Вода и жизнь на Земле

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Что такое вода?

Наша планета богата водой - гидросфера Земли составляет приблизительно 1,5 млрд. км3. Но из них более 96% - горько-соленая вода морей и океанов, покрывающая 71 % всей поверхности планеты. На долю пресной воды приходится около 90 млн. км3 (меньше 3%), причем основной ее запас - это подземные «моря» и ледники. Однако добраться до них не очень-то и легко. Вода - весьма распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей океан, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосферу; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные пород.

Океан называют праматерью всего живого. Многие ученые придерживаются мнения, что жизнь могла возникнуть именно в воде. В замкнутом и сравнительно небольшом водоеме органические вещества, приносимые впадающими в него водами, могли накапливаться в необходимых количествах. Затем эти соединения еще больше концентрировались на внутренних поверхностях слоистых минералов, которые могли быть катализаторами реакций. Например, две молекулы фосфатальдегида, встретившиеся на поверхности минерала, реагировали между собой с образованием фосфорилированной углеводной молекулы - предшественника рибонуклеиновой кислоты.

Общепризнанным считалось, что на Земле вода образовалась не ранее 3,8 миллиарда лет назад. Однако найденное новое геологическое доказательство говорит в пользу того, что Земля могла иметь поверхностные воды за миллионы лет ранее, чем предполагалось. А именно: исследуя крошечное зерно циркония, содержащегося в древнейшем найденном минерале, ученые пришли к выводу, что вода на Земле появилась около 4,4 миллиардов лет назад.

В настоящее время вода является самым распространенным веществом: 71% общей площади нашей планеты занято природными водами и лишь 29% приходится на долю суши.

По содержанию растворенных в воде веществ вода делится на 3 класса: пресная, соленая и рассолы.

Из них соленая вода морей и океанов составляет 97,5% всех запасов воды на планете. А на долю пресной воды приходится только 2,5% мировых запасов.

Если учесть, что 75% пресной воды заморожено в горных ледниках и полярных шапках, еще 24% находится под землей в виде грунтовых вод, а 0,5% рассредоточено в почве в виде влаги, то получается, что на наиболее доступный и дешевый источник воды - реки, озера и прочие наземные водоемы приходится чуть больше 0,01% мировых запасов воды. 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.

Химическое соединение двух атомов водорода с одним атомом кислорода - Н2О - казалось бы простейший элемент, однако нет вещества более загадочного, чем обыкновенная вода.

Вода, H2O, жидкость без запаха, вкуса, цвета (в толстых слоях голубоватая); плотность 1 г/см3 (при 3,98 градусах), tпл=0 градусов, tкип=100 градусов.

Разная бывает вода: жидкая, твёрдая и газообразная.

Вода - это единственное вещество в природе, которое в земных условиях существует во всех трёх агрегатных состояниях:

Жидком - вода

Твёрдом - лёд

Газообразном - пар.

Она обладает особенностями, которые имеют огромное значение для таких важных процессов, как возникновение и поддержание жизни на Земле, формирование климата нашей планеты, ее рельефа.

После воздуха вода - самое подвижное вещество. Она находится в состоянии непрерывного движения - круговорота, совершая путешествия на огромные расстояния. Под действием солнечного тепла вода испаряется с поверхности морей, водоемов, рек, почв и растений. Образующийся при этом водяной пар собирается в верхних слоях атмосферы в облака, которые переносятся ветрами, а затем в виде дождя или снега выпадают над материками. Выпавшие осадки попадают в водные системы, просачиваются в почвы и образуют грунтовые и подземные воды. Выходя из-под земли на поверхность, она попадает в реки и ручейки, которые несут ее снова в моря и океаны.

Примерно 1/3 всей энергии, которую Земля получает от Солнца, расходуется на испарение воды с поверхности морей, океанов и внутренних водоемов. Огромные массы воды отдают обратно большое количество тепла без заметного изменения своей температуры, регулируя климат.

Вода, которую мы пьём

Вода, которую мы потребляем, обязательно должна быть чистой, то есть умеренно жёсткая вода без избыточного содержания железа, фтора, тяжелых металлов, соответствующая гигиеническим нормам. Если человек принимает загрязненную жесткую воду, то следственно часто болеет. 

Если Вы хотите вести здоровый образ жизни, то с чистой воды нужно начинать в первую очередь. Качество воды определяется по наличию в ней химических включений. Уже с помощью обоняния и зрения человек может определить качество воды. Не чисто кристальная вода и подозрительный запах воды уже говорит человеку о том, что она не чистая.

По этим показателям можно определить, насколько вода качественная и чистая:

1. Органолептические показатели (привкус, запах, цвет, мутность)

2. Токсикологические показатели (алюминий, свинец, мышьяк) 

3. Показатели, которые влияют на органолептические свойства воды (pH, жесткость)

4. Химические вещества, образующиеся при обработке воду (остаточный хлор, хлороформ и серебро).

Определённое и постоянное содержание воды - одно из необходимых условий существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и её солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения.

Водные ресурсы мира

Мировой кризис в области водных ресурсов многолик. Африканской девочке перед школой приходится проделывать путь длиной в три мили, чтобы принести воды из отдаленного колодца. Мальчик-подросток из Китая страдает от страшных поражений кожи из-за того, что колодец в его деревне загрязнен мышьяком.

Нищие жители трущоб Анголы черпают питьевую воду из местной реки, в которую сбрасываются сточные воды. Фермеры в низовье реки Колорадо испытывают трудности, поскольку вся вода потребляется такими городами, как Лас-Вегас и Лос-Анджелес.

Согласно Организации Объединенных Наций, в мире от болезней, связанных с загрязнением воды и санитарией, ежедневно умирает 4 400 детей в возрасте до пяти лет. В действительности, от диареи умирает в пять раз больше детей в год, чем от ВИЧ/СПИДа. Треть населения планеты так или иначе страдает от нехватки воды. Каждый шестой человек не имеет доступа к чистой воде в радиусе километра от своего дома. Половина населения развивающихся стран не имеет доступа к надлежащим санитарным условиям. Вода необходима для жизни и благосостояния. Однако миллиарды людей страдают от болезней, нищеты, унижения достоинства и отсутствия возможностей, потому что они не имеют доступа к этому элементарному ресурсу.

Почему сложилась такая ситуация? Доступ к воде представляет проблему главным образом для неимущих. Больше двух третей тех, кому недоступна чистая вода, живут менее чем на два доллара в день. Бедняки оказываются за бортом либо по причине отсутствия охраняемого законом права требовать пригодной воды, либо из-за того, что они не охвачены ограниченной водной инфраструктурой, доступ к которой имеет в основном богатое население.

Проблема водоснабжения особенно остро ощущается в трущобах и поселках из бараков и времянок. В течение нескольких последующих лет большинство населения планеты будет проживать в городах -- впервые в истории человечества. В Африке существуют обширные регионы, в которых более 60% городского населения в действительности проживает в трущобах. Многие из них берут воду не из кранов в своих хижинах, а из автоцистерн и водонапорных колонок, которые нельзя считать надежными источниками воды. Открытые сточные трубы увеличивают риск распространения заболеваний, передающихся через воду.

Последствия кризиса в области водоснабжения испытывают на себе также женщины и дети, поскольку зачастую доставка воды ложится на их плечи. Есть места, где женщинам приходится проделывать путь длиной в десять километров, чтобы добраться до источника воды. Девочки бросают учебу в школе или из-за того, что им надо помогать носить воду, либо по причине отсутствия в школьных туалетах необходимых санитарных условий. В результате теряются миллионы школьных дней.

В некоторых районах мира недостаток воды ощущается острее, чем в других. Сегодня 800 миллионов человек живут на пороге «водного стресса». К 2025 в результате пересыхания рек, обмеления озер и опустошения подземных запасов -- это число возрастет до трех миллиардов, прежде всего за счет Азии и Африки. Назрела острая необходимость более экономно использовать воду и инвестировать в инфраструктуру «сбора» дождевой воды или увеличивать емкость хранилищ.

Больше всего воды используется в сельском хозяйстве. Земледелие потребляет воды почти в 70 раз больше, чем ее требуется для приготовления пищи и стирки. Многим странам приходится импортировать более половины необходимых продуктов питания, поскольку они не обладают достаточными запасами воды для того, чтобы увеличить объемы производства продуктов питания. Если мы не изменим свой подход к использованию воды, через 50 лет быстро растущему населению планеты для удовлетворения своих нужд ее потребуется в два раза больше.

Коррупция усложняет борьбу с дефицитом. До 40% воды теряется в результате утечек из труб и каналов. Одна из главных причин -- незаконный забор путем проделывания отверстий в трубах. Происходящее в результате этого увеличение стоимости воды больше других ощущают на себе беднейшие слои населения.

Но кризис в области водных ресурсов ощущается также и в мире зажиточных людей. Например, в Хьюстоне и Сиднее расходование запасов воды происходит быстрее, чем их пополнение. В Австралия -- самом засушливом континенте мира -- увеличение солености воды угрожает сельскому хозяйству. В Европе обширные территории подвержены периодическим засухам.

Еще одну угрозу представляет глобальное потепление. В одних регионах его следствием станет уменьшение количества осадков, в других -- таяние ледников и повышение уровня моря. Прочие природные катастрофы характеризуются большей степенью интенсивности. Примерами того, какую угрозу все еще представляют явления природы для миллионов людей во всем мире, могут служить ежегодные разливы реки Янцзы в Китае, ураган, опустошивший Новый Орлеан, или цунами в Индийском океане в 2004 году, в результате которого погибло 20 000 человек.

Вне всяких сомнений, вода является общим ресурсом. Две пятые человечества проживают в бассейнах рек и озер, которые находятся на территории двух и более государств. Связанные в одно целое взаимозависимостью, эти общества могут как пострадать в результате усиливающихся политических конфликтов, так и выиграть благодаря сотрудничеству. Совместное управление речными бассейнами сулит большие выгоды, что касается количества, качества и предсказуемости водотоков.

В глобальном масштабе около двух третей всех осадков возвращается в атмосферу. По запасам водных ресурсов наиболее обеспеченным является регион Латинской Америки, на долю которого приходится треть мирового водостока, за ней следует Азия с ее четвертью мирового водостока. Затем идут страны ОЭСР (20%), страны Африки к югу от Сахары и страны бывшего Советского Союза, на них приходится по 10%. Наиболее ограничены водные ресурсы стран Ближнего Востока и Северной Америки (по 1%).

Общий объем воды на Земле составляет примерно 1400 млн куб. км, из которых лишь 2,5 %, то есть около 35 млн куб. км, приходится на пресную воду. Большая часть запасов пресной воды сосредоточена в многолетних льдах и снегах Антарктиды и Гренландии, а также в глубоких водоносных горизонтах. Главными источниками воды, потребляемой человеком, являются озера, реки, почвенная влага и сравнительно неглубоко залегающие резервуары подземных вод. Эксплуатационная часть этих ресурсов составляет лишь около 200 тысяч куб. км - менее 1 % всех запасов пресной воды и лишь 0,01 % всей воды на Земле, - и значительная их доля размещена вдали от населенных территорий, что еще более обостряет проблемы водопотребления.

Возобновление запасов пресной воды зависит от испарения с поверхности океанов. Ежегодно океаны испаряют около 505 тысяч куб. км воды, что соответствует слою толщиной 1,4 м. Еще 72 тысячи куб. км воды испаряется с поверхности суши.

В водном цикле из общего количества выпадающих на Землю осадков 79 % приходится на океан, 2 % - на озера и только 19 % - на поверхность суши. Только 2,200 куб. км воды проникает за год в подземные резервуары.

В глобальном масштабе около двух третей всех осадков возвращается в атмосферу. По запасам водных ресурсов наиболее обеспеченным является регион Латинской Америки, на долю которого приходится треть мирового водостока, за ней следует Азия с ее четвертью мирового водостока. Затем идут страны ОЭСР (20%), страны Африки к югу от Сахары и страны бывшего Советского Союза, на них приходится по 10%. Наиболее ограничены водные ресурсы стран Ближнего Востока и Северной Америки (по 1%).

Около трети территории суши занимают аридные (засушливые) пояса. В засушливом поясе Земли дефицит воды ощущается остро. Здесь расположены самые маловодные страны, где на душу населения приходится менее 5 тысяч куб. м воды. 

Наиболее крупными потребителями воды (по объемам) являются Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Российская Федерация.

Цифры общего объема потребляемой воды колеблются от 646 куб. км/год (Индия) до менее 30 куб. км/год в Кабо-Верде и в Центральноафриканской Республике.

99 % из 4 тысяч куб. км/год воды, используемой для ирригации, бытового и промышленного потребления, производства энергии, поступает из подземных и поверхностных возобновляемых источников. Остальные - из не возобновляемых (ископаемых) водоносных слоев, это относится, главным образом, к Саудовской Аравии, Ливии и Алжиру.

По данным Организации Объединенных Наций (ООН), рост потребления пресной воды, вызванный, в частности, демографическим ростом и мобильностью населения, новыми потребностями и возросшими энергетическими запросами, в сочетании с ощутимыми последствиями изменений климата, ведут к растущей нехватке водных ресурсов.

Каждые три года Всемирная программа ООН по оценке водных ресурсов (WWAP) публикует Всемирный доклад ООН, представляющий самую полную оценку состояния пресноводных ресурсов в мире.

Последний, третий доклад, который был обнародован на Пятом Всемирном водном форуме, проходившем в Стамбуле (Турция) в марте 2009 г., является результатом совместной работы 26 различных подразделений ООН, объединенных в рамках Десятилетия ООН "Вода для жизни" (2005 - 2015 гг.).

В докладе подчеркивается, что многие страны уже достигли предельных возможностей водопользования. Положение ухудшается и вследствие климатических изменений. На горизонте уже намечаются контуры конкурентной борьбы за воду - и между странами, и между городом и деревней, и между разными отраслями. Все это в скором будущем превратит проблему нехватки водных ресурсов в проблему политическую.

Авторы доклада делают важный вывод о том, что в обширных регионах развивающегося мира по-прежнему сохраняется неравный доступ к основным услугам, связанным с водой, то есть обеспечению безопасной питьевой водой, очистке воды для производства пищевых продуктов, переработке сточных вод. Если ничего не предпринимать, то без удовлетворительной очистки воды к 2030 г. будут оставаться почти 5 млрд человек, около 67 % населения планеты.

В Африка южнее Сахары почти 340 млн человек лишены доступа к безопасной питьевой воде. Полмиллиарда людей в Африке не имеют адекватных очистных сооружений, далеко отставая в этом от других регионов мира.

Почти 80 % заболеваний в развивающихся странах, от которых каждый год умирает почти 3 млн человек, связаны с качеством воды. Так, от диареи каждый день умирает 5 тысяч детей, то есть каждые 17 секунд умирает по ребенку. В целом же почти 10 % болезней в мире можно избежать с помощью улучшения водоснабжения, очистки воды, гигиены и эффективного управления водными ресурсами.

Потребление пресной воды за последние полвека утроилось, а орошаемые площади за этот период увеличились вдвое, это связано в первую очередь с демографическим ростом. По подсчетам, население планеты сегодня составляет 6,6 млрд человек, ежегодный прирост - 80 млн. Это означает ежегодный рост потребности в пресной воде в объеме 64 млн кубометров. При этом 90 % из трех миллиардов жителей планеты, которые будут рождены к 2050 г., увеличат население развивающихся стран, где уже сегодня воды не хватает.

В 2030 г. 47 % мирового населения будут жить под угрозой водного дефицита. Только в Африке к 2020 г. из-за изменений климата в этой ситуации окажется от 75 до 250 млн человек. Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения. Ожидается, что это коснется от 24 до 700 млн человек.

Согласно данным ООН, если в 2000 г. дефицит воды в мире, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд куб. м/год, то к 2025 г. дефицит пресной воды на планете увеличится до 1,3-2,0 трлн куб. м/год.

По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы. По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останутся регионами наиболее обеспеченным пресной водой, более 20 тысяч куб. м/год в расчете на душу населения.

По оценке Института мировых ресурсов, за последний год, самыми необеспеченными водой странами мира были 13 государств, среди которых 4 республики бывшего СССР - Туркмения, Молдова, Узбекистан и Азербайджан.

Страны, имеющие до 1 тысячи куб. м пресной воды в среднем на душу населения: Египет - 30 куб. м на человека; Израиль - 150; Туркмения - 206; Молдова - 236; Пакистан - 350; Алжир - 440; Венгрия - 594; Узбекистан - 625; Нидерланды - 676; Бангладеш - 761; Марокко - 963; Азербайджан - 972; ЮАР - 982.

Использование водных ресурсов

В общем.

За последние 5 тысяч лет развития цивилизации запасы воды остались без изменений, а население планеты возросло в сотни раз, неизмеримо возросли и техногенные запросы на воду. Человечество может использовать для своих нужд около 46 - 47 тыс км3 воды ежегодно (часть общего круговорота воды, которая приходится на речной сток), но если учесть, что более половины русловых пресных вод стекает в океан и смешивается там с соленой водой, то для водозабора остается около 15 тыс км3 в год. Кроме того, могут быть использованы около 13 тыс км3 подземных вод. В настоящее время в мире используется около четверти доступных возобновляемых ресурсов пресной воды, а если учесть загрязненность источников - 55%. По оценкам ООН, если нынешнее среднедушевое потребление сохранится, то к 2050 г использование мировых запасов пресной воды только за счет роста населения достигнет 70%.

Доступность пресной воды для населения неуклонно сокращается при экстенсивном росте ее среднедушевого потребления. За последние 80 лет общее потребление пресной воды возросло в 10 раз, а население увеличилось только в 2,5 раза. Объем воды на личное потребление зависит от региона и уровня жизни и составляет от 20 до 500 л в сутки на одного человека.

Однако в любом районе мира ЗПВ могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потребность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения Земли; в целом дефицит воды испытывает 1/3 населения планеты более чем в 50 странах. Основным потребителем пресной воды является сельское хозяйство - до 70% - 80% мирового потребления пресной воды. Большая часть ее идет на производство продуктов питания (орошение): для обеспечения среднестатистического жителя самой простой растительной пищей расходуется 350 м3 в год. При небольшом повышении благосостояния и необходимости содержать скот затраты воды на производство продуктов питания увеличиваются втрое.

Орошаемое земледелие занимает лишь около 20% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Примерно 80 % забираемой на орошение речной воды не возвращается обратно в реки и расходуется на испарение и транспирацию сельскохозяйственными культурами. Для орошения 1 га земли в Западной Европе 4 000 - 6 000 м3 воды, в США и Мексике - 7 000 - 8 000 м3, в Индии и Индонезии - 9 000 - 10 000 м3, в бывшем СССР - 12 500 м3. Для производства 1 т зерна требуется 100 м3 пресной воды, 1 т риса - 400 м3, 1 кг мяса - 27 м3, 1 л молока - 4 м3. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению.

Не смотря на рост урожайности в последние 20 лет с 1 га угодий на 40%, удельное потребление воды на 1 га остается практически неизменным на протяжении последнего столетия - то есть рост производства достигается в основном за счет увеличения площади орошения. Дальнейшее увеличение населения будет сопровождаться обострением продовольственных проблем, а нехватку воды к 2025 г будет испытывать 2/3 населения планеты. Уже сегодня дефицит воды существует в экономически развитых странах, например, США и Германии.

В настоящее время среднее потребление пресной воды составляет около 630 м3 в год на человека, из них 420 м3 - на производство продуктов питания, 125 м3 - на коммунально-бытовые нужды, 65 м3 - на производство промышленной продукции.

Потребление воды промышленностью зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде на долю промышленного потребления приходится 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности, потребляют наиболее водоемкие отрасли - сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. В среднем в мире на промышленное потребление уходит примерно 20% всей потребляемой воды (по разным оценкам, от 400 до 600 км3 пресной воды). Казалось бы, от стока всех рек мира промышленное потребление составляет небольшую долю. Но если учесть неравномерность распределения стока в пространстве и во времени и часть стока, которую можно реально использовать, то, оказывается, для промышленного использования изымается до 40 % полного стока рек. Увеличение за последние десятилетия водопотребления связано с развитием водоемких отраслей.

Водопотребители - это отрасли народного хозяйства, которые требуют забора значительных объемов воды из водных объектов (орошаемое земледелие, промышленное производство, водоснабжение крупных населенных пунктов и городов).

Водопользователи - отрасли хозяйственной деятельности, которые не связаны с необходимостью водопотребления, но коренным образом изменяющие естественный гидрологический режим водоисточников (гидроэнергетика, судоходство, лесосплав, рыбное хозяйство).

Водопотребляющие отрасли, изымая воду из рек, могут существенно уменьшать естественный речной сток, особенно во влагодефицитных районах, где речная сеть редкая, а водные ресурсы ограничены. При этом может нарушаться водный баланс морей и озер.

Основная беда водопотребления для поддержки санитарного состояния мест расселения людей, нужд промышленности, сельского хозяйства, городского хозяйства заключается в том, что изымаемая чистая вода из рек, озер, подземных резервуаров возвращается в эти водоисточники загрязненной. Сточные воды, даже прошедшие предварительную очистку, нуждаются в многократном разбавлении чистой водой тех же объектов - в среднем необходимо 15-кратное разбавление.

Даже если допустить, что все сточные воды будут очищаться значительно качественнее, то при росте населения Земли и увеличении забора вод в некоторых районах земного шара воды не хватит для разбавления сточных вод до нормы, необходимой для повторного использования.

Критическим считается использование более 10% годовых запасов пресной воды. Сейчас Египет, например, использует 97% ООВР, Израиль - 84%, Германия - 27%, США - 19%, Россия - 2,7%. По расчетам к 2050 г останется лишь 3-4 страны, в том числе Россия, не испытывающие недостатка воды.

Коммунальное водоснабжение

Коммунальное хозяйство России удовлетворяет потребность в воде городского населения, коммунальных, транспортных и прочих непромышленных предприятий, а также расходы воды на благоустройство населенных пунктов, полив улиц и тушение пожаров.

Отличительная особенность коммунального хозяйства - постоянство водопотребления и жесткие требования, предъявляемые к качеству воды.

Основной объем (84-86%) потребляемой воды используется для хозяйственно-питьевых нужд населения, в среднем по России удельное водопотребление на одного городского жителя составляет 367-369 л/сут.

Около 99% городов, 82% поселков городского типа, 19,5% населенных пунктов в сельской местности обеспечены централизованным водоснабжением. Благоустройство городского жилого фонда в среднем по стране характеризуется следующими показателями: обеспеченность центральным водопроводом - 83,8%, канализацией - 81,4% центральным отоплением - 84,7%, ванными и душем - 76,7%, горячим водоснабжением - 70,8%.

В поверхностные водные объекты предприятиями отрасли отводится около 13 км 3/год сточных вод, по разным причинам в структуре сбрасываемых вод преобладают недостаточно очищенные. В целом по стране через системы очистных сооружений предварительно пропускается около 70% всей подаваемой воды.

Из-за неблагополучного состояния источников питьевого водоснабжения и несовершенства системы водоподготовки не теряет своей остроты проблема качества воды. Стандартные сооружения очистки, включающие двухступенчатую схему осветления, обесцвечивания и обеззараживания не справляются с возрастающими нагрузками новых загрязнителей (тяжелых металлов; пестицидов, галогенсодержащих соединений, фенолов, формальдегидов). Хлорирование воды, содержащей органические вещества, накапливающиеся в водных источниках, приводит к ее вторичному загрязнению и образованию канцерогенных хлорорганических соединений.

Около 70% промышленных предприятий сбрасывают в коммунальную канализацию сточные воды, в которых, в частности, содержатся соли тяжелых металлов и ядовитые вещества. Осадок, образующийся при очистке таких сточных вод, не может быть использован в сельском хозяйстве, что создает проблемы с его утилизацией.

Промышленное водоснабжение

Промышленное водоснабжение, обеспечивающее функционирование технологических процессов, является ведущим направлением водопользования. Системы промышленного водоснабжения включают в себя гидротехнические сооружения по забору технической воды и доставке се предприятиям, а также системы водоподготовки.

Промышленный потенциал каждого экономического района Российской Федерации представлен практически всеми основными отраслями. Есть и такие районы, где преимущественно сконцентрированы совершенно определенные отрасли промышленности. Например, 46% объема производства легкой промышленности сосредоточено в Центральном экономическом районе, на долю Уральского экономического района приходится около 70% продукции черной и цветной металлургии, на долю Западно-Сибирского - 46% топливной промышленности.

Объемы водопотребления зависят от структуры промышленных предприятий, уровня технологии, выполняемых мероприятий по экономии воды. Наиболее водоемкими отраслями являются теплоэнергетика, черная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая и деревообрабатывающая промышленность. На долю самой водоемкой отрасли - электроэнергетики - приходится около 68% суммарного потребления свежей и 51% - оборотной воды.

Так как большинство промышленных объектов сосредоточено в крупных городах, в России преимущественное развитие получили объединенные промышленно-коммунальные системы водоснабжения, что, в свою очередь, приводит к неоправданно высоким расходам на промышленные нужды воды питьевого качества (до 30-40% суточной подачи городских водопроводов).

Предприятия промышленности являются основным источником загрязнения поверхностных вод, ежегодно сбрасывая большое количество отработанных сточных вод. Особенно разнообразны по своим свойствам и химическому составу сточные воды химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и угольной промышленности. Несмотря на достаточную мощность очистных сооружений, только 83-85% отводимых сточных вод соответствуют нормативным требованиям. В структуре отводимых вод, содержащих загрязняющие вещества выше нормативного уровня, сброс без очистки составляет в настоящее время 23%, остальные воды сбрасываются недостаточно очищенными.

Сельскохозяйственное водоснабжение

В сельской местности водоснабжение осуществляется главным образом по локальным системам и путем индивидуального обеспечения водопользователей. Системы локального водоснабжения в очень сильной степени зависят от качества воды в источниках и, в случае необходимости, оборудуются специальными сооружениями. В районах с высокой плотностью сельского населения применяются групповые системы.

Для нужд отрасли из природных водных источников забирается около 28% суммарного объема изъятия воды.

Среди сельскохозяйственных отраслей основным потребителем свежей воды и крупным загрязнителем поверхностных водоемов, сбрасывающим через коллекторно-дренажную сеть неочищенные сточные воды, является орошаемое земледелие. Серьезную опасность для поверхностных водоемов представляет вынос с сельскохозяйственных полей удобрений и ядохимикатов.

Другим крупным водопотребителем и мощным источником загрязнения поверхностных и подземных вод являются животноводческие комплексы по выращиванию крупного рогатого скота, свиней, птицы. Очистка животноводческих сточных вод связана с большими трудностями, поскольку перед сбросом в водные объекты их необходимо длительное время выдерживать в прудах-накопителях.

Водный транспорт

Водный транспорт является едва ли не самым древним водопользователем. По внутренним водным путям России (рекам, озерам, водохранилищам, каналам), имеющим общую протяженность свыше 400 тыс. км, перевозится до 50 млн. т грузов.

При использовании рек и других водных объектов для судоходства необходимо поддерживать на них гарантированные глубины, режим стока и прочие условия, обеспечивающие бесперебойную работу водного транспорта в навигационный период.

В ряде случаев интересы водного транспорта вступают в противоречия с интересами других водопользователей и водопотребителей, таких как водоснабжение, орошение, гидроэнергетика. Например, гидростроительство, с одной стороны, позволяет увеличить глубину и ширину водного пути, ликвидировать пороги, а с другой - вносит серьезные осложнения в работу водного транспорта за счет сокращения продолжительности навигационного периода, резких суточных и недельных колебаний расходов и уровней воды в нижних бьефах гидростанций.

Водный транспорт, не предъявляя высоких требований к качеству воды, является одним из значительных источников загрязнения водных объектов нефтепродуктами и взвешенными веществами.

Весьма неблагоприятное воздействие на экологическое состояние водоемов оказывает лесосплав, изменяя естественное состояние русел, засоряя водные объекты затопленной древесиной, разрушая нерестовые участки.

Рыбное хозяйство

Рыбное хозяйство непосредственно связано с использованием водных ресурсов и предъявляет очень высокие требования к их режиму, количественному и качественному состоянию. Для успешного воспроизводства и нормального развития рыбы необходимы чистая вода с достаточным количеством растворенного кислорода и отсутствием вредных примесей, соответствующая температура и обеспеченность кормами. Нормативы качества воды для рыбохозяйственных объектов более строгие, чем для источников питьевого водоснабжения.

В России около 30% уловов во внутренних морях и водоемах приходится на долю пресноводных рыб (щуки, леща, судака, плотвы, окуня, сазана, сига, севрюги, белуги, семги, кеты, горбуши). В последние годы отмечается сокращение уловов, что обусловлено уменьшением продуктивности рыбохозяйственных объектов в результате интенсивного антропогенного воздействия.

Увеличение воспроизводства рыбы осуществляется за счет искусственного рыборазведения на рыбоводных заводах, в нерестово-выростных хозяйствах, рыбопитомниках. Весьма перспективным направлением является выращивание рыб в водоемах-охладителях тепловых электростанций.

Рекреации

Водные объекты - излюбленное место для отдыха, спорта, оздоровления людей. Практически все рекреационные учреждения и сооружения размещены либо на берегах водоемов, либо вблизи них. В последние годы масштабы рекреационной деятельности на водных объектах постоянно растут, чему способствует увеличение численности городского населения и совершенствование транспортных коммуникаций.

В Российской Федерации на берегах водоемов расположено около 60% всех санаториев, свыше 80% учреждений отдыха. 60% туристических баз и 90% рекреационных объектов для самого массового в стране пригородного отдыха.

Водный след

Водный след отражает объём воды, затрачиваемый при производстве различных товаров или оказании услуг. Определение «Водный след», как правило, применяется в отношении потребителя воды (человека, организации, страны) и учитывает источник потребляемой воды, а также время/интенсивность потребления.

Водный след страны представляет собой общий объем воды, используемой во всем мире для производства товаров и услуг, потребляемых населением этой страны. В его состав входит вода, забираемая из рек, озер и водоносных горизонтов (поверхностных и подземных источников) и используемая в сельском хозяйстве, промышленности и для бытовых целей, а также дождевая вода, используемая в растениеводстве.

Водный след аналогичен экологическому следу: если последний отражает общую продуктивную площадь, необходимую для производства товаров и услуг, потребляемых данным населением, то водный след отражает количество воды, необходимое для производства тех же товаров и услуг.

Общий водный след страны состоит из двух компонентов. Внутренний водный след представляет собой объем воды, необходимый для получения товаров и услуг, которые производятся и потребляются внутри данной страны. Внешний водный след является результатом потребления импортируемых товаров или, иными словами, отражает использование воды при производстве товаров в стране-экспортере. Использование воды для производства товаров, поставляемых на экспорт, не учитывается в составе водного следа страны-экспортера. вода ресурс след

В мировом масштабе на внешний след приходится 16% среднедушевого водного следа, хотя эта величина варьирует в широких пределах внутри стран и между ними. Внешний водный след 27 стран составляет более половины их общего водного следа. Среднемировой водный след составляет 1,24 млн. литров на человека в год; это соответствует половине объема олимпийского плавательного бассейна. Влияние водного следа полностью зависит от того, где и когда получена потребляемая вода. Водопользование в области, богатой водными ресурсами, вряд ли приведет к негативным социальным и экологическим последствиям, в то время как потребление того же объема в области, уже испытывающей дефицит воды, может привести к пересыханию рек и разрушению экосистем с последующей потерей биоразнообразия и средств существования населения.

Формирование водного следа за счет внешних источников может оказаться эффективной стратегией для страны, столкнувшейся с дефицитом собственных водных ресурсов, но одновременно такой подход подразумевает экспорт воздействия на окружающую среду. Условия торговли «виртуальной водой» существенно зависят от таких факторов, как состояние мировых рынков сырья и продовольствия, а также политика в области сельского хозяйства, которые, как правило, недооценивают возможные экологические, экономические и социальные издержки стран-экспортеров. Проблема торговли «виртуальной водой» еще раз подчеркивает необходимость международного сотрудничества по управлению водными ресурсами в условиях, когда около 263 крупных рек и озер мира, а также многие сотни водоносных горизонтов являются трансграничными.

Водный след в производстве.

В каждой стране вода используется для производства товаров и услуг, которые либо потребляются внутри страны, либо экспортируются. Водный след производства учитывает все потребление воды в стране для хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных нужд независимо от того, где потребляется произведенная продукция.

Для более четкого определения типов водного следа созданной в начале 2000-х годов международной неправительственной организацией «Сеть водного следа» (Water Footprint Network) было предложено ввести несколько его градаций. «Зеленый» водный след представляет собой объем хранимой в почве дождевой воды, который испаряется с полей, используемых в сельском хозяйстве. «Голубой» водный след представляет собой объем пресной воды, безвозвратно забираемой из водных объектов. Основная часть этой воды используется в поливном земледелии и испаряется с полей.

«Серый» водный след - объем воды, загрязненной в процессе производства. Он рассчитывается как количество воды, необходимое для разбавления сбрасываемых загрязняющих веществ до такого состояния, при котором качество воды отвечает приемлемым нормативам.

В качестве показателя водопользования водный след отличается от классического определения забора воды в трех аспектах:

1. Сюда не относится «голубой» тип использования воды, поскольку эти водные ресурсы возвращаются туда, откуда они были извлечены.

2. Он не ограничивается только голубым типом, но включает зеленый и серый типы.

3. Он не ограничивается лишь прямым использованием водных ресурсов, но включает и непрямое использование воды.

Благодаря совместным усилиям экологических организаций, компаний, научно-исследовательских учреждений и организаций системы ООН в феврале 2011 года «Сеть водного следа» инициировала введение Глобального стандарта водного следа (Global Water Footprint Standard).

Важной особенностью водного следа является то, что он может служить эффективным инструментом только в том случае, если используется в качестве четкого стандарта, а не как своего рода метафора. Концепция водного следа тесно связана с концепцией «зеленого роста» и зеленой экономики, которые являются составными элементами устойчивого развития.

В связи с «водным следом» были выделены группы рисков для предприятий промышленности и компаний. В частности, было признано, что смягчение «водного следа» предприятия или компании является способом снижения риска по его типам:

- физический риск: предприятия и фирмы могут сталкиваться с растущим риском недостатка водных ресурсов в рамках своих цепочек снабжения или в процессе производства;

- репутационный риск: корпоративному имиджу компании может быть нанесен ущерб в тех случаях, когда формируется общественное мнение о том, что эта компания неправильно решает вопросы, связанные с рациональным использованием водных ресурсов;

- регулятивный риск: может возникнуть в тех случаях, когда возрастает вмешательство органов государственной власти и усиливается степень регулирования в сфере водных ресурсов;

- финансовый риск: вышеупомянутые типы рисков могут приводить к повышению затрат и снижению прибыли предприятия.

Водный след производства может использоваться для оценки нагрузки на водные ресурсы страны. Нагрузка на «голубые» водные ресурсы рассчитывается на годичной основе как отношение общего водного следа производства за вычетом «зеленой» составляющей к общему объему возобновляемых водных ресурсов страны. В настоящее время около 50 стран уже испытывают постоянный умеренный или сильный водный стресс, в то время как многие другие сталкиваются с дефицитом воды в определенные периоды года. В ряде стран водный стресс остается слабым на протяжении всего года, что позволяет им рассматривать возможности расширения объемов сельскохозяйственного производства за счет ирригации подходящих для этого территорий. Однако для того, чтобы дополнительное потребление воды носило устойчивый характер, необходимо учитывать сезонную доступность воды, а также возможное влияние на водопользователей и экосистемы, расположенные ниже по течению.

Ожидается, что в мировом масштабе количество населения, страдающего от постоянного или сезонного дефицита воды, резко возрастет вследствие изменения климата и увеличения спроса. В этой связи понимание того влияния, которое производство продовольствия и волокон оказывает на водные ресурсы, является жизненно важным для обеспечения адекватного снабжения водой людей и экосистем.

Примечание: в связи с недостатком данных по многим странам «серая» составляющая водного следа производства была заменена возвратными потоками: объемом сточных вод сельского хозяйства, промышленности и домохозяйств, возвращаемым в поверхностные водные объекты после использования.

Как рассчитывается водный след

Расчеты основаны на среднем значении для выбранной страны. Уровень воды будет подниматься или опускаться в зависимости от того, как Ваш выбор влияет на потребление воды. В расчетной формуле использованы значения среднего потребителя в Финляндии. Помимо параметров, учитываемых калькулятором, на водопотребление также влияют другие факторы, поэтому результат представляет собой лишь приблизительную оценку Вашего расхода воды.

Статистика

Согласно расчетам «Водный след» каждого среднестатистического жителя Земли составляет 1240 м3 воды в год.

К странам с самым низким «Водным следом» можно отнести Латвию, Грузию, Венгрию, Китай, Афганистан, Перу, Конго, Анголу и ряд других стран (600-1000 м3 воды в год на человека).

К странам с самым высоким «Водным следом» можно отнести США, Грецию, Малайзию, Италию, Таиланд, Испанию, Судан, и Россию (2100-2500 м3 воды в год на человека). Ряд государств из этого списка стран с самыми высокими значениями «Водного следа» вынуждено импортировать воду, чтобы сохранять водопотребление на прежнем уровне. Так высокий уровень «Водного следа» на душу населения обеспечивается за счёт импорта воды в США на 19%, Греции на 35%, Малайзии на 25%, Италии на 51%, Таиланде на 8%.

К странам, наиболее зависимым от импорта воды можно отнести Кувейт и Мальту (импорт воды составляет 87%), Нидерланды (82%), Бахрейн и Бельгию (80%).

Возобновляемыми водными ресурсами наиболее богаты Бразилия, Россия, США, Китай и Индонезия.

Экономия воды

Для того чтобы сберечь воду нужно определить, какое количество мировых водных ресурсов потребляется при производстве товаров и услуг, а также при Вашем образе жизни. Для этого и выведено понятие «Водный след». Для расчёта своего водного следа есть специальные онлайн-калькуляторы, которые Вы можете найти в сетях Интернет.

Вы можете регулировать собственное потребление воды при помощи простых мер. Вы можете уменьшить свой "водный след", следуя водосберегающим правилам.

Посмотрите на схему, представленную ниже, и Вы поймёте, какое количество воды расходует человечество впустую. Светло-серые колонки - это ежедневные действия человека, сопровождаемые расходом воды. Светло-жёлтые колонки - это альтернативные действия, которые может предпринять человек, чтобы уменьшить потребление воды.

По данным таблицы выходит, что если человек слегка изменит свои пристрастия, то количество потребляемой воды, приходящееся на одного человека в сутки, можно снизить на 8664 литра - это приблизительно 8,7 кубометров воды! Таким образом, в месяц каждый человек может сэкономить 261 кубометр воды. Один кубический метр воды в России стоит около 20 рублей, в других странах в среднем 70 рублей. Рекордсменом по стоимости воды из западных стран является Голландия. Здесь кубометр стоит 130 рублей. В денежном эквиваленте экономия воды составит в России 5220 рублей в месяц на человека, в среднем по миру 18270 рублей, а в Голландии 33930 рублей на человека в месяц.

Рациональное использование водных ресурсов

вода ресурс пресный

Основные проекты по увеличению доступных запасов пресной воды

Сооружение водохранилищ. С помощью водохранилищ возможно увеличить устойчивый сток пресных вод до 20% от существующего уровня. Активнее всего водохранилища создавались в 50-70-х годах прошлого века, но в 90-х этот процесс замедлился и в настоящее время практически прекратился.

Опреснение морских вод. В районах искусственного орошения важно опреснение засоленных речных вод. В странах тропического пояса широко распространено опреснение морских вод. Однако отходы опреснения, складируемые на суше или сбрасываемые в море - экологическая опасность.

Транспортировка воды. Разрабатываются проекты строительства магистральных водопроводов для межрегиональной переброски воды, в частности из Канады в Мексику и южные штаты США. В России до сих пор на рассмотрении Правительства РФ находятся проекты вовлечения вод Оби и Иртыша в хозяйственный оборот южных районов Урала и Тюменской области. Предлагается осуществлять танкерную перевозку воды (например, из Ладогив Калининградскую область и из Великих Озер - в арабские страны).

Существуют проекты транспортировки ледниковых запасов пресной воды: планируется превращение айсбергов в ледяную крошку и перевоз ее грузовыми судами. Однако придется использовать только холодные течения во избежание таяния льда, что является минусом проекта. В среднем эти проекты в 100 раз дороже опреснения.

Очистка сточных вод. Ежегодно потребляется 4 тыс км3 воды, а объем стоков составляет 2 тыс км3. В результате несовершенства современного водопользования и очистки в большинстве развивающихся стран и некоторых развитых странах воды загрязняется больше, чем при сбросах нормативно очищенных вод. В глобальном масштабе в ближайшем будущем человечеству грозит качественное ухудшение водозапасов.

А в качестве первоочередных мер предотвращения дефицита воды необходимо всемерно ее экономить.

Что делать, чтобы экономить воду?

Вегетарианство экономит воду. Выращивание скота на мясо требует много воды.

Не стоит пить чай с большим количеством сахара; на его производство требуется много воды - кстати, на шоколад и кофе тоже.

Выбирайте продукты, не наносящие ущерб окружающей среде.



Вывод

Вода -- это удивительное вещество без вкуса, цвета и запаха, которое играет ключевую роль в существовании живых организмов, формировании климата и погоды на нашей планете.

H2O обладает уникальными необычными свойствами, которые являются определяющими в существовании жизни на Земле.

С помощью расчёта водного следа вы сможете составить план по сохранению воды.

Воду надо беречь. Чем больше мы ценим чистую воду сейчас, тем выше вероятность того, что она будет доступна нам в будущем.

Размещено на Allbest.ru

...