Автор: Пользователь скрыл имя, 31 Мая 2015 в 18:26, доклад
1. Світові проблеми прісної води
2. Основні заходи щодо охорони і раціонального використання вод
Житомирський державний університет імені Івана Франка
Реферат
На тему : «Екологічні проблеми прісної води»
Житомир-2015
План
На кожного жителя Землі припадає
близько 9 тис. м3 води. Найбільш багаті
водними ресурсами Канада і Норвегія.
На одного жителя Канади припадає близько
123 тис. м3, а Норвегії -107,8 м3питної води,
тоді як в Індії і Франції постачання водою
досить обмежене - відповідно 2,8 і 3,4 тис.
м3 на людину (мова йде про доступну питну
воду з річок і озер).
Прісна вода складає тільки 2% всіх водних
ресурсів Землі. Запаси прісної води в
гідросфері оцінюються в 3 х 1016 тонн, з них
86% в сніжно-льодових утвореннях, 13% - в
підземних водах і тільки 1% - в озерах,
болотах і річках.
Сьогоднішні запаси прісної води на душу
населення удвічі менші, ніж були 50 років
тому. Крім того, за прогнозами, світові
запаси води будуть зменшуватися і в майбутньому.
Таке різке скорочення водних ресурсів
пояснюється тим, що в результаті зростання
населення, а також розвитку сільського
господарства і промисловості зросла
необхідність у прісній воді.
Приблизно 70% (у країнах, що розвиваються,
- 90%) водних запасів Землі використовуються
в сільському господарстві. Серед істотних
проблем названа проблема частої втрати
води через нераціональні методи зрошення
і протікання труб (дo 60%).
Однією з головних проблем є нерівномірність
розподілення запасів прісної води. Наприклад,
в Азії зосереджено 36% світового запасу
річкових і озерних вод, але в цій частині
планети проживає 60% світового населення.
І навпаки, у річці Амазонці -15% світового
запасу річкової води, а кількість людей,
які живуть недалеко від річки і можуть
користуватися її водою, складає всього
0,4% світового населення.
Нерівномірно розподіляється і дощова
вода. У деяких районах Землі дощі майже
не випадають.
Спеціалісти вважають, що на кількість
опадів впливають антропогенні зміни
клімату. Через вимирання лісів, виснаження
оброблюваних земель і пасовищ деградує
й гине ґрунт. Коли це відбувається, земля
відбиває більше сонячного світла в атмосферу.
У результаті атмосфера нагрівається,
хмари розсіюються і опадів випадає менше.
Крім того, значну частину дощової води,
яка падає на ліси, випаровують самі ж
рослини; зникає рослинність — зменшується
і кількість опадів.
Учені, які досліджують розподілення запасів
води на земній кулі, встановили, що в деяких
районах становище катастрофічне. Сьогодні
35% (з 80 країн світу) населення землі не
має прямого доступу до питної води. Водна
криза загрожує населенню, яке живе на
півночі Африки і південніше Сахари, на
Близькому
Сході і в Угорщині. Надзвичайно критичні
ситуації з водою можуть виникнути в цих
регіонах при посухах.
Дефіцит води вже зараз може негативно
позначитись на здоров'ї людей і економіці.
У нинішньому столітті причиною війн стане
вода. Такі суперечки вже виникали. 40% світового
населення живе в басейнах 250 річок, за
воду кожної з них бореться більш ніж одна
країна. Річки Брахмапутра, Інд, Меконг,
Нігер, Ніл, Тигр протікають через багато
країн, які намагаються забрати з них якнайбільше
води. Через поділ води вже виникали конфлікти.
З кожним роком такі конфлікти набувають
характеру не економічної конкуренції,
а боротьби за виживання.
Зараз настає той час, коли воду будуть
цінувати як нафту, і перестануть вважати
такою ж безплатною, яким вважають повітря.
Щоб забезпечити все людство чистою питною
водою і каналізацією, яка відповідає
санітарним нормам, необхідно, за підрахунками
вчених, більше 36 млрд. доларів на рік -
а це приблизно 4% світових воєнних витрат.
Одним із шляхів вирішення проблеми дефіциту
води є використання підземних вод. Інтенсифікація
відбору підземних вод може викликати
низку серйозних екологічних проблем.
Підземні води є не тільки корисною копалиною
і частиною загальних водних ресурсів,
але й важливим компонентом навколишнього
середовища. Будь-які зміни в режимі і
балансі підземних вод викличуть зміни
в інших компонентах навколишнього середовища.
Так, інтенсивна експлуатація підземних
вод може привести до таких негативних
змін навколишнього середовища, як недопустиме
скорочення річкового стоку, осідання
поверхні землі, пригнічення і навіть
загибель рослинності у зв'язку зі зниженням
рівня ґрунтових вод. Інтенсивний відбір
води може викликати підтягування надто
мінералізованих глибоких підземних вод,
непридатних для пиття, а в районах морського
узбережжя -проникнення солоних вод.
Наведемо кілька прикладів. Так, у Мехіко
в результаті відкачування підземних
вод відбулося осідання поверхні на 10,7
м за останні 70 років. У штаті Каліфорнія
(СПІА) загальна площа осідання земної
поверхні становить 16 тис. км2. В окремих
місцях осідання досягає 8-9 м. Це порушує
роботу каналів, водопроводів і обумовлює
значні витрати на ремонт і переобладнання
свердловин.
Інтенсивна техногенна діяльність на
водозборах (зрошення і осушення земель,
цивільне і гідротехнічне будівництво,
розорювання земель, вирубування лісів
та ін.) часто викликають негативні зміни
в балансі і режимі підземних вод. Так,
величезний водоносний пласт Огаллала
в СІЛА настільки виснажився, що через
нестачу води площа зрошуваних земель
на північному заході штату Техас скоротилася
втричі. Щось подібне відбувається в Китаї
та Індії, які займають друге і третє місця
по виробництву продуктів харчування.
На півдні Індії, у штаті Тамілнад, через
штучне зрошування рівень ґрунтових вод
за десять років знизився більш ніж на
23 метри.
Протікання водопроводів і каналізаційної
мережі викликає підняття ґрунтових вод
і, як наслідок, підтоплення споруд. Погіршення
якості підземних вод пов'язане з випаданням
кислотних дощів.
Істотне значення має забруднення підземних
вод. Основними причинами забруднення
є діяльність промисловості (37%), сільського
(16%) і житлово-комунального господарств
(10%), підтягування некондиційних підземних
вод при порушенні режиму експлуатації
водозаборів (13%).
Зміна якості підземних вод під впливом
господарської діяльності проявляється
в зростанні їх загальної мінералізації
і збільшенні окремих компонентів складу
(хлоридів, сульфатів та ін.), у появі токсичних
речовин штучного походження (пестицидів,
нафтопродуктів, радіонуклідів), у зміні
температури і кислотності. Деградація
якості підземних вод найбільш яскраво
проявляється в районах, де широко використовуються
хімічні добрива. Слід підкреслити, що
деградація якості підземних вод часто
обумовлює більші обмеження в їх використанні,
ніж виснаження водоносного горизонту.
При плануванні використання підземних
вод необхідно враховувати, що захищеність
різних водоносних горизонтів від забруднення
неоднакова.
Практично повністю захищені від проникнення
забруднюючих речовин із поверхні землі
підземні води напірних водоносних горизонтів,
перекриті витриманими слабопроникними
глинистими шарами. У цих умовах забруднення
може бути пов'язане тільки з незадовільним
технічним станом водозабірних свердловин.
Надійно захищеними від забруднення бувають
джерельні води в передгір'ях і гірських
районах у випадках, коли в районі їх живлення
не ведеться господарська діяльність.
Значно гірше захищені підземні води перших
від поверхні водоносних горизонтів, особливо
в річкових долинах, де підземні води тісно
пов'язані з поверхневими, і при експлуатації
відбувається підтягування поверхневих
забруднених вод.
В узагальненому вигляді дія факторів
антропогенного забруднення вод та їх
наслідків наведена на рис. 6.2.
Рис. 6.2. Дія факторів антропогенного забруднення
вод та їх наслідків
Основні заходи щодо
охорони і раціонального використання
вод
Охороні вод сприяє раціональне водокористування
- комплекс заходів, спрямованих на зниження
забору свіжої води промисловими, комунальними,
сільськогосподарськими та іншими об'єктами
та технологічно виправдане зменшення
загальної витрати води у виробничих процесах.
У технологічних процесах необхідно впроваджувати
замкнений цикл водокористування - багатократне
використання води в одному й тому ж виробничому
процесі без скидання у природні водні
об'єкти стічних вод.
Для зменшення витрат води на зрошення
застосовується комплекс заходів: максимальна
економія зрошувальної води, протифільтраційні
покриття, застосування стаціонарних
і мобільних установок з малою інтенсивністю
«дощу», систем крапельного зрошування
та ін.
Охороні водних ресурсів сприяють меліоративні
заходи:
а) лісова меліорація - вирощування дерев'янистої
і чагарникової рослинності в межах верхньої
і середньої частин річкових басейнів
із метою зменшення поверхневого стоку
і ослаблення процесів водної ерозії;
б) агротехнічна меліорація – правильне
ведення сільськогосподарських робіт;
в) гідротехнічна меліорація - регулювання
водно-повітряного режиму ґрунтів при
вирощуванні різних сільськогосподарських
культур.
Для охорони морів від забруднення морські
судна, судноремонтні бази і порти обладнуються
пристроями, які попереджують забруднення
води баластними, промивними та іншими
водами, а також твердими відходами.
На суднах і в портах проводяться роботи,
які забезпечують виконання положень
Міжнародної конвенції щодо запобігання
забрудненню моря нафтою.
Для ліквідації осередків нафтового забруднення
застосовують такі методи:
а) спалювання плаваючої нафти;
б) механічне затримання нафти;
в) механічне збирання і видалення нафти
з поверхні води;
г) абсорбційне поглинання з наступним
механічним збиранням або спалюванням
плаваючої нафти;
д) обробка плаваючої нафти дисперсантами;
є) поглинання нафти тонучими абсорбентами.
Перед скиданням у природні водойми забруднені
промислові та комунальні стічні води
піддають очищенню (див. розд. 11).
Для вирішення проблеми дефіциту прісної
води вдаються до різних заходів і розглядають
різноманітні проекти.
В останні десятиліття в багатьох країнах
значна увага приділяється оцінці ресурсів
підземних вод як важливого і надійного
джерела водопостачання населення прісною
і екологічно чистою водою.
Значний інтерес до підземних вод визначається
тим, що саме вони як джерело господарсько-питного
водопостачання мають ряд істотних переваг
порівняно з поверхневими водами. Як правило,
вони більш якісні за складом, краще захищені
від забруднення і зараження, менше зазнають
сезонних коливань, більш рівномірно розміщені
по території (часто підземні води є там,
де поверхневі водні джерела відсутні).
Важливим є й економічний аспект: введення
в дію водозаборів підземних вод може
здійснюватися поступово зі зростанням
потреби у воді, в той час як будівництво
крупних гідротехнічних споруд на річках
(водосховищ, гребель) потребує значних
витрат.
У наш час підземні води є основним джерелом
водопостачання в багатьох країнах Європи
і частка їх у загальному водопостачанні
складає 60% . У США підземні води служать
джерелом для 75% комунальних систем водопостачання.
Дефіцит річкової води в Україні також
доводиться надолужувати за рахунок використання
підземних вод, запаси яких у нашій країні
досить значні. Із надр щорічно видобувається
більше 5 км3 води. У загальному водоспоживанні
(33 км3/рж) використання підземних вод становить
понад 15%, у тому числі в промисловості
- близько 14% , у сільському господарстві
- понад 25% , у комунальному господарстві
- понад 34%. У 77 містах (із загальної кількості
434) водопостачання здійснюється практично
лише підземними водами (Бачинський та
ін., 1995).
У таких країнах, як Австрія, Бельгія, Угорщина,
Німеччина, Данія, Румунія, Швейцарія,
колишня Югославія, Болгарія, Італія, Португалія,
Нідерланди, Франція, Чехія, Словаччина,
частка підземних вод у загальному балансі
господарсько-питного водопостачання
складає більше 70%.
Істотну роль відіграють підземні води
у водопостачанні міст. Так, повністю або
майже повністю постачаються підземними
водами Будапешт, Гамбург, Копенгаген,
Мюнхен, Рим, ряд столиць колишнього СРСР
- Мінськ, Тбілісі, Єреван, Алма-Ата, Вільнюс,
Бішкек та ряд інших великих міст.
Спеціалісти вважають, що при прогресуючому
забрудненні поверхневих водних джерел
кожне місто повинно мати основне або
додаткове джерело питного водопостачання,
засноване на використанні захищених
від забруднення підземних вод високої
якості. Для технічних потреб і зрошення
треба намагатися використовувати головним
чином поверхневі води.
Для охорони від забруднення підземних
горизонтів встановлюють зони санітарної
охорони підземного джерела водопостачання:
для надійно захищених горизонтів - не
менше 30 м, для незахищених горизонтів
і інфільтраційних водозаборів - не менше
50 м.
Основним показником перспектив використання
підземних вод є середньобагаторічна
величина їх природних ресурсів, яка характеризує
відновлення підземних вод у процесі кругообігу
води і визначає верхню межу відбору підземних
вод за багаторічний період без їх виснаження.
Деякі проекти усунення дефіциту води
вважаються поки що фантастичними. Це,
зокрема, використання айсбергів Антарктиди
і Гренландії. Найбільш складне в цих проектах
-низька швидкість транспортування айсбергів.
Але в порівняно невеликому айсбергу розміром
2x0,5x0,1 км міститься така кількість води,
якої б вистачило на водопостачання п'ятимільйонного
міста впродовж місяця, за умови витрати
води на одного жителя 1000 л на день.
За існуючими підрахунками, всі разом
айсберги планети можуть щорічно напоїти
понад 12 млрд. чоловік.
Більш реальними і доступними є методи
опріснення морської води. Опріснення
води використовується в багатьох країнах:
Алжирі, Бахрейні, Греції, Іспанії, Ізраїлі,
Італії, Кувейті, Лівії,
Мексиці, Нідерландах, Саудівській Аравії,
СІЛА, Казахстані, Туркменистані, Узбекистані
та інших країнах.
Для опріснення води використовується
ряд методів. При термічній дистиляції
(перегонці) знесолюється вода будь-якого
складу. Зараз працюють установки термодистиляції
з продуктивністю до кількох сотень кубометрів
води за добу.
В основі опріснення води методом зворотного
осмосу лежить процес «продавлювання»
води з розчиненими солями через напівпроникну
мембрану, яка затримує всі розчинені
солі.
Метод іонного обміну здійснюється на
спеціальних установках, де воду пропускають
через фільтри з катіоно-аніонооб-мінними
смолами.
Прісну воду отримують і методом електродіалізу,
який заснований на застосуванні обмінних
мембран, які пропускають тільки аніони
чи катіони.
Існують й інші методи знесолення води,
наприклад, одночасна дія магнітного поля
і ультрафіолетового випромінювання на
воду, виморожування, геліоопріснення.
Список використаної літератури