Γιατί μπορεί να υπάρχει έλλειψη γλυκού νερού;
Η έλλειψη πόσιμου νερού συνδέεται με τις επιπτώσεις της αλλαγής
Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, σχεδόν το 1/5 του κόσμουτου πληθυσμού ζει σε περιοχές όπου υπάρχει σοβαρή έλλειψη καθαρού πόσιμου νερού. Επιπλέον, το 1/4 του πληθυσμού ζει σε αναπτυσσόμενες χώρες, οι οποίες αντιμετωπίζουν έλλειψη νερού λόγω της έλλειψης υποδομών που είναι απαραίτητες για την απόσυρσή του από τους υδροφορείς και τους ποταμούς.
Ένα από τα κύρια προβλήματα είναι η ρύπανσηγλυκό νερό, μειώνοντας σημαντικά τα διαθέσιμα αποθέματα. Αυτή η ρύπανση διευκολύνεται από βιομηχανικές εκπομπές και απορροή, απορροή λιπασμάτων από τα χωράφια και τη διείσδυση θαλασσινού νερού σε παράκτιες ζώνες σε υδροφορείς λόγω άντλησης υπόγειων υδάτων.
Πώς μολύνεται το γλυκό νερό
- Οι ρύποι εισέρχονται στο γλυκό νερό με διάφορους τρόπους: μέσω ατυχημάτων, σκόπιμης απόρριψης αποβλήτων, διαρροών και διαρροών.
- Η μεγαλύτερη πιθανή πηγή ρύπανσης είναιαγροκτήματα που καταλαμβάνουν σχεδόν το 80% της γης στην Αγγλία και την Ουαλία. Μερικά από την ακατέργαστη ζωική κοπριά που καλύπτει το έδαφος εισέρχεται σε πηγές γλυκού νερού
- Επιπλέον, οι αγρότες στην Αγγλία και την ΟυαλίαΕφαρμόζουν 2,5 εκατομμύρια τόνους αζώτου, φωσφόρου και καλίου στο έδαφος και μερικά από αυτά τα λιπάσματα καταλήγουν σε γλυκό νερό. Μερικές από αυτές είναι ανθεκτικές οργανικές ενώσεις που εισέρχονται στην τροφική αλυσίδα και προκαλούν περιβαλλοντικά προβλήματα. Το Ηνωμένο Βασίλειο καταργεί σταδιακά την παραγωγή ενώσεων οργανοχλωρίου που παράγονται σε μεγάλες ποσότητες τη δεκαετία του 1950.
- Μια αυξανόμενη απειλή για τις δεξαμενές γλυκού νερού δημιουργείται από τα λύματα που απορρίπτονται από τις ιχθυοκαλλιέργειες, λόγω της ευρείας χρήσης φαρμακευτικών προϊόντων για την καταπολέμηση των ασθενειών των ψαριών.
- Ταχεία ρύπανση των υπόγειων υδάτων γύρω από τις πόλεις. Η πηγή είναι ο αυξανόμενος αριθμός μολυσμένων φρεατίων λόγω ακατάλληλης λειτουργίας.
- Δασοκομία και ανοικτή αποστράγγιση - πηγέςμεγάλη ποσότητα ουσιών που εισέρχονται στο γλυκό νερό, κυρίως σίδηρος, αλουμίνιο και κάδμιο. Με την ανάπτυξη των δέντρων, η οξύτητα του δασικού εδάφους αυξάνεται και οι καταρρακτώδεις βροχές σχηματίζουν πολύ όξινες απορροές που είναι επιζήμιες για την άγρια ζωή.
- Ειδικά ατμοσφαιρική ρύπανση του γλυκού νερούεπιβλαβής. Υπάρχουν δύο τύποι τέτοιων ρύπων: χονδροειδής διασπορά (στάχτη, αιθάλη, σκόνη και υγρά σταγονίδια) και αέρια (διοξείδιο του θείου και διοξείδιο του αζώτου). Όλα είναι προϊόντα βιομηχανικής ή γεωργικής δραστηριότητας. Όταν αυτά τα αέρια συνδυάζονται με νερό σε σταγόνα βροχής, σχηματίζονται συμπυκνωμένα οξέα - θειικό και νιτρικό.
Παγκόσμια ρύπανση των υδάτινων σωμάτων
- Οικολογικές καταστροφές. Όλες οι σοβαρές περιπτώσεις ρύπανσης των ωκεανών σχετίζονται με πετρέλαιο. Ως αποτέλεσμα της διαδεδομένης πρακτικής του πλυσίματος των αποθεμάτων δεξαμενόπλοιων, από 8 έως 20 εκατομμύρια βαρέλια πετρελαίου απορρίπτονται σκόπιμα στον ωκεανό κάθε χρόνο. Σε ιζήματα με εύκρατο κλίμα, οι επιπτώσεις των πετρελαιοκηλίδων μπορούν να παρατηρηθούν για περισσότερο από 9 μήνες. Σε συνθήκες Αρκτικής, το λάδι διαρκεί πολύ περισσότερο.
- Λυμάτων. Σε μικρές ποσότητες εμπλουτίζουν το νερό και προάγουν την ανάπτυξη φυτών και ψαριών και σε μεγάλες ποσότητες καταστρέφουν τα οικοσυστήματα. Σε δύο από τους μεγαλύτερους χώρους διάθεσης λυμάτων στον κόσμο - το Λος Άντζελες (ΗΠΑ) και τη Μασσαλία (Γαλλία) - ειδικοί καθαρίζουν τα μολυσμένα νερά για περισσότερες από δύο δεκαετίες. Οι δορυφορικές εικόνες δείχνουν ξεκάθαρα τη διασπορά των λυμάτων που απορρίπτονται από τις πολλαπλές εξάτμισης. Υποβρύχια μαγνητοσκόπηση υποδηλώνει μαζικό θάνατο θαλάσσιων οργανισμών.
- Μέταλλα και χημικά. Οι επικίνδυνες χημικές ουσίες που μπορούν να διαταράξουν την οικολογική ισορροπία περιλαμβάνουν βαρέα μέταλλα όπως το κάδμιο, το νικέλιο, το αρσενικό, ο χαλκός, ο μόλυβδος, ο ψευδάργυρος και το χρώμιο. Υπολογίζεται ότι έως και 50.000 τόνοι από αυτά τα μέταλλα απορρίπτονται ετησίως μόνο στη Βόρεια Θάλασσα. Ακόμη πιο ανησυχητικά είναι τα φυτοφάρμακα —αλδρίνη, διελτρίνη και εντρίνη— που συσσωρεύονται στον ζωικό ιστό. Οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις της χρήσης τέτοιων χημικών δεν είναι ακόμη γνωστές.
- Επιπτώσεις στα οικοσυστήματα. Όλοι οι ωκεανοί επηρεάζονται από τη ρύπανση, αλλά τα παράκτια ύδατα είναι πιο μολυσμένα από ό,τι στον ανοιχτό ωκεανό λόγω του πολύ μεγαλύτερου αριθμού πηγών ρύπανσης: από τις παράκτιες βιομηχανικές εγκαταστάσεις έως τη μεγάλη ναυτιλιακή κίνηση. Σε όλη την Ευρώπη και στα ανοιχτά της ανατολικής ακτής της Βόρειας Αμερικής, οι ρηχές υφαλοκρηπίδες φιλοξενούν κλουβιά για στρείδια, μύδια και ψάρια που είναι ευάλωτα σε τοξικά βακτήρια, φύκια και ρύπους.
- Ανθοφορία. Οι καταναλωτές πρώτης τάξης δεν μπορούν να αντιμετωπίσουν την εκρηκτική ανάπτυξη της βιομάζας φυτοπλαγκτού, με αποτέλεσμα τα περισσότερα από αυτά να μην χρησιμοποιούνται σε τροφικές αλυσίδες και απλώς να πεθαίνουν, βυθίζοντας στον πάτο. Κατά την αποσύνθεση της οργανικής ύλης του νεκρού φυτοπλαγκτού, τα βακτήρια του βυθού χρησιμοποιούν συχνά όλο το οξυγόνο που είναι διαλυμένο στο νερό, το οποίο μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό μιας υποξικής ζώνης (με περιεκτικότητα σε οξυγόνο ανεπαρκή για αερόβιους οργανισμούς). Τέτοιες ζώνες οδηγούν σε μείωση της βιοποικιλότητας και της βιομάζας των αερόβιων βένθων.
- Ρύπανση από πλαστικά απόβλητα. Συσσωρεύσεις πλαστικών απορριμμάτων σχηματίζουν ειδικά μπαλώματα σκουπιδιών στον Παγκόσμιο Ωκεανό υπό την επίδραση των ρευμάτων. Υπάρχουν επί του παρόντος πέντε γνωστές μεγάλες συστάδες μπαλωμάτων σκουπιδιών - δύο στον Ειρηνικό και στον Ατλαντικό ωκεανό το καθένα και ένα στον Ινδικό Ωκεανό. Αυτοί οι γύροι απορριμμάτων αποτελούνται κυρίως από πλαστικά απόβλητα που παράγονται από απορρίψεις από πυκνοκατοικημένες παράκτιες περιοχές των ηπείρων.
Πώς διανέμονται οι υδάτινοι πόροι στον κόσμο
Περίπου το ένα τρίτο όλων των αποθεμάτων είναι φρέσκοτου νερού συγκεντρώνεται στη Νότια Αμερική, το ένα τέταρτο είναι στην Ασία, και οι χώρες του μετα-σοβιετικού διαστήματος αντιπροσωπεύουν λίγο περισσότερο από το 20%. Και μόνο το 2% περίπου διανέμεται στη Μέση Ανατολή και τη Βόρεια Αφρική.
Οι μεγαλύτεροι καταναλωτές γλυκού νερούθεωρούνται Ινδία, Κίνα, ΗΠΑ, Πακιστάν, Ιαπωνία, Ταϊλάνδη, Ινδονησία, Μπαγκλαντές, Μεξικό και Ρωσία. Ταυτόχρονα, παρατηρείται ιδιαίτερα οξεία έλλειψη πόσιμου νερού στην Κίνα, την Ινδία και σε ολόκληρη την Αφρική.
Εκτός από την έλλειψη γλυκού νερού, υπάρχει και ένα άλλοτο πραγματικό πρόβλημα είναι η ποιότητά του. Η υποβάθμισή του εξαρτάται άμεσα από το αυξημένο επίπεδο περιβαλλοντικής ρύπανσης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, αυτό οφείλεται σε ανθρώπινες δραστηριότητες και υπερπληθυσμό.
Πώς να φιλτράρετε νερό ώστε να μην είναι επικίνδυνο
Απαιτείται καθαρό πόσιμο νερόείναι αδύνατο. Από την άποψη ενός χημικού, το καθαρό νερό είναι ένα απόσταγμα απαλλαγμένο από όλες τις ακαθαρσίες και τους μικροοργανισμούς. Για τον μικροβιολόγο, το καθαρό νερό είναι το ιδανικό περιβάλλον για τα βακτήρια. Για εμάς, το καθαρό νερό είναι ένα υγρό εμπλουτισμένο με μέταλλα, το οποίο μπορεί να πίνεται καθημερινά χωρίς κίνδυνο για την υγεία.
Σήμερα δεν υπάρχει ούτε έναμια καθολική μέθοδος καθαρισμού γλυκού νερού - η επιλογή της εξαρτάται από τη σύνθεση του νερού, τις απαιτήσεις για αυτό και το εύρος της περαιτέρω χρήσης. Για παράδειγμα, υπάρχουν συστήματα όζοντος, οσμωτικού, διήθησης και ιονικού καθαρισμού, καθένα από τα οποία έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Η πιο πολλά υποσχόμενη τεχνολογία είναι μέχρι στιγμήςνανοδιήθηση. Αυτή η μέθοδος θα εξαλείψει αποτελεσματικά ακόμη και τις ακαθαρσίες που περιέχουν οργανικά αλογόνα και χλώριο στο νερό χωρίς τη χρήση επιθετικών αντιδραστηρίων. Η νανοδιήθηση χρησιμοποιείται στην Ολλανδία, τις ΗΠΑ και τη Γαλλία. Αυτή η μέθοδος είναι μια από τις πιο ακριβές, επομένως δεν χρησιμοποιείται ευρέως. Ακόμη και σε χώρες όπου χρησιμοποιείται η τεχνολογία νανοδιήθησης, το κάνουν μόνο για καθαρισμό νερού με ειδικό σκοπό.
Μέθοδοι φιλτραρίσματος νερού του μέλλοντος
- Νανοΐνες
Κορεάτες ερευνητές παρουσίασαν μια νέατεχνολογία που κάνει το θαλασσινό νερό πόσιμο μέσα σε λίγα λεπτά. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν μια διαδικασία απόσταξης με μεμβράνη, η οποία κατέστησε δυνατή την επίτευξη 99,9% καθαρισμού του νερού από το αλάτι. Είναι βέβαιοι ότι η λύση θα αμβλύνει την κρίση του πόσιμου νερού που επιδεινώθηκε από την κλιματική αλλαγή.
Μια νέα μελέτη αναφέρει πώςκαθαρισμός θαλασσινού νερού χρησιμοποιώντας μεμβράνη νανοϊνών ως φίλτρο αλατιού. Αν και οι επιστήμονες είχαν χρησιμοποιήσει προηγουμένως απόσταξη με μεμβράνη, αντιμετώπισαν ένα πρόβλημα που επιβράδυνε τη διαδικασία. Εάν η μεμβράνη βρέχτηκε πολύ ή πλημμύριζε με νερό, δεν μπορούσε πλέον να διαχωρίσει το αλάτι.
Επομένως, οι επιστήμονες έπρεπε να περιμένουν να στεγνώσει η μεμβράνη ή να βρουν πρόσθετες λύσεις, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας πεπιεσμένο αέρα για να απελευθερώσουν παγιδευμένο νερό από τους πόρους.
- Τελευταίες εγκαταστάσεις αφαλάτωσης
Εξερευνητές από το Dalian MarineΤα πανεπιστήμια στην Κίνα έχουν αναπτύξει ένα νέο εργοστάσιο αφαλάτωσης που μπορεί να επιπλέει στην επιφάνεια του θαλασσινού νερού, να απορροφά αποτελεσματικά την ηλιακή ενέργεια και να χρησιμοποιεί αυτήν τη θερμότητα για την εξάτμιση του νερού.
Το ίδιο το μπλοκ αποτελείται από τρία στρώματα:το κύριο μέρος είναι αφρός πολυαιθυλενίου, που το βοηθά να επιπλέει και λειτουργεί ως θερμομονωτικό. Το εξωτερικό του αφρού είναι τυλιγμένο σε ειδικό χαρτί - ένα απορροφητικό υλικό που χρησιμοποιείται στις πάνες μιας χρήσης. Εκτρέπει το νερό στην επιφάνεια.
Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η συσκευή καταφέρνει να αποφύγει ένα σοβαρό σφάλμα - μόλυνση λόγω συσσώρευσης αλάτων στην επιφάνεια. Με την πάροδο του χρόνου, αυτό μειώνει την αποτελεσματικότητά του.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών, η ομάδα βρήκε αυτό το αλατούχο διάλυμακανένα στρώμα δεν έχει σχηματιστεί. Αυτό δείχνει ότι ειδικοί πόροι στην επικάλυψη του μπλοκ στραγγίζουν το αλάτι και το απορρίπτουν ξανά στο θαλασσινό νερό. Ένα άλλο όφελος, είπε η ομάδα, είναι ότι το χαρτί μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί περισσότερες από 30 φορές.
- Καταλύτης νανοσωματιδίων χρυσού παλλαδίου
Οι χημικοί στο Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ δημιούργησαν καταλύτη για την απολύμανση στιγμιαίου νερού που βασίζεται σε σωματίδια παλλαδίου και χρυσού.
Οι συγγραφείς του έργου ανακάλυψαν ότι στην πορείαΗ σύνθεση του H2O2 παράγει πολλά άλλα μόρια που περιέχουν οξυγόνο, τα οποία αλληλεπιδρούν με τα μικρόβια δεκάδες και εκατοντάδες εκατομμύρια φορές πιο ενεργά από το υπεροξείδιο και το λευκαντικό.
Ένα παρόμοιο επίπεδο βακτηριοκτόνου δράσης αυτών των ενώσεων,Όπως σημειώνεται από τους Hutchins και τους συναδέλφους του, επιτρέπει σχεδόν άμεσο καθαρισμό νερού από μικρόβια, σπόρια και άλλους οργανικούς ρύπους που μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την ανθρώπινη υγεία.
- Εύκαμπτη μεμβράνη
Οι χημικοί στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ βρήκαν έναν τρόπο να διευκολύνουν την απομάκρυνση τοξικών μετάλλων όπως ο υδράργυρος και το βόριο από το νερό.
Μια νέα μέθοδος με βάση τη μεμβράνη αφαιρεί σχεδόν το 100%τοξικά μέταλλα και απελευθερώνει πολύτιμα μέταλλα για μελλοντική χρήση ή απόρριψη. Σύμφωνα με τους συγγραφείς, η μεμβράνη ενσωματώνεται εύκολα στα τρέχοντα συστήματα επεξεργασίας νερού.
Υπό ανάπτυξη, χημικοί από την ΚαλιφόρνιαΤο Πανεπιστήμιο του Μπέρκλεϋ έχει συνθέσει εύκαμπτες μεμβράνες πολυμερούς με νανοσωματίδια που μπορούν να συντονιστούν ώστε να απορροφούν συγκεκριμένα μεταλλικά ιόντα, όπως χρυσό ή ουράνιο.
Η μεμβράνη μπορεί να συντονιστεί σε έναν συγκεκριμένο τύπο σωματιδίων που θα απορροφήσει.
- Φίλτρα ξύλου
Οι επιστήμονες στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης χρησιμοποίησαν το ξυλόφυλλο μη ανθισμένων δέντρων για να δημιουργήσουν ένα φίλτρο πόσιμου νερού από φυσικά υλικά.
Έκαναν νέα φίλτρα xylem πουφιλτράρετε παθογόνα όπως το E. coli και τον ροταϊό Οι εργαστηριακές δοκιμές επιβεβαίωσαν ότι η ανάπτυξή τους απομακρύνει τα βακτήρια από μολυσμένες πηγές και υπόγεια ύδατα. Οι επιστήμονες έχουν επίσης αναπτύξει απλές μεθόδους για την παράταση της διάρκειας ζωής των φίλτρων. Ως αποτέλεσμα, οι ξύλινοι δίσκοι μπορούν να καθαρίσουν το νερό για τουλάχιστον δύο χρόνια.
Συνέπειες της λειψυδρίας
Η έλλειψη καθαρού νερού αναγκάζει τους ανθρώπουςχρησιμοποιήστε νερό από μη ασφαλείς πηγές για πόση, γεγονός που σχετίζεται με αυξημένο κίνδυνο βλάβης στην υγεία. Η κατανάλωση μολυσμένου γλυκού νερού οδηγεί σε επιδείνωση των συνθηκών διαβίωσης και στην ανάπτυξη σοβαρών ασθενειών, συμπεριλαμβανομένου του θανάτου.
Λόγω της έλλειψης νερού, υπάρχει πρακτική αποθήκευσηςνερό στα σπίτια, το οποίο μπορεί να αυξήσει σημαντικά τον κίνδυνο ρύπανσης και να δημιουργήσει ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη επιβλαβών βακτηρίων. Η υγιεινή είναι επίσης ένα σοβαρό πρόβλημα: οι άνθρωποι δεν μπορούν να πλένονται σωστά, να πλένουν ρούχα και να διατηρούν τα σπίτια τους καθαρά.
Εάν δεν ληφθούν μέτρα, τότε μέχρι το 2030 σχεδόν 5 δισεκατομμύρια άνθρωποι - περίπου το 67% του πληθυσμού του πλανήτη - θα παραμείνουν χωρίς ικανοποιητικό καθαρισμό του νερού.
Σήμερα, για κάθε κάτοικο της Γης υπάρχουν περίπου750 m³ ανά έτος γλυκού νερού, μέχρι το 2050 η ποσότητα αυτή θα μειωθεί στα 450 m³. Έως και το 80% των χωρών του κόσμου θα βρεθούν σε μια περιοχή που, σύμφωνα με την ταξινόμηση του ΟΗΕ, ταξινομείται κάτω από τη γραμμή λειψυδρίας.
Μόνο στην Αφρική, έως το 2020, λόγω της κλιματικής αλλαγής, μεταξύ 75 και 250 εκατομμυρίων ανθρώπων θα βρεθούν σε μια τέτοια κατάσταση. Η έλλειψη νερού σε περιοχές ερήμου και ημι-ερήμου θα προκαλέσει εντατική μετανάστευση του πληθυσμού.
Το μεγαλύτερο μέρος της Ινδίας πάσχει ήδη από την έλλειψη πόσιμου νερού.
Διαβάστε περισσότερα:
Ένας κάτοικος της Τουρκίας βρήκε κατά λάθος ίχνη άγνωστου πολιτισμού στην αυλή του σπιτιού
Πώς ξέσπασε μια υποβρύχια πυρκαγιά στον Κόλπο του Μεξικού και σε τι θα μπορούσε να οδηγήσει αυτό
Τα δεδομένα από κατασκοπευτικούς δορυφόρους βοήθησαν στην εύρεση της αιτίας της τήξης των παγετώνων στην Ασία