Проблемы пресной воды

Проблемы пресной воды ПЛАН: 1. Введение 2. Водная среда 3. Пресная вода 4. Загрязнение водоемов 5. Список литературы ВВЕДЕНИЕ 20-е столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с насе лением более 10-ти млн. человек. Развитие промышленности, транспорта, энерг етики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропо генное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотхо дных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной сре ды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многог ранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-тех нические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на пр едприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном в оздушной 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 ок еана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. квадратных киломе тров. Вода в океане соленая, причем большая ее часть (более 1 млрд. Кубическ их километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру, при мерно равную 3,7 o С. Заметн ые различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных м орях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшает ся на глубине 50-60 метров. Подземные воды бывают солеными, солоноватыми (меньшей солености) и пресн ыми; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру (бол ее 30`С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйствен но-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет в сего 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 вод ы содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной во ды составляет 37,3 тыс. Кубических километров. Кроме того, может использова ться часть подземных вод, равная 13 тыс. Кубическим километрам. К сожалению , большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических к илометров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные те рритории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностну ю или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: пропу скают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микро скопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процес са весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоя щее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айс бергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не и меющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчет ам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет приме рно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтраци ей. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заб олеваний). Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкуле з 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 веч ному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский об ъем воды, достигающий 525 тыс. км в год. (из-за неполадок шрифта объемы воды ук азаны без кубометров :-( 86% этого количества приходится на соленые воды Мирового океана и внутрен них морей -- Каспийского. Аральского и др.; остальное испаряется на суше, пр ичем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испа ряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадка ми в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера , ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солн ца и отбирает примерно 20% этой энергии. Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно возобнов ляются. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ре сурсы. 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 о кеане. 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 ста ли транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды во звращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных со оружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом за ключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Даже п ри самой совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные н еорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остают ся в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной в одой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сто чных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользова ния тратится 2200 км воды в год. На разбавление стоков уходит почти 20% ресурсо в пресных вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребле ния уменьшатся, а очистка охватит все сточные воды, показали, что все равн о 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. Колич ество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она стано вится не пригодной для потребления. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимо сть заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Пр актически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодн ую или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопров ождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных ст очных вод. Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнени я. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Потре бность в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения м ира. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составл яет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленность ю также зависит от экономического развития данного района. Например, в К анаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии -- 1%. Наиболе е водоемкие отрасли промышленности -- сталелитейная, химическая, нефтехи мическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, з атрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходи т 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 дае т половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению. Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км. Но распределены водны е ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где проживае т до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для сельского хозя йства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы стра ны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ , Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некот орые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные рай оны СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего В остока. Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство ч еловека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на ис парение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водор од из молекул воды переходит в органические соединения. Для регулирован ия стока рек, не равномерного в течение года, построено 1500 водохранилищ (он и регулируют до 9% всего стока). На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Север а европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока п очти 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 с ток в Волге, Сырдарье и Амударье. В итоге сократился приток воды к Азовско му морю -- на 23%, к Аральскому -- на 33%. Уровень Арала упал на 12,5 м. Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значит ельно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещества разд еляют на несколько классов в зависимости от их природы, химического стро ения и происхождения. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДОЕМОВ Пресные водоемы загрязняются в основном в резул ьтате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойств а воды (повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются ок раска, привкусы, запахи); на поверхности водоема появляются плавающие ве щества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды (ув еличивается содержание органических и неорганических веществ, появляю тся токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется а ктивная реакция среды и др.); изменяется качественный и количественный б актериальный состав, появляются болезнетворные бактерии. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для техническо го водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т. д. Общие услови я выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определя ются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользовани я. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества в оды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на в озможности дальнейшего использования водоема в качестве источника вод оснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственны х целей. Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и б ассейновыми управлениями. Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого культурно-быт ового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по дву м видам водопользования: к первому виду относятся участки водоемов, испо льзуемые в качестве источника для централизованного или нецентрализов анного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также для водоснабжени я 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 ор ганами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив испол ьзования водоемов. Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к ст ворам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по теч ению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилища х на 1км в обе стороны от пункта водопользования. Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загря знений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, котор ые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району вод опользования в отведенных границах и к створам на расстоянии 300 м в сторон ы от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в м оре не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологичес кому, общесанитарном и органолептическому лимитирующим показателям вр едности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы прим енительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как ист очник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор. Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вн осят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равнове сное состояние водных экологических систем. В результате процессов пре вращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием п риродных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовывать ся вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно в лияние на качество воды. Самоочищение воды водоемов - это совокупность взаимосвязанных гидроди намических, физико-химических, микробиологических и гидробиологически х процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водно го объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содерж аться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую се ть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть произв одственные сточные воды не должны: нарушать работу сетей и сооружений; о казывать разрушающего воздействия на материал труб и элементы очистны х сооружений; содержать более 500мг/л взвешенных и всплывающих веществ; сод ержать вещества, способные засорять сети или отлагаться на стенках труб ; содержать горючие примеси и растворенные газообразные вещества, спосо бные образовывать взрывоопасные смеси; содержать вредные вещества, пре пятствующие биологической очистке сточных вод или сбросу в водоем; имет ь температуру выше 40 С. Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, до лжны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городс кую водоотводящую сеть. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Г. В. Стадниц кий,А. И. Родионов. Экология. 2. Е. М. Сергеев, Г. Л. Кофф. Рациональное использование и охрана окружающей с реды городов. 3. И. Ф. Ливчак, Ю. В. Воронов. Охрана окружающей среды. 4. В.И. Артамонов "Растения и чистота природной среды", Москва "Наука", 1986г. 5. В.В. Плотников, "На перекрестках ЭКОЛОГИИ", Москва "Мысль" 1985г.