Основные источники воды на земле. Проблемы использования водных ресурсов. Проблема нехватки пресной воды

Вывоз, переработка и утилизация отходов с 1 по 5 класс опасности

Работаем со всеми регионами России. Действующая лицензия. Полный комплект закрывающих документов. Индивидуальный подход к клиенту и гибкая ценовая политика.

С помощью данной формы вы можете оставить заявку на оказание услуг, запросить коммерческое предложение или получить бесплатную консультацию наших специалистов.

Отправить

Из воды зародилась жизнь на планете Земля, и именно вода продолжает эту жизнь поддерживать. Организм человека на 80% состоит из воды, она активно используется в пищевой, легкой и тяжелой промышленности. Поэтому трезвая оценка имеющихся запасов крайне важна. Ведь вода – это источник жизни и технологического прогресса. Запасы пресной воды на Земле не бесконечны, поэтому эколог все чаще напоминают о необходимости рационального природопользования.

Сначала разберемся с самим. Пресная вода – это такая, в которой содержится не более одной десятой процента соли. Подсчитывая запасы, учитывают не только жидкость из природных источников, но также атмосферный газ и запасы в ледниках.

Мировые запасы

Более 97% от всех запасов воды находится в Мировом океаны – она соленая и без специальной обработки не пригодна для использования человеком. Чуть меньше 3% — это пресная вода. К сожалению, она не вся доступна:

• 2,15% приходится на ледники, айсберги и горные льды.
• Около одной тысячной процента – газ в атмосфере.
• И только 0,65% от всего количества доступны для потребления и находятся в пресноводных реках и озерах.

На данный момент принято считать, что пресноводные водоемы – это неисчерпаемый источник. Это действительно так, мировые запасы не могут исчерпать себя даже при нерациональном использовании – количество пресной воды восстановится за счет планетарного круговорота веществ. Ежегодно из Мирового океана испаряется более полумиллиона кубометров пресной воды. Эта жидкость принимает форму облаков, а затем пополняет пресноводные источники атмосферными осадками.

Проблема состоит в том, что могут закончиться легкодоступные запасы. Речь не идет о том, что человек выпьет всю воду из рек и озер. Проблема состоит в загрязнении источников питьевой воды.

Планетарное потребление и дефицит

Потребление распределяется следующим образом:

• Около 70% тратится на поддержание сельскохозяйственной отрасли. Этот показатель сильно меняется от региона к региону.
• Вся мировая промышленность затрачивает около 22%.
• На индивидуальное бытовое потребление приходится 8%.

Имеющиеся доступные пресноводные источники не могут полностью покрыть нужды человечества по двум причинам: неравномерное распределение и загрязнение.

Дефицит пресной воды наблюдается на следующих территориях:

• Аравийский полуостров. Потребление превышает имеющиеся ресурсы более чем в пять раз. И это подсчет только для индивидуального бытового потребления. Вода на Аравийском полуострове стоит чрезвычайно дорого – ее приходится транспортировать танкерами, тянуть трубопроводы, строить заводы по опреснению морской воды.
• Пакистан, Узбекистан, Таджикистан. Уровень потребления равен количеству имеющихся водных ресурсов. Но с развитием экономики и промышленности крайне высок риск того, что потребление пресной воды возрастет, а значит, ресурсы пресной воды будут истощаться.
• В Иране используется 70% от ресурсов возобновляемых пресноводных источников.
• Вся Северная Африка также находится под угрозой – ресурсы пресной воды используются на 50%.

На первый взгляд может показаться, что проблемы характерны для засушливых стран. Однако, это не так. Наибольший дефицит наблюдается на территории жарких стран с высокой плотностью населения. В большинстве своем это развивающиеся государств а, а значит, можно ожидать дальнейшего роста потребления.

Для примера – в Азиатском регионе самая большая площадь пресноводных водоемов, а на континенте Австралия – самая маленькая. При этом житель Австралии обеспечен ресурсом более чем в 10 раз лучше, чем житель Азиатского региона. Так происходит из-за различий в плотности населения – 3 млрд. жителей Азиатского региона против 30 млн. в Австралии.

Природопользование

Истощение запасов пресной воды приводит к выраженному дефициту более чем в 80 странах мира. Сокращение запасов сказывается на экономическом росте и социальном благополучии ряда государств. Решение проблемы – поиск новых источников, так как снижение потребления не сможет существенно изменить положение дел. Доля ежегодного истощения запасов пресной воды в мире составляет по разным оценкам от 0,1% до 0,3%. Это достаточно много, если помнить о том, что не все пресноводные источники доступны для мгновенного использования.

Подсчеты показывают, что есть страны (в основном ближний Восток и Северная Африка), в которых запасы истощаются медленно, но вода недоступна из-за загрязнения – более 95% пресной воды не пригодны для питья, этот объем требует тщательной и технологически сложной очистки.

Надеяться на уменьшение потребности населения не имеет смысла – ежегодно потребление только растет. На 2015 более 2 миллиардов человек были в той или иной степени ограничены в потреблении, пищевом или бытовом. По самым оптимистичным прогнозам при том же самом потреблении запасов пресной воды на Земле хватит до 2025 года. После все страны с населением более 3 млн. человек окажутся в зоне серьезного дефицита. Таких стран почти 50. Это число показывает, что в условиях дефицита окажутся более 25% государств.

Что касается ситуации в РФ, то пресной воды в России достаточно, российский регион одним из последних столкнется с проблемами дефицита. Но это не значит, что государству не стоит принимать участие в международном регулировании данной проблемы.

Экологические проблемы

Ресурсы пресной воды на планете распределены неравномерно – это и приводит к выраженному дефициту в конкретных регионах, вместе с плотностью населения. Понятно, что решить эту проблемы невозможно. Но можно справиться с другой – с загрязнением существующих пресноводных водоемов. Основные примеси-загрязнители – это соли тяжелых металлов, продукты нефтеперерабатывающей промышленности, химические реагенты. Загрязненная ими жидкость требует дополнительной дорогостоящей обработки.

Запасы воды на Земле истощаются и из-за вмешательства человека к гидрооборот. Так, возведение плотин привело к падению уровня вод в таких реках как Миссисипи, Хуанхэ, Волга, Днепр. Строительство гидроэлектростанций позволяет получить дешевую электроэнергию, но наносит ущерб пресноводным источникам.

Современная стратегия борьбы с дефицитом – это опреснение, которое получает все большее распространение, особенно в восточных странах. И это несмотря на высокую стоимость и энергоемкость процесса. На данный момент технология полностью себя оправдывает, позволяя пополнять естественные запасы искусственными. Но технологической мощности может не хватить для опреснения, если истощение по запасам пресной воды продолжится в том же темпе.

На Земле множество источников воды, но не все природные воды могут служить источником водоснабжения населения. Выбор источника водоснабжения населенных мест – сложная задача, требующая всестороннего изучения и тщательного анализа водных ресурсов в каждой конкретной местности и особенно характеристик природных вод.

К открытым поверхностным водоемам относятся океаны, моря, озера, реки, болота и водохранилища. Вода морей и океанов не может быть использована в качестве источника водоснабжения без предварительной специальной дорогостоящей обработки, поскольку в ней содержится до 35 кг различных солей в одной тонне воды.

Поэтому для целей водоснабжения населенных мест используют другие источники – реки, озера и водохранилища. В странах СНГ централизованное водоснабжение в объеме около 8 км 3 /год в основном осуществляется из поверхностных источников - 83%. Главное значение имеют воды рек и пресных озер.

В зависимости от климатических и погодных условий в той или иной местности водность рек и озер из года в год меняется. Меняется она и в пределах года: в весенний период повышается, а летом и зимой значительно падает. В периоды весенних паводков вода имеет высокую цветность, низкую щелочность, содержит большое количество взвешенных веществ, различных ядохимикатов, бактерий, приобретает привкусы и запахи. При цветении водоемов в летний период вода приобретает самую неожиданную окраску и очень своеобразные запахи – рыбный, травяной, плесневый, огуречный и даже фиалковый.

Речная вода, как правило, содержит небольшое количество минеральных солей и отличается относительно небольшой жесткостью. Все физико-химические свойства речной воды, ее бактериальный и биологический состав зависят от распространенных по водосборной площади веществ и загрязнений. Все поверхностные воды сначала промывают леса и луга, поля и застроенную территорию, а лишь затем попадают в реки. В реках осуществляются процессы самоочищения под воздействием разбавления водой водоема, биологического разложения загрязнений и осаждения наиболее крупных взвесей на дно. Биологические процессы происходят под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и простейших, населяющих водоем, с участием растворенного в воде кислорода и солнечного света.

Используемые для водоснабжения озера также характеризуются высокой цветностью и окисляемостью вод, наличием планктона в теплые периоды года, низкой минерализацией и малой жесткостью. Вода озер содержит повышенное количество биогенных веществ, способствующих массовому развитию фитопланктона и летнему цветению, которое обусловливает снижение прозрачности воды, появление характерных запахов и образование дефицита растворенного кислорода.

Искусственные водоемы – водохранилища и речные моря также являются источниками водоснабжения. В мире построены водохранилища с полезным суммарным объемом около 2300 км 3 .

Водохранилища – это водоемы с замедленным водообменом, поэтому для них характерно постепенное ухудшение качества воды. Запасы пресных вод содержатся также в болотах. Они являются не только хранилищами пресной воды, питающими ручьи и пруды, но и играют роль естественного фильтра при очистке загрязненных вод.

Болота играют огромную роль в природном равновесии - во время весенних разливов они накапливают влагу и отдают ее в засушливые периоды года. Около 3/4 мировых запасов пресной воды находится в кристаллическом состоянии в виде льдов Арктики и Антарктиды и высокогорных ледников. Общий объем льда на Земле равен 27 млн. км 3 , что соответствует 24 млн. км 3 воды.

Подземные воды

В верхней части земной коры, на разной глубине под почвой, находятся обширные запасы подземных вод. Эти воды местами пропитывают рыхлые или трещиноватые горные породы, образуя водоносные пласты. Большую часть подземных вод в верхних водоносных пластах создают просачивающиеся через почву и грунт атмосферные осадки. Некоторая часть подземных вод может образоваться в результате соединения выделившихся из магмы кислорода и водорода. Такие воды названы ювенильными, впервые вступающими в общий влагооборот земного шара. Достоверных сведений об объеме этих вод в общем балансе влаги на Земле нет.

Общее количество пресных подземных вод, заключенных в земной коре, подсчитать трудно, однако исследователями установлено, что их на земном шаре гораздо больше, чем поверхностных. К естественным запасам подземных вод обычно относят объем свободной, химически не связанной воды, движущейся главным образом под влиянием силы тяжести в порах и трещинах горных пород. В земной коре, до глубины 2000 м, всего 23,4 млн. км 3 соленых и пресных подземных вод. Пресные воды, как правило, залегают до глубины 150 – 200 м, ниже они переходят в солоноватые воды и рассолы. По расчетам гидрогеологов до глубины 200 м объем пресных подземных вод составляет от 10,5 до 12 млн. км 3 , что более чем в 100 раз превышает объем пресных поверхностных вод.

Подземные воды отличаются высокой степенью минерализации. Однако минерализация их зависит от условий залегания, питания и разгрузки водоносных слоев. Если подземные воды залегают выше уреза воды в реках и стекают в эти реки, то эти воды пресные. Если же они находятся ниже уровня речных долин и залегают в мелкозернистых или глинистых песках, они обычно более минерализованные. Бывают случаи, когда нижние водоносные пласты обладают большей водопроницаемостью, чем залегающие выше, тогда и вода там более пресная по сравнению с водой вышележащих горизонтов. Подземным водам присущи постоянство температуры (5 … 12°С), отсутствие мутности и цветности, высокая санитарная надежность. Чем глубже водоносный слой и чем он лучше перекрыт сверху водонепроницаемыми пластами, тем чище его вода, лучше ее физические свойства, ниже температура, меньше в ней бактерий, которые в чистых грунтовых водах могут отсутствовать, хотя возможность загрязнения и этих вод в принципе не исключена. С гигиенической точки зрения подземные источники считаются лучшими источниками питьевого водоснабжения.

7. Реки твоей малой Родины – Донбасса

Направление движения вод в реках определяет рельеф местности. Для рек нашего края водоразделом является Донецкий кряж, проходящий по линии автодороги Донецк – Горловка. На северном склоне кряжа, недалеко от г. Ясиноватой, берёт начало река Кривой Торец, входящая в бассейн реки Северский Донец. Между станцией Ясиноватая и городом Донецком, у села Яковлевка, из двух небольших ручьев образуется исток реки Кальмиус, впадающей в Азовское море.

На западном склоне кряжа в балке Волчьей, возле железнодорожных станций Желанная и Очеретино, начинается река Волчья, которая является притоком реки Самары, впадающей в Днепр.

Густота речной сети в Донбассе невелика. Если в среднем по Украине на один квадратный километр площади приходится 0,25 километра рек, то в бассейне Северского Донца – 0,15 километра. Все реки равнинные, степные. Нрав у них спокойный, сдержанный. Основным поставщиком воды, пополняющим реки, озёра и подземные источники, являются атмосферные осадки. Количество выпадающих на сушу осадков зависит от удалённости территории от океана. В средних широтах, где расположен Донбасс, выпадает осадков всего от 400 до 500 миллиметров. Климат нашего края считается полусухим. Основная масса осадков приходится на период с апреля по ноябрь, с максимумом в июне-июле. Летом бывают кратковременные ливневые дожди. Зимой выпадает всего 25 – 30% осадков от суммы годовых, именно они являются основными источниками пополнения запасов грунтовых вод и искусственных водохранилищ. Мешают накоплению воды в Донбассе сильные, преимущественно восточные ветры – суховеи, продолжительность которых в отдельные годы достигает 160 дней.

В среднем за год на территории Донецкой и Луганской областей поступает с осадками 21,28 - 26,60 кубических километров воды, значительная часть их испаряется, особенно с поверхностей водоёмов - от 650 до 950 миллиметров воды в год.

Северский Донец - главная река нашего края, давшая ему название и играющая важную роль в его экономике. Название реки составлено из двух слов. Донец - от слова «дон» из языка скифов и аланов, означающего - текущая вода, река. Донец - это небольшой Дон. Северский потому, что берёт своё начало там, где в древней Руси было удельное Северское княжество.

Характеристика реки: длина от истока до впадения в Дон 1053 километра, в пределах Донбасса - 370 км; ширина в среднем течении 60-110 метров; средняя глубина 1,5- 2,2 м, на плёсах - 3-4 м, в омутах и ямах - 6-8 м, на перекатах - 0,7 - 1 метр. Падение реки всего 0,18 метра на километр, что типично для равнинных рек с медленным течением. Питание - в основном от талых вод. Северский Донец протекает по Белгородской, Харьковской, Донецкой, Луганской и Ростовской областям.

Северский Донец является основным источником водоснабжения Донецкой области. С этой целью в 1953 - 1958 годах построен канал Северский Донец - Донбасс протяжённостью 130 км. У посёлка Райгородок была построена русловая плотина, с помощью которой подняли уровень воды на 5 метров, благодаря чему вода самотёком поступает к насосной станции первого подъёма. Канал проходит по водоразделу рек Казённый Торец, Бахмут и Крынка и заканчивается в Донецке в Верхнекальмиусском водохранилище. В летнюю пору река пополняется из регулирующих Печенежского и Краснооскольского водохранилищ, расположенных в Харьковской области. В настоящее время пропускная способность канала достигает 43 кубометров в секунду. В год потребителям подаётся 600 - 654 миллиона кубометров воды.

Река Айдар - один из самых крупных притоков Северского Донца, берёт начало в Белгородской области. Название происходит от татарских слов «аи» - белая и «дар» - река. Длина Айдара 264 километра, площадь бассейна 7420 квадратных километров. Долина реки широкая, живописная, покрыта лесами. В отдельных местах к самой воде подходят меловые обнажения.

В Айдар впадают более 60 рек общей протяжённостью 850 километров. Самые значительные из них - Лозовая, Белая, Лозная, Серебрянка, Белая Каменка и Студёнка . Питают реку многочисленные родники, расположенные главным образом у подножия высокого правого берега.

Река Лугань берёт начало северо-восточнее Горловки и впадает в Северский Донец возле Станично-Луганского, её длина 198 километров. Вода собирается с площади 3740 квадратных километров, а приносят её 218 рек общей протяжённостью 1138 километров. Главные притоки - Лозовая, Скелевая, Картомыш, Санжаровка, Ломоватка, Камышеваха, Ореховая, Белая, Ольховая. Название речек исходит от лугов, которые в былые времена были очень обширными и богатыми в пойме этой реки. На реке Лугань сооружено три крупнейших водохранилища - Луганское, площадью 220 гектаров с полезным объёмом 8,6 миллиона кубометров,

Мироновское , площадью 480 гектаров с полезным объёмом 20,5 миллиона кубометров иУглегорское водохранилище с площадью зеркала 1500 гектаров и объёмом 163 миллиона кубометров.

На реке Белой построено Исаковское водохранилище площадью 300 гектаров и объёмом воды 20,4 миллиона кубометров, а на реке Ольховой - Елизаветское водохранилище площадью 140 гектаров и объёмом 6,9 миллиона кубометров.

Река Деркул - левый приток Северского Донца в Луганской области, она служит естественной границей между Украиной и Россией. Название реки от тюркских слов «дере» - долина и «куль» - озеро, то есть «долина озёр». Второе толкование названия от слов «дар» - яр, долина, теснина, ущелье и «кул» - водоём, речка - река, протекающая в теснине.

И действительно, в верховье реки, во многих местах с запада, к ней подходят меловые возвышенности, буквально тесня её. Длина Деркула 165 километров, площадь бассейна - 5180 квадратных километров. Главные притоки - Белая, Лозная, Бишкань, Чугина, Полная.

Река Красная названа так потому, что в обнажениях на её правом берегу есть выходы красных и жёлтых глин, её длина 124 километра, площадь бассейна 2720 квадратных километров. В неё впадают 16 речек общей протяжённостью 295 километров, 35 наиболее крупные из которых Гнилая, Дуванка, Кобылка и Мечётная - обычные степные речки.

Название реки Казённый Торец происходит от названия народа - торки, жившего в Х-Х1 веках в бассейне Северского Донца. Казённой речку назвали потому, что её средняя часть протекала по казённым, то есть государственным землям. Казённый Торец имеет длину 129 километров и площадь бассейна 5410 квадратных километра, у него два притока - правый Кривой Торец длиной 88 километров и левый - Сухой Торец длиной 97 километров.

На притоке Кривого Торца - речке Клебан-Бык - сооружено питьевое водохранилище ёмкостью около 30 миллионов кубометров. На притоке Маячка имеется Краматорское водохранилище площадью 0,4 квадратных километра и полезным объёмом 1,4 миллиона кубометром воды.

Река Бахмут имеет длину всего 88 километров и площадь водосбора 1680 квадратных километров. Название имеет два толкования - от татарского имени Магомет или Махмуд, второе от тюркского слова «бахмат» - низкорослая татарская лошадь. В прошлом река была судоходной. Когда-то на территории бассейна Бахмута простирались воды Пермского моря. Со временем море мелело, влага испарялась и на дне оставалась соль. Запасы каменной соли, спрессованной под толщей земли в Артёмовской впадине, огромны, здесь добывается 43% каменной соли в СНГ.

Среди рек, непосредственно впадающих в Азовское море, наиболее крупная - Миус, её длина 258 километров, площадь бассейна - 6680 квадратных километров. Самые крупные притоки - Нагольная, Крепенькая, Миусик и Хрустальная, а всего их - 36 рек общей протяжённостью 647 километров.

В основе названия тюркское слово «миус, миюс» - рог, угол. Оно указывает на извилистость реки или на угол, который образуется при слиянии Миуса и его правого притока - Крынки .

Вода Миуса, Миусика и Крынки, а также других притоков широко используется для питьевого и промышленного водоснабжения. На реке Миус построено Грабовское водохранилище площадью 170 гектаров и объёмом воды 12,1 миллиона кубометров, а на реке Миусик - Яновское водохранилище площадью 80 гектаров и запасом воды - 4,6 миллиона кубометров.

Крынка - правый приток Миуса, длина реки 227 километров. Название реки объясняют наличием у её истока большого количества криниц. Крынка проложила своё русло поперёк складчатых структур, что определило характер её долины: она узкая, с крутыми склонами, здесь нередко встречаются выходы горных пород. Русло реки извилистое, ширина от 5 до 20 метров, глубина от 1-2 до 3-4 метров. На порогах образуются перекаты глубиной всего 10-50 сантиметров. Течение в этих местах быстрое, слышно, как бурлит поток.

Притоками Крынки являются реки Булавин и Ольховка . На реке Крынка имеется несколько водохранилищ - Зуевское , площадью 250 гектаров и объёмом воды 6,9 миллиона кубометров, Ханжёнковское , площадью 480 гектаров и объёмом 18,5 миллиона кубометров; на реке Ольховке - Ольховское водохранилище объёмом 24,7 миллиона кубометров; на реке Булавине - Волынцевское водохранилище.

Река Кальмиус имеет длину 209 километров и площадь бассейна 5070 квадратных километров. Название реки имеет два толкования - от тюркских слов «кил» - волос и «миюс» - рог, то есть река «тонкая, как волос, и извилистая, как рог». Второе толкование от 36 тюркского слова «каль» -золото, то есть золотая. По Кальмиусу и его притокам когда-то добывали цветные металлы. На берегах этой реки расположен город Донецк - крупный промышленный, научный и культурный центр Украины. До пятидесятых годов XX столетия Кальмиус протекал по Донецку небольшим ручейком, затем русло его расчистили и построили на нём Верхнекальмиусское водохранилище.

Водность Кальмиуса небольшая, недалеко от устья, у села Приморское расход воды составляет 6,23 кубометра в секунду. Однако у реки удобное расположение, поэтому Кальмиус и практически все его притоки стали одним из главных хранилищ пресной воды для промышленности и сельского хозяйства. В бассейне реки построено 11 крупных водохранилищ общим объёмом 227 миллионов кубометров, среди них - Старобешевское, Верхнекальмиусское, Павлопольское .

Из Кальмиуса забирается для нужд промышленности и сельского хозяйства около 212 миллионов кубометров воды в год. У Кальмиуса есть два правых притока - Мокрая Волноваха и Сухая Волноваха , а также река Кальчик , которая сливается с ним в границах города Мариуполя за несколько километров до впадения в Азовское море.

На реке Кальчик построено одно из крупнейших в Донбассе Старокрымское водохранилище площадью 620 гектаров и объёмом 47,8 миллиона кубометров воды.

По западным районам Донецкой области - Александровскому, Добропольскому, Красноармейскому, Великоновосёлковскому, Марьянскому, а также по значительной территории Волновахского и Ясиноватского районов протекают реки, которые несут свою воду к Днепру. Здесь находится основная часть бассейна реки Волчьей с притоками Сухие Ялы и Мокрые Ялы, а также верховья Самары и её притока Быка .

Хозяйственное значение реки Волчьей, хотя она является всего лишь притоком Самары, очень велико. Длина реки 323 километра, площадь бассейна 13300 квадратных километров. В её верховьях находится Карловское водохранилище объёмом свыше 25 миллионов кубометров - регулятор воды для центральных и южных районов Донецкой области. Второе водохранилище - Кураховское - снабжает водой Кураховскую ГРЭС. Река Самара имеет длину 220 километров, площадь бассейна 26000 квадратных километров, она судоходна до города Павлограда Днепропетровской области. Недалеко от Доброполья протекает левый приток Самары - река Бык . Воды этих двух рек в основном используются для орошения полей.

Из 1018 т воды на Земле на пресную воду приходятся всего лишь 3%, из которых 80% недоступны для использования, поскольку представляют собой лед, образующий полярные шапки. Пресная вода оказывается доступной человеку в результате участия в гидрологическом цикле, или круговороте воды в природе, который схематически изображен на рис. 12.3. Ежегодно в круговорот воды, в результате ее испарения и выпадения осадков в виде дождя или снега, вовлекается приблизительно 500000 км3 воды. По теоретическим подсчетам максимальное количество пресной воды, доступное для использования, составляет приблизительно 40 000 км3 в год. Речь идет о той воде, которая стекает с поверхности земли в моря и океаны (так называемый сток).

Круговорот воды в природе известен с ветхозаветных библейских времен:

«Бегут все реки в море, - а море не переполнится,

К месту, куда реки бегут, -

Туда они продолжают бежать».

Книга Экклесиаст, 1:7.

Рис. 12.3. Круговорот воды в природе.

Использование пресной воды принято подразделять на многократное использование и безвозвратное расходование. В соответствии с этим пресную воду также иногда подразделяют на используемую многократно и расходуемую безвозвратно.

Многократное использование воды может быть проиллюстрировано на таких примерах, как навигация, рыбоводство и получение гидроэлектроэнергии.

Безвозвратно расходуемая пресная вода становится уже недоступной для повторного использования. К ней относится пресная вода, которая после употребления оказалась потерянной в результате испарения (в том числе листьями растений); вода, вошедшая в состав продуктов, а также вода стока, достигшая моря (океана) и смешавшаяся с соленой водой. Безвозвратный расход пресной воды во всем мире составляет от 2500 до 3000 км3 в год, причем из этого количества приблизительно 10% расходуется в бытовых целях, 8% в промышленности, а подавляющее большинство -82% идет на ирригацию в сельском хозяйстве.

Расход воды

Расход воды в бытовых целях. В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и улиц.

В Европе средний расход воды в бытовых целях на душу населения составляет приблизительно 230 л в день. Это приблизительно столько же, как и во времена Римской империи. На бытовые цели расходуется приблизительно 10% всей воды, потребляемой человечеством.

Расход воды в промышленных целях. Свыше 85% воды, используемой в промышленных целях, расходуется в процессах охлаждения. Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля; это количество включает как безвозвратно расходуемую воду, так и воду повторного использования.

В промышленных целях расходуется приблизительно 8% всей используемой в мире воды.

Расход воды и сельском хозяйстве. На сельское хозяйство приходится 82% расхода воды во веем мире. Эта вода используется для ирригации. Для выращивания одной тонны хлопка необходимо 11 000 миллионов литров воды. Для выращивания спелой тыквы требуется 150 л воды.

Расход воды для получения гидроэнергии. Свыше 50% всего притока воды в Великобритании расходуется на электростанциях. Воду используют на гидроэлектростанциях, а также на тепловых электростанциях - для создания пара, вращающего турбины, и в целях охлаждения. Хотя электростанции расходуют огромное количество воды, она используется практически без потерь, в замкнутом цикле.

Согласно имеющимся оценкам, к двадцать первому столетию уровень потребления воды во всем мире должен превысить ее естественное поступление. Чтобы решить эту проблему, разрабатываются различные способы получения пресной воды, которые описаны ниже.

Увеличение притока пресной воды. Большая часть воды, стекающей с поверхности земли в океаны, пропадает бесполезно для нужд человека. Строительство резервуаров и бурение скважин для извлечения грунтовых вод повышает количество воды, используемой человеком до того, как она попадает в океаны.

В жаркую погоду большие количества воды теряются из озер и резервуаров в результате испарения. Этому можно воспрепятствовать, покрывая поверхность воды тонкой пленкой спирта гексадеканола-1.

Использование морской воды и солоноватых вод. Пресную воду можно получать из морской воды обессоливанием в результате вакуумной перегонки в выпарных аппаратах.

Перегонка воды в них осуществляется при пониженном давлении. Однако этот метод требует больших затрат энергии и экономичен только в таких странах, как, например, Кувейт, где энергия доступна по сравнительно невысоким ценам, а дождевой воды крайне мало.

Пресную воду можно получать также с помощью электродиализа (см. разд. 10.3) из солоноватой воды. Такая вода находится в устьях рек; она имеет промежуточную соленость между пресной речной и соленой морской водой.

В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды. Для обессоливания воды используются не только методы вакуумной перегонки и электродиализа, но также методы вымораживания, ионного обмена и обратного осмоса.

Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

• Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
• Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
• Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
• Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

• океаны и моря;
• озёра, пруды и водохранилища;
• болота;
• реки, каналы и ручьи;
• влажность почв;
• подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
• ледяные шапки и ледники;
• атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

• Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

• Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

• Промышленность;

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

• Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

• Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

• Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

• Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

• Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

• Эвтрофикация.

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

Как известно, вода - источник жизни, и у нее есть свой праздник. Каждый год 22 марта планета отмечает Всемирный День воды или Всемирный день водных ресурсов, призванный обратить внимание общественности на проблемы, связанные с охраной водных запасов. А проблемы есть.

Так, в 2006 году у около 1.1 млрд. человек не было нормальной и безопасной питьевой воды, а от наводнений и засух погибло больше людей, чем от других стихийных бедствий.

Бездумно льете питьевую воду на кухне и в ванной? Эти фотографии заставят вас задуматься.
Давайте посмотрим, где люди берут воду. Вот так набирают воду из колодца в Зимбабве. По сравнению с вариантами ниже, это еще довольно чистая вода.

Очередь у огромного колодца с водой в индийском штате Гуджарат.


Если верить Всемирной организации здравоохранения, инфекции, вызванные отсутствием чистой воды, приводят к смерти одного человека каждую минуту где-то в мире.


В этом районе в Кении за питьевой водой ходят на болото.


В Мумбаи питьевую воду можно набрать и из лужи. Главное, чтобы поезд не сбил.


Живописная колонка в северном индийском городе Аллахабад.


Конструктор из в Каракаса, Венесуэла. Установка по сбору дождевой воды.


Вода из водоема в Дакке кажется довольно чистой. На фоне следующего варианта…


Сбор питьевой воды из лужи в Сомали.


Рассмотрим процесс повнимательней.


Многие ученые считают, что проблема не в недостатке воды, а в ее нерациональном использовании. Одним из самых наболевших вопросов современности является чрезмерный расход воды при производстве продуктов питания.

Так, человек выпивает 2-3 литра воды в день, при этом 2000-5000 литров воды требуется для производства пищи для одного человека.
Море в Карачи, Пакистан. Слегка грязное.


В районе трущоб в столице Индонезии Джакарте проходит вот такой канал с водой.


Ресурсы пресной воды на нашей планете распределяются крайне неравномерно. Засушливые или полузасушливые регионы мира, составляющие 40% суши, используют только 2% мировых запасов воды.


Главный источник всей пресной воды - океаны, из которых ежегодно испаряется примерно 500 тысяч кв.км. воды. 80% всех осадков обратно в океаны и выпадают.
Водоем в Маниле.


Самые крупные запасы пресной воды находятся в полярных льдах. Отношение количества мирового запаса пресной воды к объему всей воды на Земле составляет всего 3%.
Поездка за водой в Таклобане, Филиппины. Сложно проехать по горам мусора.


Мьянма. Дождевая вода в качестве питьевой - относительно неплохой вариант.


В этом районе Саны, Йемен все ходят на единственную колонку, пытаясь наполнить как можно больше емкостей.


Переправа через канализационной канал в трущобах Мумбаи.


Заполнение бочек водой из автоцистерны, Лима, Перу.

Фактурный насос в провинции Хайбер-Пахтунхва Пакистана.


Мост через загрязненный канал в восточном Бангалоре, Индия. Без затыкания носа проходить тут затруднительно.


Переноска воды недалеко от столицы Южного Судана. И от солнца спасает.


Питьевая водичка из Южного Судана.


Когда мучает жажда.


Ванна в трущобах в Джакарте, Индонезия.


Питьевая вода из ямы в районе Багдада. Ну уж очень сильно пахнет.


Набор воды сомнительного качества с помощью ручного насоса в индийском штате Ассам.


Стирка в реке Ямуна в Нью-Дели. Нет, это не снег, это пена от загрязнения.


Какой-то сомнительный резервуар с водой на юго-западе Китая в провинции Сычуань.


По мнению международных экспертов, проблема дефицита пресной воды станет одной из самых острых уже к середине ХХI века. Так, к 2025 году 3.2 млрд жителей нашей планеты будут страдать от недостатка воды.
Набрала питьевой воды из ямы, Южный Судан.


Поход за водой на разбомбленной улице в Алеппо, Сирия.


На берегу «реки» в Джакарте, Индонезия.


Никогда не сдавайся. Волонтер очищает реку от мусора в Джакарте.


Стирка на берегу роскошного канала в трущобах в Найроби.


Хрюхи и напрочь загрязненный канал в восточном Бангалоре, Индия.


Нам пока беспокоиться не стоит. Россия лидирует в мире по запасам пресных вод - у нас сосредоточено более 20% мировых ресурсов.

На территории России насчитывается 2,5 млн рек и 2.7 млн озер. В одном только озере Байкал содержится 20% мировых запасов пресной воды. Кроме того, в России создано 2 290 крупных и средних водохранилищ.

Нет, это не Байкал, это нефть разлилась близи курортного города Красного моря в Эйлате, Израиль.


Не смогла. Море мертвой рыбы в Мексиканском заливе, Мексика.