3. 5. Проблемы водных ресурсов.

3. 5. 1. Источники и объемы потребления воды.

Использование человеком воды в хозяйственной деятельности в ХХ столетии увеличилось в 12 раз и достигло огромной величины - 5 тыс. км³ в год, что составляет более 10% годового стока всех рек мира.

Преобладающим источником водоснабжения в мире остаются реки. Возросшее водопотребление нуждается в емких резервуарах воды, мало зависящих от сезонных перепадов стока. Поэтому многие тысячи рек в ХХ в. зарегулированы. Более 30 тысяч водохранилищ с общей площадью зеркала около 500 тыс. км² (больше площади Черного и Азовского морей) увеличили мгновенный объем воды в речных системах с 1,2 до 7,3 тыс. км³, а средний период обращения воды в них - с 11 до 72 суток. Итоговый экологический эффект создания и эксплуатации некоторых крупных водохранилищ отрицателен (Акимова, Хаскин, 1998).

Около 70% мирового водопотребления приходится на сельское хозяйство, 13% - на промышленность, 10% - на коммунально-бытовые нужды, 7% - на на собственные нужды водного хозяйства (гидроэнергетика, судоходство, рыбное хозяйство и др.).

Общий объем организованных (технических) стоков водоотведения в поверхностные водоемы и водотоки мира превышает 1300 км³ в год. Для достаточного разбавления содержащихся в них техногенных примесей требуется в среднем в 10 раз больше свежей воды. Таким образом, суммарное прямое антропогенное вмешательство в природный круговорот воды достигает 18 тыс. км³ в год (водозабор (5) + разбавление стоков (13), что приближается к половине речного стока мира.

Кроме того, существует еще значительное косвенное вмешательство в глобальный круговорот воды, обусловленное умеьшением объема транспирации из-за вырубки лесов. Вода некоторых рек в промышленных районах мира полностью (в ряде случаев более, чем однократно) проходит через различные технические системы водопотребления. Благодаря применению в промышленности и энергетике водооборотных циклов суммарное использование воды в этих отраслях в целом в 2,8 раза превышает объем забора свежей воды.Разумеется, водообеспеченность хозяйства и населения в разных регионах мира очень различна и изменяется (в тыс. м³ годового речного стока на душу населения, без учета транзитного стока) от 0,3 в Нижнем Египте до 150 в Нижнем Конго или на Аляске.

Водоемкость разных производств зависит от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем водоснабжения. Так, на производство 1 т различных видов готовой продукции расходуются в среднем такие объемы воды ( в м³): угля - 0,6, нефти - 3 стали - 40, синтетических волокон - 300, бумаги - 900, резины - 2300. Большие объемы воды требуются для охлаждения энергоблоков: для ТЭС и АЭС мощностью 1 ГВт соответственно 1,5 - 3 км³.

Потребление водных ресурсов не ограничивается водозабором. Водные артерии широко используются как транспортные пути. Из всего огромного водного грузооборота мира, оцениваемого в 35 трлн. т-км в год, около 4% относится к внутреннему водному транспорту. Значительная часть стока рек мира проходит через плотины гидроэлектростанций. Современное техногенное вмешательство в планетарный круговорот воды близко к критическому уровню, повышение которого может существенно повлиять на географическое распределение осадков и качество воды природных источников.

3. 5. 2. Загрязнение воды.

Различают первичное и вторичное загрязнение вод. Первичное связано с поступлением в водоемы различных загрязняющих веществ. Вторичное - обычно является следствием цепных реакций, протекающих под воздействием первичных загрязнителей.

Важнейшие первичные загрязняющие вещества, источники их поступления и следствия для водных экосистем и человека представлены в таблице 17.

Таблица 17

. Основные загрязнители воды и их источники

(Воронков, 1999)

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾-

Загрязняющее вещество Основные источники Важнейшие следствия

загрязнения загрязнения

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾

Азот, фосфор, другие Смыв минеральных и органических Основные факторы загряз-

биогенные элементы удобрений, кислотные осадки, син- нения и эвтрофикации

и их соединения, ор- тетические моющие средства, живот- (богатого питания) вод

ганические вещества новодческие комплексы, бытовые и

прочие стоки, эрозия почв и др.

Взвешенные частицы Продукты эрозии почв, разрушение Уменьшение прозрачности

(повышение мутнос- берегов и русел рек, смыв с урбани- воды, заиление рек и других

ти) зированных территорий водоемов, эвтрофикация

Пестициды и другие Смыв с полей, потери при транспор- Отравление или поражение

ядовитые вещества тировке и хранении, утечки с пред- организмов, образование

приятий и т. п. вторичных загрязняющих

веществ, высвобождение из

соединений тяжелых метал-

лов

Мусор и другие твер- Захоронение в океане, смыв сточны- Загрязнение прямое и про-

дые отходы ми водами, водный транспорт и т.п. дуктами разложения, заг-

латывание гидробионтами,

источник эвтрофикации вод

Нефть и нефтепро- Потери при добыче (особенно со дна Нефтяная пленка, мазут, ги-

дукты морей) и при транспортировке (осо- бель планктона и других ги-

бенно при авариях танкеров), утеч- дробионтов, потеря вкусо-

ки с двигателей, сточные воды вых качеств продуктами

промысла, уменьшение аль-

бедо и испарения с водной

поверхности

Тяжелые металлы Сточные воды, выпадения из атмос- Накопление в цепях пита-

и их соединения феры, потери при транспортировке ния и донных отложениях,

и т. п. превращение в более ядо-

витые вещества, отравле-

ние гидробионтов и дру-

гих групп организмов

Тепловое загрязне- Тепловая и атомная энергетика (во- Уменьшение насыщеннос-

ние (повышение да как охлаждающий агент), водо- ти воды кислородом, уско-

температуры вод) хранилища (особенно мелководья), рение процессов эвтрофи-

поступление подогретых вод с пред- рования, нарушение жиз-

приятий ненных циклов и стрессы

гидробионтов

¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾¾-

К числу наиболее опасных и распространенных загрязняющих веществ относится нефть и нефтепродукты. Имеются данные, что в настоящее время загрязнено около 1/5 акватории Мирового океана. Содержание нефти даже в количестве 0,05 мг/л делает воду непригодной для питья, а при концентрации 0,5 мг/л погибают многие гидробионты. Из-за запаха нефти, приобретаемой водой, изменяются пути миграции рыб и других организмов. Особенно чувствителен к нефтяному загрязнению планктон. Гибель его лишает возможности существования многих других организмов.

Нефтяная пленка сильно изменяет отражательную способность (альбедо) водной поверхности, является причиной изменения теплового баланса и глобальных тепло- и влагопереносов. Температура изменяется также в результате ускоренного таяния льда, загрязненного нефтью. Значительное количество нефти выбрасывается на берег. Здесь она губит прибрежные экосистемы, играющие важную роль при очистке воды. Разрушенные экосистемы долго не восстанавливаются. Часть нефти, впитываясь в грунты, попадает в грунтовые воды, а затем в результате круговорота вод вновь возвращается в источники. Длительно не разлагающиеся нефтепродукты попадают в океанические течения и переносятся на большие расстояния.