Вирішення проблеми дефіциту прісної води на Землі

Размещено на http://www.allbest.ru

"Вирішення проблеми дефіциту прісноі води на Землі"

Вода - одна з найпоширеніших речовин у природі й головна складова усіх живих організмів. Без води життя на Землі неможливе. Вода займає 70 % поверхні Землі. Світові запаси води перевищують 1,4 млн. куб. Км. Але тільки зовсім мала її частина може біти хоч якоюсь мірою використана для людей. Майже 97 % водного балансу Землі складає морська вода, яка містить близько 37кг розчинених мінеральних солей на кожні 1000 кг маси. Вона у 8 раз солоніша за воду придатну до пиття та для поливу сільськогосподарських культур. Тільки близько 3 % водних запасів - прісна вода. При чому три чверті її міститься у полярних шапках льоду та гірських льодовиках. Кожна жива істота на Землі залежить від тієї невеликої кількості води (менше 1 % від її загальних запасів), що випадає у вигляді дощу і живить річки та озера.

Життя зародилося в морі 3,5 млрд. років тому, але вода так5 само необхідна для всіх форм життя. Людський організм приблизно на три чверті складається з води. Людині для підтримки життя щоденно потрібно 2,5 л води, але в розвинутих країнах ці витрати складають 250 л - на душ, туалет і прання. Багато води використовується в сільському господарстві та промисловості.

Від нестачі питної води страждає 1/5 частина всього населення Землі. Однак та вода, яку використовують для питва, часто не завжди для цього придатна. У країнах, що розвиваються, наприклад, 4/5 захворювань виникає через вживання брудної питної води.

Чиста вода стала предметом торгівлі. Так, у Гонконг вода доставляється по спеціальних трубопроводах і танкерами.

Не дивно, що люди все більше і більше починають використовувати підземні комори води.

Підземні води завжди більш чисті, ніж поверхневі. Треба лише порівняти поду річкову та колодязну. Мало залишилося рік у наш час, з яких можна ризикувати напитися без збитку для свого здоров'я. Колодязну і джерельну воду ми поки що п'ємо й із задоволенням, і без особливого ризику. Чистота підземних вод забезпечується тим, що гірські породи самі по собі працюють як фільтр, затримуючи дрібні зважені у воді частки і частину розчинених речовин. Майже вся вода планети перебуває у постійному кругообігу.

Для питва придатні прісні й іноді слабо мінералізовані (до 2-3 г солей на 1л) підземної води. Для порівняння: пучок кухонної солі, розчинений і склянці чистої води, дасть мінералізацію приблизно 1 г на 1 л. Якість питних вод, склад і кількість мінеральних речовин, присутність тих або інших бактерій, а також смак, колір і запах - жорстко визначаються санітарними нормами.

У деяких країнах (Саудівська Аравія, Мальта, Данія та інші) підземні води - єдине джерело водопостачання. У Тунісі частка підземних вод становить 95 % від усіх вод, що використовуються, у Бельгії - 83 %, у Нідерландах, Німеччині, Марокко - 75 %. Такі великі міста, як Мінськ, Вільнюс, Єреван, Тбілісі, Уфа, використовують тільки підземні води.

У країнах з сухим кліматом підземні води використовують також для зрошування. Нині зрошується 1/3 всіх поливних земель у світі, 45 % - у США, 58 % - в Ірані, 67 % - в Алжирі. Зрошуване землеробство в Індії використовує тільки підземні води.

Підземні води часто використовують для своїх потреб промислові підприємства. Тільки Московські заводи і фабрики мають на своїй території понад 400 артезіанських свердловин.

З кожним роком витрати води на побутові потреби зростають. Якщо один житель Москви в 1890 році витрачав за добу 11 л води, в 1914 році - 60, в 1959 році - 570, то нині - близько 800л. На одного жителя Ташкента припадає 1150 л, Душанбе - 1230 л, Тбілісі - 961 л, Баку - 911 л. На Україні у 1988 році витрати води на одного міського жителя становили 434 л на добу, а в таких містах, як Луганськ, Дніпропетровськ, Маріуполь, Запоріжжя, Київ, Одеса - від 452 до 536л на добу.

Нині вода залишається одним з найбільш використовуваних природних ресурсів для розвитку промисловості, сільського й рибного господарства, транспорту, організації відпочинку населення. Зокрема, промисловість використовує 53 % загального обсягу водоспоживання, причому майже 85 % води витрачається на охолодження агрегатів у теплоенергетиці, металургії, машинобудування, хімічній промисловості і тільки 15 % - на виготовлення продукції. Для виплавки 1 т сталі потрібно 218 куб. м води, в тому числі 30 куб. м свіжої, на виробництво 1 т синтетичного волокна - відповідно майже 1100 і 237 куб. м.

Економії води в промисловості сприятимуть перехід на більш прогресивні технології виробництва, застосування газоповітряних систем охолодження і, нарешті, впровадження безводних систем, насамперед у хімічній промисловості, де вже багато технологічних ліній працює без використання води. Ці заходи дадуть змогу найближчим часом скоротити витрати води на 15 - 20 %.

В наш час 98 % продуктів харчування становлять сільськогосподарські культури, в основному зернові, які вирощуються приблизно на 10 % усієї площі земної кулі. Для виробництва продуктів харчування витрачається майже 80 % загальної кількості води, що використовується для всіх потреб людства. Так для виробництва 1 т пшениці рослини витрачають на транспірацію 800 - 1200куб. м води, сіна - 1000 - 1600, цукрових буряків - 200 - 300, рису - до 700, овочів - від 500 до 1500 куб. м. Зауважимо, що споживання води в народному господарстві України за останні 35 років зросло більш ніж у 2,5 рази.

При наявності практично необмеженої кількості води розвиток життя на Землі залежить від кількості прісної води, якої лише 35 млн. куб. км, або 2,5 %. На кожного жителя її припадає 7 млн. куб. м. Але переважна частина цього багатства важкодоступна для людини, бо майже 69 % прісної води (25млн.куб.км) акумульовано в льодовиках Арктики, Антарктиди, Гренландії і на гірських хребтах. Але вже сьогодні є пропозиції щодо буксирування айсбергів Антарктиди для постачання прісної води в Австралію та Південну Америку. За підрахунками вчених, в Антарктиці у вигляд айсбергів щороку втрачається понад 10 000 млрд. куб. м льоду. Найбільший з них, який вдалося виміряти, завдовжки 350 і завширшки 90 км при товщині 250 м. Об'єм цього айсберга, на якому розмістилася б уся Бельгія, дорівнює 8000 млрд. куб. м льоду.

Близько 30 % прісної води знаходиться у водоносних підземних горизонтах. Загальний її запас оцінюється в 10, 5 млн. куб. км.

прісна вода підземна

Людству для життя і діяльності потрібна не будь-яка вода, а тільки прісна і певної якості. Основним джерелом її в більшості країн є нині і залишатимуться в майбутньому річки та озера, запаси води в яких не обмежені.

Морська вода не може використовуватись людиною тому, що морська вода - це сольовий розчин. Частіше за все це хлористий натрій, або кухонна сіль. Але чи може морська вода бути прісною?

Якось рибалки ліванського міста Тріполі виявили в Середземному морі за 500 м від берега потужні джерела прісної води, причому такої холодної, що риба, яка ненароком потрапляла туди, відразу гинула. Звідки береться так багато прісної і холодної води, ніхто не знав. Це незвичайне явище дістало назву „ліванського чуда”.

Нині встановлено, що вода ця також ліванського походження, виявляється, коли в горах Лівану тануть сніги, лише 1/4 частина талої води зрошує місцеві долини. Переважна більшість води потрапляє у підземні річки, які саме і виносять її на морське дно у вигляді холодних джерел.

Численні підводні джерела відомі і в наших районах Середземного моря, зокрема, на півдні Франції, поблизу міста Канн, де прісна вода б'є з глибини 162м, біля італійського міста Сан-Ремо - з 190м, а в Адріатичному морі подібне джерело знайдене на 700-метровій глибині.

Такі прісноводні джерела зустрічаються і в деяких інших морях і океанах земної кулі.

Особливо велике значення мають вони там, де являють собою єдине джерело питної води. Так, наприклад, населення острова Мохеррек з Бахрейнських островів здавна дістає питну воду з дна Перської затоки. Плавці беруть торби з овечої шкури, пірнають на дно і там наповнюють їх.

В Австралії, в затоці Карпентарія, підводні фонтани такі потужні, що жителі опускають на дно довгі бамбукові палиці, і прісна вода внаслідок різниці тиску піднімається по них вгору. Розповідають, що під час Першої світової війни навіть військові кораблі наповнювали таким засобом свої котли прісною водою. Часом, коли потужні прісноводні джерела містяться не дуже глибоко, бідна на солі джерельна вода, підіймаючись угору, утворює в щільній морській воді своєрідні воронки, що розширюються догори.

Одне з таких місць розташоване на схід від американського півострова Флорида. Уявіть собі велику „чашу” прісної води діаметром 30м, що міститься серед неозорих солоних вод Атлантичного океану. Цей прісноводний океанський колодязь утворює потужне джерело, розташоване на дні океану на глибині 40м. Цікаво, що цей прісноводний оазис позначений на всіх морських картах. Сюди часто заходять кораблі, щоб поповнити запаси прісної води.

У водах Світового океану розчинено майже 20 млрд. т мінеральних солей. Підраховано: якщо б випарувати всю воду планети, то на ній залишився б шар солей завтовшки 135 м. В одному кубічному кілометрі морської води міститься близько 20 млн. т твердої речовини в розчиненому стані, а решта - 10 млн. т становить повний набір елементів таблиці Менделєєва: магнію - 1 млн. т, сірки - 60 тис. т, бору - 2,9 тис. т, алюмінію - 40 т, марганцю - 7,8 т, міді - 7,3 т, урану - 1 т, молібдену 400 кг, срібла - 200 кг.

У 1966 році газети всього світу облетіла звістка - у Венеції сильна повінь, вода в затоці піднялася на кілька метрів і затопила нижні поверхи будинків і незліченні художні та культурні цінності. Повінь стала справжнім лихом, але це виявилося не випадковим натиском морської стихії, а закономірним результатом тривалого і спрямованого процесу. Вся Венеціанська лагуна (і прекрасне місто разом з нею) вже багато тисячоліть поступово занурювалась у воду, а суша відступає. Причин таких подій декілька. Низовини, особливо на берегах морів, звичайно розташовуються на місці тектонічних прогинів земної кори і тому поступово занурюються і затоплюються морем. Друга причина складніша, але це пов'язано з видобуванням прісної води. Цю причину осідання дна лагуни створили самі жителі Венеції. Справа в тому, що довгий час місто користувалося прісною водою прямо із своїх надр. Саме це спричинило швидке осідання місцевості. Отже, жителі Венеції не можуть використовувати власні наявні під містом запаси прісної води, тому її доводиться привозити з суші.

Одночасно з очисткою морської води з неї відбиратимуться мінеральні речовини. Такого типу опріснювальні систему встановлено на Каспійському морі поблизу міста Шевченко. Тут щодоби виробляється 120 куб. м прісної води. Вчені запропонували збудувати подібний опріснювач на березі Азовського моря і переправляти звідти воду на Донбас, а згодом - в інші промислові райони.

Загальновідомо, що вода в річках є звичайно прісною. Та виявляється, це не завжди так. Є річки з підсоленою і навіть солоною водою. Цією особливістю відзначаються, зокрема, деякі річки Якутського краю. Одна з них, що впадає в Лену поблизу від міста Ольокмінська, має досить красномовну назву - „Солянка”. Ще б пак, в одному літрі її води міститься до 21 г звичайної кухонної солі. Та вода в Солянці лише трохи підсолена в порівнянні з іншими річками, які течуть поблизу. Адже окремі з них містять до 70 г солей у літрі води. Звідки потрапляю сіль у ці річки?

Виявляється, багато мільйонів років тому на території сучасної Якутії було велике море. Згодом у наслідок підняття земної кори воно відступило, але в численних котловинах ще залишилися окремі солоні озера. З часом вони випаровувались, залишивши поклади солі, що подекуди досягають кількох десятків метрів. Проходячи крізь них, поверхневі і підземні води набувають своїх незвичайних властивостей. Такі річки трапляються і на півдні Казахстану.

Виявляються також річки, в яких вода може бути кислою.

Є на острові Кунашир (група Курильських островів) діючий вулкан, названий ім'ям великого російського вченого Д.І.Менделєєва. На схилах цього вулкана бере початок незвичайна річка, вірніше струмок, що називається Кислим. Справді, вода в ньому - кисла. Безумовно, кислота води цього струмка залежить від вулкана.

Одна з найвідоміших кислих річок розташована в південноамериканській державі Колумбії, також поблизу діючого вулкана, що називається Пурасе. Це річка Ель-Ріо-Вінегре, тобто „Кисла”. Вода цієї річки кисла, як оцет. Вода Ель-Ріо-Вінегре містить приблизно 11 г міцної сірчаної та 9 г соляної кислоти на один літр! Учені вважають, що причина такого складу води криється у процесах, які відбуваються у надрах вулкана. Кислу воду також мають і деякі річки - притоки Амазонки й Оріноко, але в цьому випадку винуватцями є не вулканічні сили, а деякі прибережні рослини, які розкладаються в їх водах.

Як було зазначено раніше величезна кількість прісної води зберігається у вигляді льоду в льодовиках. Льодовики - це природні скупчення льоду, що виникли у наслідок нагромадження і перетворення твердих атмосферних опадів. Гірські льодовики - дуже красиве і значне явище. Долинні льодовики - типове явище для Альп і інших високогірних районів всіх континентів. Ґрунтовніше вивчено гренландський сніговий покрив. Середня товщина льоду становить тут 1500 м. Якщо порівняти нарощування льоду за рахунок атмосферних опадів та його витрати на танення і знесення у воду, то Гренландія щорічно втрачає 90 кубічних кілометрів льоду.

Хто не знає, що Венеція - одне з найкрасивіших і найсвоєрідніших міст Європи - стоїть на воді. В ньому немає бруківок, навіть тротуари - велика рідкість, немає колісного транспорту. Місто розташоване на островах у великій Венеціанській лагуні (мілководній морській затоці) Адріатичного моря.

За сучасного приросту населення (200 тис. осіб за добу) і стрімких темпів розвитку виробництва потреби у питній воді все зростають. З'являються фантастичні проекти її добування та використання. Наприклад, російські інженери не так давно пропонували повернути частину своїх північних річок на південь - у засушливі райони. Як бачимо, є тут і чіткий розрахунок, і безглуздість ідеї.

Підземні води поділяють на ґрунтові та артезіанські. Вчені довели, що в надрах землі прісної води у 3 тис. разів більше, ніж у всіх річках та озерах світу, разом узятих. Є думка, що головними джерелами постачання прісної води незабаром стануть океани і моря. Якщо в наші дні на планеті діє 80 опріснювальних фабрик, то в недалекому майбутньому їх налічуватиметься кілька тисяч, а продуктивність вимірюватиметься мільярдами кубічних метрів води. За висновками вчених, собівартість одного кубічного метра води знизиться в десятки разів, якщо в цій справі застосовуватиметься атомна енергія.

Размещено на Allbest.ru