Проблема чистой воды

МБР также могут принести большую  пользу в развивающихся странах  с плохой канализацией, особенно в  быстрорастущих мегаполисах: они позволяют  обрабатывать непосредственно сточные  воды, отделяя из них полезные вещества, чистую воду, азот и фосфор. МБР используют также как предварительную обработку  воды для обратного осмоса; если же потом обработать её УФ (или фотокаталитическими  веществами, реагирующими на видимый  свет), то она будет пригодна для  питья. В будущем, возможно, системы  для "повторного использования воды" будут состоять только из двух этапов: МБР с нанофильтрационной мембраной (что избавит от необходимости  этапа обратного осмоса) и фотокаталитического  реактора, который послужит преградой  для патогенов и уничтожит  органические загрязнители с малой  молекулярной массой. Правда, одной  из серьезных преград является быстрое  засорение мембраны, и успех развития этого направления очистки воды во многом зависит от новых модификаций  и свойств мембран.

Немалую преграду составляют и законы об охране окружающей среды: во многих странах  строго запрещено повторное использование  воды для коммунальных нужд. Однако из-за недостачи водных ресурсов меняется и это: так, в США повторное  использование воды ежегодно возрастает на 15%.

2.3 Опреснение солёных вод

Увеличить запасы пресной воды с помощью  опреснения вод морей, океанов и  засоленных внутренних водоемов -- очень  соблазнительная цель, ведь эти запасы составляют 97,5% всей воды на Земле. Технологии опреснения шагнули далеко вперед, особенно за последнее десятилетие, однако до сих пор они требуют  много энергии и капиталовложений, что сдерживает их распространение. Скорее всего, доля крупных установок  по опреснению воды традиционным (термальным) способом уменьшится: они расходуют  слишком много энергии и сильно страдают от коррозии.

Предполагается, что будущее за небольшими системами  опреснения, рассчитанными на одну или несколько семей (это касается в основном развивающихся стран).

Современные технологии опреснения используют мембранное разделение с помощью обратного  осмоса и температурную дистилляцию. Сдерживающими факторами для  развития опреснения являются, как  уже было сказано, высокое потребление  энергии и эксплуатационные расходы, быстрое загрязнение мембран  установок, а также проблема утилизации соляного рассола и присутствие  в воде остатков загрязнителей с  низким молекулярным весом, например, бора.

Перспективность исследований в этом направлении  определяется прежде всего снижением  удельных затрат энергии, и тут определенный прогресс налицо: если в 1980-х годах  они в среднем составляли 10 кВт·ч/м3, то в настоящее время они сократились  до 4 кВт·ч/м3. Но есть и другие важные успехи: создание новых материалов для мембран (например, из нанотрубок из углерода), а также создание новых  очистных биотехнологий.

Остается  надеяться, что в ближайшие годы наука и технологии действительно  сильно шагнут вперед -- ведь даже оставаясь  пока для многих почти незаметным, призрак водного кризиса давно  уже бродит не только по Европе, но и  по всему миру.

 

 

 

 

Лет через пять чистая вода будет дороже, чем нефть и газ. Уже сегодня 1 миллиард 400 миллионов человек в  мире не имеют доступа к чистой качественной воде. В процессе антропогенных  влияний источники воды во многих государствах загрязнены тяжёлыми металлами, пестицидами, гербицидами, диоксидами, патогенной микрофлорой и утратили способность к самоочищению.

Именно  поэтому чистую питьевую воду можно  найти не так часто. Причём с годами проблема будет только обостряться. Как написано в докладе ООН, более  чем в два раза увеличится число  территорий с дефицитом питьевой воды.

А ведь качественная и безопасная питьевая вода является не только важнейшим  фактором качества жизни населения, но и ведущим фактором, влияющим на здоровье людей.

Россия  находится в первой десятке мира по запасам пресной воды. Именно наша страна располагает 22 % мирового запаса живительной влаги. При этом одной  из самых насущных проблем в стране является некачественная питьевая вода, что вызвано, в частности, крайней  изношенностью водоразводящих сетей  в населённых пунктах. Кроме того, 90 % сброса сточных вод в России не очищается до нужного уровня, причём примерно 60 % от этого количества «обеспечивают» предприятия жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ).

Вопрос  чистой воды напрямую связан и с  демографической проблемой, которая  заключается не только в увеличении рождаемости, но и в снижении смертности, увеличении продолжительности жизни  россиян.

Вследствие  употребления некачественной питьевой воды возникают такие опасные  заболевания, как дизентерия, брюшной  тиф, гепатит, менингит. Через воду можно  заболеть инфекционной желтухой, туляремией, водной лихорадкой, бруцеллёзом, полиомиелитом. По данным Всемирной организации  здравоохранения (ВОЗ), 80 % всех болезней вызвано именно употреблением некачественной питьевой воды. 
В России есть регионы, где до половины всех болезней связано с употреблением некачественной воды. Цена риска и потери здоровья населения от потребления некачественной питьевой воды в целом по России оценивается примерно в 33,7 млрд рублей в год.

С этим связано и отставание страны по средней продолжительности жизни  населения от других промышленно  развитых государств. По оценке специалистов, только улучшение качества питьевой воды позволит увеличить среднюю  продолжительность жизни на 5–7 лет.

Проблема чистой воды для потребления  ее человеком, в связи с загрязнением окружающей среды, является еще более  актуальной на современном этапе. Человек  должен потреблять не менее 1,5 литра  жидкости в день. При потреблении  меньшего количества жидкости наступает  обезвоживание организма. Обезвоживание  организма приводит к развитию сердечно-сосудистых патологий. Сердечно-сосудистая патология  занимает одно из первых мест по заболеваемости населения. В результате 20-летних клинических  и научных исследований Ф.Батмангхелидж  доказал, что "хронические боли, которые  нельзя объяснить инфекцией или  повреждением, следует трактовать, в первую очередь, как сигналы  хронического обезвоживания в районе наблюдаемой боли. Боли следует трактовать как индикаторы жажды (2). К числу  хронических заболеваний относятся  боли: при диспепсии, ревматоидном артрите, колите и сопутствующим ему запоре; при синдроме перемежающейся хромоты, мигрени и головных болях, при  похмелье, боли в нижней части спины, а также ангинозные боли (боли в  сердце при ходьбе и даже в спокойном  состоянии). Эти боли также связаны  с обезвоживанием и требуют употребления воды - 2,5 литра в сутки в течение  нескольких дней, вместо использования  обычных анальгетиков или болеутоляющих  средств (3). Эти состояния провоцируют  употребление психоактивных веществ (ПАВ), при приеме которых, на фоне эйфории  и обезболивания, происходит разрушение тканей и органов, с последующим  развитием наркозависимости (8).

В современных условиях проблема обеспечения  населения доброкачественной водой  становится все более актуальной. Это вызвано не только дефицитом  питьевой воды, но и интенсивным  химическим и микробиологическим загрязнением источников питьевого водоснабжения. Остро стоит вопрос об очистке  воды.

 

Известно, что количество воды в природе практически неизменно.

Проблемой является то, что на планете постоянно  сокращаются запасы чистой питьевой воды. И это происходит при возрастающем объеме водопотребления.

Для использования в промышленности, сельском хозяйстве и быту пригодны в основном пресные воды.

Основные источники пресной (питьевой) воды — реки и пресные озера — распространены на континентах крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения, сосредоточено только 39% мировых запасов речных вод. В Европе, где проживает почти 20% населения планеты, запасы пресной воды составляют лишь 7% всех мировых запасов воды.

На  планете есть территории, где катастрофически  не хватает чистой питьевой воды. Так, в одном из африканских племен женщины целыми днями разгребают влажный песок, черпая ложками бурую  жидкость. За день набирается всего  один-два литра (об этом был снят фильм).

На  островах южных морей для утоления жажды можно рассчитывать лишь на дождевую воду и кокосовое молоко. Нередко детям не разрешают играть в подвижные игры, потому что от этого ребенок потеет и ему  больше хочется пить.

В течение длительного исторического  периода в регионах с природными запасами чистой пресной воды человек  в полной мере удовлетворял свои потребности  в пресной воде, не ощущая в ней  недостатка. Однако в связи с интенсивным  ростом населения и его производственной деятельностью потребность в  воде неуклонно возрастала. В настоящее  время она достигла таких масштабов, что во многих местах планеты, и особенно в развитых промышленных районах, возникла острая проблема нехватки пресной воды.

Недостаток пресной воды отмечается уже сейчас во многих странах мира, его испытывает 1/3 населения планеты. Так, Гонконг, население которого около 4 млн. человек, получает воду по специальному трубопроводу из Китая. Дополнительно ее доставляют танкерами. Хронический «водный голод» испытывает Токио. Привозной водой частично обеспечивается государство Алжир. В Саудовскую Аравию чистую воду возили самолетами из Новой Зеландии. В магазинах Голландии и Японии продают чистую воду, привезенную из Норвегии.

Наряду  с проблемой дефицита пресной  воды во многих регионах мира остро  стоит проблема чистой пресной воды. Есть сведения о том, что 1,5 млрд. людей  не имеют чистой воды.

Согласно же данным ВОЗ, почти 3 млрд. жителей планеты пользуются некачественной питьевой водой. По этой причине около 25% населения мира ежегодно подвергаются риску заболеть, приблизительно каждый десятый житель планеты болеет, около 4 млн. детей и 18 млн. взрослых умирают.

Около 80% всех заболеваний в развивающихся странах связано с нехваткой чистой воды. Кроме того, вода является бесценным сырьем, которое невозможно заменить другим.

Учитывая  все выше изложенные причины, проблема водоснабжения стала одной из важнейших в жизни и развитии человеческого общества.

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Можно, пожалуй, сказать, что

назначение  человека как бы

заключается в том, чтобы

уничтожить  свой род,

предварительно  сделав земной шар

непригодным для обитания.

Ж.-Б. Ламарк

Когда-то люди довольствовались водой, которую  они находили в реках, озерах, ручьях и колодцах. Но с развитием промышленности и ростом населения появилась  необходимость гораздо тщательнее управлять водоснабжением, чтобы  избежать вреда для здоровья человека и ущерба окружающей среды.

Прежде  неисчерпаемый ресурс - пресная чистая вода - становиться исчерпаемым. Сегодня  воды, пригодной для питья, промышленного  производства и орошения, не хватает  во многих районах мира. Уже сейчас из-за диоксинового загрязнения водоемов в России ежегодно погибает 20 тыс. человек.

Выбранная мною тема в настоящее время актуальна  как никогда, ведь если не мы, то уж наши дети точно ощутят в полной мере влияние антропогенного загрязнения  окружающей среды. Однако, если во время  распознать проблему и следовать  путям её решения, то экологической  катастрофы можно избежать.

Цель  данной работы - познакомиться с  проблемой чистой воды как с глобальной экологической проблемой. Существенное внимание при этом будет уделяться  причинам, экологическим следствиям и возможным путям решения  данной проблемы.

1. Суть проблемы чистой воды

Среди химических соединений, с которыми человеку приходится сталкиваться в  своей повседневной жизни, вода, пожалуй, -- самое привычное и в то же время самое странное. Её удивительные свойства всегда привлекали к себе внимание ученых, а в последние годы стали вдобавок и поводом для разнообразных околонаучных спекуляций. Вода -- не пассивный растворитель, как принято считать, это активное действующее лицо в молекулярной биологии; при замерзании она расширяется, а не уменьшается в объеме, как большинство жидкостей, достигая наибольшей плотности при 4 °C. Пока никто из теоретиков, работающих над общей теорией жидкостей, не приблизился к описанию её странных свойств.

Отдельного  упоминания достойны слабые водородные связи, благодаря которым молекулы воды образуют на короткое время довольно сложные структуры. Много шума наделала опубликованная в 2004 году в журнале Science статья Ларса Петтерсона (Lars Pettersson) и его коллег из Стокгольмского университета (Stockholm University). В ней, в частности, утверждалось, что каждая молекула воды связана водородными связями  в точности с двумя другими. Из-за этого возникают цепи и кольца, длиной порядка сотен молекул. Именно на этом пути исследователи надеются найти рациональное объяснение странностей  воды.

Но  для жителей нашей планеты  вода в первую очередь интересна  не этим: без чистой питьевой воды все они просто вымрут, а доступность её с годами становится все более проблематичной. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в настоящее время 1,2 млрд. человек не имеют её в необходимом количестве, миллионы людей умирают ежегодно от болезней, вызванных растворенными в воде веществами. В январе 2008 года на Всемирном экономическом форуме ООН (World Economic Forum Annual Meeting 2008), проходившем в Швейцарии, утверждалось, что к 2025 году население более половины стран мира будет испытывать недостаток в чистой воде, а к 2050 году -- 75%.

Количество  таких веществ постоянно увеличивается  как в развитых, так и в развивающихся  странах: от привычных загрязнителей (тяжелых металлов, продуктов нефтеперегонки) до таких канцерогенных соединений, как эндокринные дизраптеры (endocrine disrupter) и нитрозоамины (nitrosamines), от "привычных" паразитов, патогенных бактерий и вирусов (например, холерного вибриона) до относительно недавно открытых прионов. Увеличивающееся  население Земли, особенно та его  часть, что проживает в городах (в 2008 году оно должно достичь 50%), а  также продолжающийся рост потребления  воды -- особенно в производстве, сельском хозяйстве и энергетике -- тянет  за собой и большие затраты  водных ресурсов из традиционных источников.

Проблема  чистой воды надвигается со всех сторон: так например, ученые предполагают, что в ближайшие 30 лет таяние ледников (одни из основных запасов пресной воды на Земле) приведет к сильным скачкам в уровне многих крупных рек, таких как Брахмапутра, Ганг, Хуанхэ, что поставит полтора миллиарда жителей Юго-Восточной Азии под угрозу нехватки питьевой воды. При этом уже сейчас расход воды, например, из реки Хуанхэ настолько велик, что она периодически не достигает моря.

1.1 Сокращение запасов пресных  вод

Пресные водные ресурсы существуют благодаря  вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем  воды, достигающий 525 тыс. км³ в год. 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутренних морей - Каспийского, Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные  воды, но они постоянно возобновляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая  часть пресных вод (85%) сосредоточена  во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются  примерно в 500 раз быстрее, чем в  океане. Еще быстрее, примерно за 10-12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.