Способы решение проблемы с водой

Проблема дефицита воды и пути ее решения

Решение проблемы дефицита пресной воды — актуальная проблема для всего человечества. Даже для тех стран, которые не сталкиваются с недостатком в данный момент. Большая часть земных запасов находится в замороженном виде, это ледники. Около 24% — это подземные грунтовые воды. Только оставшаяся часть легкодоступная. На недорогие и доступные источники, реки и озера, приходится лишь 0,01% от общего мирового запаса. При этом вода обладает высочайшей ценностью. Это самый главный ресурс на планете, так как без него невозможна жизнь.

Еще со школы мы знаем о круговороте воды. С поверхности земли и водоемов она испаряется и попадает в атмосферу. Затем выпадает в виде жидких или твердых осадков, пополняя запасы водоемов. Ее количество не меняется, меняется состояние. Около 80% осадков попадают непосредственно в мировой океан, остальную часть человек использует для своих нужд, затем она попадает в реки и озера, пополняет запасы грунтовых вод. Дефицит связан с нарушением баланса между поверхностными и грунтовыми водами.

В океанической воде присутствует множество солей. Промышленные выбросы загрязняют все виды вод, делая их непригодными для применения. Свой негативный вклад вносит сельское хозяйство, в этой сфере активно применяются загрязняющие химикаты. Чтобы понять, в чем заключается проблема дефицита пресной воды, необходимо ознакомиться со всеми причинами.

О причинах

Водный кризис возникает не из-за природных факторов, а под воздействием человека. К таким факторам относят:

• увеличение потребности за счет растущего населения планеты;
• нерациональное использование источников. Удобрения с полей смываются в грунтовые воды, а скорость их возобновления очень медленная, всего 1% в год. Из-за этого в некоторых странах нельзя купаться в озерах и реках;
• 85% потребления приходится на сельское хозяйство. На производство килограмма свинины уходит 6000 литров воды, говядины — 15000 литров. При этом ввиду роста населения сельское хозяйство необходимо постоянно развивать;
• парниковый эффект. Сформировался из-за большого количества газовых выбросов в атмосферу;
• неравномерное распределение по земному шару;
• изменения климата.

О важности воды

Все понимают, что вопрос дефицита пресной воды очень серьезный. Но лишь немногие отдают себе отчет в том, насколько остро он стоит. Растения состоят из воды примерно на 90%, их потребность очень велика. Организм взрослого человека состоит из воды в среднем на 65%. Кровь состоит на 92% из воды, мышцы и головной мозг — на 75%, даже в костной ткани, которая кажется очень сухой, около 22% воды.

Вода участвует во многих химических реакциях, она является компонентом всех обменных процессов в живых существах. Эта та необходимая среда, где проходит вся жизнедеятельность. Жидкость помогает теплокровным регулировать температурный режим, увлажняет воздух при дыхании, доставляет питательные вещества к каждой клеточке организма, выводит из них продукты распада и токсины.

Чтобы любое живое существо поддерживало функции жизнеобеспечения, ему необходимо определенное количество воды с подходящим солевым составом. При нарушении этих условий происходят нарушения, они касаются всех функций: терморегуляции, переваривания еды, производство крови. Без пригодной для питья воды человек может жить лишь несколько суток.

Когда людям не хватает питьевой, они вынуждены использовать техническую воду. И это приводит к вспышкам заболеваний и росту смертности. Суточная потребность человека составляет от двух до четырех литров, это зависит от особенностей работы организма, физической активности и других внешних факторов.

О грунтовых водах

Проблема могла бы решиться при возможности использования жидкости в грунте. Они формируются, когда талая вода впитывается в почву, сначала она вбирает молекулярный кислород и растворяет органические компоненты в почве. Расположенные ниже слои: глина, песок, известняк выполняют роль естественного фильтра, они очищают от органических соединений и насыщают неорганическими.

Качество грунтовых вод зависит от:

• состава дождей, их загрязненности и кислотности;
• состава самой жидкости под землей;
• через какие слои она проходит;
• какая природа водоносного слоя.

В них присутствуют кальций, магний, натрий, железо, катионы марганца. Если это старый источник, то концентрация солей будет высокой, у него будет солоноватый вкус. Люди ищут способы очищать грунтовые источники, решения есть, но они очень дорогостоящие.

Ситуация в мире

Пути решения проблемы дефицита пресной воды ищут во всем мире. В некоторых странах люди гибнут не только из-за дефицита, но и в процессе добычи необходимой влаги. На всей планете всего девять стран, в которых потребляемые объемы успевают восполниться естественным путем. Остальные государства страдают, по прогнозам ООН через десятилетие проблема будет касаться двух жителей земли из трех.

Опасность еще и в том, что 85% инфекционных болезней распространяются через питьевые источники. В Африке и Индии колодцы обмелели, людям приходится перекапывать землю. Они могут добыть жидкость таким путем, но в ней присутствуют бактерии. Употребление не станет безопасным даже после кипячения. В Индии от таких инфекций ежегодно умирает до 200 тысяч человек.

В развитых странах от этого тоже страдают. Голландия и Япония заводят воду из Норвегии. В отличие от Африки, у них есть на это деньги. На Земле становится все больше людей, прирост составляет 83 миллиона в год, потребность в воде возрастает на 64 миллиона кубометров. Данная глобальная проблема на данный момент не имеет надежного решения. Но воодушевляет то, что человечество научилось решать проблемы глобального уровня. Узнать об этом можно из статьи “5 глобальных проблем, которые решают технологии”.

Как преодолеть дефицит?

Решить сложившуюся проблему могут развитые страны, но им нужно действовать согласованно и принимать совместные меры. Но на практике государства принимают какие-то решения локального масштаба. Эти решения могут быть продуктивными на местном уровне, но в глобальном смысле они не имеют практически никакого значения. Основной путь — это грамотная экологическая дисциплина на всех уровнях. Это касается не только правителей стран, но и каждого отдельного гражданина.

На высоком уровне экологическая дисциплина предполагает разработки и внедрение новых технологий, изменение сложившихся систем переработки отходов, контроль за численностью населения в определенных областях, где проблема с пресной водой стоит особенно остро. Если этого не сделать, то дефицит водного ресурса сильно изменит мир, и это произойдет уже в ближайшие десятилетия.

Суть проблемы в том, что нет достаточного восполнения. Если не принимать меры, то наступит экологическая катастрофа. В наши дни прибегают к таким методам:

• создание водохранилищ для сохранения. Это позволяет не только сохранять, но и иметь резерв на случай непредвиденной ситуации;
• переработка. Включает в себя очищение сточных и хозяйственно-бытовых вод. Там можно существенно сэкономить;
• опреснение соленой воды. Главная проблема этого метода в дороговизне. Но методики совершенствуются и становятся менее затратными;
• селекция в сельском хозяйстве. Генетика научилась выводить такие культуры, которые будут нормально развиваться в соленой почве. Их можно поливать из моря, и это позволяет экономить пресные источники;
• капельный полив. Это удобно и экономично. Вдоль посевов протягиваются тонкие трубочки для водоснабжения, они лежат под землей на нужной глубине и доставляют влагу прямо к корням. Расход от этого становится меньше, к тому же облегчается труд фермеров;
• сточные воды. Их можно использовать для полива растений. Это применимо не во всех ситуациях, но очень эффективно там, где применимо;
• искусственные леса. Если создавать такие в пустынях, то проблема может быть частично решена. В мире такое пока еще не реализовано, но разработки ведутся.

Проблема дефицита пресной воды и способы решения рассматриваются разными учеными. Выдвигаются и альтернативные подходы, к примеру, добыча из ледников. Если найти решение растопить их, то будет добыто значительное количество ценного ресурса. Но такая добыча может принести серьезные последствия для экологии. Наука в данный момент не может точно предсказать, какими именно будут эти последствия.

Давно используется другой способ — бурение скважин для добычи. Есть и более экзотические идеи, к примеру, воздействие на дождевые облака, чтобы откорректировать водообмен. Также предлагалась идея использовать туман, чтобы извлекать из него водный конденсат.

Практически все решения, которые работают, но не нашли массового применения упираются в одну и ту же проблему: дорогую себестоимость добываемой воды. Поэтому человечество работает не только над разработкой новых способов, но и над оптимизацией уже существующих.

Проблемы Мирового океана

Сложности существуют не только с пресной водой. Мировой океан тоже страдает, и это приводит к дисбалансу во всех водных ресурсах на Земле. Здесь основная проблема касается таяния ледников по причине глобального потепления. От этого уровень воды становится выше.

На ледники приходится 10% от всей территории Мирового океана. Большая часть этих ледяных глыб находится в Антарктиде, Гренландии и у побережья Канады. Активнее всего таяние происходит в Альпах. Прогнозы ученых устрашают, они утверждают, что к 2100 году останется только 4% льдов относительно 2003 года.

Повышение уровня опасно не только затоплением городов на побережье. От этого меняется климат во всем мире. В некоторых местностях уже заметны сильные изменения. В качестве примера можно привести регион Тянь-Шань. Еще совсем недавно он был зеленой местностью, а теперь его поглотила засуха.

Где-то таянию ледников способствуют люди. Так делают в некоторых государствах Южной Америки, чтобы добыть пресную воду. Естественное таяние для них очень невыгодно, так как возможности добычи снизятся. Добытую из ледников жидкость используют в основном в сельском хозяйстве и для получения электроэнергии. Если ледники растают сами, то данные отрасли придут в убыток, что скажется на качестве жизни населения.

Решение проблемы дефицита пресной воды касается всех людей. Каждый человек способен влиять на ситуацию, соблюдая или не соблюдая предписания относительно сбережения воды, действующие в его регионе.

Источник

Проблема пресной воды

Ученые предполагают, что через 30 лет количество воды, пригодной для питья, уменьшится в два раза. Из всех запасов ¾ пресной воды на планете содержится в твердом состоянии – в ледниках, и только ¼ – в водоемах. Мировые запасы питьевой воды находятся в пресных озерах. Наиболее известные из них следующие:

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.

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.

Источник

Как предотвратить загрязнение водоемов?

Источники, последствия и пути решения проблемы загрязнения водоемов

Независимо от того, что понимают под загрязнением водоемов, полностью исключить сплошное загрязнение водоемов невозможно. Необходимо принять меры для предотвращения этого процесса. В сфере охраны водных ресурсов чрезвычайно важным аспектом является разработка планов, которые охватывают все вопросы процессов очистки сточных вод (требования пользователей, выбор лучшего метода и технологии очистки). Обязательны долгосрочные способы использования водных ресурсов стран с учетом экономических потребностей.

Основные источники загрязнения водоемов

Основные источники загрязнения водоемов:

• бактерии (а также другие микроорганизмы, встречающиеся в больших количествах);
• химические вещества (органического и неорганического происхождения в виде различных растворов, коллоидов и суспензий).

Химический состав воды определяется: природным фактором (разложение веществ, содержащихся в почве и горных породах, развитие и гибель водных организмов), антропогенный. Наиболее частым антропогенным загрязнителями поверхностных вод являются:

• пестициды и поверхностно-активные вещества;
• фенолы, тяжелые металлы (свинец, хром, медь, кадмий, ртуть и цинк);
• углеводороды сырой нефти;
• производные галогендифенила и нагретая вода, так называемые тепловое загрязнение.

Загрязнение очень вредно для поверхностных вод, для которых характерен небольшой сток и стоячие воды. Большой недостаток антропогенных загрязнителей заключается в том, что они токсичны для многих водных организмов. Преломляющие соединения – это стойкие загрязнители в водной среде. Они с большим трудом подвергаются химическим и биохимическим процессам. Наибольшее количество загрязняющих веществ попадает в воду со сточными водами.

Другие важные источники загрязнения включают:

• водный и наземный транспорт;
• пестициды и удобрения;
• искусственные, бытовые и промышленные отходы.

Основные причины загрязнения водоемов антропогенного характера. Отходы жизнедеятельности и промышленности попадают в водоемы вместе со сточными водами, осадками и т.п. В них попадают биогенные элементы, в том числе и с содержанием азота и фосфора. Впоследствии качество воды ухудшается. Такое явление называется эвтрофикацией.

Способы предотвращения загрязнения воды

Чтобы остановить эвтрофикацию озер, необходимо:

1. Отрезать сточные воды, содержащие загрязняющие вещества. Такая мера прекратит попадание неочищенных сточных вод в естественные водоемы;
2. Использовать агротехнические мероприятия для предотвращения стока воды с сельскохозяйственных угодий;
3. Повысить контроль качества воды с помощью биологических и физико-химических тестов. Мера позволяет оценить их состояние, может помочь предотвратить попадание в них других загрязнителей.

Подземные воды, как резервуары со слабозагрязненной водой, нуждаются в исключительной защите. В них нельзя вводить сточные воды, даже обработанные, чтобы поддерживать их в хорошем состоянии. Например, свалки, мусорные полигоны, в особенности те, где хранятся опасные отходы, должны быть правильно расположены и грамотно эксплуатироваться, чтобы токсичные вещества не попадали в грунтовые воды.

Защита больших водоемов (морей и океанов)

Чрезвычайно важно поддерживать биологический баланс морских экосистем. Большие водоемы, поверхность которых в 3 раза превышает площадь поверхности суши, подвержены риску загрязнения из атмосферы, сточных вод, рек, морских катастроф (танкеры, нефтяные вышки). Некоторые токсичные вещества могут передаваться с живыми организмами. Поддержание чистоты крупных водоемов (морей и океанов) имеет глобальное значение.

Подписаны многочисленные конвенции и соглашения, чтобы гарантировать чистоту морей и океанов, а именно:

1. В 1972 г. было подписано соглашение между США, Советским Союзом, Великобританией, Францией и Японией (Ословская и Парижская конвенции);
2. В том же году Всемирная конференция по охране окружающей среды прошла в Стокгольме;
3. В 1992 году – в Рио-де-Жанейро. На этой конференции были рассмотрены такие важные вопросы, как защита морей и океанов и поддержание численности рыбы.

Во всем мире заключаются международные соглашения об охране определенных видов рыб и ограничении уловов. Установлены квоты на вылов. Это позволяет контролировать и сохранять биологическое разнообразие, своевременно выявлять угрозы и эффективно их устранять.

Методы очистки сточных вод

Сточные воды, сбрасываемые в реки, подлежат очистке. Есть четыре стадии очистки:

1. Механическая обработка, заключающаяся в измельчении, процеживании, фильтрации, седиментации (попадание загрязняющих веществ на самое дно), спиннинге, флотации (вытекание вредных загрязняющих веществ на поверхность воды в виде пены.
2. Биологическая очистка, которая заключается в разложении, т.е. минерализации образующихся загрязняющих веществ преимущественно аэробными бактериями, но также и другими микроорганизмами, присутствующими в активных отложениях (простейшие, бактерии, коловратки и нематоды) или биологических мембранах. В результате биологической обработки удаляются растворенные вещества органического происхождения, возможно, присутствующие в виде тонкой суспензии: белки, жиры и углеводы. Остальная мелкая минеральная суспензия отделяется.
3. Процесс удаления биогенных соединений (фосфора и азота) происходит с помощью микроорганизмов в процессе денитрификации. Нитратные соединения подвергаются процессу восстановления до нитритных соединений и, в конечном итоге, до газообразного азота, который удаляется из сточных вод. Микроорганизмы также можно использовать в процессе удаления фосфора, но этот элемент можно удалить, добавив хлорид железа, сульфат алюминия и гидроксид кальция.
4. Обновление воды. В результате этого процесса получают воду, пригодную для питья, но ее можно использовать в хозяйственных целях. В этом процессе удаляются водорастворимые неорганические вещества (соли). На более позднем этапе вода фильтруется и дезинфицируется озоном или хлором. Таким образом получается воду 1-го класса чистоты. В ней нет бактерий, ее можно употреблять без всякой опасности.

Охрана водоемов от загрязнения

Самый эффективный способ защитить поверхностные воды от загрязнения – использовать очистные сооружения для очистки сточных вод. Максимальный уровень загрязнения сточных вод, сбрасываемых в землю и воду после очистки, определяется международными и национальными законами. Их требованиям нужно следовать. Многие промышленные предприятия сбрасывают сточные воды, не соблюдая требования. В таких случаях, если инспекция выявляет нарушения, налагаются денежные штрафы.

Состояние воды можно значительно улучшить, используя более совершенные и современные технологии, снижающие количество загрязняющих веществ в сбрасываемых сточных водах (это так называемые малоотходные и безотходные технологии). Желательно также сократить использование пестицидов и заменить их менее вредными, токсичными и более легко разлагаемыми. На плохое состояние воды также влияют: процессы производства биоразлагаемых поверхностно-активных веществ и сброс нагретой воды в водоемы.

Загрязнение можно предотвратить путем надлежащего размещения и использования отходов. Это снижает негативное влияние, предупреждает негативные последствия загрязнения водоемов.

Источник