Зеленая энергия - популярно об экологии, химии, технологиях

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта
Home Библиотека Экология и человек Экология водопользования. Эффективное использование водных ресурсов

Экология водопользования. Эффективное использование водных ресурсов

О воде мы уже говорили, но незаслуженно мало. А она в нашей жизни играет роль не менее важную, чем земля, и еще Леонардо да Винчи назвал се «соком жизни». Без нее невозможно развитие биологической продуктивности и биомассы (важнейших показателей качества среды), она необходима для промышленного производства и для воспроизводства кислорода.

На свои нужды человечество ежегодно потребляет примерно восемь тысяч из имеющихся на Земле 30,5 млн куб. км пресной воды. Запасы, казалось бы, достаточные, но основная их часть (97%) сконцентрирована в ледниках и полярных шапках. В реках, озерах, подземных источниках содержится около 830 тыс. куб. км. Количество будто бы тоже приличное, однако распределено оно так неравномерно, что половина человечества не имеет надежных источников питьевой воды. Основную часть «территории жажды» составляют районы Австралии, Африки, Южной Америки, Аравийского полуострова. В некоторых странах Тихоокеанского побережья, где выпадает мало дождей, но часты туманы, последние нередко и являются единственным источником пресной воды. Построенные туманоуловители — восьмигранные конструкции, покрытые противомоскитной сеткой, — улавливают и конденсируют влагу. Производительность одной установки, хотя и доходит до 200 л в сутки, недостаточна для удовлетворения всех нужд. Из-за нехватки чистой пресной воды население вынуждено пить воду загрязненную, с инфекциями, отчего ежегодно умирает до 9 млн человек.

Предполагаемый рост населения Земли — другая причина, осложняющая в перспективе проблему ресурсов пресных вод. По некоторым подсчетам, в начале следующего века водопотребление человечества может достичь 10 — 15, а к 2050 г. — до 30 млн куб. км в год, т. е. сравняться со всеми их запасами. А последние не увеличиваются, а убывают. Континенты наши постепенно обезвоживаются, теряя ежегодно около 500 — 600 куб. км пресных вод.

Увеличивая гарантированные запасы вод, во многих, особенно развивающихся, странах сооружаются крупные плотины и водохранилища. Однако масштабы сведения лесов сокращают объемы стока на столько же, на сколько увеличивает его строительство плотин. А учитывая и все негативные последствия от постройки плотин, некоторые ученые считают неэффективным решение с их помощью проблемы управления водными ресурсами. В США, например, за последние годы ассигнования на водохозяйственные проекты (кроме водоочистных) существенно сократились: в 1984 г. они были на 70% ниже, чем в 1976 г. Лишь немногие из осуществленных в стране перебросок стоков рек дали оправдывающие затраченные средства результаты. Характерна история крупнейшего в США Гаррисоновского проекта, принятого Управлением мелиорации страны в начале 60-х годов. Его реализация позволила бы по системе водохранилищ и каналов протяженностью более 4,5 тыс. км перебрасывать воды из образованного плотиной Гаррисона на р. Миссури водохранилища в восточные районы штата Северная Дакота для орошения. При этом было бы затоплено около 100 тыс. га пастбищ, осушено много водно-болотных угодий.

Не только в странах южного, но местами и северного полушария уже сегодня испытывается дефицит чистых пресных вод. Дефицит этот существовал в мире всегда, начиная с самых древних цивилизаций, использовавших переброску вод сначала для орошения, а затем и для водоснабжения городов. Вспомним акведуки, построенные царем Соломоном (X в. до н. э.) или древними римлянами (IV в. до н. э.). Но объемы этих перебросок вплоть до нашего века были незначительными, не способными существенно повлиять на природные балансы. Так, если к началу XX столетия по крупнейшим системам перебрасывалось не более 1,5 куб. км в год, то сейчас по отдельным системам одной только нашей страны — до 10 куб. км. Всего же человечество транспортирует ныне более 3 тыс. куб. км воды в год. Но и этого объема оказывается недостаточно. Уже серьезно рассматриваются проекты по переброске в «районы жажды» айсбергов из Южного океана. В районе Южного полюса в виде льда сконцентрировано около 80% мирового запаса пресной воды. В одних только айсбергах ее сосредоточено около 15 тыс. куб. км. Самые большие «горы» питьевой воды — «столовые» айсберги — содержат ее столько, что хватило бы на целый год всему миру. Один же такой айсберг способен обеспечить водой город с миллионом жителей на тысячу лет.

Расходы на буксировку айсбергов к берегам, скажем, Аравийского полуострова и дальнейшую его обработку с получением воды оказываются дешевле, чем ее получение здесь методом опреснения морской воды. Кроме того, опреснение дает многотонные отходы солей, возвращение которых в Мировой океан пагубно влияет на морскую флору и фауну.

Но и переброска айсбергов может вызвать пагубные последствия. «Растаскивая» по кускам Антарктиду, можно существенно нарушить тепловой баланс и погодно- климатическую ситуацию планеты. Кроме того, при транспортировке айсбергов примерно пятая часть их будет теряться в теплых морях, нарушая физико-химические параметры последних и их биологические системы. Вопрос этот изучен весьма слабо, отчего название фирмы «Компания по транспортировке айсбергов с ограниченной ответственностью» приобретает двойной смысл.

Подобная «ограниченная ответственность» сопровождает, пожалуй, все современные глобальные проекты переброски вод. Кроме отмеченных далеко не достаточно изучены и вопросы оптимальных соотношений вод подземных, наземных, атмосферных и управления их круговоротом; вопросы связей оптимальных круговоротов вод с антропогенными воздействиями на атмосферу, почвы и растительность; вопросы воздействия различных мелиорации на речной сток и многие другие. Недостаточная ясность всех этих вопросов осложняет разрешение основного противоречия современного недопотребления: между потребностью в увеличении речного стока и извлечением вод речного стока с задержанием их в хозяйственном обороте. Мешают они решать однозначно и вопросы глобальных перебросок вод. Советский ученый К. Лосев справедливо отмечал, что «при существующей технологии, уровне наших знаний и экономической ситуации имеется некоторый предел размеров переброски вод, за которым неопределенность в предсказании возможных отрицательных воздействий на окружающую среду столь велика, что осуществлять такой проект становится неразумным. Отсутствуют те весы, на которых можно взвесить все «за» и «против», да и многих гирь будет не хватать, если даже удастся создать такие весы». (Прочитав о «гирях», автор вспомнил стихи А. Вознесенского: «Дыханье сонное народов и испарения суеты осядут, взмыв до небосвода, и образовывают льды. И взвешивают наши вины на белоснежной широте, как гирьки черные, пингвины, откашливая ДДТ».)

И завершая рассказ об айсбергах, вспомним, что в сравнении с современными древние льды гораздо чище. Ведь загрязнение давней природной среды было много меньшим. И эту особенность успешно используют торговые фирмы Гренландии, «экспортирующие» айсберги к столам потребителей. Сколотый сот стотысячелетних плавучих глыб идет на приготовление коктейлей? Тая в стаканах, его кусочки выделяют пузырьки праисторического, законсервированного при рождении айсбергов воздуха со звуком, который называют «шепотом минувшего». Любителей вкусить аромат канувших тысячелетий оказалось немало — ежегодно Гренландия продает десятки тонн льда в Японию, США, страны Западной Европы. Впрочем, быть может, дело тут и не столько в чистоте прошлых тысячелетий или «аромате минувшего», сколько в том, что древние льды содержат много селена — антиоксиданта, задерживающего, по некоторым мнениям, процессы старения. Во всяком случае Гренландия — сегодня единственный в мире экспортер айсбергов, а отмеченное использование — единственный пока способ их потребления.

С азами диалектики мы впитали понятие о причинно-следственных связях между явлениями. Взаимосвязано все и в биосфере. Это положение — одно из основополагающих в экологии. И увеличивая количество водных масс в одном регионе, мы уменьшаем их в другом. Независимо от того, каким способом осуществляется переброска: перемещением ли айсбергов или воздействиями на атмосферу. Жители одного из пострадавших от засухи районов США возбудили судебное дело против компании, увеличивавшей воздействием на облачные системы количество дождей на соседней территории.

Итак, с одной стороны — вод не хватает, с другой — избыток, а перемещать их нельзя. Тупиковая ситуация? Да, если думать экстенсивными мерками развития, полагая, что увеличение производства связано с таким же увеличением природно-сырьевых затрат. Если считать нормальным, что расходы воды на тонну одноименной продукции на однотипных металлургических заводах различаются в 200 раз, нефтеперерабатывающих — до 100 раз. Если удовлетвориться, успокоившись тем, что на производство одного автомобиля тратится до 400 куб. м воды, одной тонны газетной бумаги — до 900, алюминия и резины — до 1,5 тыс., а на выращивание одной тонны хлопка — до 6 — 7 тыс. куб. м.

Здесь надо бы вспомнить, что непосредственная доля воды в создаваемой продукции очень мала. Условно-среднее промышленное изделие, например, содержит менее тридцатой части потребляемой в производственном процессе воды, а растения задерживают не более пятисотой доли всей мобилизуемой на полив ее массы. Так что своеобразный КПД используемой нами в производстве воды весьма низок; с учетом же расточительного ее использования он исчезающе мал.

Мы уже упоминали, что загрязнение вод истощает фактически их запасы. Загрязнение же вод Мирового океана, особенно нефтепродуктами, нарушает и фотосинтез производящего кислород фитопланктона. Удельный вес самих нефтепродуктов в общем объеме «океанских» загрязнителей сравнительно невелик (1 — 2%), однако весьма велик наносимый ими вред. Кроме снижения уровней продуцирования кислорода и расшатывания кислородно-углекислых балансов атмосферы они уменьшают и биологическую продуктивность, нарушают влагообмен с воздушным бассейном, а в северных широтах могут изменить и тепловой баланс Арктики (скорости таяния загрязненного нефтью льда увеличиваются на два сантиметра в день). Основная часть этого «яда» поступает в океан незаметно и менее эффектно, чем в широко известных, не раз описанных катастрофах нефтетанкеров. По некоторым подсчетам, поступающие в океан при катастрофах нефтепродукты составляют десятую примерно часть, остальное поступает с судовыми сбросами (включая потери при перекачках нефти), с речными стоками и ливневыми стоками городских территорий. Иные реки буквально задыхаются под слоем нефтепродуктов. Рейн, по словам одного западногерманского ученого, в последние годы являл собой «насыщенный раствор дегтя», а в штате Огайо (США) в 1969 г. загорелась р. Кайахога (при этом сгорело два железнодорожных моста). В США около 4/5 расположенных близ городов водотоков фактически безжизненны, и 2/3 озер серьезно загрязнены токсичными отходами промышленности. В 25 реках (в том числе Миссисипи, Минесота) запрещено купание, а местами воды их непригодны и для орошения. Сток кислот в реку Северный Потомак достиг таких концентраций, что там запрещено не только купание, но и пользование алюминиевыми и деревянными лодками (кислота разъедает гвозди). В одной из больниц Кельна из водопроводного крана потек мазут: когда-то около 2 млн л его ушло в землю из-за аварии на одном заводе.

Из ФРГ в Голландию Рейн ежедневно выносит десятки тысяч тонн различных солей, составляющих более 20 млн т ядовитых веществ в год. Из-за подобного «экспорта» эти две страны постоянно конфликтуют между собой. Не лучше отношения между Югославией и Италией из-за загрязнения Адриатического моря.

Сбрасываемая со стоками ртуть проникает в глубины морских бассейнов. Наиболее же серьезные отравления ртутью были в Японии от рыбы, выловленной в заливе Минамата. Смерть сотен людей вызвала тогда первую тревогу, показав миру всю угрозу загрязнения вод.

Особенно слабоуправляемы загрязнения рек сельскохозяйственными стоками. С каждого гектара угодий ежегодно выносятся водой сотни тонн минеральных солей и ядохимикатов, а с орошаемых земель — втрое больше. Серьезно загрязняются воды микроорганизмами и гельминтами, выносимыми с пастбищ и животноводческих комплексов. В Соединенных Штатах Америки, несмотря на интенсивное оснащение «точечных» источников загрязнений очистными сооружениями, чистота рек за последнее десятилетие существенно не улучшилась — без внимания остались загрязненные стоки с сельскохозяйственных полей.

Здесь уместно вспомнить инициативу жителей Воронежской, Липецкой, Тамбовской, Смоленской, Брянской, других областей, взявших под опеку реки своих территорий. Общественное движение, девизом которого стало: «Малым рекам — полноводность и чистоту», было поддержано местными партийными и советскими органами. Организовывались специальные комитеты, один из таких — Межреспубликанский комитет по комплексным проблемам р. Десны — существует почти 20 лет. За это время в бассейне Десны построено около 500 водорегулирующих плотин, окружены канавами, валами, оснащены очистными сооружениями животноводческие фермы вблизи малых рек-притоков. Во многих областях лимитируется движение моторных лодок по рекам, под особую защиту взяты сотни тысяч гектаров водоохранных лесов, создано много заповедных зон, проведена паспортизация рек.

Ученые разработали своеобразную систему оборотного водоснабжения, позволяющую многократно использовать для полива одну и ту же воду. Роль очистных сооружений в ней выполняет каскад прудов со специально подобранными растениями. Известно, например, что гиацинт водный активно поглощает свинец, ртуть, кадмий, инсектициды и фенолы; камыш всасывает через многочисленные поры (а их на 1 кв. см стебля более 22 тыс.) и болезнетворные бактерии, и фенолы, ДДТ и гексахлоран, калин и азот; биологическими фильтрами могут служить и рогоз, и аир, и осока, и болотный хвощ. Подбирая состав и количество растений, поглощающих растворенные в воде примеси, можно регулировать ее солевой состав. Такие биоинженерные сооружения просты в строительстве и эксплуатации, они недороги и не требуют особого ухода. В Подмосковном, например, угольном бассейне благодаря им загрязненные шахтные воды превращаются почти в колодезные, а под г. Казанью в 40 раз снизили содержание нефти в стоках. Аналогичные биосистемы для очистки стоков разработаны и в Японии, где они проходят испытания в знакомом нам г. Цукуба. В США загрязненные стоки пропускаются через лотки с различными растениями. Корневые системы последних впитывают органические и неорганические загрязнители, очищая стоки за несколько часов. Стоимость подобных гидропонных систем вдвое меньше традиционных очистных сооружений.

 

Интересно знать

Департамент энергетики США отобрал 37 исследовательских проектов в области хранения энергии, энергии биомассы, захвата диоксида углерода и ряда других направлений. Среди них - новые металловоздушные батареи на основе ионных жидкостей с плотностью энергии превышающей в 6-20 раз плотность энергии обычных литиевых аккумуляторов, а так же проект по получению бензина непосредственно из солнечного света и CO2 используя симбиоз двух микроорганизмов.

mobil super 2000 10w 40 мобил супер 2000
 
Накладка купить запчасть 6K0867172B54H Skoda Audi Volkswagen Seat
 
http://myhitmp3.top/mp3/audiocastle
 
bitcoin mixer