Kodėl gali trūkti gėlo vandens?
Geriamojo vandens trūkumas, susijęs su pokyčių poveikiu
Remiantis statistika, beveik 1/5 pasauliogyventojų gyvena vietovėse, kuriose labai trūksta švaraus geriamojo vandens. Be to, 1/4 gyventojų gyvena besivystančiose šalyse, kuriose trūksta vandens, nes trūksta infrastruktūros, reikalingos jos ištraukimui iš vandeningųjų sluoksnių ir upių.
Viena iš pagrindinių problemų yra taršagėlo vandens, žymiai sumažindami turimas atsargas. Šią taršą palengvina pramoniniai išmetimai ir nuotėkis, trąšų nutekėjimas iš laukų ir sūraus vandens pakrančių zonose įsiskverbimas į vandeningus sluoksnius dėl požeminio vandens siurbimo.
Kaip užterštas gėlas vanduo
- Teršalai į gėlą vandenį patenka įvairiais būdais: dėl nelaimingų atsitikimų, sąmoningo atliekų šalinimo, išsiliejimo ir nuotėkio.
- Didžiausias galimas taršos šaltinis yraūkių, užimančių beveik 80% Anglijos ir Velso žemės. Dalis dirvožemį dengiančio neapdoroto gyvulių mėšlo patenka į gėlo vandens šaltinius.
- Be to, Anglijos ir Velso ūkininkaiĮ dirvą įterpiama 2,5 milijono tonų azoto, fosforo ir kalio, o dalis šių trąšų patenka į gėlą vandenį. Kai kurie iš jų yra patvarūs organiniai junginiai, kurie patenka į maisto grandinę ir sukelia aplinkos problemų. Dabar JK palaipsniui nutraukia chloro organinių junginių, pagamintų dideliais kiekiais 1950 -aisiais, gamybą.
- Vis didesnę grėsmę gėlo vandens telkiniams kelia žuvų ūkių išleidžiamos nuotekos dėl plačiai naudojamų vaistų kovai su žuvų ligomis.
- Greita požeminio vandens tarša aplink miestus. Šaltinis yra vis daugiau užterštų šulinių dėl netinkamo eksploatavimo.
- Miškininkystė ir atviras drenažas - šaltiniaididelis kiekis medžiagų patenka į gėlą vandenį, pirmiausia geležis, aliuminis ir kadmis. Augant medžiams, padidėja miško dirvožemio rūgštingumas, o gausios liūtys sudaro labai rūgščias nuotekas, kurios kenkia laukinei gamtai.
- Ypač gėlo vandens tarša atmosferoježalingas. Yra du tokių teršalų tipai: šiurkšti (pelenai, suodžiai, dulkės ir skysčio lašeliai) ir dujos (sieros dioksidas ir azoto dioksidas). Visi jie yra pramonės ar žemės ūkio veiklos produktai. Kai šios dujos lietaus laše susilieja su vandeniu, susidaro koncentruotos rūgštys - sieros ir azoto.
Pasaulinė vandens telkinių tarša
- Ekologinės nelaimės. Visi rimti vandenyno taršos atvejai yra susiję su nafta. Dėl plačiai paplitusios tanklaivių triumų plovimo praktikos kasmet į vandenyną sąmoningai išpilama nuo 8 iki 20 milijonų barelių naftos. Vidutinio klimato nuosėdose naftos išsiliejimo padariniai gali būti stebimi ilgiau nei 9 mėnesius. Arkties sąlygomis nafta išsilaiko daug ilgiau.
- Nuotekos. Mažais kiekiais jie praturtina vandenį ir skatina augalų bei žuvų augimą, o dideliais kiekiais naikina ekosistemas. Dviejose didžiausiose pasaulyje nuotekų šalinimo vietose – Los Andžele (JAV) ir Marselyje (Prancūzija) – specialistai užterštą vandenį valo jau daugiau nei du dešimtmečius. Palydoviniai vaizdai aiškiai rodo išmetimo kolektorių išleidžiamų nuotekų plitimą. Povandeninis filmavimas rodo masinę jūrų organizmų mirtį.
- Metalai ir chemikalai. Pavojingos cheminės medžiagos, galinčios sutrikdyti ekologinę pusiausvyrą, yra sunkieji metalai, tokie kaip kadmis, nikelis, arsenas, varis, švinas, cinkas ir chromas. Skaičiuojama, kad vien į Šiaurės jūrą kasmet išleidžiama iki 50 000 tonų šių metalų. Dar didesnį susirūpinimą kelia gyvūnų audiniuose besikaupiantys pesticidai aldrinas, dieldrinas ir endrinas. Ilgalaikis tokių cheminių medžiagų naudojimo poveikis dar nėra žinomas.
- Poveikis ekosistemoms. Tarša veikia visus vandenynus, tačiau pakrančių vandenys yra labiau užteršti nei atvirame vandenyne dėl daug didesnio taršos šaltinių skaičiaus: nuo pakrančių pramonės įrenginių iki intensyvaus laivybos eismo. Aplink Europą ir prie rytinės Šiaurės Amerikos pakrantės sekliuose žemyniniuose šelfuose yra austrių, midijų ir žuvų narvai, kurie yra pažeidžiami nuodingų bakterijų, dumblių ir teršalų.
- Žydintis vanduo. Pirmos eilės vartotojai negali susidoroti su sprogstamu fitoplanktono biomasės augimu, dėl to dauguma jų nepanaudojami maisto grandinėse ir tiesiog nunyksta, nugrimzdami į dugną. Dugno bakterijos, skaidydamos negyvo fitoplanktono organines medžiagas, dažnai sunaudoja visą vandenyje ištirpusį deguonį, todėl gali susidaryti hipoksinė zona (deguonies kiekis yra nepakankamas aerobiniams organizmams). Dėl tokių zonų mažėja aerobinio bentoso biologinė įvairovė ir biomasė.
- Tarša dėl plastiko atliekų. Pasaulio vandenyne, veikiant srovėms, susikaupusios plastikinės atliekos sudaro specialias šiukšlių vietas. Šiuo metu žinomos penkios didelės šiukšlių dėmių grupės – po dvi Ramiajame ir Atlanto vandenynuose ir po vieną Indijos vandenyne. Šiuos atliekų žiedus daugiausia sudaro plastikinės atliekos, susidarančios išleidžiant iš tankiai apgyvendintų žemynų pakrančių zonų.
Kaip paskirstomi pasaulio vandens ištekliai
Maždaug trečdalis visų atsargų yra šviežiosvandens yra sutelkta Pietų Amerikoje, ketvirtadalis-Azijoje, o posovietinės erdvės šalys sudaro kiek daugiau nei 20 proc. Ir tik apie 2% yra paskirstyta į Artimuosius Rytus ir Šiaurės Afriką.
Didžiausi gėlo vandens vartotojaiIndija, Kinija, JAV, Pakistanas, Japonija, Tailandas, Indonezija, Bangladešas, Meksika ir Rusija. Tuo pat metu ypač didelis geriamojo vandens trūkumas pastebimas Kinijoje, Indijoje ir visoje Afrikoje.
Be gėlo vandens trūkumo, yra dar vienastikroji problema yra jo kokybė. Jo pablogėjimas tiesiogiai priklauso nuo padidėjusios aplinkos taršos. Daugeliu atvejų tai yra dėl žmogaus veiklos ir per didelio gyventojų skaičiaus.
Kaip filtruoti vandenį, kad jis nebūtų pavojingas
Grynas geriamasis vanduo, griežtai tariant, vadinamastai uždrausta. Chemiko požiūriu, švarus vanduo yra distiliatas, kuriame nėra jokių priemaišų ir mikroorganizmų. Mikrobiologui švarus vanduo yra ideali aplinka bakterijoms. Mums grynas vanduo yra mineralais praturtintas skystis, kurį kasdien galima gerti nerizikuojant sveikatai.
Šiandien nėra vienouniversalus gėlo vandens valymo metodas - jo pasirinkimas priklauso nuo vandens sudėties, jam keliamų reikalavimų ir tolesnio jo naudojimo apimties. Pavyzdžiui, yra ozono, osmosinės, filtravimo ir jonų valymo sistemos, kurių kiekviena turi savo privalumų ir trūkumų.
Perspektyviausia technologija iki šiolnanofiltravimas. Šis metodas veiksmingai pašalins net halogenines organines ir chloro turinčias priemaišas vandenyje, nenaudojant agresyvių reagentų. Nanofiltracija naudojama Olandijoje, JAV ir Prancūzijoje. Šis metodas yra vienas iš brangiausių, todėl jis nėra plačiai naudojamas. Netgi šalyse, kuriose naudojama nanofiltravimo technologija, jie tai daro tik tam tikram tikslui skirto vandens valymui.
Ateities vandens filtravimo metodai
- Nanopluoštas
Korėjos mokslininkai pristatė naujątechnologija, kuri paverčia jūros vandenį geru per kelias minutes. Mokslininkai naudojo membraninį distiliavimo procesą, kuris leido pasiekti 99,9% vandens išvalymą iš druskos. Jie įsitikinę, kad sprendimas palengvins geriamojo vandens krizę, kurią pablogino klimato kaita.
Naujame tyrime išsamiai aprašoma, kaipjūros vandens valymas naudojant nanopluošto membraną kaip druskos filtrą. Nors mokslininkai anksčiau naudojo membraninį distiliavimą, jie susidūrė su problema, kuri sulėtino procesą. Jei membrana tapo per šlapia arba užtvindyta vandeniu, ji nebegalėjo atskirti druskos.
Todėl mokslininkams teko palaukti, kol membrana išdžius, arba sugalvoti papildomų sprendimų, pavyzdžiui, naudojant suslėgtą orą, kad iš porų būtų išleistas įstrigęs vanduo.
- Naujausi gėlinimo įrenginiai
Tyrinėtojai iš Daliano jūrų pėstininkųKinijos universitetai sukūrė naują gėlinimo įrenginį, kuris gali plaukti jūros vandens paviršiumi, efektyviai sugerti saulės energiją ir panaudoti tą šilumą vandens išgarinimui.
Pats blokas susideda iš trijų sluoksnių:pagrindinė dalis yra polietileno putplastis, kuris padeda plūduriuoti ir atlieka šilumos izoliatoriaus funkciją. Putplasčio išorė suvyniota į specialų popierių – sugeriančią medžiagą, naudojamą vienkartinėse sauskelnėse. Jis nukreipia vandenį į paviršių.
Svarbu atkreipti dėmesį, kad įrenginiui pavyksta išvengti vienos rimtos klaidos – užteršimo dėl paviršiuje susikaupusių druskų. Laikui bėgant tai sumažina jo efektyvumą.
Bandymų metu komanda nustatė, kad fiziologinis tirpalassluoksnis nesusidarė. Tai rodo, kad specialios bloko dangos poros išleidžia druską ir išleidžia atgal į jūros vandenį. Kita nauda, pasak komandos, yra ta, kad popierinę medžiagą galima pakartotinai panaudoti daugiau nei 30 kartų.
- Paladžio aukso nanodalelių katalizatorius
Kardifo universiteto chemikai sukūrė momentinio vandens dezinfekavimo katalizatorių, kurio pagrindą sudaro paladis ir aukso dalelės.
Darbo autoriai atrado, kad proceso metuH2O2 sintezės metu susidaro daug kitų deguonies turinčių molekulių, kurios su mikrobais sąveikauja dešimtis ir šimtus milijonų kartų aktyviau nei peroksidas ir baliklis.
Panašus šių junginių baktericidinio aktyvumo lygis,kaip pažymėjo Hutchinsas ir jo kolegos, tai leidžia beveik akimirksniu išvalyti vandenį nuo mikrobų, sporų ir kitų organinių teršalų, kurie gali neigiamai paveikti žmonių sveikatą.
- Lanksti membrana
Kalifornijos universiteto Berklyje chemikai rado būdą, kaip lengviau iš vandens pašalinti toksinius metalus, tokius kaip gyvsidabris ir boras.
Naujas membraninis metodas pašalina beveik 100%toksiškus metalus ir išskiria vertingus metalus vėlesniam naudojimui ar šalinimui. Pasak autorių, membraną lengva integruoti į dabartines vandens valymo sistemas.
Kuriami chemikai iš KalifornijosBerklio universitetas sintezavo lanksčias polimerines membranas su nanodalelėmis, kurios gali būti sureguliuotos taip, kad sugertų tam tikrus metalo jonus, tokius kaip auksas ar uranas.
Membraną galima pritaikyti tam tikro tipo dalelėms, kurias ji sugers.
- Mediniai filtrai
Masačusetso technologijos instituto mokslininkai naudojo nežydinčių medžių lapus, kad sukurtų geriamojo vandens filtrą iš natūralių medžiagų.
Jie sukūrė naujus ksilemo filtrusfiltruoti patogenus, tokius kaip E. coli ir rotavirusas. Laboratoriniai tyrimai patvirtino, kad jų vystymasis pašalina bakterijas iš užterštų šaltinių ir požeminio vandens. Mokslininkai taip pat sukūrė paprastus metodus, kaip pratęsti filtrų galiojimo laiką. Dėl to medžio diskai gali išvalyti vandenį mažiausiai dvejus metus.
Vandens trūkumo pasekmės
Švaraus vandens trūkumas verčia žmonesgerti vandenį iš nesaugių šaltinių, o tai susiję su padidėjusia žalos sveikatai rizika. Užteršto gėlo vandens vartojimas pablogina gyvenimo sąlygas ir sukelia sunkių ligų, įskaitant mirtį, vystymąsi.
Dėl vandens trūkumo yra laikymo praktikavandens namuose, o tai gali žymiai padidinti taršos riziką ir sudaryti palankias sąlygas kenksmingoms bakterijoms augti. Higiena taip pat yra rimta problema: žmonės negali tinkamai nusiplauti, išskalbti drabužių ir išlaikyti savo namus švarius.
Jei nebus imtasi priemonių, iki 2030 m. beveik 5 milijardai žmonių – apie 67 % planetos gyventojų – liks be patenkinamo vandens valymo.
Šiandien kiekvienam Žemės gyventojui tenka apie750 m³ per metus gėlo vandens, iki 2050 m. šis kiekis sumažės iki 450 m³. Iki 80 % pasaulio šalių atsidurs zonoje, kuri pagal JT klasifikaciją priskiriama žemiau vandens trūkumo ribos.
Vien Afrikoje iki 2020 m. Dėl klimato kaitos tokioje situacijoje atsidurs nuo 75 iki 250 mln. Vandens trūkumas dykumos ir pusiau dykumos regionuose sukels intensyvią gyventojų migraciją.
Didžioji Indijos dalis jau kenčia nuo geriamojo vandens trūkumo.
Skaityti daugiau:
Turkijos gyventojas namo kieme netyčia rado nežinomos civilizacijos pėdsakus
Kaip kilo povandeninis gaisras Meksikos įlankoje ir ką tai gali sukelti
Šnipinėjimo palydovų duomenys padėjo išsiaiškinti ledynų tirpimo Azijoje priežastis