Пресная вода реферат: Реферат «Виды и ресурсы пресных вод»

Пресная вода реферат: Реферат «Виды и ресурсы пресных вод»

Содержание

Доклад ООН: запасы пресной воды используются нерационально

Об этом говорится в докладе ООН о состоянии водных ресурсов мира, озаглавленном «Управление водными ресурсами в условиях неопределенности и риска». Он приурочен к шестому Всемирному форуму по водным ресурсам в Марселе (Франция).

«Запасы пресной воды не используются рационально, в соответствии с существующим спросом и потребностями. Мы по-прежнему не обладаем всей полнотой информации по этому вопросу, а управление водными ресурсами дезорганизовано. В этой связи, будущее представляется все более неопределенным, а риски становятся более значимыми», — говорится в послании главы ЮНЕСО Ирины Боковой участникам форума.

Инфраструктура водоснабжения и канализации с трудом справляется с ростом городского населения мира, которое к 2050 году увеличится почти в два раза и достигнет 6,3 миллиарда человек. Сегодня более 80% сточных вод в мире не поступают в коллекторы или не проходят очистку.

К 2050 году ожидается рост на 70% мировых потребностей в продовольствии, причем особенно возрастет спрос на продукты животноводства. Рост производства продуктов питания приведет к тому, что глобальное потребление воды в сельском хозяйстве (на которое уже сегодня приходится 70% ресурсов пресной воды) увеличится, по меньшей мере, на 19%. Авторы Доклада предупреждают, что эта цифра может оказаться ещё выше при отсутствии значительного роста эффективности сельскохозяйственного производства.

Чтобы справиться с растущим спросом на водные ресурсы, все чаще стали прибегать к использованию подземных источников воды. За последние 50 лет извлечение подземных вод утроилось, что представило своего рода «бесшумную революцию». В некоторых подземных резервуарах запасы подземных вод фактически невозобновляемы и потому достигли критически низкого уровня. В связи с этим многие страны приобретают плодородные земли за пределами своей национальной юрисдикции, в частности, — в Африке.

Изменение климата будет иметь большое влияние на водные ресурсы в ближайшие годы. Оно отражается как на характере распределения осадков, влагосодержании почвы, таянии ледников, речном стоке, так и на состоянии подземных вод. Уже сейчас наблюдается увеличение частоты и повышение суровости таких опасных природных явлений, связанных с водой, как наводнения и засухи.

Авторы доклада утверждают, что к 2030 году изменение климата может оказать существенное влияние на производство продовольствия в Южной Азии и в Южной Африке. К 2070 году дефицит водных ресурсов будет ощущаться также в Центральной и Южной Европе и затронет только в этом регионе 44 миллиона человек.

Согласно прогнозу авторов доклада, действующие негативные факторы усугубят существующее ныне экономическое неравенство между отдельными странами.

Вода

ПО МАТЕРИАЛАМ ВМО

Вода — основа жизни. Рост населения, урбанизация и расширение промышленного и сельскохозяйственного производства привели к увеличению спроса на этот ценный природный ресурс. На самом базовом уровне люди нуждаются в доступе к питьевой воде, который становится все более затрудненным в таких районах, как засушливые регионы Южной Америки и Африки и внутренние регионы Азии и Австралии. Запасы подземных вод истощаются, и в глобальном масштабе нехватка воды является основной проблемой, затрагивающей каждого третьего жителя нашей планеты.

Смещение сезонных осадков, усиление изменчивости климата, воздействие на доступность водных ресурсов и другие уже проявившие себя проблемы, вероятно, будут усугубляться в результате последствий изменения климата, включая повышение уровня моря и вероятность усиления экстремальных явлений, таких как наводнения и засухи. Это приведет к далеко идущим негативным последствиям с точки зрения производства продовольствия, здравоохранения, энергетики, городского и промышленного водоснабжения и биоразнообразия. Это также повлияет на жизнь людей, экосистемы и социально-экономическое развитие, что может нанести ущерб устойчивому развитию и усилиям по сокращению масштабов нищеты.

Повышение температуры воды и условия низкого стока в результате засухи, по прогнозам, приведут к ухудшению качества воды. Сокращение запасов подземных вод в прибрежных районах может привести к интрузии соленых вод в системы водоснабжения, основанные на подземных водах. Повышение уровня моря в прибрежных районах также влияет на подземные водоносные горизонты в связи с сокращением запасов пресной воды. Паводки могут активизировать речные отложения, содержащие токсичные материалы.

Улучшенное интегрированное управление водными ресурсами будет иметь ключевое значение для наших усилий по адаптации к изменчивости и изменению климата. По данным механизма «ООН-водные ресурсы», для этого потребуются политические подвижки и значительные инвестиции, а также более всеобъемлющий и устойчивый сбор данных и системы мониторинга для расширения и распространения знаний о климате и воде и производных адаптационных стратегиях и действиях.

Такое концептуальное восприятие лежит в основе Глобальной рамочной основы для климатического обслуживания, определяющей водные ресурсы в качестве одного из главных приоритетов. Эта рамочная основа направлена на укрепление потока климатической информации во все сектора общества в целях обеспечения принятия решений на основе наилучших имеющихся научных знаний, насколько это только возможно. Это обеспечит постоянную основу для диалога между поставщиками климатической информации, включая метеорологические и гидрологические службы, и пользователями в областях водохозяйственной деятельности, продовольственной безопасности, уменьшения опасности бедствий и здравоохранения.

Сельское хозяйство потребляет более 75 % мировых запасов пресной воды. Информация о наступлении, местоположении и интенсивности дождливых и засушливых сезонов задолго до их прогнозируемого возникновения помогает фермерам планировать сроки посадки и выбор культур. Климатические условия также влияют на количество воды, доступной для гидроэнергетики. Более эффективное управление запасами воды на дамбах, в водохранилищах, реках и подземных водоносных горизонтах помогает смягчить изменчивость наличия водных ресурсов, а также улучшить управление паводками и засухами.

Климатические данные и информация лежат в основе планирования и управления запасами поверхностных вод и уменьшения опасности бедствий. Они необходимы для расчетов частоты и продолжительности сильных дождей, вероятного максимума осадков, низкого стока и прогнозирования паводков и оценки водных ресурсов. Такие данные, собираемые в недельных, сезонных и годовых временных масштабах на национальном, региональном и местном уровнях и предоставляемые заинтересованным сторонам на всех уровнях, в настоящее время являются более важными, чем когда-либо для разработки оперативных стратегий управления водными ресурсами, включая обеспечение готовности к паводкам и засухам и реагирование на них.

Для получения дополнительной информации о Глобальной рамочной основе для климатического обслуживания посетите веб-сайт www.wmo.int/gfcs.

УПРАВЛЕНИЕ ПАВОДКАМИ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Паводки — это естественное явление природы, вызываемое чрезмерным количеством осадков, иногда в сочетании с одновременным таянием снега. Положительные аспекты паводков связаны со сбором нескольких урожаев (Бангладеш), устойчивым рыбным промыслом (река Меконг), орошением (река Нил) и экологическим разнообразием, особенно в водно-болотных угодьях, таких как регион Окаванго. Тем не менее, паводки могут угрожать жизни и средствам к существованию и иметь пагубные последствия для растениеводства, животноводства и инфраструктуры, такой как здания, промышленные предприятия, дороги и мосты.

Люди, пострадавшие от паводка

Реки претерпели многочисленные структурные изменения, такие как дноуглубительные работы, спрямление русел, возведение плотин и многие другие, в целях контролирования паводков и улучшения внутреннего судоходства. Эти структурные изменения опирались на исторические климатические и гидрологические данные без учета будущей изменчивости климата и ее влияния на возникновение паводков. В условиях изменения климата используемые в прошлом критерии для проведения инженерных работ, основаные на исторических данных, не могут более являться надежным руководством для будущего: интенсивность и частота осадков, по всей вероятности, изменится, что приведет к изменению периодов повторения и интенсивности паводков.

Климатические переменные являются критически важным компонентом мер управления паводками: знания о сезонных метеорологических переменных являются основой для обеспечения возможностей, например для выпуска заблаговременных предупреждений и подготовки карт рисков возникновения паводков. Информация об изменениях климата в ближайшие десятилетия должна быть интегрирована в процесс планирования землепользования и городских районов, а также в адаптацию к существующим структурным и неструктурным мерам. Разнообразие климатического обслуживания с интеграцией климатической информации в управление паводками обеспечит выгоды с точки зрения улучшения действий по управлению паводками. Задача на будущее заключается в улучшении климатических прогнозов, необходимых для лиц, занимающихся управлением паводками, с уменьшением неопределенности во временных и пространственных масштабах. В этой связи важно обеспечить основу для сотрудничества между сообществом, занимающимся климатической информацией, и сообществом, занимающимся вопросами управления паводками

В связи с комплексными причинами паводков необходим комплексный подход к управлению паводками (см. также www.apfm.info), позволяющий осуществлять более тесное взаимодействие между сообществом, занимающимся климатической информацией, и сообществом, занимающимся вопросами управления паводками.

УПРАВЛЕНИЕ ЗАСУХОЙ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Засуха широко признана как медленно надвигающееся опасное явление природы, которое происходит вследствие изменчивости и изменения климата, а также по причине неустойчивого управления ресурсами, отчасти в результате давления со стороны населения и других демографических и социальноэкономических факторов.

В последние годы возросла озабоченность во всем мире в отношении того, что в связи с изменчивостью и изменением климата засухи могут участиться и стать более продолжительными, а также охватить районы, которые до сих пор не были подвержены их воздействию. Ответные меры в связи с засухами в большинстве частей мира, как правило, осуществляются в порядке реагирования с точки зрения управления действиями в кризисных ситуациях и, как известно, принимаются несвоевременно, плохо скоординированы и разобщены. В результате по всему миру значительно увеличились экономические, социальные и экологические последствия засух. Из всех видов стихийных бедствий по причине своих долгосрочных социально-экономических последствий засухи с большим запасом являются стихийным бедствием, приносящим наибольший ущерб. В Четвертом докладе об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата сообщается, что за последние 25 лет мир действительно стал более подверженным засухам. Вне зависимости от того, происходит ли это вследствие естественной изменчивости климата или же по причине антропогенного воздействия на изменение климата, необходимо срочно разработать более эффективные стратегии управления засухой, основанные на измененной национальной политике в отношении засухи и на расширенных научных знаниях. В рамках улучшенного управления засухой необходимо также обеспечить более обширные социальные ответные действия по управлению рисками и смягчению последствий засух. Это может быть достигнуто за счет улучшения региональной и глобальной координации связанных с засухами усилий существующих организаций и учреждений в отношении:

  • улучшения научного понимания и вкладов в области управления засухой;
  • оценки рисков, связанных с засухой, мониторинга, прогнозирования и заблаговременного предупреждения;
  • политики и планирования для обеспечения готовности к засухе и смягчения ее последствий в различных секторах;
  • уменьшения рисков, связанных с засухами, и реагирования на них.

Климатическое обслуживание может предоставить набор инструментов для оценки, мониторинга и прогнозирования засухи, таких как анализ основных климатических факторов и изменчивости для планирования национальных ресурсов и управления ими; сезонные прогнозы, которые могут указывать на надвигающуюся засуху или ее продолжение; а также подготовка и распространение информационных бюллетеней и продукции по засухам на основе материалов, предоставленных экспертами в областях гидрологии, сельскохозяйственной деятельности и здравоохранения, для использования лицами, принимающими решения, на различных уровнях — от правительственных должностных лиц до лиц, занимающихся управлением водными ресурсами и фермерской деятельностью.

Засухи создают большие сложности для скотоводов-кочевников из Сахели

Одним из примеров такого рода инструментов является «North American Drought Monitor» (Североамериканский монитор засухи), созданный на основе сотрудничества между учреждениями, занимающимися сельским хозяйством, водными ресурсами, гражданской обороной и метеорологией в Канаде, Мексике и США, в целях предоставления единого продукта мониторинга. Это приводит к улучшению деятельности по планированию засух, обеспечению готовности к ним и смягчению их последствий на национальном, региональном и местном уровнях.

Интеграция нескольких индексов засухи с воздействиями на сельское хозяйство и гидрологические ресурсы в континентальном масштабе. В рамках Североамериканского монитора засухи в совместное использование предоставляются ресурсы из Канады, Мексики и США.

УПРАВЛЕНИЕ ИЗМЕНЕННЫМ ГИДРОЛОГИЧЕСКИМ ПОТОКОМ В УСЛОВИЯХ ИЗМЕНЕНИЯ КЛИМАТА

Одним из наиболее характерных символов изменения климата является таяние ледников. С начала ХХ века до 70 % африканских тропических ледников уменьшаются в размерах, за последние 30 лет исчезло более 20 % европейских ледников

Изменения в протяженности ледников за последние сто лет (источник: www.worldviewofglobalwarming.org/pages/glaciers.html)

Снег и ледники представляют собой наиболее важный запас пресной воды в мире. Таяние снега и ледников приводит к резким изменениям в структуре наличия водных ресурсов, особенно на высоких горных хребтах. Только в регионе горного хребта Гималаев более 1 миллиарда человек страдает от изменений в запасах воды в виде снега и ледников. Учитывая, что почти 70 % мировых запасов пресной воды хранится в ледниках и льдах, в основном на полюсах и в Гренландии, более активное таяние в результате изменения климата приводит к повышению уровня моря с прямыми последствиями для многих прибрежных регионов мира. Таяние ледяных шапок, в частности на полюсах, как считается, также ускорит процесс изменения климата, так как их потенциал для отражения солнечного света уменьшится. Знания о том, как, когда и насколько быстро ледники и заснеженные районы тают, имеют важное значение для долгосрочной адаптации к изменению климата в глобальном масштабе, а также для сотен миллионов людей, которые зависят от высокогорных районов, являющихся их «водонапорными башнями». В рамках ряда инициатив по всему миру были разработаны инструменты, которые помогут оценивать будущие прогнозируемые воздействия изменения климата на ледники, таяние снега и сток и последующее воздействие на деятельность человека. Они поддерживаются сетью станций мониторинга балансов массы ледников, их накопления, а также характеристик таяния и динамики снежных полей, представляющих собой критически важную исходную информацию для моделирования изменений в снежных и ледниковых полях для симуляции воздействия на водные ресурсы и смежные области в зависимости от изменяющегося наличия водных ресурсов во времени и пространстве в результате таяния ледников и снега. Всемирная служба криосферы Всемирной Метеорологической Организации является одной из основных инициатив, которая поддерживает наблюдения за ледниками и снегом и мониторинг их состояния. Научные знания о процессах, происходящих в криосфере, включая балансы массы ледников, таяние снега и ледников, последствия для водных ресурсов (гидрологического цикла), и, что более важно, об изменениях в водных ресурсах лягут в основу мер по адаптации методов ведения сельского хозяйства к изменению потоков воды и позволят обеспечить надлежащую информацию для проектирования и эксплуатации гидроэлектростанций, а также предотвратить бедствия от паводков в связи с разливом ледниковых озер и оказать помощь сообществам, зависящим от снега и ледников в качестве запасов пресной воды.

Изменения гидрологического потока, например наблюдаемые в бассейне реки Ванг-Чу, Бутан, могут помочь заинтересованным сторонам подготовиться к будущему (источник: МЦКОГР, geoportal.icimod.org/ScienceApplication)

Дополнительную информацию можно найти на сайте ВМО: www.wmo.int

Управление водными ресурсами в сельском хозяйстве

По прогнозам ФАО к 2050 году потребности в воде для целей сельского хозяйства в глобальном масштабе увеличатся на 50 процентов вслед за растущими потребностями растущего населения. Глобальные запасы пресной воды неуклонно иссякают из-за неправильного водопользования, неизбирательного применения, а также изменения климата. Проблемы нехватки воды и ее качества во многих частях земного шара создают серьезные угрозы для продовольственной безопасности и экологической устойчивости в будущем.

Для решения этих вопросов необходимо совершенствовать управление земельными и водными ресурсами. МАГАТЭ совместно с ФАО содействует государствам-членам в разработке и внедрении технологий, основанных на ядерных, с тем чтобы оптимизировать практику водопользования в сельском хозяйстве, которая способствует интенсификации производства сельскохозяйственных культур и сохранению природных ресурсов.

Научные методы на страже водных ресурсов

С целью обеспечения продовольственной безопасности и устойчивого водопользования в сфере сельского хозяйства необходимо безотлагательно увеличить отношение производимого урожая к объему воды, используемой для нужд сельского хозяйства, и, таким образом, обеспечить повышение эффективности водопользования без ущерба для количества и качества проточной воды.

Усовершенствования в области водопользования должны строиться на комплексном подходе к управлению почвенными, водными, растительными ресурсами и питательными веществами. Это, в частности, должно предусматривать оптимизацию планирования ирригации и применение более эффективных систем ирригации, например, капельного орошения. Надлежит улучшить плодородие почвы, с тем чтобы рост сельскохозяйственных культур гарантированно не ограничивался по причинам, связанным с питательными веществами или по физическим причинам, и чтобы каждая капля воды использовалась в полной мере. Эффективное поглощение воды сельскохозяйственными культурами может достигаться за счет планирования ирригации на основе спроса, когда учитываются потребности в воде для различных культур, на разных стадиях роста и в зависимости от превалирующих условий окружающей среды.

Эффективность водопользования в сельском хозяйстве можно повысить за счет минимизации потерь испарения воды почвами по сравнению с транспирацией растений в полевых условиях. Возможность количественного определения испарения почвами и транспирации растений дает информацию об объеме орошения для конкретных типов культур и стадий роста, что играет первоочередную роль в деле сохранения водных ресурсов и водопользования.

Чем полезны ядерные и изотопные технологии

Ядерные и изотопные методы играют важную роль в обеспечении информацией, необходимой для разработки стратегий совершенствования водопользования в сельском хозяйстве.

  • Изотопные сигнатуры кислорода-18 и водорода-2 в воде, полученной из полевых культур, позволяют различать потери ирригационных вод через испарение из почв и транспирацию растений, там самым давая сведения, существенные для повышения эффективности использования воды для сельскохозяйственных культур.
  • Нейтронный зонд для измерения почвенной влаги идеально подходит для определения влажности почвы в непосредственной близости от корней сельскохозяйственных растений, позволяя получить точные сведения о доступности воды. Это помогает установлению оптимальных графиков ирригации и является самым подходящим инструментом для определения влажности почвы в условиях засоления. При его помощи также можно производить калибровку обычных датчиков влажности.
  • Изотопная сигнатура азота-15 применяется для отслеживания оборота меченых азотных удобрений в почве, сельскохозяйственных растениях и воде, что важно для выявления тех факторов, которые потенциально влияют на эффективность использования азотных удобрений и качество воды в агроландшафтах. Комбинированные изотопные сигнатуры азота-15 и кислорода-18 в нитратах позволяют идентифицировать и различать источники нитратных загрязнений в сельскохозяйственных водоемах.
  • Нейтронный зонд с источником нейтронов космического излучения применяется для определения потоков воды на уровне ландшафта, с тем чтобы определить устойчивые стратегии земле-и водопользования.

На Марсе обнаружено озеро. В нем есть вода

Автор фото, Science Photo Library

Ученые объявили, что впервые обнаружили свидетельства наличия на Марсе воды — в жидком состоянии.

Озеро размером около 20 км в поперечнике расположено у южного полюса планеты и скрыто толстой ледяной шапкой.

Открытие было сделано при помощи радара Marsis, установленного на межпланетной станции «Марс-экспресс».

Ранее исследователи предполагали, что по поверхности Марса может иногда ненадолго разливаться вода тающих ледников (учитывая низкое давление, она должна очень быстро испаряться), однако впервые появились основания полагать, что на Красной планете существует и постоянный жидкий водный резервуар.

Марсоход НАСА «Кьюриосити» обнаружил на поверхности планеты лишь высохшие озера, доказав, что в прошлом вода на Марсе была.

Однако с тех пор температура на планете значительно понизилась из-за очень разреженной атмосферы — и большая часть воды превратилась в лед.

Автор фото, NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Подпись к фото,

Озеро скрыто под толстым слоем льда

«Возможно, это не очень большое озеро», — говорит руководитель исследования, профессор Итальянского национального института астрофизики Роберто Оросеи.

Радар не смог измерить толщину водяного слоя, однако ученые полагают, что она никак не меньше метра.

«Это позволяет классифицировать его как самостоятельный водный резервуар. Это озеро, а не просто заполненное талой водой пространство между льдом и горной породой, какие иногда можно найти и под ледниками на Земле», — добавляет он.

Автор фото, ESA/INAF

Подпись к фото,

«Марс-экспресс» изучает поверхность Красной планеты (рисунок), а сверху — результаты работы радара

Как озеро было обнаружено?

Радар Marsis исследует поверхность планеты и верхние слои грунта, излучая электромагнитные волны и изучая отраженный сигнал.

Непрерывная светлая линия на фото чуть выше отображает верхний слой осадочных отложений на южном полюсе планеты. Он представляет собой тестообразную смесь, состоящую из пыли и замороженной воды.

Однако под ним ученые обнаружили что-то необычное.

«Голубым цветом обозначена область, которая отражает сигнал значительно лучше, чем поверхность планеты. Для нас это показатель наличия воды», — объясняет профессор Оросеи.

Автор фото, USGS Astrogeology Science Center, Arizona State Un

Подпись к фото,

Синим цветом обозначена область с высоким коэффициентом отражения — то самое озеро

Значит ли это, что на Марсе возможна жизнь?

Определённо ответить на этот вопрос нельзя. Пока нельзя.

«Мы давно знаем, что поверхность Марса непригодна для жизни — в том виде, в каком мы ее знаем. Поэтому в поисках жизни мы переключились на верхние слои грунта, — объясняет профессор Открытого университета Маниш Патель. — Там можно найти достаточную защиту от вредного излучения, а давление и температура поднимаются до более приемлемого уровня. Но главное — именно в таких условиях может существовать в жидком состоянии вода, составляющая основу жизни».

«Ищи воду» — именно так звучит основной принцип астробиологии — науки, изучающей возможность существования жизни за пределами Земли.

Такие образом, новое открытие позволяет с большой долей вероятности предположить наличие воды, но больше ничего не подтверждает.

«Мы не приблизились к обнаружению жизни как таковой, — говорит Патель, — но это открытие указывает нам, где именно ее искать на Марсе. Это как карта сокровищ — только в данном случае крестов на ней может оказаться немало».

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Астробиологи изучают экстремальные природные условия, в том числе солёные озёра Земли

Температура воды и ее химический состав также могут представлять проблему для возможных марсианских организмов.

Чтобы вода оставалась в жидком состоянии в таком холоде (по расчетам ученых, ледниковый слой начинает таять на глубине, где температура составляет от -10 до -30 градусов), в ней должно быть растворено очень много солей.

«Вполне вероятно, что эта вода представляет собой экстремально холодный соляной раствор, что для жизни, мягко говоря, не самые идеальные условия», — объясняет астробиолог Сент-Эндрюсского университета.

Что дальше?

Хотя само существование водного резервуара будоражит воображение тех, кого интересует возможность существования на Марсе жизни — пусть даже в прошлом, — характеристики озера ещё нужно подтвердить дальнейшими исследованиями.

«Сейчас необходимо повторить произведенные измерения в других местах, чтобы посмотреть на похожие сигналы, подумать над другими возможными причинами таких результатов и — надеюсь — исключить любые альтернативные объяснения», — объясняет профессор Открытого университета Мэтт Балми.

«Может быть, это послужит отправной точкой для организации нового запуска к Марсу, чтобы пробурить скважину к этому водному карману — как это было сделано с земными озерами, скрытыми под ледниками Антарктики», — рассуждает он.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Озеро Восток было обнаружено под 4-километровым слоем антарктического льда

Ученые уже заявляли об обнаружении бактериальной жизни в глубинах антарктического озера Восток, но бурение на Марсе — куда более амбициозный проект.

«Добраться туда и окончательное убедиться, что это именно озеро, — задача не из простых», — говорит профессор Оросеи.

«Для этого потребуется летающий робот, способный пробурить 1,5-километровую скважину в толще льда. В настоящий момент таких технологий попросту нет», — заключает он.

Как опресняют морскую воду – методы и их описание

Опреснение морской воды — отличный способ пополнить запасы пресной, особенно в засушливых, пустынных районах, где нет водоносных горизонтов.

Процесс подразумевает существенное уменьшение солей в составе: если соленость морской воды может составлять 35г/литр (среднее значение для мирового океана), то для питьевой эта величина не должна превышать 1 грамм на литр.

Методы опреснения морской воды

Ключевые технологии подразделяются на две основные группы. Первая — та, что не подразумевает изменения агрегатного состояния вода (она остается жидкостью на всех этапах обработки). Вторая предполагает переход жидкости в твердую или газообразную форму на определенном этапе.

Химический способ

В воду вводят реагенты, которые связывают ионы солей и способствуют их выпадению в осадок. В качестве реагентов используются соли серебра и бария, причем их нужно до 5% от общего количества опресняемой воды. Реакция проходит с выделением ядовитых веществ, поэтому этот метод практически не используется.

Электродиализ

В ванну с рассолом устанавливают 2 электрода в виде электрохимических активных диафрагм (с пластмассовым или резиновым корпусом и наполнителем из смол), после чего пропускают постоянный ток.

Проходит химическая реакция с выделением в атмосферу хлора и кислорода. Вода скапливается в промежуточных камерах и отводится, а соляной раствор остается в емкости.

Такой метод еще называют ионообменное опреснение: он применяется там, где соленость морской воды изначально невысока. Также он часто используется для мобильных установок на рыболовецких судах, траулерах.

Ультрафильтрация (обратный осмос)

В этом случае солевой раствор подают под давлением через мембрану, которая проницаема для воды, но непроницаема для соли. Такие мембраны создают из ацетилцеллюлозного волокна и пропитывают перхлоратом магния, что позволяет увеличить водопроницаемость.

Поскольку давление значительное, до 150 кгс/см2, мембраны дополняются пористыми бронзовыми плитами. Управление процессом возможно в автоматическом и полуавтоматическом режиме, при этом главное здесь — контроль стабильного давления подачи воды. Выход пресной воды из соленой — до 70%.

Вымораживание

В природных условиях лед, покрывающий океаны и моря, — пресный. Искусственно проводят медленное замораживание. что позволяет получать лед с игольчатой кристаллической структурой. Рассол при этом оседает и не попадает в толщу льда.

Полученный лед растаивают, что позволяет получить воду с соленостью не выше 500-1000 мг/л. Для замораживания используют кристаллизаторы (контактные, вакуумные, с теплообменом через стенку), где обеспечивается контакт воды с газообразным или жидким хладагентом.

Термическое опреснение (дистилляция)

Такой метод часто используют на морских судах для получения пресной воды из забортной соленой. В этом случае морскую воду нагревают до кипения, а выходящий пар конденсируют. Так собирается дистиллят, представляющий собой пресную воду.

Дистилляционные установки включают в себя испарители, нагревательные элементы, конденсаторы и сборники дистиллята. Сам процесс испарения может быть, как одно-, так и многоступенчатым.

При этом из первичного пара получается до 90% пресной воды за одну ступень. В установках с многоступенчатым опреснением, когда не вскипевшая вода перетекает из одной камеры в другую, и так до 50-60 раз, выход воды увеличивается в 15-20 раз. Однако такие системы гораздо сложнее в работе из-за существенной концентрации солевого раствора на последних этапах и порчи оборудования из-за отложения солей на трубопроводах.

Технологии, активно используемые в странах-лидерах по опреснению

Лидером в этой отрасли считается Израиль, где расположены крупнейшие заводы по опреснению, обеспечивающие более 15% потребности в питьевой воде, и более 50% — в технической. Один из самых крупных местных заводов производит забор воды из Средиземного моря и фильтрует ее посредством специальных мембран. Дальше осуществляется перегонка, после чего чистая вода поступает в хранилища, а соляной раствор сбрасывается в море.

А французские заводы используют несколько другие способы опреснения воды: большинство установок работают на принципе обратного осмоса. Популярной в промышленных масштабах стоит назвать и технологию выпаривания.

для чего нужна вода (реферат)

Выберешь из этого что надо:
Вода является практически самым важным, нужным и используемым веществом на планете. Посмотрев на улицу или во двор, вы увидите живые растения, людей животных, все они практически полностью состоят из воды, гляньте на дома, высотки, заборы, автомобили, все это было произведено также с участием воды. Без воды в наше технологическое время обойтись нереально. Зачем нужна вода человеку? — спросите вы. Человек же, состоит практически на 72 % из воды. Мало того, вода есть даже в костях и эмали зубов! Вода является универсальным растворителем, вода, по сути, аномальное вещество – при замерзании она расширяется, а при нагревании сужается. Это не происходит ни с одним другим веществом, что еще раз доказывает такую важную роль воды в жизни и жизнедеятельности человека. Первым делом, поговорим о самой воде, из чего она состоит и какая она бывает, ту которую мы привыкли видеть у себя дома, или ту, которая стремительно несется с горного склона вниз, или, может быть, спокойно несется течением, где то в Атлантике. Вода и ее типы Вода, это соединение двух веществ – водорода и кислорода, как бы уже можно заметить какую-то черту или грань – водород, самый распространенный элемент в космосе, а кислород – на Земле, они дополнили друг друга, раскрыли такие сильные свойства. Теперь о самой воде – вода бывает пресная и соленая. То есть, пресная вода — та, которая находиться в реках, пресных озерах и водохранилищах. Соленая вода – это вода морей и океанов. Так вот, пресной воды, во всем мире, всего около одного процента! Относительно всех мировых водных ресурсов. К питью и применению, пригодна лишь пресная вода. Вот на самом деле, зачем беречь воду. Пресная вода, по содержанию в ней примесей и солей магния и кальция разделяется на степени жесткости. Чем жестче вода, тем она менее пригодна в употребление. Рассмотрим степени: Очень мягкая Мягкая Средней жесткости Жесткая Очень жесткая В нашей стране, обычно, наиболее распространена вода средней жесткости. Рассмотрим также и проблемы в быту, связанные с жесткой водой: При мойке посуды, стирке, жесткая вода менее эффективна, поскольку идет перерасход моющих средств Если умываться жесткой водой, можно вызвать раздражение кожи, а при умывании с мылом – перхоть и ощущение «жесткости» волос При взаимодействии с мылом, жесткая вода образует мыльные шлаки, которые после себя оставляют разводы на поверхностях, которые были обработаны Также хорошо известная всем накипь на стенках чайника, это тоже результат воздействия жесткой воды. Ну и большинство поломок водонагревательной техники связывают именно с накипью. Чтобы смягчить воду, желательно ставить специальные фильтры, чтобы, во-первых, сэкономить воду, а во-вторых, сберечь свое здоровье и домашнюю технику – чайники, стиральные машины, бойлеры. Промышленность Перейдем к следующему разделу – для чего используют воду в промышленности. Так вот, практически ни один технологический процесс не обходиться без прямого или непрямого участия воды. Это и охлаждение агрегатов в металлургии, машиностроении, теплоэнергетике и химической промышленности, и участие в прямом производстве хлеба или сахара. Так вот, на изготовление 1 тонны стали, идет 35 м3 воды, 1 тонны нефти 6м3воды, тонны синтетического волокна – целых 1000 м3 воды. Человек Теперь рассмотрим, для чего человеку вода, и какую роль она исполняет в организме. Вода, как естественный растворитель, участвует в водно-солевом обмене веществ в организме, то есть, она вместе с кровью циркулирует по организму, доставляя питательные вещества в клетки тела, а также помогает полезным веществам и микроэлементам правильно усваиваться. Вода выступает средством очистки в организме. Она способствует выделению шлаков или отходов, в виде мочи и пота, то есть выполняет детоксикационную функцию. Вода предотвращает мочекаменную болезнь. Как известно, камни в почках, это соли, которые по некоторым причинам не растворились и осели. А вода, при большем ее количестве, помогает растворять больше солей. Вот почему, людям, страдающим от мочекаменной болезни, рекомендуется употреблять больше воды. Вода предотвращает перегрев организма. Как известно, в жаркую пору человек больше потеет, это вода испаряется, и таким образом оказывает охлаждающий эффект. Когда человек теряет воду в большом количестве, организм пытается компенсировать потерю сужением кровеносных сосудов. Что ведет к повышению кровяного давления. Для чего полезна вода в данном случае? Все просто, вода пополняет естественный запас и баланс организма, таким образом, предотвращая опасные для жизни человека заболевания. Поэтому, ежедневно, рекомендуется употреблять положенные нормы воды – примерно 8 стаканов, с перерасчетом на пищу, то есть где-то 2 литра воды в день. Вода, участвуя в процессе потоотделения, помогает выводить из кожи вредные вещества, придавая ей большей мягкости и молодого вида. Но также не стоит употреблять и много воды, поскольку это может привести к вымыванию солей из организма.

Экология воды. Пути решения мировой проблемы пресной воды (Реферат)

Экология
воды

ПЛАН

Введение 2

Круговорот
воды 2

Поверхностные
воды 3

Грунтовые
воды 4

Вода
в жизни человека 5

Проблемы
с водой 7

Загрязнение 10

Загрязнение
поверхностных вод 12

Загрязнение
подземных вод 15

Цели
по экологии водных ресурсов 16

Деятельность
по защите и сохранению водных ресурсов 19

Средства
осуществления 23

а)
Финансирование и оценка расходов 23

б)
Научно-технические средства 24

в)
Развитие людских ресурсов 25

г)
Создание потенциала 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

Введение

Ученые
подсчитали, что 97.5% всех запасов воды
на планете Земля приходится на соленые
воды морей и океанов. Иными словами,
пресная вода составляет только 2.5%
мировых запасов.

Если
учесть, что 75% пресной воды «заморожено»
в горных ледниках и полярных шапках,
еще 24% находится под землей в виде
грунтовых вод, а еще 0.5% «рассредоточено»
в почве в виде влаги, то получается, что
на наиболее доступный и дешевый источники
воды — реки, озера и прочие наземные
водоемы приходится чуть больше 0.01%
мировых запасов воды.

Принимая
во внимание то значение, которое вода
имеет для жизнедеятельности человека
и всего живого на Земле, приведенные
цифры наглядно подтверждают сакраментальный
тезис о том, что вода — одно из самых
драгоценных сокровищ нашей планеты.

Круговорот
воды

Как мы помним из уроков
природоведения, вода находится в
постоянном движении. Испаряясь с
поверхности водоемов, почвы, растений,
вода накапливается в атмосфере и, рано
или поздно, выпадает в виде осадков,
пополняя запасы в океанах, реках, озерах
и т.п. Таким образом, количество воды на
Земле не изменяется, она только меняет
свои формы — это и есть круговорот воды
в природе. Из всех выпадающих осадков
80% попадает непосредственно в океан.
Для нас же наибольший интерес представляют
оставшиеся 20%, выпадающие на суше, так
как большинство используемых человеком
источников воды пополняется именно за
счет этого вида осадков. Упрощенно
говоря, у воды, выпавшей на суше есть
два пути. Либо она, собираясь в ручейки,
речушки и реки, попадает в результате
в озера и водохранилища — так называемые
открытые (или поверхностные) источники
водозабора. Либо вода, просачиваясь
через почву и подпочвенные слои, пополняет
запасы грунтовых вод. Поверхностные и
грунтовые воды и составляют два основных
источника водоснабжения. Оба этих водных
ресурса взаимосвязаны и имеют как свои
преимущества, так и недостатки в качестве
источника питьевой воды.

Поверхностные
воды

Качество
поверхностных вод зависит от сочетания
климатических и геологических факторов.

Основным
климатическим фактором является
количество и частота осадков, а также
экологическая ситуация в регионе.
Выпадающие осадки несут с собой
определенное количество нерастворенных
частиц, таких как пыль, вулканический
пепел, пыльца растений, бактерии,
грибковые споры, а иногда и более крупные
микроорганизмы. Океан является источником
разных солей, растворенных в дождевой
воде. В ней можно обнаружить ионы хлорида,
сульфата, натрия, магния, кальция и
калия. Промышленные выбросы в атмосферу
также «обогащают» химическую
палитру, в основном за счет органических
растворителей и оксидов азота и серы,
являющихся причиной выпадения «кислотных
дождей». Вносят свою лепту и химикаты,
применяемые в сельском хозяйстве.

К
числу геологических факторов относится
структура русла рек. Если русло образовано
известняковыми породами, то вода в реке,
как правило, прозрачная и жесткая. Если
же русло из непроницаемых пород, например
гранита, то вода будет мягкой, но мутной
за счет большого количества взвешенных
частиц органического и неорганического
происхождения.

В
целом поверхностные воды характеризуются
относительной мягкостью, высоким
содержанием органики и наличием
микроорганизмов.

Грунтовые
воды

Значительная
часть выпадающей дождевой воды, а также
талая вода, просачивается в почву. Там
она растворяет содержащиеся в почвенном
слое органические вещества и насыщается
кислородом. Глубже находятся песчаные,
глинистые, известняковые слои. В них
органические вещества по большей части
отфильтровываются, но вода начинает
насыщаться солями и микроэлементами.
В общем случае, на качество грунтовых
вод влияют несколько факторов.

1)
Качество дождевой воды (кислотность,
насыщенность солями и т.д.).

2)
Качество воды в подводном резервуаре.
Возраст такой воды может достигать
десятков тысяч лет.

3)
Характер слоев, через которые проходит
вода.

4)
Геологическая природа водоносного
слоя.

В
наиболее значительных количествах в
грунтовых водах содержаться, как правило,
кальций, магний, натрий, калий, железо
и в меньшей степени марганец (катионы).
Вместе с распространенными в воде
анионами — карбонатами, гидрокарбонатами,
сульфатами и хлоридами — они образуют
соли. Концентрация солей зависит от
глубины. В наиболее «старых» глубоких
водах концентрации солей настолько
велика, что они обладают явственно
солоноватым вкусом. К этому типу относятся
большинство известных минеральных вод.
Наиболее качественную воду получают
из известняковых слоев, но глубина их
залегания может быть достаточно большой
и добуриться до них — удовольствие не
из дешевых. Грунтовые воды характеризуются
достаточно высокой минерализацией,
жесткостью, низким содержанием органики
и практически полным отсутствием
микроорганизмов.

Вода
в жизни человека

Вода
— на первый взгляд простейшее химическое
соединение двух атомов водорода и одного
атома кислорода — является, без всякого
преувеличения, основой жизни на Земле.
Не случайно ученые в поисках форм жизни
на других планетах солнечной системы
столько усилий направляют на обнаружение
следов воды.

Сама
по себе вода не имеет питательной
ценности, но она является непременной
составной частью всего живого. В растениях
содержится до 90% воды, в теле же взрослого
человека ее 60-65%, но это «усредненно»
от общей массы тела. Если же говорить
более детально, то кости — это всего
22% воды, однако мозг — это уже 75%, мускулы
— тоже 75% воды (в них находится около
половины всей воды тела), кровь состоит
из воды аж на 92 %.

Первостепенная
роль воды в жизни всех живых существ, и
человека в том числе, связана с тем, что
она является универсальным растворителем
огромного количества химических веществ.
Т.е. фактически является той средой, в
которой и протекают все процессы
жизнедеятельности.

Вот
лишь небольшой и далеко не полный
перечень «обязанностей» воды в
нашем организме.

Вода:


Регулирует температуру тела.


Увлажняет воздух при дыхании.


Обеспечивает доставку питательных
веществ и кислорода ко всем клеткам
тела.


Защищает и буферизирует жизненно
важные органы.


Помогает преобразовывать пищу
в энергию.


Помогает питательным веществам
усваиваться органами.


Выводит шлаки и отходы процессов
жизнедеятельности.

Определенное
и постоянное содержание воды — вот
необходимое условие существования
живого организма. При изменении количества
потребляемой воды и ее солевого состава
нарушаются процессы пищеварения и
усвоения пищи, кроветворения и пр. Без
воды невозможна регуляция теплообмена
организма с окружающей средой и
поддержание температуры тела.

Человек
чрезвычайно остро ощущает изменение
содержания воды в своем организме и
может прожить без нее всего несколько
суток. При потере воды в количестве
менее 2% веса тела (1-1.5л) появляется
чувство жажды, при утрате 6-8% наступает
полуобморочное состояние, при 10% —
галлюцинации, нарушение глотания. Потеря
10-20% воды опасна для жизни. Животные
погибают при потере 20-25% воды.

В
зависимости от интенсивности работы,
внешних условий (в т.ч. климата), культурных
традиций человек суммарно (вместе с
пищей) употребляет от 2 до 4 л воды в
сутки. Среднесуточное же потребление
составляет около 2 -2.5 л. Именно из этих
цифр исходит Всемирная Организация
Здравоохранения (ВОЗ) при разработке
рекомендаций по качеству воды.

Поддержание здоровых пресноводных экосистем | Агентство по охране окружающей среды США

Поддержание здоровых пресноводных экосистем

Джилл С. Барон, Н. Лерой Пофф, Пол Л. Ангермейер, Клиффорд Н. Дам, Питер Х. Глейк, Нельсон Г. Хейрстон-младший, Роберт Б. Джексон, Кэрол А. Джонстон, Брайан Д. Рихтер, и Алан Д. Стейнман

Сводка

Пресная вода жизненно важна для жизни человека и экономического благополучия, и общества извлекают огромное количество воды из рек, озер, водно-болотных угодий и подземных водоносных горизонтов для удовлетворения потребностей городов, ферм и промышленных предприятий.Наша потребность в пресной воде уже давно заставляет нас упускать из виду столь же важные преимущества воды, которая остается в ручье для поддержания здоровых водных экосистем. Однако растет признание того, что функционально нетронутые и биологически сложные пресноводные экосистемы предоставляют обществу множество экономически ценных товаров и услуг. Эти услуги включают борьбу с наводнениями, транспортировку, отдых, очистку антропогенных и промышленных отходов, создание среды обитания для растений и животных, а также производство рыбы и других продуктов питания и товарных товаров.В долгосрочной перспективе нетронутые экосистемы с большей вероятностью сохранят способность к адаптации для поддержания производства этих товаров и услуг перед лицом будущих экологических нарушений, таких как изменение климата. Эти преимущества для экосистемы дороги, и их часто невозможно заменить при деградации водных систем. По этой причине обсуждение водораспределения всегда должно включать положения о поддержании целостности пресноводных экосистем.

Научные данные показывают, что водные экосистемы можно защитить или восстановить, признав следующее:
• Реки, озера, водно-болотные угодья и соединяющие их грунтовые воды буквально являются «стоками», в которые стекают ландшафты.Пресноводные экосистемы не являются изолированными телами или водоводами, они тесно связаны с водосборными бассейнами или водосборами, частью которых является каждый из них, и на них сильно влияет использование человеком или модификацией земли, а также воды. Сама речная сеть важна для непрерывности речных процессов.
• Динамические модели потока, которые поддерживаются в пределах естественного диапазона изменений, будут способствовать целостности и устойчивости пресноводных водных систем.
• Водные экосистемы дополнительно требуют, чтобы отложения и береговая линия, тепловые и световые свойства, химические и питательные вещества, а также популяции растений и животных колебались в пределах естественного ареала, не испытывая чрезмерных колебаний за пределы их естественного ареала и не поддерживаясь на постоянном уровне.

Несоблюдение этих естественных требований приводит к утрате видов и экосистемных услуг на водно-болотных угодьях, реках и озерах. Однако научное определение требований к защите или восстановлению водных экосистем — это только первый шаг. Также потребуются новые подходы к политике и управлению. Текущие разрозненные и ориентированные на потребление подходы к водной политике не могут решить проблемы, стоящие перед нашими все более деградировавшими пресноводными экосистемами. Чтобы начать исправлять то, как водные ресурсы рассматриваются и управляются в Соединенных Штатах, мы рекомендуем:

1) Формирование национальной, региональной и местной политики управления водными ресурсами с явным учетом потребностей пресноводных экосистем.
2) Определение водных ресурсов, включая водоразделы, чтобы пресные воды рассматривались в контексте ландшафта или экосистемы, а не в рамках политической юрисдикции или географической изоляции.
3) Расширение коммуникаций и образования по дисциплинам, особенно среди инженеров, гидрологов, экономистов и экологов, для содействия комплексному представлению о пресноводных ресурсах.
4) Увеличение усилий по восстановлению с использованием обоснованных экологических принципов в качестве руководства.
5) Поддержание и защита оставшихся пресноводных экосистем, обладающих высокой степенью целостности.
6) И признание зависимости человеческого общества от естественно функционирующих экосистем.

Перейти к основному содержанию

Поиск