Еще сравнительно недавно вода, как и воздух, считалась одним из бесплатных даров природы, только в районах искусственного орошения она всегда имела высокую цену. В последнее время отношение к водным ресурсам суши изменилось.
За последнее столетие потребление пресной воды в мире увеличилось вдвое, и гидроресурсы планеты не отвечают такому быстрому росту потребностей человека. По данным Всемирной комиссии по воде (World Commission on Water), сегодня каждому человеку ежедневно требуется 40 (от 20 до 50) литров воды для питья, приготовления пищи и личной гигиены.
Однако около миллиарда людей в 28 странах мира не имеют доступа к такому количеству жизненно важных ресурсов. Более 40% населения мира (около 2,5 млрд человек) живет в районах, испытывающих среднюю или острую нехватку воды.
Предполагается, что к 2025 г. это число возрастет до 5,5 млрд и составит две трети населения Земли.
Подавляющая часть пресных вод как бы законсервирована в ледниках Антарктиды, Гренландии, во льдах Арктики, в горных ледниках и образует своего рода «неприкосновенный запас», пока еще не доступный для использования.
Разные страны сильно отличаются по запасам пресной воды. Ниже представлен рейтинг стран с самыми большими ресурсами пресной воды в мире. Однако этот рейтинг основан на абсолютных показателях и не совпадает с показателями на душу населения.
Предлагаем вашему вниманию страны, которые имеют самые большие запасы пресной воды:
10. Мьянма
Ресурсы – 1080 куб. км
На душу населения - 23,3 тыс. куб. м
Реки Мьянмы – Бирмы подчиняются муссонному климату страны. Они берут начало в горах, но питаются не ледниками, а атмосферными осадками.
Более 80% годового питания рек – дождевое. Зимой реки мелеют, некоторые из них, особенно в центральной Бирме, пересыхают.
Озер в Мьянме немного; крупнейшее из них – тектоническое озеро Индоджи на севере страны площадью 210 кв. км.
Несмотря на довольно высокие абсолютные показатели, жители некоторый районов Мьянмы страдают от нехватки пресной воды.
9. Венесуэла
Ресурсы – 1320 куб. км
На душу населения – 60,3 тыс. куб. м
Почти половина из тысячи с лишним рек Венесуэлы сбегает с Анд и Гвианского плоскогорья в Ориноко, третью по величине реку Латинской Америки. Бассейн ее занимает площадь около 1 млн кв. км. Водосборный бассейн Ориноко занимает примерно четыре пятых территории Венесуэлы.
8. Индия
Ресурсы – 2085 куб. км
На душу населения - 2,2 тыс. куб. м
Индия имеет большое количество водных ресурсов: реки, ледники, моря и океан. Наиболее значительные реки: Ганг, Инд, Брахмапутра, Годавари, Кришна, Нарбада, Маханади, Кавери. Многие из них имеют важное значение как источники орошения.
Вечными снегами и ледниками в Индии занято около 40 тыс. кв. км территории.
Однако, учитывая огромную численность населения в Индии, обеспеченность пресной водой на душу населения здесь довольно низкая.
7. Бангладеш
Ресурсы – 2360 куб. км
На душу населения – 19,6 тыс. куб. м
Бангладеш - одна из стран мира с наивысшей плотностью населения. Во многом этому способствуют необычайное плодородие дельты реки Ганг и регулярные наводнения, вызываемые муссонными дождями. Однако перенаселенность и бедность стали настоящей бедой Бангладеш.
На территории Бангладеш протекает множество рек, при этом разливы крупных рек могут длиться неделями. Бангладеш имеет 58 трансграничных рек, и вопросы, возникающие при использовании водных ресурсов, являются очень острыми при обсуждении с Индией.
Однако, несмотря на сравнительно высокий уровень обеспеченности водными ресурсами, страна сталкивается с проблемой: водные ресурсы Бангладеш часто подвергаются отравлению мышьяком из-за его высокого содержания в почве. До 77 млн человек подвергаются отравлению мышьяком через употребление загрязненной воды.
6. США
Ресурсы – 2480 куб. км
На душу населения – 2,4 тыс. куб. м
США занимают огромную территорию, на которой располагается множество рек и озер.
Однако, несмотря на то что США обладают такими ресурсами пресной воды, это не спасает Калифорнию от сильнейшей в истории засухи.
Кроме того, учитывая высокую численность населения страны, обеспеченность пресной водой на душу населения не так уж и высока.
5. Индонезия
Ресурсы – 2530 куб. км
На душу населения – 12,2 тыс. куб. м
Особый рельеф территорий Индонезии в сочетании с благоприятным климатом в свое время поспособствовали образованию густой речной сети в этих землях.
На территориях Индонезии круглый год выпадают достаточно большое количество осадков, из-за этого реки всегда полноводны и играют существенную роль в системе ирригаций.
Практически все они стекают с гор Маоке на север в Тихий океан.
4. Китай
Ресурсы – 2800 куб. км
На душу населения – 2,3 тыс куб. м
Китай обладает 5-6% мировых запасов воды. Но Китай - самая густонаселенная страна в мире, а вода на ее территории распределена крайне неравномерно.
Юг страны тысячи лет боролся и сегодня борется с наводнениями, строил и строит дамбы для спасения урожаев и жизни людей.
Север страны и центральные районы изнывают от нехватки воды.
3. Канада
Ресурсы – 2900 куб. км
На душу населения – 98,5 тыс. куб. м
У Канады 7% мировых возобновляемых ресурсов пресной воды и менее 1% от общей численности населения Земли. Соответственно обеспеченность на душу населения в Канаде – одна из самых высоких в мире.
Большинство рек Канады принадлежат бассейну Атлантического и Северного Ледовитого океанов, значительно меньше рек впадают в Тихий океан.
Реки и ее притоки текут медленно, в дождливые сезоны часто выходят из берегов и затопляют огромные площади тропических лесов.
Реки Бразильского плоскогорья обладают значительным гидроэнергетическим потенциалом. Самые крупные озера страны – Мирим и Патос. Главные реки: Амазонка, Мадейра, Рио-Негру, Парана, Сан-Франсиску.
Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.
Запасы воды на Земле
Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.
Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.
Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.
Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.
Ресурсы пресной воды
Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:
- Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
- Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
- Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
- Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).
Объекты водных ресурсов
Основными объектами водных ресурсов являются:
- океаны и моря;
- озёра, пруды и водохранилища;
- болота;
- реки, каналы и ручьи;
- влажность почв;
- подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
- ледяные шапки и ледники;
- атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).
Проблемы использования водных ресурсов
В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.
Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.
Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.
Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.
Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.
Загрязнение водных ресурсов
Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:
- Сточные воды;
Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.
- Захоронение отходов в морях и океанах;
Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.
- Промышленность;
Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.
- Радиоактивные вещества;
Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.
- Разлив нефти;
Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.
- Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;
Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.
- Атмосферные осадки;
Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.
- Глобальное потепление;
Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.
- Эвтрофикация.
Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.
Рациональное использование и охрана водных ресурсов
Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:
Экономия воды
Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.
На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.
Целью войн второй половины XX века, как считают многие аналитики, было стремление контролировать ресурсы, главным образом углеводородные. Как-то в тени оставалась такая важная составляющая жизни человеческого общества, как пресная вода. Казалось бы, воевать из-за нее смысла особого нет, вот она - открыл кран и пользуйся. К сожалению, к этому великому благу допущены не все народы. А вскоре, буквально через считанные десятилетия, может вообще наступить бедствие жажды всепланетного масштаба.
Сколько воды на Земле
Воды на Земле много, более двух третей поверхности планеты покрыты ею. Общий объем ее составляет внушительную цифру в 1386 миллиона кубических километров. Беда не в количестве, а в качестве. Запасы пресной воды во всем мире - это только сороковая часть общей ее массы (примерно 35 миллионов куб. км), все остальное для питья и использования в разных секторах потребления (аграрном, промышленном, бытовом) непригодно из-за высокого содержания поваренной соли (HCl) и других примесей.
Кроме этого, следует учесть, что только сотая часть всех запасов считается легкодоступной. Весь остальной объем требует серьезных трудовых и материальных затрат на добычу, очистку и доставку потребителю.
Но и это еще не беда: при правильном использовании этих ресурсов и их рациональном возобновлении даже существующих объемов хватило бы надолго. Дело в том, что пресная вода в мире распределена неравномерно, запасы ее расходуются, то есть уменьшаются, а население планеты растет. В настоящее время на планете живет примерно шесть с половиной миллиардов человек, при этом, по самым скромным прогнозам, к 2050 году оно превысит 9 млрд. Уже сейчас треть мирового населения испытывает острую нехватку воды.
Геополитические аспекты
Часть населения планеты относится к так называемому «золотому миллиарду» и имеет доступ ко всем благам цивилизации, которые для нас считаются нормальными (электроэнергия, связь, телевидение, водопровод, канализация и т. п.).
Учитывая ограниченность практически всех ресурсов и стремясь сохранить высокий уровень потребления материальных благ, страны с развитой экономикой предпринимают меры по недопущению повышения уровня жизни во всем остальном мире. Пресная вода и сегодня в отдельных регионах стоит дороже нефти, а в скором времени она превратится в стратегический товар. Война, развязанная в Ливии, по многим оценкам, произошла по нескольким причинам экономического характера. В частности, наряду с введением золотого стандарта для динара, проект масштабного водовода - в случае его полной реализации - мог вывести весь североафриканский регион из зоны влияния США и Западной Европы. Таким образом, можно предположить, что обильные ресурсы пресной воды в настоящее время создают риск военного вторжения не меньший, чем нефтяные месторождения.
На что расходуется вода
Вода - вещество настолько универсальное, что ее по праву можно назвать если не источником всех благ человеческих, то уж наверняка их непременным условием. Без нее невозможно выращивать сельскохозяйственную растительную продукцию. Например, килограмм зерна «обходится» в 0,8 - 4 тонны влаги (в зависимости от климата), а риса - 3,5 т. А ведь есть еще животноводство, объемы производства которого растут. Потребляет воду и пищевая промышленность. Килограмм сахара - извольте, 400 литров. В целом же при довольно скромных физиологических потребностях (чтобы просто попить, человеку хватает двух-трех литров в день) житель развитой страны косвенно, вместе с продуктами, потребляет до трех тонн израсходованной для их производства воды. Это ежедневно.
В целом же пресная вода планеты тратится следующим образом:
- сельскохозяйственная отрасль - 70 % этого ценного ресурса;
- вся промышленность - 22 %;
- бытовые потребители - 8 %.
Но это, конечно, среднее соотношение. Есть много стран, население которых не избаловано гастрономическими изысками, там проблема пресной воды стоит настолько остро, что людям порой просто нечего есть и пить.
Качество воды в «третьих странах»
Сегодня, по международным нормам, человеку требуется сорок литров воды в день для всех его нужд, включая гигиенические. Примерно миллиард жителей планеты, однако, могут об этом лишь мечтать, а еще 2,5 млрд испытывают в той или иной степени ее нехватку. По различным прогнозам, уже в 2025 году количество нуждающихся достигнет критической доли, когда для двух из каждых трех землян пресная вода станет роскошью.
Мы, в своем достатке, порой даже представить себе не можем, какой водой моются жители «третьего мира», и какую пьют. Каждый год три миллиона человек гибнут от болезней, вызванных скверной санитарной обстановкой. Главная из них - диарея. Ежегодно от нее умирает во всем мире (чаще всего в Африке) три тысячи детей.
Причиной восьми из каждых десяти патологий становится загрязнение пресных вод и их нехватка.
Экологическая подоплека в производстве биотоплива
Воду не только пьют, она находит применение практически в каждой отрасли деятельности. Мало того, наша планета представляет собой экосистему замкнутую, а потому в ней образовано множество взаимозависимых и перекрестных связей. Вырабатывая или возобновляя один из важных ресурсов, человечество обычно расходует другой, которого, кажется, пока еще много. Так, например, происходит в сфере производства синтетических углеводородов, призванных заменить нефтепродукты. Альтернативное топливо, в качестве которого планируется все шире использовать этанол (он же этиловый спирт, или алкоголь), разумеется, куда безопаснее в экологическом смысле, чем бензин, солярка или керосин, но для того, чтобы выработать тонну этого продукта, требуется опять же пресная вода, причем в количестве, большем в тысячи раз. Дело в том, что сырьем для синтеза служит биоматериал растительного происхождения, да и сама технология невозможна без гидроресурсов.
Теоретические и практические источники
Обеспеченность гидроресурсами в разных странах и целых регионах планеты существенно разнится. Наиболее сильно проблема пресной воды ощущается в Африке и на Ближнем Востоке. Оценить ее масштабы можно, рассмотрев по отдельности источники, из которых ведется потребление, а также возможные методы добычи влаги. Почти вся вода, используемая для ирригации, промышленности и бытовых нужд, поступает из поверхностных или подземных водоемов, считающихся возобновляемыми (пополняемыми) по причине естественного круговорота. Существуют также ископаемые запасы, к которым относится, например, Ливийское месторождение. Они составляют примерно пятую часть всех водных ресурсов планеты. Возобновляемыми они не являются, в них обратно практически ничего не поступает, но в регионах, испытывающих дефицит, альтернативы им нет. Еще на планете есть лед, снег и залежи в виде ледников. В целом же возможные ресурсы пресной воды теоретически можно разбить на следующие категории:
1. Лед и снег - 24,1 млн куб. км (68,7 %).
2. Грунтовые воды - 10,5 млн куб. км (30,1 %).
3. Озера - 91 тыс. куб. км (0,26 %).
4. Почвенная влага - 16,5 тыс. куб. км (0,05 %).
5. Болота - 11,5 тыс. куб. км (0,03 %).
6. Реки - 2,1 тыс. куб. км (0,006 %).
Практика использования, однако, существенно отличается от теоретических возможностей. Имеет огромное значение доступность ресурса и стоимость доведения его до потребления. Ледники, составляющие наибольший запас пресной воды на Земле, сегодня остаются неиспользованными в силу дороговизны добычи. Даже технологии опреснения обходятся дешевле.
Дистилляция
Опреснение при всей энергоемкости и высокой себестоимости продукта получило распространение в странах Ближнего Востока (Катаре, Кувейте, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратах), имевших достаточный объем бюджетных средств для реализации масштабных проектов. В общем и целом эта стратегия себя оправдывает, но некоторые неожиданные преграды технологического характера создают существенные проблемы. Например, оманские водозаборные системы не так давно оказались забитыми ядовитыми водорослями, что парализовало работу дистилляционных установок на длительное время.
В то же время крупнейшим региональным поставщиком пресной воды стала Турция, направившая в этот специфический сектор экономики серьезные инвестиции. Страна не испытывает проблем в гидроснабжении и продает излишки в Израиль и другие государства, перевозя их в специальных танкерах.
Как губятся источники воды
Как это часто бывает, проблема состоит не столько в недостаточности ресурса, сколько в отсутствии бережливости и нерациональном использовании того, что есть. Крупнейшие реки превращаются в гигантские сточные канавы, отравленные ядовитыми промышленными стоками и бытовыми отходами. Но загрязнение пресных вод при всей пагубности и очевидности - это еще не вся проблема.
В поисках дешевых способов добычи электроэнергии их перегораживают плотинами, что умедляет их естественный ход и нарушает температурно-динамические характеристики испарительно-восстановительных процессов. В результате реки мельчают. Такие явления наблюдаются везде. Уровень падает в Колорадо, Миссисипи, Волге, Днепре, Хуанхэ, Ганге и других великих реках, а более мелкие пересыхают полностью. К экологической катастрофе привело искусственное вмешательство в гидрооборот Аральского моря.
У кого есть вода и кто ее расходует
Из всего доступного объема самый большой запас пресной воды на планете (примерно треть) находится в Южной Америке. В Азии еще четверть. 29 стран, объединенных не по географическому, а по экономическому признаку (свободный рынок и демократия западного образца) в организацию ОСЭР, владеют пятой частью доступного объема водных ресурсов. Государства бывшего СССР - более двадцати процентов. Все остальное, составляющее в грубом приближении около 2 %, приходится на долю Ближнего Востока и Северной Африки. Впрочем, дела обстоят довольно скверно и на большей части всей территории Черного континента.
Что касается потребления, то наибольший его уровень наблюдается в Индии, Китае, США, Пакистане, Японии, Таиланде, Индонезии, Бангладеш, Мексике и России.
При этом расходуется больше всего воды не всегда в тех странах, где ее запасы действительно велики. Острая потребность в ней ощущается в Китае, Индии и Соединенных Штатах.
Положение с водными ресурсами в России
Россия богата всем, в том числе и водой. Наиболее яркий пример того, какими сокровищами обладает наша страна, - озеро Байкал, в котором локально сосредоточена пятая часть всего водного запаса планеты, к тому же превосходного качества. Но большая часть населения Российской Федерации живет в ее европейской части. Байкал далеко, пить приходится воду из ближайших водоемов, которых, к счастью, тоже много. Правда, не всегда взвешенное и рациональное отношение к водным (как и всем прочим) богатствам, столь характерное для советского периода, не полностью изжило себя и теперь. Есть надежда, что со временем это положение будет исправлено.
В целом же на сегодняшний момент и в обозримом будущем жажда россиянам не грозит.
Объем Мирового океана, по последним данным ученых, составляет 1338 млн км 3 , или примерно 96,5% всей воды на Земле. В мировых запасах вода имеет три состояния: жидкое (соленая и пресная), твердое (пресная) и газообразное (также пресная). Площадь морей и океанов мира составляет около 71% всей поверхности земного шара и покрывает его поверхность слоем, средняя толщина которого около 4000 м. Пресная вода содержится в таких объектах гидросферы, как реки, озера и недра земли. Запасы водных ресурсов на Земле неисчерпаемы, так как они непрерывно возобновляются в процессе глобального круговорота воды. Быстрее всего обновляются воды рек - за 10-12 суток, пары атмосферы обновляются в среднем каждые 10 суток, почвенная влага - ежегодно. Атмосферные осадки играют основную роль в возобновлении запасов пресных вод. В среднем на земном шаре выпадает около 1000 мм осадков в год, а в пустынях и в высоких широтах - менее 250 мм в год. При этом на сушу выпадает примерно четвертая часть всех осадков, остальные - на Мировой океан.
По разным подсчетам, доля пресной воды в общем количестве воды на Земле составляет 2-3% (31-35 млн км 3), причем более половины из этих запасов содержится в виде льда. Ледниковые покрытия Арктики и Антарктики составляют 24 млн км 3 - 69% всех земных пресных вод. Человечество условно располагает 0,3%, или 93 тыс. км 3 , пресных вод, которые могли быть использованы для хозяйственноэкономических целей, из которых 30% приходится на под- земные воды и только 0,12% - на поверхностные воды рек и озер.
В руслах всех рек мира при среднем уровне воды содержится 2120 км 3 . В течение года в океан реками выносится примерно 45 тыс. км 3 воды. Водоемы озер мира содержат примерно 176,4 тыс. км 3 воды, в атмосфере в виде водяного пара в среднем содержится 12 900 км 3 , запас мировых подземных вод равен 1120 км 3 .
В таблицах 5.3 и 5.4 представлены самые крупные реки и озера мира.
Более 60% мировых запасов пресной воды принадлежат 10 странам мира. Запасы пресных вод Бразилии составляют 9950 км 3 в год, России - 4500 км 3 . Далее следуют Канада, Китай, Индонезия, США, Бангладеш, Индия, Венесуэла, Мьянма.
Запасы воды в мире распределены крайне неравномерно. В экваториальном поясе и в северной части умеренного пояса вода имеется в достатке и даже в избытке. Здесь расположены самые многоводные страны, где на душу населения приходится более 25 тыс. м 3 воды в год.
На долю Азии приходится 60% населения мира и 36% водных ресурсов. Надолго Европы приходится 13% населения мира и 8% водных ресурсов мира, Африки - 13 и 11%, Северной и Центральной Америки - 8 и 15%, Океании - менее 1 и 5%, Южной Америки - 6 и 26%.
Таблица 53
Самые длинные реки в мире
|
Страны в водосборном бассейне |
||||
|
Средиземное |
Эфиопия, Эритрея, Судан, Южный Судан, Уганда, Танзания, Кения, Руанда, Бурунди, Египет, Конго |
|||
|
Восточно- Китайское море |
||||
|
Миссисипи - Миссури - Джефферсон |
Мексиканский |
США (98,5%), Канада (1,5%) |
||
|
Енисей - Ангара - Селенга - Идэр |
Карское море |
Россия, Монголия |
||
|
Бохайский |
||||
|
Обь - Иртыш |
Обская губа |
Россия, Казахстан, КНР, Монголия |
||
|
Лена - Витим |
море Лаптевых |
|||
|
Амур - Аргунь - Мутная протока - Керулен |
Японское или Охотское море |
Россия, КНР, Монголия |
||
|
Конго - Луа- лаба - Лувуа - Луапула - Чам- бези |
Атлантический |
Конго, Центральноафриканская республика, Ангола, Республика Конго, Танзания, Камерун, Замбия, Бурунди, Руанда |
До недавнего времени ученые спорили о том, какая из двух крупнейших речных систем длиннее - Нил или Амазонка. Раньше считалось, что Нил, но данные экспедиций 2008 г. позволили установить местоположение истоков реки Укаяли, что поставило на первое место Амазонку. Также дискуссионным является вопрос, учитывать ли в длине южноамериканской реки рукав к югу от острова Маражо в ее устье.
Самые крупные озера в мире
Таблица 5.4
|
Площадь, км 2 |
Государства |
||
|
Каспийское море (соленое) 1 |
Азербайджан, Иран, Казахстан, Россия, Туркмения |
||
|
Канада, США |
|||
|
Виктория |
Кения, Танзания, Уганда |
||
|
Канада, США |
|||
|
Танганьика |
Бурунди, Замбия, Конго, Танзания |
||
|
Большое Медвежье |
|||
|
Малави, Мозамбик, Танзания |
|||
|
Невольничье |
|||
|
Канада, США |
|||
|
Виннипег |
|||
|
Канада, США |
|||
|
Балхаш (соленое) |
Казахстан |
||
|
Ладожское |
Крупнейшие по площади озера по континентам: Виктория (Африка); подледное озеро Восток (Антарктида); Каспийское море, Байкал, Ладожское озеро (Евразия); Эйр (Австралия); Мичиган-Гурон (Северная Америка); Маракайбо (соленое) и Титикака (пресное) (Южная Америка).
На рис. 5.4 и 5.5 представлены ресурсы пресной воды по странам и на душу населения.
Рис. 5.4. Ресурсы пресной воды на душу населения (тыс. км 3) по странам
Рис. 5.5. Ресурсы пресной воды по странам (м 3)
Лидерами водопотребления в мире являются Туркменистан (5319 м 3 /год), Ирак (2525 м 3 /год), Казахстан (2345 м 3 /год), Узбекистан (2295 м 3 /год), Гайана (2161 м 3 /год), Кыргызстан (1989 м 3 /год), Таджикистан (1895 м 3 /год),
Канада (1468 м 3 /год), Азербайджан (1415 м 3 /год), Суринам (1393 м 3 /год), Эквадор (1345 м 3 /год), Таиланд (1366 м 3 /год), Эквадор (1345 м 3 /год), Иран (1288 м 3 /год), Австралия (1218 м 3 /год), Болгария (1099 м 3 /год), Пакистан (1092 м 3 /год), Афганистан (1061 м 3 /год), Португалия (1088 м 3 /год), Судан (1025 м 3 /год), США (972,10 м 3 /год)*.
Относительно низкое водопотребление на душу населения отмечается в Африке, а также в Европе, включая Россию (455,50 м 3 /год) и Белоруссию (289,20 м 3 /год).
Обеспеченность населения Земли пресной водой из всех источников, в том числе доступными ресурсами (в верхней части диаграммы), представлена на рис. 5.6.
Рис. 5.6.
В среднем на одного жителя планеты приходится около 13-14 тыс. м 3 пресной воды в год. При этом доступными для использования в хозяйственном обороте являются только 2 тыс. м 3 на человека в год, или 6-7 м 3 в сутки (объем одной средней автоцистерны для перевозки воды). За счет этой воды обеспечиваются производство продовольствия, переработка полезных ископаемых и работа промышленности, а также вся инфраструктура для «среднего жителя».
Обеспеченность каждого жителя планеты пресной водой только за последние 50 лет сократилась в 2,5 раза 1 .
В Африке только 10% населения обеспечены регулярным водоснабжением, в Европе же этот показатель превышает 95%. Некоторые страны, несмотря на большие запасы пресных вод, испытывают дефицит, связанный с увеличением расходования запасов и загрязнением гидросферы. Например, в Китае загрязнено 90% рек, такая же ситуация наблюдается во многих регионах мира. Увеличивается дефицит воды и в крупных городах мира: Париже, Токио, Мехико, Нью-Йорке. Согласно прогнозу Всемирного банка, к 2035 г. с дефицитом водных ресурсов могут столкнуться 3 млрд человек, особенно проживающих в Африке, на Ближнем Востоке или в Южной Азии. По данным журнала Fortune (2008), прибыли в области поставок питьевой воды достигают 1 трлн долл. США в год - это 40% прибыли нефтяных компаний.
Дефицит воды способствует разжиганию конфликтов разной степени интенсивности и масштаба. Несмотря на кажущуюся локальность этих конфликтов, они имеют более масштабные последствия, такие как переселение, массовая миграция, утрата средств к существованию, социальный кризис и риски для здоровья. Все они оставляют свой след на мировом сообществе .
В табл. 5.5 представлены возобновляемые ресурсы мира.
Основные направления хозяйственного использования водных ресурсов мира: питьевое водоснабжение; использование воды для целей энергетики; использование воды для технологических нужд различными отраслями промышленности, в том числе в сельском хозяйстве - для целей орошения; использование акватории водных объектов морским и речным транспортом, добыча водных биологических ресурсов и рекреационные цели.
Среднемировой годовой забор воды из рек и подземных источников составляет 600 м на человека, из которых го
Возобновляемые водные ресурсы мира 1
Таблица 5.5
|
Континент с островами |
Доля от суммар- ного стока, % |
Сток, л/(с? км 2) |
Население, чел., 2012 г. |
Сток на душу населения, тыс. м 3 |
|||
|
Северная |
|||||||
|
Австралия (с о. Тасмания) |
|||||||
|
Антарктида |
|||||||
|
Средний 451 |
|||||||
- 1 Биофайл. Научно-информационный журнал. URL: http://biofile.ru/geo/61.html. Режим доступа - свободный.
- 50 м 3 является питьевой водой. В настоящее время среднее потребление пресной воды составляет около 630 м 3 на человека в год, из них 2/3, или 420 м 3 , расходуется в сельском хозяйстве на производство продуктов питания (145 м 3 - на коммунально-бытовые нужды, 65 м 3 - на производство промышленной продукции). Душевое потребление воды в день составляет 600 л в Северной Америке и Японии, 250-350 л - в Европе и 10-20 л - в странах, прилежащих к пустыне Сахара. Структура мирового водопотребления и водопотреблепие на одного человека воды в день некоторых стран представлены на рис. 5.7 и 5.8.
Рис. 5.7.
Рис. 5.8.
Самое высокое потребление воды в сравнении с собственными возобновляемыми запасами водных ресурсов характерно для Кувейта (2075%), Объединенных Арабских Эмиратов (1867%), Ливии (711,3%), Катара (381%), Саудовской Аравии (236,2%), Йемена (161,1%), Египта (94,69%)!.
По оценкам ООН, если нынешний среднедушевой объем водоиотребления сохранится, то к 2050 г. использование мировых запасов пресной воды только за счет роста населения может повыситься до 70%. А если среднедушевое потребление воды будет увеличиваться и сохранятся темпы загрязнения ее основных источников, то уже к 2030 г. использование годового запаса пресной воды приблизится к своему пределу.
Сельское хозяйство расходует до 70% мирового потребления пресной воды (в семь раз больше, чем мировая промышленность). Почти весь этот объем используется на полив орошаемых угодий и только 2% - на водоснабжение животноводства, при этом более половины воды, используемой для орошения, испаряется или возвращается в реки и в подземные воды 2 .
В табл. 5.6 представлено потребление воды для нужд сельского хозяйства в мире.
Таблица 5.6
Потребление воды для нужд сельского хозяйства 3
- 1 См.: URL: http://www.priroda.su. Режим доступа - свободный.
- 2 Водные ресурсы и их влияние на состояние и перспективы региональных земельных рынков в мире (обзор составлен на основании данных ООН, ЮНЕСКО, Агентства международного развития США, Международного института управления водными ресурсами) // Информационноаналитическая служба Федерального портала «Индикаторы рынка земли». URL: http://www.land-in.ru, апрель 2008. Режим доступа - свободный.
- 3 Федеральный портал «Индикаторы рынка земли». URL: http:// www. land-in.ru. Режим доступа - свободный.
Растениеводство и животноводство, производящие продукты питания, являются основными потребителями воды. Примером тому может служить то, что для обеспечения одного жителя мира растительной пищей (для ее производства) необходимо потратить 350 м 3 пресной воды на человека в год. А для обеспечения жителей планеты животной пищей (для производства продуктов питания) потребление воды увеличивается до 980 м 3 на человека в год.
По оценкам экспертов, к 2050 г. потребность в продовольствии вырастет на 70%. Глобальное потребление воды для нужд сельского хозяйства возрастет приблизительно на 19% и коснется почти 90% мировых ресурсов пресной воды.
По данным ООН, для обеспечения растущего спроса на продовольствие до 2030 г. необходимо увеличить мировое производство продовольствия па 60%, а расход воды на орошение - на 14%.
В Китае, Индии, Саудовской Аравии, Северной Африке и США из-за чрезмерной откачки грунтовых вод дизельными и электронасосами для нужд сельского хозяйства не происходит восполнения откаченной воды. Ежегодно из подземных акваторий выбирают 160 млрд т воды.
Вода имеет важнейшее значение для производства энергии. Она используется для производства гидроэлектроэнергии и для охлаждения агрегатов на теплоэлектростанциях и атомных станциях (АЭС), а также участвует в процессах освоения энергии прилива, волн и геотермальной энергии. Для охлаждения энергоблоков, например для работы ТЭС мощностью 1 ГВт, используется 1,2-1,6 км 3 воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км 3 .
В промышленно развитых странах Запада использование воды для охлаждения узлов и агрегатов на производстве достигает 50% общей массы воды, поступающей на его нужды. Для охлаждения турбогенераторов всех видов тепловых электростанций в мире расходуется примерно треть всего объема ежегодного водопотребления промышленности мира. На Давосском форуме в 2009 г. отмечалось, что потребность в воде для производства энергии вырастет на 165% в США и на 130% в ЕС.
Промышленность потребляет примерно 22% всей воды в мире: 59% - в странах с высокими доходами и 8% - в странах с низкими. По данным ООН, это среднее потребление к 2025 г. достигнет 24%, и промышленность будет потреблять 1170 км 3 воды в год. Вода в производстве используется для разных целей. Несмотря на разнообразие технологических процессов, все виды производственного водопотребления могут быть сведены к следующим основным категориям использования воды в качестве теплоносителя, растворителя, участвующих в производстве реагентов; поглощающей или транспортирующей среды; одного из компонентов в составе выпускаемой продукции. На первые три вида использования приходится наибольшая доля (до 90%) всей потребляемой в промышленности воды. Наиболее водоемкими отраслями промышленности кроме сельского хозяйства и энергетики являются горнодобывающая, металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. Производство 1 т резины требует 2500 м 3 воды, целлюлозы - 1500 м 3 , синтетического волокна - 1000 м 3
В современных городах водоснабжение должно удовлетворять самые разнообразные потребности. Расход воды на нужды промышленности и энергохозяйства в городах превышает потребление воды населением. Учитывая это, можно увидеть, что количество воды на одного человека в сутки составит довольно значительную цифру: в Париже - 450 л, в Москве - 600, в Ныо-Йорке - 600, в Вашингтоне - 700 и в Риме - 1000 л. Фактический же расход воды для питьевых и хозяйственных нужд на одного человека значительно меньше и составляет, например, в Лондоне 170 л, в Париже - 160, в Брюсселе - 85 л и т.д. Городской житель планеты на бытовые нужды ежесуточно расходует в среднем около 150 л, а сельский - около 55 л.
По данным Глобального центра окружающей среды при Агентстве международного развития США, к 2050 г. останутся лишь три или четыре страны, которые не будут испытывать острого кризиса из-за нехватки воды. Определенно в их число войдет и Россия.
2 Водные ресурсы и их влияние на состояние и перспективы разви-тяи региональных земельных рынков в мире (обзор составлен на основании данных ООН, ЮНЕСКО, Агентства международного развития США,Международного института управления водными ресурсами). Информационно-аналитическая служба Федерального портала «Индикаторы рынказемли». URL: http://www.land-in.ru, апрель 2008.
Пресной называют воду, в которой содержится не более 0,1 % соли. Она может находиться в виде жидкости, пары или льда. От общего количества водных ресурсов составляет 2,5-3 %. Но из этих 3% человеку доступен только 1%.
Ее распределение на земном шаре характеризуется неравномерностью. Европа и Азия, населенная 70% населения, имеет в своем распоряжении только 39%.
Основные источниками являются:
- поверхностные (реки, ручьи, пресные озера, ледники);
- подземные воды (родники и артезианские источники);
- осадки (снег и дождь).
Самый большой запас хранится в ледниках (85-90%), особенно в антарктических. Россия стоит на втором месте в мире по запасам пресной воды (первое место принадлежит Бразилии). Основное количество воды сосредоточено в озере Байкал: 80% российских запасов и 20% – мировых.
Общий объем озера составляет 23,6 тысяч кубических километров. Каждый год оно производит близко 60 м 3 воды, характеризующейся необычайной чистотой и прозрачностью.
Проблема нехватки пресной воды
В последнее время человечество стоит перед проблемой нехватки. Сейчас свыше 1,2 миллиарда населения испытывают постоянный дефицит. По прогнозам через несколько десятилетий в таких условиях окажется более 4 миллиардов человек, так как ее количество уменьшится в два раза. К причинам такого положения относятся:
- загрязнение источников воды;
- рост населения;
- таяние ледников в результате парникового эффекта.
Данный дефицит пытаются восстановить следующими путями:
- экспорт;
- созданием искусственных водоемов;
- экономией расхода;
- искусственным получением пресной воды.
Методы получения пресной воды:
- опреснение морских вод;
- конденсация водяных паров из воздуха в естественных хранилищах холода, чаще всего в прибрежных пещерах.
С помощью конденсации образуются огромные запасы воды, которые попадают под морское дно, где часто пробиваются пресными ключами.
Значение и применение
Прежде всего, вода необходима для того, чтобы экосистемы Земли могли нормально функционировать. Вода создает и поддерживает жизнь на Земле, играет роль универсального растворителя, принимает участие во всех химических реакциях, происходящих в организме человека, формирует климат и погоду.
В состав человеческого организма входит 70% воды. Поэтому ее необходимо постоянно пополнять: без нее человек не сможет прожить более 3 суток.
Основная часть запасов водных ресурсов используется сельским хозяйством и промышленностью и только незначительная часть (около 10%) идет на потребительские нужды.
В последнее время резко увеличивается расход для домашних нужд в связи с внедрением автоматических посудомоечных и стиральных машин.
Состав
Вода рек и озер неодинакова по своему составу. Так как она является универсальным растворителем, то ее состав зависит от состава окружающей почвы и залегающих в ней минералов. В ней содержатся растворенные газы (в основном кислород, азот и углекислый газ), различные катионы и анионы, органические вещества, взвешенные частицы, микроорганизмы.
Характеристики
Важной характеристикой является ее чистота. Качество воды зависит от кислотности рН, жесткости и органолептики.
На кислотность воды влияет содержание ионов водорода, а на жесткость – наличие ионов кальция и магния.
Жесткость бывает общей, карбонатной и некарбонатной, устранимой и неустранимой.
Органолептика воды зависит от ее запаха, вкуса, цвета и мутности.
Запах может быть землистым, хлористым, нефтяным и т.д. Он оценивается по 5-бальной шкале:
- полное отсутствие запаха;
- запах почти не ощущается;
- запах можно заметить только, если специально обращать на него внимание;
- запах можно легко заметить и пить ее не очень хочется;
- запах отчетливо слышно, что воздерживает от желания ее выпить;
- запах отличается особой силой, делая ее непригодной для питья.
Вкус пресной воды бывает соленым, кислым, сладким и горьким. Его тоже оценивают по 5-бальной шкале. Он может отсутствовать, быть очень слабым, слабым, заметным, отчетливым и очень сильным.
Оценку цвета и мутности производят по 14-бальной шкале путем сравнения с эталоном.
Для воды характерны неиссякаемость и самоочищаемость. Неиссякаемость определяется ее самопополнением, к чему приводит естественный круговорот воды.
От чего зависит качество воды?
Для изучения ее свойств применяют качественный и количественный анализ. На его основе определяют предельно допустимую концентрацию для каждого вещества, входящего в ее состав. Но для некоторых веществ, вирусов и бактерий предельно допустимая концентрация должна равняться нулю: они должны полностью отсутствовать.
На качество влияет:
- климат (особенно частота и количество осадков);
- геологическая особенность местности (в основном строение русла реки);
- экологические условия края.
Для очистки используют специальные устройства. Но даже при использовании очистных систем самой последней модификации часть загрязняющих веществ (около 10%) остаются в воде.
Классификация пресной воды
Подразделяют на:
- обычную;
- минеральную.
В зависимости от содержания минеральных веществ минеральная вода классифицируется на:
К тому же существуют еще искусственные пресные воды, которые делят на:
- минеральную и дистиллированную ;
- опресненную и талую ;
- шунгитную и серебряную;
- «живую» и «мертвую».
Талая вода обладает рядом полезных свойств. Но готовить ее, растапливая снег или лед с улицы, не рекомендуется: она будет содержать бензапирен, относящийся к органическим канцерогенным соединениям, которые характеризуются первым классом опасности. Его источником являются выхлопные газы автомобилей.
Шунгитная вода образуется, когда вода проходит сквозь залежи шунгита (горной породы), приобретая лечебные свойства. Делают и искусственную шунгитную воду, но эффективность ее не доказана.
Серебряная вода образуется в результате насыщения серебром. Она обладает бактерицидными свойствами и способна убивать патогенные микроорганизмы.
«Живая» и «мертвая» вода существует не только в сказках. Ее получают электролизом обычной воды и используют для лечения различных болезней.
- Протекающий кран, с которого водопроводная вода течет тоненькой струйкой, унесет 840 л за сутки.
- Самой чистой водой может похвастаться Финляндия.
- Самую дорогую воду продают в Финляндии: 1 л стоит 90 долларов.
- Если в холодильник поставить горячую и холодную воду, то горячая замерзнет быстрее.
- Горячая вода быстрее потушит пожар, чем холодная.
- В школе мы учили, что вода может находиться в 3 состояниях. Ученые выделяют 14 состояний замерзшей воды и 5 – жидкой.
- Современным людям необходимо 80-100 л воды в день. Во времена Средневековья человеку хватало 5 л.
- За день человек выпивает 2-2,5 л, а за всю жизнь – 35 тонн.
Дефицит воды все сильнее дает знать о себе человечеству. Необходимо что-то делать, чтобы изменить ситуацию, иначе обитатели голубой планеты, большую часть которой занимает именно вода, останутся без питья. В этом случае у всего живого останется только 3 суток жизни.