なぜ真水が不足するのですか？
Дефицит питьевой воды связан с последствиями изменения
統計によると、世界のほぼ1/5人口の割合は、きれいな飲料水が深刻に不足している地域に住んでいます。さらに、人口の1/4は、帯水層や河川からの撤退に必要なインフラが不足しているために水不足に直面している開発途上国に住んでいます。
主な問題の1つは汚染です淡水、利用可能な埋蔵量を大幅に減らします。この汚染は、産業排出物と流出、畑からの肥料の流出、および地下水の汲み上げによる沿岸域の塩水の帯水層への浸透によって促進されます。
淡水がどのように汚染されているか
- 汚染物質は、事故、意図的な廃棄物処理、流出、漏出など、さまざまな方法で淡水に侵入します。
- 最大の潜在的な汚染源はイングランドとウェールズの土地のほぼ80％を占める農場。土壌を覆っている未処理の動物の糞尿の一部は、淡水源に入ります。
- さらに、イングランドとウェールズの農家250万トンの窒素、リン、カリウムが土壌に導入され、これらの肥料の一部は最終的に淡水になります。それらのいくつかは、食物連鎖に入り、環境問題を引き起こす残留性有機化合物です。英国は現在、1950年代に大量に生産された有機塩素化合物の生産を段階的に廃止しています。
- 淡水貯水池への脅威の高まりは、魚の病気と戦うために医薬品が広く使用されているため、養魚場から排出される廃水によってもたらされています。
- 都市周辺の地下水の急速な汚染。原因は、不適切な操作による汚染された井戸の数の増加です。
- 林業と開放排水-情報源淡水に入る大量の物質、主に鉄、アルミニウム、カドミウム。樹木の成長に伴い、森林土壌の酸性度が高まり、集中豪雨は野生生物に有害な非常に酸性の流出を形成します。
- 特に淡水の大気汚染有害です。このような汚染物質には、粗く分散したもの（灰、すす、ほこり、液滴）とガス（二酸化硫黄と二酸化窒素）の2種類があります。それらはすべて、産業活動または農業活動の産物です。これらのガスが雨滴の中で水と結合すると、濃硫酸が形成されます-硫酸と硝酸。
水域の地球規模の汚染
- Экологические катастрофы. Все серьёзные случаи загрязнения океана связаны с нефтью. В результате широко распространенной практики мытья трюмов танкеров в океан ежегодно сознательно сбрасывается от 8 до 20 млн баррелей нефти. В осадках умеренного климата последствия нефтяных разливов могут прослеживаться более 9 мес. В арктических условиях нефть сохраняется значительно дольше.
- Сточные воды. В малых количествах они обогащают воду и способствуют росту растений и рыб, а в больших — разрушают экосистемы. В двух крупнейших в мире местах сброса стоков — в Лос-Анджелесе (США) и Марселе (Франция) — специалисты занимаются очисткой загрязнённых вод уже более двух десятилетий. На снимках со спутника чётко видно растекание сбрасываемых выпускными коллекторами стоков. Подводные съемки свидетельствуют о массовой гибели морских организмов.
- Металлы и химикаты. К опасным химическим веществам, способным нарушить экологический баланс, относятся и такие тяжелые металлы, как кадмий, никель, мышьяк, медь, свинец, цинк и хром. Согласно подсчетам только в Северное море ежегодно сбрасывается до 50 000 т этих металлов. Ещё большую тревогу вызывают пестициды — альдрин, дильдрин и эндрин, — накапливающиеся в животных тканях. Пока неизвестны отдаленные последствия применения таких химикатов.
- Воздействие на экосистемы. От загрязнения страдают все океаны, но загрязнённость прибрежных вод выше, чем в открытом океане, из-за намного большего числа источников загрязнения: от береговых промышленных установок до интенсивного движения морских судов. Вокруг Европы и у восточных берегов Северной Америки на мелководных континентальных шельфах устраивают садки для разведения устриц, мидий и рыб, уязвимых для токсичных бактерий, водорослей и загрязнителей.
- Цветение воды. Со взрывным ростом биомассы фитопланктона консументы первого порядка не справляются, в результате чего большая часть в пищевых цепях не используется и просто отмирает, опускаясь на дно. Разлагая органическое вещество отмершего фитопланктона, донные бактерии нередко используют весь растворенный в воде кислород, что может привести к формированию зоны гипоксии (с недостаточным для аэробных организмов содержанием кислорода). Подобные зоны приводят к сокращению биоразнообразия и биомассы аэробных форм бентоса.
- Загрязнение пластмассовыми отходами. Скопления отходов из пластмасс образуют в Мировом океане под воздействием течений особые мусорные пятна. На данный момент известны пять больших скоплений мусорных пятен — по два в Тихом и Атлантическом океанах, и одно — в Индийском океане. Данные мусорные круговороты в основном состоят из пластиковых отходов, образующихся в результате сбросов из густонаселённых прибрежных зон континентов.
世界の水資源がどのように分配されているか
全在庫の約3分の1が新鮮です水の割合は南米に集中しており、その4分の1はアジアにあり、ソビエト後の宇宙諸国は20％強を占めています。そして、中東と北アフリカに分配されているのは約2％だけです。
淡水の最大の消費者インド、中国、米国、パキスタン、日本、タイ、インドネシア、バングラデシュ、メキシコ、ロシアと見なされます。同時に、特に深刻な飲料水の不足が中国、インド、そしてアフリカ全土で見られます。
淡水の不足に加えて、別のものがあります実際の問題はその品質です。その劣化は、環境汚染のレベルの増加に直接依存します。ほとんどの場合、これは人間の活動と人口過多が原因です。
危険にならないように水をろ過する方法
厳密に言えば、純粋な飲料水は禁止されています。化学者の観点から、純水はすべての不純物や微生物を含まない蒸留物です。微生物学者にとって、きれいな水はバクテリアにとって理想的な環境です。私たちにとって、純粋な水はミネラルが豊富な液体であり、健康を損なうことなく毎日飲むことができます。
今日は単一ではありません淡水を浄化するための普遍的な方法-その選択は、水の組成、その要件、およびそのさらなる使用の範囲に依存します。たとえば、オゾン、浸透圧、ろ過、イオン精製システムがあり、それぞれに長所と短所があります。
これまでで最も有望な技術はナノ濾過。この方法は、強力な試薬を使用せずに、水中のハロゲン有機不純物や塩素含有不純物さえも効果的に除去します。ナノ濾過は、オランダ、米国、フランスで使用されています。この方法は最も高価な方法の1つであるため、広く使用されていません。ナノろ過技術が使用されている国でさえ、彼らは特別な目的で水を浄化するためだけにそれを行います。
未来の水ろ過法
- ナノファイバー
Корейские исследователи представили новую технологию, которая делает морскую воду пригодной для питья за несколько минут. Ученые использовали процесс мембранной дистилляции, который позволил добиться 99,9% очистки воды от соли. Они уверены, что решение облегчит кризис питьевой воды, усугубляемый изменением климата.
В новом исследовании подробно описывается способ очистки морской воды с помощью мембраны из нановолокна в качестве солевого фильтра. Хотя ученые раньше уже использовали мембранную дистилляцию, они сталкивались с проблемой, которая замедляла процесс. Если мембрана становилась слишком влажной или заливалась водой, она больше не могла отделять соль.
したがって、科学者は膜が乾くのを待つか、たとえば加圧空気を使用して閉じ込められた水を細孔から放出するなど、追加の解決策を考え出す必要がありました。
- 最新の淡水化プラント
大連海兵隊の探検家中国の大学は、海水の表面に浮かび、太陽エネルギーを効率的に吸収し、その熱を利用して水を蒸発させることができる新しい淡水化プラントを開発しました。
Сам блок состоит из трех слоев: основная часть — это вспененный полиэтилен, который помогает ему плавать и действует как теплоизолятор. Снаружи пенопласт завернут в специальную бумагу — абсорбирующий материал, используемый в одноразовых подгузниках. Он отводит воду вверх к поверхности.
Важно отметить, что устройству удается избежать одной серьезной ошибки — загрязнения из-за накопления солей на поверхности. Со временем это снижает его эффективность.
テスト中に、チームはその生理食塩水を発見しました層は形成されていません。これは、ブロックのコーティングの特別な細孔が塩を排出し、それを海水に戻すことを示しています。チームによると、もう1つの利点は、紙の素材を30回以上再利用できることです。
- パラジウムおよび金ナノ粒子触媒
カーディフ大学の化学者は、パラジウムと金の粒子をベースにした瞬間的な水消毒用の触媒を作成しました。
Авторы работы обнаружили, что в процессе синтеза H2O2 возникает множество других молекул, содержащих кислород, которые в десятки и сотни миллионов раз активнее взаимодействуют с микробами, чем перекись и хлорка.
これらの化合物の同様のレベルの殺菌活性、ハッチンズと彼の同僚が指摘したように、それは人間の健康に悪影響を与える可能性のある微生物、胞子、その他の有機汚染物質からのほぼ瞬時の水浄化を可能にします。
- 柔軟な膜
カリフォルニア大学バークレー校の化学者は、水から水銀やホウ素などの有毒金属を簡単に除去できる方法を発見しました。
Новый метод на основе мембран удаляет почти 100% 後で使用または廃棄するために、有毒金属および貴重な金属を放出します。著者によると、膜は現在の水処理システムに簡単に統合できます。
開発中、カリフォルニアの化学者カリフォルニア大学バークレー校は、金やウランなどの特定の金属イオンを吸収するように調整できるナノ粒子を備えた柔軟な高分子膜を合成しました。
膜は、それが吸収する特定のタイプの粒子に調整できます。
- ウッドフィルター
マサチューセッツ工科大学の科学者は、開花していない木の辺材を使用して、天然素材からの飲料水用のフィルターを作成しました。
彼らは新しい木部フィルターを作りました大腸菌やロタウイルスなどの病原体をろ過します。実験室でのテストにより、それらの開発により、汚染された泉や地下水からバクテリアが除去されることが確認されています。科学者たちはまた、フィルターの貯蔵寿命を延ばすための簡単な方法を開発しました。その結果、木製のディスクは少なくとも2年間水を浄化することができます。
水不足の結果
Недостаток чистой воды вынуждает людей использовать для питья воду из небезопасных источников, что сопряжено с повышенным риском ущерба для здоровья. Потребление загрязненной пресной воды приводит к ухудшению условий жизни, развитию серьёзных заболеваний — вплоть до смертельных исходов.
水が不足しているため、保管する習慣があります家庭内の水は、汚染のリスクを大幅に高め、有害な細菌の増殖に有利な条件を作り出す可能性があります。衛生も深刻な問題です。人々は自分自身を適切に洗ったり、衣服を洗ったり、家をきれいに保つことができません。
Если не принимать никаких мер, то к 2030 году без удовлетворительной очистки воды будут оставаться почти 5 млрд человек — около 67 % населения планеты.
Сегодня на каждого жителя Земли приходится около 750м³ в год пресной воды, к 2050 году это количество уменьшится до 450 м³. До 80% стран мира окажутся в зоне, которая по классификации ООН относится к категории ниже черты дефицита водных ресурсов.
アフリカだけでも、2020年までに気候変動により、7500万から2億5000万人がそのような状況に陥るでしょう。砂漠および半砂漠地域での水の不足は、人口の集中的な移動を引き起こします。
インドのほとんどはすでに飲料水の不足に苦しんでいます。
続きを読む：
トルコの居住者は、家の中庭で未知の文明の痕跡を誤って見つけました
メキシコ湾で水中火災がどのように発生したか、そしてこれが何につながる可能性があるか
スパイ衛星からのデータは、アジアの氷河が溶ける原因を見つけるのに役立ちました