Проблемы водопотребления: санитарные, сельскохозяйственные, экологические, экономические

Проблемы водопотребления: санитарные, сельскохозяйственные, экологические, экономические

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

В настоящее время все в большей степени признается тот факт, что успехи в области охраны и укрепления здоровья населения во многом зависят, помимо социальных и экономических факторов, от условий и состояния окружающей среды. К числу важнейших факторов, характеризующих санитарно-эпидемиологическое благополучие, относится обеспечение населения качественной питьевой водой. Экологический дисбаланс состояния окружающей человека среды с его антропогенной нагрузкой неминуемо приводит к ухудшению состояния водных объектов, в связи с чем, проблема питьевого водоснабжения в Российской федерации продолжает оставаться острой. Актуальность проблемы водообеспечения подтверждается и тем, что ООН принято решение о провозглашении десятилетия 2005-2015гг. международной декадой «Вода для жизни»1.

В связи с напряженной экологической обстановкой, проблема обеспечения населения питьевой водой гарантированного качества и в достаточном количестве для большинства регионов России, сегодня актуальна как никогда. Несмотря на отмечающееся снижение сброса техногенно-загрязненных стоков, качество воды источников централизованного водоснабжения не улучшается. Удельный вес исследованных проб питьевой воды в Приморском крае, к прмиеру, не отвечающих гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям, превышает как средний по региону, так и средний показатель по Российской Федерации.

Среди причин, оказывающих влияние на качество питьевой воды, наиболее важными являются несоответствие традиционной технологии водоподготовки качеству воды водоемов, низкая эффективность работы очистных сооружений, высокая изношенность (более 50%) магистральных и разводящих сетей хозяйственно питьевого водоснабжения, а также недостаток в источниках водоснабжения таких биогенных элементов как фтор и йод.

Количество и качественный состав воды, характеризующие условия водопользования населения, рассматриваются как единый водный фактор, с одной стороны, обеспечивающий нормальную жизнедеятельность человека за счет сбалансированного водно-солевого обмена, в том числе водного пути потребления эссенциальных макро- и микроэлементов, с другой - являющийся потенциальным источником поступления в организм вредных химических веществ, могущих приводить к неблагоприятным сдвигам в состоянии здоровья (85).

Цель данной контрольной работы – изучить особенности проблем водообеспечения и указать на возможные пути их решения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Причины проблем водопотребления

Исторически сложилось так, что доступ к воде был важным стратегическим фактором для многих видов деятельности. Однако глобальные тенденции последних лет указывают на растущую угрозу для запасов, качества и надежности водоснабжения, а также на изменение ожиданий заинтересованных сторон, что делает воду фактором более высокого риска для жизнестойкости бизнеса, чем это было в прошлые десятилетия. Растущий спрос и конкуренция означают, что ключевых ресурсов может оказаться недостаточно для поддержания производства. Загрязнение воды существенно увеличивает затраты на предварительную обработку воды перед ее использованием для некоторых производственных процессов. Устаревшие объекты инфраструктуры и слабый потенциал государственного управления ведут к недостаточному и непостоянному водоснабжению, а иногда и к перебоям в производственной деятельности. По мере обострения этих проблем на фоне растущего спроса органы государственного управления ужесточают контроль над водопользованием и сбросом сточных вод, пытаясь таким образом смягчить истощение и деградацию водных ресурсов, хотя общины и группы гражданского общества скорее склонны возлагать ответственность на компании, применяющие неустойчивые методы производства2. 

В то же время правительства и гражданское общество сталкиваются с серьезными трудностями в деле эффективного продвижения целей комплексного и устойчивого управления водными ресурсами во благо общества, что обусловлено нехваткой средств и отсутствием политической воли, особенно в странах глобального Юга. Представители и государственного, и частного секторов стали признавать тот факт, что решить глобальные проблемы водоснабжения в одиночку нельзя. Такое признание привело к повышенной заинтересованности в принятии согласованных коллективных мер, в соответствии с которыми можно было бы задействовать техническую мощь, ресурсы и мобилизующую способность государственного и частного секторов, а также гражданского общества, научных кругов, общин и других групп, чтобы добиться более устойчивого управления водными ресурсами.

 В ХХ веке население земного шара выросло в 3 раза. За это же период потребление пресной воды увеличилось в 7 раз, в том числе на коммунально-питьевые нужды - в 13 раз.

При таком росте потребления стало резко не хватать водных ресурсов в целом ряде регионов мира. По данным Всемирной организации здравоохранения более 2 миллиардов человек в мире страдают сегодня от нехватки питьевой воды. В ближайшие 20 лет, учитывая современные тенденции роста населения и мирового хозяйства, следует ожидать увеличения потребности в пресной воде не менее чем на 100 км кубических в год. 

Вода, наряду с энергией и продовольствием, стала одной из основных глобальных проблем человечества.

Основное количество пресной воды потребляется сельским хозяйством, расход на которое почти в 2,5 раза превышают промышленное и коммунальное использование воды. В промышленности использование воды в 3 раза превосходит ее расход в коммунальном хозяйстве. Начиная с середины XX века рост водопотребления в мире резко увеличился, практически в 4 раза. В основном связано это было с расширением площади орошаемых земель. 

В настоящее время водный голод ощущается даже в тех местах, где раньше его не было. На 70% всех обрабатываемых земель царит засуха. Причина водного голодания не в недостатке пресной воды, а в нарушении цепи, связывающей воду с почвой3.

Все более ощутимо на изменение режима вод суши влияет деятельность человека, в результате которой заметно увеличивается расход вод на испарение в процессе развития орошения и увеличения площади водохранилищ. Сокращение атмосферных осадков и речного стока при увеличении испаряемости внутренних областей суши привело к снижению их общей увлажненности. 

С деятельностью человека связано изменение обмена подземных вод, их пополнение за счет создания искусственных водоемов и сокращения в результате интенсивного выкачивания. Ежегодно извлекается до 20 тыс. км кубических подземных вод. В настоящее время под воздействием антропогенной деятельности более 20% территории континентов коренным образом преобразована (перевыпас скота, вырубка лесов и т.п.), что приводит к изменению водного режима. 

 

Рисунок 1 – Прирост мирового водопотребления4

На рост водопотребления серьезно повлияло увеличение масштабов урбанизации. Суточный расход воды на личные нужды жителя современного благоустроенного города составляет 100-400 л. В то же время во многих местах земного шара эта цифра снижается до 20-30 л. Почти миллиард человек на нашей планете не обеспечены безопасной питьевой водой, хотя ее годовое потребление постоянно растет. 

Естественными источниками водоснабжения являются поверхностные воды рек и озер. Однако во многих районах мира, и не только в развивающихся странах, объем забираемой воды уже достиг или превысил допустимую величину. Например, в юго-западной части США объем потребления воды равен среднегодовому стоку рек. 

Другим естественным источником водоснабжения в аридных областях являются подземные воды. Крупные запасы подземных вод имеются в Саудовской Аравии в восточной части пустыни Эль-Хаса, где скважины дают 200-700 л/с с глубины 200-1000 м. Возобновляемые запасы подземных вод имеются в Азии. Однако во многих местах этот источник водоснабжения отсутствует, или же вода является минерализованной. Таким образом, естественные источники пресной воды не могут удовлетворить возрастающие потребности в ней. Следовательно, для решения этой проблемы необходимо искать другие, более эффективные пути. 

 

Рисунок 2 – Распределение водопотребления по населению мира и зависимость водопотребления от числа жителей в поселениях.

 

2. Решение проблемы дефицита воды

Соглашения по транспортировке воды заключены между Турцией и Израилем; Белоруссией и Объединёнными Арабскими Эмиратами, Кенией, Киргизией и Германией и рядом других стран. Между Израилем и Турцией заключен договор на 20 лет на доставку по морю 50 млн куб м воды ежегодно по цене 0,7 долл/куб м. Объёмы других подобных контрактов измеряются сотнями миллионов долларов5.

В Туркмении реализуется проект крупнейшего в мире водоёма. Срок реализации проекта 20 лет, стоимость 12 млрд долл. 

Американский Конгресс принял еще в 1992 году специальный закон об уменьшении на 70% объёма воды на коммунальные нужды.  

Опреснение морской воды или солёной воды из подземных источников. Выработка пресной воды в мире растет непрерывно и высокими темпами. Так, если в 1960 году опреснение составило 0,09 куб км, то в 1985 году получали 7,5 куб км. Тогда же был сделан прогноз на 2000 год – 40 куб км, которому не суждено было сбыться. На самом деле смогли достичь величины в 15,3 куб км. Распределение количества получаемой воды по регионам неравномерно. На Средний Восток приходится 60%, Северную Америку - 13%, Европу - 10%, Африку - 7%, на остальной мир - 10%. На страны СНГ приходится всего 0,6% от общего объема выработки опресненной воды в мире. 

Несмотря на существенные различия данных методов опреснения, у них есть ряд общих свойств. Во-первых, для производства пресной воды они используют морскую воду или артезианскую слабо соленую, при этом для дистилляционного метода и обратного осмоса вода требуется в большом количестве, так как в первом случае она используется для охлаждения конденсатора, а во втором для создания водного потока вдоль мембран с целью предотвращения их от загрязнения.

Использование морской воды в данных целях требует размещения  установок по ее опреснению вблизи водоема, поскольку эксплуатация крупных установок вдали от водоема приводит к повышению себестоимости воды. Кроме того, необходимость размещения опреснительных установок вблизи водоема обусловлена тем, что в него сливается при опреснении концентрированный рассол. Следует отметить, что сброс рассола оказывает на экологию неблагоприятное воздействие, поскольку в водоем поступает большое количество вредных веществ в концентрированном виде, например, химические добавки, которые вносятся в воду для уменьшения образования накипи при дистилляции, а также сброс приводит к повышению солености в данном районе. 

Особенно негативна для развития опреснения морских вод тенденция удорожания топлива, т.к. на себестоимость производимой воды существенное влияние оказывают энергозатраты, составляющие 60% ее величины.

Один кубометр пресной воды в умеренных широтах обходился в зависимости от места в 15-32 цента, а некоторым приморским промышленным предприятиям примерно 2,2 доллара и дороже, особенно в случае химической очистки водопроводной воды или уплаты  штрафных санкций за превышение лимитов на воду. В экономически выгодном положении опреснение оказывается по сравнению с подачей пресной воды на расстояние от 10 до 300 км для водоснабжения мелких населенных пунктов и отдельных рекреационных объектов6. 

В настоящее время основным источником пресной воды продолжают оставаться воды рек, озер, артезианских скважин и опреснение морской воды. В то же время, если во всех речных руслах находится 1,2 тыс. куб км  воды, то ее количество  в атмосфере равно 14 тыс. куб км. Ежегодно испаряется с поверхности суши и океана 577 тыс. куб км воды и столько же потом выпадает в виде осадков. Вода в атмосфере в течение года обновляется 45 раз. 

По высоте влага распределена неравномерно. Половина всего водяного пара приходится на нижний, 1,5-киллометровый слой атмосферы, свыше 99% - на всю тропосферу. У земной поверхности абсолютная влажность в среднем по миру составляет 11 г/куб м. Парадоксально, но факт: самый крупный источник – вода в атмосфере – почти не используется.

Ресурс пресной воды в атмосфере постоянно обновляется, качество конденсата для большинства районов нашей планеты очень высокое: в нем в 2-3 раза меньше токсичных металлов (по сравнению с требованиями санитарных служб), практически нет микроорганизмов, он хорошо аэрирован. Как показывают экономические оценки, вода из атмосферы может стать самой дешевой из всех, что получаются иными способами. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Водные ресурсы суши — воды, пригодные для использования в хозяйстве: реки, озера, каналы, водохранилища, подземные воды, почвенная влага, вода ледников. Человечеству необходима пресная вода, а она составляет только 2,5% общего объема всей гидросферы, причем основная часть этой пресной воды сосредоточена в покровных ледниках Антарктиды, Гренландии; льдах Арктики.

Главный источник пресной воды — реки. Из всех речных вод планеты (47 тыс. км3) реально можно использовать только половину.

Потребление пресной воды постоянно растет, а ресурсы речного стока остаются неизменными. Это создает угрозу дефицита пресной воды. Главный потребитель пресной воды — сельское хозяйство, в котором велик ее безвозвратный расход (особенно на орошение). Для решения проблемы водообеспечения используются проекты экономного расхода воды, строительство водохранилищ, опреснение морской воды, перераспределение речного стока; разрабатываются проекты транспортировки айсбергов. Страны по-разному обеспечены водными ресурсами. Около 1/3 территории суши занимает аридный пояс, в котором проживает 850 млн чел. К странам с недостаточной обеспеченностью водными ресурсами можно отнести Египет, Саудовскую Аравию, ФРГ; со средней обеспеченностью — Мексику, США; с достаточной и избыточной обеспеченностью — Канаду, Россию, Конго. Речной сток используется и для получения электроэнергии. Наибольшим гидроэнергетическим потенциалом обладают Китай, Россия, США, Заир, Канада, Бразилия. Степень использования гидроэнергетического потенциала зависит от уровня развития страны.