Сообщение на тему пресная вода
Обновлено: 07.07.2024
20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10-ти млн. человек. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер.
Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды.
ВОДНАЯ СРЕДА.
Водная среда включает поверхностные и подземные воды.
Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров—около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. Кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, примерно равную 3,7 o С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.
Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (более 30`С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего объема воды на Земле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. Кубических километров. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. Кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкулез передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здраво охранения (ВОЗ) объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.
Пресная вода
Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км в год. (из-за неполадок шрифта объемы воды указаны без кубометров :-(
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.
Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже при самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.
Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсов пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположе-
нии, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равно ежегодно потребуется 30 --35 тыс. км пресной воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды "портит" 10 км речной воды, а не очищенной -- в 3--5 раз больше. Коли-
чество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления.
Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и
очищенных сточных вод.
Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они 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 мира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии -- 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности -- сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды -- сельское хозяйство: на его нужды уходит 70--80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15--17% площади сельскохозяйственных
угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника
в мире существует благодаря орошению.
Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ , Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг
Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока.
Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. Для регулирования стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (они регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Однако в наиболее обжитых районах он сократился на 8%, а у таких рек, как Терек, Дон, Днестр и Урал, -- на 11--20%. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовскому морю -- на 23%, к Аральскому -- на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м.
Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения.
Загрязнение водоемов
Пресные водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный бактериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т. д. Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей.
Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями.
Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, используемые в качестве источника для централизованного или нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второму виду-участки водоемов, используемые для купания, спорта и отдыха населения, а также находящиеся в черте населенных пунктов.
Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов.
Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования.
Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, общесанитарном и органолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор.
Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды.
Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта.
В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; оказывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистных сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; содержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, способные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, препятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; иметь температуру выше 40 С.
Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть.
Список литературы
1. Г. В. Стадницкий,А. И. Родионов. ”Экология”.
2. Е. М. Сергеев, Г. Л. Кофф. ”Рациональное использование и охрана окружающей среды городов. ”
Полезно знать
Пресная вода, что это …
Пресная вода является не только источником жизни, но и определяет во многом качество жизни во всех её аспектах. Наличие доступных источников с чистой пресной водой всегда являлось одним из важнейших условий для успешного развития любого региона нашей планеты, а в будущем и космоса. Чистая пресная вода — необходимое условие здоровой и продолжительной жизни человека.
Кратко сформулируем, что же это за вещество — пресная вода.
Геологический словарь
Вода пресная — все природные воды с минерализацией до 1 г/л (г/кг); преобладают гидрокарбонатные, реже сульфатные и очень редко хлоридные. См. Классификация подземных вод по степени минерализации.
Запасы пресной воды на Земле
- Ледники — 24 000 000 км3 (85% от общих запасов), 90% сконцентрировано во льдах Антарктики;
- Подземные воды — 4 000 000 км3 (14%);
- Озёра и другие пресноводные водохранилища — 155 000 км3 (0,6%);
- Почвенная влага — 83 000 км3 (0,3%);
- В атмосфере — 14 000 км3 (0,06%);
- Реки — 1 200 км3 (0,04%).
Итого, суммарный объем всей пресной воды на Земле составляет — 28 253 200 км3, а это не более 3% от запасов всех вод планеты.
Проблема нехватки пресной воды
В последнее время человечество стоит перед проблемой нехватки. Сейчас свыше 1,2 миллиарда населения испытывают постоянный дефицит. По прогнозам через несколько десятилетий в таких условиях окажется более 4 миллиардов человек, так как ее количество уменьшится в два раза. К причинам такого положения относятся:
- загрязнение источников воды;
- рост населения;
- таяние ледников в результате парникового эффекта.
Данный дефицит пытаются восстановить следующими путями:
- экспорт;
- созданием искусственных водоемов;
- экономией расхода;
- искусственным получением пресной воды.
Методы получения пресной воды:
- опреснение морских вод;
- конденсация водяных паров из воздуха в естественных хранилищах холода, чаще всего в прибрежных пещерах.
С помощью конденсации образуются огромные запасы воды, которые попадают под морское дно, где часто пробиваются пресными ключами.
Значение и применение
Прежде всего, вода необходима для того, чтобы экосистемы Земли могли нормально функционировать. Вода создает и поддерживает жизнь на Земле, играет роль универсального растворителя, принимает участие во всех химических реакциях, происходящих в организме человека, формирует климат и погоду.
В состав человеческого организма входит 70% воды. Поэтому ее необходимо постоянно пополнять: без нее человек не сможет прожить более 3 суток.
Основная часть запасов водных ресурсов используется сельским хозяйством и промышленностью и только незначительная часть (около 10%) идет на потребительские нужды.
В последнее время резко увеличивается расход для домашних нужд в связи с внедрением автоматических посудомоечных и стиральных машин.
Состав
Вода рек и озер неодинакова по своему составу. Так как она является универсальным растворителем, то ее состав зависит от состава окружающей почвы и залегающих в ней минералов. В ней содержатся растворенные газы (в основном кислород, азот и углекислый газ), различные катионы и анионы, органические вещества, взвешенные частицы, микроорганизмы.
Характеристики
Важной характеристикой является ее чистота. Качество воды зависит от кислотности рН, жесткости и органолептики.
На кислотность воды влияет содержание ионов водорода, а на жесткость – наличие ионов кальция и магния.
Жесткость бывает общей, карбонатной и некарбонатной, устранимой и неустранимой.
Органолептика воды зависит от ее запаха, вкуса, цвета и мутности.
Запах может быть землистым, хлористым, нефтяным и т.д. Он оценивается по 5-бальной шкале:
- полное отсутствие запаха;
- запах почти не ощущается;
- запах можно заметить только, если специально обращать на него внимание;
- запах можно легко заметить и пить ее не очень хочется;
- запах отчетливо слышно, что воздерживает от желания ее выпить;
- запах отличается особой силой, делая ее непригодной для питья.
Деионизированная вода максимально близко приближена к идеально чистой. Подробно про нее написано по приведенной ссылке.
А здесь есть интересная информация про структурированную воду.
Вкус пресной воды бывает соленым, кислым, сладким и горьким. Его тоже оценивают по 5-бальной шкале. Он может отсутствовать, быть очень слабым, слабым, заметным, отчетливым и очень сильным.
Оценку цвета и мутности производят по 14-бальной шкале путем сравнения с эталоном.
Для воды характерны неиссякаемость и самоочищаемость. Неиссякаемость определяется ее самопополнением, к чему приводит естественный круговорот воды.
Какую воду называют пресной?
Как известно, две трети поверхности нашей планеты покрыты водой. Но жидкость, составляющая массу морей и океанов, не годится для питья, так как в ней содержится чересчур много солей. Лишь 3% всех водных запасов на Земле можно назвать пресной водой. Отличие от морской воды заключается в содержании соли: в пресной – не больше, чем 0,1%, в морской – до 3,5-4,1%.
От растворённых в воде солей, газов, органических и минеральных веществ зависит вкус и ряд других свойств пресной воды, которая может быть обычной питьевой и минеральной. Причём минеральная, в свою очередь, подразделяется на:
- лечебную, непригодную для постоянного утоления жажды, однако способствующую излечению от определённых заболеваний;
- лечебно-столовую, которая содержит в своём составе раствор лечебных минеральных солей, но в меньшем количестве;
- столовую, в которой минеральные добавки и газы присутствуют в невысокой концентрации.
Обычная питьевая вода может быть получена искусственным способом:
- опреснением морской воды, т.е. выпариванием и конденсацией пара;
- таянием снега или льда;
- дистилляцией.
Чтобы вода приобрела особые свойства, её настаивают на серебре, пропускают через шунгитную крошку, облучают ультрафиолетом, убивающим патогенные микроорганизмы и т.д.
Природные источники пресной воды
На нашей планете пресная вода располагается:
- на поверхности суши в виде озёр, рек, болот и ледников;
- в толще земной коры в виде огромных водяных линз, располагающихся между горными породами, откуда вода вытекает в виде ручьёв и источников;
- в атмосфере в виде пара и осадков – дождя, снега, града и др.
По оценкам учёных, наибольшим количеством пресной воды располагает Бразилия, а на втором месте находится наша страна.
Именно на нашей территории расположен самый крупный на планете водоём с пресной водой – озеро Байкал. Оно содержит примерно пятую часть всех мировых запасов драгоценной влаги, или 23 000 км³. Кроме того, нам принадлежат огромные озёра, расположенные в северо-западной части страны – Онежское и Ладожское, объёмы которых составляют, соответственно, 292 км³ и 910 км³ чистой воды. К сожалению, эти запасы распределены по территории России очень неравномерно, и некоторые регионы у нас уже сейчас страдают от нехватки водных ресурсов.
Жизненная необходимость рационального водопользования
Ежегодно на все виды водопользования в мире тратится 2200 кубических километров воды. Шестая часть пресноводных ресурсов, исключая полярные ледники, уходит на разбавление стоков. Расчеты показывают, что даже при снижении норм водопотребления и очистке всех стоков пресной водой затраты к 2020-му году составят 45 тысяч кубических километров в год.
Это означает, что мировые речные ресурсы живой воды будут почти полностью исчерпаны. Ведь на каждый кубический километр сточной очищенной воды уходит 10 кубических километров речной воды, а неочищенной в 3-5 раз больше. Пресной воды не становится меньше, беда в том, что ее качество резко падает.
Для того чтобы выжить, человечеству придется менять свое отношение к водопользованию. Жизненная необходимость заставит изолировать водный цикл, заставит перейти на замкнутое маловодное снабжение, а потом и безотходную технологию, предусматривающую резкое уменьшение объема потребляемой воды и снижение количества очищенных стоков. При этом условии, то есть применении безотходной технологии, по прогнозу на 2020-й год потребность в пресной воде снизится в 5 раз.
Нерациональное водопользование или загрязнение способно истощить запасы пресной воды в том или ином регионе. Уже сейчас не удовлетворяется потребность в воде на 20% у городского и на 75% у сельского населения мира, а в ряде стран эти цифры достигают соответственно 50% и 90%.
Объем воды, потребляемой коммунальным хозяйством, зависит от климатических условий и уровня жизни и варьирует от 3 до 700 литров в сутки для одного человека. Расход воды на промышленные нужды (в среднем 20%) обусловлен экономическим развитием. Например, в Канаде промышленность использует 84% воды из водозабора, когда в Индии — лишь 1%. Наиболее водоемкие отрасли:
- металлургия и нефтехимия,
- пищевая и целлюлозно-бумажная
потребляют 2/3 воды, используемой всей промышленностью. Основной расход пресной воды (70-80%) падает на сельское хозяйство.
Равнинные малые реки нашей страны
В нашей стране подавляющее большинство водотоков приходится на малые реки. Это равнинные реки длиной менее 200 километров и с площадью водосбора до 2 тысяч квадратных километров. Водный режим их прямо обусловлен состоянием водосбора и теми изменениями, которые на нем происходят.
В современных условиях значительно изменились функции малых рек. Они практически утратили роль источников питьевого водоснабжения, особенно в южных районах, где живая вода слишком загрязнена. Потеряли они также свое прежнее энергетическое значение.
В далекие времена водяные мельницы не только удовлетворяли нужды сельского населения, но и служили делу охраны реки, так как приходилось следить за всем водосбором, чтобы не допустить разрушения плотин или заиления водоема. Сейчас малая гидроэнергетика не развивается из-за нерентабельности.
Если прежде малые реки были важными транспортными артериями, то теперь и эта их функция значительно трансформировалась.
Более того, судоходство зачастую наносит реке вред:
- загрязняется вода,
- уничтожается водная растительность,
- разрушаются берега.
Выполняя основное свое назначение — питать средние и крупные реки, малые реки все чаще несут в них бытовые, сельскохозяйственные, промышленные стоки.
Между тем трудно переоценить роль малых рек в поддержании экологического равновесия. Многие из них служат местом нереста всевозможных рыб, в том числе ценных. Решение проблем активного отдыха, водного туризма, любительского рыболовства также связано с малыми реками, их состоянием. Поэтому понятно то возросшее внимание к малым рекам, которое мы сейчас наблюдаем.
Заражение и процессы гниения пресных вод
Запасы пресных вод страдают от загрязнения неорганическими и органическими веществами, болезнетворными микробами и вирусами, сбросными водами теплоэлектростанций и промышленных предприятий.
Неорганические и органические вещества в виде пестицидов, соединений тяжелых металлов, синтетических детергентов, фенолов поступают с отходами сточных вод в водоемы и они часто токсичны для человека и животных, так как не разлагаются, а накапливаются в животных и растительных организмах.
Разложение некоторых органических веществ, происходит под действием аэробных бактерий, которые живут за счет кислорода растворенного в воде. Если отходов немного, а кислорода достаточно, происходит самоочищение водоема. При сильном загрязнении деятельность аэробных бактерий оказывается подавленной, содержание кислорода резко падает, возникают заморные явления, особенно частые зимой.
При этом отходы, мертвая рыба и другие погибшие живые организмы подвергаются действию анаэробных бактерий, в результате чего развиваются процессы гниения. Водоем теряет всякую ценность с точки зрения водоснабжения, ведения рыбного хозяйства, отдыха.
Болезнетворные микроорганизмы и вирусы попадают в водоем с плохо обработанными или совсем необработанными канализационными стоками и стоками с животноводческих ферм.
С бытовыми и сельскохозяйственными стоками в водоемы поступают соединения азота и фосфора. Увеличение нитратов и нитритов приводит к загрязнению питьевой воды, которое вызывает заболевания. Кроме того, соединения азота и фосфора способствуют усиленной эвтрофикации(насыщение биогенными элементами, сопровождающееся ростом биологической продуктивности) водоемов.
Портит водоемы и увеличение донных отложений, основными причинами которого следует назвать эрозию почв из-за неправильного ведения земледелия и вырубки лесов, а также зарегулирование речного стока.
Сброс теплых вод в водоемы влияет на естественные условия обитания гидробионтов:
- снижается количество растворенного кислорода,
- изменяется скорость обмена веществ.
Все это приводит к гибели или подавлению развития многих видов рыб, растений, других водных организмов.
Качество воды и ее параметры
Некоторое время назад были лишь малые островки загрязнений на фоне чистой среды. Но примерно с 50-х годов нынешнего столетия картина мира стала меняться. Во многих промышленных странах загрязнение вод весьма значительно. Повышенные концентрации вредных веществ в реках, озерах и водохранилищах регистрируются почти повсеместно во всех странах. Это вызывает большую тревогу в мире.
Создаются системы контроля качества воды. В США, например, существует несколько тысяч станций наблюдения за состоянием живой воды. В Англии качество воды контролируется во всех основных речных бассейнах.
В нашей стране систематические наблюдения за качеством воды осуществляются в пунктах Госкомгидромета, которые охватывают около 2000 водных объектов — реки, озера, водохранилища. На этих пунктах измеряют физические и химические параметры воды, определяют гидробиологические показатели.
Оценка качества поверхностных вод производится на основании предельно допустимых концентраций (ПДК) различных веществ. У нас разработаны ПДК для более чем 500 веществ — больше, чем в любой другой стране. Важно отметить, что установлено ПДК многих веществ не только для водоемов хозяйственно-питьевого назначения, но и для рыбопромысловых водоемов.
Осуществляется контроль источников загрязнения, для которых определены нормы сброса сточных вод и содержания в них вредных примесей. Специальные инспекции следят за соблюдением установленных нормативов, за состоянием очистных сооружений.
Изучение гидробиологических показателей позволяет судить о качестве воды, дает обширную информацию о состоянии, численности, биомассе обитателей водоемов, дает возможность определить биологическую продуктивность водоемов.
Как показывают наблюдения, распределение загрязняющих веществ в водоемах суши во времени и пространстве представляет собой очень сложную картину. Здесь тесно переплетаются антропогенные факторы и меняющиеся природные условия.
Сезонное или многолетнее, вызванное климатическими особенностями изменение водности рек может в значительной степени влиять на качество вод. В засушливые годы или сезоны качество воды может ухудшиться.
В последнее десятилетие сеть контроля фиксирует тенденцию к снижению загрязнения вод нефтепродуктами, тяжелыми металлами, фенолами и некоторыми другими веществами. Многие другие показатели загрязненности не возрастают. А ведь развитие промышленности, сельского хозяйства, транспорта идет непрерывно. Следовательно, можно сделать вывод: что загрязнение окружающей среды хоть и очень медленно, но снижается, значит вновь в наших водоемах, появится пресная живая вода.
Пресная вода является важнейшей для человека и всего живого на нашей планете частью всех водных ресурсов планеты.
Пресная вода, что это …
Пресная вода является не только источником жизни, но и определяет во многом качество жизни во всех её аспектах. Наличие доступных источников с чистой пресной водой всегда являлось одним из важнейших условий для успешного развития любого региона нашей планеты, а в будущем и космоса. Чистая пресная вода — необходимое условие здоровой и продолжительной жизни человека.
Кратко сформулируем, что же это за вещество — пресная вода.
Геологический словарь
Вода пресная — все природные воды с минерализацией до 1 г/л (г/кг); преобладают гидрокарбонатные, реже сульфатные и очень редко хлоридные. См. Классификация подземных вод по степени минерализации.
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978
Запасы пресной воды на Земле
- Ледники — 24 000 000 км 3 (85% от общих запасов), 90% сконцентрировано во льдах Антарктики;
- Подземные воды — 4 000 000 км 3 (14%); и другие пресноводные водохранилища — 155 000 км 3 (0,6%);
- Почвенная влага — 83 000 км 3 (0,3%);
- В атмосфере — 14 000 км 3 (0,06%);
- Реки — 1 200 км 3 (0,04%).
Итого, суммарный объем всей пресной воды на Земле составляет — 28 253 200 км 3 , а это не более 3% от запасов всех вод планеты.
Источники пресной воды
Главные источники пресной воды:
- Реки;
- Озера;
- Искусственные водоемы; :
- Родники;
- Колодцы;
- Артезианские скважины;
- …
Пресная вода — виды и классификация
Виды пресной воды исходя из её состав:
- Гидрокарбонатные пресные воды;
- Сульфатные пресные воды;
- Хлоридные пресные воды.
Классификация пресной воды по ее использованию человеком:
- Питьевые воды;
- Хозяйственно-бытовые в-ды;
- Коммунальные воды;
- Сельскохозяйственные в-ды;
- Воды промышленного назначения.
- …
Пресная вода — возобновляемый ресурс …
Под возобновляемыми ресурсами пресной воды понимается суммарный сток всех рек планеты. То, что ресурсы называют возобновляемыми, не значит, что они являются вечными и можно бездумно их эксплуатировать без оглядки на будущее.
Распределение возобновляемых ресурсов пресной воды
- Бразилия – 8 233 км 3 ;
- Россия – 4 498 км 3 ;
- Канада – 3 300 км 3 ;
- США – 3 069 км 3 ;
- Индонезия – 2 838 км 3 ;
- Китай – 2 829,6 км 3 ;
- Колумбия – 2 132 км 3 ;
- Перу – 1 913 км 3 ;
- Индия – 1 907,8 км 3 ;
- ДР Конго — 1283 км 3 .
Пресная вода — угрозы и проблемы
Основные угрозой для запасов пресной воды на Земле являются отходы жизнедеятельности человека, как промышленно-хозяйственной, так и бытовой.
Еще одной глобальной проблемой для человека является неравномерное распределение запасов пресной воды. В некоторых регионах ее с избытком, а в некоторых значительный дефицит.
Вероятно, что это две главные задачи, которые будут стоять перед человечеством в контексте водоснабжения и жизнеобеспечения в ближайшее время.
Борьба же с загрязнением пресных вод, в развитых странах, ведется достаточно активно, но, к сожалению, пока безуспешно, возможно нужны новые концепции, решения и новые технологии.
Пресная вода — критерии чистоты:
- Кислотность воды рН;
- Жесткость воды;
- Органолептика – запах, цвет и вкус.
Пресная вода может находиться во всех основных агрегатных состояниях воды, поэтому она принимает активное участие в таком важном для всей нашей планете процессе как круговорот воды в природе. Теоретически, благодаря круговороту воды запасы пресной воды постоянно восполняются, и поддерживается некий баланс. Но это только теоретически. Вследствие агрессивной жизнедеятельности человека, во-первых, как мы уже писали выше, происходит глобальное загрязнение вод, и экосистема уже не справляется с их очисткой естественным путем. Во-вторых, вследствие глобального потепления экосистема нарушена и происходит дисбаланс водных ресурсов. Некоторые ученые прогнозируют глобальную засуху уже через 100 лет.
Выводы
В заключение сделаем еще раз акцент на том, что необходимо в оперативном порядке принимать меры, которые изменили бы ситуацию в лучшую сторону, или хотя бы стабилизировали текущую ситуацию.
Этот ценнейший для всех форм жизни на Земле ресурс — основа нашего существования. Мало кто задумывается о его количестве и способности к возобновлению, ведь планета покрыта водными массами почти полностью (на 70%). При таких масштабах о недостатке вроде бы и речи быть не может. Но на самом деле пригодных для питья из них всего 3%, а доступных для использования еще меньше — 1%. Важно понимать, что это такое и какая вода пресная, а также ценность, которую она представляет.
Определение
Это чистая жидкость, содержание солей в которой не превышает 0,1%. Именно она необходима для поддержания жизнедеятельности живых организмов и питания разнообразных представителей флоры.
Однако отсутствие солевых примесей еще не означает, что живительная влага подходит для употребления. Несмотря на впечатляющий объем, большая ее часть непригодна для нас, растений и животных без предварительной обработки. При этом оставшиеся крохи питьевой водной среды постоянно загрязняются. Причинами выступают стремительное развитие человеческой деятельности и некоторые естественные процессы (например, эрозия).
Значение и применение
Благодаря этому ценному веществу эффективно функционируют абсолютно все экосистемы на планете. Оно участвует в создании многочисленных форм жизни, действует в виде универсального растворителя, играет первостепенную роль в химических реакциях, охватывает процессы формирования климата и погодных явлений.
В теле человека находится 70% H2O. Организм требует регулярного пополнения внутренних запасов. Без питья мы не способны просуществовать более 3-х суток.
Большая часть водных ресурсов задействованы в сельском хозяйстве и промышленности. На человеческие потребности расходуется всего 10 - 12% от общего объема. Но потребление жидкости людьми стремительно возрастает. Происходит это вследствие технического прогресса, появления многочисленных бытовых приборов (посудомоек, стиральных машин и т.д.).
Каков состав природной пресной воды
Запасы живительной влаги распределяются по поверхности земного шара неравномерно. В Евразии — самой густонаселенной части мира, ее количество не превышает 40%. Основная доля несоленой H2O сосредоточена в пресноводных реках и озерах.
Молекулярная структура варьируется в зависимости от множества факторов. На нее влияют: качество почвы, наличие ископаемых, минералов, солей, состояние окружающей среды, жизнедеятельность человека. В жидкости могут содержаться разнообразные газы: углерод, азот, кислород, углекислый, а также органика и микроорганизмы.
Характеристики
При анализе, с помощью которого определяется пригодность вещества для питья, учитывается не только химический состав пресных вод, но и другие качественные показатели. К ним относятся:
- органолептика;
- pH кислотность;
- жесткость;
- прозрачность.
Первая позиция перечня представляет собой чистоту, мутность, запах и цвет. Если жидкая среда неприятно пахнет, значит, в ней присутствуют примеси: нефть, хлор, почва. Интенсивность измеряется по пятибалльной шкале.
- 0 — аромат полностью отсутствует.
- 1 — почти не ощущается.
- 2 — заметен при дегустации пробы.
- 3 — слабо ощутим.
- 4 — довольно настойчив.
- 5 — слишком насыщенный, жидкость не пригодна для употребления.
1,5 м3/ч Для технической воды
1,5 м3/ч Для технической воды
MBFT-75 Мембрана на 75GPD
Вкусовые качества тоже разнятся. Питье может отдавать горечью, быть кисловатым или солоноватым, иметь сладковатый вкус. Эти привкусы могут выражаться довольно явно, а могут быть едва уловимы.
Классификация
Выяснив, что значит пресная вода, следует узнать, какой она бывает. Вся живительная влага подразделяется на два вида: минеральную и обыкновенную.
Минералсодержащая отличается от обычной наличием минералов и их концентрацией. Ее принято разделять на лечебную, лечебно-столовую и столовую.
Питьевая жидкость не только встречается в природе, кроме того, ее получают искусственным путем. К такому типу относятся:
- опресненная H2O;
- талая;
- дистиллированная;
- серебряная;
- шунгитная;
- мертвая или живая.
Эти виды целенаправленно обогащают нужными микроэлементами. Органика либо уничтожается, либо добавляется по необходимости.
Самым полезным считается вещество, сменившее свое агрегатное состояние (переход из твердого в жидкое). Снег и лед для этого добывают только в экологически чистых районах. Привычные всем сугробы с улицы или не подходят. Оттаявшая смесь будет содержать бензапирен — опасный для жизни и здоровья человека канцероген, а также другие вредоносные примеси.
Проблема нехватки жизненно важного ресурса
Пресная вода — это питьевая жидкость, в отличие от морской. Поэтому ее значимость нельзя недооценивать.
Считается, что запасы не могут иссякнуть, благодаря круговороту в природе их количество остается неизменным. К сожалению, данное утверждение давно утратило актуальность. Из-за климатических изменений, стремительно развивающейся человеческой деятельности и увеличивающегося числа населения недостаток H2O, пригодной для питья, становится ощутимым.
Исследования, проводимые ведущими учеными мира, подтвердили, что на сегодняшний день уже каждому 5-му человеку ее не хватает. А объем потребляемого жидкого вещества ежегодно возрастает на 63 - 65 млн куб. м.
По прогнозам экспертов, если в срочном порядке не найти выход из сложившейся ситуации, не придумать альтернативные варианты использования питьевой жидкости — для человечества это обернется катастрофой. Заметная уже сейчас нехватка водных ресурсов скоро превратится в глобальную проблему. Последствия окажутся предсказуемо плачевными. В обществе не будет стабильности, экономика придет в упадок (в регионах с выраженным недостатком питья). Как итог — мировой катаклизм и разрушительные войны за выживание.
Конечно, люди начали осознавать серьезность надвигающейся угрозы. Среди успешно зарекомендовавших себя способов ее предотвращения:
- экономное расходование;
- возведение искусственных водохранилищ;
- опреснение;
- конденсация пара;
- экспорт в особо проблемные регионы.
Где находится пресная вода
SF-mix Clack до 0,8 м3/ч
SF-mix Runxin до 0,8 м3/ч
SF-mix ручной до 0,8 м3/ч
Более 96% водных масс — солевой раствор. Свыше 68% пресноводных запасов представлены в виде льда и ледников. Около 30% располагаются под землей. Все источники подразделяются на три группы.
Подземные
Это артезианские, межпластовые и грунтовые потоки. В толщу земной коры жидкость просачивается с поверхности. Попасть в глубины она может из рек и озер, а также при сливе больших объемов H2O. Конечно, основная доля быстро превращается в пар, но малая часть все-таки способна просочиться сквозь залегающие пласты и достичь глубинных резервуаров. Это небольшое количество впоследствии становится очищенным.
Очищение происходит за счет очень медленного прохождения водяных потоков через глиняные образования (1 мм в сутки). А следом через песчаные, но уже быстрее (до 10 м в день). Движение живительной влаги существенно затрудняют твердые породы: базальт, дунит, гранит и т.д. В подземном хранилище такие залежи, которые относятся к пресным водам могут задержаться на сотни тысяч и даже миллионы лет.
Кроме речной и озерной подпитки, водные ресурсы под землей пополняются за счет пара. Он образуется в процессе охлаждения извергнутой магмы. Остывая, парообразное вещество превращается в жидкость и направляется к глубинным водохранилищам.
Поверхностные
К ним относятся реки, озера, ручьи, ледники. Водный состав с поверхности отличается пониженным уровнем минерализации, присутствием примесей и общей загрязненностью. Вредоносные элементы попадают в нее из сточных течений, в результате сброса промышленных и сельскохозяйственных отходов и т.д. Свое негативное влияние также оказывает активное развитие микроорганизмов, которое ощутимо ухудшает качество жидкой среды и наделяет ее аллергенными свойствами.
Вышеперечисленные особенности делают невозможным использование ресурсов данного типа в качестве питья без предварительной обработки. Несмотря на это, озера и реки остаются основными поставщиками питьевой жидкости. Перед употреблением она проходит несколько стадий очищения и только тогда становится пригодной к употреблению.
Осадочные
Давая определение, что такое пресная вода, нужно понимать, что это еще и атмосферные явления: снег, дождь, град. Именно они являются первичными источниками водных ресурсов. Без них все озера и реки попросту пересохнут, а подземные водохранилища истощатся. Осадки обеспечивают жидкостью все формы жизни и земную поверхность.
При испарении влага превращается в пар, который поднимается в восходящие слои атмосферы. Там он конденсируется, переходит из газообразного состояния в жидкое. Образовавшиеся мельчайшие капли постепенно накапливаются и становятся облаками. Поднимаясь выше, они охлаждаются, увеличиваются в размере, так как, процесс конденсации продолжается, и, наконец, падают на вниз в виде дождя, снега или града.
Запасы пресной воды на Земле
Чтобы иметь представление, как распределяются водные ресурсы на нашей планете, следует обратиться к таблице.
Читайте также: