Водные ресурсы или Мутный режим

«Сухость доклада пропорциональна количеству в нём воды».

«Береги воду – принимай душ с девушкой».

Неизвестный автор

1. Поверхностные и подземные воды как природный ресурс.

Водные ресурсы — это пригодные для употребления пресные воды. Они заключены в реках, озерах, подземных горизонтах, ледниках. Пары воды в атмосфере, морские воды так же, как и абсолютное большинство полярных льдов и воды наиболее глубоких подземных горизонтов, в настоящее время не применяются и рассматриваются в качестве потенциальных водных ресурсов. Их будущее освоение зависит от совершенствования техники добычи, ее экономической обоснованности, а также от решения часто непредсказуемых негативных экологических проблем, возникающих при использовании нетрадиционных источников воды.

Вода как природный ресурс:

• быт: питьё, ресурс для приготовления пищи;

• быт: водопроводная система, канализационная система;

• промышленность: на производствах (как охладитель, «очиститель», и т.д.),

• рекреация: рекреационный ресурс;

• наука, промышленность: источник разных химических элементов,

• сельское хозяйство: полив, другие процессы;

• транспорт: возможность использования водных объектов как транспортные линии;

• другое.

По мере развития нашей цивилизации ресурсы пресной воды на нашей планете истощаются.

За последние 30-40 лет чрезвычайно повысилось содержание вредных загрязняющих веществ в питьевой воде. Такие отходы промышленного производства как токсические вещества и тяжелые металлы, а также пестициды и гербициды сельского хозяйства превратились в ящик Пандоры. Открытие его будет иметь тяжелые последствия для нас и наших детей.

Обычно воды делят на поверхностные и подземные.

Поверхностные воды суши — воды, которые текут (водотоки) или собираются на поверхности земли (водоёмы).

Различаются морские, озерные, речные, болотные и другие воды.

Поверхностные воды постоянно или временно находятся в поверхностных водных объектах. Объектами поверхностных вод являются: моря, озёра, реки, болота и другие водотоки и водоёмы. Различают солёные и пресные воды суш.

Как правило, такие воды содержат весьма незначительное количество минералов поэтому их часто называют "мягкой водой", даже если это не так. Поверхностные воды подвержены воздействию многих загрязнителей, таких как продукты жизнедеятельности животных, пестициды, инсектициды, отходы промышленных производств, водоросли и многие другие органические материалы. Даже поверхностные воды, берущие начало от древних горных источников могут содержать бактерии Giardia или Coliform Bacteria, которые попадают туда с экскрементами животных. То есть, даже воду из горных источников, взятую для питья или приготовления пищи необходимо кипятить либо дезинфицировать.

Подземные воды - все воды, находящиеся в толще горных пород в твердом, жидком или газообразном состоянии.

На материках они образуют сплошную оболочку, которая не прерывается даже в областях сухих степей и пустынь. Как и поверхностные воды, они находятся в постоянном движении и участвуют в общем круговороте воды в природе. Строительство и эксплуатация большинства наземных сооружений и всех подземных связаны с необходимостью учета движения подземных вод, их состава и состояния. От подземных вод зависят физико-механические свойства и состояние многих горных пород. Они часто затопляют строительные котлованы, канавы, траншеи и тоннели, а, выходя на поверхность, способствуют заболачиванию территории. Подземные воды могут являться агрессивной средой по отношению к горным породам. Они выступают основной причиной многих физико-геологических процессов, возникающих в естественных условиях, в процессе строительства и эксплуатации инженерных сооружений.

Дождь, который всасывается землей, реки, исчезающие под землей, тающий снег - вот всего несколько ресурсов, которые питают подземные воды. Поскольку существует много источников, питающих подземные воды, такие воды могут содержать несколько или все загрязняющие вещества, которые находятся в поверхностных водах, точно так же они содержат и растворенные минералы, которые захватывают во время своего долгого пути под землей. Воды, содержащие растворенные минералы, например кальций и магний, уровень которых выше установленного, называют "жесткой водой". Поскольку вода содержит "растворитель", то есть со временем она разбивает ионные связи, которыми связаны многие субстанции, это ведет к тому, что такая вода растворяет и уносит с собой небольшие количества всего, с чем соприкасается. Например, в местах, где в скалах собраны известняк, гипс, флуорит, мегнетит, пурит и магнезит источники воды весьма богаты содержанием кальция и "жесткостью".

 Этим двум типам воды присущи разные характеристики, поэтому Вам очень важно знать происхождение употребляемой Вами воды. Из 326 миллионов кубических миль воды на Земле чистой только 3%; и 3/4 ее находятся в замороженном состоянии. Подземные воды составляют всего лишь 0,5% от всех подземных вод; и только 0,02% всей воды находится в озерах и ручьях. Обычный человек на 70% состоит из воды, то есть без нее Вы сможете жить не больше недели.

Морская вода

В наше время, «эпоху глобальных проблем», Мировой океан играет всё большую роль в жизни человечества. Являясь огромной кладовой минеральных, энергетических, растительных и животных богатств, которые — при рациональном их потреблении и искусственном воспроизводстве — могут считаться практически неисчерпаемыми, Океан способен решить одни из самых остро стоящих задач: необходимость обеспечения быстро растущего населения продуктами питания и сырьём для развивающейся промышленности, опасность энергетического кризиса, недостаток пресной воды.

Основной ресурс Мирового океана — морская вода. Она содержит 75 химических элементов, среди которых такие важные, как уран, калий, бром, магний. И хотя основной продукт морской воды всё ещё поваренная соль — 33 % от мировой добычи, но уже добываются магний и бром, давно запатентованы методы получения целого ряда металлов, среди них и необходимые промышленности медь и серебро, запасы которых неуклонно истощаются, когда как в океанских водах их содержится до полмиллиарда тонн. В связи с развитием ядерной энергетики существуют неплохие перспективы для добычи урана и дейтерия из вод Мирового океана, тем более что запасы урановых руд на земле уменьшаются, а в Океане его 10 миллиардов тонн, дейтерий вообще практически неисчерпаем — на каждые 5000 атомов обычного водорода приходится один атом тяжелого.

Помимо выделения химических элементов морская вода может быть использована для получения необходимой человеку пресной воды. Сейчас имеется в наличии много промышленных методов опреснения: применяются химические реакции, при которых примеси удаляются из воды; солёную воду пропускают через специальные фильтры; наконец, производится обычное кипячение. Распыление в вакууме и обратный осмос, а также выпаривание также являются методиками опреснения. 

Но опреснение не единственная возможность получения пригодной для питья воды. Существуют донные источники, которые всё чаще обнаруживаются на континентальном шельфе, то есть в областях материковой отмели, прилегающей к берегам суши и имеющее одинаковое с ней геологическое строение. Один из таких источников, расположенный у берегов Франции — в Нормандии, дает такое количество воды, что его называют подземной рекой.

Воды как часть окружающей природной среды - незаменимый компонент биосферы Земли, который обеспечивает естественные условия жизни на планете, существование животного и растительного мира, являются основой жизнедеятельности людей, экономического, социального и экологического благополучия общества.
Воды представляют собой возобновимый, но ограниченный и уязвимый природный ресурс, поэтому экологическое законодательство регулирует их рациональное использование и всестороннюю охрану.


Загрязнение

В странах и регионах, где много пресной воды, люди мало заботятся о ее сохранении и экономном использовании. Однако человечество быстро приближаемся к ощутимой нехватке пресной воды, особенно в больших городах, и это приводит к необходимости экономного расходования и повторного использования воды. Так, например, вода Рейна, который служит одной из важнейших транспортных артерий в Центральной Европе, используется до 30 раз, прежде чем она достигает берегов Северного моря. Это означает, что города и промышленные предприятия, расположенные по берегам Рейна и пользующиеся его водой, должны очищать использованную воду, прежде чем сбрасывать ее снова в реку.

По имеющимся оценкам учёных, на земную сушу ежегодно выпадает около 120000 км3 пресной воды в виде дождя и снега. Из этого количества 32000 км3 воды стекает по земле в ручьи, реки и далее в океаны. Большая часть остальной воды испаряется или остается в растительном или животном мире. В США для ежедневных нужд используется примерно 3600 миллиардов литров воды. В 1900 г. использовалось только 160 миллиардов литров пресной воды; в 1960 г. эта цифра превысила 1200 миллиардов, а по оценкам на 2000 г. она достигла 3500 миллиардов литров в день. Таким образом, США уже стоят перед проблемой повторного использования пресной воды.

В природных условиях проблема очистки загрязненной воды просто, и решается в результате дистилляции. Хотя вода—прекрасный растворитель и уносит с земли в океаны ил и взвешенные вещества, простые процессы испарения и конденсации удаляют из нее все, кроме растворенных газов. В результате природа со­здает огромные количества пресной воды даже из самых загрязненных вод. На испарение моля во­ды при 20 С расходуется энергия, равная 10,42 ккал. Эта энергия поставляется солнцем. Она воз­вращается в атмосферу при конденсации водяного пара в жидкую воду. Однако эти две стадии естественного процесса дистилляции воды обычно происходят не в одном месте, так как скорость испарения максимальна в зонах земли с наиболее теплым климатом, т. е. в тропиках. Конденсация водяного пара протекает тогда, когда с теплым, насыщенным влагой воздухом соприкасается хо­лодный воздух. В целом круговорот воды в при­роде приводит к охлаждению тропических зон и нагреванию умеренных зон. Если бы на земле не было воды или другого вещества, обладающе­го столь же высокой эффективностью в качестве теплоносителя, экваториальные области оказались бы перегретыми, а полярные области— сильно переохлажденными. Это было бы неудобно для тех форм жизни, которые распространены на Земле. Очистка воды происходит также в результате ее последовательного замерзания и оттаивания, что создает такие источники пресной воды, как айсберги.

Таким образом, благодаря круговороту воды в природе человек получает пресную воду в качестве одного из важнейших природных ресурсов. Используя воду, мы загрязняем ее различными веществами, так что ее нельзя повторно применять без предварительной очистки. Если наши потребности в воде превышают природные ресурсы чистой воды, приходится повышать эти ресурсы искусственным путем.