Рис 1-2. Количество пресной воды на Земле

Таблица 1.

Между тем водообеспеченность земного шара далеко не равномерная. В странах с разветвленной речной сетью (Канада, Норвегия и т. д.) на каждого жителя приходится более 25—50 тыс. м³/год речного стока (в России — в среднем около 20 тыс. м³/год). Наименьшая водообеспеченность в странах аридной зоны — до 100-120 м³/год (например, в пустынных районах Средней Азии, в частности Туркмении).

Но и в районах с высокой водообеспеченностью есть проблемы.

В XX в., техногенез стал главным геохи­мическим фактором на поверхности Земли. Ежегодно добывается около 100 млрд. т минерального сырья и каустобиолитов, в процессе горных и строительных работ перемещаются не менее 1 км³ горных пород, миллиар­ды тонн угля, нефти, руд и стройматериалов. При этом мощность произ­водства удваивается каждые 14-15 лет. В последние десятилетия проблема приобрела качественно новый характер, позволяющий говорить о "гло­бальном экологическом кризисе". Приводятся данные, что естественный биологический круговорот атомов нарушен на 60%, техногенные пустыни занимают уже 5% суши, экологически нарушенные территории - 3%, тропические леса вы­рублены уже на 50% площади, леса умеренного пояса - на 30-40%. Такие примеры можно продолжать. Но дело не только в количестве извлеченного металла, опустыненных или засоленных земель, вырубленных лесов, сколько в неосознанном нарушении той природной системы, которая сложилась на Земле в течение сотен миллионов лет.

Одним из следствий этого является загрязнение всей окружающей среды. Загрязнение воды, воздуха, почв, растительности, живых организ­мов металлами, радионуклидами, органическими соединениями, ядохимикатами, диоксинами приобрело глобальный харак­тер.

Именно загрязнение среды - наиболее острая проблема нашего времени.

Загрязнение - главная причина деградации всей окружающей сре­ды и острого дефицита чистой питьевой воды. В.И. Вернадский рас­крыл совершенно особую роль воды в становлении нашей планеты, разви­тии жизни, геологической и биологической истории Земли. Вода в силу ее особого положения на планете, многих уникальных свойств, всюдности, многообразия форм проявления, подвижности и т.д. играет исключительную роль в развитии всего окружающего мира.

К сожалению, уникальность воды и ее роль в развитии жизни да­леко до конца не раскрыты и мало исследуется. Более того, на Земле возникла достаточно странная ситуация: вода - создатель жизни и всего окружающего мира сегодня как никогда нуждается в помощи Чело­века. Это требует ко­ренного изменения отношения человека к воде не только как ценному при­родному ресурсу, но особенно как к важнейшему компоненту окружающей среды. Прежде всего, это выражается в том, что принятое понимание воды, как основы жизни, должно быть уточнено: чистая вода - это жизнь, но загрязненная вода - это смерть. И вот этой чистой воды на Земле все меньше и меньше, следовательно, опасность для жизни все больше и боль­ше. Это показывает, что настало время разработки принципи­ально новой парадигмы сохранения гидросферы в условиях интенсивного ее использования и мощного техногенного воздействия. Такая парадигма должна включать концепции защиты водных ресурсов и сохранения водной среды как среды обитания живых организмов и как функции развития системы вода - порода - газ - органическое вещество - человек.

Взаимоотношения человека и природы приобрели уг­рожающий характер. И особенно они усложнились с гидросферой, в кото­рую, в конце концов, попадают любые отходы и загрязнения, трансформи­рующие водную и геохимическую среду - среду жизни. Ведь по своей научной сути острейшая проблема экологической безопасности - проблема водная. Иногда можно ус­лышать, что современная технология позволяет очистить любую загряз­ненную воду и снова ее употреблять. Очень опасна и бесперспективна такая идея технократического мышления, не учитывающая ведущей роли воды в ста­новлении всего окружающего мира. Поэтому главенствующим приорите­том должна стать мысль о недопустимости загрязнения водных источни­ков, а не идея очистки загрязненных вод. Идея чистой, а не очищенной во­ды в природе - пример гидросферного мышления.

В этой связи нельзя не подчеркнуть еще раз, что вода едина, геологически вечна, пронизывает все оболочки Земли, раз­нообразна по видам и формам проявления, непрерывно и всюду растворяет одни со­единения и формирует другие, обладает способностью к внутренней само­организации и передаче информации [8].

Подсчитано, что в связи с ростом промышленного производства и уве­личением населения по сравнению с 1980 г. потребность на Земле в воде к 2000 г. увеличилась в 2 раза, а количество пресной воды на одного человека сократилось примерно на треть.

Техногенную нагрузку и ее отрицательное влияние на окружаю­щую среду можно существенно уменьшить, но не путем ограничения чис­ленности населения, свертывания промышленного и сельскохозяйствен­ного производства, а на основе регулирования и оптимизации отношений человеческо­го общества с природой, что, в свою очередь, должно быть обеспечено рациональным использованием и воспроизводством природных ресурсов. (Управление природопользованием)

Вода необходима для существования и развития жизни. Эту общеизвестную истину афористически выразил швейцарский ученый Дюбуа: «вода - это жизнь, а жизнь - это вода». Не слу­чайно люди всегда старались селиться вблизи источников воды. Водные ресурсы, на­ряду с земельными, являются критически важными для цивилиза­ции, так как система обеспечения жизни человека построена на "мокрых" технологиях.

Вода - самый важный из вовлекаемых в хозяйственную дея­тельность человека природных ресурсов, по объему ежегодного использования она намного превосходит все вместе взятые дру­гие добываемые ресурсы. В процессе потребления ресурсов че­ловечество ежегодно перемещает порядка 300 млрд т грунта и пород, тогда как из разнообразных водных источников каждый год отбирается более 4000 км³ (4 • 10¹² т) воды, по массе на поря­док больше.

В процессе хозяйственной деятельности че­ловечество использует воды значительно больше.

Во-первых, в разнообразных технологических процессах и системах производства давно используется рециклирование воды (повторное и оборотное водоснабжение). В России почти по­ловина систем водоснабжения в промышленном секторе постро­ена на основе повторного и оборотного водоснабжения. В целом в мире рециклирование вод лежит в пределах 10% от ежегодно отбираемой из природных источников водной массы.

Во-вторых, человечество использует воду в искусственно со­зданных водных объектах - водохранилищах и прудах, где она накапливается и в последующем используется для разнообраз­ных целей: получения энергии, орошения земель, речного транс­порта, рыболовства и рыбоводства, рекреации и т.д. Суммарный объем водохранилищ мира с полным объемом от 0,1 км³ состав­ляет порядка 6330 км³, а их число превышает 3000. Поэтому реальное потребление воды чело­вечеством по массе в 30 раз превышает потребление всех остальных ве­ществ вместе с перемещаемой при их добыче породой.

В-третьих, человечество использует водные объекты как транзитные и очистные системы для отходов, а также для захо­ронения отходов. Известно, что глобальный сброс сточных вод составляет величину порядка 2000 км³ в год, а для приведения ка­чества воды в природном объекте, используемом как приемник стока, к фоновому сточные воды даже после очистки требуют разбавления в 10-50, а без очистки до 100-1000 раз. Неудивитель­но, что практически все реки мира в той или иной степени загряз­нены, как и некоторые озера, замкнутые моря и прибрежные во­ды, а также верхний горизонт подземных вод. Кроме того, заметим, что за­хороненные и складированные на полигонах твердые отходы также служат постоянными источниками загрязнения водных объектов, поскольку вода является универсальным растворите­лем. Наконец, практически вся эмиссия загрязняющих веществ в атмосферу в конце концов осаждается на поверхность планеты в виде сухих и мокрых выпадений, и наиболее значительная часть этих веществ прямо или через перенос стоком оказывается в вод­ных объектах.

Водные объекты являются еще и средой обитания про­мысловых рыб и других гидробионтов, составляющих важную, а в ряде стран преобладающую часть рациона.

Вода обеспечивает три важнейшие для человечества функ­ции: 1) производство продовольствия, 2) производство энергии и промышленной продукции, 3) бытовое водопотребление и удов­летворение санитарно-гигиенических потребностей. Неудиви­тельно, что беспрецедентный рост мировой экономики в XX в., демографический взрыв, сопутствующее этому увеличение ант­ропогенной нагрузки на экосистемы и природные водные объек­ты стали причиной возникновения дефицита воды во многих ре­гионах мира. Конечно, с нехваткой воды человечество знакомо едва ли не с момента своего возникновения, но ее сегодняшние масштабы совершенно беспрецедентны.

Обострение дефицита пресной воды стало одним из главных сюжетов в сценариях будущего. По оценкам Все­мирного банка, к середине XXI в. уже 40% населения Земли будет испытывать дефицит воды, 20% - се­рьезно страдать от него. Этот безрадостный прогноз не учитыва­ет глобальных изменений климата, которые, по всей вероятнос­ти, могут лишь усугубить ситуацию.

Второй Всемирный форум по водным ресурсам в Гааге в 2000 г. и Международная конференция в Бонне в 2001 г. наметили пути улучшения управления водными ресурсами в це­лях устойчивого развития. Гаагский форум сформулировал семь основных направлений будущих действий:

• удовлетворение базовых потребностей людей в безопасной питьевой воде и в благоприятных санитарно-гигиенических усло­виях;

• обеспечение продовольственной безопасности посредством более эффективного использования водных ресурсов;

• защита экосистем и обеспечение их целостности путем ус­тойчивого управления водными ресурсами;

• совместное использование различными хозяйствующи­ми субъектами и государствами водных ресурсов на основе устойчивого управления ими;

• защита от опасностей, связанных с водой, путем управления рисками;

• управление водными ресурсами на основе определения цен­ности воды в экономическом, социальном, экологическом, куль­турном аспектах и установление такой цены на воду, которая не ляжет тяжелым бременем на бедные и уязвимые слои населения;

• рациональное управление водными ресурсами при общест­венном контроле и соблюдении интересов всех слоев населения.

Позднее эти направления были дополнены еще четырьмя:

• развитие более экологически безопасной промышленности, не наносящей ущерба качеству воды и потребностям в ней других потребителей;

• учет ключевой роли воды в выработке энергии для обеспе­чения растущих потребностей в ней;

• значение воды для быстро урбанизирующегося мира;

• обеспечение для всех доступности информации о водных ре­сурсах и водопользовании.

Однако все предпринятые до сих пор меры недостаточны и проблему дефицита пресной воды отнюдь не решают. По про­гнозам ООН, в ближайшие 10 лет следует ожидать, что объем ресурсов пресной воды в расчете на душу населения в мире сокра­тится на четверть - в годовом исчислении с 3 тыс. до 2,3 тыс. м³ [Важнейший ресурс планеты, 2005]. Согласно тем же прогнозам, общий объем потребления пресной воды к 2025 г. возрастет не менее чем на 40% в сравнении с 2004 г. Позитивный опыт Меж­дународного десятилетия питьевого водоснабжения и санитарии 1980-1989 гг. решено использовать: 2005 год ООН объявила Все­мирным годом воды, а следующую за ним декаду - Международ­ным десятилетием воды для жизни.

Потребности в воде для разных целей непрерывно растут, увеличивая антропогенное давление на водные ресурсы и акваэкосистемы. Многие регионы испытывают хронический недоста­ток воды, в других случаются нерегулярные, но достаточно частые и продолжительные засухи. Растет как население Земли в целом, так и потребление воды в расчете на одного жителя. При сохранении такого типа развития водный кризис неизбежен, его наступление возможно в обозримом будущем. Уже сейчас ло­кальные водные кризисы - отнюдь не редкость, при этом они подчас становятся причиной межгосударственных конфликтов на некоторых международных водосборах.

Запасы воды на Земле колоссальны, но возможность их ис­пользования ограничена в первую очередь природными фактора­ми, в том числе экологическими (хотя все еще нередко встреча­ются оценки, например, гидроэнергетического потенциала, при расчете которых экологические ограничения совсем не принима­ются во внимание). Огромная масса воды в Мировом океане име­ет высокую соленость, запасы пресной воды в ледниковых по­кровах малодоступны из-за удаленности и состояния в твердой фазе, как и грунтовые льды мерзлых пород. Значительная часть подземных вод минерализована и залегает на больших глубинах, половина массы озерной воды также засолена. Поэтому количе­ство пресной воды, доступной для потребления, оказывается су­щественно ограниченным (в сопоставлении с современными по­требностями цивилизации).

Обеспечение чистой пресной водой, охрана ее от истощения и загрязнения, воспроизводство водных ресурсов — таковы аспекты водной проблемы на Земле.

Рис. 2

Характерная черта современности — бурно увеличивающаяся по­требность в пресной воде (табл. 2), опережающая темп прироста населе­ния и развития производства. В США водопотребление с 1900 г. к началу 60-х годов возросло в шесть раз, тогда как население только удвоилось. Уже сейчас там используют почти все наличные ресурсы чистой пресной воды. Аналогичен рост в СССР: до революции потреблялось воды 45 км³ в год, в 1940 г.— 80, в 1960 г.— 155, в 1970 г.— 230 и в 1975—1980 гг.— 300 км³.

Рис. 3

Таблица 2.

Водопотребление	1900 г. %	1970 г. %	2000 г. %
Население	5	5	7
Промышленность	8	20	32
Сельское хозяйство	88	73	58
Водохранилища	0	3	4

ВСЕГО, км³ 400 2600 6000

Разрыв между потребностями в чистой воде и ее наличными ресурса­ми все время уменьшается. На земном шаре годовое количество сточных вод оценивается в 450—470 км³. Согласно расчету М. И. Львовича, для разбавления этого количества стоков расходовалось 5500 км³ чистой воды, а мировой водозабор составлял 3600 км³ (в том числе на нуж­ды орошаемого земледелия 2800 км³). При современных методах веде­ния водного хозяйства количество сточных вод превысит 6 тыс. км³/год. На их обезвреживание потребуется затратить весь объем поверхностного и подземного стока. С этим и связано мнение о якобы “водном голоде”, который может наступить уже в текущем столетии. Конечно, ресурсы пресной воды на земле не так уж малы, правильнее говорить об ограниченности водных ресурсов. Для решения проблемы дефицита прес­ных вод на земле необходимо: во-первых, бережно относиться к имеющим­ся водным ресурсам, охранять их от загрязнения и истощения; во-вторых, искать новые источники пресных вод.

На Земле становится все больше и больше мест, где пресной воды катастрофически не хватает. Для того чтобы получить дополнительное количество воды, бурятся более глубокие скважины, строятся водопро­воды и акведуки, создаются новые плотины.

Люди обеспечивают себя необходимым количеством воды и уделяют внимание качеству потребляемой воды. Разделение этих двух тем не означает, что качество и количество воды - абсолютно разные проб­лемы; на самом деле они тесно переплетены. Когда задаются вопросом, являются ли соответ­ствующие водные ресурсы пригодными, то обычно подразумевают следующее: “Имеем ли мы достаточное количество воды того качества, которое нам требуется?”

В недалеком будущем наряду с традиционными источниками водоснабжения (реки, пресные озера и под­земные резервуары), человечество будет использовать иные пути полу­чения пресной воды. Называют, в частности, льды полярных областей; большие надежды связывают с опреснением морской воды. Однако транспортировка льдов из Арктики или Антарктики и их утилизация технически сложны. Опреснение морской воды используется достаточно широ­ко и у нас (на Мангышлаке), и за рубежом (например, в Кувейте), однако даже специалисты не решаются гарантировать замену традиционных спо­собов водоснабжения опресненной водой, хотя там, где нет иных водо­источников, опреснение — экономически наиболее приемлемый путь по­лучения питьевой воды.

Рис. 4-5

Охрана водных ресурсов в процессе их рационального использования — таков путь пре­дотвращения “водного голода” на Земле.