왜 깨끗한 물이 부족할 수 있습니까?
변화의 영향과 관련된 식수 부족
통계에 따르면 전 세계의 거의 1/5이깨끗한 식수가 심각하게 부족한 지역에 인구의 절반이 살고 있습니다. 또한 인구의 1/4이 개발 도상국에 거주하고 있으며 대수층과 하천에서 취수하는 데 필요한 기반 시설이 부족하여 물 부족을 겪고 있습니다.
주요 문제 중 하나는 오염담수, 사용 가능한 매장량을 크게 줄입니다. 이러한 오염은 산업적 배출 및 유출, 들판의 비료 유출, 지하수의 펌핑으로 인한 해안 지역의 염수가 대수층으로 침투함으로써 촉진됩니다.
깨끗한 물이 얼마나 오염되었는지
- 오염 물질은 사고, 고의적인 폐기물 처리, 유출 및 누출 등 다양한 방법으로 담수로 유입됩니다.
- 가장 큰 잠재적 오염원은잉글랜드와 웨일즈 땅의 거의 80%를 차지하는 농장. 토양을 덮고 있는 처리되지 않은 동물 분뇨 중 일부는 담수원으로 들어갑니다.
- 또한 잉글랜드와 웨일즈의 농부들은그들은 250만 톤의 질소, 인 및 칼륨을 토양에 적용하고 이러한 비료 중 일부는 결국 담수로 돌아갑니다. 그 중 일부는 먹이 사슬에 들어가 환경 문제를 일으키는 잔류성 유기 화합물입니다. 영국은 현재 1950년대에 대량으로 생산된 유기염소 화합물의 생산을 단계적으로 중단하고 있습니다.
- 어류 질병 퇴치를 위한 의약품의 광범위한 사용으로 인해 양식장에서 배출되는 폐수로 인해 담수 저장소에 대한 위협이 증가하고 있습니다.
- 도시 주변 지하수의 급속한 오염. 원인은 부적절한 운영으로 인해 오염된 우물이 증가하고 있기 때문입니다.
- 임업 및 개방 배수 - 소스주로 철, 알루미늄 및 카드뮴과 같은 많은 양의 물질이 담수에 유입됩니다. 나무의 성장과 함께 산림 토양의 산성도가 증가하고 집중호우로 인해 야생 동물에게 해로운 산성 유출수가 형성됩니다.
- 특히 담수의 대기오염해로운. 이러한 오염 물질에는 두 가지 유형이 있습니다. 거칠게 분산된(재, 그을음, 먼지 및 액체 방울) 및 가스(이산화황 및 이산화질소)입니다. 그들 모두는 산업 또는 농업 활동의 산물입니다. 이 가스가 빗방울에서 물과 결합하면 황산과 질산과 같은 농축 산이 형성됩니다.
수역의 세계적인 오염
- 생태학적 재난. 해양 오염의 모든 심각한 사례는 석유와 관련이 있습니다. 유조선 화물창을 세척하는 광범위한 관행으로 인해 매년 800만~2천만 배럴의 석유가 의도적으로 바다에 버려집니다. 온대 기후 퇴적물에서는 기름 유출의 영향이 9개월 이상 관찰될 수 있습니다. 북극 조건에서는 석유가 훨씬 더 오래 지속됩니다.
- 폐수. 소량은 물을 풍부하게 하고 식물과 어류의 성장을 촉진하며, 대량으로 생태계를 파괴합니다. 세계 최대의 폐수 처리장 중 두 곳인 로스앤젤레스(미국)와 마르세유(프랑스)에서는 전문가들이 20년 넘게 오염된 물을 청소해 왔습니다. 위성 영상에는 배기 매니폴드에서 배출되는 폐수가 퍼지는 모습이 선명하게 보입니다. 수중 촬영에서는 해양 유기체의 대량 사망을 나타냅니다.
- 금속 및 화학 물질. 생태학적 균형을 교란할 수 있는 유해 화학물질에는 카드뮴, 니켈, 비소, 구리, 납, 아연, 크롬과 같은 중금속이 포함됩니다. 이러한 금속 중 최대 50,000톤이 매년 북해로 배출되는 것으로 추산됩니다. 더 큰 우려 사항은 동물 조직에 축적되는 살충제인 앨드린, 디엘드린, 엔드린입니다. 그러한 화학물질 사용의 장기적인 영향은 아직 알려져 있지 않습니다.
- 생태계에 미치는 영향. 모든 해양은 오염의 영향을 받지만 해안 산업 시설부터 과도한 해상 교통에 이르기까지 훨씬 더 많은 오염원으로 인해 연안 해역이 외해보다 더 오염되었습니다. 유럽 전역과 북미 동부 해안의 얕은 대륙붕에는 독성 박테리아, 조류 및 오염 물질에 취약한 굴, 홍합, 물고기를 가두는 우리가 있습니다.
- 꽃이 피는 물. 1차 소비자는 식물성 플랑크톤 바이오매스의 폭발적인 증가에 대처할 수 없으며 그 결과 대부분이 먹이 사슬에서 사용되지 않고 단순히 죽어 바닥으로 가라앉습니다. 죽은 식물성 플랑크톤의 유기물을 분해할 때 바닥 박테리아는 종종 물에 용해된 모든 산소를 사용하므로 저산소 구역(호기성 유기체에 산소 함량이 부족한)이 형성될 수 있습니다. 이러한 구역에서는 호기성 저서생물의 생물 다양성과 생물량이 감소하게 됩니다.
- 플라스틱 폐기물로 인한 오염. 플라스틱 폐기물이 축적되면 해류의 영향을 받아 세계 해양에 특별한 쓰레기 지대를 형성합니다. 현재 알려진 대규모 쓰레기 지대 클러스터는 5개로, 태평양과 대서양에 각각 2개, 인도양에 1개 있습니다. 이러한 폐기물 환류는 주로 대륙의 인구 밀도가 높은 해안 지역에서 배출되는 플라스틱 폐기물로 구성됩니다.
세계의 수자원이 어떻게 분배되는가
전체 주식의 약 3분의 1이 신선합니다.물은 남아메리카에 집중되어 있고, 그 중 4분의 1은 아시아에 있으며, 구소련 이후 공간의 국가들은 20%를 조금 넘습니다. 그리고 약 2%만이 중동과 북아프리카에 분포합니다.
가장 큰 담수 소비자인도, 중국, 미국, 파키스탄, 일본, 태국, 인도네시아, 방글라데시, 멕시코 및 러시아로 간주됩니다. 동시에 중국, 인도 및 아프리카 전역에서 특히 심각한 식수 부족이 관찰됩니다.
깨끗한 물이 부족한 것 외에도 또 다른 문제가 있습니다.실제 문제는 품질입니다. 그것의 악화는 증가 된 환경 오염 수준에 직접적으로 달려 있습니다. 대부분의 경우 이것은 인간 활동과 인구 과잉 때문입니다.
위험하지 않도록 물을 여과하는 방법
순수한 식수는 엄밀히 말하면그것은 금지되어 있습니다. 화학자의 관점에서 순수한 물은 모든 불순물과 미생물이 없는 증류액입니다. 미생물학자에게 깨끗한 물은 박테리아에게 이상적인 환경입니다. 우리에게 순수한 물은 건강에 위험하지 않고 매일 마실 수 있는 미네랄이 풍부한 액체입니다.
오늘은 싱글이 없다.담수를 정화하는 보편적 인 방법 - 선택은 물의 구성, 요구 사항 및 추가 사용 범위에 따라 다릅니다. 예를 들어, 오존, 삼투압, 여과 및 이온 정화 시스템이 있으며 각각 장단점이 있습니다.
현재까지 가장 유망한 기술은나노여과. 이 방법은 공격적인 시약을 사용하지 않고도 물에 있는 할로겐 유기 및 염소 함유 불순물을 효과적으로 제거합니다. Nanofiltration은 네덜란드, 미국 및 프랑스에서 사용됩니다. 이 방법은 가장 비싼 방법 중 하나이므로 널리 사용되지 않습니다. 나노여과 기술을 사용하는 국가에서도 특수한 목적으로 물을 정화하는 용도로만 사용합니다.
미래의 물 여과 방법
- 나노섬유
한국 연구진이 새로운 것을 제시했다.바닷물을 몇 분 만에 마실 수 있게 만드는 기술. 과학자들은 막 증류 공정을 사용하여 소금에서 물을 99.9% 정화할 수 있었습니다. 그들은 이 솔루션이 기후 변화로 인해 악화된 식수 위기를 완화할 것이라고 확신합니다.
새로운 연구에서는 방법을 자세히 설명합니다.나노섬유막을 소금 필터로 활용한 해수 정화. 과학자들은 이전에도 막 증류를 사용해왔지만 공정 속도를 늦추는 문제에 직면했습니다. 막이 너무 젖거나 물에 잠기면 더 이상 소금을 분리할 수 없습니다.
따라서 과학자들은 멤브레인이 건조될 때까지 기다리거나 압축 공기를 사용하여 모공에서 갇힌 물을 방출하는 등의 추가 솔루션을 찾아야 했습니다.
- 최신 담수화 플랜트
다롄 해병대 탐험가중국의 대학들은 해수 표면에 뜨고 태양 에너지를 효율적으로 흡수하고 그 열을 사용하여 물을 증발시킬 수 있는 새로운 담수화 플랜트를 개발했습니다.
블록 자체는 세 가지 레이어로 구성됩니다.주요 부분은 폴리에틸렌 폼으로, 이는 물에 뜨는 데 도움이 되고 단열재 역할을 합니다. 폼의 외부는 일회용 기저귀에 사용되는 흡수성 소재인 특수 종이로 포장되어 있습니다. 이는 물을 표면까지 방향을 전환시킵니다.
장치는 심각한 오류, 즉 표면에 염분 축적으로 인한 오염을 피할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 시간이 지남에 따라 효율성이 감소합니다.
테스트 중에 팀은 식염수가층이 형성되지 않았습니다. 이것은 블록 코팅의 특수 구멍이 염분을 배출하고 다시 바닷물에 버린다는 것을 나타냅니다. 팀은 또 다른 이점은 종이 재료를 30번 이상 재사용할 수 있다는 점이라고 말했습니다.
- 팔라듐 금 나노 입자 촉매
카디프 대학의 화학자들은 팔라듐과 금 입자를 기반으로 한 즉각적인 물 소독을 위한 촉매를 만들었습니다.
작품의 저자는 그 과정에서 다음과 같은 사실을 발견했습니다.H2O2의 합성은 산소를 함유한 다른 많은 분자를 생성하며, 이는 과산화물 및 표백제보다 수천만, 수억 배 더 적극적으로 미생물과 상호 작용합니다.
이들 화합물의 유사한 수준의 살균 활성,Hutchins와 그의 동료들이 언급한 바와 같이, 그것은 인간의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 미생물, 포자 및 기타 유기 오염 물질로부터 거의 즉각적인 물 정화를 가능하게 합니다.
- 유연한 멤브레인
University of California, Berkeley의 화학자들은 물에서 수은과 붕소와 같은 독성 금속을 더 쉽게 제거할 수 있는 방법을 찾았습니다.
새로운 멤브레인 기반 방법으로 거의 100 % 제거독성 금속을 제거하고 나중에 사용하거나 폐기하기 위해 귀금속을 방출합니다. 저자에 따르면 멤브레인은 현재의 수처리 시스템에 쉽게 통합됩니다.
개발 중, 캘리포니아의 화학자университета в Беркли синтезировали гибкие полимерные мембраны с наночастицами, которые могут быть настроены на поглощение определенных ионов металлов, например, золота или урана.
멤브레인은 흡수 할 특정 유형의 입자에 맞게 조정할 수 있습니다.
- 목재 필터
Massachusetts Institute of Technology의 과학자들은 꽃이 피지 않는 나무의 변재를 사용하여 천연 재료로 식수용 필터를 만들었습니다.
그들은 새로운 xylem 필터를 만들었습니다.대장균 및 로타바이러스와 같은 병원체를 걸러냅니다. 실험실 테스트 결과 오염된 샘과 지하수에서 박테리아가 박테리아를 제거하는 것으로 확인되었습니다. 과학자들은 또한 필터의 저장 수명을 연장하는 간단한 방법을 개발했습니다. 결과적으로 나무 디스크는 최소 2년 동안 물을 정화할 수 있습니다.
물 부족의 결과
깨끗한 물 부족으로 인해 사람들이 어려움을 겪고 있습니다.안전하지 않은 수원의 물을 식수로 사용하면 건강에 해를 끼칠 위험이 높아집니다. 오염된 담수를 섭취하면 생활 환경이 악화되고 사망을 포함한 심각한 질병이 발생합니다.
물이 부족하기 때문에 저장하는 습관이 있습니다.가정의 물은 오염의 위험을 크게 증가시키고 유해한 박테리아의 성장에 유리한 조건을 만들 수 있습니다. 위생도 심각한 문제입니다. 사람들은 스스로 씻고, 옷을 빨고, 집을 깨끗하게 유지할 수 없습니다.
아무런 조치도 취하지 않으면 2030년까지 거의 50억 명(지구 인구의 약 67%)이 만족스러운 수질 정화 없이 지내게 될 것입니다.
오늘날 지구상의 모든 주민에게는 약연간 담수량은 750m3이며, 2050년에는 이 양이 450m3로 감소합니다. 세계 국가의 최대 80%가 UN 분류에 따라 물 부족선 아래로 분류된 지역에 위치하게 됩니다.
아프리카에서만 2020년까지 기후 변화로 인해 7천 5백만에서 2억 5천만 명의 사람들이 그러한 상황에 처하게 될 것입니다. 사막과 반 사막 지역의 물 부족은 인구의 집중적인 이동을 유발할 것입니다.
인도의 대부분은 이미 식수 부족으로 고통받고 있습니다.
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