Основні запаси прісної води. Чому на землі зникають запаси питної води

Прісна вода становить трохи більше 2,5-3 % від загального водного запасу Землі. Основна її маса заморожена у льодовиках та сніжному покриві Антарктиди та Гренландії. Ще одна частина - численні прісні водоймища: річки та озера. p align="justify"> Третя частина запасів прісної води зосереджена в підземних резервуарах, глибоких і ближчих до поверхні.

На початку нового тисячоліття вчені серйозно заговорили про дефіцит питної води у багатьох країнах світу. Кожен житель Землі повинен витрачати на їжу та особисту гігієну від 20 до води на добу. Однак є країни, в яких питної води не вистачає навіть для життя. Найгостріший дефіцит води зазнають жителі Африки.

Причина перша: збільшення населення Землі та освоєння нових територій

За даними ООН, на 2011 рік чисельність населення Землі зросла до 7 млрд осіб. Кількість людей досягне 9,6 млрд. до 2050 року. Зростанню населення супроводжують розвиток промисловості та сільського господарства.

Підприємства використовують прісну воду для всіх виробничих потреб, при цьому повертаючи до природи часто вже непридатну для пиття воду. Вона потрапляє в річки та озера. Рівень їхнього забруднення останнім часом став критичним для екології планети.

Розвиток сільського господарства у країнах Азії, Індії та Китаю виснажило найбільші річки цих регіонів. Освоєння нових земель веде до обмілення водойм і змушує людей розробляти підземні свердловини та глибоководні обрії.

Причина друга: нераціональне використання джерел прісної води

Більшість джерел природної прісної води поповнюється природним шляхом. Волога потрапляє в річки та озера з атмосферними опадами, частина яких йде у підземні резервуари. Глибоководні горизонти відносяться до непоправних запасів.

Варварське використання чистої прісної води людиною позбавляє річки та озера майбутнього. Дощі не встигають наповнювати водойми, що меліють, і при цьому вода часто витрачається марно.

Частина води, що використовується, йде під землю через витоку в міських водопровідних мережах. Відкриваючи кран на кухні або в душі, люди рідко замислюються про те, скільки води губиться. Звичка економити ресурси ще стала актуальною більшість жителів Землі.

Видобування води з глибоких свердловин може стати великою помилкою, позбавивши майбутні покоління головних запасів прісної природної води, і непоправно порушити екологію планети.

Вихід сучасні вчені бачать в економії водних ресурсів, посиленні контролю за переробкою відходів та опрісненні морської солоної води. Якщо людство зараз замислиться і вчасно вживе заходів, наша планета назавжди залишиться прекрасним джерелом вологи для всіх видів життя, що існують на ній.

На нашій планеті близько 1,5 млрд. км3 води і покриває вона понад 70% поверхні Землі. Проте частку прісної води припадає лише 3% від загальної кількості, саме 91 млн. км3. Основна частина води, що міститься в океанах, - гірко-солона, і для господарської діяльності без належної підготовки вона практично не застосовна. Основний запас прісної води - це вода, що знаходиться під землею та в льодовиках. Тобто. її видобуток утруднений як у першому так і в другому випадку. Але якщо для того, щоб видобути воду з-під землі, можна здійснити буріння свердловини на воду , то видобуток води з льодовиків практично неможливий і економічно необґрунтований. Вчені підрахували, що природні льоди містять понад 24 млн.куб.км прісної води – це обсяг стоку всіх рік Землі за 500 років. Якщо спробувати рівномірно розподілити лід поверхнею Землі, він покриє її шаром завтовшки 53 метра. Річки, озера та доступні для використання підземні прісні води становлять лише 0,3% світових запасів вільної води.

Примітно, що в озері Байкал знаходиться п'ята частина світових поверхневих запасів прісної води.

За останні 40 років кількість прісної води на одну особу зменшилася більш ніж на 60%. Протягом наступних 30 років прогнозується подальше зменшення цієї кількості ще вдвічі.Сільське господарство – основний споживач прісної води. Нині воно споживає 87% наявної води. Продукція, що виробляється на зрошуваних землях, у 2-5 разів дорожча, ніж вирощується за рахунок випадання дощів, тому що вартість палива та гідроспоруд постійно зростає.

Понад 80 країн світу відчувають постійну нестачу прісної води, в яких разом живуть понад 2 млрд. осіб.

Нещодавно австралійські дослідники заявили, що їм вдалося виявити існування величезних запасів прісної воли, ув'язненої нижче дна океану. Можливо, саме ці ресурси зможуть підтримувати майбутні покоління, коли джерела вичерпаються.Ведучий автор дослідження Вінсент Постз університету Фліндерса повідомив, що, за оцінками його колег, близько 500 тисяч кубічних кілометрів води з низьким рівнем солоностібуло виявлено під морським дном на континентальному шельфібіля берегів Австралії, Китаю, Північної та Південної Америки."Обсяг цього водного ресурсу в сотню разів перевищує кількість витягнутої в минулому столітті із земних надр прісної води, починаючи з 1900 року, - стверджує Пост. - Прісна вода на нашій планеті з часом вичерпується, тому відкриття нових підземних резервуарів біля берегів досить важливе. Це означає, що у нас з'явився ще один варіант, який можна розглянути для допомоги тим, хто страждає від посухи та континентальної нестачі води”.

За словами Поста, його команда прийшла до цього несподіваного відкриття після вивчення морського дна, проведеного з науковою метою та під час геологічної розвідки з виявлення родовищ нафти та газу. "Об'єднавши всю отриману нами інформацію, ми дійшли висновку, що прісна вода, що залягає нижче морського дна, - досить частий випадок, а зовсім не аномалія", - вважає австралійський учений.

Подібні родовища формуються протягом сотень тисяч років. Їхнє зародження почалося ще тоді, коли рівень моря був значно нижчим і ті області, що зараз приховані Світовим океаном, піддавалися впливу опадів, що вбираються в ґрунт. Коли полярні льодовикові покриви почали танути близько 200 тисяч років тому, ці берегові лінії були приховані водою, але їх водоносні резервуари залишаються незайманими, захищеними верствами глини та інших осадових порід.

На думку фахівців, видобуток прісної води з таких джерел буде коштувати набагато дешевше, ніж опріснення морської води. Найбільш дорогим процесом буде буріння, після нього необхідно докласти чималих зусиль, щоб не сталося забруднення підземних вод.

Всі водні запаси на Землі можна розділити на рідку (солону та прісну), тверду (прісну) та

газоподібну (прісну) воду (табл. 6.9). Загальний обсяг води становить близько 1,5 млрд. км3. При цьому 93,96% води зосереджено у морях та океанах. Великий вміст солей (до 35 мг/л) робить цю воду непридатною для господарсько-побутових потреб та пиття.

Прісні води становлять менше 6% всіх водних ресурсів Землі. Вчені підрахували, що світовий запас прісної води приблизно дорівнює 30,3 млн. км3. На території колишнього СРСР міститься близько 69 тис. км3 прісної води. Однак більша частина світових запасів прісної води зосереджена в льодовиках Антарктиди, Гренландії, Арктики та інших зонах вічної мерзлоти, що робить її малодоступною.

Вважається, що реально для питних цілей можна використовувати лише 02-03% всієї води на Землі. Незважаючи на відносно великі світові запаси прісної води, на XXXV сесії Генеральної асамблеї ООН було відзначено, що понад 1 млрд людей зазнають гострого дефіциту доброякісної води для питних та господарсько-побутових цілей.

Перша причина нестачі води полягає в тому, що джерела води, придатної для пиття, розподілені вкрай нерівномірно як на Землі, так і в окремих країнах. Так, наприклад, у колишньому СРСР 80% прісної води зосереджено у Східному Сибіру, ​​на Далекому Сході та Європейській Півночі, де проживає лише 30% населення країни та менш концентровані промисловість та сільське господарство.

Водоспоживання у розвинених країн постійно збільшується і наближається до величини всього ресурсу прісних вод. У Росії це особливо помітно на півдні Європейської частини, де вже зараз споживання води перевищило 2/3 всього стоку рік і вкрай несприятливо позначилося на водному балансі Каспійського моря.

Друга найважливіша причина нестачі прісної води має антропогенний характер. Це не абсолютне зменшення кількості води, а зниження її якості внаслідок забруднення мікроорганізмами та хімічними речовинами при вступі до водойм господарсько-фекальних, промислових та сільськогосподарських стічних вод. Згідно з доповідями ООН, щорічно у світі синтезується близько 1 млн. нових хімічних сполук, з них понад 15 тис. вельми токсичні. У цілому нині до 80% всіх хімічних сполук поступово надходять у довкілля, зокрема й у природні водойми. У світі щорічно викидається близько 420 км3 стічних вод, що здатне призвести до забруднення до 7000 км3 природних вод. Це в 1,5 рази найбільше стоку рік колишнього Радянського Союзу, який становив 4700 км3.

У зв'язку із скороченням запасів прісної води на Землі та зниженням якості природних вод перед людством виникає проблема «водного голоду». Це потребує інтенсивних пошуків нових наукових рішень, спрямованих на забезпечення доброякісної води населення, промисловості та сільського господарства.

Для зменшення «водного голоду» можна виділити 2 основні тісно взаємопов'язані напрямки заходів. До першого напрямку слід віднести збереження якості природних вод, насамперед ефективне очищення господарсько-побутових стічних вод перед скиданням у водойми. Однак не менш важливою проблемою є боротьба із забрудненням навколишнього середовища промисловими стічними водами. У цій галузі рішення бачиться у створенні та вдосконаленні способів очищення стічних вод промислових об'єктів, застосуванні «оборотного водопостачання», тобто. багаторазового повторного використання води, що очищається, в технологічних цілях. Надалі можливе застосування «сухих технологій», що не потребують води і, отже, не призводять до забруднення водойм.

Другий напрямок боротьби з «водним голодом» передбачає раціональне використання та збільшення природних запасів води. Це сувора економія питної води як для побутових, так і для виробничих потреб та постійна боротьба з втратами цього

найціннішого та дорогого продукту, у тому числі й економічними методами.

Підвищити водозабезпечення населення можна шляхом створення штучних водоймищ, що акумулюють запаси прісної води. Будівництво водоймищ одночасно вирішує й інші важливі народно-господарські питання – енергетичні, транспортні, промислові, сільськогосподарські, гігієнічні, естетичні. Нині на Волзі, Ангарі, Іртиші та інших великих річках створено десятки великих водоймищ, які допомагають у забезпеченні електроенергією. На Братському водосховищі на Ангарі об'ємом 169,4 км 3 побудовано гідроелектростанцію потужністю близько 4100 МВт.

Останніми роками розробляються також методи накопичення запасів прісних вод у підземних водоносних горизонтах від поверхневих стоків, зокрема паводкових вод. Товща землі, якою проходять поверхневі води, грає роль фільтра, що дозволяє значною мірою підвищити якість поверхневих вод за її перетворення на підземні. Одночасно в деяких регіонах засолені ґрунтові води розбавлятимуться маломінералізованими, профільтрованими через ґрунт поверхневими стоками.

Однією з гіпотетичних можливостей отримання великих кількостей прісної води є розтоплення вічних льодів Арктики, і навіть айсбергів. Однак це створює низку найскладніших енергетичних, економічних, технічних та екологічних питань, зокрема ймовірно значне підвищення рівня Світового океану.

Чому постала проблема "водного голоду"?

За роки існування людства води на Землі не поменшало. Однак різко зростає потреба людей у ​​воді. Споживаючи дедалі більше чистої води, людина повертає природі забруднені стоки промислового виробництва, комунальних служб, сільськогосподарського комплексу. І чистої води Землі стає дедалі менше.

Запаси прісних вод.У розподіл загальних запасів прісних вод Землі визначається так: основна частка запасів прісних вод (близько 2/3) перебуває у твердому стані і приурочена переважно до льодовиків. Переважна маса льодів у своїй - льодовикові покриви.

Найбільший інтерес становить обсяг щорічно поновлюваних ресурсів прісних вод. Він приблизно може бути прирівняний до сумарного річного стоку рік в океан - 45 тис. км3. Це і є ті водні ресурси, які має людство для задоволення своїх різноманітних потреб у воді. Внаслідок щорічної відновлюваності та доступності саме річкові води найбільш придатні для використання людиною. Річний стік всіх річок світу лише у півтора рази більший за об'єм вод Байкалу (23 тис. км 3 ) та Великих американських озер (22,7 тис. км 3 ).

Що ж до використання основного джерела прісної води - льодовиків, то найбільший практичний інтерес становлять айсберги, народжені льодовиками Антарктиди. Вони є перспективним постачальником прісної води для західних пустельних районів Південної Америки, Африки та Австралії. Визначено оптимальні шляхи буксирування крижаних гір, найкращу для цього пору року та вартість води за такої операції. Найпотужніший буксир може буксирувати айсберги розміром 230 х 920 х 250 м, причому вартість отриманої води не перевищує вартості підземних або опріснених вод.

Розміщення запасів прісних вод.Найбільш забезпечені прісними водами Південна Америка та Австралія з Океанією.

У Європі чимало країн, де місцеві водні ресурси надлишкові. Так, у Норвегії на душу населення припадає на рік понад 90 тис. м 3 повного річкового стоку та майже 30 тис. м е. підземного стоку в річки. Ще вищою є водозабезпеченість в Ісландії: пошта 300 тис. мЗ на душу населення повного річкового стоку і 100 тис. м 3 - підземного стоку. В Азії з країн, багатих на водні ресурси, можна відзначити Лаос, в якому на душу населення в рік припадає 63 тис. м 3 повного річкового стоку і 14 тис. м 3 - підземного. Найбільш важке становище з ресурсами річкового стоку на величезних просторах Центральної та Південно-Західної Азії, де мешкає понад 2,5 млрд. чоловік, а річки відрізняються маловодністю і, що особливо важливо, слабкою природною зарегульованістю.

В Африці висока водозабезпеченість населення Конго: 120 тис. м 3 Дод повного річкового стоку і 45 тис. м 3 /рік підземного. У Північній Америці багата на водні ресурси Канада (115 тис. і 30 тис. м 3 /рік відповідно), у Центральній Америці - Нікарагуа (54 тис. і 22 тис. м 3 /рік). У Південній Америці надмірна водозабезпеченість у Бразилії (48 тис. та 16 тис. м 3 /рік) та Венесуели (56 тис. та 17 тис. м /рік). В Океанії великі водні ресурси має Нова Зеландія (128 тис. і 64 тис. м/рік) і особливо Південний острів (326 тис. і 162 тис. м 3 /рік).

На території СНД загальна водозабезпеченість становить 16,6 тис. м3/рік усіх річкових вод, у тому числі 3,9 тис. м3/рік підземного річкового стоку. При цьому в азіатській частині спільноти водозабезпеченість у 5...6 разів менша, ніж у європейській частині. Низька забезпеченість прісною водою особливо й у ближнього зарубіжжя у Середній Азії.

Якщо простежити динаміку водозабезпеченості останнім часом, то привертає увагу прискорення зниження водозабезпеченості. Так, з 1850 по 1950 р. водозабезпеченість у середньому знижувалася в 0,2 разу протягом кожного десятиліття, а в період з 1950 та 1980 р. - у 0,6 разу в кожне десятиліття.

Закінчуючи огляд запасів прісних вод, слід зазначити, що далеко не всі прісні води мають якість питної води, не всяка вода придатна для використання в сільськогосподарському або промисловому виробництві через все зростаюче забруднення вод. За даними ВООЗ, близько 2 млрд людей на планеті практично не мають можливості користуватися чистою питною водою.

У ряді регіонів світу проблема чистої питної води тісно стуляється з проблемою стічних вод, оскільки багато близьких до великих міст і промислових центрів джерела споживання прісної води (річки, озера, підземні води) сильно забруднені стічними водами. У багатьох випадках дефіцит чистої прісної води доводиться покривати створенням довгих трубопроводів. Так, Відень отримує воду з гір, що знаходяться за 150 км від міста; Париж – з Луари; Штутгарт - з Боденського озера за 200 км від міста. Два 500-кілометрові трубопроводи постачають водою Сан-Франциско. Це не лише дорого, а й небезпечно, тому що в довгих трубопроводах у воді можуть протікати важко передбачувані реакції, які можуть зробити воду хімічно агресивною.

У районах дефіциту прісної води вона нерідко стає предметом торгівлі та бізнесу. Так, у багато міст Німеччини вода доставляється в 20-тонних автоцистернах з льодовиків Австрії, розфасовується та продається населенню у дволітрових паперових пакетах. У Роттердамі продаються пляшки зі звичайною річковою водою, яка привезена з Норвегії. У Новій Зеландії створено компанію з експорту до Західної Європи свіжої новозеландської води.

Якщо дивитися на нашу планету з космосу, то Земля здається блакитною кулею, вкритою водою. А континенти, наче маленькі острівці у цьому нескінченному океані. Воно й зрозуміло. Вода займає 70,8% всієї поверхні планети, але в частку суші залишається лише 29,2%. Водну оболонку нашої планети називають гідросферою. Її обсяг 1,4 млрд кубометрів.

Вода з'явилася на нашій планеті близько 3,5 млрд. років тому у вигляді пари, яка утворилася внаслідок дегазації мантії. В даний час вода – це найважливіший елемент у біосфері Землі, оскільки її не можна замінити нічим. На щастя, водні ресурси вважаються невичерпними, оскільки вчені вигадали спосіб опріснення солоних вод.

Головне призначення води як природного ресурсу – підтримка життєдіяльності всього живого – рослин, тварин та людини. Вона – основа всього живого на нашій планеті, головний постачальник кисню у найважливішому процесі на Землі – фотосинтезі.

Вода – найважливіший фактор кліматоутворення. Поглинаючи тепло з атмосфери та віддаючи його назад, вода регулює кліматичні процеси.

Неможливо не відзначити роль водних джерел у зміні нашої планети. Люди споконвіку селилися біля водойм та джерел води. Вода є одним із основних засобів повідомлення. Існує думка вчених, що якби наша планета була суцільно сушу, то, наприклад, відкриття Америки відклалося на кілька століть. А про Австралію ми навряд чи дізналися б ще в найближчі роки 300.

Види водних ресурсів Землі

Водні ресурси нашої планети – це запаси всієї води. Але вода - одна з найпоширеніших і найунікальніших сполук на Землі, оскільки присутня відразу в трьох станах: рідкому, твердому та газоподібному. Тому водні ресурси Землі це:

. Поверхневі води (океани, озера, річки, моря, болота)

. Підземні води.

. Штучні водойми.

. Льодовики та сніжники (замерзла вода льодовиків Антарктиди, Арктики та високогір'я).

. Вода, що міститься в рослинах та тваринах.

. Пари атмосфери.

Останні 3 пункти відносяться до потенційних ресурсів, тому що людство ще не навчилося їх використовувати.

Прісна вода - найцінніша, її використовують набагато ширше, ніж морську, солону. З усього водного запасу у світі 97% води припадає на частку морів та океанів. 2% прісних вод укладено у льодовиках, і лише 1% - це запаси прісної води в озерах та річках.

Використання водних ресурсів

Водні ресурси - найважливіший компонент та життєдіяльність людини. Люди використовують воду в промисловості та у побуті.

За даними статистики, найбільше водні ресурси задіяні в сільському господарстві (близько 66% усіх запасів прісної води). Близько 25% використовує промисловість і лише 9% йде на задоволення потреб у комунальній та побутовій сфері.

Наприклад, щоб виростити 1 тонну бавовни необхідно близько 10 тисяч тонн води, на 1 тонну пшениці - 1500 тонн води. Для виробництва 1 тонни сталі – 250 тонн води, а на виробництво 1 тонни паперу потрібно не менше 236 тисяч тонн води.

Людині щодня потрібно випивати щонайменше 2,5 літрів води. Проте в середньому на 1 особу у великих містах витрачається не менше 360 літрів на добу. Сюди входить використання води в каналізації, водопроводі, на полив вулиць та гасіння пожеж, на миття автотранспорту та інші, та інші.

Ще один варіант використання водних ресурсів – водний транспорт. Щорічно тільки акваторією Росії перевозиться понад 50 млн. тонн вантажу.

Не варто забувати і про рибні господарства. Розведення морських та прісноводних риб відіграє важливу роль в економіці країн. Причому для розведення риби потрібна чиста вода, насичена киснем і не містить шкідливих домішок.

Приклад використання водних ресурсів – це ще й рекреація. Хто з нас не любить відпочити біля моря, посмажити шашличків на березі річки чи скупатися в озері? У світі 90% рекреаційних об'єктів розташовано поблизу водойм.

Охорона водних ресурсів

На сьогоднішній день існує лише два способи зберегти запас водних ресурсів:

1. Збереження вже існуючих запасів прісної води.

2. Створення досконаліших колекторів.

Накопичення води у водосховищах перешкоджає її стоку у світовий океан. А зберігання води, наприклад, у поземних порожнинах дозволяє вберегти воду від випаровування. Будівництво каналів дозволяє вирішувати питання доставки води без її просочування у ґрунт. Розробляють також нові методи зрошення сільськогосподарських угідь, що дозволяють використовувати стічні води.

Але кожен із цих способів впливає на біосферу. Так, система водосховищ перешкоджає утворенню родючих мулистих відкладень. Канали перешкоджають поповненню ґрунтових вод. А фільтрація води в каналах та на гребельах - головний фактор ризику для боліт, що призводить до порушень в екосистемі планети.

Сьогодні найефективнішим заходом для охорони водних ресурсів вважається метод очищення стічних вод. Різні способи дозволяють видалити до 96% шкідливих речовин із води. Але часто цього буває недостатньо, а будівництво досконаліших очисних споруд виявляється найчастіше економічно невигідним.

Проблеми забруднення водних ресурсів

Зростання населення, розвиток виробництва та сільського господарства – ці фактори зумовили нестачу прісної води для людства. З кожним роком зростає частка забруднених водних ресурсів.

Основні джерела забруднення:

. Промислові стічні води;

. Стічні води комунальних трас;

. Зливи з полів (коли вода перенасичена хімікатами та добривами);

. Поховання у водоймах радіоактивних речовин;

. Стоки від тваринницьких комплексів (у такій воді багато біогенної органіки);

. Судноплавство.

Природою передбачено самоочищення водойм, яке відбувається за рахунок кругообігу води в природі, за рахунок життєдіяльності планктону, опромінення ультрафіолетовими променями, осідання нерозчинних частинок. Але всі ці процеси вже не справляються з тією масою забруднення, яке завдає водним ресурсам планети діяльності людини.