De ce poate exista o penurie de apă proaspătă?
Lipsa de apă potabilă legată de impactul schimbării
Conform statisticilor, aproape 1/5 din lumedin populație trăiește în zone în care există o penurie gravă de apă potabilă curată. În plus, 1/4 din populație trăiește în țările în curs de dezvoltare, care se confruntă cu deficiențe de apă din cauza lipsei infrastructurii necesare retragerii sale din acvifere și râuri.
Una dintre principalele probleme este poluareaapă dulce, reducând semnificativ rezervele disponibile. Această poluare este facilitată de emisiile și scurgerile industriale, scurgerile de îngrășăminte din câmpuri și pătrunderea apei sărate în zonele de coastă în acvifere datorită pompării apelor subterane.
Cum este poluată apa dulce
- Poluanții pătrund în apa dulce într-o varietate de moduri: prin accidente, eliminarea deliberată a deșeurilor, scurgeri și scurgeri.
- Cea mai mare sursă potențială de poluare esteferme care ocupă aproape 80% din terenul din Anglia și Țara Galilor. O parte din gunoiul de grajd netratat care acoperă solul intră în surse de apă proaspătă.
- În plus, fermierii din Anglia și Țara Galiloraplică 2,5 milioane de tone de azot, fosfor și potasiu pe sol, iar unele dintre aceste îngrășăminte ajung în apă proaspătă. Unii dintre ei sunt compuși organici persistenți care intră în lanțul alimentar și cauzează probleme de mediu. Marea Britanie elimină acum producția de compuși organoclorurați produși în cantități mari în anii 1950.
- O amenințare tot mai mare pentru corpurile de apă dulce este reprezentată de apele uzate deversate de fermele piscicole, datorită utilizării lor pe scară largă de produse farmaceutice pentru combaterea bolilor peștilor.
- Poluarea rapidă a apelor subterane în jurul orașelor. Sursa este numărul tot mai mare de puțuri contaminate din cauza funcționării necorespunzătoare.
- Silvicultură și drenaj deschis - surseo cantitate mare de substanțe care intră în apă dulce, în principal fier, aluminiu și cadmiu. Odată cu creșterea copacilor, aciditatea solului pădurii crește, iar ploile torențiale formează scurgeri foarte acide, care sunt dăunătoare faunei sălbatice.
- Poluarea atmosferică a apei dulci în specialdăunătoare. Există două tipuri de astfel de poluanți: dispersate grosier (cenușă, funingine, praf și picături de lichid) și gaze (dioxid de sulf și dioxid de azot). Toate acestea sunt produse de activitate industrială sau agricolă. Când aceste gaze se combină cu apa în picătură de ploaie, se formează acizi concentrați - sulfuric și azotic.
Poluarea globală a corpurilor de apă
- Dezastre ecologice. Toate cazurile grave de poluare a oceanelor sunt asociate cu petrolul. Ca urmare a practicii larg răspândite de spălare a calelor cisternelor, între 8 și 20 de milioane de barili de petrol sunt aruncați în mod deliberat în ocean în fiecare an. În sedimentele cu climă temperată, efectele scurgerilor de petrol pot fi observate mai mult de 9 luni. În condiții arctice, petrolul durează mult mai mult.
- Ape uzate. În cantități mici îmbogățesc apa și favorizează creșterea plantelor și peștilor, iar în cantități mari distrug ecosistemele. În două dintre cele mai mari locuri de evacuare a apelor uzate din lume - Los Angeles (SUA) și Marsilia (Franța) - specialiștii curăță apa poluată de mai bine de două decenii. Imaginile din satelit arată în mod clar răspândirea apelor uzate evacuate de galeriile de evacuare. Filmările subacvatice indică moartea în masă a organismelor marine.
- Metale și substanțe chimice. Produsele chimice periculoase care pot perturba echilibrul ecologic includ metalele grele precum cadmiul, nichelul, arsenul, cuprul, plumbul, zincul și cromul. Se estimează că până la 50.000 de tone din aceste metale sunt descărcate anual numai în Marea Nordului. Și mai alarmante sunt pesticidele - aldrin, dieldrin și endrin - care se acumulează în țesutul animal. Efectele pe termen lung ale utilizării unor astfel de substanțe chimice nu sunt încă cunoscute.
- Impactul asupra ecosistemelor. Toate oceanele sunt afectate de poluare, dar apele de coastă sunt mai poluate decât în oceanul deschis datorită unui număr mult mai mare de surse de poluare: de la instalații industriale de coastă până la traficul maritim intens. În jurul Europei și în largul coastei de est a Americii de Nord, rafturile continentale puțin adânci găzduiesc cuști pentru stridii, midii și pești care sunt vulnerabili la bacterii toxice, alge și poluanți.
- Apa de inflorire. Consumatorii de ordinul întâi nu pot face față creșterii explozive a biomasei fitoplanctonului, drept urmare majoritatea acestora nu sunt folosite în lanțurile alimentare și mor pur și simplu, scufundându-se în fund. La descompunerea materiei organice a fitoplanctonului mort, bacteriile de fund folosesc adesea tot oxigenul dizolvat în apă, ceea ce poate duce la formarea unei zone hipoxice (cu un conținut de oxigen insuficient pentru organismele aerobe). Astfel de zone conduc la o reducere a biodiversității și a biomasei bentosului aerob.
- Poluarea din deșeuri de plastic. Acumulările de deșeuri din plastic formează pete speciale de gunoi în Oceanul Mondial sub influența curenților. În prezent, sunt cunoscute cinci grupuri mari de petice de gunoi - câte două în Oceanul Pacific și Atlantic și unul în Oceanul Indian. Aceste deșeuri constau în principal din deșeuri de plastic generate de deversările din zonele de coastă dens populate ale continentelor.
Cum sunt distribuite resursele de apă ale lumii
Aproximativ o treime din toate stocurile sunt proaspeteapa este concentrată în America de Sud, o pătrime din aceasta se află în Asia, iar țările spațiului post-sovietic reprezintă puțin mai mult de 20%. Și doar aproximativ 2% este distribuit în Orientul Mijlociu și Africa de Nord.
Cei mai mari consumatori de apă dulceconsiderat India, China, SUA, Pakistan, Japonia, Thailanda, Indonezia, Bangladesh, Mexic și Rusia. În același timp, se observă o lipsă deosebit de acută de apă potabilă în China, India și în toată Africa.
Pe lângă lipsa apei proaspete, mai există și unaproblema reală este calitatea sa. Deteriorarea sa depinde în mod direct de nivelul crescut de poluare a mediului. În majoritatea cazurilor, acest lucru se datorează activităților umane și suprapopulării.
Cum se filtrează apa, astfel încât să nu fie periculoasă
Apa potabilă pură, strict vorbind, se numeșteeste interzis. Din punctul de vedere al unui chimist, apa pură este un distilat lipsit de orice impurități și microorganisme. Pentru microbiolog, apa curată este un mediu ideal pentru bacterii. Pentru noi, apa pură este un lichid îmbogățit cu minerale, care poate fi băut zilnic fără riscuri pentru sănătate.
Astăzi nu există un singuro metodă universală pentru purificarea apei proaspete - alegerea sa depinde de compoziția apei, de cerințele pentru aceasta și de scopul utilizării sale ulterioare. De exemplu, există sisteme de ozon, osmotic, filtrare și purificare ionică, fiecare dintre ele având propriile sale argumente pro și contra.
Cea mai promițătoare tehnologie de până acum estenanofiltrare. Această metodă va elimina în mod eficient chiar și impuritățile halogenice organice și conținând clor din apă, fără a utiliza reactivi agresivi. Nanofiltrarea este utilizată în Olanda, SUA și Franța. Această metodă este una dintre cele mai scumpe, deci nu este utilizată pe scară largă. Chiar și în țările în care se utilizează tehnologia nanofiltrării, o fac doar pentru purificarea apei cu un scop special.
Metode de filtrare a apei din viitor
- Nanofibra
Cercetătorii coreeni au prezentat un noutehnologie care face apa de mare potabilă în câteva minute. Oamenii de știință au folosit un proces de distilare cu membrană, care a făcut posibilă obținerea unei purificări de 99,9% a apei din sare. Sunt încrezători că soluția va atenua criza apei potabile agravată de schimbările climatice.
Un nou studiu detaliază cumpurificarea apei de mare folosind o membrană din nanofibră ca filtru de sare. Deși oamenii de știință au mai folosit distilarea cu membrană, au întâmpinat o problemă care a încetinit procesul. Dacă membrana a devenit prea umedă sau s-a inundat cu apă, nu mai putea separa sarea.
Prin urmare, oamenii de știință au trebuit să aștepte ca membrana să se usuce sau să vină cu soluții suplimentare, de exemplu, folosind aer sub presiune pentru a elibera apa prinsă din pori.
- Ultimele plante de desalinizare
Exploratori din marina DalianUniversitățile din China au dezvoltat o nouă instalație de desalinizare care poate pluti la suprafața apei de mare, poate absorbi eficient energia solară și poate folosi căldura pentru a evapora apa.
Blocul în sine este format din trei straturi:partea principală este spumă de polietilenă, care o ajută să plutească și acționează ca un izolator termic. Exteriorul spumei este învelit în hârtie specială - un material absorbant folosit în scutecele de unică folosință. Deviere apa la suprafață.
Este important de menționat că dispozitivul reușește să evite o eroare gravă - contaminarea datorată acumulării de săruri la suprafață. În timp, acest lucru îi reduce eficacitatea.
În timpul testelor, echipa a găsit acea soluție salinănu s-a format niciun strat. Acest lucru indică faptul că porii speciali de pe acoperirea blocului scurg sarea și o aruncă înapoi în apa de mare. Un alt beneficiu, a spus echipa, este că materialul din hârtie poate fi refolosit de peste 30 de ori.
- Catalizator de nanoparticule de aur de paladiu
Chimiștii de la Universitatea Cardiff au creat un catalizator pentru dezinfecția instantanee a apei pe bază de particule de paladiu și aur.
Autorii lucrării au descoperit că în acest procesSinteza H2O2 produce multe alte molecule care conțin oxigen, care interacționează cu microbii de zeci și sute de milioane de ori mai activ decât peroxidul și înălbitorul.
Un nivel similar de activitate bactericidă a acestor compuși,după cum au remarcat Hutchins și colegii săi, aceasta permite purificarea aproape instantanee a apei din microbi, spori și alți contaminanți organici care pot afecta negativ sănătatea umană.
- Membrană flexibilă
Chimiștii de la Universitatea din California, Berkeley au găsit o modalitate de a facilita eliminarea metalelor toxice precum mercurul și borul din apă.
O nouă metodă bazată pe membrană elimină aproape 100%metale toxice și eliberează metale valoroase pentru utilizare ulterioară sau eliminare. Potrivit autorilor, membrana este ușor de integrat în sistemele actuale de tratare a apei.
În curs de dezvoltare, chimiști din CaliforniaUniversitatea din Berkeley a sintetizat membrane polimerice flexibile cu nanoparticule care pot fi reglate pentru a absorbi ioni metalici specifici, cum ar fi aurul sau uraniul.
Membrana poate fi reglată pe un anumit tip de particule pe care le va absorbi.
- Filtre pentru lemn
Oamenii de știință de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts au folosit alburnul copacilor care nu înfloresc pentru a crea un filtru pentru apa potabilă din materiale naturale.
Au făcut noi filtre xilem carese filtrează agenții patogeni precum E. coli și rotavirusul. Testele de laborator au confirmat că dezvoltarea lor elimină bacteriile din izvoarele și apele subterane contaminate. Oamenii de știință au dezvoltat, de asemenea, metode simple pentru a prelungi durata de valabilitate a filtrelor. Ca urmare, discurile din lemn pot purifica apa timp de cel puțin doi ani.
Consecințele deficitului de apă
Lipsa apei curate obligă oameniifolosiți apă din surse nesigure pentru băut, ceea ce este asociat cu un risc crescut de dăunare a sănătății. Consumul de apă dulce contaminată duce la deteriorarea condițiilor de viață și la dezvoltarea unor boli grave, inclusiv deces.
Din cauza lipsei de apă, există o practică de depozitareapă în locuințe, care poate crește semnificativ riscul de contaminare și poate crea un mediu propice creșterii bacteriilor dăunătoare. Igiena este, de asemenea, o problemă serioasă: oamenii nu se pot spăla corect, nu pot spăla hainele și nu-și pot păstra casele curate.
Dacă nu se iau măsuri, atunci până în 2030 aproape 5 miliarde de oameni - aproximativ 67% din populația planetei - vor rămâne fără o purificare satisfăcătoare a apei.
Astăzi, pentru fiecare locuitor al Pământului există aproximativ750 m³ pe an de apă dulce, până în 2050 această cantitate va scădea la 450 m³. Până la 80% din țările lumii se vor găsi într-o zonă care, conform clasificării ONU, este clasificată sub limita deficitului de apă.
Numai în Africa, până în 2020, din cauza schimbărilor climatice, între 75 și 250 de milioane de oameni se vor găsi într-o astfel de situație. Lipsa apei în regiunile deșertice și semidesertice va provoca o migrație intensivă a populației.
Deja, cea mai mare parte a Indiei suferă din cauza lipsei de apă potabilă.
Citeste mai mult:
Un rezident din Turcia a găsit accidental urmele unei civilizații necunoscute în curtea casei
Cum a izbucnit un incendiu subacvatic în Golful Mexic și la ce ar putea duce acest lucru
Datele de la sateliții spion au ajutat la aflarea cauzei topirii ghețarilor din Asia