Por que pode haver falta de água potável?
Escassez de água potável associada aos impactos da mudança
Segundo as estatísticas, quase 1/5 da população mundialda população vive em áreas onde existe uma grave escassez de água potável. Além disso, 1/4 da população vive em países em desenvolvimento, que enfrentam escassez de água devido à falta de infraestrutura necessária para sua retirada de aqüíferos e rios.
Um dos principais problemas é a poluiçãoágua doce, reduzindo significativamente as reservas disponíveis. Esta poluição é facilitada por emissões industriais e escoamento, escoamento de fertilizantes dos campos e a penetração de água salgada nas zonas costeiras nos aquíferos devido ao bombeamento de água subterrânea.
Como a água doce está poluída
- Os poluentes entram na água doce de várias maneiras: por meio de acidentes, descarte deliberado de resíduos, derramamentos e vazamentos.
- A maior fonte potencial de poluição éfazendas que ocupam quase 80% das terras na Inglaterra e no País de Gales. Parte do esterco animal não tratado que cobre o solo entra em fontes de água doce.
- Além disso, os agricultores da Inglaterra e do País de Galeseles aplicam 2,5 milhões de toneladas de nitrogênio, fósforo e potássio ao solo, e alguns desses fertilizantes acabam em água doce. Alguns deles são compostos orgânicos persistentes que entram na cadeia alimentar e causam problemas ambientais. O Reino Unido está agora eliminando a produção de compostos organoclorados produzidos em grandes quantidades na década de 1950.
- Uma ameaça crescente aos reservatórios de água doce é representada pelas águas residuais descartadas por fazendas de peixes, devido ao uso generalizado de produtos farmacêuticos para combater doenças de peixes.
- Poluição rápida das águas subterrâneas ao redor das cidades. A fonte é o aumento do número de poços contaminados devido à operação inadequada.
- Silvicultura e drenagem aberta - fontesuma grande quantidade de substâncias que entram na água doce, principalmente ferro, alumínio e cádmio. Com o crescimento das árvores, a acidez do solo da floresta aumenta e as chuvas torrenciais formam escoamentos muito ácidos que são prejudiciais para a vida selvagem.
- Poluição atmosférica da água doce, especialmenteprejudicial. Existem dois tipos de tais poluentes: grosseiros (cinzas, fuligem, poeira e gotículas de líquido) e gases (dióxido de enxofre e dióxido de nitrogênio). Todos eles são produtos da atividade industrial ou agrícola. Quando esses gases se combinam com a água em uma gota de chuva, ácidos concentrados são formados - sulfúrico e nítrico.
Poluição global de corpos d'água
- Desastres ambientais.Todos os casos graves de poluição dos oceanos estão associados ao petróleo. Como resultado da prática generalizada de lavagem dos porões dos petroleiros, entre 8 e 20 milhões de barris de petróleo são deliberadamente despejados no oceano todos os anos. Em sedimentos de clima temperado, os efeitos dos derrames de petróleo podem ser observados durante mais de 9 meses. Nas condições do Ártico, o petróleo dura muito mais tempo.
- Águas residuais.Em pequenas quantidades enriquecem a água e promovem o crescimento de plantas e peixes e, em grandes quantidades, destroem ecossistemas. Em dois dos maiores locais de eliminação de águas residuais do mundo - Los Angeles (EUA) e Marselha (França) - há mais de duas décadas que especialistas limpam águas contaminadas. Imagens de satélite mostram claramente a propagação das águas residuais descarregadas pelos coletores de escape. Filmagens subaquáticas indicam morte em massa de organismos marinhos.
- Metais e produtos químicos.Os produtos químicos perigosos que podem perturbar o equilíbrio ecológico incluem metais pesados como cádmio, níquel, arsénico, cobre, chumbo, zinco e crómio. Estima-se que até 50.000 toneladas destes metais sejam descarregadas anualmente apenas no Mar do Norte. Ainda mais preocupantes são os pesticidas aldrin, dieldrin e endrin que se acumulam nos tecidos animais. Os efeitos a longo prazo do uso de tais produtos químicos ainda não são conhecidos.
- Impacto nos ecossistemas.Todos os oceanos são afetados pela poluição, mas as águas costeiras estão mais poluídas do que em mar aberto devido a um número muito maior de fontes de poluição: desde instalações industriais costeiras até ao tráfego marítimo intenso. Em toda a Europa e ao largo da costa oriental da América do Norte, as plataformas continentais pouco profundas albergam gaiolas para ostras, mexilhões e peixes que são vulneráveis a bactérias tóxicas, algas e poluentes.
- Água florida.Os consumidores de primeira ordem não conseguem lidar com o crescimento explosivo da biomassa fitoplanctônica, e como resultado a maioria deles não é usada nas cadeias alimentares e simplesmente morre, afundando. Ao decompor a matéria orgânica do fitoplâncton morto, as bactérias de fundo costumam utilizar todo o oxigênio dissolvido na água, o que pode levar à formação de uma zona hipóxica (com teor de oxigênio insuficiente para organismos aeróbicos). Essas zonas levam a uma redução na biodiversidade e na biomassa de bentos aeróbios.
- Poluição por resíduos plásticos.Acumulações de resíduos plásticos formam manchas especiais de lixo no Oceano Mundial sob a influência das correntes. Existem atualmente cinco grandes aglomerados conhecidos de manchas de lixo - dois nos oceanos Pacífico e Atlântico, e um no Oceano Índico. Estes giros de resíduos consistem principalmente em resíduos plásticos gerados por descargas provenientes de zonas costeiras densamente povoadas dos continentes.
Como os recursos hídricos do mundo são distribuídos
Cerca de um terço de todos os estoques são frescosde água está concentrada na América do Sul, um quarto na Ásia, e os países do espaço pós-soviético respondem por pouco mais de 20%. E apenas cerca de 2% é distribuído para o Oriente Médio e Norte da África.
Os maiores consumidores de água doceconsiderados Índia, China, EUA, Paquistão, Japão, Tailândia, Indonésia, Bangladesh, México e Rússia. Ao mesmo tempo, uma escassez particularmente aguda de água potável é observada na China, Índia e em toda a África.
Além da falta de água doce, há outrao problema real é sua qualidade. Sua deterioração depende diretamente do aumento do nível de poluição ambiental. Na maioria dos casos, isso se deve às atividades humanas e à superpopulação.
Como filtrar a água para que não seja perigosa
Água potável pura, estritamente falando, é chamadaé proibido. Do ponto de vista de um químico, a água pura é um destilado livre de todas as impurezas e microorganismos. Para um microbiologista, a água limpa é um ambiente ideal para bactérias. Para nós, água pura é um líquido enriquecido com minerais, que pode ser bebido diariamente sem riscos para a saúde.
Hoje não há um únicoum método universal para purificar água doce - sua escolha depende da composição da água, dos requisitos para ela e do escopo de uso posterior. Por exemplo, existem sistemas de ozônio, osmótico, de filtração e purificação iônica, cada um com seus prós e contras.
A tecnologia mais promissora até agora énanofiltração. Este método eliminará efetivamente até mesmo impurezas orgânicas halógenas e contendo cloro na água, sem o uso de reagentes agressivos. A nanofiltração é usada na Holanda, EUA e França. Este método é um dos mais caros, por isso não é amplamente utilizado. Mesmo em países onde a tecnologia de nanofiltração é usada, eles fazem isso apenas para purificar água com um propósito especial.
Métodos de filtração de água do futuro
- Nanofibra
Pesquisadores coreanos apresentaram um novotecnologia que torna a água do mar potável em poucos minutos. Os cientistas utilizaram um processo de destilação por membrana, que permitiu atingir 99,9% de purificação da água do sal. Eles estão confiantes de que a solução aliviará a crise da água potável agravada pelas mudanças climáticas.
Um novo estudo detalha comopurificação da água do mar usando uma membrana de nanofibra como filtro de sal. Embora os cientistas já tivessem usado a destilação por membrana antes, eles encontraram um problema que retardou o processo. Se a membrana ficasse muito molhada ou inundada com água, ela não conseguiria mais separar o sal.
Portanto, os cientistas tiveram que esperar que a membrana secasse ou apresentar soluções adicionais, por exemplo, usando ar pressurizado para liberar a água presa pelos poros.
- Usinas de dessalinização mais recentes
Exploradores da Marinha de DalianAs universidades na China desenvolveram uma nova usina de dessalinização que pode flutuar na superfície da água do mar, absorver com eficiência a energia solar e usar esse calor para evaporar a água.
O bloco em si consiste em três camadas:a parte principal é a espuma de polietileno, que ajuda a flutuar e atua como isolante térmico. A parte externa da espuma é envolta em papel especial – material absorvente usado em fraldas descartáveis. Ele desvia a água para a superfície.
É importante ressaltar que o aparelho consegue evitar um erro grave - a contaminação pelo acúmulo de sais na superfície. Com o tempo, isso reduz sua eficácia.
Durante os testes, a equipe descobriu que a solução salinanenhuma camada se formou. Isso indica que poros especiais no revestimento do bloco drenam o sal e o despejam de volta na água do mar. Outro benefício, segundo a equipe, é que o material de papel pode ser reaproveitado mais de 30 vezes.
- Catalisador de nanopartículas de paládio e ouro
Químicos da Cardiff University criaram um catalisador para desinfecção instantânea de água com base em partículas de paládio e ouro.
Os autores do trabalho descobriram que no processoA síntese de H2O2 produz muitas outras moléculas contendo oxigênio, que interagem com micróbios dezenas e centenas de milhões de vezes mais ativamente do que o peróxido e o alvejante.
Um nível semelhante de atividade bactericida desses compostos,conforme observado por Hutchins e seus colegas, ele permite a purificação quase instantânea da água de micróbios, esporos e outros contaminantes orgânicos que podem afetar negativamente a saúde humana.
- Membrana flexível
Químicos da Universidade da Califórnia em Berkeley descobriram uma maneira de facilitar a remoção de metais tóxicos como mercúrio e boro da água.
Um novo método baseado em membrana remove quase 100%metais tóxicos e libera metais valiosos para uso ou descarte posterior. Segundo os autores, a membrana é de fácil integração nos atuais sistemas de tratamento de água.
Em desenvolvimento, químicos da CalifórniaA Universidade de Berkeley sintetizou membranas poliméricas flexíveis com nanopartículas que podem ser ajustadas para absorver íons metálicos específicos, como ouro ou urânio.
A membrana pode ser ajustada para um tipo específico de partículas que irá absorver.
- Filtros de madeira
Cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts usaram o alburno de árvores sem floração para criar um filtro de água potável a partir de materiais naturais.
Eles fizeram novos filtros de xilema quefiltrar patógenos como E. coli e rotavírus. Testes de laboratório confirmaram que seu desenvolvimento remove bactérias de fontes e lençóis freáticos contaminados. Os cientistas também desenvolveram métodos simples para estender a vida útil dos filtros. Como resultado, os discos de madeira podem purificar a água por pelo menos dois anos.
Consequências da escassez de água
A falta de água potável força as pessoasutilizar água de fontes não seguras para beber, o que está associado a um risco aumentado de danos à saúde. O consumo de água doce contaminada leva à deterioração das condições de vida e ao desenvolvimento de doenças graves, incluindo a morte.
Devido à falta de água, existe a prática de armazenarágua nas casas, o que pode aumentar significativamente o risco de poluição e criar condições favoráveis para o crescimento de bactérias nocivas. A higiene também é um problema sério: as pessoas não conseguem se lavar adequadamente, lavar roupas e manter suas casas limpas.
Se não forem tomadas medidas, até 2030, quase 5 mil milhões de pessoas - cerca de 67% da população do planeta - permanecerão sem purificação satisfatória da água.
Hoje, para cada habitante da Terra existem cerca de750 m³ por ano de água doce, até 2050 esse valor diminuirá para 450 m³. Até 80% dos países do mundo encontrar-se-ão numa área que, segundo a classificação da ONU, é classificada como abaixo da linha de escassez de água.
Só na África, até 2020, devido às mudanças climáticas, entre 75 e 250 milhões de pessoas se encontrarão nessa situação. A falta de água em regiões desérticas e semidesérticas causará intensa migração da população.
A maior parte da Índia já sofre com a falta de água potável.
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