Вода как вещество, ресурс и условие жизни

Тема

Экологические проблемы водных ресурсов

Цель изучения темы: гидросфера, ее состав, вода как вещество, ресурс и условие жизни; количественное и качественное загрязнение воды, эвтрофикация, ее причины и последствия, мероприятия по решению проблем дефицита воды.

План изучения темы

1. Вода как вещество, ресурс и условие жизни

2. Проблема исчерпания, или количественною истощения вод

3. Проблема загрязнения, или качественного истощения вод

4. Эвтрофикация вод

5. Некоторые пути решения проблемы дефицита воды

6. Сделайте собственный вывод по данной теме.

Вода как вещество, ресурс и условие жизни

Все воды Земли едины. Они, наряду с атмосферой и литосфе­рой, объединяются в самостоятельную сферу - гидросферу, кото­рая характеризуется отличительными особенностями. Только она выступает как самостоятельная среда жизни (наряду с наземно-воздушной, почвенной, организменной) и в то же время пронизыва­ет другие сферы (атмосферу, литосферу) и среды жизни. Вода - непременное условие и фактор жизни, и именно на нее воздействует человек в невиданных масштабах.

Основные уникальные свойства воды, обусловливающие ее влияние на важнейшие процессы в биосфере:

-неисчерпаемость как вещества и природного ресурса; если все другие ресурсы земли уничтожаемы или рассеиваемы, то вода как бы ускользает от этого, принимая различные формы или состоя­ния: кроме жидкой - твердую и газообразную. Это единственное вещество и ресурс такого типа;

- присущее только ей расширение при затвердевании (замерзании) и уменьшение объема при плавании (переходе в жидкое состояние);

- максимальная плотность при температуре +4°С и связанные с этим весьма важные свойства для природных и биологических про­цессов, например исключение глубокого промерзания водоемов;

- высокая способность поглощать тепло (теплоемкость) и зна­чительная теплопроводность;

- способность относительно легко переходить в газообразное со­стояние (испаряться) не только при положительных, но и при от­рицательных температурах. В последнем случае испарение происходит, минуя жидкую фазу - из твердой (льда, снега) сразу в паро­образную. Такое явление носит название - сублимация;

- поглощение снега при испарении и таянии, выделяя его при кон­денсации из пара и замерзании;

- способность в дисперсных средах, например в мелкопористых почвах или биологических структурах, переходить в связанное или рас­средоточенное состояние. В этих случаях очень сильно меняются свойства воды (ее подвижность, плотность, температура замерзания, поверхностное натяжение и другие параметры), крайне важные для протекания процессов в природных и биологических системах;

-универсальный растворитель, поэтому не только в природе, но и в лабораторных условиях идеально чистой воды нет уже по той причине, что она способна к растворению любого сосуда, в кото­рый заключена. Есть предположение, что поверхностное натяже­ние идеально чистой воды было бы таковым, что по ней можно было бы кататься на коньках.

Вода и жизнь. Вода - практически единственный источник по пополнения кислородом атмосферы в процессе ее разложения при фотосинтетических процессах. Она же условие миграции химических элементов и соединений, геологического (большого) и биологи­ческого (малого) круговоротов веществ.

Доля воды в теле человека близка к 60%, но в отдельных орга­нах и тканях она варьирует от 1 до 96%. Многие биологически важные свойства воды остаются сла­боизученными. Еще сложнее обстоит дело с объяснением этих свойств. Известно, например, что вода, лишенная кислорода, ги­бельна для живых организмов. В то же время кратковременное использование бескислородной воды заметно повышает жизнен­ную силу и урожай растений. Приводятся данные, что вода, осво­божденная от значительной части кислорода нагреванием, обеспе­чивала заметную прибавку урожая при замачивании в ней семян перед высевом. Давно замечены положительные свойства талой воды. Такая вода также обеспечивает жизненную силу растений, способствует повышению урожаев. С использованием для питья талой воды связывают долгожительство горных народов.

Переходя в связанное состояние, вода резко меняет свое отно­шение к низким температурам. Она замерзает только при -15-20°С. Это важнейший путь сохранения обводненности растений зимой при одновременном сохранении их от вымерзания.Высокая теплоемкость и способность поглощать тепло при испаре­нии делают воду незаменимым охлаждающим агентом в биологичес­ких (транспирация растений, потовыделение животных) и техничес­ких системах. Она - важнейший гарант защиты планеты от перегре­ва, альтернатива глобальному термодинамическому кризису, в то же время основной агент локальных тепловых загрязнений среды.

Вода является важнейшим не только биологическим, но и соци­альным фактором для жизни человека. Для удовлетворения чисто биологических потребностей человеку достаточно 2-5 литров воды в сутки. На первых порах человек таким количеством и доволь­ствовался. С момента перехода на хозяйственную деятельность требовалось все больше воды. Появилась необходимость органи­зации водного хозяйства, например, при поливном земледелии.

Имеются сведения, что многие древние культуры гибли по при­чине неумения организовать водное хозяйство, обращаться с во­дой. Вода из блага для человека легко превращается в разруши­тельную силу, если ею пользоваться неразумно. Ярким примером могут быть кризисы поливного земледелия, сопровождающиеся засолением почв, их эрозией и потерей плодородия.

Вода является неотъемлемым элементом и условием практи­чески всех технологических процессов. Для нее характерны ис­ключительно высокие темпы роста использования. Об этом, в час­тности, свидетельствует водоемкость производств, под которой, как и для биологической продукции (см.выше), понимается количество воды, расходуемое на получение единицы продукции, измеренное в одних и тех же единицах. Так, для выплавки 1 т стали требуется 30 т воды, для спирта эта величина равна - 300, для целлюлозы - 500, для синтетических волокон - 5000 и т. п.

В мире в настоящее время расходуется в среднем 1500-2000 л воды на человека в сутки (сравните с биологическими потребностя­ми, равными 2-5 л/сутки). Из них около 100-150 л воды расходуется на коммунально-бытовые нужды. Основное количество воды расходуется на промышленные и сельскохозяйственные цели. Ежесуточ­ный расход воды на каждого жителя России составляет около 5000 л (сравните со среднемировым, равным 1500-2000 л/сутки). Из них на питьевые и коммунально-бытовые нужды расходуется от несколь­ких литров до сотен литров на человека.

Уже сейчас вода становится источником международных конфлик­те. Например, идут споры из-за вод р. Колумбии между США и Канадой, не прекращаются споры по проблеме использования вод Ду­ная, питающих несколько государств. Арабские страны не приемлют проект Израиля по выкачиванию подземных вод из-под их террито­рий. Число таких конфликтов и споров будет только увеличиваться.