Пресная вода
Сначала, несколько общих слов о воде
Вода – это чудо
Вода – это жизнь
Морская вода
Вода – хранитель и транслятор информации
Использованная литература
|
|
|---|
В природных условиях вода всегда содержит растворенные соли, газы и органические вещества. Их количество и состав могут меняться в очень широких пределах. При концентрации солей до 1 г/кг воду считают пресной, до 25 г/кг - солоноватой, свыше - соленой. Соленость воды в Океане колеблется около 35 г/кг. Соленость морской воды может быть как ниже, так и выше этой величины. Максимальные концентрации солей наблюдаются в соляных озерах (до 300 г/кг) и в глубокозалегающих подземных водах (до 600 г/кг).
В качестве питьевой воды пригодна вода с концентрацией солей от 100 мг/кг до 1000 мг/кг. Оптимальным значением является концентрация 200 мг/кг при значении кислотно-щелочного баланса pH=6-8.
Есть два основных источника водоснабжения. Либо вода, собираясь в ручьи и реки, попадает в озера и водохранилища - так называемые открытые (или поверхностные) источники водозабора. Либо вода, просачиваясь через почву, пополняет запасы грунтовых вод. Оба этих водных ресурса взаимосвязаны и имеют как свои преимущества, так и недостатки в качестве источника питьевой воды. Поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов. Грунтовые воды характеризуются достаточно высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и практически полным отсутствием микроорганизмов.
Сначала о самом главном - о ситуации с обеспечением водой населения Земли, которое принимает угрожающие тенденции. Генеральная Ассамблея ООН провозгласила период с 2005 по 2015 год Международным десятилетием действий "Вода для жизни". Государства - члены ООН подчеркнули, что вода является движущей силой для устойчивого развития и ликвидации нищеты и голода.
Вода является необходимым источником нормального функционирования всех экосистем Земли. К сожалению, уже сегодня ее не хватает во многих частях мира. По данным экспертов ООН, примерно одна шестая часть населения земли не имеет доступа к чистой питьевой воде, а одна треть - к воде для бытовых нужд. Каждые восемь секунд от болезней, связанных с водой, гибнет ребенок, а 2,4 миллиарда людей не имеют адекватных санитарных условий. Глобальное изменение климата может еще осложнить ситуацию с водоснабжением. В принятой резолюции подчеркивается, что цель Десятилетия - дальнейшее развитие международного сотрудничества в целях разрешения актуальных проблем, связанных с водой и содействия достижению согласованных целей в области водных ресурсов, содержащихся в Декларации тысячелетия.
Чем вызвана острота ситуации? Она вызвана совместным действием трех основных причин:
- Рост народонаселения. Ежегодно население Планеты увеличивается на 85 миллионов человек, причем одновременно растет и потребление воды на душу населения - в развитых странах оно удваивается каждые двадцать лет.
- Загрязнение отбросами окружающей среды, в первую очередь сточных вод, которое растет в геометрической прогрессии, и уже нынешнее поколение столкнется с ситуацией, когда мировые потребности в чистой пресной воде превысят ее абсолютные запасы.
- Глобальное потепление вызывает все более интенсивное таяние ледников, которые хранят около 70% мировых запасов пресной воды. Так, например, таяние ледников на Аляске за последние 5-7 лет происходило вдвое быстрее, чем ранее. В Альпах ледники потеряли до 20% своих территорий за последние двадцать лет, то же касается Эквадора, Перу и Боливии, где ледники - единственный источник воды, а также гималайских стран, где живет треть населения Земли.
Положение усугубляется тем, что ускоряющееся таяние арктических льдов, также вызванное глобальным потеплением, приведет к повышению уровня Мирового океана. По оценкам ряда ученых ледники на севере Америки могут растаять к 2030 году и еще до конца века на дне морей окажутся Берлин, Париж, Лондон, Петербург, Нью-Йорк и многие другие города.
В распоряжение британской газеты "Обсервер" попал текст секретного отчета аналитиков Пентагона о перспективах последствий глобального потепления. В отчете говорится, что развивающиеся климатические процессы в ближайшее время приведут к крупным наводнениям, серьезным военным конфликтам и гуманитарным катастрофам мирового масштаба. Запасы энергоносителей, продовольствия и питьевой воды сократятся настолько, что правительства многих стран могут прибегнуть к помощи оружия массового уничтожения для их защиты. Недостаток ресурсов, который в ближайшее время только усилится, приведет к тому, что по всему миру начнутся войны за их обладание. Складывающуюся ситуацию авторы отчета сравнили с тем, что происходило на Земле около 8200 лет назад, когда Планета подверглась неурожаям, голоду, эпидемиям и массовым миграциям населения. Такая, вот, печальная картина.
На долю России приходится треть всех мировых запасов пресной воды, доступной к использованию, что делает ее очень заманчивым объектом для посягательств.
Суммарный сток российских рек составляет 4270 кубических километров в год (экологически безопасно изъятие не более 15 кубических километров в год).
На территории России находится одно из чудес Природы - озеро Байкал. Озеро Байкал - уникальный источник чистой пресной воды. Объем воды в озере 23 тысячи куб.км. (столько же, сколько во всех пяти Великих озерах Северной Америки). Это 20% всех запасов пресной воды на Земле и 30% российских запасов, не считая ледников. Байкал - самое глубокое озеро в мире, его средняя глубина 730 м, максимальная глубина - 1637 м. Байкальская вода, особенно на больших глубинах исключительно прозрачная и чистая. Прозрачность достигает 65 м по диску Секки, что соответствует наивысшей прозрачности морской воды.
Характерной особенностью Байкала является высокая степень однородности свойств воды в пространстве и стабильности во времени. Температура воды на больших глубинах 3,2°C. Температурный скачок находится на глубине 200-250 м. Вертикальный водообмен очень слаб. Горизонтальный водообмен, формируемый системой горизонтальных течений, незначителен. Транзитный водообмен возникает за счет проточности озера, однако время замещения озерных вод речными исключительно велико: в южной части около 90 лет, в средней - около 250 лет, а в северной - 550 лет.
Байкальская вода исключительно чиста. Соленость ее составляет 120-130 мг/кг, что в два-три раза ниже, чем в большинстве рек и озер России, и ее можно считать мировым эталоном чистоты. Байкал - бесценный бриллиант, который судьба подарила России. Мы не создавали, не зарабатывали, не покупали его, поэтому не можем себе представить его истинную ценность. И мы еще не потеряли его, чтобы задним числом понять невозместимость утраты. А реальная угроза этого есть. Нужны незамедлительные решительные меры по охране этого государственного стратегического объекта высшей важности для России.
Чистая питьевая вода становится стратегическим товаром. Так, например, индустрия продажи бутилированной питьевой воды - одна из самых быстроразвивающихся в мире. Ежегодно продается свыше ста миллиардов литров воды, в основном, в пластиковой расфасовке. Прибыли в этой отрасли уже достигают одного триллиона долларов в год - это 40% прибыли нефтяных компаний и больше прибыли фармацевтических фирм. Торговать водой скоро будет прибыльней, чем нефтью. А где была эта отрасль всего 15-20 лет назад, когда нефтяная промышленность уже закатывала мировые кризисы? И где она будет через 15-20 лет? Ведь жить то каждому хочется не меньше, чем ездить на автомобиле.
Теперь вернемся к нашей воде, к воде, которую мы пьем. Поскольку этот вопрос касается лично каждого из нас, остановимся на нем несколько подробнее.
С 1 января 2002 года в России введен в действие нормативный правовой акт - Санитарные правила и нормы "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" - СанПиН 2.1.4.1074-01. В основе гигиенических требований к качеству воды для питьевых и бытовых нужд лежит принцип безопасности в эпидемиологическом отношении, безвредности по химическому составу и благоприятности по органолептическим свойствам.
Органолептические свойства - это свойства, определяемые нашими органами чувств: вкус, запах, цвет, мутность. Полный анализ качества воды - трудоемкий процесс, требующий соответствующей аппаратуры. Этим занимается санэпидемнадзор.
Начнем с того, что "должна соответствовать" не значит - "соответствует". Кроме того, пока вода идет по трубам от места забора, где, хоть какой-то контроль ведется, в кран, из которого мы ее наливаем, попадает уже "коктейль", содержащий массу вредных примесей. Мы наливаем эту воду в пластиковый электрический чайник, кипятим и пьем. Но вода - сильнейший универсальный растворитель, при этом повышение ее температуры на каждые десять градусов ускоряет процесс вдвое и, дойдя до температуры кипения, вода повышает свою химическую агрессивность в 500 раз. Откройте крышку пластикового чайника с закипевшей в нем водой и понюхайте, чем пахнет эта вода - смрад, другого слова нет. Вот вам и один из органолептических параметров воды.
Недоочищенная вода - это и камни в почках, и гастрит и онкологические и многие другие заболевания, которые проявляются не сразу, но приходят неминуемо. Поэтому, перед употреблением в пищу водопроводную воду желательно очищать. Наиболее распространенным средством очистки являются бытовые фильтры: простейшие (насадки и кувшины), фильтры средней степени очистки (2-х и 3-х ступенчатые фильтры) и фильтры высокой степени очистки (фильтры с ультрафильтрационной мембраной и обратноосмотические фильтры).
Наиболее оптимальные современные фильтры питьевой воды имеют обычно три уровня очистки: первый - удаляет такие примеси как ржавчина, муть, нерастворимые вещества; второй - устраняет остаточный хлор, тяжелые металлы и другие химические примеси; третий - уничтожает бактерии и обогащает воду минеральными веществами, улучшая ее вкус. Если фильтров нет, неплохую очистку воды в домашних условиях можно обеспечить своими силами. Для этого, прежде всего, нужно дать отстояться воде в течение суток для удаления хлора и других газовых и взвешенных примесей. После этого, нужно замораживать воду при температуре минус один - минус шесть градусов, пока не замерзает половина всего объема. Остаток, содержащий все вредные примеси слить. А лед размораживать и хранить при температуре не более 10 градусов, так получается чистая (очистка ~ на 80% от примесей), биологически активная (структурированная) вода. Талая вода содержит 8-20 мг/кг солей кальция - оптимальное содержание этого очень важного элемента. Можно снимать первые кристаллы тяжелой (дейтериевой) воды, которые образуются при +3,8°C, что улучшит биологическое качество воды. Для хранения используйте стеклянную тару.
Некоторые фанаты чистой воды пользуются дистиллированной водой, но это - вредное излишество. В биологически полноценной воде содержится множество жизненно-важных веществ, отсутствующих в дистиллированной воде: соли, свободные радикалы, органические кислоты, например, гликолевая кислота, аминокислоты, витамины, ферменты. Отсутствие этих составляющих угнетающе действует на организм. Отсутствие или недостаток пресной природной воды заставляет искать альтернативные источники.
Одним из таких источников является морская вода. Для крупномасштабного ее использования применяют методы дистилляции, электродиализа и обратного осмоса, но все они обладают особенностями, ограничивающими их широкое применение. Во-первых, использование морской воды означает необходимость размещения опреснителей вблизи моря. Во-вторых, сливаемые при опреснении концентрированные рассолы оказывают на окружающую среду неблагоприятное воздействие. Это влияет на общую соленость прибрежных вод, как например, в Саудовской Аравии, Бахрейне или Кувейте, где 95% потребляемой пресной воды производится путем опреснения морской. Опреснительные установки, естественно, в качестве топлива используют нефть, в которой вышеуказанные страны не испытывают недостатка.
На планете Земля примерно 320 тысяч айсбергов. Средний айсберг весит 20 миллионов тонн и состоит из чистой пресной воды. Выдвигалась масса проектов транспортировки их к местам потребления. Однако если учесть, что за последние 25 лет двадцатого века толщина арктических льдов уменьшилась на 120 сантиметров, вряд ли стоит ориентироваться на этот путь, поскольку он усугубит процесс потепления Планеты.
Ученым удалось поднять на поверхность пресную воду, полученную из подводного источника, который был обнаружен на открытом море на глубине 36 метров, в районе между Ментон (Франция) и Винтимилле (Италия). По словам ученых, речь идет о мировой премьере. Эта техническая инновация открывает широкие перспективы в условиях нехватки питьевой воды во многих странах, которые также имеют подводные источники пресной воды в своих территориальных водах.
Большое количество стран тропического пояса страдают от отсутствия пресной воды, хотя ее содержание в атмосфере значительно. Так, например, количество воды, проносящейся над каждым квадратным километром Аравийской пустыни или пустыни Сахары, будучи полностью сконденсировано, образует слой пресной воды с такой же площадью глубиной 5 метров.
В Японии разработана установка, которая вытягивает из воздуха 1500 литров питьевой воды в сутки. Молекулярные сита - цеолиты извлекают влагу из атмосферы, затем при температуре 260°C освобождаются от воды, полученный пар охлаждается и концентрируется. Такие установки можно использовать в пустынных районах в качестве аварийных источников питьевой воды.
Оказавшись в жаркой пустыне без воды, человек погибает за счет обезвоживания, так как тепловое благополучие организма поддерживается только за счет выделения пота. При температуре 33 градусов человек даже при неподвижном сидении под тентом выделяет с потом более полутора литров воды.
Пустынные кустарники отличаются в этом отношении выдающимися способностями, их корневые системы сложно разветвлены и очень длинны. У черного саксаула, например, они достигают 18 метров. Листья у растений пустынь, как правило, слабо развиты для уменьшения процесса испарения, который полностью, однако, не прекращается. Если надеть на пустынное растение замкнутую водонепроницаемую оболочку - большой полиэтиленовый мешок, то можно собрать с куста от 30 до 60 граммов воды в час. Вода эта прозрачна, чиста и приятна на вкус. (Наука и Жизнь, 1987г., №6, 18.)
Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Понятие "питьевая вода" сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению. От качества той воды, которую мы употребляем в пищу, во многом зависит наше здоровье, качество нашей жизни. Вода стоит того, чтобы мы поинтересовались, что мы пьем, и сделали все возможное, чтобы эта вода была чистой и физиологически полноценной.
