Где запасов воды больше чем на земле. Здоровье

Запасы пресных вод. В распределение общих запасов пресных вод на Земле определяется следующим образом: основная доля запасов пресных вод (около 2/3) находится в твердом состоянии и приурочена преимущественно к ледникам. Подавляющая масса льдов при этом - ледниковые покровы.

Наибольший интерес представляет объем ежегодно возобновляемых ресурсов пресных вод. Он приблизительно может быть приравнен к суммарному годовому стоку рек в океан - 45 тыс. км 3 . Это и есть те водные ресурсы, которыми располагает человечество для удовле­творения своих многообразных потребностей в воде. Вследствие ежегодной возобновляемости и легкодоступности именно речные воды наиболее пригодны для использования челове­ком. Годовой сток всех рек мира только в полтора раза больше объема вод Байкала (23 тыс. км 3) и Великих американских озер (22,7 тыс. км 3).

Что же касается использования основного источника пресной воды - ледников, то наи­больший практический интерес представляют айсберги, рожденные ледниками Антарктиды. Они - перспективный поставщик пресной воды для западных пустынных районов Южной Америки, Африки и Австралии. Определены оптимальные пути буксировки ледяных гор, лучшее для этого время года и стоимость воды при такой операции. Мощнейший буксир может буксировать айсберги размером 230 х 920 х 250 м, причем стоимость полученной из них воды не превышает стоимости подземных или опресненных вод.

Размещение запасов пресных вод. Наиболее обеспечены пресными водами Южная Аме­рика и Австралия с Океанией.

В Европе немало стран, в которых местные водные ресурсы избыточные. Так, в Норвегии на душу населения приходится в год более 90 тыс. м 3 полного речного стока и почти 30 тыс. м э подземного стока в реки. Еще выше водообеспеченность в Исландии: почта 300 тыс. мЗ на душу населения полного речного стока и 100 тыс. м 3 - подземного стока. В Азии из стран, богатых водными ресурсами, можно отметить Лаос, в котором на душу на­селения в год приходится 63 тыс. м 3 полного речного стока и 14 тыс. м 3 - подземного. Наибо­лее трудное положение с ресурсами речного стока на огромных пространствах Центральной и Юго-Западной Азии, где проживает свыше 2,5 млрд. человек, а реки отличаются маловод­ностью и, что особенно важно, слабой естественной зарегулированностью.

В Африке высокая водообеспеченность населения в Конго: 120 тыс. м 3 Дод полного реч­ного стока и 45 тыс. м 3 /год подземного. В Северной Америке богата водными ресурсами Ка­нада (115 тыс. и 30 тыс. м 3 /год соответственно), в Центральной Америке - Никарагуа (54 тыс. и 22 тыс. м 3 /год). В Южной Америке избыточная водообеспеченность у Бразилии (48 тыс. и 16 тыс. м 3 /год) и Венесуэлы (56 тыс. и 17 тыс. м /год). В Океании большими водными ресурсами обладает Новая Зеландия (128 тыс. и 64 тыс. м/год) и особенно Южный остров (326 тыс. и 162 тыс. м 3 /год).

На территории СНГ общая водообеспеченность составляет 16,6 тыс. мЗ/год всех речных вод, в том числе 3,9 тыс. м 3 /год подземного речного стока. При этом в азиатской части сооб­щества водообеспеченность в 5...6 раз меньше, чем в европейской части. Низкая обеспечен­ность пресной водой особенно характерна для ближнего зарубежья в Средней Азии.

Если проследить динамику водообеспеченности за последнее время, то обращает на себя внимание ускорение снижения водообеспеченности. Так, с 1850 по 1950 г. водообеспечен­ность в среднем снижалась в 0,2 раза в течение каждого десятилетия, а в период с 1950 но 1980 г. - в 0,6 раза в каждое десятилетие.

Заканчивая обзор запасов пресных вод, следует отметить, что далеко не все пресные воды обладают качеством питьевой воды, не всякая вода пригодна для использования в сельскохо­зяйственном или промышленном производстве из-за все возрастающего загрязнения вод. По данным ВОЗ, около 2 млрд. человек на планете практически не имеют возможности пользо­ваться чистой питьевой водой.

В ряде регионов мира проблема чистой питьевой воды тесно смыкается с проблемой сточных вод, поскольку многие близлежащие к крупным городам и промышленным центрам источники потребления пресной воды (реки, озера, подземные воды) сильно загрязнены сточными водами. Во многих случаях дефицит чистой пресной воды приходится покрывать созданием длинных трубопроводов. Так, Вена получает воду с гор, находящихся в 150 км от города; Париж - из Луары; Штутгарт - из Боденского озера в 200 км от города. Два 500- километровых трубопровода снабжают водой Сан-Франциско. Это не только дорого, но и опасно, так как в длинных трубопроводах в воде могут протекать трудно предсказуемые ре­акции, которые могут сделать воду химически агрессивной.

В районах дефицита пресной воды она нередко становится предметом торговли и бизне­са. Так, во многие города Германии вода доставляется в 20-тонных автоцистернах из ледни­ков Австрии, расфасовывается и продается населению в двухлитровых бумажных пакетах. В Роттердаме продаются бутылки с обыкновенной речной водой, привезенной из Норвегии. В Новой Зеландии создана компания по экспорту в Западную Европу свежей новозеландской воды.

Вода играет исключительную роль в поддержании жизнедеятельности любого организма. Это вещество может быть представлено в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Но именно жидкость является основной внутренней средой тела человека и других организмов, т.к. здесь протекают все биохимические реакции, и именно в ней располагаются все структуры клетки.

Сколько процентов занимает вода на земле?

По некоторым подсчетам, около 71% всей занимает вода. Она представлена океанами, реками, морями, озерами, болотами, айсбергами. Отдельно считаются а также пары атмосферного воздуха.

Из всего этого количества только 3% составляет пресная вода. Больше всего ее находится в айсбергах, а также в реках и озерах на континентах. Так сколько процентов воды на Земле находится в морях и океанах? Эти бассейны являются местами накопления соленой H2O, которая составляет 97% от общего объема.

Если бы стало возможным собрать всю воду, которая есть на земле, в одну каплю, то морская заняла бы объем примерно в 1,400 млн. км 3 , а пресная собралась бы в каплю объемом 10 млн. км 3 . Как можно заметить, пресной воды в 140 раз меньше на Земле, чем соленой.

Сколько процентов занимает на Земле?

Около 3% всей жидкости занимает пресная вода. Большая ее часть сконцентрирована в айсбергах, в нагорных снегах и грунтовых водах, и только небольшой объем приходится на реки и озера континентов.

Собственно, пресная вода делится на доступную и недоступную. Первая группа состоит из рек, болот и озер, а также сюда входят слоев земной коры и пары атмосферного воздуха. Все это человек приучился использовать в своих целях.

Сколько процентов пресной воды на Земле относится к недоступной? В первую очередь это большие запасы в виде айсбергов и горных снежных покровов. Именно они составляют большую часть пресной воды. Также глубокие воды земной коры формируют существенную часть всей пресной H2O. Ни тот ни другой источник люди еще не научились использовать, однако в этом есть большая польза, т.к. человек не может еще грамотно распоряжаться таким дорогим ресурсом, как вода.

в природе

Циркуляция жидкости играет большую роль для живых организмов, т.к. вода является универсальным растворителем. Это делает ее основной внутренней средой животных и растений.

Вода концентрируется не только в теле человека и других существ, но и в водных бассейнах: морях, океанах, реках, озерах, болотах. Круговорот жидкости начинается с выпадения таких осадков, как дождь или снег. Затем вода накапливается, а потом испаряется под действием окружающей среды. Это ярко заметно в период засухи и жары. От циркуляции жидкости в атмосфере зависит, сколько процентов воды на земле концентрируется в твердом, жидком и газообразном состоянии.

Круговорот имеет большое экологическое значение, потому что жидкость циркулирует в атмосфере, гидросфере и земной коре, и тем самым самоочищается. В некоторых водоемах, где уровень загрязнения достаточно высокий, этот процесс играет колоссальное значение для поддержания жизнедеятельности, организмов экосистемы, однако восстановление прежней «чистоты» занимает долгий промежуток времени.

Происхождение воды

Загадку о том, как появилась первая вода, не могут разгадать уже большой промежуток времени. Однако в научной среде появилось несколько гипотез, которые предлагают варианты образования жидкости.

Одна из таких догадок относится к тому времени, когда Земля еще только зарождалась. Она связана с падением «мокрых» метеоритов, которые могли принести с собой воду. Она скапливалась в недрах Земли, что дало начало первичной гидратной оболочке. Тем не менее ученые не могут ответить на вопрос, сколько процентов воды на Земле содержалось в то далекое время.

Другая теория основана на земном происхождении воды. Основным толчком к формированию этой гипотезы послужило нахождение относительно большой концентрации тяжелого водорода дейтерия в морях и океанах. Химическая природа дейтерия такова, что он мог образоваться только на Земле путем увеличения атомной массы. Поэтому ученые считают, что жидкость образовалась на Земле и не имеет космического происхождения. Однако исследователи, которые поддерживают данную гипотезу, все равно не могут ответить на вопрос, сколько процентов воды на Земле было 4,4 млрд. лет назад.

Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

• Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
• Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
• Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
• Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

• океаны и моря;
• озёра, пруды и водохранилища;
• болота;
• реки, каналы и ручьи;
• влажность почв;
• подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
• ледяные шапки и ледники;
• атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

• Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

• Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

• Промышленность;

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

• Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

• Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

• Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

• Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

• Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

• Эвтрофикация.

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

Ученые утверждают, что в ближайшие 25-30 лет мировые запасы пресной воды сократятся в два раза. Пресная вода сегодня составляет около 3% от всего объема воды на земле. Приблизительно 75% мирового запаса пресной воды находится в айсбергах и ледниках, практически вся остальная пресная вода находится под землей. Для человека легкодоступны только 1% водных запасов, но даже несмотря на такую маленькую цифру этого было бы вполне достаточно для полного удовлетворения человеческих потребностей, в случае, если бы вся пресная вода (а именно этот 1%) была распределена равномерно по тем местам, где обитает человек.

Сегодня Северная Азия, Средний Восток, большая часть Африки, северо-восток Мексики, большинство западных штатов Америки, Аргентина и Чили, а также практически весь Австралийский континент имеют неустойчивое водоснабжение пресной водой.

Как мы расходуем пресную воду? За последние сорок лет количество чистой пресной воды из расчета на каждого человека уменьшилось практически на 60%. Основным потребителем воды является сельское хозяйство. Сегодня этот сектор экономики потребляет более 85% всей имеющейся пресной воды. Именно по этой причине та продукция, которая выращивается на искусственно орошаемых землях намного дороже продукции, подпитка которой производится за счет естественного выпадения осадков.

На сегодняшний день более восьмидесяти стран испытывают нехватку пресной воды. Проблема пресной воды с каждым днем становится все острее. Только в Китае более 300 городов ощущают дефицит пресной воды. особенно сказывается недостаток воды в странах Востока. Нередко из-за нехватки воды между государствами происходит политическая напряженность. Неверное использование грунтовых вод приводит к исчерпанию их запасов, скорость уменьшения которых составляет от 0,1 до 0,3% в год. К примеру, только в США скорость отбора вод из подземных источников на 25% выше, нежели скорость их естественного восстановления. Если такие темпы расходования ресурсов сохранятся и дальше, то уже через 20 лет некоторые районы в США станут непродуктивными. Также в США более 37% таких водоемов как озера загрязнено и непригодно даже для купания. Приблизительно около 95% воды является непригодной для употребления в пищу в развивающихся странах.

Потребности возрастают, а количество воды уменьшается . Сегодня практически 2 млрд.людей в более чем в 80 странах имеют ограниченное обеспечение питьевой водой. Только в девяти странах употребление пресной воды превышает скорость ее естественного возобновления. Уже к 2025 году практически 50 стран, где общее число населения составляет 3 млрд. человек, столкнутся с дефицитом воды. Даже, несмотря на обилие дождей, которые выпадают в Китае, в стране половина населения не обеспечивается должным образом питьевой водой в регулярном режиме. В США выкачивание грунтовых вод на 25% больше скорости их восстановления. В некоторых районах страны расход превышает восстановление на 160%! Грунтовые воды, также как и почва восстанавливаются слишком медленно, приблизительно 1% в год. Но даже эти цифры не останавливают американцев. В среднем житель США расходует пресной воды в четыре раза больше, нежели европеец.

Парниковый эффект становится все более очевидным. В атмосферу выбрасывается все большее количество газов. Климат Земли ежегодно нарушается. Уже сейчас происходит существенное перераспределение атмосферных осадков, появление засух в странах, где этого не должно быть, выпадение снега в Африке, небывалые морозы в минус 30 оС в Италии, Испании и других европейских государствах - это все является следствием парникового эффекта и глобального потепления.

Результатом таких изменений может стать снижение урожайности культур, рост числа заболеваний растений, увеличение численности и видов вредных насекомых. Все идет к тому, что экосистема становится неустойчивой, не может приспособиться к настолько быстро изменяющимся условиям.

Выбросы промышленных и химических производств - самый настоящий ядовитый «коктейль» для атмосферы, основная причина уменьшения, а в некоторых случаях и уничтожения полей и лесов. Чтобы уменьшить влияние на природу со стороны человека, следует в первую очередь отказаться или хотя бы снизить масштабы потребления ископаемых источников энергии в среднем на 60-80%. Но сегодня это практически нереально, так как все мы живем в индустриальном мире и отказаться от благ никак не можем.

Многие страны уже сегодня достигли предельных возможностей водопользования. Согласно расчётам экспертов ООН, если ничего не предпринимать, то без удовлетворительно очищенной воды к 2030 г. будут оставаться почти 5 млрд человек (около 67% населения планеты). Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения. Ожидается, что из-за дефицита воды свои дома покинут от 24 млн до 700 млн человек.

Среди ключевых проблем, стоящих перед человечеством в XXI веке, особенно выделяются дефицит энергии и питьевой воды. Любопытно, что этот проблемный «тандем» стихийно осознан и отражён даже в естественном языке: только две жидкости планеты Земля наделены атрибутами драгоценности и метафорически приравнены к «священному металлу» - нефть как «чёрное» и вода как «голубое золото» (второе редко встречается в русском языке, но, например, в английском и испанском - соответственно, blue gold , oro azul - постоянно).

Я не ради красного словца использовал термин «тандем», энергетика и вода действительно парные проблемы: производство энергии требует большого потребления водных ресурсов. Например, у Франции 75% энергии - ядерного происхождения, но в свою очередь для обслуживания реакторов задействуется 60% водных ресурсов страны.

Энергетическая проблема у всех на слуху: о кризисе и конце нефтяной эры, о необходимости новой альтернативной чистой энергетики вещают чуть ли не из каждого утюга. Но вот о второй проблеме, о водной, пока может поведать далеко не каждый кран в ванной.

Двадцатый век стал прорывным с точки зрения гидроинфраструктуры. Достаточно взглянуть на темпы строительства водохранилищ за последние 65 лет: ежедневно за этот промежуток времени вводилось в эксплуатацию два водохранилища, а их общее число увеличилось на планете с пяти тысяч в 1950 году до 55 тысяч в 2014-м. Улучшились технологии добычи, доставки и хранения питьевой воды. Однако нельзя исключать, что во второй половине текущего века в повестку дня встанет проблема масштабного синтеза воды. И мы пока только на подходе к её решению.

«Питьевая бедность», или Не пойте под душем

В последние десятилетия мы наблюдаем торговый ажиотаж вокруг питьевой воды, многие корпорации, особенно связанные с агропроизводством, покушаются на источники пресной воды, стремясь их приватизировать, превратить воду в товар. Особенно это актуально для стран Латинской Америки, где в буквальном смысле слова разворачиваются баталии между простыми местными жителями и корпорациями за право доступа к питьевой воде. В некоторых странах право доступа к источникам воды прописано в Основном законе. Например, в Мексике в 2012 году даже была проведена конституционная реформа, в результате которой право на воду было квалифицировано как общечеловеческое. Всё это происходит на фоне объективного глобального дефицита пресной воды.

Мировой лидер среди «гидродержав» - Бразилия. Здесь течёт самая водоносная река в мире - Амазонка (на фото). Площадь бассейна этой водной артерии с двумя сотнями притоков почти равна площади Австралии. Бассейн Амазонки содержит пятую часть всех речных вод планеты. Не обделена Бразилия и запасами подземной воды - на её территории располагается большая часть подземного водоносного горизонта Гуарани - второго по величине в мире.
В целом глобальная первая десятка стран - обладателей самых значительных (возобновляемых) водных ресурсов такова: 1. Бразилия (8233 км³); 2. Россия (4508 км³); 3. США (3069 км³); 4. Канада (2902 км³); 5. Китай (2840 км³); 6. Колумбия (2132 км³); 7. Индонезия (2019 км³); 8. Перу (1913 км³); 9. Индия (1911 км³); 10. Венесуэла (1320 км³). По другим оценкам, десятое место в топе занимает Республика Конго - 1283 км³.

Взглянем на глобальную «водяную карту». Арифметика тут простая и малоутешительная. Общий объём водных ресурсов планеты составляет примерно 1,4 млрд кубических километров. Из них только 2,5%, то есть около 35 млн км³, - это пресная вода. И это ещё оптимистичная оценка, некоторые исследователи снижают данный показатель до 1%, разумно апеллируя к тому, что он «плавающий», динамичный, зависящий от климата и средней температуры глобального года, интенсивности «мирового дождя» и т. д.

Из этого количества пресной воды почти 70% законсервировано в ледниках и льдах Антарктиды и Арктики и де-факто остаётся недоступным. Треть находится под землёй (так называемая « палеовода » - очень интересный феномен, который мы рассмотрим ниже) и только 0,3% находится в непосредственном наземном доступе (реки, озёра, родники и т. п.). Было бы наивным полагать, что собственно человек как организм с его каждодневной жаждой является главным потребителем пресной воды. Нет, основную массу «потребляет» сельское хозяйство (около 58%), за ним сразу следует «жажда» индустрии (34%), и только чуть менее десятой доли идёт на удовлетворение наших потребностей. Эти 8% текут в кранах, «поят» в бутилированной расфасовке мировую торговлю, идут на муниципальные и городские нужды и т. д. При этом уровень потребления воды постоянно растёт: с 1950-го года общий объём потребления человечеством воды увеличился втрое и достиг 4300 км³ в год, а располагаемый объём водных ресурсов на душу глобального населения сократился за 50 лет с 15 тыс. м³ до пяти тысяч. Таким образом, при более или менее неизменном абсолютном объёме водного компонента Земли имеет место увеличение «ноосферной» нагрузки.

Сколько расходуется воды на стакан чая? Вопрос кажется дурацким: стакан и расходуется, разве нет? Но очевидный ответ - часто неправильный. Чайный куст необходимо поливать, надо охлаждать двигатели уборочной техники и перевозящего продукт транспорта, используется вода и при производстве упаковки. В итоге, по приблизительным подсчётам, косвенные затраты воды на производство стакана чая объёмом 250 мл составляют 30 литров. И это ещё цветочки по сравнению, например, с чашкой кофе объёмом 125 мл - на неё уходит около 140 литров воды. Но и это мелочь в сравнении с говядиной: на производство одного килограмма этого любимого человечеством источника белка затрачивается - внимание - пятнадцать с половиной тысяч литров воды.

Некоторые страны стремятся проводить политику водной экономии с целью уменьшения потребления воды. Иногда дело доходит до курьёзных случаев. Несколько лет назад, когда ещё был жив венесуэльский президент Уго Чавес, латиноамериканские СМИ, да и не только они, несколько недель «обсасывали» новость о том, как он однажды обратился в своей еженедельной речи к жителям Каракаса с просьбой поменьше петь во время принятия душа. Хотя Венесуэла и входит в десятку стран с самыми большими запасами пресной воды, её столица, как многие мегаполисы, испытывает колоссальный дефицит пресной воды. Социологи провели исследование и выяснили, что у многих венесуэльцев есть привычка - петь во время мытья, что увеличивает расход воды. Чавес, сочтя такое расточительство недопустимым, призвал граждан постараться исключить из практики повседневных водных процедур эту «культурную составляющую» .

В Арабских Эмиратах, где дефицит воды также постоянно увеличивается и, буквально, каждая капля на счету, тоже придумали любопытный способ экономии драгоценной влаги. Два бизнесмена-изобретателя создали фирму по мойке машин и назвали её WaterWise . Их инновация заключается в том, что на WaterWise автомобили моют без использования воды. Вместо традиционной жидкости на мойках применяют экстракт сока деревьев. Многие автовладельцы отказываются от такого способа мытья, пугаясь, что биофермент с моющим эффектом, содержащийся в экстракте, может разрушительно воздействовать на металлический корпус машины. Но проект функционирует уже два года, а его создатели сейчас работают над расширением внедрения своей технологии, переключившись с автомобилей на помывку небоскрёбов.

В прессе, да и не только, зачастую можно встретить любопытный термин - питьевая бедность или гидробедность. Мы привыкли ассоциировать бедность с голодом, но это только часть проблемы. Бедность - это ещё и жажда, точнее, её неутолимость.

ООН разработала и активно использует Индекс питьевой бедности (как часть «Многомерного индекса бедности» или «Индекса многомерной депривации»; см. http://www.un.org/ru/development/hdr/2010/hdr_2010_technotes.pdf). По данным ЮНЕСКО, в мире 1,2 млрд людей проживает в зонах с ограниченным доступом к воде, а более 800 миллионов испытывают хроническую жажду. От недостатка воды в наибольшей степени страдают засушливые регионы, в частности, страны Ближнего Востока и Северной Африки, Север Китая, западные штаты США, часть Мексики и Центральной Америки и др. Имеют место и глобальные диспропорции. Например, в индустриально развитых странах норма индивидуального потребления пресной воды варьируется от 100 до 176 галлонов (галлон равен примерно 4 литрам в зависимости от государства), а в африканских странах - только 2-3 галлона. Где-нибудь в Найроби потребитель платит в десять раз больше за литр воды, чем, допустим, в Нью-Йорке. Говоря поэтическим языком, одни пьют собственные слезы, а другие принимают ванны с их питьевой водой… Но это лирика. Статистика куда жёстче и прагматичней. Отсутствие или недостаток питьевой воды в мире становится причиной гибели большего числа людей, чем войны и локальные вооружённые конфликты. Каждый год из-за жажды умирает около двух миллионов людей… По оценкам агентства Bloomberg, опубликованным в 2013 году, к концу первой четверти нынешнего века две трети человечества, а это составит по прогнозам 5,3 млрд человек, окажутся в ситуации нехватки воды. Нас ждут уже войны не за чёрное, а за голубое «золото»?

Круг водных проблем привлекает внимание мировой общественности. C 1997 года регулярно, с промежутком в три года, проводится так называемый «Всемирный Водный Форум». Недавно, в октябре 2015 года, в чилийском городе Вальпараисо прошёл форум «Наш океан». Выступили официальные лица, сделали доклады… Но, по большому счету, все эти международные конференции остаются гласом вопиющего в пустыне…

Альтернативные гидроисточники: желаемое versus действительное

Сейчас модно много говорить об альтернативных источниках энергии. И не только говорить - альтернативная энергетика на самом деле достаточно активно развивается. А вот можно ли говорить об альтернативных источниках воды? Это большой и насущный вопрос. Помимо добычи воды в мире массово используются два направления - опреснение и реутилизация (очищение уже использованной воды). Первый путь очень энергоёмкий и достаточно дорогой. Например, Саудовская Аравия находится на водном самообеспечении путём опреснения. Но сколько для получения «голубого золота» она тратит «чёрного»? Вопрос не риторический, а вполне конкретный: ежедневно саудовцы производят 5,5 млн кубометров питьевой воды и расходуют на эту роскошь 350 тысяч баррелей нефти… Допустим, Саудовская Аравия может это себе позволить. Но в целом по миру с помощью опреснения производится полтора процента питьевой воды. И даже несмотря на то, что за последние пятнадцать лет издержки производства сократились вдвое при таком же росте производительности, эту роскошь себе могут позволить далеко не все страны.

Другой источник - повторное использование сточных вод. Эта технология была разработана и начала активно применяться рядом стран начиная с 1997-го года. Ранее существовали технологии частичной очистки воды, но потенциала очищения до уровня питьевой прогресс достиг только к рубежу веков. До этого степени очистки хватало для удовлетворения нужд сельского хозяйства и лесоводства. Самый мощный в мире комбинат гидроочистки был установлен в 2008 году в Калифорнии, регулярно страдающей от хронической засухи. Мощности установки вполне хватает на то, чтобы производить 265 млн литров питьевой воды в день и обеспечивать ею полмиллиона человек. Но вот стоимость такого проекта говорит, что называется, сама за себя. В пересчёте на евро его строительство обошлось в 384 миллиона, а годовое обслуживание составляет 21 миллион. Потянут ли такую финансовую нагрузку даже небольшие страны? А вот это уже риторический вопрос. Мировым лидером по очистке воды является Израиль. Здесь очищается 70% грязных вод, а в Тель-Авиве и все сто. Но вот идут эти воды на муниципальные и сельскохозяйственные нужды, а не в домашние краны, хотя по санитарным нормам вода пригодна для питья. У этой проблемы есть немаловажный психологический аспект. Так, не все готовы пить ранее использовавшуюся воду. Например, в 2004 году жители небольшого австралийского городка Тувумба провели референдум и решили отказаться использования очищенной воды в качестве питьевой…

Исследования общественного мнения в той же Калифорнии по поводу питья очищенной воды, которое оказалось в общем нелицеприятным, навело американского биоэтика Артура Каплана из Пенсильванского университета на открытие одного психологического феномена, а именно «фу-фактора» (по-английски - «yuck factor», по-испански - «factor puaj»). По его мнению, «фу-фактор» обозначает феномен, когда сложившиеся культурные и ментальные стереотипы и рефлексы мешают принять и использовать новые научные достижения и технологии. Все исследования показывали, что вода пригодна для питья, но люди отказывались её пить из-за того, что она переработана. Так культурная инерция встала на пути прогресса…

Да что там «фу-фактор»… На пути фильтрации воды встаёт простой финансовый фактор. Ещё семь лет назад средние издержки обработки сточных вод составляли 0,35 евро за 1 м³. В настоящее время себестоимость технологии несколько снижена, но по-прежнему остаётся дорогостоящей. Хотя в абсолютном выражении прогресс фильтрации грязных вод налицо. Если в 2005 году мировые мощности по очистке сточных вод составляли примерно 20 млн м³ в день, то спустя десять лет они достигли объёма 55 миллионов кубометров ежедневно.

Другие альтернативные технологии развиваются, например, в Чили. Здесь используют ресурс влажности воздуха и собирают конденсат тумана. В пустыне устанавливают специальные водосборники. Им дали поэтичное название «Ловители влаги». С 2013 года подобную технологию использует, например, Эквадор. К северу от столицы Кито установлены шесть таких водосборников, каждая панель площадью 12 квадратных метров. Это, конечно, интересный метод, но вряд ли он поможет решить проблему в глобальном масштабе… Ведь каждая такая установка способна «улавливать» от 120 до 160 литров воды в день. Для небольшой деревни вполне подойдёт, но в масштабах мегаполиса, как говорится, капля в море.

В другой латиноамериканской стране - Мексике - изобретена «твёрдая вода», которая может разрешить проблему засухи. Изобретение исследователя Национального Политехнического института Серхио Рико (Sergio Jesus Rico) может произвести переворот в мелиорации. Он изобрёл полимер, гранулы которого, будучи закопанными в землю, при контакте с водой (дождём) трансформируются в гель, задерживающий жидкость. По замыслу мексиканца, этот полимер можно использовать для питания растений в засушливых районах. Когда воды нет долгое время, гель вновь превращается в гранулы с выделением воды. Цикл превращений может длиться до 10 лет. Продукт не загрязняет почву и, возможно, мог бы стать источником влаги для тысяч гектаров посевов в маловлажных местах. В 2012 году Рико был номинирован на Мировую Премию Воды Международным Институтом Воды в Стокгольме. Но это, конечно, скорее сельскохозяйственное изобретение, и выход на решение проблемы дефицита питьевой воды придётся ещё поискать.

Другой интересный опыт, родственный чилийскому и эквадорскому экспериментам, практикуют в Австралии: учёный Макс Уиссон (Max Whisson) решил создать аппарат, вырабатывающий воду… из воздуха и даже из ветра. Когда в 2007 году в прессу попала информация о подобном устройстве, как только журналисты не изощрялись в придумывании броских заголовков: «Теперь в вашем душе польётся вода, сделанная из воздуха», «Вода из ничего», «Влага из пустоты» и др. Уиссон исходил из гипотезы, что в воздухе «растворено» огромное количество воды, «транспортируемой» ветром. Нужно только придумать специальное устройство, схожее с распространёнными в мире «ветряками» для выработки электроэнергии. Примечательна универсальность этого потенциального источника воды. Австралиец, опираясь на факт, что вода, поднимаясь с поверхности океана, неравномерно распределяется в воздухе на высоте до 100 километров, решил, что искать её можно было бы как в небесах над Сахарой, так и над тропическими зонами, принципиальной разницы нет. Принцип же действия аналогичен сбору конденсата под кондиционером или в поддоне холодильника - охлаждение воздуха. Уиссон представлял себе ветряную мельницу с аэродинамическими лопастями и эолийскими турбинами, которые собирали бы воздух и охлаждали его на себе, а вода сцеживалась бы в установленные внизу водосборники. Инновационность конструкторского замысла австралийца состояла и в том, что это «чистая» технология без использования электричества. На функционирование устройства вполне хватало бы энергии ветра. Более того, такое устройство могло бы работать в режиме «два в одном», то есть, помимо выработки воды, использоваться как традиционный ветряк-электрогенератор. Но это всё в теории. Что же получилось на практике? Первый черновой вариант мельницы «Ветер-Вода» был создан в 1997 году. Его мощность составляла 70-120 литров в день. Уиссон натолкнулся на волну скептицизма, но не сложил руки. В 2010 году он создал более мощный прототип, способный генерировать до тысячи литров в день. Но до сих пор это изобретение существует только в формате образца и не запущено в промышленное производство.

В беднейших районах африканских стран, где жители вынуждены перевозить, а часто и переносить, буквально, на себе, тяжёлые ёмкости с водой, последнее время набирает популярность интересное изобретение - огромный бидон в форме колеса или катка (торговые марки Q Drum , Wello WaterWheel ). Он вмещает до 90 литров, и его относительно легко катить. Но это, конечно, изобретение что называется со слезами на глазах: проблемы водного дефицита оно не решает, лишь слегка облегчает доставку воды туда, где её не хватает.

К сожалению, пока можно констатировать, что поиск инновационных способов экономии и добычи воды не в состоянии решить проблему растущей глобальной жажды человечества. Это всё меры локального применения и в целом ограниченного эффекта. Как будут развиваться эти направления, пока сказать сложно. Поэтому логично перейти к тому, что мы имеем сейчас.

Почём бутылочка «палеоводы»?

Задумывались ли вы, покупая знойным летним днём в супермаркете легко потеющую на жаре бутылочку газировки, о происхождении её содержимого? Вовсе не исключаю того, что если бы Роспотребнадзор ввёл соответствующую норму, то на этикетке было бы написано: «Палеовода». Что такое «палеовода»? Это невозобновляемые подземные источники воды, возникшие в древнейших климатических условиях. Когда мы произносим словосочетание «полезные ископаемые», у среднестатистического человека в мозгу возникают образы редких металлов, драгоценных и не только камней, газа и нефти. Но, возможно, самым полезным ископаемым является простая питьевая вода. Термин палеовода - самый экзотический из имеющихся для обозначения этого природного явления. Чаще употребляют термины «водоносные горизонты», «пласты», «линзы», «грунтовые воды», «жилы», «аквиферы». Из-за того, что льды полюсов Земли не используются в качестве источника пресной воды и вдобавок имеют непростой международный правовой статус , «палеовода» оказывается доминирующим открытым и доступным источником воды на Земле.

В подземных водоносных пластах содержится 96% доступной пресной воды на нашей планете. Остальная часть приходится на наземные источники - реки, озера и др. Таким образом, и правда, покупая в магазине бутылку газировки, вы «рискуете» с большой вероятностью удовлетворить жажду «палеоводой». Она на 70% покрывает нужды в животворной влаге Евросоюза, а зависимость многих стран, особенно в засушливых регионах, таких как Испания, ЮАР, Тунис, Индия, от подземных вод колеблется в диапазоне от 80 до 90%. В настоящее время в мире разведано около трёхсот подобных подземных источников и по сей день продолжается их разведка.

Самым богатым регионом по количеству подземных водных линз является Европа, здесь их порядка ста пятидесяти, далее следуют две Америки (68 «горизонтов»), в Африке их обнаружено 38, а в Азии пока только двенадцать. Есть в проблеме добычи палеоводы и политический аспект: подавляющее большинство подземных бассейнов расположено на территории сразу нескольких стран, из-за чего ведутся непрерывные межгосударственные споры. Есть даже гипотеза, что одним из мотивов, так называемой, «арабской весны» стало перераспределение прав на добычу «голубого золота» из Нубийского песчаника, большая часть которого расположена на территории Ливии и Египта.

Особое место среди подземных резервуаров палеоводы занимают четыре крупнейших: Большой Артезианский бассейн в Австралии, водоносный пласт Гуарани в Южной Америке, Западно-Сибирский артезианский бассейн в России и тот самый африканский Нубийский песчаник. Меньше всего на русском языке написано про латиноамериканскую водоносную линзу, потому ниже мы чуть подробнее напишем о ней.

Аквифер Гуарани

Водоносный горизонт Гуарани относится к классу трансграничных и расположен на территории четырёх южноамериканских государств - Бразилии, Аргентины, Парагвая и Уругвая.

Споров по поводу эксплуатации подземных вод между этими государствами практически нет, ведь все четыре страны объединены в Южноамериканский общий рынок (MERCOSUR), юридические документы которого достаточно эффективно регулируют права и ответственность каждого из государств, в том числе и в плане вододобычи (в отличие от того же Нубийского песчаника, об общей политике использования которого странам Северной Африки пока так и не удалось договориться). Название водоносного горизонта происходит от группы индейских народов гуарани, проживающих на территории вышеназванных государств, преимущественно в Парагвае. Объём водоносной жилы Гуарани огромен - 45 тыс. км³. По оценкам, этой воды хватит, чтобы поить человечество в течение двухсот лет даже с учётом демографического роста. Площадь водоносного пласта столь же впечатляюща - около 1180 тыс. км², большая часть расположена на территории Бразилии (840 тыс. км²), остальная площадь распределена между Аргентиной (225 тыс. км²), Парагваем (70 тыс. км²) и Уругваем (45 тыс. км²). На территории этого глобального «рудника голубого золота» проживает чуть более 30 млн человек: 25 миллионов бразильцев, почти три миллиона аргентинцев, два миллиона парагвайцев и чуть более пятисот тысяч уругвайцев. Глубина Гуарани колеблется в диапазоне от 70 до 1140 метров (минимум и максимум зарегистрированы на территории Бразилии). Южноамериканская линза сформировалась, по оценкам геологов, приблизительно 144 миллиона лет назад. Львиная доля потребления приходится, естественно, на Бразилию, где водами Гуарани пользуются жители, примерно, пятисот городов и сельских населённых пунктов. В Уругвае функционирует порядка 130 колодцев и скважин, а в Парагвае около двухсот. Все они находятся в государственной или муниципальной собственности, и любые попытки их приватизировать встречают горячий отпор со стороны местного населения. Такой же горячий, как и сама вода Гуарани. При добыче её температура может достигать 65 градусов по Цельсию. Таков в общих чертах портрет палеоводы в Южной Америке.

Всё кончается. Но не для всех сразу

Общие запасы подземных вод - порядка 60 млн км³. Это около 2% всей воды на Земле. Изрядная их часть - в пресных водоносных горизонтах. И если один только водоносный пласт Гуарани может питать человечество водой 200 лет, казалось бы, не о чем беспокоиться. Однако не всё радужно. Во-первых, вода залегает на разной глубине, и по мере исчерпания поверхностных горизонтов, её добыча будет становиться сложнее и дороже. Во-вторых, сама по себе добыча имеет своим последствием ухудшение качества подземных аквиферов. Уровень воды в них постепенно снижается. Из-за этого до неё со временем станет труднее добуриться, но это не самое плохое: когда уровень воды падает в прибрежных подземных линзах, в них просачивается океанская солёная вода, делая палеоводу непригодной для питья. Наконец, пусть и в весьма отдалённой перспективе, даже эти запасы - объективно исчерпаемы. А значит, рано или поздно человечество будет вынуждено перейти либо к использованию полярных льдов, либо к опреснению вод океана, либо же вплотную столкнётся с проблемой синтеза питьевой воды. Когда это произойдёт - вопрос открытый. Одно можно сказать точно: при существующей мировой политической и экономической системе превращение такого жизненно необходимого ресурса как вода в остродефицитный, добыча или производство которого потребуют немалых вложений и продвинутых технологий, - когда бы это ни случилось, - поставит менее развитые страны в ещё большую зависимость от более развитых, чем это наблюдается сегодня, а многие густонаселённые ныне пространства - превратит в безжизненную пустыню.

Примечания

1. Похожим образом в начале 1980-х годов советский сатирический журнал «Крокодил» потешался над тем, как в Израиле то ли природоохранные организации, то ли кто-то из официальных лиц однажды призвали супругов принимать душ вдвоём - с целью, опять же, экономии пресной воды.

2. В настоящее время в Калифорнии планируют построить ещё более производительный комплекс очистки сточных вод, см. об этом - .