Prečo môže byť nedostatok sladkej vody?
Nedostatok pitnej vody spojený s dopadmi zmien
Podľa štatistík takmer 1/5 svetaobyvateľov žije v oblastiach, kde je vážny nedostatok čistej pitnej vody. Navyše 1/4 populácie žije v rozvojových krajinách, ktoré majú nedostatok vody v dôsledku nedostatku infraštruktúry potrebnej na jej stiahnutie z vodonosných vrstiev a riek.
Jedným z hlavných problémov je znečisteniesladkej vody, čo výrazne znižuje dostupné zásoby. Toto znečistenie uľahčujú priemyselné emisie a odtok, odtok hnojív z polí a prienik slanej vody v pobrežných zónach do zvodnených vrstiev v dôsledku čerpania podzemných vôd.
Ako je znečistená sladká voda
- Znečisťujúce látky sa do sladkých vôd dostávajú rôznymi spôsobmi: nehodami, úmyselným odstraňovaním odpadu, únikmi a únikmi.
- Najväčším potenciálnym zdrojom znečistenia jefarmy, ktoré zaberajú takmer 80% pôdy v Anglicku a Walese. Časť neupraveného živočíšneho hnoja, ktorý pokrýva pôdu, vstupuje do sladkých vodných zdrojov.
- Okrem toho farmári v Anglicku a Walesedo pôdy aplikujú 2,5 milióna ton dusíka, fosforu a draslíka a niektoré z týchto hnojív skončia v sladkej vode. Niektoré z nich sú perzistentné organické zlúčeniny, ktoré vstupujú do potravinového reťazca a spôsobujú problémy s životným prostredím. Spojené kráľovstvo v súčasnosti postupne ukončuje výrobu organických zlúčenín chlóru vyrábaných vo veľkých množstvách v päťdesiatych rokoch minulého storočia.
- Čoraz väčšiu hrozbu pre sladkovodné útvary predstavujú odpadové vody vypúšťané rybími farmami z dôvodu ich rozsiahleho používania liečiv na boj proti chorobám rýb.
- Rýchle znečistenie podzemných vôd v okolí miest. Zdrojom je zvyšujúci sa počet kontaminovaných studní v dôsledku nesprávnej prevádzky.
- Lesné hospodárstvo a otvorené odvodňovanie - zdrojeveľké množstvo látok vstupujúcich do sladkej vody, predovšetkým železo, hliník a kadmium. S rastom stromov sa zvyšuje kyslosť lesnej pôdy a silné dažde vytvárajú veľmi kyslé odtoky, ktoré škodia zveri.
- Atmosférické znečistenie najmä sladkej vodyškodlivé. Existujú dva typy takýchto znečisťujúcich látok: hrubo rozptýlené (popol, sadze, prach a kvapky tekutín) a plyny (oxid siričitý a oxid dusičitý). Všetky sú produktmi priemyselnej alebo poľnohospodárskej činnosti. Keď sa tieto plyny spoja s vodou v dažďovej kvapke, vznikajú koncentrované kyseliny – sírová a dusičná.
Globálne znečistenie vodných útvarov
- Ekologické katastrofy. Všetky vážne prípady znečistenia oceánov sú spojené s ropou. V dôsledku rozšírenej praxe umývania nákladov na tankery sa každý rok zámerne vypustí do oceánu 8 až 20 miliónov barelov ropy. V sedimentoch mierneho podnebia možno účinky ropných škvŕn pozorovať viac ako 9 mesiacov. V arktických podmienkach ropa vydrží oveľa dlhšie.
- Odpadová voda. V malom množstve obohacujú vodu a podporujú rast rastlín a rýb a vo veľkom množstve ničia ekosystémy. V dvoch najväčších svetových skládkach odpadových vôd - Los Angeles (USA) a Marseille (Francúzsko) - špecialisti čistia znečistenú vodu už viac ako dve desaťročia. Satelitné snímky jasne ukazujú šírenie odpadovej vody vypúšťanej výfukovým potrubím. Filmovanie pod vodou naznačuje masové úhyny morských organizmov.
- Kovy a chemikálie. K nebezpečným chemikáliám, ktoré môžu narušiť ekologickú rovnováhu, patria ťažké kovy ako kadmium, nikel, arzén, meď, olovo, zinok a chróm. Odhaduje sa, že len do Severného mora sa ročne vypustí až 50 000 ton týchto kovov. Ešte väčšie obavy vyvolávajú pesticídy aldrín, dieldrín a endrín, ktoré sa hromadia v živočíšnom tkanive. Dlhodobé účinky používania takýchto chemikálií ešte nie sú známe.
- Vplyv na ekosystémy. Všetky oceány sú ovplyvnené znečistením, ale pobrežné vody sú znečistené viac ako v otvorenom oceáne kvôli oveľa väčšiemu počtu zdrojov znečistenia: od pobrežných priemyselných zariadení až po hustú lodnú dopravu. Okolo Európy a pri východnom pobreží Severnej Ameriky sú plytké kontinentálne šelfy domovom klietok pre ustrice, mušle a ryby, ktoré sú citlivé na toxické baktérie, riasy a znečisťujúce látky.
- Kvitnúca voda. Prvotriedni spotrebitelia sa nedokážu vyrovnať s explozívnym rastom biomasy fytoplanktónu, v dôsledku čoho sa väčšina z nich nevyužíva v potravinových reťazcoch a jednoducho odumiera a klesá ku dnu. Pri rozklade organickej hmoty odumretého fytoplanktónu spodné baktérie často využívajú všetok kyslík rozpustený vo vode, čo môže viesť k vytvoreniu hypoxickej zóny (s obsahom kyslíka nedostatočným pre aeróbne organizmy). Takéto zóny vedú k zníženiu biodiverzity a biomasy aeróbneho bentosu.
- Znečistenie z plastového odpadu. Akumulácia plastového odpadu vytvára pod vplyvom prúdov špeciálne odpadkové plochy vo Svetovom oceáne. V súčasnosti je známych päť veľkých zhlukov odpadkových plôch – po dvoch v Tichom oceáne a Atlantickom oceáne a po jednom v Indickom oceáne. Tieto odpadové víry pozostávajú najmä z plastového odpadu, ktorý vzniká vypúšťaním z husto obývaných pobrežných oblastí kontinentov.
Ako sú svetové vodné zdroje rozdelené
Asi tretina všetkých zásob je čerstvávody sa sústreďuje v Južnej Amerike, štvrtina z toho v Ázii a na krajiny postsovietskeho priestoru pripadá niečo viac ako 20 %. A len asi 2 % sú distribuované na Blízky východ a do severnej Afriky.
Najväčší spotrebitelia sladkej vodyza Indiu, Čínu, USA, Pakistan, Japonsko, Thajsko, Indonéziu, Bangladéš, Mexiko a Rusko. Mimoriadne akútny nedostatok pitnej vody je zároveň pozorovaný v Číne, Indii a v celej Afrike.
Okrem nedostatku sladkej vody je tu aj ďalšiaskutočným problémom je jeho kvalita. Jeho zhoršovanie priamo závisí od zvýšenej úrovne znečistenia životného prostredia. Vo väčšine prípadov je to spôsobené ľudskou činnosťou a premnožením.
Ako filtrovať vodu, aby nebola nebezpečná
Čistá pitná voda, prísne vzaté, je tzvje zakázané. Čistá voda je z pohľadu chemika destilát zbavený všetkých nečistôt a mikroorganizmov. Pre mikrobiológa je čistá voda ideálnym prostredím pre baktérie. Čistá voda je pre nás tekutina obohatená o minerály, ktorú môžeme piť denne bez ohrozenia zdravia.
Dnes už nie je jedinýuniverzálna metóda na čistenie sladkej vody - jej výber závisí od zloženia vody, požiadaviek na ňu a rozsahu jej ďalšieho použitia. Napríklad existujú ozónové, osmotické, filtračné a iónové systémy čistenia, z ktorých každý má svoje klady a zápory.
Najsľubnejšia technológia je zatiaľnanofiltrácia. Táto metóda účinne eliminuje dokonca aj halogénové organické nečistoty a nečistoty obsahujúce chlór vo vode bez použitia agresívnych činidiel. Nanofiltrácia sa používa v Holandsku, USA a Francúzsku. Táto metóda je jednou z najdrahších, takže nie je široko používaná. Aj v krajinách, kde sa používa technológia nanofiltrácie, to robia len na čistenie vody so špeciálnym účelom.
Metódy filtrácie vody budúcnosti
- Nanovlákno
Kórejskí vedci predstavili novinkutechnológia, vďaka ktorej je morská voda pitná za pár minút. Vedci použili proces membránovej destilácie, ktorý umožnil dosiahnuť 99,9% čistenie vody od soli. Sú presvedčení, že riešenie zmierni krízu s pitnou vodou, ktorú zhoršila zmena klímy.
Nová štúdia podrobne popisuje akočistenie morskej vody pomocou nanovlákennej membrány ako soľného filtra. Hoci vedci používali membránovú destiláciu už predtým, narazili na problém, ktorý proces spomalil. Ak sa membrána príliš namočila alebo zaliala vodou, nedokázala už oddeliť soľ.
Vedci preto museli počkať, kým membrána vyschne, alebo prísť s ďalšími riešeniami, napríklad pomocou stlačeného vzduchu uvoľniť zachytenú vodu z pórov.
- Najnovšie odsoľovacie zariadenia
Prieskumníci z námornej pechoty DalianUniverzity v Číne vyvinuli nové odsoľovacie zariadenie, ktoré dokáže plávať na hladine morskej vody, efektívne absorbovať slnečnú energiu a využiť toto teplo na odparovanie vody.
Samotný blok pozostáva z troch vrstiev:hlavnou časťou je penový polyetylén, ktorý mu pomáha plávať a pôsobí ako tepelný izolant. Vonkajšia strana peny je obalená špeciálnym papierom - savým materiálom používaným v jednorazových plienkach. Odvádza vodu až na povrch.
Je dôležité poznamenať, že zariadenie sa dokáže vyhnúť jednej vážnej chybe - kontaminácii v dôsledku nahromadenia solí na povrchu. Postupom času to znižuje jeho účinnosť.
Počas testov tím zistil, že fyziologický roztoknevytvorila sa žiadna vrstva. To naznačuje, že špeciálne póry na povlaku bloku odvádzajú soľ a vypúšťajú ju späť do morskej vody. Ďalšou výhodou tímu je, že papierový materiál možno opätovne použiť viac ako 30-krát.
- Katalyzátor nanočastíc paládium zlato
Chemici z Cardiffskej univerzity vytvorili katalyzátor na okamžitú dezinfekciu vody na báze častíc paládia a zlata.
Autori práce zistili, že v proceseSyntéza H2O2 produkuje mnoho ďalších molekúl obsahujúcich kyslík, ktoré interagujú s mikróbmi desiatky a stovky miliónov krát aktívnejšie ako peroxid a bielidlo.
Podobná úroveň baktericídnej aktivity týchto zlúčenín,ako poznamenal Hutchins a jeho kolegovia, umožňuje takmer okamžité čistenie vody od mikróbov, spór a iných organických kontaminantov, ktoré môžu negatívne ovplyvniť ľudské zdravie.
- Pružná membrána
Chemici z Kalifornskej univerzity v Berkeley našli spôsob, ako uľahčiť odstraňovanie toxických kovov, ako je ortuť a bór, z vody.
Nová metóda založená na membráne odstráni takmer 100%toxické kovy a uvoľňuje cenné kovy pre ďalšie použitie alebo zneškodnenie. Podľa autorov sa membrána ľahko integruje do súčasných systémov úpravy vody.
Vo vývoji chemici z KalifornieUniverzita v Berkeley syntetizovala pružné polymérové membrány s nanočasticami, ktoré je možné vyladiť tak, aby absorbovali špecifické ióny kovov, napríklad zlato alebo urán.
Membránu je možné naladiť na konkrétny typ častíc, ktoré absorbuje.
- Drevené filtre
Vedci z Massachusettského technologického inštitútu použili beľové drevo nekvitnúcich stromov na vytvorenie filtra na pitnú vodu z prírodných materiálov.
Vyrobili nové xylémové filtre, ktoréodfiltrovať patogény ako E. coli a rotavírus. Laboratórne testy potvrdili, že ich vývoj odstraňuje baktérie z kontaminovaných prameňov a podzemných vôd. Vedci tiež vyvinuli jednoduché metódy na predĺženie životnosti filtrov. Vďaka tomu môžu drevené kotúče čistiť vodu najmenej dva roky.
Dôsledky nedostatku vody
Nedostatok čistej vody núti ľudípoužívať na pitie vodu z nebezpečných zdrojov, čo je spojené so zvýšeným rizikom poškodenia zdravia. Konzumácia kontaminovanej sladkej vody vedie k zhoršovaniu životných podmienok a rozvoju závažných ochorení vrátane smrti.
Z dôvodu nedostatku vody dochádza k nácviku skladovaniavody v domácnostiach, čo môže výrazne zvýšiť riziko znečistenia a vytvoriť priaznivé podmienky pre rast škodlivých baktérií. Vážnym problémom je aj hygiena: ľudia sa nevedia poriadne umyť, vyprať oblečenie a udržať svoje domovy čisté.
Ak sa neprijmú žiadne opatrenia, do roku 2030 zostane bez uspokojivého čistenia vody takmer 5 miliárd ľudí – približne 67 % populácie planéty.
Dnes na každého obyvateľa Zeme pripadá cca750 m³ sladkej vody ročne, do roku 2050 sa toto množstvo zníži na 450 m³. Až 80 % krajín sveta sa ocitne v oblasti, ktorá je podľa klasifikácie OSN klasifikovaná ako pod hranicou nedostatku vody.
Len v Afrike sa do roku 2020 v dôsledku klimatických zmien ocitne v takejto situácii 75 až 250 miliónov ľudí. Nedostatok vody v púštnych a polopúštnych regiónoch spôsobí intenzívnu migráciu obyvateľstva.
Väčšina Indie už teraz trpí nedostatkom pitnej vody.
Čítaj viac:
Obyvateľ Turecka náhodne našiel na nádvorí domu stopy po neznámej civilizácii
Ako vypukol podmorský požiar v Mexickom zálive a k čomu by to mohlo viesť
Dáta zo špionážnych satelitov pomohli zistiť príčinu topenia ľadovcov v Ázii