สงครามเพื่อน้ำสะอาด: ของเหลวที่พบบ่อยที่สุดจบลงด้วยการขาดแคลนอย่างไร

เหตุใดจึงอาจขาดแคลนน้ำจืด?

การขาดแคลนน้ําดื่มเชื่อมโยงกับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลง

สภาพภูมิอากาศกับกิจกรรมของมนุษย์ที่นําไปสู่การลดลงของทรัพยากรน้ําเนื่องจากมลพิษของระบบนิเวศน้ําจืดเช่นเดียวกับผลกระทบของการขยายตัวของเมืองและการเปลี่ยนแปลงการใช้ที่ดิน

ตามสถิติเกือบ 1/5 ของโลกของประชากรอาศัยอยู่ในพื้นที่ที่ขาดแคลนน้ำดื่มสะอาดอย่างร้ายแรง นอกจากนี้ 1/4 ของประชากรอาศัยอยู่ในประเทศกำลังพัฒนา ซึ่งประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำเนื่องจากขาดโครงสร้างพื้นฐานที่จำเป็นสำหรับการถอนตัวจากชั้นหินอุ้มน้ำและแม่น้ำ

ปัญหาหลักประการหนึ่งคือมลภาวะน้ำจืดลดปริมาณสำรองที่มีอยู่อย่างมาก มลพิษนี้ได้รับการอำนวยความสะดวกโดยการปล่อยมลพิษทางอุตสาหกรรมและการไหลบ่า การไหลบ่าของปุ๋ยจากทุ่งนา และการแทรกซึมของน้ำเค็มในเขตชายฝั่งทะเลสู่ชั้นหินอุ้มน้ำเนื่องจากการสูบน้ำใต้ดิน

น้ำจืดมีมลพิษแค่ไหน

• มลพิษเข้าสู่น้ำจืดได้หลายวิธี: ผ่านอุบัติเหตุ การกำจัดของเสียโดยเจตนา การรั่วไหลและการรั่วไหล
• แหล่งที่มาของมลพิษที่ใหญ่ที่สุดคือฟาร์มที่ครอบครองเกือบ 80% ของที่ดินในอังกฤษและเวลส์ มูลสัตว์ที่ไม่ผ่านการบำบัดซึ่งปกคลุมดินบางส่วนจะเข้าสู่แหล่งน้ำจืด
• นอกจากนี้ เกษตรกรในอังกฤษและเวลส์พวกเขาใส่ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม 2.5 ล้านตันลงในดิน และปุ๋ยเหล่านี้บางส่วนก็ลงเอยด้วยน้ำจืด บางส่วนเป็นสารประกอบอินทรีย์ถาวรที่เข้าสู่ห่วงโซ่อาหารและทำให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อม สหราชอาณาจักรกำลังยุติการผลิตสารประกอบออร์กาโนคลอรีนที่ผลิตในปริมาณมากในช่วงทศวรรษ 1950
• ภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นต่อแหล่งน้ำจืดเกิดจากน้ำเสียที่ปล่อยออกจากฟาร์มเลี้ยงปลา เนื่องจากมีการใช้ยาอย่างแพร่หลายเพื่อต่อสู้กับโรคของปลา
• มลพิษอย่างรวดเร็วของน้ำใต้ดินรอบเมือง แหล่งที่มาคือจำนวนหลุมที่ปนเปื้อนที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการทำงานที่ไม่เหมาะสม
• ป่าไม้และการระบายน้ำแบบเปิด - แหล่งที่มาสารจำนวนมากเข้าสู่น้ำจืด โดยเฉพาะเหล็ก อะลูมิเนียม และแคดเมียม ด้วยการเติบโตของต้นไม้ ความเป็นกรดของดินในป่าเพิ่มขึ้น และฝนที่ตกหนักทำให้เกิดการไหลบ่าที่เป็นกรดมากซึ่งเป็นอันตรายต่อสัตว์ป่า
• มลภาวะในบรรยากาศของน้ำจืดโดยเฉพาะเป็นอันตราย มลพิษดังกล่าวมีสองประเภท: กระจายอย่างหยาบ (เถ้า เขม่า ฝุ่นและหยดของเหลว) และก๊าซ (ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไนโตรเจนไดออกไซด์) ทั้งหมดนี้เป็นผลิตภัณฑ์จากกิจกรรมทางอุตสาหกรรมหรือการเกษตร เมื่อก๊าซเหล่านี้รวมกับน้ำในน้ำฝน กรดเข้มข้นจะก่อตัวขึ้น - กำมะถันและไนตริก

มลพิษทั่วโลกของแหล่งน้ำ

• ภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อม ทุกกรณีที่ร้ายแรงของมลพิษในมหาสมุทรเกี่ยวข้องกับ oil.As เป็นผลมาจากการปฏิบัติอย่างกว้างขวางในการล้างเรือบรรทุกน้ํามันมหาสมุทรถูกทิ้งลงสู่มหาสมุทรโดยเจตนาทุกปี ปริมาณน้ําฝน oil.In 8 ถึง 20 ล้านบาร์เรลผลกระทบของการรั่วไหลของน้ํามันสามารถในสภาพอาร์กติกน้ํามันยังคงมีอยู่นานกว่ามาก
• น้ํา เสีย ในปริมาณน้อยพวกเขาเสริมสร้างน้ําและส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืชและปลาและในปริมาณมากพวกเขาทําลายสถานที่ปล่อยน้ําทิ้งที่ใหญ่ที่สุดในโลกสองแห่งคือลอสแองเจลิส (สหรัฐอเมริกา) และมาร์เซย์ (ฝรั่งเศส) ได้บําบัดน้ําเสียมานานกว่าสองทศวรรษภาพถ่ายดาวเทียมแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการแพร่กระจายของสิ่งปฏิกูลที่ปล่อยออกมาจากท่อร่วมไอเสียการสํารวจใต้น้ําบ่งชี้ถึงการตายของสิ่งมีชีวิต ในทะเล
• โลหะและสารเคมี สารเคมีอันตรายที่สามารถทําลายสมดุลของระบบนิเวศ ได้แก่ โลหะหนักเช่นแคดเมียมนิกเกิลสารหนูทองแดงตะกั่วสังกะสีและโครเมียม คาดว่าในแต่ละปีมีการปล่อยลงสู่ทะเลเหนือมากถึง 50,000 ตันที่น่าตกใจยิ่งกว่านั้นคือสารกําจัดศัตรูพืช - อัลดรินไดเอลดรินและเอนดริน - ที่สะสมอยู่ในเนื้อเยื่อสัตว์ผลกระทบระยะยาวของสารเคมีดังกล่าวยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด
• ผลกระทบต่อระบบนิเวศ มหาสมุทรทั้งหมดต้องทนทุกข์ทรมานจากมลพิษ แต่มลพิษทางน้ําชายฝั่งสูงกว่าในมหาสมุทรเปิดเนื่องจากมีแหล่งกําเนิดมลพิษจํานวนมาก:ทั่วยุโรปและนอกชายฝั่งตะวันออกของอเมริกาเหนือมีการจัดตั้งชั้นวางของทวีปตื้นกรงสําหรับเพาะพันธุ์หอยนางรมหอยแมลงภู่และปลาที่มีความเสี่ยงต่อแบคทีเรียสาหร่ายและสารปนเปื้อนที่เป็นพิษ
• น้ำดอก.ผู้บริโภคลำดับแรกไม่สามารถรับมือกับการเติบโตอย่างรวดเร็วของมวลชีวภาพแพลงก์ตอนพืชได้ ซึ่งเป็นผลมาจากการที่สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ในห่วงโซ่อาหารและตายไปและจมลงสู่ก้นบึ้ง เมื่อย่อยสลายสารอินทรีย์ของแพลงก์ตอนพืชที่ตายแล้ว แบคทีเรียด้านล่างมักจะใช้ออกซิเจนทั้งหมดที่ละลายในน้ำ ซึ่งอาจนำไปสู่การก่อตัวของโซนที่เป็นพิษ (โดยมีปริมาณออกซิเจนไม่เพียงพอสำหรับสิ่งมีชีวิตแบบแอโรบิก) โซนดังกล่าวนำไปสู่การลดความหลากหลายทางชีวภาพและชีวมวลของสัตว์หน้าดินแบบแอโรบิก
• มลพิษจากขยะพลาสติก การสะสมของขยะพลาสติกก่อตัวเป็นแผ่นขยะพิเศษในมหาสมุทรโลกภายใต้อิทธิพลของกระแสน้ำ ปัจจุบันมีกลุ่มขยะขนาดใหญ่ 5 กลุ่ม โดยกลุ่มละ 2 กลุ่มอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกและแอตแลนติก และอีก 1 กลุ่มอยู่ในมหาสมุทรอินเดีย วงแหวนของเสียเหล่านี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วยขยะพลาสติกที่เกิดจากการปล่อยของเสียจากพื้นที่ชายฝั่งทะเลที่มีประชากรหนาแน่นของทวีปต่างๆ

แหล่งน้ำของโลกมีการกระจายอย่างไร

ประมาณหนึ่งในสามของหุ้นทั้งหมดมีความสดใหม่น้ำกระจุกตัวอยู่ในอเมริกาใต้ หนึ่งในสี่อยู่ในเอเชีย และประเทศในอวกาศหลังโซเวียตมีสัดส่วนมากกว่า 20% เล็กน้อย และมีเพียงประมาณ 2% เท่านั้นที่กระจายไปยังตะวันออกกลางและแอฟริกาเหนือ

ผู้บริโภคน้ำจืดรายใหญ่ที่สุดได้แก่ อินเดีย จีน สหรัฐอเมริกา ปากีสถาน ญี่ปุ่น ไทย อินโดนีเซีย บังคลาเทศ เม็กซิโก และรัสเซีย ในขณะเดียวกัน ยังพบปัญหาการขาดแคลนน้ำดื่มอย่างเฉียบพลันในจีน อินเดีย และทั่วแอฟริกา

นอกจากขาดน้ำจืดแล้วยังมีอีกปัญหาที่แท้จริงคือคุณภาพของมัน การเสื่อมสภาพโดยตรงขึ้นอยู่กับระดับมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้น ในกรณีส่วนใหญ่ สาเหตุนี้เกิดจากกิจกรรมของมนุษย์และการมีประชากรมากเกินไป

กรองน้ำอย่างไรไม่ให้อันตราย

น้ำดื่มบริสุทธิ์ที่พูดอย่างเคร่งครัดเรียกว่ามันเป็นไปไม่ได้. จากมุมมองของนักเคมี น้ำบริสุทธิ์เป็นสารกลั่นที่ปราศจากสิ่งเจือปนและจุลินทรีย์ทั้งหมด สำหรับนักจุลชีววิทยา น้ำสะอาดเป็นสภาพแวดล้อมที่เหมาะสำหรับแบคทีเรีย สำหรับเรา น้ำบริสุทธิ์เป็นของเหลวที่อุดมไปด้วยแร่ธาตุ ซึ่งสามารถดื่มได้ทุกวันโดยไม่เสี่ยงต่อสุขภาพ

วันนี้ไม่มีซิงเกิ้ลวิธีการสากลในการทำให้น้ำจืดบริสุทธิ์ - ทางเลือกขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำ ข้อกำหนดสำหรับน้ำจืด และขอบเขตการใช้งานต่อไป ตัวอย่างเช่น มีระบบโอโซน ออสโมติก การกรอง และการทำให้บริสุทธิ์ด้วยไอออนิก ซึ่งแต่ละระบบมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง

เทคโนโลยีที่มีแนวโน้มมากที่สุดตอนนี้คือนาโนฟิลเตรชั่น วิธีนี้จะขจัดสิ่งสกปรกที่ประกอบด้วยฮาโลเจนและคลอรีนในน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยไม่ต้องใช้รีเอเจนต์ที่รุนแรง นาโนฟิลเตรชั่นใช้ในฮอลแลนด์ สหรัฐอเมริกา และฝรั่งเศส วิธีนี้เป็นวิธีที่แพงที่สุดวิธีหนึ่งจึงไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย แม้แต่ในประเทศที่ใช้เทคโนโลยีนาโนฟิลเตรชั่น พวกเขาทำเพื่อกรองน้ำให้บริสุทธิ์ด้วยจุดประสงค์พิเศษเท่านั้น

วิธีการกรองน้ำแห่งอนาคต

• นาโนไฟเบอร์

นักวิจัยชาวเกาหลีได้นำเสนอสิ่งใหม่เทคโนโลยีที่ทำให้น้ำทะเลสามารถดื่มได้ภายในไม่กี่นาที นักวิทยาศาสตร์ใช้กระบวนการกลั่นแบบเมมเบรน ซึ่งทำให้น้ำจากเกลือบริสุทธิ์ได้ถึง 99.9% พวกเขามั่นใจว่าวิธีแก้ปัญหานี้จะช่วยบรรเทาวิกฤตน้ำดื่มที่เลวร้ายลงจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศได้

การศึกษาใหม่ให้รายละเอียดว่าอย่างไรการทำน้ำทะเลให้บริสุทธิ์โดยใช้เมมเบรนนาโนไฟเบอร์เป็นตัวกรองเกลือ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์เคยใช้การกลั่นด้วยเมมเบรนมาก่อน แต่ก็ประสบปัญหาที่ทำให้กระบวนการช้าลง หากเมมเบรนเปียกเกินไปหรือมีน้ำท่วม จะไม่สามารถแยกเกลือออกได้อีกต่อไป

ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงต้องรอให้เมมเบรนแห้ง หรือหาวิธีแก้ปัญหาเพิ่มเติม เช่น การใช้อากาศอัดแรงดันเพื่อปล่อยน้ำที่กักขังออกจากรูขุมขน

• โรงงานกลั่นน้ำทะเลล่าสุด

นักสำรวจจากต้าเหลียนมารีนมหาวิทยาลัยในประเทศจีนได้พัฒนาโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเลใหม่ที่สามารถลอยอยู่บนผิวน้ำทะเล ดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และใช้ความร้อนนั้นในการระเหยน้ำ

ตัวบล็อกประกอบด้วยสามชั้น:ส่วนหลักคือโฟมโพลีเอทิลีนซึ่งช่วยให้ลอยตัวและทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อน ด้านนอกของโฟมห่อด้วยกระดาษพิเศษซึ่งเป็นวัสดุดูดซับที่ใช้ในผ้าอ้อมสำเร็จรูป โดยจะผันน้ำขึ้นสู่ผิวน้ำ 

สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าอุปกรณ์สามารถหลีกเลี่ยงข้อผิดพลาดร้ายแรงประการหนึ่ง นั่นคือการปนเปื้อนเนื่องจากการสะสมของเกลือบนพื้นผิว เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งนี้จะลดประสิทธิภาพลง

ระหว่างการทดสอบ ทีมงานพบว่าเกลือไม่มีชั้นใดเกิดขึ้น สิ่งนี้บ่งชี้ว่ารูพรุนพิเศษบนชั้นเคลือบของบล็อกระบายเกลือและทิ้งกลับลงไปในน้ำทะเล ประโยชน์อีกประการหนึ่งของทีมกล่าวว่าวัสดุกระดาษสามารถนำมาใช้ซ้ำได้มากกว่า 30 ครั้ง

• ตัวเร่งปฏิกิริยาอนุภาคนาโนทองคำ Palladium

นักเคมีที่มหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ได้สร้างตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการฆ่าเชื้อในน้ำทันทีโดยใช้อนุภาคแพลเลเดียมและทองคำ

ผู้เขียนผลงานได้ค้นพบว่าในระหว่างกระบวนการการสังเคราะห์ H2O2 ทำให้เกิดโมเลกุลอื่นๆ อีกมากมายที่ประกอบด้วยออกซิเจน ซึ่งมีปฏิกิริยากับจุลินทรีย์มากกว่าเปอร์ออกไซด์และสารฟอกขาวหลายสิบถึงหลายร้อยล้านเท่า

กิจกรรมการฆ่าเชื้อแบคทีเรียในระดับใกล้เคียงกันของสารประกอบเหล่านี้ตามที่ระบุไว้โดย Hutchins และเพื่อนร่วมงานของเขา การทำน้ำให้บริสุทธิ์จากจุลินทรีย์ สปอร์ และสารปนเปื้อนอินทรีย์อื่นๆ เกือบจะในทันทีที่อาจส่งผลเสียต่อสุขภาพของมนุษย์

• เมมเบรนแบบยืดหยุ่น

นักเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ได้ค้นพบวิธีที่จะทำให้การกำจัดโลหะที่เป็นพิษ เช่น ปรอทและโบรอนออกจากน้ำได้ง่ายขึ้น

วิธีการใหม่ที่ใช้เมมเบรนช่วยขจัดเกือบ 100%โลหะที่เป็นพิษและปล่อยโลหะมีค่าเพื่อใช้หรือกำจัดในภายหลัง ตามที่ผู้เขียนระบุว่าเมมเบรนนั้นง่ายต่อการรวมเข้ากับระบบบำบัดน้ำในปัจจุบัน

อยู่ระหว่างการพัฒนานักเคมีจากแคลิฟอร์เนียมหาวิทยาลัยเบิร์กลีย์ได้สังเคราะห์เมมเบรนโพลีเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นด้วยอนุภาคนาโนที่สามารถปรับแต่งเพื่อดูดซับไอออนของโลหะที่เฉพาะเจาะจงเช่นทองคำหรือยูเรเนียม

เมมเบรนสามารถปรับให้เข้ากับอนุภาคเฉพาะชนิดที่จะดูดซับ

• ตัวกรองไม้

นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ใช้กระพี้ของต้นไม้ที่ไม่มีดอกเพื่อสร้างตัวกรองน้ำดื่มจากวัสดุธรรมชาติ

พวกเขาสร้างตัวกรอง xylem ใหม่ที่กรองเชื้อโรค เช่น E. coli และ rotavirus การทดสอบในห้องปฏิบัติการยืนยันว่าการพัฒนาสามารถขจัดแบคทีเรียออกจากน้ำพุและน้ำใต้ดินที่ปนเปื้อน นักวิทยาศาสตร์ยังได้พัฒนาวิธีการง่ายๆ ในการยืดอายุของตัวกรอง เป็นผลให้แผ่นไม้สามารถทำให้น้ำบริสุทธิ์ได้อย่างน้อยสองปี

ผลจากการขาดแคลนน้ำ

การขาดน้ำสะอาดส่งผลให้ผู้คนใช้น้ำจากแหล่งดื่มที่ไม่ปลอดภัยซึ่งสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของอันตรายต่อสุขภาพ การบริโภคน้ำจืดที่ปนเปื้อนส่งผลให้สภาพความเป็นอยู่เสื่อมโทรมและทำให้เกิดโรคร้ายแรงรวมถึงการเสียชีวิต

เนื่องจากขาดน้ำจึงมีการเก็บกักน้ำในบ้านซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อมลภาวะและสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการเจริญเติบโตของแบคทีเรียที่เป็นอันตราย สุขอนามัยก็เป็นปัญหาร้ายแรงเช่นกัน: ผู้คนไม่สามารถล้างตัวเอง ซักเสื้อผ้า และรักษาบ้านให้สะอาดได้

หากไม่มีมาตรการใดๆ ภายในปี 2573 ผู้คนเกือบ 5 พันล้านคน หรือประมาณ 67% ของประชากรโลก จะยังคงอยู่โดยไม่มีการบำบัดน้ำให้บริสุทธิ์อย่างน่าพอใจ

ทุกวันนี้สำหรับประชากรโลกทุกคนมีประมาณน้ำจืด 750 ลบ.ม. ต่อปี ภายในปี 2593 ปริมาณนี้จะลดลงเหลือ 450 ลบ.ม. ประเทศต่างๆ ในโลกมากถึง 80% จะพบว่าตัวเองอยู่ในพื้นที่ที่ตามการจัดหมวดหมู่ของ UN จัดอยู่ในประเภทต่ำกว่าเส้นการขาดแคลนน้ำ

ในแอฟริกาเพียงประเทศเดียว ภายในปี 2020 เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ผู้คนจำนวน 75 ถึง 250 ล้านคนจะพบว่าตัวเองอยู่ในสถานการณ์เช่นนี้ การขาดน้ำในพื้นที่ทะเลทรายและกึ่งทะเลทรายจะทำให้เกิดการอพยพของประชากรอย่างเข้มข้น

อินเดียส่วนใหญ่ประสบปัญหาขาดแคลนน้ำดื่มอยู่แล้ว

อ่านเพิ่มเติม:

ชาวตุรกีบังเอิญพบร่องรอยของอารยธรรมที่ไม่รู้จักในลานบ้าน

ไฟไหม้ใต้น้ำในอ่าวเม็กซิโกและสิ่งนี้จะนำไปสู่อะไร could

ข้อมูลจากดาวเทียมสอดแนมช่วยในการค้นหาสาเหตุของการละลายของธารน้ำแข็งในเอเชีย