Я всегда знала о важности пресной воды. В конце-концов, два самых драматичных сюжетных поворота в приключенческих рассказах: человек остается в море или на острове без доступа к пресной воде; человек теряется зимой и ему не из чего и нечем развести костер. Это на самом деле очень жутко.

А изображения горных вершин, скважин и колодцев на этикетках бутилированной воды (к слову, по сей день пью только такую, фильтрованную терпеть не могу) давали общее представление о том, откуда берется питьевая вода.

Из чего состоит гидросфера

Гидросфера - геосфера, объединяющая всю воду на планете в любых ее формах.

Гидросфера тесно связана и постоянно контактирует с остальными геосферами, в том числе биосферой (ведь живые организмы состоят в большой степени из воды).

Основные части гидросферы:

• Мировой океан;
• ледники;
• внутриматериковые водоемы;
• подземные воды.

Вода также содержится в атмосфере и биосфере (живые организмы всегда содержат воду), но в масштабах гидросферы это не слишком значительный процент.

Воды на Земле огромное количество, но большая ее часть сосредоточена в океанах. Но, как все знают, океаническая вода солёная, поэтому для питья она не подходит.

Морскую воду можно опреснять, но процесс это сложный и недешевый. Поэтому нас с вами интересует вода пресная.

Основные запасы пресной воды и где они сосредоточены

Давайте пойду от малого к большему.

Дождевая вода всегда пресная, ведь соль не испаряется вместе с водой, а всегда остается "внизу".

Надземные водоемы содержат значительное количество пресной воды. Известное озеро Байкал содержит около 80% запасов пресной воды России.

Однако, как ни странно, но большая часть пресной воды находится не в ручьях, реках, озерах и прочих очевидных местах, а остается "невидимой".

Главные запасы пресной воды скрыты во льду (ледники) и под землей (подземные воды).

К сожалению, сейчас и морская, и пресная вода постоянно загрязняются отходами деятельности человека. Повсеместное загрязнение гидросферы - это одна из главных экологический проблем современности.

Водой заполнены моря и океаны. Создается впечатление, что воды на Земле довольно много. Но, на самом деле, количество воды, доступной для использования, гораздо меньше всей воды на Земле.

Значение воды

Вода – основа и источник жизни на Земле. Она занимает большую часть планеты, что и неудивительно. Ведь жизнь возникла в воде, и только потом распространилась на сушу и воздух. И человек, и животные по большей части состоят из воды. Человеку и всем живым существам голубой планеты жизненно необходима именно пресная вода. А она составляет всего 3% от всех запасов воды на Земле. Остальная вода, которая составляет 97%, соленая, и потому непригодна для питья. Большая часть всего запаса пресной воды заморожена в ледниках. А это значит, что количество доступной пресной воды ничтожно мало по сравнению с общим количеством воды на всей Земле. Поэтому так важно рационально использовать запасы пресной воды.

Важность рационального использования

При рациональном использовании, сохраняется нормальный круговорот воды, и она самостоятельно фильтруется. При этом количество и качество пресной воды остается на оптимальном уровне. И, таким образом, нужным количеством воды обеспечиваются все живые существа на планете. А при нерациональном использовании водных ресурсов, количество пригодной для использования воды становится меньше и меньше, возникает дефицит воды. Вода слишком сильно загрязняется и становится непригодной, а если и очищается, то чересчур медленно.

Пресной воде угрожает и высыхание. Озера и реки высыхают из-за общего разрушения экосистемы. Значительную роль здесь играет вырубка лесов. Леса должны задерживать и очищать воду, а потом постепенно отпускать ее в естественные водоемы. Из-за чрезмерной вырубки и лесных пожаров количество лесных площадей на планете уменьшается день за днем. И это негативно сказывается на количестве и качестве пригодной для питья воды. В свою очередь, уменьшение количества чистой воды способствует обеднению флоры и фауны. Все чаще воды не хватает и для людей.

Вода – основной элемент всей экосистемы Земли. Существование жизни на Земле зависит от количества и качества пресной воды. Повсеместное загрязнение воды грозит постепенным исчезновением жизни на планете. Для улучшения ситуации с нехваткой пресной воды нужно бережно относиться и к самой воде, и к природе в целом. Судьба планеты – в руках людей. И только от человека зависит, сохранится ли на Земле пресная вода, сохранится ли сама жизнь. От нынешнего поколения зависит, будет ли шанс на жизнь у будущих поколений, или же они будут обречены на гибель.

Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

• Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
• Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
• Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
• Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

• океаны и моря;
• озёра, пруды и водохранилища;
• болота;
• реки, каналы и ручьи;
• влажность почв;
• подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
• ледяные шапки и ледники;
• атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

• Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

• Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

• Промышленность;

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

• Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

• Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

• Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

• Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

• Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

• Эвтрофикация.

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

В озере содержится 1/5 всей пресной воды в мире и 3/4 всей пресной воды России. Примечательно то, что большинство наших граждан живет в местах, где пресной воды не достаточно. Всего порядка 8-10% от всех запасов воды России.

Человек на 70% состоит из воды. Может прожить 3 суток без питья пресной воды. Наша жизнедеятельность приводит к постепенному уничтожению запасов пресной воды. Много пресной воды в России есть в и озерах. Вот самые крупные из них: 911,0 кубических километров; 292,0 кубических километров; Озеро Байкал 23000,0 кубических километров; Озеро Ханка 18,3 кубических километров. Водохранилища: Рыбинское – 26,3 кубических километров; Самарское – 58,0 кубических километров; Волгоградское — 31,4 кубических километров; Цимлянское — 23,7 кубических километров; Саяно-Шушенское — 31,3 кубических километров, Красноярское – 73,3 кубических километров и соответственно Братское – 170, 0. Пресная вода есть в . В хранится тоже ее запасов. Это наш резерв на случай дефицита ценной жидкости.

Несмотря на столь обширные запасы воды, ее пользуются неумело. В нашей стране пресную воду расходуют следующим образом: 59% всей доступной пресной воды расходуется на нужды промышленности, 21% тратится на домашнее людей. В том числе на нужды домашнего хозяйства, а также на питье. 13% отводится на орошение полей. И в резерве остается 7% на нужды, которые могут возникнуть.

Приведенные выше показатели траты воды могли быть меньше. Для этого необходимо экономить пресную воду. Такие большие расходы объясняются потерями воды из-за изношенности водопроводных сетей. Каждый год теряется 9 кубических километров пресной воды. А всего количество потерянной воды в коммунальном хозяйстве равно 16% из 100% используемой ежегодно воды. Вода теряется и не доходит до потребителей. В при полей неэкономно расходуется пресная вода. Это связано с морально и физически устаревшим оборудованием. Его давно необходимо поменять на новое более совершенное оборудование. Значительно сокращается количество чистой пресной воды из-за сбросов в нее отходов. Так в 2002 году общее количество сточной, непригодной для пищи воды, составило 54,7 кубических километров. Эти не утешающие цифры возникают большей частью по двум причинам: загрязнение воды предприятиями и сброс сточных вод жилищно-коммунальным хозяйством. Хотя ЖКХ и предприятия должны осуществлять очистку сточных вод, они этим не занимаются. В Европе сточную воду очищают по максимуму. В России общее количество очищенной сточной воды в 2002 году составило 2,5 кубических километра. Говоря иными словами только 10% от всех сточных вод, которые должны быть подвергнутыми очистке. Такие маленькие цифры возникли вследствие перегрузки очистных сооружений или их полного отсутствия.

Сточные воды по своему составу можно разделить на несколько видов. Это, во-первых, загрязнения ( , глина, частички руд, кислотные и щелочные растворы), во-вторых, органические загрязнения (частицы дерева, бумаги), в-третьих, нечистоты, образующиеся путем жизнедеятельности человека и прочих животных (фекальные массы, части животных и прочие отходы).

Сейчас в России пока нет недостатка пресной воды. Во многих мировых странах проблема недостатка воды стоит очень остро. На самом деле это серьезная проблема. В связи с ростом крупных городов ЖКХ приходится затрачивать все больше и больше воды. Много воды тратится на сельское хозяйство. Большую часть пресной воды забирает промышленность. Эти три отрасли конкурируют между собой. За пресную воду в недалеком будущем может начаться война. Промышленность, как известно, всегда получает доходы больше чем сельское хозяйство. Поэтому последняя отрасль менее конкурентоспособна и проигрывает в этой борьбе. В итоге страдает сельское хозяйство. Выращивать различные культуры становится невыгодно. Такая страна лучше купит готовые сельскохозяйственные продукты. Ученые приводят любопытный пример. Если тенденция к нехватке воды в ближайшие полвека не изменится к лучшему, то в 2050 году орошать поля для полноценного урожая придется количеством воды равным 24 годовым .

Потенциальный запас водных ресурсов России

За чистой питьевой водой на планете наблюдает ГРИНПИС. Нехватка воды в России и в мире ожидается в ближайшем будущем. Исследователями приводятся следующие цифры. К 2050 году пресной воды людям будет предоставляться в четыре раза меньше по сравнению с 20 веком. Ученые выяснили, что к 20 годам 21 века один миллиард человек будет ощущать острую нехватку воды. Взаимодействием и всей суши продолжалось миллионами лет. В настоящее время, в связи с варварским использованием природного ресурса – воды, океан недополучает влагу, которая испаряется с суши. Этим и вызвано уменьшение уровня воды в реках . Еще несколько веков назад взаимодействие воды между океаном и сушей было 50/50. Наша цивилизация скоро может оказаться под угрозой вымирания именно из-за нехватки воды. Вымереть человечество может и из-за грязной воды. Ежегодно в России умирает около 20 тысяч человек. Люди отравились отравленной химикатами и сбросами водой. Много людей заболевают опасными болезнями из-за плохой воды.

На сегодняшний день, по мнению ученых, в нашей стране совсем чистых нет. Так в Москве-реке недавно был обнаружен яд – нитритный азот. При этом муниципальные власти спорили с федеральными властями о допустимой концентрации ядовитого вещества в реке. Хотя вместе могли скорее заняться очисткой. Над этим хорошо постаралось множество загрязняющих воду предприятий. Исследователи выделяют три виды грязной воды: Умеренно загрязненная, загрязненная и грязная вода. В последние годы российские водоемы делят именно по этим трем критериям. Самые грязные – это , и . Это реки с плохой экологией, которая будет с годами все хуже.

Проблема нехватки воды стоит на первом месте среди других. Если ситуация не изменится, то человеку будет нечего пить. Ну а дальше всего три дня на выживание.

Все водные запасы на Земле можно разделить на жидкую (соленую и пресную), твердую (пресную) и

газообразную (пресную) воду (табл. 6.9). Общий объем воды составляет около 1,5 млрд км3. При этом 93,96% воды сосредоточено в морях и океанах. Большое содержание солей (до 35 мг/л) делает эту воду непригодной для хозяйственно-бытовых нужд и питья.

Пресные воды составляют менее 6% всех водных ресурсов на Земле. Ученые подсчитали, что мировой запас пресной воды приблизительно равен 30,3 млн км3. На территории бывшего СССР содержится около 69 тыс. км3 пресной воды. Однако большая часть мировых запасов пресной воды сосредоточена в ледниках Антарктиды, Гренландии, Арктики и в других зонах вечной мерзлоты, что делает ее малодоступной.

Считается, что реально для питьевых целей можно использовать лишь 0,2-0,3% всей воды на Земле. Несмотря на относительно большие мировые запасы пресной воды, на XXXV сессии Генеральной ассамблеи ООН было отмечено, что более 1 млрд человек испытывают острый дефицит доброкачественной воды для питьевых и хозяйственно-бытовых целей.

Первая причина нехватки воды заключается в том, что источники воды, пригодной для питья, распределены крайне неравномерно как в целом на Земле, так и в отдельных странах. Так, например, в бывшем СССР 80% пресной воды сосредоточено в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и Европейском Севере, где проживает лишь 30% населения страны и менее концентрированы промышленность и сельское хозяйство.

Водопотребление в развитых странах постоянно увеличивается и приближается к величине всего ресурса пресных вод. В России это особенно заметно на юге Европейской части, где уже сейчас потребление воды превысило 2/3 всего стока рек и крайне неблагоприятно отразилось на водном балансе Каспийского моря.

Вторая важнейшая причина нехватки пресной воды носит антропогенный характер. Это не абсолютное уменьшение количества воды, а снижение ее качества в результате загрязнения микроорганизмами и химическими веществами при поступлении в водоемы хозяйственно-фекальных, промышленных и сельскохозяйственных сточных вод. Согласно докладам ООН, ежегодно в мире синтезируется около 1 млн новых химических соединений, из них более 15 тыс. весьма токсичны. В целом до 80% всех химических соединений постепенно поступают в окружающую среду, в том числе и в природные водоемы. В мире ежегодно в общей сложности выбрасывается порядка 420 км3 сточных вод, что способно привести к загрязнению до 7000 км3 природных вод. Это в 1,5 раза больше всего стока рек бывшего Советского Союза, который составлял 4700 км3.

В связи с сокращением запасов пресной воды на Земле и снижением качества природных вод перед человечеством возникает проблема «водного голода». Это требует интенсивных поисков новых научных решений, направленных на обеспечение доброкачественной водой населения, промышленности и сельского хозяйства.

Для уменьшения «водного голода» можно выделить 2 основных тесно взаимосвязанных направления мероприятий. К первому направлению следует отнести сохранение качества природных вод, в первую очередь эффективную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоемы. Однако не менее важной проблемой является борьба с загрязнением окружающей среды промышленными сточными водами. В этой области решение видится в разработке и совершенствовании способов очистки сточных вод промышленных объектов, применении «оборотного водоснабжения», т.е. многократного повторного использования очищаемой воды в технологических целях. В последующем возможно применение «сухих технологий», не требующих воды и, следовательно, не приводящих к загрязнению водоемов.

Второе направление борьбы с «водным голодом» предусматривает рациональное использование и увеличение естественных запасов воды. Это строгая экономия питьевой воды как для бытовых, так и для производственных нужд и постоянная борьба с потерями этого

ценнейшего и дорогостоящего продукта, в том числе и экономическими методами.

Повысить водообеспечение населения можно путем создания искусственных водохранилищ, аккумулирующих запасы пресной воды. Строительство водохранилищ одновременно решает и другие важные народно-хозяйственные вопросы - энергетические, транспортные, промышленные, сельскохозяйственные, гигиенические, эстетические. В настоящее время на Волге, Ангаре, Иртыше и других больших реках созданы десятки крупных водохранилищ, которые помогают и в обеспечении электроэнергией. На Братском водохранилище на Ангаре объемом 169,4 км 3 построена гидроэлектростанция мощностью около 4100 МВт.

В последние годы разрабатываются также методы накапливания запасов пресных вод в подземных водоносных горизонтах от поверхностных стоков, в том числе паводковых вод. Толща земли, через которую проходят поверхностные воды, играет роль фильтра, что позволяет в значительной степени повысить качество поверхностных вод при их превращении в подземные. Одновременно в некоторых регионах засоленные грунтовые воды будут разбавляться маломинерализованными, профильтрованными через почву поверхностными стоками.

Одной из гипотетических возможностей получения больших количеств пресной воды является растопление вечных льдов Арктики, а также айсбергов. Однако это создает ряд сложнейших энергетических, экономических, технических и экологических вопросов, в частности вероятно значительное повышение уровня Мирового океана.

Почему появилась проблема "водного голода"?

За годы существования человечества воды на Земле не стало меньше. Однако резко возрастает потребность людей в воде. Потребляя все больше чистой воды, человек возвращает природе загрязненные стоки промышленного производства, коммунальных служб, сельскохозяйственного комплекса. И чистой воды на Земле становится все меньше.