Pourquoi peut-il y avoir une pénurie d'eau douce?
Pénuries d’eau potable liées aux impacts du changement
Selon les statistiques, près d'1/5 du mondede la population vit dans des zones où il y a une grave pénurie d'eau potable. De plus, 1/4 de la population vit dans les pays en développement, qui connaissent des pénuries d'eau en raison du manque d'infrastructures nécessaires à son prélèvement des aquifères et des rivières.
L'un des principaux problèmes est la pollutionl'eau douce, réduisant considérablement les réserves disponibles. Cette pollution est facilitée par les émissions et les ruissellements industriels, le ruissellement des engrais des champs et la pénétration de l'eau salée des zones côtières dans les aquifères due au pompage des eaux souterraines.
Comment l'eau douce est polluée
- Les polluants pénètrent dans l'eau douce de diverses manières : par le biais d'accidents, d'élimination délibérée des déchets, de déversements et de fuites.
- La plus grande source potentielle de pollution estfermes qui occupent près de 80 % des terres en Angleterre et au Pays de Galles. Une partie du fumier animal non traité qui recouvre le sol pénètre dans les sources d'eau douce.
- De plus, les agriculteurs d'Angleterre et du Pays de Gallesils appliquent 2,5 millions de tonnes d'azote, de phosphore et de potassium au sol, et certains de ces engrais se retrouvent dans l'eau douce. Certains d'entre eux sont des composés organiques persistants qui entrent dans la chaîne alimentaire et causent des problèmes environnementaux. Le Royaume-Uni supprime désormais progressivement la production de composés organochlorés produits en grande quantité dans les années 1950.
- Une menace croissante pour les réservoirs d'eau douce est posée par les eaux usées rejetées par les fermes piscicoles, en raison de leur utilisation généralisée de produits pharmaceutiques pour lutter contre les maladies des poissons.
- Pollution rapide des eaux souterraines autour des villes. La source est le nombre croissant de puits contaminés en raison d'un mauvais fonctionnement.
- Foresterie et drainage à ciel ouvert - sourcesune grande quantité de substances entrant dans l'eau douce, principalement le fer, l'aluminium et le cadmium. Avec la croissance des arbres, l'acidité du sol forestier augmente, et les pluies torrentielles forment des ruissellements très acides qui sont préjudiciables à la faune.
- Pollution atmosphérique de l'eau douce en particulierpréjudiciable. Il existe deux types de polluants de ce type : les polluants grossièrement dispersés (cendres, suies, poussières et gouttelettes liquides) et les gaz (dioxyde de soufre et dioxyde d'azote). Tous sont des produits de l'activité industrielle ou agricole. Lorsque ces gaz se combinent avec de l'eau dans une goutte de pluie, des acides concentrés se forment - sulfurique et nitrique.
Pollution globale des plans d'eau
- Catastrophes écologiques. Tous les cas graves de pollution des océans sont associés au pétrole. En raison de la pratique généralisée du lavage des cales des pétroliers, entre 8 et 20 millions de barils de pétrole sont délibérément déversés dans l’océan chaque année. Dans les sédiments de climat tempéré, les effets des marées noires peuvent être observés pendant plus de 9 mois. Dans les conditions arctiques, le pétrole dure beaucoup plus longtemps.
- Eaux usées. En petites quantités, ils enrichissent l'eau et favorisent la croissance des plantes et des poissons, et en grandes quantités, ils détruisent les écosystèmes. Dans deux des plus grands sites d'épuration des eaux usées du monde - Los Angeles (États-Unis) et Marseille (France) - des spécialistes nettoient les eaux polluées depuis plus de deux décennies. Les images satellites montrent clairement l'épandage des eaux usées rejetées par les collecteurs d'échappement. Des tournages sous-marins indiquent une mort massive d'organismes marins.
- Métaux et produits chimiques. Les produits chimiques dangereux susceptibles de perturber l'équilibre écologique comprennent les métaux lourds tels que le cadmium, le nickel, l'arsenic, le cuivre, le plomb, le zinc et le chrome. On estime que jusqu’à 50 000 tonnes de ces métaux sont déversées chaque année dans la seule mer du Nord. Les pesticides – l’aldrine, la dieldrine et l’endrine – qui s’accumulent dans les tissus animaux sont encore plus alarmants. Les effets à long terme de l’utilisation de ces produits chimiques ne sont pas encore connus.
- Impact sur les écosystèmes. Tous les océans sont touchés par la pollution, mais les eaux côtières sont plus polluées que celles du large en raison d'un nombre beaucoup plus important de sources de pollution : des installations industrielles côtières au trafic maritime intense. En Europe et au large de la côte est de l’Amérique du Nord, les plateaux continentaux peu profonds abritent des cages pour les huîtres, les moules et les poissons vulnérables aux bactéries toxiques, aux algues et aux polluants.
- Eau fleurie. Les consommateurs de premier ordre ne peuvent pas faire face à la croissance explosive de la biomasse phytoplanctonique, de sorte que la plupart d'entre eux ne sont pas utilisés dans les chaînes alimentaires et meurent tout simplement et coulent au fond. Lors de la décomposition de la matière organique du phytoplancton mort, les bactéries du fond utilisent souvent tout l'oxygène dissous dans l'eau, ce qui peut conduire à la formation d'une zone hypoxique (avec une teneur en oxygène insuffisante pour les organismes aérobies). De telles zones entraînent une réduction de la biodiversité et de la biomasse du benthos aérobie.
- Pollution due aux déchets plastiques. Les accumulations de déchets plastiques forment des plaques de déchets spéciales dans l'océan mondial sous l'influence des courants. Il existe actuellement cinq grands groupes de dépôts de déchets connus : deux dans les océans Pacifique et Atlantique, et un dans l'océan Indien. Ces gyres de déchets sont principalement constitués de déchets plastiques générés par les rejets des zones côtières densément peuplées des continents.
Comment se répartissent les ressources en eau du monde
Environ un tiers de tous les stocks sont fraisde l'eau se concentre en Amérique du Sud, un quart en Asie, et les pays de l'espace post-soviétique en représentent un peu plus de 20 %. Et seulement 2% environ sont distribués au Moyen-Orient et en Afrique du Nord.
Les plus gros consommateurs d'eau doucepris en compte l'Inde, la Chine, les États-Unis, le Pakistan, le Japon, la Thaïlande, l'Indonésie, le Bangladesh, le Mexique et la Russie. Dans le même temps, une pénurie d'eau potable particulièrement aiguë est observée en Chine, en Inde et dans toute l'Afrique.
En plus du manque d'eau douce, il y a un autrele vrai problème est sa qualité. Sa détérioration dépend directement de l'augmentation du niveau de pollution de l'environnement. Dans la plupart des cas, cela est dû aux activités humaines et à la surpopulation.
Comment filtrer l'eau pour qu'elle ne soit pas dangereuse
L'eau potable pure, à proprement parler, est appeléec'est impossible. Du point de vue du chimiste, l'eau pure est un distillat exempt de toutes impuretés et micro-organismes. Pour le microbiologiste, l'eau propre est l'environnement idéal pour les bactéries. Pour nous, l'eau pure est un liquide enrichi en minéraux, qui peut être bu quotidiennement sans risque pour la santé.
Aujourd'hui, il n'y a pas de célibataireune méthode universelle de purification de l'eau douce - son choix dépend de la composition de l'eau, de ses exigences et de la portée de son utilisation ultérieure. Par exemple, il existe des systèmes de purification à l'ozone, osmotique, de filtration et de purification ionique, chacun ayant ses propres avantages et inconvénients.
La technologie la plus prometteuse à ce jour estnanofiltration. Cette méthode éliminera efficacement même les impuretés organiques halogènes et contenant du chlore dans l'eau sans utiliser de réactifs agressifs. La nanofiltration est utilisée aux Pays-Bas, aux États-Unis et en France. Cette méthode est l'une des plus coûteuses, elle n'est donc pas largement utilisée. Même dans les pays où la technologie de nanofiltration est utilisée, ils ne le font que pour purifier l'eau dans un but particulier.
Les méthodes de filtration de l'eau du futur
- Nanofibre
Des chercheurs coréens ont présenté un nouveauune technologie qui rend l'eau de mer potable en quelques minutes. Les scientifiques ont utilisé un procédé de distillation membranaire, qui a permis d'obtenir une purification de l'eau du sel à 99,9 %. Ils sont convaincus que la solution atténuera la crise de l’eau potable aggravée par le changement climatique.
Une nouvelle étude détaille commentpurification de l'eau de mer à l'aide d'une membrane en nanofibres comme filtre à sel. Bien que les scientifiques aient déjà utilisé la distillation sur membrane, ils ont rencontré un problème qui ralentissait le processus. Si la membrane devenait trop humide ou inondée d’eau, elle ne pourrait plus séparer le sel.
Par conséquent, les scientifiques ont dû attendre que la membrane sèche ou proposer des solutions supplémentaires, par exemple en utilisant de l'air sous pression pour libérer l'eau piégée des pores.
- Dernières usines de dessalement
Explorateurs de la marine de DalianDes universités chinoises ont développé une nouvelle usine de dessalement qui peut flotter à la surface de l'eau de mer, absorber efficacement l'énergie solaire et utiliser cette chaleur pour évaporer l'eau.
Le bloc lui-même se compose de trois couches :la partie principale est en mousse de polyéthylène, qui l'aide à flotter et agit comme un isolant thermique. L'extérieur de la mousse est enveloppé dans du papier spécial, un matériau absorbant utilisé dans les couches jetables. Il détourne l'eau jusqu'à la surface.
Il est important de noter que l'appareil parvient à éviter une erreur grave : la contamination due à l'accumulation de sels à la surface. Au fil du temps, cela réduit son efficacité.
Au cours des tests, l'équipe a découvert que la solution salineaucune couche ne s'est formée. Cela indique que des pores spéciaux sur le revêtement du bloc drainent le sel et le rejettent dans l'eau de mer. Un autre avantage, selon l'équipe, est que le matériau en papier peut être réutilisé plus de 30 fois.
- Catalyseur de nanoparticules d'or palladium
Des chimistes de l'Université de Cardiff ont créé un catalyseur pour la désinfection instantanée de l'eau à base de palladium et de particules d'or.
Les auteurs de l'ouvrage ont découvert qu'au cours du processusLa synthèse de H2O2 produit de nombreuses autres molécules contenant de l'oxygène, qui interagissent avec les microbes des dizaines et des centaines de millions de fois plus activement que le peroxyde et l'eau de Javel.
Un niveau similaire d'activité bactéricide de ces composés,comme l'ont noté Hutchins et ses collègues, il permet une purification de l'eau presque instantanée des microbes, des spores et d'autres contaminants organiques qui peuvent affecter négativement la santé humaine.
- Membrane souple
Des chimistes de l'Université de Californie à Berkeley ont trouvé un moyen de faciliter l'élimination des métaux toxiques tels que le mercure et le bore de l'eau.
Une nouvelle méthode à base de membrane supprime presque 100%métaux toxiques et libère des métaux précieux pour une utilisation ultérieure ou une élimination Selon les auteurs, la membrane est facile à intégrer dans les systèmes actuels de traitement des eaux.
En cours de développement, des chimistes de CalifornieL'Université de Berkeley a synthétisé des membranes polymères flexibles avec des nanoparticules qui peuvent être réglées pour absorber des ions métalliques spécifiques, tels que l'or ou l'uranium.
La membrane peut être adaptée à un type spécifique de particules qu'elle absorbera.
- Filtres à bois
Des scientifiques du Massachusetts Institute of Technology ont utilisé l'aubier d'arbres non fleuris pour créer un filtre pour l'eau potable à partir de matériaux naturels.
Ils ont fabriqué de nouveaux filtres de xylème quifiltrer les agents pathogènes tels que E. coli et rotavirus. Des tests en laboratoire ont confirmé que leur développement élimine les bactéries des sources et des eaux souterraines contaminées. Les scientifiques ont également développé des méthodes simples pour prolonger la durée de conservation des filtres. En conséquence, les disques de bois peuvent purifier l'eau pendant au moins deux ans.
Conséquences de la rareté de l'eau
Le manque d’eau potable oblige les gensutiliser de l'eau provenant de sources dangereuses pour la consommation, ce qui est associé à un risque accru de danger pour la santé. La consommation d'eau douce contaminée entraîne une détérioration des conditions de vie et le développement de maladies graves, voire mortelles.
En raison du manque d'eau, il existe une pratique de stockagel'eau dans les maisons, ce qui peut augmenter considérablement le risque de pollution et créer des conditions favorables à la croissance de bactéries nocives. L'hygiène est également un problème grave : les gens ne peuvent pas se laver correctement, laver les vêtements et garder leur maison propre.
Si aucune mesure n'est prise, d'ici 2030, près de 5 milliards de personnes, soit environ 67 % de la population mondiale, ne disposeront toujours pas d'une purification satisfaisante de l'eau.
Aujourd'hui, pour chaque habitant de la Terre, il y a environ750 m³ par an d'eau douce, d'ici 2050 cette quantité diminuera à 450 m³. Jusqu'à 80 % des pays du monde se retrouveront dans une zone qui, selon la classification de l'ONU, est classée en dessous du seuil de pénurie d'eau.
Rien qu'en Afrique, d'ici 2020, en raison du changement climatique, entre 75 et 250 millions de personnes se retrouveront dans une telle situation. Le manque d'eau dans les régions désertiques et semi-désertiques entraînera une migration intensive de la population.
La majeure partie de l'Inde souffre déjà du manque d'eau potable.
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