Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Еще никому не удавалось найти более удачный вариант, чем есть в природе

Л. Гумилев

Постановка проблемы

Качество жизни человека определяется, в числе прочих, такими категориями, как пища, тепло и холод, чистые воздух и вода, электрическая энер­гия, объем отходов жизнедеятельности. При этом роль воды как жизнеобеспечивающего фактора не ограничивается только хозяйственно-питьевым ис­пользованием. Можно уверенно сказать, что вода (особо чистая, техническая, минеральная, термаль­ная, сточная и т. д.) участвует во всех производст­венных циклах, а значит прямо или косвенно влияет на все категории, определяющие качество жизни.

Вода - важнейший компонент любой экоси­стемы. Состав и свойства воды прямо или косвенно влияют на экологическое состояние всех природных объектов, т. к. совершая круговорот, природная вода участвует во многих химических и физических процессах живой и неживой природы. Высокая растворяющая способность воды приводит к ее загрязнению опасными для жизнедеятельности орга­низма твердыми, жидкими и газообразными веществами. В организме человека массовая доля воды равна 70 %. Потеря организмом более 10 % воды может привести к смерти. Без воды человек может прожить только три дня, в то время как без пищи - 30-50 дней. С водой в организм поступают хими­ческие соединения (и необходимые, и вредные), водная среда служит для осуществления процессов очищения организма от шлаков, регуляции температуры тела, транспортной работы крови и под­держки кислотно-основного равновесия в организме.

Состав воды отражает экологическое состояние не только самого водного объекта, но и свиде­тельствует об экологическом благополучии контактирующих с водой почв, атмосферного воздуха. По результатам химического анализа вод и водных вытяжек почв и горных пород делается заключе­ние о степени антропогенного влияния на территорию.

Вода - обязательное условие жизни. Вода входит в качестве неотъемлемого компонента в лю­бой организм. Ей принадлежит важнейшая роль в строении и функционировании живой клетки. Про­цессы питания и метаболизма невозможны без воды. Водный баланс в системе живого организма так же важен, как и водный баланс в окружающей среде и биосфере в целом.

Гидросфера неразрывно связана с атмосферой и литосферой. Благодаря высокой подвижности и растворяющей способности вода проникает в различные природные образования, существуя в трех фазах: в газообразном, жидком, твердом состоянии. Вода находится в виде паров и облаков в земной атмосфере, формирует реки, озера, океаны и моря, в замороженном состоянии сосредоточена в высо­когорных районах континентов и в виде мощных ледяных панцирей покрывают полярные участки суши. Через толщу осадочных пород просачиваются атмосферные осадки, образуя подземные воды.

Вода на Земле распределена следующим образом: в Мировом океане 1 370 323 тыс. км³ (94,2 %), в подземных водах 60 000 тыс. км³ (4,12 %), в ледниках - 24 000 тыс. км³ (1,65 %), в озерах - 230 тыс. км³ (0,016 %), почвенная влага - 75 тыс. км³ (0,005 %), пары атмосферы - 14 тыс. км³ (0,001 %), воды рек - 1,2 тыс. км³ (0,0001 %). Кажущиеся колоссальными запасы вод­ных ресурсов планеты создают иллюзию их изобилия и неисчерпаемости. Вместе с тем следует принимать во внимание, что только незначительная часть воды (около 0,02 %) доступна для прак­тического использования.По мнению многих видных ученых, водный кризис уже охватил большую часть планеты, а к 2025 г. останется только 3 страны с достаточной обеспеченностью пресной водой: Бразилия, Ка­нада и Россия.

Цель: углубление знаний о гидросфере, об экологической роли воды, об источниках загрязне­ния вод и их последствиях, рациональном использовании и охране водных ресурсов.

Глоссарий: гидросфера, гидробионты, круговорот воды, водопотребление, бассейн реки, водоохранная зона, качество воды, вода питьевая, вода сточная, водоподготовка, очистка сточных вод, предельно допустимый сброс.

Задание 1. Определите понятия глоссария, перечисленные выше, используя доступные информационные ресурсы.

Вода - важнейший и самый распространенный минерал на Земле. Гидросфера включает Миро­вой океан, моря, реки, озера, болота, пруды, водохранилища, полярные льды, горные ледники, поч­венную влагу и атмосферные пары. Водные ресурсы слагаются из статических (вековых) запасов и возобновляемых ресурсов. Ежегодно в круговороте на поверхности Земли участвует более 1 млн км³ воды, что составляет около 0,1 % объема вод активного водообмена. Циркуляция воды свя­зана с механическим движением (потоки рек, океанические течения) и с изменением фазового соста­ва, когда вода испаряется и переходит в атмосферу благодаря диффузионным конвективным потокам из поверхностных вод, почв и горных пород, растительности. При испарении воды происходит нако­пление ею энергии, которую она стремится вернуть, конденсируясь, и вода в виде осадков возвраща­ется на Землю.

Задание 2. Обоснуйте значение воды, учитывая разные аспекты:

а) Вода - геологический фактор, регулятор климата; б) Вода - осно­ва жизни на Земле; в) Вода как фактор здоровья человека; г) Вода в хозяйственной деятельности человека.

Водно-экологические проблемы в полной мере отражают кризисную экологическую ситуацию. С учетом темпов роста численности человечества (за период с 1975 по 2000 гг. население земного шара увеличилось почти в 1,5 раза) и связанного с этим повышением общего расхода воды (суммар­ный расход воды в 1975 г. составлял 3000 м³, в 2000 г. - 6000 м³) можно ожидать превращения воды в стратегическое сырье, наличие которого будет определять развитие цивилизации.

Земля - «планета Воды». В самом деле, в мантии земного шара содержится 13-15 млрд км³ хи­мически связанной воды; а объем воды, входящей в состав всех частей гидросферы планеты Земля, составляет еще около 1,5 млрд км³. Из них на долю морей и океанов приходится около 1 млрд 370 млн км³, а пресных и соленых вод суши - 48 млн км³. При этом количество пресной воды (т. е. такой, в которой содержание растворенных солей не превышает 1 г/дм³) составляет около 35 млн км³. Следует учитывать, что и эта цифра нуждается в комментариях, т. к. огромная часть пре­сной воды находится в труднодоступном для человека состоянии. Около 70 % ее существует в виде льдов, близкое к 30 % количество воды находится в подземных толщах. Речная сеть Земли включает только около 0,006 % всей пресной воды. Именно эта часть воды в наибольшей степени связана с жизнедеятельностью человека, она используется для бытового и промышленного водоснабжения, для орошения земель, в энергетике, в транспорте.

Задание 3. Человек обитает в значительно преобразованной или даже искусственной среде. Разум, как ранее живое вещество планеты, превратился в самостоятельную геологическую силу, воздействующую на все геосферы, а не только обитаемые территории. Составьте схе­му, иллюстрирующую использование человеком ресурсов гидросферы и влияние на нее, дополнив рис. 1 примерами.

Рис. 1 Использование человеком ресурсов гидросферы и последствия хозяйственной деятельности

 

• Только 40 % населения Земли обеспечены качественной питьевой водой;

• По некоторым прогнозам, к 2032 г. более половины населения Земли будет испытывать не­хватку воды, если сохранится тенденция технократического развития цивилизации;

• В Африке проживает 28 % населения мира, не имеющих доступа к водопроводу;

• Более 5 млн. человек в год умирает от болезней, связанных с употреблением недоброкаче­ственной воды;

• В мире около 80 % болезней человека являются следствием потребления воды низкого ка­чества, т. к. с водой в организм попадают патогенные микробы, тяжелые металлы, нитраты, фенолы, канцерогенные хлорорганические вещества и т. д. Ущерб здоровью из-за исполь­зования загрязненной воды соизмерим с потерями от стихийных бедствий, голода, кризис­ных экологических ситуаций;

• Реки Хуанхэ (Китай), Ганг (Индия), Амударья и Сырдарья (Средняя Азия) являются самы­ми загрязненными в мире.

В плане действий Всемирного саммита по устойчивому развитию выдвинута инициатива о доступе к питьевой воде в развивающихся странах: к 2015 г. сократить долю населения, лишенного доступа к безопасной питьевой воде, в 2 раза. Усиливающееся загрязнение водных объектов делает проблему дефицита питьевой воды весьма серьезной. Не случайно период 2003-2013 гг. объявлен ЮНЕСКО десятилетием Чистой Воды.

Для переработки нефти необходимо око­ло 60 т воды, для приготовления 1 т ус­ловной тканевой продукции - 1100 т, синтетического волокна -5000 т, для вы­ращивания 1 т зерна - 2 т, 1 т риса - свыше 25 т

Мировое потребление воды составляет сегодня столько же, сколько потребление остальных минеральных ресурсов. Удельное суточное потребление в России на душу населения, включающее нужды населения, нерацио­нальное расходование, утечки и т. п. составляет 275-370 л. Для сравнения: в странах Евросоюза потребление воды находится в пределах 150-200 л в сутки на человека. Сюда входят: расход воды для питья и приготовления пищи - 5 %, для туалета - 43 %, душ и ванная - 34 %, мытье посуды - 5 %, уборка квартиры - 3 %, прочие расходы, включая полив газонов и мы­тье машины - 5 %.

Задание 4. Продолжите составленный известной общественной ор­ганизацией Greenpeace список рекомендаций, выполнение которых спо­собствует экономии воды, а значит сохранению этого ресурса устой­чивого развития:

1.  Почините или замените все протекающие краны.

Неисправный кран за сутки может «накапать» 30-200 лит­ров воды! Старайтесь плотно закрывать кран.

2.  При выборе смесителей - отдайте предпочтение рычаговым. Они быстрее смешивают воду, чем смесители с двумя кранами, а значит, меньше уходит воды «впустую», когда вы подбираете оптимальную температуру воды.

3.  На время, когда вы чистите зубы, выключайте во­ду. Чтобы ополоснуть рот, достаточно стакана с водой.

4.  Из сливного бачка в унитаз может постоянно течь вода. Из-за подобных протечек теряются десятки литров воды ежедневно. Старайтесь следить за состоянием сантех­ники в своей квартире и вовремя устранять неисправности.

5.

6.

7.

Задание 5. Ресурсы пресной воды распределены неравномерно, и часто в районах с интенсивной хозяйственной деятельностью ее не хватает. Недостаток и истощение водных ресурсов, их загрязне­ние - серьезная экологическая проблема, связанная с рядом причин, главные из которых указаны ниже. Выберите из них те, которые, на ваш взгляд, актуальны для нашего региона. Какие меры могут улуч­шить ситуацию?

Причины истощения и загрязнения пресной воды	Актуальность для Ивановской области		Проблема может быть решена на уровне
	Да	Нет	общегосударст­ венном	региональ­ ном
Неравномерное распределение воды во времени и пространстве
Рост потребления воды
Потери воды при транспортировке и использо­вании
Интенсивный отбор воды из водоисточника
Разработка месторождений полезных ископае­мых. Водоотлив из шахт, штолен
Урбанизация территорий (жилая застройка, энергетические объекты, свалки отходов)
Сброс сточных вод
Сельскохозяйственная деятельность
Загрязнение атмосферы

 

Задание 6. Установите соответствие между типами загрязнений и вызывающими их видами воздействий:к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите одну или несколько соответствующих по­зиций из второго столбца. Впишите полученный ответ в таблицу.

Загрязнение		Вид воздействия
1) механическое		а) Сброс в водохранилище теплых сточных вод
2) химическое		б) Попадание в ручей снеготалых вод, содержащих пестициды
3) бактериальное и биологи-		в) Аварийный выброс на химическом комбинате
ческое
4) радиоактивное		г) Падение ступеней ракет в болото
5) тепловое		д) Строительство дачного поселка на берегу озера
		е) Взрыв на шахте
		ж) Авария на нефтепроводе
		з) Выемка гравия в русле р. Томь
		и) Недостаточно очищенные сточные воды районной больницы
		попадают в речку
		к) Добыча торфа на обширной территории
		л) На берегу р. Томи устроен временный склад, где хранятся удобрения
		м) Рядом с колодцем находятся скотный двор, баня и туалет с выгребной ямой
		н) Свалка твердых отходов устроена в овраге
		о) Неисправности катеров, лодок, судов речного флота
		п) Гидроэнергетическое строительство

 

1	2	3	4	5