Zašto može doći do nedostatka slatke vode?
Nestašice pitke vode povezane s učincima promjena
Prema statistikama, gotovo 1/5 svijetastanovništva živi u područjima gdje postoji ozbiljan nedostatak čiste pitke vode. Osim toga, 1/4 stanovništva živi u zemljama u razvoju, koje osjećaju nestašicu vode zbog nedostatka infrastrukture potrebne za njeno povlačenje iz vodonosnika i rijeka.
Jedan od glavnih problema je zagađenjeslatke vode, značajno smanjujući raspoložive rezerve. Ovo zagađenje je olakšano industrijskim emisijama i otjecanjem, otjecanjem gnojiva s polja i prodorom slane vode u obalnim zonama u vodonosnike zbog ispumpavanja podzemnih voda.
Kako je zagađena slatka voda
- Zagađivači ulaze u slatku vodu na različite načine: nesrećama, namjernim odlaganjem otpada, izlijevanjem i curenjem.
- Najveći potencijalni izvor zagađenja jefarme koje zauzimaju gotovo 80% zemljišta u Engleskoj i Walesu. Dio neobrađenog životinjskog gnoja koji prekriva tlo ulazi u izvore slatke vode.
- Osim toga, poljoprivrednici u Engleskoj i WalesuU tlo se unese 2,5 milijuna tona dušika, fosfora i kalija, a neka od tih gnojiva završe u slatkoj vodi. Neki od njih su postojani organski spojevi koji ulaze u prehrambeni lanac i uzrokuju ekološke probleme. Velika Britanija sada postupno ukida proizvodnju spojeva organoklora proizvedenih u velikim količinama 1950 -ih.
- Sve veću prijetnju slatkovodnim tijelima predstavljaju otpadne vode koje ispuštaju ribnjaci, zbog njihove široke uporabe lijekova u borbi protiv bolesti riba.
- Brzo zagađenje podzemnih voda oko gradova. Izvor je sve veći broj zagađenih bušotina zbog nepravilnog rada.
- Šumarstvo i otvorena odvodnja - izvorivelika količina tvari koja ulazi u slatku vodu, prvenstveno željezo, aluminij i kadmij. S rastom drveća povećava se kiselost šumskog tla, a bujične kiše stvaraju vrlo kiselo oticanje koje je štetno za divlje životinje.
- Posebno zagađenje slatke vode atmosferomštetan. Postoje dvije vrste takvih zagađivača: grubo raspršeni (pepeo, čađa, prašina i kapljice tekućine) i plinovi (sumpor -dioksid i dušikov dioksid). Svi su oni proizvodi industrijske ili poljoprivredne aktivnosti. Kad se ti plinovi u kišnoj kapljici spoje s vodom, nastaju koncentrirane kiseline - sumporna i dušična.
Globalno zagađenje vodnih tijela
- Ekološke katastrofe. Svi ozbiljni slučajevi onečišćenja oceana povezani su s naftom. Kao rezultat široko rasprostranjene prakse pranja skladišta tankera, između 8 i 20 milijuna barela nafte se namjerno izbaci u ocean svake godine. U sedimentima umjerene klime učinci izlijevanja nafte mogu se promatrati više od 9 mjeseci. U arktičkim uvjetima nafta traje puno duže.
- Otpadne vode. U malim količinama obogaćuju vodu i potiču rast biljaka i riba, a u velikim količinama uništavaju ekosustave. U dva najveća svjetska odlagališta otpadnih voda – Los Angeles (SAD) i Marseille (Francuska) – stručnjaci već više od dva desetljeća čiste zagađenu vodu. Satelitske slike jasno pokazuju širenje otpadne vode koju ispuštaju ispušne grane. Podvodno snimanje ukazuje na masovnu smrt morskih organizama.
- Metali i kemikalije. Opasne kemikalije koje mogu poremetiti ekološku ravnotežu uključuju teške metale kao što su kadmij, nikal, arsen, bakar, olovo, cink i krom. Procjenjuje se da se godišnje samo u Sjeverno more ispusti do 50.000 tona ovih metala. Još su alarmantniji pesticidi — aldrin, dieldrin i endrin — koji se nakupljaju u životinjskom tkivu. Dugoročni učinci korištenja takvih kemikalija još nisu poznati.
- Utjecaj na ekosustave. Svi su oceani pod utjecajem onečišćenja, ali obalne vode su zagađenije nego u otvorenom oceanu zbog mnogo većeg broja izvora onečišćenja: od obalnih industrijskih postrojenja do gustog brodskog prometa. Širom Europe i uz istočnu obalu Sjeverne Amerike, plitke kontinentalne police dom su kaveza za kamenice, dagnje i ribe koje su osjetljive na otrovne bakterije, alge i zagađivače.
- Cvjetna voda. Potrošači prvog reda ne mogu se nositi s eksplozivnim rastom biomase fitoplanktona, zbog čega se većina ne koristi u hranidbenim lancima i jednostavno odumire, tonući na dno. Pri razgradnji organske tvari odumrlog fitoplanktona bakterije s dna često iskoriste sav kisik otopljen u vodi, što može dovesti do stvaranja hipoksične zone (sa sadržajem kisika nedovoljnim za aerobne organizme). Takve zone dovode do smanjenja biološke raznolikosti i biomase aerobnog bentosa.
- Onečišćenje od plastičnog otpada. Nakupine plastičnog otpada pod utjecajem strujanja stvaraju posebne mrlje smeća u Svjetskom oceanu. Trenutno postoji pet poznatih velikih nakupina smeća - po dvije u Tihom i Atlantskom oceanu i jedna u Indijskom oceanu. Ti vrtlovi otpada uglavnom se sastoje od plastičnog otpada koji nastaje ispuštanjem iz gusto naseljenih obalnih područja kontinenata.
Kako su svjetski vodeni resursi raspoređeni
Oko trećine svih zaliha je svježevode koncentrirano je u Južnoj Americi, četvrtina je u Aziji, a zemlje postsovjetskog svemira čine nešto više od 20%. A samo oko 2% distribuirano je na Bliski istok i u sjevernu Afriku.
Najveći potrošači slatke vodesmatra Indija, Kina, SAD, Pakistan, Japan, Tajland, Indonezija, Bangladeš, Meksiko i Rusija. Istodobno, posebno akutni nedostatak pitke vode uočava se u Kini, Indiji i cijeloj Africi.
Osim nedostatka slatke vode, postoji još jednastvarni problem je njegova kvaliteta. Njegovo pogoršanje izravno ovisi o povećanoj razini zagađenja okoliša. U većini slučajeva to je posljedica ljudskih aktivnosti i prenapučenosti.
Kako filtrirati vodu kako ne bi bila opasna
Čista pitka voda, strogo govoreći, naziva seZabranjeno je. S gledišta kemičara, čista voda je destilat bez svih nečistoća i mikroorganizama. Za mikrobiologa čista voda idealno je okruženje za bakterije. Za nas je čista voda tekućina obogaćena mineralima, koja se može piti svakodnevno bez rizika po zdravlje.
Danas ne postoji nijedanuniverzalna metoda pročišćavanja slatke vode - njezin izbor ovisi o sastavu vode, zahtjevima za nju i opsegu daljnje uporabe. Na primjer, postoje ozonski, osmotski, filtracijski i ionski sustavi pročišćavanja, od kojih svaki ima svoje prednosti i nedostatke.
Tehnologija koja najviše obećava do sada jenanofiltracija. Ova metoda učinkovito će ukloniti čak i halogene organske nečistoće i nečistoće koje sadrže klor u vodi bez upotrebe agresivnih reagensa. Nanofiltracija se koristi u Nizozemskoj, SAD -u i Francuskoj. Ova je metoda jedna od najskupljih, pa se ne koristi široko. Čak i u zemljama u kojima se koristi tehnologija nanofiltracije, to rade samo za pročišćavanje vode posebne namjene.
Metode filtriranja vode budućnosti
- Nanofiber
Korejski istraživači predstavili su novitehnologija koja morsku vodu čini pitkom za nekoliko minuta. Znanstvenici su koristili proces membranske destilacije, koji je omogućio postizanje 99,9% pročišćavanja vode od soli. Uvjereni su da će rješenje ublažiti krizu s pitkom vodom pogoršanu klimatskim promjenama.
Nova studija detaljno opisuje kakopročišćavanje morske vode korištenjem membrane od nanovlakana kao solnog filtra. Iako su znanstvenici prije koristili membransku destilaciju, naišli su na problem koji je usporio proces. Ako bi membrana postala previše mokra ili preplavljena vodom, više ne bi mogla odvojiti sol.
Stoga su znanstvenici morali pričekati da se membrana osuši ili smisliti dodatna rješenja, na primjer, pomoću zraka pod tlakom za oslobađanje zarobljene vode iz pora.
- Najnovija postrojenja za desalinizaciju
Istraživači iz Dalian MarineaSveučilišta u Kini razvila su novo postrojenje za desalinizaciju koje može plutati na površini morske vode, učinkovito apsorbirati sunčevu energiju i koristiti tu toplinu za isparavanje vode.
Sam blok sastoji se od tri sloja:glavni dio je pjenasti polietilen, koji mu pomaže da pluta i djeluje kao toplinski izolator. Vanjska strana pjene omotana je posebnim papirom - upijajućim materijalom koji se koristi u jednokratnim pelenama. Preusmjerava vodu na površinu.
Važno je napomenuti da uređaj uspijeva izbjeći jednu ozbiljnu grešku - kontaminaciju zbog nakupljanja soli na površini. S vremenom to smanjuje njegovu učinkovitost.
Tijekom ispitivanja, tim je otkrio da je fiziološka otopinanije se stvorio nikakav sloj. To ukazuje da posebne pore na premazu bloka ispuštaju sol i bacaju je natrag u morsku vodu. Još je jedna prednost, rekao je tim, što se papirni materijal može ponovno koristiti više od 30 puta.
- Katalizator nanočestica od paladijevog zlata
Kemičari sa Sveučilišta Cardiff stvorili su katalizator za trenutnu dezinfekciju vode na bazi čestica paladija i zlata.
Autori rada otkrili su da pritomSintezom H2O2 nastaju mnoge druge molekule koje sadrže kisik, a koje djeluju s mikrobima desetke i stotine milijuna puta aktivnije od peroksida i izbjeljivača.
Slična razina baktericidnog djelovanja ovih spojeva,kao što su primijetili Hutchins i njegovi kolege, omogućuje gotovo trenutno pročišćavanje vode od mikroba, spora i drugih organskih onečišćenja koje mogu negativno utjecati na ljudsko zdravlje.
- Fleksibilna membrana
Kemičari sa Sveučilišta California u Berkeleyu pronašli su način za lakše uklanjanje otrovnih metala poput žive i bora iz vode.
Nova metoda na bazi membrane uklanja gotovo 100%otrovne metale i oslobađa vrijedne metale za kasniju upotrebu ili odlaganje. Prema autorima, membranu je lako integrirati u postojeće sustave za pročišćavanje vode.
U razvoju, kemičari iz KalifornijeSveučilište u Berkeleyu sintetiziralo je fleksibilne polimerne membrane s nanočesticama koje se mogu prilagoditi tako da apsorbiraju određene metalne ione, poput zlata ili urana.
Membrana se može prilagoditi određenoj vrsti čestica koje će apsorbirati.
- Drveni filteri
Znanstvenici s Tehnološkog instituta u Massachusettsu koristili su bjelinu drveća koja ne cvjeta za stvaranje filtera za pitku vodu od prirodnih materijala.
Napravili su nove ksilemske filtere kojifiltrirati patogene poput E. coli i rotavirusa. Laboratorijska ispitivanja potvrdila su da njihov razvoj uklanja bakterije iz zagađenih izvora i podzemnih voda. Znanstvenici su također razvili jednostavne metode za produljenje roka trajanja filtera. Zbog toga drveni diskovi mogu pročišćavati vodu najmanje dvije godine.
Posljedice nestašice vode
Nedostatak čiste vode tjera ljudekoristiti vodu iz nesigurnih izvora za piće, što je povezano s povećanim rizikom za zdravlje. Konzumacija kontaminirane slatke vode dovodi do pogoršanja životnih uvjeta i razvoja teških bolesti, uključujući smrt.
Zbog nedostatka vode postoji praksa skladištenjavode u domovima, što može značajno povećati rizik od zagađenja i stvoriti povoljne uvjete za rast štetnih bakterija. Higijena je također ozbiljan problem: ljudi se ne mogu pravilno oprati, oprati odjeću i održavati svoje domove čistima.
Ako se ne poduzmu nikakve mjere, do 2030. godine gotovo 5 milijardi ljudi – oko 67% stanovništva planeta – ostat će bez zadovoljavajućeg pročišćavanja vode.
Danas na svakog stanovnika Zemlje dolazi oko750 m³ godišnje slatke vode, do 2050. ta će se količina smanjiti na 450 m³. Do 80% zemalja svijeta naći će se u području koje je prema klasifikaciji UN-a klasificirano ispod granice nedostatka vode.
Samo u Africi do 2020. godine, zbog klimatskih promjena, u takvoj će se situaciji naći između 75 i 250 milijuna ljudi. Nedostatak vode u pustinjskim i polupustinjskim regijama uzrokovat će intenzivnu migraciju stanovništva.
Većina Indije već pati od nedostatka pitke vode.
Čitaj više:
Stanovnik Turske slučajno je u dvorištu kuće pronašao tragove nepoznate civilizacije
Kako je izbio podvodni požar u Meksičkom zaljevu i do čega bi to moglo dovesti
Podaci špijunskih satelita pomogli su otkriti uzrok topljenja ledenjaka u Aziji