Hvorfor kan det være mangel på ferskvann?
Drikkevannsmangel knyttet til virkningene av endring
Ifølge statistikk, nesten 1/5 av verdenav befolkningen bor i områder der det er alvorlig mangel på rent drikkevann. I tillegg bor 1/4 av befolkningen i utviklingsland, som opplever vannmangel på grunn av mangel på infrastruktur som er nødvendig for tilbaketrekning fra akviferer og elver.
Et av hovedproblemene er forurensningferskvann, noe som reduserer tilgjengelige reserver betydelig. Denne forurensningen tilrettelegges av industrielle utslipp og avrenning, gjødselavrenning fra markene, og inntrenging av saltvann i kystsoner i akviferer på grunn av pumping av grunnvann.
Hvordan ferskvann er forurenset
- Forurensninger kommer inn i ferskvann på en rekke måter: gjennom ulykker, bevisst avfallshåndtering, søl og lekkasjer.
- Den største potensielle forurensningskilden ergårder som okkuperer nesten 80% av landet i England og Wales. Noe av ubehandlet husdyrgjødsel som dekker jorda, kommer inn i ferskvannskilder.
- I tillegg bønder i England og Walesde tilfører 2,5 millioner tonn nitrogen, fosfor og kalium i jorden, og noen av disse gjødselene havner i ferskvann. Noen av dem er vedvarende organiske forbindelser som kommer inn i næringskjeden og forårsaker miljøproblemer. Storbritannia avvikler nå produksjonen av organiske klorforbindelser produsert i store mengder på 1950-tallet.
- En økende trussel mot ferskvannsmagasiner utgjøres av avløpsvann som slippes ut av oppdrettsanlegg, på grunn av deres utbredte bruk av legemidler for å bekjempe fiskesykdommer.
- Rask forurensning av grunnvann rundt byer. Kilden er det økende antall forurensede brønner på grunn av feil drift.
- Skogbruk og åpen drenering - kilderen stor mengde stoffer som kommer inn i ferskvann, hovedsakelig jern, aluminium og kadmium. Med veksten av trær øker surheten i skogjorda, og kraftige regn danner veldig sure avrenninger som er skadelige for dyrelivet.
- Atmosfærisk forurensning av ferskvann spesieltskadelig. Det er to typer slike forurensninger: grovt spredt (aske, sot, støv og væskedråper) og gasser (svoveldioksid og nitrogendioksid). Alle er produkter fra industriell eller landbruksaktivitet. Når disse gassene kombineres med vann i en regndråpe, dannes konsentrerte syrer - svovelsyre og salpetersyre.
Global forurensning av vannforekomster
- Экологические катастрофы. Alle alvorlige tilfeller av havforurensning er forbundet med olje. Som et resultat av den utbredte praksisen med å vaske tankrom, blir mellom 8 og 20 millioner fat olje bevisst dumpet i havet hvert år. I tempererte klimasedimenter kan effektene av oljesøl observeres i mer enn 9 måneder. Under arktiske forhold varer olje mye lenger.
- Avløpsvann. I små mengder beriker de vann og fremmer vekst av planter og fisk, og i store mengder ødelegger de økosystemer. På to av verdens største avløpsanlegg - Los Angeles (USA) og Marseille (Frankrike) - har spesialister ryddet opp forurenset vann i mer enn to tiår. Satellittbilder viser tydelig spredningen av avløpsvannet som slippes ut av eksosmanifoldene. Undervannsfilming indikerer massedød av marine organismer.
- Metaller og kjemikalier. Farlige kjemikalier som kan forstyrre den økologiske balansen inkluderer tungmetaller som kadmium, nikkel, arsen, kobber, bly, sink og krom. Det er anslått at opptil 50 000 tonn av disse metallene slippes ut årlig bare i Nordsjøen. Enda mer alarmerende er plantevernmidlene - aldrin, dieldrin og endrin - som samler seg i dyrevev. Langtidseffektene av bruk av slike kjemikalier er ennå ikke kjent.
- Påvirkning på økosystemer. Alle hav er påvirket av forurensning, men kystvann er mer forurenset enn i åpent hav på grunn av et mye større antall forurensningskilder: fra kystindustriinstallasjoner til tung skipstrafikk. Rundt Europa og utenfor den østlige kysten av Nord-Amerika er grunne kontinentalsokler hjem til bur for østers, blåskjell og fisk som er sårbare for giftige bakterier, alger og forurensninger.
- Blomstrende vann. Førsteordensforbrukere kan ikke takle den eksplosive veksten av planteplanktonbiomasse, som et resultat av at de fleste av dem ikke brukes i næringskjeder og rett og slett dør av og synker til bunnen. Ved nedbryting av det organiske stoffet til dødt planteplankton bruker bunnbakterier ofte alt oksygenet som er oppløst i vannet, noe som kan føre til at det dannes en hypoksisk sone (med et oksygeninnhold som er utilstrekkelig for aerobe organismer). Slike soner fører til reduksjon i biologisk mangfold og biomasse av aerob bunndyr.
- Forurensning fra plastavfall. Ansamlinger av plastavfall danner spesielle søppelflekker i verdenshavet under påvirkning av strømmer. Det er for tiden fem kjente store klynger av søppelflekker - to hver i Stillehavet og Atlanterhavet, og en i Det indiske hav. Disse avfallshjulene består hovedsakelig av plastavfall generert av utslipp fra tett befolkede kystområder på kontinentene.
Hvordan verdens vannressurser fordeles
Omtrent en tredjedel av alle aksjer er ferskevann er konsentrert i Sør-Amerika, en fjerdedel av det er i Asia, og landene i det post-sovjetiske verdensrommet utgjør litt mer enn 20%. Og bare ca 2% distribueres til Midtøsten og Nord-Afrika.
De største forbrukerne av ferskvannregnes som India, Kina, USA, Pakistan, Japan, Thailand, Indonesia, Bangladesh, Mexico og Russland. Samtidig observeres en særlig akutt mangel på drikkevann i Kina, India og hele Afrika.
I tillegg til mangel på ferskvann, er det en annendet faktiske problemet er kvaliteten. Forverringen avhenger direkte av det økte nivået av miljøforurensning. I de fleste tilfeller skyldes dette menneskelige aktiviteter og overbefolkning.
Hvordan filtrere vann slik at det ikke er farlig
Rent drikkevann kalles det strengt tattdet er forbudt. Fra et kjemikers synspunkt er rent vann et destillat fritt for urenheter og mikroorganismer. For en mikrobiolog er rent vann et ideelt miljø for bakterier. For oss er rent vann en væske beriket med mineraler, som kan drikkes daglig uten helserisiko.
I dag er det ingen singelen universell metode for rensing av ferskvann - valget avhenger av vannets sammensetning, kravene til det og omfanget av videre bruk. For eksempel er det ozon-, osmotiske, filtrerings- og ioniske renseanlegg, som hver har sine egne fordeler og ulemper.
Den mest lovende teknologien så langt ernanofiltrering. Denne metoden vil effektivt eliminere selv halogenorganiske og klorholdige urenheter i vann uten bruk av aggressive reagenser. Nanofiltrering brukes i Holland, USA og Frankrike. Denne metoden er en av de dyreste, så den brukes ikke mye. Selv i land der nanofiltreringsteknologi brukes, gjør de det bare for å rense vann med et spesielt formål.
Fremtidens vannfiltrering
- Nanofiber
Koreanske forskere har presentert en nyteknologi som gjør sjøvann drikkebart på få minutter. Forskerne brukte en membrandestillasjonsprosess, som gjorde det mulig å oppnå 99,9 % rensing av vann fra salt. De er sikre på at løsningen vil lette drikkevannskrisen som er forverret av klimaendringer.
En ny studie beskriver hvordanrensing av sjøvann ved hjelp av en nanofibermembran som saltfilter. Selv om forskere hadde brukt membrandestillasjon før, møtte de et problem som bremset prosessen. Hvis membranen ble for våt eller oversvømmet med vann, kunne den ikke lenger skille saltet.
Derfor måtte forskere vente på at membranen skulle tørke, eller komme opp med flere løsninger, for eksempel ved å bruke trykkluft for å frigjøre fanget vann fra porene.
- Siste avsaltingsanlegg
Utforskere fra Dalian MarineUniversiteter i Kina har utviklet et nytt avsaltningsanlegg som kan flyte på overflaten av sjøvann, effektivt absorbere solenergi og bruke den varmen til å fordampe vann.
Selve blokken består av tre lag:hoveddelen er polyetylenskum, som hjelper det å flyte og fungerer som en termisk isolator. Utsiden av skummet er pakket inn i spesialpapir - et absorberende materiale som brukes i engangsbleier. Den leder vann opp til overflaten.
Det er viktig å merke seg at enheten klarer å unngå en alvorlig feil - forurensning på grunn av akkumulering av salter på overflaten. Over tid reduserer dette effektiviteten.
Under testene fant teamet den saltløsningeningen lag har dannet seg. Dette indikerer at spesielle porer på blokkets belegg drenerer saltet og tømmer det tilbake i sjøvannet. En annen fordel, sa teamet, er at papirmaterialet kan brukes på nytt mer enn 30 ganger.
- Palladium gull nanopartikkel katalysator
Kjemikere ved Cardiff University har laget en katalysator for øyeblikkelig vanndesinfisering basert på palladium og gullpartikler.
Forfatterne av verket oppdaget det i prosessenSyntesen av H2O2 produserer mange andre molekyler som inneholder oksygen, som interagerer med mikrober titalls og hundrevis av millioner ganger mer aktivt enn peroksid og blekemiddel.
Et lignende nivå av bakteriedrepende aktivitet av disse forbindelsene,som bemerket av Hutchins og hans kolleger, tillater det nesten øyeblikkelig vannrensing fra mikrober, sporer og andre organiske forurensninger som kan påvirke menneskers helse negativt.
- Fleksibel membran
Kjemikere ved University of California, Berkeley har funnet en måte å gjøre det lettere å fjerne giftige metaller som kvikksølv og bor fra vann.
En ny membranbasert metode fjerner nesten 100%giftige metaller og frigjør verdifulle metaller for senere bruk eller avhending. I følge forfatterne er membranen lett å integrere i dagens vannbehandlingssystemer.
Under utvikling, kjemikere fra CaliforniaUniversity of Berkeley har syntetisert fleksible polymermembraner med nanopartikler som kan innstilles for å absorbere spesifikke metallioner, som gull eller uran.
Membranen kan stilles inn på en bestemt type partikler som den vil absorbere.
- Trefiltre
Forskere ved Massachusetts Institute of Technology brukte splintved av ikke-blomstrende trær for å lage et filter for drikkevann fra naturlige materialer.
De laget nye xylem-filtre somfiltrere patogener som E. coli og rotavirus. Laboratorietester har bekreftet at deres utvikling fjerner bakterier fra forurensede kilder og grunnvann. Forskere har også utviklet enkle metoder for å forlenge holdbarheten til filtre. Som et resultat kan treplater rense vann i minst to år.
Konsekvenser av vannmangel
Mangel på rent vann tvinger menneskerbruke vann fra utrygge kilder til drikke, som er forbundet med økt risiko for helseskader. Forbruk av forurenset ferskvann fører til forverring av levekår og utvikling av alvorlige sykdommer, inkludert død.
På grunn av mangel på vann, er det en praksis med lagringvann i hjemmene, noe som kan øke risikoen for forurensning betydelig og skape gunstige forhold for vekst av skadelige bakterier. Hygiene er også et alvorlig problem: folk kan ikke vaske seg ordentlig, vaske klær og holde hjemmet rent.
Hvis ingen tiltak blir iverksatt, vil i 2030 nesten 5 milliarder mennesker – omtrent 67 % av planetens befolkning – stå igjen uten tilfredsstillende vannrensing.
I dag er det for hver innbygger på jorden ca750 m³ per år ferskvann, innen 2050 vil denne mengden reduseres til 450 m³. Opptil 80 % av verdens land vil befinne seg i et område som ifølge FNs klassifisering er klassifisert som under vannknapphetsgrensen.
Bare i Afrika, innen 2020, på grunn av klimaendringer, vil mellom 75 og 250 millioner mennesker befinne seg i en slik situasjon. Mangel på vann i ørken- og halvørkenregioner vil føre til intensiv migrasjon av befolkningen.
Det meste av India lider allerede av mangel på drikkevann.
Les mer:
En innbygger i Tyrkia fant ved et uhell spor etter en ukjent sivilisasjon på gårdsplassen til huset
Hvordan en brann under vann brøt ut i Mexicogolfen og hva dette kan føre til
Data fra spioneringssatellitter bidro til å finne ut årsaken til smelting av isbreer i Asia