15 Водные ресурсы мира

Гидросфера — важнейший элемент биосферы, объединяет все воды земного шара, включая океаны, моря и поверхностные воды суши. к гидросфере относят также подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктиды, атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах. Мировой океан 70,8% от всей поверхности планеты. Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах (96,5%), второе место по объему водных масс занимают подземные воды (2,5%), лед и снег арктических и антарктических областей, горные ледники (1,7%). Воды гидросферы находятся в постоянном взаимодействии, переходы из одних видов вод в другие составляют сложный круговорот воды. С гидросферой связано зарождение жизни на Земле, так как вода способна к образованию сложных химических соединений, которые обусловили возникновение органической жизни.

Вода — химическое соединение водорода с кислородом (Н2О), бесцветная жидкость без запаха, вкуса и цвета. При концентрации солей до 1 г/л воду считают пресной, до 24,7 г/л — солоноватой, свыше — соленой.

Ресурсы пресных вод составляют незначительную долю общего суммарного объема всей гидросферы, но именно они играют решающую роль в общей циркуляции воды, функционировании экологических систем, в жизнедеятельности человека и существовании других живых существ, в развитии производства. На пресные воды приходится около 2,5% гидросферы.

Вода обеспечивает существование живых организмов на Земле и протекание процессов их жизнедеятельности. ода — это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды. Реки, каналы, озера — дешевые пути сообщения. Водные объекты — это и места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.

«водные ресурсы» — это все пригодные для хозяйственного использования запасы поверхностных вод, включая почвенную и атмосферную влагу.. Страны СНГ обладают крупнейшими в мире водными ресурсами, суммарно они занимают второе место в мире (после Бразилии) по объему среднегодового речного стока, на них приходятся также значительные по величине потенциальные запасы подземных вод. Однако эти ресурсы распространены по территории стран СНГ крайне неравномерно, что объясняется различными географическими, климатическими, геологическими и гидрогеологическими условиями.

На первом месте в мировом потреблении воды находится сельскохозяйственное производство

Растет потребление воды в промышленном производстве. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов. По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9 — 10 л в сутки. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Теоретически водные ресурсы неисчерпаемы, так как при рациональном использовании они непрерывно возобновляются в процессе круговорота воды в природе. Однако потребление воды растет такими темпами, что человечество все чаще сталкивается с проблемой, как обеспечить будущие потребности в ней. Во многих странах и регионах мира уже сегодня ощущается недостаток водных ресурсов, усиливающийся с каждым годом.

Водное хозяйство формируется как отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства — обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства делят на водопотребителей и водопользователей. При водопотреблении вода изымается из ее источников и используется. Водопотребление с точки зрения использования водных ресурсов подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду, как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха и спорта и др.

16 оценка состояния и качества воды

Интенсивное использование водных ресурсов влечет за собой резкое изменение их качественных параметров в результате сброса в воду самых разнообразных загрязнителей антропогенного происхождения, способствует разрушению естественных экосистем. Вода теряет способность к самоочищению.Самоочищение в гидросфере связано с круговоротом веществ. В водоемах оно обеспечивается совокупной деятельностью населяющих их организмов. Поэтому одна из важнейших задач рационального водопользования состоит в том, чтобы поддержать эту способность. Одна из важнейших проблем— сохранение требуемого качества воды во всех водных источниках.

Нагрузка на поверхностные воды обусловлена сбросом сточных вод, большое количество загрязняющих веществ поступает с талыми и ливневыми водами с городских территорий, сельскохозяйственных угодий и других источников загрязнения, не имеющих системы водоотведения и очистки.

Интегральная оценка качества воды проводится обычно по гидрохимическим показателям. При наличии данных о нескольких оцениваемых показателях, можно рассчитать сумму приведенных концентраций к ПДК (принцип суммации воздействий). При этом критерием качества воды является значение:

, где Сфi -- фактическая концентрация i-го вещества в воде водоема.

Качество поверхностных вод при наличии результатов по достаточному количеству показателей можно оценить, используя индекс загрязнения воды (ИЗВ). ИЗВ рассчитывается как 1/6 суммы отношений средних концентраций учитываемых ингредиентов (растворенный кислород, БПК5, азот аммонийный, азот нитритный, нефтепродукты и фенолы) к предельно допустимым концентрациям этих ингредиентов

ИЗВ=1/6 , (6.2)

где Сi – средняя концентрация определяемого ингредиента за период наблюдений; ПДКi – предельно допустимая концентрация ингредиента; 6 – количество ингредиентов, учитываемых при расчетах.

В итоге качество воды определяется в зависимости от класса ее загрязненности:

первый -- очень чистая вода, ИЗВ≤0,3;второй -- чистая, ИЗВ >0,3-1;третий -- умеренно загрязненная, ИЗВ>1-2,5;четвертый -- загрязненная, ИЗВ>2,5-4;пятый -- грязная, ИЗВ>4-6;шестой -- очень грязная, ИЗВ>6-10;седьмой -- чрезвычайно грязная, ИЗВ>10.

Исходной базой прогнозирования и планирования использования водных ресурсов являются данные водного кадастра и учета расходования вод по системе водохозяйственных балансов, бассейновых (территориальных) схем комплексного использования и охраны вод, а также проекты перераспределения вод между водопотребителями по бассейнам рек. Водный кадастр — это систематизированный сбор сведений о водных ресурсах и качестве вод, а также о водопользователях и водопотребителях, объемах потребляемых ими вод.

Рациональное использование водных ресурсов связано с проведением различных организационных и технических мероприятий. Среди организационно-технических мероприятий, которые способствуют предотвращению истощения водных ресурсов и улучшению качества поверхностных и подземных вод, особенно важным является очистка сточных вод. Эффективными способами очистки сточных вод являются механические, биологические (биохимические), физико-химические.

Механический –– применяется главным образом для удаления из сточной жидкости нерастворенных и коллоидных частиц органического или минерального происхождения путем простого отстаивания. Очисткой достигается выделение из бытовых сточных вод до 60%, а из производственных — до 95% нерастворенных примесей. Биохимические методы очистки основаны на использовании жизнедеятельности микроорганизмов-минерализаторов, которые, размножаясь, перерабатывают и тем самым преобразуют сложные органические соединения в простые, безвредные минеральные вещества. Сооружения для биологической или биохимической очистки сточных вод могут быть разделены на два основных типа. Сооружения, в которых биологическая очистка происходит в условиях, близких к естественным сооружениям, в которых очистка стоков осуществляется в искусственно созданных условиях .К физико-химическим методам очистки сточных вод относятся: электрохимический в электрических полях, электрокоагуляция, кристаллизация и др.

Все перечисленные способы очистки сточных вод имеют две конечные цели: регенерацию — извлечение из сточных вод ценных веществ и деструкцию — разрушение загрязняющих веществ и удаление продуктов распада из воды.