Вода на Земле

Общеизвестно, что ни один живой организм на нашей планете не может прожить без воды. В одном из своих физических состояний вода присутствует практически в каждом уголке Земли. Огромное влияние она оказала и на историю планеты − только благодаря ей Земля приняла сегодняшний внешний вид с океанами, растениями, живыми существами.

Общий запас воды на планете сегодня составляет около 1,4 млрд м³. На каждого человека таким образом приходится порядка 200 млн м³. На первый взгляд, это огромное количество. Однако нужно учесть тот факт, что 96,5% запасов − соленые воды Мирового океана, которые непригодны для употребления, а еще 1% − подземные воды. Таким образом, запасы пресной воды − всего лишь 2,5% от общего количества воды на Земле. При этом практически вся вода, которую сегодня потребляет человечество, берется из озер, рек и подземных источников, тогда как основные запасы находятся в ледниках и глубоких водоносных горизонтах. 

Катастрофическая статистика

ООН каждые три года публикует доклад, который представляет самое точное описание текущего состояния мировых пресноводных ресурсов. Последнее исследование было обнародовано в 2012-м − и результаты его неутешительны.
12 марта в Марселе эксперты Организации Объединенных Наций объявили, что планета находится сегодня на грани водной катастрофы. Острый дефицит питьевой воды на Земле испытывает каждый 10-й − а это около 780 млн человек. Из них 40% − жители Африки: стран, расположенных южнее Сахары. И, согласно прогнозам, ежегодно этот показатель будет только ухудшаться.

Еще более удручающие данные приводит французское благотворительное общество Solidarites International: в настоящее время из 7 млрд жителей Земли более 1,9 млрд человек нуждаются в доступе к чистой воде.

Нужно учитывать и тот факт, что по мере роста населения планеты будет увеличиваться не только потребность в питьевой воде, но и в продуктах питания, производство которых невозможно без пресной воды. Согласно прогнозу ООН, к 2050-му году человечеству понадобится на 70% больше воды и на 20% больше пищи.

Громадная нагрузка ляжет на грунтовые воды: по расчетам экспертов, в течение 50 лет расход подземных вод увеличится в 3 раза.
еные ООН прогнозируют, что к 2050 население планеты достигнет 9 млрд человек. Сегодня каждый человек выпивает от 2 до 4 литров воды в день, однако основная часть запасов тратится на производство продуктов питания. Например, чтобы получить 1 кг говядины или 1 кг пшеницы, необходимо 15 тысяч литров.
По словам представителей организации, проблема недостатка водных ресурсов сегодня стала настолько актуальной, что требует немедленного переосмысления подходов к ее решению. Вода имеет огромное значение для сохранения природной среды и уменьшения масштабов нищеты и голода. Без нее невозможно будет говорить о здоровье и благосостоянии населения Земли.

Главные риски

Существенно осложняют проблему нехватки пресной воды такие факторы, как высокие темпы увеличения численности человечества, климатические изменения, в том числе глобальное потепление, загрязнение водных ресурсов. Многие государства сегодня находятся на пределе использования водных ресурсов.

Истощение и ухудшение качества воды обусловлено стремительным ростом населения, нерациональным использованием ресурсов. Во многих странах наблюдается серьезное социальное напряжение, вызванное нехваткой водных ресурсов, между крестьянами, горожанами и промышленностью. Это вынуждает говорить экспертов ООН о переходе проблемы из экологической сферы в политическую.

В развивающихся странах неравный доступ к услугам, которые требуют использования воды, до сих пор остается обычным явлением. Государства не обеспечены чистой водой для потребления и производства пищи. Если ничего не будет предпринято, то к 2030 году почти 5 млрд человек, т.е. 67% человечества, не будут обеспечены чистой водой. Согласно представленному отчету, если в 2000 году дефицит воды оценивался в 230 млрд м³ в год, то к 2025 он увеличится до 2 трлн м³ в год.

К 2030 году 47% населения планеты будет жить под угрозой водного дефицита. В Африке уже к 2020 году из-за изменений климата в подобной ситуации окажутся до 250 млн человек. Ожидается, что нехватка воды станет причиной активной миграции, которая коснется до 700 млн человек, проживающих в пустынных и полупустынных регионах.
По данным Организации Объединенных Наций, практически 80% заболеваний, распространенных в развивающихся странах, которые ежегодно уносят жизни 3 млн человек, вызваны плохим качеством воды. Ежедневно от диареи умирают 5 тысяч детей. Улучшив водоснабжение и методы очистки воды, можно избежать 10% всех заболеваний в мире.

Согласно информации Института мировых ресурсов, самыми неблагополучными странами мира по обеспеченности водой являются 13 государств, из которых 4 входили в СССР — Туркмения, Узбекистан, Азербайджан, Молдавия.

По данным экспертов ООН, к 2025 году Россия, страны Скандинавии, Южная Америка и Канада окажутся регионами, которые лучше всего обеспечены пресной водой — более 20 м³ в год на каждого жителя. По объему пресной воды Россия занимает ведущие место в Европе.

Новый рычаг влияния для России

В скором времени вода может превратиться в стратегический ресурс. Ученые всерьез говорят о возможности водных войн и вооруженных конфликтов. Всего на Земле около 215 крупных рек и более 300 бассейнов подземных вод, которые контролируют сразу несколько стран.
За последний год свыше 20 млн человек были вынуждены покинуть дом из-за нехватки воды. Острый ее дефицит испытывают страны — южные соседки России. Если не будут предприняты меры, через полвека человечество столкнется с нелегким выбором: что важнее — пища или вода. Утешает лишь тот факт, что основные запасы пресной воды на Земле расположены в России и Бразилии.

По мнению российских специалистов, наша страна имеет хорошие шансы получить новую сферу влияния. Подумать только: при нынешних ценах на воду экономический потенциал, которым обладают гидроресурсы страны, оценивается в сумму более 800 млрд долларов в год.
r /> «В постнефтяной период именно водоемкие технологии могут стать основой экономики России. Гидроресурсы страны превышают 97 тыс. м³ — что в денежном эквиваленте составляет 800 млрд долларов в год, — рассказывает директор Института водных проблем В. Данилов-Данильян. — У России есть отличный шанс перескочить из «нефтяного» периода в «водный», значительно укрепив свои экономические позиции», — отмечает эксперт.
В докладах ученых говорится, что в ближайшее время особую ценность на мировом рынке будет представлять не сама вода, а водоемкая продукция. «Повышение цен на водоемкие товары неизбежен по мере увеличения нехватки водных ресурсов. Выиграть войну за воду очень сложно — поэтому весьма вероятно, что конкуренция перейдет в область производства зерновых», — рассказывает академик Российской экологической академии и ведущий научный сотрудник Института системного анализа РАН Р. Перелет. Он также отмечает, что страны, которые одержат победу в этом соревновании, будут сильны скорее в финансовом, чем в военном отношении.

Ежегодный объем «виртуальной» воды — т.е. той, что вложена в товары, — составляет около 1,6 тысяч м³. Около 80% от этого объема приходится на товары сельского хозяйства, оставшиеся 20% — на промышленные.

«С/х остается самым большим потребителем воды в мире. Около 70% всей воды из поверхностных источников и грунтовых вод тратится на ирригацию сельскохозяйственных земель.
е 20% идет на нужды промышленности и лишь 10% тратится на бытовые цели», — отмечает основатель объединения «Экокластер» А. Коновалов. По его мнению, если Россия будет рационально развивать органическое сельское хозяйство, которое не будет засорять почву и грунтовые воды химикатами, а также внедрять природоохранные технологии, то страна может в скором времени стать крупнейшим экспортером водоемкой продукции.

Ринат Перелет говорит и о том, что сегодня торговля водоносными сельскохозяйственными землями стала развиваться стремительными темпами. Эксперт указывает, что покупают для продовольственных нужд не столько земли, сколько связанную с ними воду. С 2006 года более 15 млн гектар с/х земель в развивающихся странах были «на прицеле» у зарубежных инвесторов. Суммы сделок астрономические — речь идет о 30 млрд долларов.

Хотя Россия определенно является одним из лидеров по запасам водных ресурсов, в стране существует множество проблем, связанных с водообеспечением. Одной из трудностей является тот факт, что ресурсы распределены по территории страны неравномерно. Большая часть населения и промышленных предприятий расположены в европейской части России, тогда как реки преимущественно находятся в Сибири. В итоге активно используются только 3 тысячи рек из 3 миллионов. Это создает огромную нагрузку на реки, расположенные в европейской части страны.

В ближайшие 10 лет Россию обойдут стороной водные кризисы, которые обещают эксперты ООН мировому сообществу. Однако это не должно быть поводом для радости. Нужно немедленно предпринимать меры, чтобы повсеместно внедрить технологии, предотвращающие загрязнение водных ресурсов и делающие возможным их возобновление.

Источник: rusfilter.ru

Вода: сколько ее, и в каком виде она существует

Вода является важной частью нашей жизни. И именно она составляет большую часть нашей планеты. Человечество использует этот чрезвычайно важный ресурс ежедневно: бытовые нужды, производственные потребности, сельскохозяйственные работы и многое другое.

Мы привыкли думать, что вода имеет одно состояние, но на самом деле она имеет три формы:

• жидкость;
• газ/пар;
• твердое состояние (лед);

В жидком состоянии она находится во всех водных бассейнах на поверхности Земли (реки, озера, моря, океаны) и в недрах почвы (подземные воды). В твердом состоянии мы видим ее в снегах и во льду. В газовой форме она представляется в виде клубов пара, облаков.

По этим причинам посчитать, каков запас пресной воды на Земле — проблематично. Но по предварительным данным, общий объем воды составляет порядка 1,386 миллиардов кубических километров. Причем 97,5 % составляет соленая вода (непригодная для питья) и только 2,5 % — пресная.

Запасы пресной воды на Земле

Наибольшее скопление пресной воды сосредоточено в ледниках и снегах Арктики и Антарктиды (68,7 %). Далее идут грунтовые воды (29,9 %) и лишь невероятно малая часть (0,26 %) сосредоточена в реках и озерах. Именно оттуда человечество черпает необходимые для жизни водные ресурсы.

Глобальный водный цикл регулярно меняется, и от этого числовые значения меняются также. Но в целом, картина выглядит именно так. Основные запасы пресной воды на Земле в ледниках, снегах и грунтовых водах, добыча ее из этих источников весьма проблематична. Возможно, не в далеком будущем человечеству придется обратить свой взор на эти источники пресной воды.

Где больше всего пресной воды

Рассмотрим более подробно источники пресной воды, и узнаем, на какой части планеты ее больше всего:

• Снег и лед на Северном полюсе — это 1/10 часть от общего объема резерва пресной воды.
• Подземные воды на сегодняшний день также служат одним из основных источников по добыче воды.
• Озера и реки с пресной водой, как правило, расположены на высоких возвышенностях. В этом водном бассейне сосредоточены основные запасы пресной воды на Земле. В озерах Канады сосредоточено 50 % от общего объема пресноводных озер мира.
• Речные системы охватывают около 45 % суши нашей планеты. Их число составляет 263 единицы водного бассейна, пригодных для питья.

Из вышеперечисленного становится очевидно, что распределение резервов пресной воды неравномерное. Где-то его больше всего, а где-то ничтожно мало. Существует еще один уголок планеты (кроме Канады), где наибольший запасы пресной воды на Земле. Это страны Латинской Америки, здесь расположена 1/3 общего мирового объема.

Самое крупное пресноводное озеро — Байкал. Оно расположено в нашей стране и охраняется государством, занесено в Красную книгу.

Дефицит годной к использованию воды

Если идти от обратного, то материк, который больше всего нуждается в живительной влаге — это Африка. Здесь сосредоточено немало стран, и у всех одна и та же проблема с водным ресурсом. В некоторых районах ее чрезвычайно мало, а где-то ее просто нет. Где текут реки, качество воды оставляет желать лучшего, оно находится на очень низком уровне.

По этим причинам свыше полумиллиона человек недополучают воду требуемого качества, и, как следствие, страдают от множества инфекционных недугов. По статистике 80 % случаев заболеваний связаны с качеством потребляемой жидкости.

Источники загрязнения водных ресурсов

Меры по сохранности воды являются стратегически важной составляющей нашей жизни. Запас пресной воды не относится к неисчерпаемым ресурсам. И, более того, его значение мало относительно общего объема всех вод. Рассмотрим источники загрязнения, чтобы знать, как можно уменьшить или свести к минимуму эти факторы:

• Сточные воды. Многочисленные реки и озера были погублены сточными водами с различных промышленных производств, с домов и квартир (бытовой шлак), с агропромышленных комплексов и многого другого.
• Захоронения бытовых отходов и предметов техники в морях и океанах. Очень часто практикуется подобный вид захоронения ракет и других космических приборов, отслуживших свой срок. Стоит учесть, что в водоемах живут живые организмы, на здоровье которых и на качестве воды это сильно сказывается.
• Промышленность занимает первое место среди причин загрязнения воды и экосистемы всей в целом.
• Радиоактивные вещества, распространяясь по водоемам, заражают флору и фауну, делают воду не пригодной для питья, а также жизни организмов.
• Утечка нефтесодержащих продуктов. Со временем металлические контейнеры, в которых хранится или транспортируется нефть, подлежат коррозии, соответственно, загрязнение воды — результат этого. Атмосферные осадки с содержанием кислот способны повлиять на состояние водоема.

Источников куда больше, здесь описаны самые распространенные из них. Для того чтобы запасы пресной воды на Земле оставались как можно дольше пригодными для потребления, о них необходимо заботиться уже сейчас.

Водный резерв в недрах планеты

Мы уже выяснили, что наибольший резерв питьевой воды в ледниках, снегах и в почве нашей планеты. В недрах запасы пресной воды на Земле составляют 1,3 миллиарда кубических километра. Но, помимо сложностей в ее добывании, мы сталкиваемся с проблемами, которые связаны с ее химическими свойствами. Вода не всегда бывает пресной, иногда соленость ее достигает 250 грамм на 1 литр. Чаще всего встречаются воды с преобладанием хлора и натрия в своем составе, реже — с натрием и кальцием или натрием и магнием. Пресные грунтовые воды располагаются ближе к поверхности, а на глубине до 2 километров чаще всего находятся соленые воды.

На что мы тратим этот ценнейший ресурс?

Почти 70 % мы растрачиваем воду на поддержание сельскохозяйственной отрасли. В каждом регионе это значение колеблется в разных диапазонах. Около 22 % мы тратим на все мировое производство. И только 8 % из оставшегося уходит на нужды бытового потребления.

Снижение водного резерва питьевой воды грозит более 80 странам. Оно оказывает существенное влияние не только на общественное, но и экономическое благополучие. Необходимо искать решение этого вопроса уже сейчас. Так, сниженное потребление питьевой воды не является решением, а лишь усугубляет проблему. С каждым годом запас пресной воды уменьшается до значения 0.3 %, при этом, не все источники пресной воды для нас доступны.

Источник: FB.ru

Источники пресной воды

Для установления количества запасов необходимо понять, что же она под собой подразумевает.

Если коротко, то это вода, в которой соли (минералы) не превышают 0,1 %.

Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.

• Возобновляемые: реки, осадки, почвенные воды.
• Невозобновляемые: ледники, подземные источники, «застойную» воду в пресных озерах (преимущественно ледникового происхождения).

Водных запасов на планете много, но не все пригодны для комфортной жизнедеятельности человека. Из всего пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальные спрятаны в ледниках и айсбергах.

Существует 6 источников водных ресурсов:

1. самая большая доля приходится на ледники , 85 %;
2. подземные воды, 13%;
3. озёра, водохранилища, 0,6%;
4. почвенная влага, 0,4%;
5. пары атмосферы, 0,06%;
6. речные источники 0,004%.

Запасы

Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.

Общий объем пресной воды на земле около 28 253 200 км³. Распределена она неравномерно. Рассмотрим таблицу № 1.

Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км³ /год

Страна	км 3/год
Бразилия	8233
Россия	4498
Канада	3300
США	3069
Индонезия	2838
Китай	2739
Колумбия	2132
Перу	1913
Индия	1908

Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.

Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.

Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.

Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.

Состав пресной воды

Он различается в зависимости:

1. залежей полезных ископаемых;
2. влияния окружающей среды;
3. деятельности человека.

В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

1. обычная;
2. пресная минеральная вода.

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

1. Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
2. Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
3. Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
4. Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
5. Минеральные воды,  добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

Проблема пресной воды

Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии.  Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.

Нехватка водных ресурсов

Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.

Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.

Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.

Загрязнения

Выделяют природные причины  и искусственно созданные причины загрязнений.

К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:

1. грязевые потоки;
2. сели;
3. наводнения;
4. землетрясения.

Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.

Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.

Какая плотность пресной воды кг/м3

Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.

Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.

Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С

Температура, С	Плотность, кг/м3
0	999.87
2	999.97
4	1000
6	999.97
8	999.88
10	999.73
12	999.53
14	999.27
16	998.97
18	998.62
20	998.23
22	997.80
24	997.33
26	996.81
28	996.26
30	995.68
32	995.06
34	994.40
36	993.72
38	993.00
40	992.25
42	991.47
44	990.7
46	989.8
48	989.0
50	988.1
52	987.2
54	986.2
56	985.3
58	984.3
60	983.2
62	982.2
64	981.1
66	980.1
68	978.9
70	977.8
72	976.7
74	975.5
76	974.3
78	973.1
80	971.8
82	970.6
84	969.3
86	968.0
88	966.7
90	965.3
92	964.0
94	962.6
96	961.2
98	959.8
100	958.4

Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.

Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.

При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.

Источник: vodasila.ru