Hvorfor kan der være mangel på ferskvand?
Drikkevandsmangel forbundet med virkningerne af forandringer
Ifølge statistikker, næsten 1/5 af verdenaf befolkningen bor i områder, hvor der er alvorlig mangel på rent drikkevand. Derudover bor 1/4 af befolkningen i udviklingslande, der oplever vandmangel på grund af den mangel på infrastruktur, der er nødvendig for at trække sig tilbage fra akviferer og floder.
Et af hovedproblemerne er forureningferskvand, hvilket reducerer de disponible reserver betydeligt. Denne forurening lettes af industrielle emissioner og afstrømning, gødningsafstrømning fra markerne og indtrængning af saltvand i kystzoner i vandførende lag på grund af pumpning af grundvand.
Hvor ferskvand er forurenet
- Forurenende stoffer kommer i ferskvand på forskellige måder: gennem ulykker, bevidst bortskaffelse af affald, spild og utætheder.
- Den største potentielle kilde til forurening ergårde, der besætter næsten 80% af jorden i England og Wales. Noget af den ubehandlede husdyrgødning, der dækker jorden, kommer ind i ferskvandskilder.
- Desuden landmænd i England og Walesde anvender 2,5 millioner tons nitrogen, fosfor og kalium til jorden, og nogle af disse gødninger ender i ferskvand. Nogle af dem er persistente organiske forbindelser, der kommer ind i fødekæden og forårsager miljøproblemer. Storbritannien afvikler nu produktionen af organoklorforbindelser produceret i store mængder i 1950'erne.
- En stigende trussel mod ferskvandsreservoirer udgøres af spildevand, der udledes fra dambrug på grund af deres udbredte anvendelse af lægemidler til bekæmpelse af fiskesygdomme.
- Hurtig forurening af grundvand omkring byer. Kilden er det stigende antal forurenede brønde på grund af forkert drift.
- Skovbrug og åben dræning - kilderen stor mængde stoffer, der kommer ind i ferskvand, primært jern, aluminium og cadmium. Med væksten af træer stiger surhedsgraden i skovbunden, og voldsomme regnskyl danner meget sure afstrømninger, der er skadelige for dyrelivet.
- Atmosfærisk forurening af ferskvand isærskadelig. Der er to typer af sådanne forurenende stoffer: groft dispergeret (aske, sod, støv og væskedråber) og gasser (svovldioxid og nitrogendioxid). Alle er produkter fra industriel eller landbrugsaktivitet. Når disse gasser kombineres med vand i en regndråbe, dannes koncentrerede syrer - svovlsyre og salpetersyre.
Global forurening af vandområder
- Økologiske katastrofer. Alle alvorlige tilfælde af havforurening er forbundet med olie. Som et resultat af den udbredte praksis med at vaske tankrum, bliver der bevidst dumpet mellem 8 og 20 millioner tønder olie i havet hvert år. I tempererede klimasedimenter kan virkningerne af olieudslip observeres i mere end 9 måneder. Under arktiske forhold holder olie meget længere.
- Spildevand. I små mængder beriger de vand og fremmer væksten af planter og fisk, og i store mængder ødelægger de økosystemer. På to af verdens største spildevandsanlæg - Los Angeles (USA) og Marseille (Frankrig) - har specialister renset forurenet vand i mere end to årtier. Satellitbilleder viser tydeligt spredningen af det spildevand, der udledes af udstødningsmanifolderne. Undervandsfilm indikerer massedød af marine organismer.
- Metaller og kemikalier. Farlige kemikalier, der kan forstyrre den økologiske balance, omfatter tungmetaller som cadmium, nikkel, arsen, kobber, bly, zink og krom. Det anslås, at op mod 50.000 tons af disse metaller årligt udledes alene i Nordsøen. Endnu mere alarmerende er pesticiderne aldrin, dieldrin og endrin, der ophobes i dyrevæv. De langsigtede virkninger af at bruge sådanne kemikalier kendes endnu ikke.
- Indvirkning på økosystemer. Alle have er påvirket af forurening, men kystvandene er mere forurenede end i det åbne hav på grund af et meget større antal forureningskilder: fra kystnære industrianlæg til tung skibstrafik. Rundt om i Europa og ud for Nordamerikas østlige kyst er lavvandede kontinentalsokler hjemsted for bure til østers, muslinger og fisk, der er sårbare over for giftige bakterier, alger og forurenende stoffer.
- Blomstrende vand. Første-ordens forbrugere kan ikke klare den eksplosive vækst af fytoplanktonbiomasse, som et resultat af, at de fleste af dem ikke bruges i fødekæder og simpelthen dør og synker til bunds. Ved nedbrydning af det organiske stof fra dødt planteplankton bruger bundbakterier ofte al den ilt, der er opløst i vandet, hvilket kan føre til dannelsen af en hypoksisk zone (med et iltindhold, der er utilstrækkeligt til aerobe organismer). Sådanne zoner fører til en reduktion i biodiversitet og biomasse af aerob benthos.
- Forurening fra plastaffald. Ophobninger af plastikaffald danner særlige affaldspletter i Verdenshavet under påvirkning af strømme. Der er i øjeblikket fem kendte store klynger af affaldspletter - to hver i Stillehavet og Atlanterhavet, og en i Det Indiske Ocean. Disse affaldshjul består hovedsageligt af plastaffald, der genereres af udledninger fra tætbefolkede kystområder på kontinenterne.
Hvordan verdens vandressourcer er fordelt
Omkring en tredjedel af alle lagre er friskevand er koncentreret i Sydamerika, en fjerdedel af det er i Asien, og landene i det post-sovjetiske rum tegner sig for lidt mere end 20%. Og kun omkring 2% distribueres til Mellemøsten og Nordafrika.
De største forbrugere af ferskvandbetragtet Indien, Kina, USA, Pakistan, Japan, Thailand, Indonesien, Bangladesh, Mexico og Rusland. Samtidig observeres en særlig akut mangel på drikkevand i Kina, Indien og i hele Afrika.
Ud over manglen på ferskvand er der en andendet egentlige problem er kvaliteten. Dens forringelse afhænger direkte af det øgede miljøforureningsniveau. I de fleste tilfælde skyldes dette menneskelige aktiviteter og overbefolkning.
Sådan filtreres vand, så det ikke er farligt
Rent drikkevand kaldes strengt tagetdet er forbudt. Fra en kemists synspunkt er rent vand et destillat, der er frit for alle urenheder og mikroorganismer. For en mikrobiolog er rent vand et ideelt miljø for bakterier. For os er rent vand en væske beriget med mineraler, som kan drikkes dagligt uden risiko for helbredet.
I dag er der ingen singleen universel metode til rensning af ferskvand - dets valg afhænger af vandets sammensætning, kravene til det og omfanget af yderligere brug. For eksempel er der ozon-, osmotiske, filtrerings- og ioniske rensningssystemer, som hver har sine egne fordele og ulemper.
Den mest lovende teknologi hidtil ernanofiltrering. Denne metode vil effektivt fjerne selv halogen organiske og chlorholdige urenheder i vand uden brug af aggressive reagenser. Nanofiltrering bruges i Holland, USA og Frankrig. Denne metode er en af de dyreste, så den er ikke meget udbredt. Selv i lande, hvor der bruges nanofiltreringsteknologi, gør de det kun til rensning af vand med et særligt formål.
Fremtidens vandfiltreringsmetoder
- Nanofiber
Koreanske forskere har præsenteret en nyteknologi, der gør havvand drikkeligt på få minutter. Forskerne brugte en membrandestillationsproces, som gjorde det muligt at opnå 99,9% rensning af vand fra salt. De er overbeviste om, at løsningen vil lette drikkevandskrisen, der forværres af klimaændringer.
En ny undersøgelse beskriver hvordanrensning af havvand ved hjælp af en nanofibermembran som saltfilter. Selvom forskerne havde brugt membrandestillation før, stødte de på et problem, der bremsede processen. Hvis membranen blev for våd eller oversvømmet med vand, kunne den ikke længere adskille saltet.
Derfor måtte forskere vente på, at membranen tørrede eller komme med yderligere løsninger, f.eks. Ved hjælp af trykluft til at frigive fanget vand fra porerne.
- Seneste afsaltningsanlæg
Opdagelsesrejsende fra Dalian MarineUniversiteter i Kina har udviklet et nyt afsaltningsanlæg, der kan flyde på overfladen af havvand, effektivt absorbere solenergi og bruge den varme til at fordampe vand.
Selve blokken består af tre lag:hoveddelen er polyethylenskum, som hjælper det med at flyde og fungerer som en termisk isolator. Ydersiden af skummet er pakket ind i specialpapir - et absorberende materiale, der bruges i engangsbleer. Det leder vand op til overfladen.
Det er vigtigt at bemærke, at enheden formår at undgå en alvorlig fejl - forurening på grund af akkumulering af salte på overfladen. Over tid reducerer dette dets effektivitet.
Under test fandt teamet, at saltvandintet lag er dannet. Dette indikerer, at særlige porer på blokens belægning dræner saltet og dumper det tilbage i havvandet. En anden fordel, sagde teamet, er, at papirmaterialet kan genbruges mere end 30 gange.
- Palladium guld nanopartikel katalysator
Kemikere ved Cardiff University har skabt en katalysator til øjeblikkelig vanddesinfektion baseret på palladium og guldpartikler.
Det opdagede forfatterne af værket i processenSyntesen af H2O2 producerer mange andre molekyler, der indeholder oxygen, som interagerer med mikrober ti og hundreder af millioner gange mere aktivt end peroxid og blegemiddel.
Et lignende niveau af baktericid aktivitet af disse forbindelser,som bemærket af Hutchins og hans kolleger, giver det mulighed for næsten øjeblikkelig vandrensning fra mikrober, sporer og andre organiske forurenende stoffer, der kan påvirke menneskers sundhed negativt.
- Fleksibel membran
Kemikere ved University of California, Berkeley har fundet en måde at gøre det lettere at fjerne giftige metaller som kviksølv og bor fra vand.
En ny membranbaseret metode fjerner næsten 100%giftige metaller og frigiver værdifulde metaller til senere brug eller bortskaffelse. Ifølge forfatterne er membranen let at integrere i nuværende vandbehandlingssystemer.
Under udvikling, kemikere fra CalifornienUniversity of Berkeley har syntetiseret fleksible polymermembraner med nanopartikler, der kan indstilles til at absorbere specifikke metalioner, såsom guld eller uran.
Membranen kan indstilles til en bestemt type partikler, som den vil absorbere.
- Træfiltre
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology brugte savtræet fra ikke-blomstrende træer til at skabe et filter til drikkevand fra naturlige materialer.
De lavede nye xylemfiltre derfrafiltrere patogener såsom E. coli og rotavirus. Laboratorieundersøgelser har bekræftet, at deres udvikling fjerner bakterier fra forurenede kilder og grundvand. Forskere har også udviklet enkle metoder til at forlænge filternes holdbarhed. Som følge heraf kan træskiver rense vand i mindst to år.
Konsekvenser af vandmangel
Mangel på rent vand tvinger menneskerbruge vand fra usikre kilder til at drikke, hvilket er forbundet med en øget risiko for sundhedsskader. Forbrug af forurenet ferskvand fører til forringelse af levevilkårene og udvikling af alvorlige sygdomme, herunder dødsfald.
På grund af mangel på vand er der en praksis med opbevaringvand i boliger, hvilket kan øge risikoen for forurening betydeligt og skabe gunstige betingelser for vækst af skadelige bakterier. Hygiejne er også et alvorligt problem: Folk kan ikke vaske sig ordentligt, vaske tøj og holde deres hjem rene.
Hvis der ikke træffes foranstaltninger, vil næsten 5 milliarder mennesker - omkring 67 % af klodens befolkning - i 2030 stå tilbage uden tilfredsstillende vandrensning.
I dag er der for hver indbygger på Jorden ca750 m³ om året ferskvand, i 2050 vil denne mængde falde til 450 m³. Op mod 80 % af verdens lande vil befinde sig i et område, der ifølge FN’s klassifikation er klassificeret som under vandknaphedsgrænsen.
Alene i Afrika i 2020 vil mellem 75 og 250 millioner mennesker på grund af klimaændringer komme i en sådan situation. Mangel på vand i ørken- og halvørkenregioner vil medføre intensiv migration af befolkningen.
Det meste af Indien lider allerede af mangel på drikkevand.
Læs mere:
En bosiddende i Tyrkiet fandt ved et uheld spor af en ukendt civilisation i husets gård
Hvordan en undersøisk brand brød ud i Den Mexicanske Golf, og hvad dette kunne føre til
Data fra spion-satellitter hjalp med at finde ud af årsagen til smeltende gletschere i Asien