Защо може да има недостиг на прясна вода?
Недостигът на питейна вода, свързан с въздействието на промяната
Според статистиката почти 1/5 от светаот населението живее в райони, където има сериозен недостиг на чиста питейна вода. Освен това 1/4 от населението живее в развиващите се страни, които изпитват недостиг на вода поради липсата на инфраструктура, необходима за изтеглянето му от водоносните хоризонти и реките.
Един от основните проблеми е замърсяванетопрясна вода, значително намалявайки наличните резерви. Това замърсяване се улеснява от промишлените емисии и оттока, оттока на торове от полетата и проникването на солена вода в крайбрежните зони във водоносни хоризонти поради изпомпване на подпочвени води.
Как е замърсена прясната вода
- Замърсителите навлизат в сладките води по различни начини: чрез аварии, умишлено изхвърляне на отпадъци, разливи и течове.
- Най-големият потенциален източник на замърсяване еферми, които заемат почти 80% от земята в Англия и Уелс. Част от необработения животински тор, който покрива почвата, попада в източници на прясна вода.
- Освен това фермери в Англия и Уелсте внасят 2,5 милиона тона азот, фосфор и калий в почвата и някои от тези торове се оказват в прясна вода. Някои от тях са устойчиви органични съединения, които навлизат в хранителната верига и причиняват екологични проблеми. Понастоящем Великобритания постепенно прекратява производството на хлорорганични съединения, произведени в големи количества през 50-те години.
- Все по-голяма заплаха за водоемите с прясна вода представляват отпадъчните води, изпускани от рибните стопанства, поради широкото им използване на фармацевтични продукти за борба с рибните болести.
- Бързо замърсяване на подпочвените води около градовете. Източникът е нарастващият брой замърсени кладенци поради неправилна експлоатация.
- Горско стопанство и отворен дренаж - източнициголямо количество вещества, постъпващи в прясна вода, главно желязо, алуминий и кадмий. С нарастването на дърветата киселинността на горската почва се увеличава и проливните дъждове образуват много киселинни оттоци, които са вредни за дивата природа.
- Атмосферното замърсяване на сладките води особеновредно. Има два вида такива замърсители: грубо диспергирани (пепел, сажди, прах и течни капчици) и газове (серен диоксид и азотен диоксид). Всички те са продукти от промишлена или селскостопанска дейност. Когато тези газове се комбинират с вода в дъждовна капка, се образуват концентрирани киселини - сярна и азотна.
Глобално замърсяване на водни тела
- Екологични катастрофи. Всички сериозни случаи на замърсяване на океана са свързани с петрола. В резултат на широко разпространената практика на измиване на трюмовете на танкери, между 8 и 20 милиона барела петрол се изхвърлят умишлено в океана всяка година. В утайките с умерен климат ефектите от нефтените разливи могат да се наблюдават повече от 9 месеца. В арктически условия маслото трае много по-дълго.
- Отпадъчни води. В малки количества обогатяват водата и насърчават растежа на растенията и рибите, а в големи количества унищожават екосистемите. В две от най-големите депа за отпадни води в света - Лос Анджелис (САЩ) и Марсилия (Франция) - специалисти почистват замърсената вода повече от две десетилетия. Сателитните изображения ясно показват разпространението на отпадъчните води, изпускани от изпускателните колектори. Подводното заснемане показва масова смърт на морски организми.
- Метали и химикали. Опасните химикали, които могат да нарушат екологичния баланс, включват тежки метали като кадмий, никел, арсен, мед, олово, цинк и хром. Смята се, че до 50 000 тона от тези метали се изхвърлят годишно само в Северно море. Още по-тревожни са пестицидите - алдрин, диелдрин и ендрин - които се натрупват в животинската тъкан. Дългосрочните ефекти от използването на такива химикали все още не са известни.
- Въздействие върху екосистемите. Всички океани са засегнати от замърсяване, но крайбрежните води са по-замърсени, отколкото в открития океан, поради много по-големия брой източници на замърсяване: от крайбрежни промишлени съоръжения до интензивен корабен трафик. Около Европа и край източното крайбрежие на Северна Америка, плитките континентални шелфове са дом на клетки за стриди, миди и риби, които са уязвими към токсични бактерии, водорасли и замърсители.
- Цъфтяща вода. Потребителите от първи ред не могат да се справят с експлозивния растеж на фитопланктонната биомаса, в резултат на което повечето от тях не се използват в хранителните вериги и просто умират, потъвайки на дъното. Когато разлагат органичната материя на мъртвия фитопланктон, дънните бактерии често използват целия разтворен във водата кислород, което може да доведе до образуването на хипоксична зона (със съдържание на кислород, недостатъчно за аеробни организми). Такива зони водят до намаляване на биоразнообразието и биомасата на аеробен бентос.
- Замърсяване от пластмасови отпадъци. Натрупвания от пластмасови отпадъци образуват специални петна боклук в Световния океан под въздействието на течения. Понастоящем има пет известни големи групи от боклук - по две в Тихия и Атлантическия океан и една в Индийския океан. Тези кръгове от отпадъци се състоят главно от пластмасови отпадъци, генерирани от изхвърляния от гъсто населени крайбрежни райони на континентите.
Как се разпределят водните ресурси в света
Около една трета от всички запаси са преснивода е концентрирана в Южна Америка, една четвърт от нея е в Азия, а страните от постсъветското пространство представляват малко повече от 20%. И само около 2% се разпределят в Близкия изток и Северна Африка.
Най-големите потребители на прясна водаразглеждани Индия, Китай, САЩ, Пакистан, Япония, Тайланд, Индонезия, Бангладеш, Мексико и Русия. В същото време особено остър недостиг на питейна вода се наблюдава в Китай, Индия и в цяла Африка.
Освен липсата на прясна вода има и другадействителният проблем е неговото качество. Влошаването му пряко зависи от повишеното ниво на замърсяване на околната среда. В повечето случаи това се дължи на човешки дейности и пренаселеност.
Как да филтрираме водата, така че да не е опасно
Чиста питейна вода, строго погледнато, се наричаневъзможно е. От гледна точка на химика чистата вода е дестилат, свободен от всички примеси и микроорганизми. За микробиолога чистата вода е идеалната среда за бактерии. За нас чистата вода е течност, обогатена с минерали, която може да се пие ежедневно без риск за здравето.
Днес няма нито единуниверсален метод за пречистване на прясна вода - изборът му зависи от състава на водата, изискванията към нея и обхвата на по-нататъшното използване. Например, съществуват озонови, осмотични, филтриращи и йонни системи за пречистване, всяка от които има свои плюсове и минуси.
Най-обещаващата технология досега енанофилтрация. Този метод ефективно ще елиминира дори халогенни органични и хлорсъдържащи примеси във вода, без да се използват агресивни реагенти. Нанофилтрацията се използва в Холандия, САЩ и Франция. Този метод е един от най-скъпите, така че не се използва широко. Дори в страни, където се използва технология за нанофилтрация, те го правят само за пречистване на вода със специално предназначение.
Методи за филтриране на вода от бъдещето
- Нанофибър
Корейски изследователи представиха новтехнология, която прави морската вода годна за пиене за няколко минути. Учените са използвали процес на мембранна дестилация, което позволява да се постигне 99,9% пречистване на водата от сол. Те са уверени, че решението ще облекчи кризата с питейната вода, влошена от изменението на климата.
Ново проучване описва какпречистване на морска вода с помощта на нанофибърна мембрана като солен филтър. Въпреки че учените са използвали мембранна дестилация преди, те се натъкват на проблем, който забавя процеса. Ако мембраната се намокри или наводни с вода, тя вече не може да отдели солта.
Затова учените трябваше да изчакат мембраната да изсъхне или да измислят допълнителни решения, например, използвайки въздух под налягане, за да освободят уловената вода от порите.
- Най-новите инсталации за обезсоляване
Изследователи от морската пехота на ДалианУниверситетите в Китай са разработили нова инсталация за обезсоляване, която може да плава на повърхността на морската вода, ефективно да абсорбира слънчевата енергия и да използва тази топлина за изпаряване на водата.
Самият блок се състои от три слоя:основната част е полиетиленова пяна, която му помага да плава и действа като топлоизолатор. Външната страна на дунапрена е обвита в специална хартия - абсорбиращ материал, използван в пелените за еднократна употреба. Той отклонява водата нагоре към повърхността.
Важно е да се отбележи, че устройството успява да избегне една сериозна грешка - замърсяване поради натрупване на соли на повърхността. С течение на времето това намалява неговата ефективност.
По време на тестовете екипът установи, че физиологичен разтворне се е образувал слой. Това показва, че специални пори върху покритието на блока източват солта и я изхвърлят обратно в морската вода. Друго предимство, каза екипът, е, че хартиеният материал може да се използва повече от 30 пъти.
- Паладий златен наночастичен катализатор
Химиците от университета в Кардиф са създали катализатор за незабавна дезинфекция на вода на базата на частици паладий и злато.
Авторите на работата откриха, че в процесаСинтезът на H2O2 произвежда много други молекули, съдържащи кислород, които взаимодействат с микробите десетки и стотици милиони пъти по-активно от пероксида и белината.
Подобно ниво на бактерицидна активност на тези съединения,както отбелязват Хътчинс и колегите му, той позволява почти незабавно пречистване на водата от микроби, спори и други органични замърсители, които могат да повлияят отрицателно на човешкото здраве.
- Гъвкава мембрана
Химиците от Калифорнийския университет в Бъркли са намерили начин да улеснят премахването на токсични метали като живак и бор от водата.
Нов метод на базата на мембрана премахва почти 100%токсични метали и освобождава ценни метали за по-нататъшна употреба или унищожаване. Според авторите мембраната е лесна за интегриране в настоящите системи за пречистване на водата.
В разработка химици от КалифорнияУниверситетът в Бъркли е синтезирал гъвкави полимерни мембрани с наночастици, които могат да бъдат настроени да абсорбират специфични метални йони, като злато или уран.
Мембраната може да бъде настроена към определен вид частици, които ще абсорбира.
- Дървени филтри
Учени от Масачузетския технологичен институт използваха беловината на нецъфтящите дървета, за да създадат филтър за питейна вода от естествени материали.
Те направиха нови филтри за ксилема, коитофилтрират патогени като Е. coli и ротавирус. Лабораторните тестове потвърдиха, че тяхното развитие премахва бактериите от замърсени извори и подпочвени води. Учените са разработили и прости методи за удължаване срока на годност на филтрите. В резултат на това дървените дискове могат да пречистват водата поне две години.
Последици от недостига на вода
Липсата на чиста вода принуждава хоратаизползвайте вода от опасни източници за пиене, което е свързано с повишен риск от увреждане на здравето. Консумацията на замърсена прясна вода води до влошаване на условията на живот и развитие на сериозни заболявания, включително смърт.
Поради липсата на вода има практика за съхранениевода в домовете, което може значително да увеличи риска от замърсяване и да създаде благоприятни условия за растеж на вредни бактерии. Хигиената също е сериозен проблем: хората не могат да се мият правилно, да перат дрехи и да поддържат домовете си чисти.
Ако не се вземат мерки, то до 2030 г. почти 5 милиарда души – около 67% от населението на планетата – ще останат без задоволително пречистване на водата.
Днес на всеки жител на Земята се падат около750 m³ годишно прясна вода, до 2050 г. това количество ще намалее до 450 m³. До 80% от страните по света ще се окажат в зона, която според класификацията на ООН е класифицирана като под линията на недостига на вода.
Само в Африка до 2020 г., поради изменението на климата, между 75 и 250 милиона души ще се окажат в такава ситуация. Липсата на вода в пустинните и полупустинните райони ще доведе до интензивна миграция на населението.
По-голямата част от Индия вече страда от липсата на питейна вода.
Прочетете още:
Жител на Турция случайно открил следи от неизвестна цивилизация в двора на къщата
Как избухна подводен пожар в Мексиканския залив и до какво може да доведе това
Данните от шпионски спътници помогнаха да се установи причината за топенето на ледниците в Азия