Сохранение водных ресурсов и выход из "водной" задолженности

Выполнил Карпов Иван,

ученик 11 класса "А"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение школа № 16

г-к Анапа 2013

Цель работы - пропагандировать экономный и экологичный образ жизни по отношению к воде и заставить людей задуматься об её ограниченности.

Задача - выйти из "водной" задолженности путём очищения, опреснения, сокращения потребления и вредных выбросов.

Объект исследования: мировые запасы воды в общем и воды как средства удовлетворения бытовых нужд.

Предметы изучения: гидрология, экология, физика, химия.

Методы исследования: анализ литературного и научного материала, использование источников СМИ и интернета.

Введение

Мы используем её каждый день. Без неё невозможна жизнь. Она формирует климат, влияет на погоду. Является одним из самых распространенных химических соединений на Земле. И это, конечно же, вода. Нам кажется, что её запасы безграничны, но мы ошибаемся. Уже сегодня нехватку воды испытывают страны Африки, Азии и Ближнего Востока, а через 25-30 лет, по прогнозам ученых, от жажды будет страдать около половины населения Земли. Как следствие это приведет к разного рода конфликтам, в которых могут погибнуть сотни тысяч людей в боях за глоток живительной влаги.

Некоторым может показаться это чушью, ведь вода - возобновляемый ресурс. Но стоит сделать некоторую поправку: меньше становится не воды вообще, а жидкости, пригодной для питья и удовлетворения бытовых нужд, а она возобновляется ограниченно, то есть, потребляем мы её больше, чем природа может возобновить. Такая ситуация началась с 70-го года прошлого столетия: ежегодно мы забирали и забираем чуть больше, чем положено на год, и на сегодняшний день это превышение потребления над восстановлением составляет 30%, то есть, по сути, сейчас мы берём воду у наших детей. Такой дефицит связан, прежде всего, с ростом населения планеты, а также с загрязнением, огромными расходами на нужды промышленности и сельского хозяйства.

По моему мнению, сейчас это очень актуальная проблема. Нужно уже сегодня принимать все необходимые меры для предотвращения возможных неприятных последствий, искать новые пути решения и следовать уже тем, которые существуют ныне.

Меры по предотвращению водного кризиса

Итак, мною будет предложено несколько путей решения, которые должны рассматриваться, как комплекс мер по предотвращению водного кризиса.

Во-первых, это, конечно же, экономия. Казалось бы, что может быть проще, но здесь есть некоторые сложности: нам, россиянам, и другим людям, живущим в странах с полноводными реками, трудно понять, зачем экономить воду. Но даже такие государства не застрахованы от водной катастрофы.

Так как всё-таки экономить?

Капельное орошение. Капельное орошение - это метод полива, при котором вода подаётся непосредственно в прикорневую зону выращиваемых растений в строго определенных количествах (приложение 1). В итоге, в отличие от традиционного полива, мы затрачиваем в 5 раз меньше воды. Также к преимуществам капельного полива относится и то, что повышается в разы урожайность и появляется возможность поливать в любое время, не рискуя вызвать солнечный ожог у растений. Ещё эта технология гарантирует урожай даже в самый засушливый год. Широкое использование метод впервые получил в Израиле, где в условиях дефицита воды в 1950-х годах люди вынуждены были сокращать её расходы на сельское хозяйство. В настоящее время, к сожалению, лишь 2% земель в мире поливаются капельно. Пессимисты считают, что эта технология слишком дорогое удовольствие, однако, когда жажда окончательно наступит на горло, именно она может стать настоящей панацеей для умирающих сельхоз культур. Почему я вообще в первую очередь затронул сельское хозяйство? Да потому, что оно является крупнейшим потребителем пресной воды. Сегодня на орошение всех земель (а это почти 300 млн. га) затрачивается 60% мирового водозабора.

Эффективный путь экономии воды в промышленном производстве - создание оборотных систем водоснабжения, разработка методов маловодных и безводных ("сухих") технологий, в частности, в химическом производстве. Внедрение "сухих" технологий в нефтеперерабатывающей промышленности позволяет снизить расходы воды почти в 100 раз.

Третий способ экономии - это сбережение энергоресурсов. То есть, чтобы сохранить воду, необходимо беречь электроэнергию и бензин. Казалось бы, причем здесь одно и совсем другое? А вот причем: вода - компонент большинства промышленных технологий и энергетических установок. Например, на 1т перерабатываемой нефти расходуется 10-15 м3 воды, а в год её уходит на это дело 1000 млн. м3. На угольную промышленность эти затраты равны 300 млн. м3 в год. Также велик расход воды непосредственно на электроэнергетических установках - ТЭС и АЭС: в среднем для получения 1 кВт*ч электроэнергии требуется до 200 м3 воды, а ежегодная выработка электроэнергии в России составляет около 1000 млрд. кВт*ч. Вот и считайте. Таким образом, необходимо вести экологичный образ жизни. К примеру, пересесть на общественный транспорт и заменить все лампочки в доме на светодиодные.

И конечно же, нужно просто беречь воду на бытовом уровне. А так как её дефицит стал мировой проблемой, то экономией должны заниматься не только те страны, которые ограничены в воде, но и все остальные. У тех же маловодных стран можно позаимствовать и опыт по её сбережению. Например, посуду там моют не под проточной водой, а в какой-либо емкости или в раковине, а после уже ополаскивают под краном. Использованная вода также не выливается, она идет на выполнение других бытовых задач. Еще можно установить кран с инфракрасным датчиком, он даёт значительную экономию, и его никогда не забудешь закрыть. А чтобы убедить людей следовать такому образу жизни, со стороны государства должны приниматься как поощрительные, так и запрещающе-ограничительные меры. К примеру, к поощрительным мерам можно отнести уменьшение налогообложений и льготы, которые будут даваться тем, кто расходует воду меньше определенного объёма. К запрещающе-ограничивающим мерам можно будет отнести:

) высокие тарифы на воду и энергоресурсы,

) закон, запрещающий иметь смывные унитазные бачки, расходующие более 4-5 литров. (Такое практикуется в США уже с 94 года) и 3) жесткий контроль за вырубкой лесов и осушением болот.

Второй вариант решения выхода из "водной" задолженности - это опреснение морской воды, то есть удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач. Запасы пресной воды на Земле оцениваются в 35 млн. км3, что составляет не более 2,5 % от общих запасов воды на Земле; следовательно, морской воды 97,5%. Сырья для опреснения, мягко говоря, много. Так почему бы просто не использовать технологию опреснения, и все проблемы были бы решены? Но оказалось, что этот процесс очень энергоёмкий. К примеру, в Израиле, в городе Хадера, завод по опреснению потребляет 50 МВт электроэнергии, однако в местах, где вода - это дефицит, такие расходы оправданы. (работает завод по технологии обратного осмоса) (приложение 2).

Третье решение - очищение. Природная вода обладает способностью к самоочищению, но при сильном загрязнении оно не происходит из-за нарушения внутриводных биологических процессов. В этом случае необходимо применять специальные меры по очистке сточных вод, а это очень сложный, с точки зрения технологии, дорогой, с точки зрения экономических затрат, но, безусловно, необходимый процесс, который должен предшествовать сбросу загрязненных сточных вод. Конечно, в идеале было бы как можно меньше допускать загрязнения, а это значит просто использовать меньше воды, то есть опять мы пришли к экономии. Но как бы то ни было, от "грязи" полностью не избавишься, поэтому приходится прибегать к очистке сточных вод. Методы очистки можно подразделить на механические, химические, биологические и физико-химические (приложение 3).

· Механическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей, как предварительный этап с целью подготовки к следующим, более глубоким методам очистки. Для этого используют различные решетки, песчаные и другие фильтры, отстойники.

· Основные способы химической очистки - нейтрализация и окисление. Нейтрализацию проводят с целью снижения значений рН кислых стоков до близких к нейтральным, например, пропуская воду через слои известняка, мела или доломита. Окисление применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные примеси. В качестве окислителей используют хлор, хлорную известь, озон (разрушает при нормальной температуре многие органические вещества и примеси и получается при электрическом разряде в воздухе или кислороде) и другие окислители. Наряду с хлорированием и озонированием сточных вод широко применяют электрохимическое окисление (электролиз сточной воды).

· Биологическая очистка осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество водорослей и бактерий. Ее применяют для очистки сточных вод от органических загрязнителей, используемых микроорганизмами в качестве пищи.

· Физико-химические методы очистки используют обычно в сочетании с другими. Добавляя в сточную воду специальные коагулянты (соли алюминия, железа, магния, известь и другие вещества), можно получить крупные частицы вредных веществ, которые оседают на дно. Специальные сорбенты (искусственные и природные пористые материалы) поглощают растворенные в воде органические вещества. Еще есть флотация - это способ отделения твердых частиц или капель жидкости от сточной воды, основанный на различной смачиваемости (вредные примеси собираются в пенном слое и удаляются). Ионными методами очистки можно извлекать из сточных вод ценные примеси, а также радиоактивные вещества. Также некоторые методы очищения можно применять к опреснению морской воды.

Чтобы сохранить воду, необходимо следить за сохранением болот и лесов, так как болота - это естественный фильтр, с помощью которого природа возобновляет воду: проходя через густые заросли мхов и трав, через толстый слой торфа, вода в болотах освобождается от пыли, вредных веществ, болезнетворных микробов. В реки из болот поступает чистейшая вода. А леса и, в частности, лесные почвы (приложение 4) фильтруют воды, стекающие с полей и промышленных площадок, и очищают их от многих вредных примесей. Лесные экосистемы испаряют в атмосферу влагу и благотворно влияют на климат, повышая влажность воздуха. Таким образом, нужно на законодательном уровне ограничивать вырубку лесов и осушение болот.

Также не стоит забывать, что вода существует не только в жидком состоянии, но и в твёрдом, то есть в виде льда. Основная масса такой воды сосредоточена, конечно же, на полюсах, поэтому единственным минусом в этом решении проблемы является транспортировка самого льда: она очень дорогостоящая. Но, опять же, если воды станет мало, то она возрастёт в цене, и тогда любые затраты будут оправданными.

Заключение

Итак, сохранению запасов чистой воды способствует:

) обустройство водоохранных зон

) развитие законодательства об использовании и охране водных ресурсов,

) развитие законодательства о сохранении болот и лесных массивов

) законы о тарифах и льготах

) капиталовложения со сторон правительств разных стран в строительство очистных сооружений и в разработку более совершенных технологических процессов, снижающих водопотребление и уменьшающих объемы загрязнений.

Экономия и экологическая направленность в сфере производственной деятельности и сельского хозяйства, правильное поведение людей помогут сохранить на Земле чистую воду, необходимую для существования человечества, помогут выйти из "водной" задолженности перед нашими потомками.

Мы привыкли, что она послушно льется из крана по нашему желанию. Трудно представить, что её может и не быть. Но если не принимать никаких мер, то именно так и произойдет: в один момент может оказаться, что воды просто нет, а если и есть, то стоить она будет баснословных денег. Поэтому хочется призвать людей быть более бережными к воде и, как следствие, к собственной жизни и жизни своих детей.

Список литературы

1. Научно-методический журнал "Химия в школе", "Центрхимпресс", 2002.

2. Научно-методический журнал "Химия в школе", "Центрхимпресс", 2001.

. О.С. Габриелян, И.Г. Остроумов, А.К. Ахлебинин, Пособие по химии "Старт в химию", "Первое сентября", 2006

4. Выпуск новостей на канале "Россия 2" 14.07.2010 http://www.vesti.ru/only_video.html? vid=287721 <http://www.vesti.ru/only_video.html?vid=287721>

. Выпуск новостей на канале "Россия 2" 28.08.2010 http://www.vesti.ru/videos? vid=296116&doc_type=news&doc_id=387495 <http://www.vesti.ru/videos?vid=296116&doc_type=news&doc_id=387495>

. Документальный фильм "Угрозы современного мира. "Жажда планетарного масштаба"" http://russia2. tv/video/show/brand_id/15131/video_id/119196 <http://russia2.tv/video/show/brand_id/15131/video_id/119196>

. Документальный фильм "Человеческий FAQтор "Питьевая вода"" http://russia2. tv/video/show/brand_id/10923/video_id/108638 <http://russia2.tv/video/show/brand_id/10923/video_id/108638>

. Документальный фильм "Среда обитания. "Что течет из крана"" <http://www.1tv.ru/sfilms_edition/si6222/fi18>

. http://ru. wikipedia.org/wiki/Вода<http://ru.wikipedia.org/wiki/Вода>

. http://ru. wikipedia.org/wiki/Загрязнение_пресных_вод <http://ru.wikipedia.org/wiki/Загрязнение_пресных_вод>

. http://water. sevo44.ru/ <http://water.sevo44.ru/>

. <http://kapelnoe.ru/>

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4 (Карта лесных массивов мира)