Водные ресурсы планеты Земля

                           Водные ресурсы планеты

   Земля обладает колоссальным объемом воды -около 1,5 млрд. куб. км. Однако 98% этого объема составляют соленые воды Мирового океана, и только 28 млн. куб. км - пресные воды. Поскольку уже известны технологии опреснения соленых морских вод, воды Мирового океана и соленых озер можно рассматривать как потенциальные водные ресурсы, использование которых в будущем вполне возможно. Ежегодно возобновляемые запасы пресных вод не столь велики " по разным оценкам они колеблются от 41 до 45 тыс. куб. км (ресурсы полного речного стока).

   Мировое хозяйство расходует для своих нужд около 4-4,5 тыс. куб. км, что равно примерно 10% общего водозапаса, и, следовательно, при условии соблюдения принципов рационального водопользования эти ресурсы можно рассматривать как неисчерпаемые. Однако при нарушении этих принципов ситуация может резко обостриться, и даже в планетарном масштабе может ощущаться дефицит чистых пресных вод. А пока природная среда ежегодно "дарит" человечеству в 10 раз больше воды, чем ему нужно для удовлетворения самых разнообразных потребностей. 

               Водные ресурсы Земли под угрозой.

                     Каждый из нас  может помочь.

    Представьте  себе мир без питьевой воды, без воды, пригодной для использования  для приготовления пищи и даже  без воды чтоб умыться… Представить  такое довольно трудно, так как  мы даже не задумываясь, используем  воду каждый день, но суровая  реальность такова, что человечество  столкнется с нехваткой воды  в ближайшем будущем.В нашей стране, в странах СНГ и многих странах Европы нехватка воды не есть наиболее острой социально-бытовой и экологической проблемой, поэтому пока что только представители организаций по защите окружающей среды бьют тревогу. Наиболее острая нехватка воды ощущается в некоторых частях Африканского континента и в Китае. Там, к примеру, многим людям не хватает даже чистой питьевой воды. Вода используется повсюду, но, в первую очередь она нужна не для работы заводов и фабрик, а для нашего с вами выживания. К счастью, каждый из нас способен сделать многое для сохранения водных запасов планеты. Все начинается дома. В странах Европы во многих частных домах существует возможность использования воды после умывания и приема ванны либо душа. Вода накапливается в специальных пластиковых резервуарах и используется для полива деревьев и цветов на прилегающем участке. Все мы знаем, что во многих домах постоянно текут трубы и краны. При этом, количество воды, утекающей таким образом за сутки может исчисляться сотнями литров. На государственном уровне необходимо принятие законов, регулирующих выбросы ядовитых и химических веществ, которые являются отходами производства, и что более важно – необходимо обеспечить четкий и действующий механизм контроля за выполнением этих законов. Если подумать, есть много нюансов и правил, выполняя которые мы можем предотвратить уничтожение водных ресурсов планеты. Пришло время понять огромное значение воды, прежде чем мир без чистой воды не стал реальностью. 
 

                       Подземные воды и их значение.

   Вода, являясь одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась и существует такое явление, как Жизнь, все то, что мы называем биосферой. Все природные воды теснейшим образом взаимосвязаны и образуют гидросферу, сплошную водную оболочку Земли. Вода в виде молекул Н2О отмечается в литосфере и атмосфере, а биосфера более чем на три четверти состоит из воды. Гидросфера — динамичная система, в которой между водными массами всех оболочек Земли поддерживается динамическое равновесие. С участием воды совершается кругооборот веществ и энергии в природе.

   Значительную роль в глобальном круговороте воды играет подземная составляющая. Здесь можно выделить подземный сток атмосферных осадков и преобразования воды во время таких геологических процессов, как седиментация, перекристаллизация пород и т.д. Следует также упомянуть об образовании воды из мантийных газов. Таким образом, подземные воды, характеризуясь особыми условиями миграции и разнообразными условиями формирования химического состава, являются составной частью единой гидросферы Земли. В настоящее время все большую остроту приобретает проблема пресной воды. На XXXV сессии Генеральной Ассамблеи ООН было объявлено, что более миллиарда людей планеты страдает от недостатка доброкачественной воды, необходимой для питья и хозяйственных нужд. Только для поддержания жизни человеку ежесуточно необходимо около 2 л воды, а житель современного благоустроенного города в сутки расходует от 100 до 1000 л. Еще больше расход пресной воды в промышленности: для производства одной тонны стали расходуется 150–200 м3 воды, меди — 500, бумаги 450–1000, искусственного волокна 2000–6000 м3.

  В связи с глобальным загрязнением поверхностных вод централизованное водоснабжение все в большей степени ориентируется на подземные воды. Так, в России более 60% городов использует для водоснабжения подземные резервуары. В других странах доля подземного водоснабжения еще выше. Однако в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду подземные воды также подвергаются загрязнению и истощению. В связи с этим при решении проблем охраны и рационального использования окружающей среды подземные воды, которые являются одной из наиболее используемых, уязвимых и динамичных составляющих геологической среды, занимают особое место.

                                    Подземные воды как часть геологической среды

   В последнее время верхнюю часть земной коры все чаще рассматривают как элемент среды обитания человека. В связи с этим в литературе прочно укоренилось понятие "геологическая среда". Н.И. Плотников, уточняя понятие "геологическая среда", характеризует ее как неотъемлемую часть окружающей среды и биосферы, охватывающую верхние разрезы гидрогеосферы, в которую входят четыре важнейших компонента: горные породы (вместе с почвой), подземные воды (вместе с жидкими углеводородами), природные газы и микроорганизмы, постоянно находящиеся в равновесии и формирующие в естественных и нарушенных условиях динамическое равновесие.

  Учитывая, что именно состояние этого равновесия и определяет состав подземных вод, их можно рассматривать не только как наиболее используемую, уязвимую и динамичную составляющую геологической среды, но и как основной индикатор ее состояния.

  Каковы же основные компоненты состава пресных подземных вод. Несмотря на малую минерализацию, до 1,5 г/л, пресные подземные воды представляют собой сложную многокомпонентную систему, включающую целый комплекс неорганических и органических соединений, газов и живого вещества.

  Неорганические вещества — макро- и микрокомпоненты. В зависимости от концентрации неорганических веществ в подземных водах выделяют макрокомпоненты (десятки и сотни мг/л) и микрокомпоненты (менее 1 мг/л). Макрокомпоненты определяют химический тип воды и, как следствие, ее основные потребительские свойства. В первую очередь, к ним следует отнести Ca2+ , Mg2+ , Na+, K+, Cl- , SO42- и HCO3-. Концентрации и возможность накопления в подземных водах макрокомпонентов определяются геолого-гидрогеологическими условиями данного района и во многом зависят от минерального состава водовмещающих пород. К микрокомпонентам можно отнести все другие элементы.

  Органические вещества. Пресные подземные воды всегда содержат то или иное количество органического вещества. В естественных условиях их содержание, как правило, уменьшается с глубиной. Состав органических веществ довольно сложен и может быть представлен всеми классами органических соединений. Наиболее распространены высокомолекулярные кислоты (например, гуминовые кислоты и фульвокислоты). Они постоянно присутствуют в грунтовых водах в количестве от одного до нескольких мг/л. В последние годы в подземных водах обнаружен целый ряд аминокислот, являющихся структурными элементами белков. Кроме того, в пресных подземных водах нефтегазоносных провинций, как правило, присутствуют нафтеновые кислоты и различные углеводородные соединения.

   Микроорганизмы. Из микроорганизмов наибольшее значение в пресных подземных водах имеют бактерии, также встречаются микроскопические водоросли, простейшие и вирусы. Различают аэробные и анаэробные бактерии. Первым для развития требуется кислород, вторые существуют при его отсутствии, восстанавливая сульфаты, нитраты и другие кислородсодержащие вещества. В пресных подземных водах зоны активного водообмена развиваются гнилостные, сапрофитные, денитрифицирующие и клетчатковые бактерии.

  Газы. Основными газами, растворенными в пресных подземных водах, являются кислород, азот, углекислый газ и сероводород. В незначительных количествах встречаются и все остальные газы. По генетическим признакам выделяют газы воздушного происхождения(O2, N2, CO2), биохимические (CO2, H2S, N2) и газы ядерных превращений (He, Ra). Наиболее негативное влияние на потребительские свойства воды оказывает наличие в ней сероводорода.

   На формирование химического состава пресных подземных вод, имеющих современные, обычно не слишком удаленные области питания, влияют многие природные факторы, основным из которых является физико-химическое взаимодействие воды с вмещающими породами разнообразного состава и структуры при движении воды от областей питания к участкам разгрузки или погружения водоносного горизонта. Большое влияние также оказывает состав воды, поступающей в водоносный горизонт из различных источников питания: за счет просачивания атмосферных осадков, разгрузки глубокозалегающих подземных вод, перетекания из других водоносных горизонтов через слабопроницаемые слои и литологические окна, привлечения речного стока, оросительных вод и др. 

                             Методы очистки  воды

  Как известно, вода применяется повсеместно,  в том числе, для хозяйственно-бытовых  и промышленных нужд. Но для  того, чтобы воду сделать по-настоящему  безвредной, прозрачной и приятной  на вкус, ее требуется сначала  очистить. Методы очистки воды  от загрязнений разнообразны, и  охватить в этой статье все  возможные нюансы технологий  водоочистки, пожалуй, не получится,  однако здесь мы можем провести  общую классификацию всех этих  способов, не вдаваясь в их  подробности.

                                               Кратко о технологиях  очистки воды:

  Методы очистки воды от загрязнений

  Итак, технологии  очистки воды и принципы работы  очистных устройств можно условно  разделить на физико-химические, биологические и механические.

  Химический процесс  очистки воды, как правило, заключается  в ее хлорировании или озонировании. Иногда, в особых случаях, используются  и иные технологии.

  Сейчас способ  очистки воды хлорированием уже  устарел и постепенно уходит  в прошлое, но раньше он повсеместно  применялся на крупных станциях  водоподготовки. Озонирование же  – технология хоть и хорошая,  но весьма дорогостоящая и  сложная, поэтому широкого распространения  он не имеет.

  Существуют и  другие химические способы очистки  воды, применяемые индивидуально.  Есть специальные препараты, входящие  в различные комплекты выживания,  с помощью которых можно обрабатывать  небольшие объемы загрязненной  и изначально непригодной для  употребления воды. Под физическими способами очистки воды подразумевается, как не сложно догадаться, некое физическое воздействие. Простейшей физической технологией водоочистки можно назвать, пожалуй, кипячение. Кипячение, с одной стороны, полностью очищает воду от любых болезнетворных организмов, но с другой стороны, такой принцип очистки воды не позволяет избавиться от различных химических загрязнений и может применяться лишь в ограниченных объемах.

   Другая технология физической очистки – это облучение воды ультрафиолетом. Надо отметить, что это актуальный и современный метод очистки воды, применяемый массово на крупных объектах водоочистки. В процессе очистки воды облучением уничтожаются все вредные микроорганизмы, а вода при этом не обрабатывается вредными для здоровья химикатами.

  Механические технологии водоочистки предполагают использование всевозможных фильтров. Фильтры бывают разные: грубые – для очистки воды от крупного мусора и песка – и тонкие – позволяющие отфильтровать очень мелкую пыль, а некоторые механические устройства очистки воды помогают удалить даже химические примеси и микроорганизмы.

  Биологический метод очистки воды заключается в использовании микроорганизмов, способных питаться органическими веществами и тем самым уничтожать их, очищая воду от коллоидных примесей и тонких суспензий.

  Конечно, при применении новых методов очистки воды вышеперечисленные способы, для достижения наилучшего результата, как правило, комбинируются. Фильтры высокотехнологичных

устройств очистки  воды могут сочетать в себе и химические, и механические, и биологические  принципы работы. Современные системы очистки воды бывают, как правило, многоступенчатыми, и в каждой его «ступени» применяется последовательно тот или иной метод очистки воды от загрязнений. В статьях этого раздела мы более подробно осветили все эти современные методы очистки воды. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                            Глоссарий

  Аэротенк - искусственное сооружение в виде проточного резервуара для биологической очистки сточных вод от органических загрязнений путем окисления их микроорганизмами, находящимися в аэрируемом слое.

  Пресные воды - воды с минерализацией до 1 г/куб.дм.

  Соленые воды - воды с минерализацией от 10 до 50 г/куб.дм.

  Гидробионты - организмы, постоянный обитающие в водной среде. К гидробионтам также относятся организмы, живущие в воде часть жизненного цикла.