¿Por qué puede haber escasez de agua dulce?
La escasez de agua potable está vinculada a los impactos del cambio
Según las estadísticas, casi una quinta parte del mundode la población vive en zonas donde hay una grave escasez de agua potable. Además, 1/4 de la población vive en países en desarrollo, que están experimentando escasez de agua debido a la falta de infraestructura necesaria para su extracción de acuíferos y ríos.
Uno de los principales problemas es la contaminación.agua dulce, reduciendo significativamente las reservas disponibles. Esta contaminación se ve facilitada por las emisiones industriales y la escorrentía, la escorrentía de fertilizantes de los campos y la penetración de agua salada en las zonas costeras en los acuíferos debido al bombeo de aguas subterráneas.
Cómo se contamina el agua dulce
- Los contaminantes ingresan al agua dulce de diversas formas: a través de accidentes, eliminación deliberada de desechos, derrames y fugas.
- La mayor fuente potencial de contaminación esgranjas que ocupan casi el 80% de la tierra en Inglaterra y Gales. Parte del estiércol animal sin tratar que cubre el suelo ingresa a fuentes de agua dulce.
- Además, los agricultores de Inglaterra y GalesSe introducen en el suelo 2,5 millones de toneladas de nitrógeno, fósforo y potasio, y algunos de estos fertilizantes terminan en agua dulce. Algunos de ellos son compuestos orgánicos persistentes que ingresan a la cadena alimentaria y causan problemas ambientales. El Reino Unido ahora está eliminando gradualmente la producción de compuestos organoclorados producidos en grandes cantidades en la década de 1950.
- Las aguas residuales vertidas por las piscifactorías representan una amenaza cada vez mayor para los cuerpos de agua dulce, debido al uso generalizado de productos farmacéuticos para combatir las enfermedades de los peces.
- Rápida contaminación de las aguas subterráneas alrededor de las ciudades. La fuente es el creciente número de pozos contaminados debido a un funcionamiento inadecuado.
- Silvicultura y drenaje abierto: fuentesuna gran cantidad de sustancias que ingresan al agua dulce, principalmente hierro, aluminio y cadmio. Con el crecimiento de los árboles, la acidez del suelo forestal aumenta y las lluvias torrenciales forman escorrentías muy ácidas que son perjudiciales para la vida silvestre.
- Contaminación atmosférica del agua dulce especialmenteperjudicial. Hay dos tipos de tales contaminantes: de dispersión gruesa (cenizas, hollín, polvo y gotitas de líquido) y gases (dióxido de azufre y dióxido de nitrógeno). Todos ellos son productos de la actividad industrial o agrícola. Cuando estos gases se combinan con el agua en una gota de lluvia, se forman ácidos concentrados: sulfúrico y nítrico.
Contaminación global de cuerpos de agua
- Desastres ecológicos. Todos los casos graves de contaminación de los océanos están asociados con el petróleo. Como resultado de la práctica generalizada de lavar las bodegas de los petroleros, cada año se vierten deliberadamente al océano entre 8 y 20 millones de barriles de petróleo. En sedimentos de clima templado, los efectos de los derrames de petróleo se pueden observar durante más de 9 meses. En condiciones árticas, el petróleo dura mucho más.
- Aguas residuales. En pequeñas cantidades enriquecen el agua y promueven el crecimiento de plantas y peces, y en grandes cantidades destruyen los ecosistemas. En dos de los vertederos de aguas residuales más grandes del mundo, Los Ángeles (EE.UU.) y Marsella (Francia), los especialistas llevan más de dos décadas limpiando el agua contaminada. Las imágenes de satélite muestran claramente la dispersión de las aguas residuales vertidas por los colectores de escape. Filmaciones submarinas indican muerte masiva de organismos marinos.
- Metales y productos químicos. Las sustancias químicas peligrosas que pueden alterar el equilibrio ecológico incluyen metales pesados como cadmio, níquel, arsénico, cobre, plomo, zinc y cromo. Se estima que sólo en el Mar del Norte se vierten anualmente hasta 50.000 toneladas de estos metales. Aún más alarmantes son los pesticidas (aldrín, dieldrín y endrín) que se acumulan en los tejidos animales. Aún no se conocen los efectos a largo plazo del uso de dichos productos químicos.
- Impacto en los ecosistemas. Todos los océanos se ven afectados por la contaminación, pero las aguas costeras están más contaminadas que en mar abierto debido a un número mucho mayor de fuentes de contaminación: desde instalaciones industriales costeras hasta el tráfico marítimo pesado. En toda Europa y frente a la costa oriental de América del Norte, las plataformas continentales poco profundas albergan jaulas para ostras, mejillones y peces que son vulnerables a bacterias tóxicas, algas y contaminantes.
- Agua de floración. Los consumidores de primer orden no pueden hacer frente al crecimiento explosivo de la biomasa de fitoplancton, por lo que la mayoría de ellos no se utilizan en las cadenas alimentarias y simplemente mueren, hundiéndose hasta el fondo. Al descomponer la materia orgánica del fitoplancton muerto, las bacterias del fondo suelen utilizar todo el oxígeno disuelto en el agua, lo que puede provocar la formación de una zona hipóxica (con un contenido de oxígeno insuficiente para los organismos aeróbicos). Estas zonas conducen a una reducción de la biodiversidad y la biomasa del bentos aeróbico.
- Contaminación por residuos plásticos. Las acumulaciones de desechos plásticos forman manchas especiales de basura en el Océano Mundial bajo la influencia de las corrientes. Actualmente se conocen cinco grandes grupos de parches de basura: dos en los océanos Pacífico y Atlántico, y uno en el Océano Índico. Estos remolinos de residuos se componen principalmente de residuos plásticos generados por vertidos de zonas costeras densamente pobladas de los continentes.
Cómo se distribuyen los recursos hídricos del mundo
Aproximadamente un tercio de todas las existencias son frescasdel agua se concentra en América del Sur, una cuarta parte en Asia, y los países del espacio postsoviético representan un poco más del 20%. Y solo alrededor del 2% se distribuye a Oriente Medio y África del Norte.
Los mayores consumidores de agua dulceconsideraron India, China, Estados Unidos, Pakistán, Japón, Tailandia, Indonesia, Bangladesh, México y Rusia. Al mismo tiempo, se observa una escasez particularmente aguda de agua potable en China, India y en toda África.
Además de la falta de agua dulce, hay otrael problema real es su calidad. Su deterioro depende directamente del mayor nivel de contaminación ambiental. En la mayoría de los casos, esto se debe a las actividades humanas y la superpoblación.
Cómo filtrar el agua para que no sea peligrosa
El agua potable pura, estrictamente hablando, se llamaestá prohibido. Desde el punto de vista de un químico, el agua pura es un destilado libre de impurezas y microorganismos. Para el microbiólogo, el agua limpia es el entorno ideal para las bacterias. Para nosotros, el agua pura es un líquido enriquecido con minerales, que se puede beber a diario sin riesgo para la salud.
Hoy no hay un soloun método universal para purificar agua dulce: su elección depende de la composición del agua, los requisitos y el alcance de su uso posterior. Por ejemplo, existen sistemas de ozono, osmóticos, de filtración y de purificación iónica, cada uno de los cuales tiene sus pros y sus contras.
La tecnología más prometedora hasta ahora esnanofiltración. Este método eliminará eficazmente incluso las impurezas orgánicas de halógeno y que contienen cloro en el agua sin el uso de reactivos agresivos. La nanofiltración se utiliza en Holanda, Estados Unidos y Francia. Este método es uno de los más caros, por lo que no se utiliza mucho. Incluso en países donde se usa tecnología de nanofiltración, lo hacen solo para purificar agua con un propósito especial.
Métodos de filtración de agua del futuro
- Nanofibra
Investigadores coreanos han presentado un nuevoTecnología que potabiliza el agua de mar en pocos minutos. Los científicos utilizaron un proceso de destilación por membrana que permitió purificar el agua a partir de sal en un 99,9%. Confían en que la solución aliviará la crisis del agua potable, agravada por el cambio climático.
Un nuevo estudio detalla cómoPurificación de agua de mar utilizando una membrana de nanofibras como filtro de sal. Aunque los científicos habían utilizado la destilación por membrana antes, encontraron un problema que ralentizó el proceso. Si la membrana se mojaba demasiado o se inundaba de agua, ya no podía separar la sal.
Por lo tanto, los científicos tuvieron que esperar a que se seque la membrana o encontrar soluciones adicionales, por ejemplo, usando aire presurizado para liberar el agua atrapada en los poros.
- Últimas desaladoras
Exploradores de la Marina de DalianLas universidades de China han desarrollado una nueva planta de desalinización que puede flotar en la superficie del agua de mar, absorber eficientemente la energía solar y utilizar ese calor para evaporar el agua.
El bloque en sí consta de tres capas:la parte principal es espuma de polietileno, que le ayuda a flotar y actúa como aislante térmico. El exterior de la espuma está envuelto en papel especial, un material absorbente que se utiliza en los pañales desechables. Desvía el agua hacia la superficie.
Es importante señalar que el dispositivo logra evitar un error grave: la contaminación debido a la acumulación de sales en la superficie. Con el tiempo, esto reduce su eficacia.
Durante las pruebas, el equipo descubrió que la solución salinano se ha formado ninguna capa. Esto indica que unos poros especiales en el revestimiento del bloque drenan la sal y la vuelcan al agua de mar. Otro beneficio, dijo el equipo, es que el material de papel se puede reutilizar más de 30 veces.
- Catalizador de nanopartículas de oro paladio
Los químicos de la Universidad de Cardiff han creado un catalizador para la desinfección instantánea del agua a base de paladio y partículas de oro.
Los autores del trabajo descubrieron que en el procesoLa síntesis de H2O2 produce muchas otras moléculas que contienen oxígeno, que interactúan con los microbios decenas y cientos de millones de veces más activamente que el peróxido y la lejía.
Un nivel similar de actividad bactericida de estos compuestos,como lo señalaron Hutchins y sus colegas, permite la purificación del agua casi instantánea de microbios, esporas y otros contaminantes orgánicos que pueden afectar negativamente la salud humana.
- Membrana flexible
Los químicos de la Universidad de California en Berkeley han encontrado una manera de facilitar la eliminación de metales tóxicos como el mercurio y el boro del agua.
Un nuevo método basado en membranas elimina casi el 100%metales tóxicos y libera metales valiosos para su uso o eliminación posterior. Según los autores, la membrana es fácil de integrar en los sistemas de tratamiento de agua actuales.
En desarrollo, químicos de CaliforniaLa Universidad de Berkeley ha sintetizado membranas poliméricas flexibles con nanopartículas que pueden ajustarse para absorber iones metálicos específicos, como el oro o el uranio.
La membrana se puede ajustar a un tipo específico de partículas que absorberá.
- Filtros de madera
Los científicos del Instituto de Tecnología de Massachusetts utilizaron la albura de los árboles que no florecen para crear un filtro para el agua potable a partir de materiales naturales.
Hicieron nuevos filtros de xilema quefiltrar patógenos como E. coli y rotavirus. Las pruebas de laboratorio han confirmado que su desarrollo elimina las bacterias de manantiales y aguas subterráneas contaminados. Los científicos también han desarrollado métodos simples para extender la vida útil de los filtros. Como resultado, los discos de madera pueden purificar el agua durante al menos dos años.
Consecuencias de la escasez de agua
La falta de agua potable obliga a la genteutilizar agua de fuentes inseguras para beber, lo que se asocia con un mayor riesgo de daños a la salud. El consumo de agua dulce contaminada provoca el deterioro de las condiciones de vida y el desarrollo de enfermedades graves, incluida la muerte.
Debido a la falta de agua, existe la práctica de almacenaragua en los hogares, lo que puede aumentar significativamente el riesgo de contaminación y crear condiciones favorables para el crecimiento de bacterias dañinas. La higiene también es un problema grave: las personas no pueden lavarse adecuadamente, lavar la ropa y mantener limpias sus casas.
Si no se toman medidas, en 2030 casi 5 mil millones de personas (alrededor del 67% de la población del planeta) seguirán sin una purificación satisfactoria del agua.
Hoy en día, por cada habitante de la Tierra hay aproximadamente750 m³ por año de agua dulce, para 2050 esta cantidad se reducirá a 450 m³. Hasta el 80% de los países del mundo se encontrarán en una zona que, según la clasificación de la ONU, se encuentra por debajo del umbral de escasez de agua.
Solo en África, para 2020, debido al cambio climático, entre 75 y 250 millones de personas se encontrarán en tal situación. La falta de agua en las regiones desérticas y semidesérticas provocará una intensa migración de la población.
La mayor parte de la India ya sufre la falta de agua potable.
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