Водные ресурсы

Наиболее распространенными загрязняющими веществами в поверхностных водах являются фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения меди, цинка, а в отдельных регионах страны - аммонийный и нитритный азот, лигнин, ксантогенаты, анилин, метил меркаптан, формальдегид и др. Огромное количество загрязняющих веществ вносился в поверхностные воды со сточными водами предприятий черной и цветной металлургии, химической, нефтехимической, нефтяной, газовой, угольной, лесной, целлюлозно-бумажной промышленности, предприятий сельского и коммунального хозяйства, поверхностным стоком с прилегающих территорий.

Небольшую опасность для водной среды из металлов представляют ртуть, свинец и их соединения.

Расширенное производство (без очистных сооружений) и применение ядохимикатов на полях приводят к сильному загрязнению водоемов вредными соединениями. Загрязнение водной среды происходит в результате прямого внесения ядохимикатов при обработке водоемов для борьбы с вредителями, поступления в водоемы воды, стекающей с поверхности обработанных сельскохозяйственных угодий, при сбросе в водоемы отходов предприятий-производителей, а также в результате потерь при транспортировке, хранении и частично с атмосферными осадками.

Наряду с ядохимикатами сельскохозяйственные стоки содержат значительное количество остатков удобрений (азота, фосфора, калия), вносимых на поля. Кроме того, большие количества органических соединений азота и фосфора попадают со стоками от животноводческих ферм, а также с канализационными стоками. Повышение концентрации питательных веществ в почве приводит к нарушению биологического равновесия в водоеме.

Вначале в таком водоеме резко увеличивается количество микроскопических водорослей. С увеличением кормовой базы возрастает количество ракообразных, рыб и других водных организмов. Затем происходит отмирание огромного количества организмов. Оно приводит к расходованию всех запасов кислорода, содержащегося в воде, и накоплению сероводорода. Обстановка в водоеме меняется настолько, что он становится непригодным для существования любых форм организмов. Водоем постепенно “умирает”.

Современный уровень очистки сточных вод таков, что даже в водах, прошедших биологическую очистку, содержание нитратов и фосфатов достаточно для интенсивного эвтрофирования водоемов.

Эвтрофизация - обогащение водоема биогенами, стимулирующее рост фитопланктона. 0т этого вода мутнеет, гибнут бентосные растения, сокращается концентрация растворенного кислорода, задыхаются обитающие на глубине рыбы и моллюски.

Во многих водных объектах концентрации загрязняющих веществ превышают ПДК, установленные санитарными и рыбоохранными правилами.

Загрязнение подземных вод.

Загрязнению подвергаются не только поверхностные, но и подземные воды. В целом состояние подземных вод оценивается как критическое и имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения.

Подземные воды (особенно верхних, неглубоко залегающих, водоносных горизонтов) вслед за другими элементами окружающей среды испытывают загрязняющее влияние хозяйственной деятельности человека. Подземные воды страдают от загрязнения нефтяных промыслов, предприятий горнодобывающей промышленности, полей фильтрации, шламонакопителей и отвалов металлургических заводов, хранилищ химических отходов и удобрений, свалок, животноводческих комплексов, не канализированных населенных пунктов. Происходит ухудшение качества воды в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима эксплуатации водозаборов. Площади очагов загрязнения подземных вод достигают сотен квадратных километров. Из загрязняющих подземные воды веществ преобладают: нефтепродукты, фенолы, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, никель, ртуть), сульфаты, хлориды, соединения азота,

Перечень веществ контролируемых в подземных водах не регламентирован, поэтому нельзя составить точную картину о загрязнении подземных вод.

4. Географические особенности размещения водных ресурсов.

К числу важнейших водных ресурсов, пригодных для использования в тех или иных отраслях хозяйства, относятся речные, озерные, морские, подземные поды, лед высокогорий и полярных районов, атмосферная влага. Таким образом, за исключением вод, находящихся в составе минералов и биомассы, все составные части гидросферы могут рассматриваться в качестве источников водных ресурсов (табл. 1). Однако в промышленности, сельском хозяйстве и в быту наиболее широко используются пресные воды - речные, подземные, озерные. Они более доступны, легче поддаются регулированию, непрерывно возобновляются в процессе круговорота. Пресные воды составляют около 2 % общего объема гидросферы. Но пока человек не использует большую их часть, законсервированную в виде льдов. Используемая часть составляет менее 1 % от общего объема вод гидросферы. В этом и состоит одна из причин возникновения угрозы не только региональной, но и глобальной нехватки воды для хозяйственно-бытовых целей. Очевидно, для пополнения ресурсов пресных вод необходимо вовлекать в хозяйственный водооборот все более широкие массы воды из всех частей гидросферы. Работы в этом направлении успешно развиваются, в ряде стран опресняют морскую воду, разрабатывают способы воздействия на атмосферную влагу, все шире вовлекают в хозяйственный оборот подземные воды, составляют проекты использования воды полярных льдов.

Наиболее ценная часть гидроресурсов -- пресная вода размещена на территории материков крайне не-равномерно. Наиболее высокая обеспеченность ресурсами полного речного и подземного стока приходится на экваториальный пояс. Особенно отличаются в этом отношении экваториальные части Южной Америки и Африки, где на одного человека приходится 25-50 тыс. м3 полного речного стока и более 10-25 тыс. м3 подземного стока в год. Тропический, субтропический пояса и юг умеренного пояса Евразии имеют водообеспеченность почти в 10 раз ниже. Очень слабо обеспечены водными ресурсами юг Средней Азии, Афганистан, Аравия, Сахара. В северной половине умеренного и субтропического поясов обеспеченность ресурсами полного стока, как правило, превышает 25 тыс. м3 на одного человека, а на северо-востоке и востоке Советского Союза, в северной части Канады превышает 100 тыс. м3 на одного человека. Особое место занимает Австралия. Несмотря на то, что в целом на территории Австралии воды мало, ее относительная водообеспеченность выше среднемировой величины.

Таблица 1.

Мировые запасы воды

Территориальное размещение гидроресурсов, водообеспеченность отдельных географических регионов не отличаются постоянством и изменяются с течением времени. В прошлом эти процессы происходили главным образом под воздействием естественных природных причин -- климатических, геолого-тектонических и т.д. Чаще всего естественные изменения водообеспеченности совершались медленно и постепенно. Так, на протяжении последних 5 000 лет обводненность Сахары неоднократно менялась. В IV тысячелетии до н. э. территория современной пустыни была занята ландшафтами саваннового типа. Здесь протекали полноводные реки, бравшие начало в горных массивах Центральной Сахары (Ахаггар, Тассилин-Адджер и др.). Эти реки впадали в озеро Чад, реку Нигер и образовывали разветвленную гидрографическую сеть. Затем на протяжении нескольких столетий происходило иссушение громадных пространств Северной Африки и формирование ландшафтов пустынь.

5.Использование пресных вод

Темпы и масштабы изменений в водообеспеченности географических регионов резко возросли за последние десятилетия.

Научно-техническая революция сопровождается все большим потреблением воды. Это обусловлено ростом объемов промышленной продукции, формированием новых очень водоемких отраслей производства.

Так, на производство 1 т стали расходуется до 300 м3 воды, для получения 1 т бумаги -- 900, 1 т капрона -- 5600 м3. Рост энергетики также приводит к рез-кому увеличению потребления воды. Современные тепловые электростанции мощностью в 1 млн. кВт используют в год 1,2-1,6 км3 воды, а атомные -- до 3,5 км3. Город с населением в 1 млн. человек расходует около 0,5 млн. м3 воды в сутки. Наиболее крупный потребитель воды -- сельское хозяйство. Среднемировой расход воды для производства 1 кг растительной пищи составляет 2 тыс. л воды, а 1 кг мяса -- 20 тыс. л. Для орошения гектара хлопкового поля необходимо 5 тыс. м3, а рисового -- 15-20 тыс. м3 воды за сезон. Улучшение агротехники, подъем урожаев сопровождаются ростом транспирации воды сельскохозяйственными культурами. Это в свою очередь приводит к уменьшению поверхностного стока, полного речного стока, к снижению уровней половодий и паводков. Таким образом, рост урожаев сопровождается уменьшением воды и реках. В перспективе в результате интенсификации земледелия можно ожидать уменьшения полного речного стока во всем мире примерно на 700 км3 в год. Следовательно, интенсификация сельского хозяйства неизбежно приводит к ухудшению водообеспеченности других отраслей хозяйства. Поэтому при планировании размещения и развития производительных сил приходится учитывать не только региональные запасы ресурсов пресных вод, но и их потребление всеми отраслями хозяйства как в настоящее время, так и в будущем.

Дальнейшая интенсификация сельского хозяйств« требует развития прежде всего орошаемого земледелия. Большая часть орошаемых площадей используется под такие водоемкие и высокоурожайные культуры как рис (примерно 65% от всей площади поливных земель) и хлопчатник (18%). На орошаемых землях расход воды в 10 раз выше, чем на неорошаемых, и в среднем составляет 12-14 тыс. м3 на 1 га пашни. К 2000 г. необходимо будет увеличить поливные площади не менее чем в 3 раза. Соответственно с этим возрастет и потребление воды в сельском хозяйстве.

Расширение пахотных угодий в значительных рал мерах возможно лишь при широком применении орошения. Так, многие бесплодные ныне земли Африки, Южной Америки и Австралии могут давать высокие урожаи при поливе. При полном использовании речной воды можно удвоить площади возделываемых земель в нижнем течении Ганга и Брахмапутры, увеличить их вчетверо в Южной Австралии. Все это приведет к дальнейшему росту безвозвратного использования воды для нужд орошения. Орошаемое земледелие занимало и будет занимать первое место по объему используемых вод среди других водопотребителей.

Процессы урбанизации сопровождаются все большим потреблением воды для хозяйственно-бытовых нужд. Расход воды на одного человека в городе значительно выше, чем в сельской местности. Поэтому рост городского населения резко увеличивает использование воды для бытовых целей. В целом в мире 71 % потребляемой воды расходуется сельским хозяйством, 23%--промышленностью и 6%--на коммунально-бытовые нужды.

Круговорот воды приводит к тому, что все части гидросферы возобновляются с той или иной интенсивностью. Особенно быстро происходит возобновление пресных вод. Если воду использовать в объеме круговорота, то источники водных ресурсов будут неисчерпаемыми, вечными. Но на практике, особенно за последние годы, потребление воды в отдельных регионах превышает скорость ее возобновления. Неравномерное размещение по территории ресурсов пресных вод, промышленности, городов, сельскохозяйственных предприятий, развитие экономики все чаще приводит к обострению диспропорций между ними, сопровождается возникновением очагов «водного голода». Так, в США в 1900 г. всеми отраслями хозяйства потреблялось 6% среднегодового стока речных вод, а в 1981 г. использовалось уже свыше 25% (с учетом слабоосвоенных водных запасов Аляски). К 2000 г. водопотребление в США, очевидно, составит 50% от среднегодового стока всех рек. Поэтому для решения проблем водоснабжения аграрных и промышленных районов страны предполагается в перспективе осуществить межбассейновую переброску вод канадских рек в объеме 246 км3 в год. Очень остро в последние годы встали проблемы водоснабжения в целом ряде индустриальных стран Европы. По этой причине ФРГ, Нидерланды и Дания обсуждают со Швецией возможности переброски оттуда пресной воды по трубопроводам. В настоящее время уже десятки стран мира испытывают серьезные трудности в связи с нехваткой пресной воды.