Запас пресной воды. Мировые запасы пресной воды на земле

Всякий раз, когда мы открываем водопроводный кран, происходит маленькое чудо. За этой привычной процедурой стоит нечто большее, чем H2O (соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода) в жидком состоянии. Вода — это кровеносная система планеты, природный цикл, на который деятельность человека оказывает огромное давление. «Количество пресной воды на Земле теперь практически такое же, как и во времена Юлия Цезаря, стоявшего во главе Римской империи. Но за последние 2 тысячи лет население Земли увеличилось с 200 миллионов до 7,2 миллиардов человек, а мировая экономика росла еще быстрее (c 1960 года ВВП рос в среднем на 3,5% в год). Совокупная потребность в продовольствии, энергии, товарах потребления и воде для этого огромного человеческого производства потребовала усилить контроль за потреблением воды», — подытоживает Сандра Постел (Sandra Postel), возглавляющая американскую организацию Global Water Policy Project.

«На голубой планете очень мало воды», — замечает Элиас Феререс (Elías Fereres), заведующий кафедрой в Университете Кордовы, занимавший до этого ряд должностей, связанных с сельским хозяйством и экологией. Феререс говорит о том, что, несмотря на то, что 70% земной поверхности покрыто водой, пресная вода составляет всего 1% от этого количества, если не считать той, что в виде льда находится в ледниках, а также в Арктике и Антарктиде. И этот 1% является не только источником нашей жизни, но и главным двигателем мирового прогресса. «Стоимость воды столь высока, что определить ее невозможно. Воду необходимо использовать так, чтобы получить максимальную выгоду, не обостряя при этом неравенство в экономической, социальной и экологической сфере», — рассуждает заведующий кафедрой.

Откуда берется это неравенство? «Увеличение численности население и экономический рост, произошедшие в 50-х годах, в значительно мере было обусловлено достижениями в области водоснабжения: водохранилища, каналы, насосы. Начиная с 1950 года, количество водохранилищ выросло с 5 тысяч до 50 тысяч. То есть, в среднем по два в день в течение полувека. В самой крупной части света вода уже течет не в соответствии с законами природы, а по воле человека», — подчеркивает Постель.

В прошлом веке эти сооружения позволяли обеспечивать на большей части Земли потребности сельского хозяйства (потребляющего 70% пресной воды), промышленности (20%) и бытовой сферы (10%). Однако, увеличение спроса, прежде всего за счет развивающихся стран, ломает это хрупкое равновесие. «Согласно прогнозам, в 2030 году в мире будет ощущаться недостаток 40% воды при неизменной климатической обстановке», — говорится в последнем докладе ООН о водных ресурсах.

Его автор Ричард Коннор (Richard Connor) выражает сожаление в связи с недостаточным вниманием, которое руководители государств уделяют вопросам водоснабжения, полагая, что запасы воды неисчерпаемы. «Этому вопросу нужно уделять постоянное внимание, а люди совершенно беззаботны. Энергетику рассматривают как первоочередной экономический и даже геополитический фактор обеспечения безопасности страны. Поэтому ему и уделяется гораздо большее внимание. За невнимание к вопросам воды придется дорого заплатить, в том числе и замедлением темпов развития», — предупреждает исследователь.

Ход событий подтвердил правоту таких ученых, как Постел, предрекали, что «вода для XXI века станет тем же самым, чем нефть была для века XX». Если так называемое черное золото столь желанно, что даже приводит к военным конфликтам, то это вызвано тем, что его запасы иссякают и принадлежат не всем. То же самое произойдет и с пресной водой, как только спрос превысит ее возможности к воспроизводству. Это явление получило название водяной стресс.

Александр Тайт (Alexandre Taithe), директор Фонда стратегических исследований и эксперт по взаимодействию между водой и энергией, рисует пугающую картину. «В странах южного и восточного побережья Средиземного моря — предупреждает он — органы местной власти решили пойти по пути увеличения запасов воды. Эта политика, как в случае опреснения морской воды, так и эксплуатации подземных вод и переброске большого количества воды, влечет за собой большие энергозатраты».

Согласно его подсчетам, к 2025 году потребность в электричестве для водоснабжения в этих странах составит порядка 20% от ее общего потребления. Сейчас этот показатель равен 10%. Опреснение воды, которое зачастую преподносится чуть ли не как универсальный способ для решения проблемы нехватки воды, как раз потребляет наибольшее количество энергии. Не все страны могут себе это позволить. Саудовская Аравия, обладающая наибольшими мощностями для опреснения, вырабатывает ежедневно 5,5 миллионов кубометров воды. Для получения такого количества необходима энергия, эквивалентная 350 тысячам баррелей нефти в день.

В свою очередь, выработка электроэнергии и добыча ископаемого топлива требует большого количества воды. В частности, согласно данным Тайта, 60% стока рек во Франции используется для охлаждения ТЭЦ и АЭС. Следует отметить при этом, что Франция занимает второе место в мире по выработке электроэнергии на АЭС, и эта вода (в принципе, не зараженная) поступает обратно в бассейны рек и озера с чуть более высокой температурой, что способствует распространению водорослей и сокращению популяции рыбы. В водном цикле все взаимосвязано. Любое изменение естественного хода вещей влечет за собой побочные эффекты.

Добыча газа глубокого залегания с помощью гидравлического разрыва пласта заслуживает особого разговора. Благодаря этой технологии, США добились экономического подъема и изменили геополитическое равновесие, перестав зависеть от арабской нефти. Но для бурения каждой из этих более чем 500 тысяч действующих скважин (многие из которых расположены в зонах водяного стресса) требуется от 75 до 180 миллионов литров воды, смешанных с 36 килограммами химических продуктов, в том числе канцерогенными.

Итак, мы приносим воду — и собственное здоровье — на алтарь экономики. В мировом масштабе увеличение спроса вызывает серьезное беспокойство: к 2050 году потребность в питьевой воде увеличится на 55%, а в электричестве — на все 70%! И это при том, что и тем и другим пользуется не все человечество. Около 800 миллионов человек проживают вдали от источников чистой воды, а 1,3 миллиарда не имеют электричества в доме. По мнению Тайта, растущая потребность в энергии для добычи воды представляет собой «самое главное препятствие для развития многих стран и ставит под угрозу их энергетическую безопасность».

До какой степени нехватка воды может стать причиной военных конфликтов? Тайт считает, что это нерационально. По его мнению, государства более заинтересованы в сотрудничестве — уже подписаны 250 международных соглашений, — хотя другие эксперты прогнозируют, что будущие войны будут вестись за водные ресурсы. По мнению Коннора, это будущее уже наступает. Эксперт полагает, что беспрецедентная засуха, обрушившаяся с 2006 по 2009 годы на территорию бывшей Месопотамии, вызвавшая значительное повышение цены на пшеницу и, как следствие, на муку и хлеб, сыграла ключевую роль в сирийской войне. Вследствие засухи, 1,5 миллиона человек перебрались из сельской местности в города, уже охваченные акциями протеста против режима Башара Асада.

Коннор прослеживает ту же причинно-следственную связь между засухой, сопровождаемой крупными пожарами, вспыхнувшими в России в 2010 году, и арабской весной. «Россия является крупным поставщиком пшеницы в арабские страны, но цена на муку выросла вдвое, что и породило недовольство в обществе», подытоживает он. Разве без этой напряженности акции за демократизацию получили бы такую поддержку? Коннор считает, что нет.

На южном побережье Средиземного моря очагов напряженности становится все больше. Строительство большой плотины в Эфиопии вызвало обострение отношений с Египтом, выступающим против ее возведения, поскольку, по мнению Каира, это отрицательно скажется на стоке Нила и обострит проблемы с водоснабжением.

«В тех немногих местах, где еще можно обустроить водохранилища, последствия для окружающей среды будут слишком негативными. Необходимо разработать иные решения», — считает Феререс. В Индии и на юго-востоке Китая земледельцы нашли альтернативное решение при добыче воды из-под земли. Благодаря целенаправленным действиям, прогресс пришел во многие районы, правда, не без последствий. Продажа электрических и дизельных насосов значительно выросла за последние годы (согласно подсчетам, в Китае их насчитывается 20 миллионов, а в Индии — 19 миллионов), что увеличивает потребление энергии. В некоторых районах оно достигает от 35% до 45% от общего объема.

Тайт связывает это явление с «масштабными отключениями электричества, которые в июле 2012 года оставили без света 670 миллионов человек на северо-востоке Индии». В этом году — указывает он — муссонные дожди были не столь сильными, и власти пошли навстречу просьбам увеличить квоты на полив до 6-8 часов в день. В результате устаревшая электросеть не выдержала.

Еще более настораживающими исследователь считает последствия для окружающей среды: «Есть обманчивое ощущение избытка водных ресурсов — утверждает он. — Но за воду теперь необходимо добывать из все более глубоких геологических пластов, которые, подобно нефтеносным, являются невозобновляемыми». Как указывается в докладе ООН, 20% подземных вод чрезмерно эксплуатируются. «Мы сейчас потребляем воду, предназначенную на будущее», предупреждает Постел.

К росту населения и увеличению объемов водопользования в динамично развивающихся странах добавляется глобальное потепление климата. «Во времена крупных наводнений кажется, будто запасы воды безграничны, однако затем возвращаются длительные засухи, и нехватка воды становится предметом глубокого беспокойства. Это особенно проявляется в Средиземноморье и является следствием изменения климата», пишет Майте Гуардиола (Maite Guardiola), инженер-геолог, специалист в области использования воды с большим опытом работы в гуманитарных проектах.

В Бразилии, по территории которой протекает Амазонка, крупнейший водный бассейн в мире, нехватка воды вынудила ввести нормирование водоснабжения в Сан-Паулу, наглядно иллюстрирующее проблему, возникающую при неконтролируемом росте городских предместий.

Согласно докладу ООН, «увеличение городских жителей, не обеспеченных водоснабжением и канализацией, напрямую связано с быстрым ростом маргинальных районов в развивающихся странах. К 2020 году их количество приблизится к 900 миллионам человек, и именно они в наибольшей степени подвержены воздействию экстремальных климатических явлений».

Необходимо действовать, но как? В то время как ученые вроде Стивена Хокинга (Stephen Hawking) выступают за освоение других планет, утверждая, что через сто лет над родом человеческим нависнет угроза вымирания вследствие «старения мира, где жителей становится все больше, а ресурсов все меньше», другие, не столь склонные к драматизму, выступают за нормирование потребления. «Есть достаточные запасы воды, чтобы удовлетворить растущие потребности жителей планеты, но это потребует изменения способов управления водными ресурсами», говорится в докладе ООН. В частности, потребуется разработка всеобъемлющей правовой основы с целью более равномерного распределения этого природного ресурса с соблюдением природоохранных норм.

По мнению Коннора и Феререса, ключ к решению проблемы лежит в применении современных систем полива и выращивании растений, наиболее подходящих для каждой местности. Как они считают, для рассмотрения таких инновационных решений как получение воды из воздуха или выведение растений, которым почти не будет нужен полив, потребуются от 20 до 30 лет исследовательской работы. Майте Гуардиола со своей стороны делает упор на повторное использование сточных вод. По ее мнению, если использовать их для полива, то в Испании благодаря этому можно было бы сократить на 30% количество воды, используемой в сельском хозяйстве«.

Феререс также говорит о необходимости изменения структуры питания, сокращения количества белков с тем, чтобы сократить потребность в воде. Категорически выступает против воды в бутылках: «Общество тратит слишком много денег на очистку воды. Когда я иду в ресторан, то прошу, чтобы мне налили кувшин воды из-под крана. По мнению Гуардиолы, вызывает сожаление тот факт, что Испания является одним из крупнейших потребителей воды в бутылках. Ее цена от 500 до тысячи раз выше воды из-под крана, не говоря уже о вроде, который причиняют окружающей среде пластиковые бутылки и транспортировка».

Актер Мэтт Деймон (Matt Damon) пытается привлечь внимание общественности, выливая на себе ведро воды из унитаза в то время, когда направляется на съемочную площадку: «Тем, кто, подобно моей жене, считают, что это отвратительно, могу сказать следующее: вода из туалетов западных стран намного чище, чем та, которой пользуется большинство жителей развивающихся стран». Деймон одна из немногих знаменитостей, которые через свою неправительственную организацию Water.org борются с нехваткой воды и теми проблемами, которые это порождает.

12-летняя суданская девочка затрачивает ежедневно от 2 до 4 часов на то, чтобы собрать и отнести в кувшине на голове всего лишь пять литров пресной воды, необходимой для ее существования. Это ровно четверть от того количества (20 литров), которые как Всемирная организация здоровья, так и Unicef считают достаточными для удовлетворения основных потребностей. К этому стоит добавить, что ее сверстница в Канаде расходует на свои нужду от 300 до 400 литров воды ежедневно.

«Вода сама по себе не слишком дорогая. Значительно дороже стоит ее очистка и обеспечение работы водопроводов, чего люди как раз и не замечают», говорит Коннор. В Испании среднестатистическое потребление воды составляет 142 литров в день на человека. Однако, как считает Гуардиола, вследствие плохого состояния водопроводов при доставке воды пользователям теряется 17,5% ее объема. В Германии этот показатель составляет 5%.

Понятно, что не все вышеупомянутые меры смогут компенсировать увеличение спроса. Будущее без воды, когда людям придется покинуть Землю, как об этом повествует анимационный научно-фантастический фильм «ВАЛЛ·И» (Wall.E), оказывается весьма недалеко от прогнозов Стивена Хокинга. «Мы должны упредить это и разработать свой план Б», считает знаменитый астрофизик. А почему бы и в самом деле не поменять голубую планету на красную? Согласно исследованиям Университета Нью-Мехико, под поверхностью Марса могут быть сосредоточены большие запасы воды.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

, ручьях , пресных озёрах , а также в облаках. По разным подсчётам доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2,5-3 %.

Около 85-90 % запасов пресной воды содержится в виде льда .

В связи с расширяющимся загрязнением источников воды, ростом населения, освоением новых территорий встаёт задача искусственного получения пресной воды. Этого достигают:

опреснением морской воды, в том числе солнечным опреснением
конденсацией водяных паров из воздуха, с использованием глубинной морской воды;
конденсацией водяного пара в суточных аккумуляторах холода, в частности - естественного происхождения, таких как пещеры в прибрежных скалах .

Последний способ создаёт огромные природные запасы пресной воды в прибрежных районах ряда стран, которые были обнаружены недавно. Пласты с пресной водой иногда уходят под морское дно , а через трещины в непроницаемых слоях бьют пресные ключи .

Стоимость пресной воды становится такой высокой, что начат выпуск холодильных установок, получающих воду из влажного воздуха методом конденсации.

Распределение пресной воды по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии , где проживает 70 % населения мира, сосредоточено лишь 39 % речных вод. Россия по ресурсам поверхностных вод занимает ведущее место в мире. Только в уникальном озере Байкал сосредоточено около 1/5 мировых запасов пресной воды и более 4/5 запасов России. При общем объёме 23,6 тыс. км 3 в озере ежегодно воспроизводится около 60 км 3 редкой по чистоте природной воды.

По данным ООН, уже сейчас более 1,2 млрд людей живут в условиях постоянного дефицита пресной воды, около 2 млрд страдают от него регулярно, а к середине ХXI в. численность живущих при постоянной нехватке воды превысит 4 млрд человек . Таким образом, можно говорить о надвигающемся глобальном водном кризисе. В подобных условиях вполне вероятно, что главное преимущество России в «постнефтяной» период – водные ресурсы, а производство водоемкой продукции может стать доминирующим направлением развития российской экономики .

См. также

Примечания

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Пресная вода" в других словарях:

пресная вода - Природная вода с минерализаций до 1 мг/л … Словарь по географии

пресная вода - — EN freshwater Water having a relatively low mineral content, generally less than 500 mg/l of dissolved solids. (Source: LANDY) EN bathing freshwater Freshwater in which bathing is explicitly authorised or in which bathing is not prohibited and is traditionally practised by a large number of bathers. Water … Справочник технического переводчика

Испарители, опреснители. П. вода всегда составляла предмет первой необходимости на судах в морском плавании, но, главным образом, лишь для питья. В настоящее время потребление П. воды на новых судах усилилось, благодаря осознанной на практике… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

У этого термина существуют и другие значения, см. Вода (значения). Вода … Википедия

Книги

Представь себе. Новый взгляд на гигантские числа и необъятные величины , Смит Дэвид Дж.. Если всю историю нашей планеты сжать до 1 часа, то динозавры жили на Земле всего 3 минуты. Если все деньги мира - это куча из 100 монет, то Африке достанется только 3 монетки. Если Солнце -…

Многие страны уже сегодня достигли предельных возможностей водопользования. Согласно расчётам экспертов ООН, если ничего не предпринимать, то без удовлетворительно очищенной воды к 2030 г. будут оставаться почти 5 млрд человек (около 67% населения планеты). Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения. Ожидается, что из-за дефицита воды свои дома покинут от 24 млн до 700 млн человек.

Среди ключевых проблем, стоящих перед человечеством в XXI веке, особенно выделяются дефицит энергии и питьевой воды. Любопытно, что этот проблемный «тандем» стихийно осознан и отражён даже в естественном языке: только две жидкости планеты Земля наделены атрибутами драгоценности и метафорически приравнены к «священному металлу» - нефть как «чёрное» и вода как «голубое золото» (второе редко встречается в русском языке, но, например, в английском и испанском - соответственно, blue gold , oro azul - постоянно).

Я не ради красного словца использовал термин «тандем», энергетика и вода действительно парные проблемы: производство энергии требует большого потребления водных ресурсов. Например, у Франции 75% энергии - ядерного происхождения, но в свою очередь для обслуживания реакторов задействуется 60% водных ресурсов страны.

Энергетическая проблема у всех на слуху: о кризисе и конце нефтяной эры, о необходимости новой альтернативной чистой энергетики вещают чуть ли не из каждого утюга. Но вот о второй проблеме, о водной, пока может поведать далеко не каждый кран в ванной.

Двадцатый век стал прорывным с точки зрения гидроинфраструктуры. Достаточно взглянуть на темпы строительства водохранилищ за последние 65 лет: ежедневно за этот промежуток времени вводилось в эксплуатацию два водохранилища, а их общее число увеличилось на планете с пяти тысяч в 1950 году до 55 тысяч в 2014-м. Улучшились технологии добычи, доставки и хранения питьевой воды. Однако нельзя исключать, что во второй половине текущего века в повестку дня встанет проблема масштабного синтеза воды. И мы пока только на подходе к её решению.

«Питьевая бедность», или Не пойте под душем

В последние десятилетия мы наблюдаем торговый ажиотаж вокруг питьевой воды, многие корпорации, особенно связанные с агропроизводством, покушаются на источники пресной воды, стремясь их приватизировать, превратить воду в товар. Особенно это актуально для стран Латинской Америки, где в буквальном смысле слова разворачиваются баталии между простыми местными жителями и корпорациями за право доступа к питьевой воде. В некоторых странах право доступа к источникам воды прописано в Основном законе. Например, в Мексике в 2012 году даже была проведена конституционная реформа, в результате которой право на воду было квалифицировано как общечеловеческое. Всё это происходит на фоне объективного глобального дефицита пресной воды.

Мировой лидер среди «гидродержав» - Бразилия. Здесь течёт самая водоносная река в мире - Амазонка (на фото). Площадь бассейна этой водной артерии с двумя сотнями притоков почти равна площади Австралии. Бассейн Амазонки содержит пятую часть всех речных вод планеты. Не обделена Бразилия и запасами подземной воды - на её территории располагается большая часть подземного водоносного горизонта Гуарани - второго по величине в мире.
В целом глобальная первая десятка стран - обладателей самых значительных (возобновляемых) водных ресурсов такова: 1. Бразилия (8233 км³); 2. Россия (4508 км³); 3. США (3069 км³); 4. Канада (2902 км³); 5. Китай (2840 км³); 6. Колумбия (2132 км³); 7. Индонезия (2019 км³); 8. Перу (1913 км³); 9. Индия (1911 км³); 10. Венесуэла (1320 км³). По другим оценкам, десятое место в топе занимает Республика Конго - 1283 км³.

Взглянем на глобальную «водяную карту». Арифметика тут простая и малоутешительная. Общий объём водных ресурсов планеты составляет примерно 1,4 млрд кубических километров. Из них только 2,5%, то есть около 35 млн км³, - это пресная вода. И это ещё оптимистичная оценка, некоторые исследователи снижают данный показатель до 1%, разумно апеллируя к тому, что он «плавающий», динамичный, зависящий от климата и средней температуры глобального года, интенсивности «мирового дождя» и т. д.

Из этого количества пресной воды почти 70% законсервировано в ледниках и льдах Антарктиды и Арктики и де-факто остаётся недоступным. Треть находится под землёй (так называемая « палеовода » - очень интересный феномен, который мы рассмотрим ниже) и только 0,3% находится в непосредственном наземном доступе (реки, озёра, родники и т. п.). Было бы наивным полагать, что собственно человек как организм с его каждодневной жаждой является главным потребителем пресной воды. Нет, основную массу «потребляет» сельское хозяйство (около 58%), за ним сразу следует «жажда» индустрии (34%), и только чуть менее десятой доли идёт на удовлетворение наших потребностей. Эти 8% текут в кранах, «поят» в бутилированной расфасовке мировую торговлю, идут на муниципальные и городские нужды и т. д. При этом уровень потребления воды постоянно растёт: с 1950-го года общий объём потребления человечеством воды увеличился втрое и достиг 4300 км³ в год, а располагаемый объём водных ресурсов на душу глобального населения сократился за 50 лет с 15 тыс. м³ до пяти тысяч. Таким образом, при более или менее неизменном абсолютном объёме водного компонента Земли имеет место увеличение «ноосферной» нагрузки.

Сколько расходуется воды на стакан чая? Вопрос кажется дурацким: стакан и расходуется, разве нет? Но очевидный ответ - часто неправильный. Чайный куст необходимо поливать, надо охлаждать двигатели уборочной техники и перевозящего продукт транспорта, используется вода и при производстве упаковки. В итоге, по приблизительным подсчётам, косвенные затраты воды на производство стакана чая объёмом 250 мл составляют 30 литров. И это ещё цветочки по сравнению, например, с чашкой кофе объёмом 125 мл - на неё уходит около 140 литров воды. Но и это мелочь в сравнении с говядиной: на производство одного килограмма этого любимого человечеством источника белка затрачивается - внимание - пятнадцать с половиной тысяч литров воды.

Некоторые страны стремятся проводить политику водной экономии с целью уменьшения потребления воды. Иногда дело доходит до курьёзных случаев. Несколько лет назад, когда ещё был жив венесуэльский президент Уго Чавес, латиноамериканские СМИ, да и не только они, несколько недель «обсасывали» новость о том, как он однажды обратился в своей еженедельной речи к жителям Каракаса с просьбой поменьше петь во время принятия душа. Хотя Венесуэла и входит в десятку стран с самыми большими запасами пресной воды, её столица, как многие мегаполисы, испытывает колоссальный дефицит пресной воды. Социологи провели исследование и выяснили, что у многих венесуэльцев есть привычка - петь во время мытья, что увеличивает расход воды. Чавес, сочтя такое расточительство недопустимым, призвал граждан постараться исключить из практики повседневных водных процедур эту «культурную составляющую» .

В Арабских Эмиратах, где дефицит воды также постоянно увеличивается и, буквально, каждая капля на счету, тоже придумали любопытный способ экономии драгоценной влаги. Два бизнесмена-изобретателя создали фирму по мойке машин и назвали её WaterWise . Их инновация заключается в том, что на WaterWise автомобили моют без использования воды. Вместо традиционной жидкости на мойках применяют экстракт сока деревьев. Многие автовладельцы отказываются от такого способа мытья, пугаясь, что биофермент с моющим эффектом, содержащийся в экстракте, может разрушительно воздействовать на металлический корпус машины. Но проект функционирует уже два года, а его создатели сейчас работают над расширением внедрения своей технологии, переключившись с автомобилей на помывку небоскрёбов.

В прессе, да и не только, зачастую можно встретить любопытный термин - питьевая бедность или гидробедность. Мы привыкли ассоциировать бедность с голодом, но это только часть проблемы. Бедность - это ещё и жажда, точнее, её неутолимость.

ООН разработала и активно использует Индекс питьевой бедности (как часть «Многомерного индекса бедности» или «Индекса многомерной депривации»; см. http://www.un.org/ru/development/hdr/2010/hdr_2010_technotes.pdf). По данным ЮНЕСКО, в мире 1,2 млрд людей проживает в зонах с ограниченным доступом к воде, а более 800 миллионов испытывают хроническую жажду. От недостатка воды в наибольшей степени страдают засушливые регионы, в частности, страны Ближнего Востока и Северной Африки, Север Китая, западные штаты США, часть Мексики и Центральной Америки и др. Имеют место и глобальные диспропорции. Например, в индустриально развитых странах норма индивидуального потребления пресной воды варьируется от 100 до 176 галлонов (галлон равен примерно 4 литрам в зависимости от государства), а в африканских странах - только 2-3 галлона. Где-нибудь в Найроби потребитель платит в десять раз больше за литр воды, чем, допустим, в Нью-Йорке. Говоря поэтическим языком, одни пьют собственные слезы, а другие принимают ванны с их питьевой водой… Но это лирика. Статистика куда жёстче и прагматичней. Отсутствие или недостаток питьевой воды в мире становится причиной гибели большего числа людей, чем войны и локальные вооружённые конфликты. Каждый год из-за жажды умирает около двух миллионов людей… По оценкам агентства Bloomberg, опубликованным в 2013 году, к концу первой четверти нынешнего века две трети человечества, а это составит по прогнозам 5,3 млрд человек, окажутся в ситуации нехватки воды. Нас ждут уже войны не за чёрное, а за голубое «золото»?

Круг водных проблем привлекает внимание мировой общественности. C 1997 года регулярно, с промежутком в три года, проводится так называемый «Всемирный Водный Форум». Недавно, в октябре 2015 года, в чилийском городе Вальпараисо прошёл форум «Наш океан». Выступили официальные лица, сделали доклады… Но, по большому счету, все эти международные конференции остаются гласом вопиющего в пустыне…

Альтернативные гидроисточники: желаемое versus действительное

Сейчас модно много говорить об альтернативных источниках энергии. И не только говорить - альтернативная энергетика на самом деле достаточно активно развивается. А вот можно ли говорить об альтернативных источниках воды? Это большой и насущный вопрос. Помимо добычи воды в мире массово используются два направления - опреснение и реутилизация (очищение уже использованной воды). Первый путь очень энергоёмкий и достаточно дорогой. Например, Саудовская Аравия находится на водном самообеспечении путём опреснения. Но сколько для получения «голубого золота» она тратит «чёрного»? Вопрос не риторический, а вполне конкретный: ежедневно саудовцы производят 5,5 млн кубометров питьевой воды и расходуют на эту роскошь 350 тысяч баррелей нефти… Допустим, Саудовская Аравия может это себе позволить. Но в целом по миру с помощью опреснения производится полтора процента питьевой воды. И даже несмотря на то, что за последние пятнадцать лет издержки производства сократились вдвое при таком же росте производительности, эту роскошь себе могут позволить далеко не все страны.

Другой источник - повторное использование сточных вод. Эта технология была разработана и начала активно применяться рядом стран начиная с 1997-го года. Ранее существовали технологии частичной очистки воды, но потенциала очищения до уровня питьевой прогресс достиг только к рубежу веков. До этого степени очистки хватало для удовлетворения нужд сельского хозяйства и лесоводства. Самый мощный в мире комбинат гидроочистки был установлен в 2008 году в Калифорнии, регулярно страдающей от хронической засухи. Мощности установки вполне хватает на то, чтобы производить 265 млн литров питьевой воды в день и обеспечивать ею полмиллиона человек. Но вот стоимость такого проекта говорит, что называется, сама за себя. В пересчёте на евро его строительство обошлось в 384 миллиона, а годовое обслуживание составляет 21 миллион. Потянут ли такую финансовую нагрузку даже небольшие страны? А вот это уже риторический вопрос. Мировым лидером по очистке воды является Израиль. Здесь очищается 70% грязных вод, а в Тель-Авиве и все сто. Но вот идут эти воды на муниципальные и сельскохозяйственные нужды, а не в домашние краны, хотя по санитарным нормам вода пригодна для питья. У этой проблемы есть немаловажный психологический аспект. Так, не все готовы пить ранее использовавшуюся воду. Например, в 2004 году жители небольшого австралийского городка Тувумба провели референдум и решили отказаться использования очищенной воды в качестве питьевой…

Исследования общественного мнения в той же Калифорнии по поводу питья очищенной воды, которое оказалось в общем нелицеприятным, навело американского биоэтика Артура Каплана из Пенсильванского университета на открытие одного психологического феномена, а именно «фу-фактора» (по-английски - «yuck factor», по-испански - «factor puaj»). По его мнению, «фу-фактор» обозначает феномен, когда сложившиеся культурные и ментальные стереотипы и рефлексы мешают принять и использовать новые научные достижения и технологии. Все исследования показывали, что вода пригодна для питья, но люди отказывались её пить из-за того, что она переработана. Так культурная инерция встала на пути прогресса…

Да что там «фу-фактор»… На пути фильтрации воды встаёт простой финансовый фактор. Ещё семь лет назад средние издержки обработки сточных вод составляли 0,35 евро за 1 м³. В настоящее время себестоимость технологии несколько снижена, но по-прежнему остаётся дорогостоящей. Хотя в абсолютном выражении прогресс фильтрации грязных вод налицо. Если в 2005 году мировые мощности по очистке сточных вод составляли примерно 20 млн м³ в день, то спустя десять лет они достигли объёма 55 миллионов кубометров ежедневно.

Другие альтернативные технологии развиваются, например, в Чили. Здесь используют ресурс влажности воздуха и собирают конденсат тумана. В пустыне устанавливают специальные водосборники. Им дали поэтичное название «Ловители влаги». С 2013 года подобную технологию использует, например, Эквадор. К северу от столицы Кито установлены шесть таких водосборников, каждая панель площадью 12 квадратных метров. Это, конечно, интересный метод, но вряд ли он поможет решить проблему в глобальном масштабе… Ведь каждая такая установка способна «улавливать» от 120 до 160 литров воды в день. Для небольшой деревни вполне подойдёт, но в масштабах мегаполиса, как говорится, капля в море.

В другой латиноамериканской стране - Мексике - изобретена «твёрдая вода», которая может разрешить проблему засухи. Изобретение исследователя Национального Политехнического института Серхио Рико (Sergio Jesus Rico) может произвести переворот в мелиорации. Он изобрёл полимер, гранулы которого, будучи закопанными в землю, при контакте с водой (дождём) трансформируются в гель, задерживающий жидкость. По замыслу мексиканца, этот полимер можно использовать для питания растений в засушливых районах. Когда воды нет долгое время, гель вновь превращается в гранулы с выделением воды. Цикл превращений может длиться до 10 лет. Продукт не загрязняет почву и, возможно, мог бы стать источником влаги для тысяч гектаров посевов в маловлажных местах. В 2012 году Рико был номинирован на Мировую Премию Воды Международным Институтом Воды в Стокгольме. Но это, конечно, скорее сельскохозяйственное изобретение, и выход на решение проблемы дефицита питьевой воды придётся ещё поискать.

Другой интересный опыт, родственный чилийскому и эквадорскому экспериментам, практикуют в Австралии: учёный Макс Уиссон (Max Whisson) решил создать аппарат, вырабатывающий воду… из воздуха и даже из ветра. Когда в 2007 году в прессу попала информация о подобном устройстве, как только журналисты не изощрялись в придумывании броских заголовков: «Теперь в вашем душе польётся вода, сделанная из воздуха», «Вода из ничего», «Влага из пустоты» и др. Уиссон исходил из гипотезы, что в воздухе «растворено» огромное количество воды, «транспортируемой» ветром. Нужно только придумать специальное устройство, схожее с распространёнными в мире «ветряками» для выработки электроэнергии. Примечательна универсальность этого потенциального источника воды. Австралиец, опираясь на факт, что вода, поднимаясь с поверхности океана, неравномерно распределяется в воздухе на высоте до 100 километров, решил, что искать её можно было бы как в небесах над Сахарой, так и над тропическими зонами, принципиальной разницы нет. Принцип же действия аналогичен сбору конденсата под кондиционером или в поддоне холодильника - охлаждение воздуха. Уиссон представлял себе ветряную мельницу с аэродинамическими лопастями и эолийскими турбинами, которые собирали бы воздух и охлаждали его на себе, а вода сцеживалась бы в установленные внизу водосборники. Инновационность конструкторского замысла австралийца состояла и в том, что это «чистая» технология без использования электричества. На функционирование устройства вполне хватало бы энергии ветра. Более того, такое устройство могло бы работать в режиме «два в одном», то есть, помимо выработки воды, использоваться как традиционный ветряк-электрогенератор. Но это всё в теории. Что же получилось на практике? Первый черновой вариант мельницы «Ветер-Вода» был создан в 1997 году. Его мощность составляла 70-120 литров в день. Уиссон натолкнулся на волну скептицизма, но не сложил руки. В 2010 году он создал более мощный прототип, способный генерировать до тысячи литров в день. Но до сих пор это изобретение существует только в формате образца и не запущено в промышленное производство.

В беднейших районах африканских стран, где жители вынуждены перевозить, а часто и переносить, буквально, на себе, тяжёлые ёмкости с водой, последнее время набирает популярность интересное изобретение - огромный бидон в форме колеса или катка (торговые марки Q Drum , Wello WaterWheel ). Он вмещает до 90 литров, и его относительно легко катить. Но это, конечно, изобретение что называется со слезами на глазах: проблемы водного дефицита оно не решает, лишь слегка облегчает доставку воды туда, где её не хватает.

К сожалению, пока можно констатировать, что поиск инновационных способов экономии и добычи воды не в состоянии решить проблему растущей глобальной жажды человечества. Это всё меры локального применения и в целом ограниченного эффекта. Как будут развиваться эти направления, пока сказать сложно. Поэтому логично перейти к тому, что мы имеем сейчас.

Почём бутылочка «палеоводы»?

Задумывались ли вы, покупая знойным летним днём в супермаркете легко потеющую на жаре бутылочку газировки, о происхождении её содержимого? Вовсе не исключаю того, что если бы Роспотребнадзор ввёл соответствующую норму, то на этикетке было бы написано: «Палеовода». Что такое «палеовода»? Это невозобновляемые подземные источники воды, возникшие в древнейших климатических условиях. Когда мы произносим словосочетание «полезные ископаемые», у среднестатистического человека в мозгу возникают образы редких металлов, драгоценных и не только камней, газа и нефти. Но, возможно, самым полезным ископаемым является простая питьевая вода. Термин палеовода - самый экзотический из имеющихся для обозначения этого природного явления. Чаще употребляют термины «водоносные горизонты», «пласты», «линзы», «грунтовые воды», «жилы», «аквиферы». Из-за того, что льды полюсов Земли не используются в качестве источника пресной воды и вдобавок имеют непростой международный правовой статус , «палеовода» оказывается доминирующим открытым и доступным источником воды на Земле.

В подземных водоносных пластах содержится 96% доступной пресной воды на нашей планете. Остальная часть приходится на наземные источники - реки, озера и др. Таким образом, и правда, покупая в магазине бутылку газировки, вы «рискуете» с большой вероятностью удовлетворить жажду «палеоводой». Она на 70% покрывает нужды в животворной влаге Евросоюза, а зависимость многих стран, особенно в засушливых регионах, таких как Испания, ЮАР, Тунис, Индия, от подземных вод колеблется в диапазоне от 80 до 90%. В настоящее время в мире разведано около трёхсот подобных подземных источников и по сей день продолжается их разведка.

Самым богатым регионом по количеству подземных водных линз является Европа, здесь их порядка ста пятидесяти, далее следуют две Америки (68 «горизонтов»), в Африке их обнаружено 38, а в Азии пока только двенадцать. Есть в проблеме добычи палеоводы и политический аспект: подавляющее большинство подземных бассейнов расположено на территории сразу нескольких стран, из-за чего ведутся непрерывные межгосударственные споры. Есть даже гипотеза, что одним из мотивов, так называемой, «арабской весны» стало перераспределение прав на добычу «голубого золота» из Нубийского песчаника, большая часть которого расположена на территории Ливии и Египта.

Особое место среди подземных резервуаров палеоводы занимают четыре крупнейших: Большой Артезианский бассейн в Австралии, водоносный пласт Гуарани в Южной Америке, Западно-Сибирский артезианский бассейн в России и тот самый африканский Нубийский песчаник. Меньше всего на русском языке написано про латиноамериканскую водоносную линзу, потому ниже мы чуть подробнее напишем о ней.

Аквифер Гуарани

Водоносный горизонт Гуарани относится к классу трансграничных и расположен на территории четырёх южноамериканских государств - Бразилии, Аргентины, Парагвая и Уругвая.

Споров по поводу эксплуатации подземных вод между этими государствами практически нет, ведь все четыре страны объединены в Южноамериканский общий рынок (MERCOSUR), юридические документы которого достаточно эффективно регулируют права и ответственность каждого из государств, в том числе и в плане вододобычи (в отличие от того же Нубийского песчаника, об общей политике использования которого странам Северной Африки пока так и не удалось договориться). Название водоносного горизонта происходит от группы индейских народов гуарани, проживающих на территории вышеназванных государств, преимущественно в Парагвае. Объём водоносной жилы Гуарани огромен - 45 тыс. км³. По оценкам, этой воды хватит, чтобы поить человечество в течение двухсот лет даже с учётом демографического роста. Площадь водоносного пласта столь же впечатляюща - около 1180 тыс. км², большая часть расположена на территории Бразилии (840 тыс. км²), остальная площадь распределена между Аргентиной (225 тыс. км²), Парагваем (70 тыс. км²) и Уругваем (45 тыс. км²). На территории этого глобального «рудника голубого золота» проживает чуть более 30 млн человек: 25 миллионов бразильцев, почти три миллиона аргентинцев, два миллиона парагвайцев и чуть более пятисот тысяч уругвайцев. Глубина Гуарани колеблется в диапазоне от 70 до 1140 метров (минимум и максимум зарегистрированы на территории Бразилии). Южноамериканская линза сформировалась, по оценкам геологов, приблизительно 144 миллиона лет назад. Львиная доля потребления приходится, естественно, на Бразилию, где водами Гуарани пользуются жители, примерно, пятисот городов и сельских населённых пунктов. В Уругвае функционирует порядка 130 колодцев и скважин, а в Парагвае около двухсот. Все они находятся в государственной или муниципальной собственности, и любые попытки их приватизировать встречают горячий отпор со стороны местного населения. Такой же горячий, как и сама вода Гуарани. При добыче её температура может достигать 65 градусов по Цельсию. Таков в общих чертах портрет палеоводы в Южной Америке.

Всё кончается. Но не для всех сразу

Общие запасы подземных вод - порядка 60 млн км³. Это около 2% всей воды на Земле. Изрядная их часть - в пресных водоносных горизонтах. И если один только водоносный пласт Гуарани может питать человечество водой 200 лет, казалось бы, не о чем беспокоиться. Однако не всё радужно. Во-первых, вода залегает на разной глубине, и по мере исчерпания поверхностных горизонтов, её добыча будет становиться сложнее и дороже. Во-вторых, сама по себе добыча имеет своим последствием ухудшение качества подземных аквиферов. Уровень воды в них постепенно снижается. Из-за этого до неё со временем станет труднее добуриться, но это не самое плохое: когда уровень воды падает в прибрежных подземных линзах, в них просачивается океанская солёная вода, делая палеоводу непригодной для питья. Наконец, пусть и в весьма отдалённой перспективе, даже эти запасы - объективно исчерпаемы. А значит, рано или поздно человечество будет вынуждено перейти либо к использованию полярных льдов, либо к опреснению вод океана, либо же вплотную столкнётся с проблемой синтеза питьевой воды. Когда это произойдёт - вопрос открытый. Одно можно сказать точно: при существующей мировой политической и экономической системе превращение такого жизненно необходимого ресурса как вода в остродефицитный, добыча или производство которого потребуют немалых вложений и продвинутых технологий, - когда бы это ни случилось, - поставит менее развитые страны в ещё большую зависимость от более развитых, чем это наблюдается сегодня, а многие густонаселённые ныне пространства - превратит в безжизненную пустыню.

Примечания

1. Похожим образом в начале 1980-х годов советский сатирический журнал «Крокодил» потешался над тем, как в Израиле то ли природоохранные организации, то ли кто-то из официальных лиц однажды призвали супругов принимать душ вдвоём - с целью, опять же, экономии пресной воды.

2. В настоящее время в Калифорнии планируют построить ещё более производительный комплекс очистки сточных вод, см. об этом - .

Пресной называют воду, в которой содержится не более 0,1 % соли. Она может находиться в виде жидкости, пары или льда. От общего количества водных ресурсов составляет 2,5-3 %. Но из этих 3% человеку доступен только 1%.

Ее распределение на земном шаре характеризуется неравномерностью. Европа и Азия, населенная 70% населения, имеет в своем распоряжении только 39%.

Основные источниками являются:

поверхностные (реки, ручьи, пресные озера, ледники);
подземные воды (родники и артезианские источники);
осадки (снег и дождь).

Самый большой запас хранится в ледниках (85-90%), особенно в антарктических. Россия стоит на втором месте в мире по запасам пресной воды (первое место принадлежит Бразилии). Основное количество воды сосредоточено в озере Байкал: 80% российских запасов и 20% – мировых.

Общий объем озера составляет 23,6 тысяч кубических километров. Каждый год оно производит близко 60 м 3 воды, характеризующейся необычайной чистотой и прозрачностью.

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.

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.

От чего зависит качество воды?

Для изучения ее свойств применяют качественный и количественный анализ. На его основе определяют предельно допустимую концентрацию для каждого вещества, входящего в ее состав. Но для некоторых веществ, вирусов и бактерий предельно допустимая концентрация должна равняться нулю: они должны полностью отсутствовать.

На качество влияет:

климат (особенно частота и количество осадков);
геологическая особенность местности (в основном строение русла реки);
экологические условия края.

Для очистки используют специальные устройства. Но даже при использовании очистных систем самой последней модификации часть загрязняющих веществ (около 10%) остаются в воде.

Классификация пресной воды

Подразделяют на:

обычную;
минеральную.

В зависимости от содержания минеральных веществ минеральная вода классифицируется на:

К тому же существуют еще искусственные пресные воды, которые делят на:

минеральную и дистиллированную ;
опресненную и талую ;
шунгитную и серебряную;
«живую» и «мертвую».

Талая вода обладает рядом полезных свойств. Но готовить ее, растапливая снег или лед с улицы, не рекомендуется: она будет содержать бензапирен, относящийся к органическим канцерогенным соединениям, которые характеризуются первым классом опасности. Его источником являются выхлопные газы автомобилей.

Шунгитная вода образуется, когда вода проходит сквозь залежи шунгита (горной породы), приобретая лечебные свойства. Делают и искусственную шунгитную воду, но эффективность ее не доказана.

Серебряная вода образуется в результате насыщения серебром. Она обладает бактерицидными свойствами и способна убивать патогенные микроорганизмы.

«Живая» и «мертвая» вода существует не только в сказках. Ее получают электролизом обычной воды и используют для лечения различных болезней.

Протекающий кран, с которого водопроводная вода течет тоненькой струйкой, унесет 840 л за сутки.
Самой чистой водой может похвастаться Финляндия.
Самую дорогую воду продают в Финляндии: 1 л стоит 90 долларов.
Если в холодильник поставить горячую и холодную воду, то горячая замерзнет быстрее.
Горячая вода быстрее потушит пожар, чем холодная.
В школе мы учили, что вода может находиться в 3 состояниях. Ученые выделяют 14 состояний замерзшей воды и 5 – жидкой.
Современным людям необходимо 80-100 л воды в день. Во времена Средневековья человеку хватало 5 л.
За день человек выпивает 2-2,5 л, а за всю жизнь – 35 тонн.

Дефицит воды все сильнее дает знать о себе человечеству. Необходимо что-то делать, чтобы изменить ситуацию, иначе обитатели голубой планеты, большую часть которой занимает именно вода, останутся без питья. В этом случае у всего живого останется только 3 суток жизни.

Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др. Общий объем пресных вод на Земле равен 28,25 млн км3, или около 2% общего объема гидросферы. Основная часть пресных вод сосредоточена в ледниках, воды которых пока используются очень мало. На долю остальной части пресных вод, пригодных для водоснабжения, приходится 4,2 млн км3 воды, или всего лишь 0,3% объема гидросферы.

Гидросфера играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет и на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой и т. д.).

Атмосфера (греч. «атмос»  пар)  газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли (табл. 6.3, по Н. Реймерсу, 1990). Общая масса атмосферы  5,15  1015 т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом концентрации на высоте 2025 км, расположен слой озона, защищающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Таблица 6.3

Состав атмосферы

Атмосфера физически, химически и механически воздействует на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги. Погода и климат на Земле зависят от распределения тепла, давления и содержания водяного пара в атмосфере. Водяной пар поглощает солнечную радиацию, увеличивает плотность воздуха и является источником всех осадков. Атмосфера поддерживает различные формы жизни на Земле.

В формировании природной среды Земли велика роль тропосферы (нижний слой атмосферы до высоты 810 км в полярных, 1012 км в умеренных и 1618 км в тропических широтах) и в меньшей степени стратосферы, области холодного разреженного сухого воздуха толщиной примерно 20 км. Сквозь стратосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее выбрасывается вулканическая пыль, а в прошлом и продукты ядерных взрывов в атмосфере.

В тропосфере происходят глобальные вертикальные и горизонтальные перемещения воздушных масс, во многом определяющие круговорот воды, теплообмен, трансграничный перенос пылевых частиц и загрязнений.

Атмосферные процессы тесно связаны с процессами, происходящими в литосфере и водной оболочке.

К атмосферным явлениям относят: осадки, облака, туман, грозу, гололед, пыльную (песчаную) бурю, шквал, метель, изморозь, росу, иней, обледенение, полярное сияние и др.

Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодействуют между собой. Практически все поверхностные, экзогенные, геологические процессы обусловлены этим взаимодействием и проходят, как правило, в биосфере.

Биосфера  внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 2530 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы  воздуха, воды и горных пород, и органического вещества  биоты, обусловило формирование почв и осадочных пород. Последние, по В. И. Вернадскому, несут на себе следы деятельности древних биосфер, существовавших в прошлые геологические эпохи.

19. Мировые водные ресурсы

Понятие водные ресурсы можно трактовать в двух смыслах – широком и узком.

В широком смысле – это весь объем вод гидросферы, заключенных в реках, озерах, ледниках, морях и океанах, а также в подземных горизонтах и в атмосфере. К нему вполне применимы определения огромный, неисчерпаемый, и это неудивительно. Ведь Мировой океан занимает 361 млн км2 (около 71 % всей площади планеты), а на ледники, озера, водохранилища, болота, реки приходится еще 20 млн км2 (15 %). В результате общий объем гидросферы оценивается в 1390 млн км3. Нетрудно рассчитать, что при таком общем объеме на одного жителя Земли ныне приходится примерно по 210 млн м3 воды. Такого количества хватило бы для снабжения крупного города в течение целого года!

Нужно, однако, учитывать и возможности использования этих огромных ресурсов. Ведь из общего объема содержащейся в гидросфере воды 96,4 % приходятся на долю Мирового океана, а из водных объектов суши наибольшее количество воды содержат ледники (1,86 %) и подземные воды (1,68 %), использование которых возможно, но большей частью сильно затруднено.

Вот почему, когда говорят о водных ресурсах в узком смысле слова, то имеют в виду пригодные для употребления пресные воды, которые составляют только 2,5 % общего объема всех вод гидросферы. Однако и в этот показатель приходится внести существенные коррективы. Нельзя не учитывать того, что почти все ресурсы пресных вод «законсервированы» либо в ледниках Антарктиды, Гренландии, горных областей, во льдах Арктики, либо в подземных водах и льдах, использование которых все-таки очень ограничено. Гораздо шире используются озера и водохранилища, но их географическое распределение отнюдь не отличается повсеместностью. Отсюда вытекает, что главным источником обеспечения потребностей человечества в пресной воде были и остаются речные (русловые) воды, доля которых чрезвычайно мала, а общий объем составляет всего 2100 км3.

Такого количества пресных вод людям уже теперь недоставало бы для жизни.

Однако благодаря тому, что продолжительность условного влагооборота для рек составляет 16 суток, в течение года объем воды в них возобновляется в среднем 23 раза и, следовательно, ресурсы речного стока чисто арифметически могут быть оценены в 48 тыс. км3/год. Однако в литературе преобладает цифра 41 тыс. км3/год. Она и характеризует «водный паек» планеты, но здесь также необходимы оговорки. Нельзя не учитывать, что более половины русловых вод стекает в море, так что реально доступные для использования ресурсы таких вод, по некоторым оценкам, не превышают 15 тыс. км3.

Если рассмотреть, как полный речной сток распределяется между крупными регионами мира, то окажется, что на зарубежную Азию приходится 11 тыс. км3, на Южную Америку – 10,5, на Северную Америку – 7, на страны СНГ – 5,3, на Африку – 4,2, на Австралию и Океанию– 1,6 и на зарубежную Европу – 1,4 тыс. км3. Понятно, что за этими показателями стоят прежде всего крупнейшие по размерам стока речные системы: в Азии – Янцзы, Ганга и Брахмапутры, в Южной Америке – Амазонки, Ориноко, Параны, в Северной Америке – Миссисипи, в СНГ – Енисея, Лены, в Африке – Конго, Замбези. Это в полной мере относится не только к регионам, но и к отдельным странам (табл. 23).

Таблица 23

ПЕРВЫЕ ДЕСЯТЬ СТРАН ПО РАЗМЕРАМ РЕСУРСОВ ПРЕСНЫХ ВОД

Цифры, характеризующие водные ресурсы, еще не могут дать полное представление о водообеспеченности, поскольку обеспеченность суммарным стоком принято выражать в удельных показателях – либо на 1 км2 территории, либо на одного жителя. Такая водообеспеченность мира и его регионов показана на рисунке 19. Анализ этого рисунка говорит о том, что при среднемировом показателе 8000 м3/год показатели выше этого уровня имеют Австралия и Океания, Южная Америка, СНГ и Северная Америка, а ниже – Африка, зарубежная Европа и зарубежная Азия. Такое положение с водообеспеченностью регионов объясняется как общими размерами их водных ресурсов, так и численностью их населения. Не менее интересен и анализ различий водообеспеченности отдельных стран (табл. 24). Из десяти стран с наибольшей водообеспеченностью семь находятся в пределах экваториального, субэкваториального и тропического поясов и только Канада, Норвегия и Новая Зеландия – в пределах умеренного и субарктического.

Рис. 19. Обеспеченность ресурсами речного стока по крупным регионам мира, тыс. м3/год

Таблица 24

СТРАНЫ С НАИБОЛЬШЕЙ И НАИМЕНЬШЕЙ ОБЕСПЕЧЕННОСТЬЮ РЕСУРСАМИ ПРЕСНЫХ ВОД

Хотя по приведенным выше душевым показателям водообеспеченности всего мира, отдельных его регионов и стран вполне можно представить себе ее общую картину, все же такую обеспеченность правильнее было бы назвать потенциальной. Чтобы представить себе реальную водообеспеченность, нужно учитывать размеры водозабора, водопотребления.

Мировое водопотребление в ХХ в. росло следующим образом (в км3): 1900 г. – 580, 1940 г. – 820, 1950 г. – 1100, 1960 г. – 1900, 1970 г. – 2520, 1980 г. – 3200, 1990 г. – 3580, 2005 г. – 6000. Эти общие показатели водопотребления очень важны: они свидетельствуют о том, что на протяжении XX в. мировое водопотребление увеличилось в 6,8 раз. Уже сейчас почти 1,2 млрд человек не имеют доступа к чистой питьевой воде. Согласно прогнозу ООН, всеобщий доступ к такой воде удается обеспечить: в Азии – к 2025 г., в Африке – к 2050 г. Не менее важна и структура, т. е. характер водопотребления. В наши дни 70 % пресной воды потребляет сельское хозяйство, 20 % – промышленность, 10 % идет на удовлетворение коммунально-бытовых нужд. Такое соотношение вполне понятно и закономерно, но с точки зрения экономии водных ресурсов довольно невыгодно, прежде всего потому, что именно в сельском хозяйстве (особенно в орошаемом земледелии) очень велико безвозвратное водопотребление. По имеющимся расчетам, в 2000 г.

Распределение водных ресурсов на планете

безвозвратное водопотребление в сельском хозяйстве мира составило 2,5 тыс. км3, тогда как в промышленности и коммунальном хозяйстве, где шире применяется оборотное водоснабжение, соответственно только 65 и 12 км3. Из всего сказанного вытекает, во-первых, что в наши дни человечество использует уже довольно значительную часть «водного пайка» планеты (около 1/10 общего и более 1/4 реально доступного) и, во-вторых, что безвозвратные потери воды составляют более 1/2 общего ее потребления.

Не случайно самые высокие показатели душевого водопотребления характерны для стран с орошаемым земледелием. Рекордсмен здесь Туркмения (7000 м3 на человека в год). За ней следуют Узбекистан, Киргизия, Казахстан, Таджикистан, Азербайджан, Ирак, Пакистан и др. Все эти страны уже испытывают значительный дефицит водных ресурсов.

В России суммарный речной сток достигает 4,2 тыс. км3/год, и, следовательно, обеспеченность ресурсами этого стока из расчета на одного жителя составляет 29 тыс. м3/год; это не рекордный, но вполне высокий показатель. Суммарный забор свежей воды во второй половине 1990-х гг. вследствие экономического кризиса имел тенденцию к некоторому уменьшению. В 2000 г. он равнялся 80–85 км3.

Структура водопотребления в России следующая: 56 % идет на производство, 21 % – на хозяйственно-питьевые нужды, 17 % – на орошение и сельскохозяйственное водоснабжение и 6 % – на прочие нужды. Нетрудно подсчитать, что в целом по России суммарный водозабор составляет всего 2 % от общих ресурсов речного стока. Однако это средний показатель, а в отдельных речных бассейнах он достигает 50–75 % и более. То же относится и к отдельным экономическим районам страны. Так, в Центральном, Центрально-Черноземном и Поволжском районах водообеспеченность в расчете на одного жителя составляет всего 3000–4000 м3/год, а на Дальнем Востоке – 300 тыс. м3.

Общая же тенденция для всего мира и отдельных его регионов заключается в постепенном уменьшении водообеспеченности, поэтому ведутся поиски разных путей экономии водных ресурсов и новых путей водоснабжения.

Дата: 2016-04-07

Сколько еще осталось пресной воды на планете?

Жизнь на нашей планете зародилась именно из воды, человеческий организм на 75% состоит из воды, поэтому вопрос о запасах пресной воды на планете очень важен. Ведь вода — источник и стимулятор нашей жизни.

Пресной считается та вода, которая содержит не больше 0,1% соли. При чем, неважно в каком именно состоянии она пребывает: жидком, твердом или газообразном.

Мировые запасы пресной воды

97,2 % воды, которая находится на планете земля, принадлежит соленым океанам и морям. И только 2,8% — это пресная вода. На планете она распределяется следующим образом:

2,15% запасов воды заморожено в горах, айсбергах и ледовых покровах Антарктиды;
0, 001% запасов воды находится в атмосфере;
0,65% запасов воды находится в реках, озерах. Отсюда ее и берет человек для своего потребления.

Вообще, считается, что источники пресной воды нескончаемы. Поскольку постоянно происходит процесс самовосстановления как следствие кругооборота воды в природе. Ежегодно, как следствие испарения влаги из мирового океана образуется огромный запас пресной воды (около 525 000 км3) в виде облаков. Небольшая его часть все же снова оказывается в океане, но большая часть выпадает на материки в форме снега и дождя, а затем попадает в озера, реки и подземные воды.

Потребление пресной воды в разных частях планеты

Даже такой небольшой процент доступной пресной воды смог бы покрыть все нужды человечества, если бы ее запасы были равномерно распределены по планете, но это не так.

Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (FAO) выделила несколько территорий, уровень потребления воды, которыми превышает объем возобновляемых водных ресурсов:

Аравийский полуостров. Для общественных нужд здесь используют в пять раз больше пресной воды, чем имеется в доступных природных источниках. Воду сюда экспортируют с помощью танкеров и трубопроводов, проводят процедуры опреснения морской воды.
Под напряжением находятся водные ресурсы в Пакистане, Узбекистане и Таджикистане. Здесь потребляют почти 100% возобновляемых водных ресурсов. Более 70% возобновляемых водных ресурсов добывает Иран.
Проблемы с пресной водой существуют также в Северной Африке, особенно в Ливии и Египте. В этих странах используют почти 50% водных ресурсов.

Самую большую потребность испытывают не те страны, где часто бывают засухи, а те, где высокая плотность населения. Увидеть это можно с помощью нижеприведенной таблицы. Например, самую большую площадь водных ресурсов имеет Азия, и самую маленькую Австралия. Но, в то же время каждый житель Австралии обеспечен питьевой водой в 14 раз лучше, чем любой житель Азии. А все потому, что количество населения Азии составляет 3,7 млрд, тогда как в Австралии живет всего 30 млн.

Проблемы использования пресной воды

За последние 40 лет количество чистой пресной воды из расчета на одного человека уменьшилось на 60%. Сельское хозяйство — самый большой потребитель пресной воды. На сегодняшний день этот сектор экономики потребляет почти 85% от всего объема используемой человеком пресной воды. Продукция, которую вырастили с помощью искусственного орошения намного дороже той, которая выросла на почве и орошается дождем.

Больше 80 стран мира испытывают дефицит пресной воды. И, с каждым днем, эта проблема все более обостряется. Дефицит воды даже вызывает гуманитарные и государственные конфликты. Неправильное использование грунтовых вод приводит к уменьшению их объемов. Ежегодно эти запасы истощаются от 0,1% до 0,3%. Более того, в небогатых странах 95% воды вообще нельзя употреблять для питья или в пищу из-за высокого уровня загрязненности.

Необходимость в чистой питьевой воде возрастает с каждым годом, а вот ее количество — наоборот только снижается. Почти 2 миллиарда человек ограничено в употреблении воды. По прогнозам специалистов к 2025 году, почти 50 стран мира, где количество жителей будет превышать 3 миллиарда человек, ощутят проблему дефицита воды.

В Китае, несмотря на большое количество осадков, половина населения не имеет регулярного доступа к питьевой воде в достаточном объеме.

Распределение вод на Земле

Грунтовые воды, как и сам грунт, возобновляются слишком медленно (около 1% в год).

Актуальным остается вопрос парникового эффекта. Климатическое состояние Земли постоянно ухудшается из-за постоянного выделения в атмосферу углекислого газа. Это вызывает аномальное перераспределение атмосферных осадков, возникновение засух в тех странах, где их недолжно быть, выпадение снега в Африке, высоких морозов в Италии или Испании.

Такие аномальные изменения могут вызвать снижение уровня урожайности культур, повышение уровня заболевания растений, размножение популяции вредителей и различных насекомых. Экосистема планеты теряет свою стабильность и не может приспособиться к такой быстрой смене условий.

Вместо итогов

В конце можем говорить, что на планете Земля достаточно запасов водных ресурсов. Основная проблема водного обеспечения состоит в том, что эти запасы распределены на планете неравномерно. Причем, 3/4 запасов пресной воды находятся в форме ледников, к которым очень трудно получить доступ. Из за этого в некоторых регионах уже сейчас наблюдается дефицит пресной воды.

Вторая проблема — это загрязнение существующих доступных источников воды продуктами жизнедеятельности человека (соли тяжелых металлов, продукты переработки нефти). Чистую воду, которую можно употреблять без предварительной очистки можно найти только в отдаленных экологически чистых зонах. А вот густонаселенные регионы, наоборот, страдают от невозможности пить воду из своих скудных запасов.

К водным ресурсам относят все пригодные для использования поверхностные и подземные воды Земли. Вода необходима для поддержания органической жизни на Земле, существования человека, его хозяйственной деятельности. Водный фактор оказывает большое влияние на размещение общественного производства. К водоемким отраслям с ориентацией на крупные источники водоснабжения относятся многие отрасли про-мышленности (электроэнергетика, черная и цветная металлургия, целлюлозно-бумажная, химическая промышленность и др.), земледелие (рисосеяние, хлопководство и др.). Водные ресурсы - исключительно важный фактор не только для явно водоемких производств, но и для развития городов, удовлетворения бытовых потребностей населения.

Особенно велика потребностей людей в пресной воде, запасы которой на Земле ограничены. Общие запасы воды на Земле, образующие ее гидросферу (океаны и моря, реки, озера, болота и водохранилища, подземные воды, ледники и снега, почвенная влага и пары атмосферы), оцениваются в 1 386 млн куб. км. Из них 96,5% водных ресурсов приходится на соленые воды Мирового океана и 1% - на соленые подземные воды. Остальные 2,5% объема гидросферы и составляют ресурсы пресной воды на земном шаре.

Однако реально их количество значительно меньше (всего 0,3% объема гидросферы), так как полярные льды как источник получения пресной воды практически пока еще не используются.

Таким образом, несмотря на наличие огромных ресурсов воды на Земле, их количество, пригодное для непосредственного практического использования (пресные воды) весьма ограничено.

Среди немногочисленных источников пресной воды главными являются реки. Водные ресурсы рек являются возобновляемыми, неисчерпаемыми в отличие от подземных пресных вод, запасы которых исчерпаемы. Количество ежегодно возобновляемых водных ресурсов оценивается размером речного стока, зависящим от соотношения между осадками (выпадающими в виде дождя и снега на поверхность речного бассейна) и испарением выпавшей влаги.

Водные ресурсы рек (ресурсы речного стока) оцениваются в 47 тыс. куб. км в год, а среднемировой показатель обеспеченности речным стоком (сток на душу населения) составляет около 8 тыс. куб. м/год.

Более половины ресурсов пресной воды с речного стока планеты приходится на Азию (13 190 куб. км в год), где протекают такие крупные реки Земли, как Янцзы, Иравад, Меконг, Ганг, Брахмапутра, и Южную Америку (10 380 куб. км/год) с ее величайшей рекой (по объему стока, площади бассейна, протяженности и ширине) Амазонкой. Другую половину сум-марного объема стока рек распределяют между собой Северная Америка (5 960), Африка (4 225), Европа (3 110), Австралия и Океания (1 965 куб. км/год). Находящиеся в этом перечне на последнем месте Австралия и Океания имеют вместе с тем самую высокую обеспеченность водой в расчете на одного жителя (83 тыс. куб. м/год), а лидирующая по запасам пресной воды Азия имеет наиболее низкий средний показатель водообеспечения на душу населения ‑ 4,5 тыс. куб. м/год. В Южной Америке этот показатель составляет 34 тыс. куб. м/год, в Северной ‑ 15, в Африке ‑ 6,5, в Европе — б тыс. куб. м/год. Водообеспеченность существенно отличается и по странам мира. Значительными ресурсами пресной воды располагает Россия. Суммарный объем ее речного стока оценивается в 4 270 куб. км/год, что составляет около 10% суммарного стока всех рек мира. По этому показателю, вслед за Бразилией, Россия превосходит все страны мира. Водообеспеченность России в расчете на душу населения (28,5 тыс. куб. м/год) более чем в три раза выше среднемировой. Водные ресурсы внутри страны распределены крайне неравномерно - около 70% ее суммарного поверхностного стока приходится на слабозаселенные, хозяйственно слабоосвоенные области Сибири и Дальнего Востока и лишь 30% ‑ на густонаселенные и наиболее нуждающиеся в воде районы европейской части и Урала.

Распределение воды на Земле и её круговорот. Водный баланс

Хуже всех обеспечены водой центральные (Липецкая, Белгородская, Курская и Воронежская области) и южные (Ростовская, Астраханская области, Республика Калмыкия и др.) районы европейской части.

В России около 120 тыс.

рек (длиной свыше 10 км), большинство из них относятся к бассейнам Северного Ледовитого (Северная Двина, Печора, Обь с Иртышом, Енисей, Лена, Индигирка, Колыма и др.), Тихого (Амур, Анадырь, Пенжина и др.) и Атлантического (Дон, Кубань, Нева) океанов. Одна из самых крупных и многоводных рек России - Волга принадлежит к бассейну внутреннего стока и впадает в Каспийское море. Значительный объем пресных вод заключен в водохранилищах (из них — Братское, Красноярское, Зейское, Усть-Илимское, Самарское входят в числе крупнейших в мире) и озерах (Байкал - самое глубокое озеро в мире, Ладожское, Онежское, Таймыр и др.). Богата Россия и ресурсами пресных подземных вод, эксплуатационные запасы разведанных месторождений которых составляют 27,3 куб. км/год, из них 80% расположены в европейской части.

В целом в мире потребление воды непрерывно растет и в 2000 г. составило 4780 куб. км, т. е. примерно 10% от общего объема ресурсов пресной воды (общего годового объема стока) планеты. Главные потребители воды в мире - сельское хозяйство (69%), промышленность (21%), коммунальное хозяйство (6%) и водохранилища. При этом доля воды, используемой в сельском и коммунальном хозяйстве, постоянно увеличивается.

В России ежегодно используется около 100 куб. км пресной воды (в США — 550 куб. км), или примерно 2,4% ее общего годового объема речного стока. В структуре водопотребления, в отличие от среднемировой, ведущую роль играет промышленность (55%), низка доля сельского хозяйства (20%) и высока - коммунальной сферы (19%).

В последние годы во многих странах мира стала ощущаться нехватка водных ресурсов, связанная не с их истощением, а с качественным ухудшением природных поверхностных вод - их загрязнением в результате использования в быту и на производстве. Объем загрязненных поверхностных вод настолько велик, что проблема чистой воды приобрела глобальный характер.

⇐ Предыдущая12