооружений, ирригационные проекты.

Отрицательное воздействие на экосистемы оказывает и эрозия, обезлесение, заиление, опустынивание земель. Такие проблемы появляются из-за непонимания общественностью серьезности неправильного подхода к водным ресурсам. Хозяйственная деятельность человека, организованная во вред природе, создает дефицит пресной воды: проблемы и способы решения - актуальный вопрос, который заставил человечество пересмотреть свое отношение к водным экосистемам.

Способы решения проблемы

В первую очередь необходима разработка профилактических мер, которые позволят избежать дорогостоящих мероприятий по очистке, восстановлению, освоению пресных водных ресурсов.

Воду, которая поступает из скважины, водопроводной муниципальной сети, необходимо предварительно очищать, чтобы она соответствовала гигиеническим нормативам.

Вымораживание

Одним из способов получения пресной воды можно считать вымораживание морской. Именно этой методикой пользуются в тех регионах, где существует серьезный недостаток пресных водоемов. Каковы основные недостатки подобной технологии? Вымораживание осуществляется при пониженных температурах, что предполагает существенные энергетические затраты. В связи с повышением цен на энергоносители, данный метод получения пресной воды сложно считать экономичным и рациональным.

Важные аспекты проблемы

Для того чтобы решать проблему недостатка пресной воды, ученые предлагают проводить комплексную очистку сточных вод, сооружая полноценные очистные системы. Оценивать качество воды можно только при наличии результатов ее бактериологического и химического анализа.

Каковы основные проблемы с водой, используемой потребителями? В ней могут присутствовать нерастворимые механические частицы, ржавчина, коллоидные вещества. Они не только приводят к быстрому засорению канализационных и водопроводных труб, но и негативно отражаются на здоровье человека, провоцируют множество инфекционных заболеваний.

Неприятный привкус, цветность, запах – все это называют органолептическими показателями, которые могут воздействовать на качество питьевой воды. Источниками подобных проблем могут являться некоторые органические соединения, сероводород, а также остаточный хлор.

Для улучшения качества питьевой пресной воды важно также проводить оценку ее бактериологической загрязненности. Причиной таких процессов являются разные микробы либо бактерии. Часть из них может угрожать здоровью людей, поэтому, несмотря на наличие такой питьевой воды, ее нельзя употреблять.

Часто даже самые безобидные бактерии в процессе своей жизнедеятельности образуют органические продукты. При их взаимодействии с хлором и бромом получаются канцерогенные и ядовитые соединения.

Среди тех факторов, которые приводят к дефициту пресной воды, можно назвать и загрязнение водоемов. Под ним подразумевают снижение их экономического значения, биосферных функций, возникающее при поступлении вредных веществ. Например, электрические станции, промышленные комбинаты сбрасывают в реки и озера подогретую воду. Подобный процесс сопровождается повышением температуры воды, уменьшением количества кислорода, возрастанием токсичности примесей, нарушением биологического равновесия.

Во многих регионах основными источниками пресной воды являются подземные воды, которые ранее считались самыми чистыми. В результате хозяйственной деятельности человека многие из подобных источников загрязнены. К сожалению, степень их загрязненности часто настолько высока, что подземная вода оказывается непригодной для питья.

Заключение

Для различных нужд человечество потребляет огромное количество пресной воды. В качестве основных потребителей выступает сельское хозяйство и промышленные комбинаты. Среди самых водоемких отраслей выделяют сталелитейную, горнодобывающую, химическую, целлюлозно-бумажную, нефтехимическую промышленности. На их нужды уходит более половины всей воды, используемой промышленными предприятиями. Если не будут использоваться качественные очистительные системы, позволяющие многократно применять пресную воду, в таком случае через пару лет дефицит пресной воды станет масштабной катастрофой.

Экологи и химики ведут серьезную научно-исследовательскую работу, направленную на поиск оптимальных способов опреснения морской воды. В настоящее время уже применяются инновационные методы очистки питьевой воды, позволяющие снижать ее потери.

Кроме того, особое внимание уделяется вопросам установки полноценных систем очистки на промышленных предприятиях. Только при комплексном подходе ко всем вопросам, касающимся опреснения и очистки морской воды, можно рассчитывать на снижение дефицита пресной воды.

Читайте также: