Zinātniekiem izdevās noskaidrot, ka vairāk nekā 97,5% no visām ūdens rezervēm uz zemes atrodas jūrās un okeānos. Šis fakts apstiprina saldūdens trūkumu, kas ir tikai 2,5% no pasaules rezervēm.
Problēmas atbilstība
Vairāk nekā puse nesālīta ūdens ir polārajos vāciņos un kalnu ledājos "sasaldētā" veidā. Turklāt aptuveni 24% atrodas gruntsūdeņos. Analizējot šo situāciju, mēs varam secināt, ka uz mūsu planētas ir nopietns saldūdens trūkums.
Ezerus un upes var uzskatīt par pieejamu un lētu avotu, kurā ir koncentrēti ne vairāk kā 0,01% no pasaules ūdens rezervēm.
Tā kā tam ir īpaša nozīme dzīvo būtņu dzīvē, var droši teikt, ka mitrums ir Zemes dārgais dārgums.
Cirkulācija dabā
Ūdens ir pastāvīgā kustībā. Pēc iztvaikošanas no ūdenstilpju virsmas tas uzkrājas atmosfērā. Brīdī, kad tvaika koncentrācija kļūstmaksimums, notiek pāreja uz šķidru vai cietu stāvokli, nokrišņi papildina ezeru, upju krājumus.
Kopējais mitruma daudzums uz mūsu planētas paliek nemainīgs, tas tikai pāriet no viena agregācijas stāvokļa citā.
No kopējā nokrišņu daudzuma tikai 80% nonāk tieši okeānā. Kas notiek ar atlikušajiem 20 procentiem, kas nokrīt uz zemes? Ar viņu palīdzību cilvēks papildina ūdens avotus.
Izrādās, ka mitrums, kas paliek uz sauszemes, spēj iekļūt ezeros (upēs), aizplūst ūdenskrātuvēs. Turklāt tas var iesūkties augsnē, papildināt gruntsūdens avotus.
Saldūdens trūkums rodas savienojuma starp gruntsūdeņiem un virszemes ūdeņiem pārtraukuma dēļ. Abiem avotiem ir noteiktas priekšrocības un trūkumi.
Virszemes avoti
Saldūdens trūkuma problēma ir saistīta ar ģeoloģiskiem un klimatiskajiem faktoriem. No klimatiskā viedokļa svarīgs ir nokrišņu biežums un daudzums, kā arī ekoloģiskais stāvoklis reģionā. Nokrišņi ienes noteiktu daudzumu nešķīstošu daļiņu: augu ziedputekšņus, vulkāniskos putekļus, sēnīšu sporas, baktērijas, dažādus mikroorganismus.
Rūpnieciskās emisijas
Saldūdens trūkuma problēma daļēji ir saistīta ar to, ka okeāns satur dažādus sāļus. Jūras mitrumā ir hlora, sulfāta anjoni, kālija, kalcija, magnija katjoni. Arī rūpnieciskās emisijas veicina atmosfēru. Viņiem ir organisksšķīdinātāji un sēra un slāpekļa oksīdi, kas ir galvenais "skābo lietus" cēlonis. Tās kvalitāti negatīvi ietekmē pašlaik lauksaimniecībā aktīvi izmantotās ķīmiskās vielas.
Ģeoloģiskie faktori
Tie ietver upes gultnes struktūru. Ja to veido kaļķakmens ieži, tad ūdens ir ciets un dzidrs. Ja kanāla pamatne ir granīts, tad ūdens ir mīksts. Duļķainību tai piešķir neorganiskas un organiskas izcelsmes suspendētās daļiņas.
Girnes avoti
Saldūdens trūkuma risinājums ir nopietna problēma, kas ir pelnījusi atsevišķu izpēti un apsvēršanu. Piemēram, daļu problēmas var atrisināt uz gruntsūdeņu rēķina. Tie veidojas kušanas ūdens iesūkšanās rezultātā augsnē. Tas izšķīdina augsnes organiskās vielas, ir piesātināts ar molekulāro skābekli. Dziļāki ir mālu, smilšu, kaļķu slāņi. Tajos tiek filtrēti organiskie savienojumi, ūdens piesātināts ar mikroelementiem un neorganiskiem sāļiem.
Zemes avotu kvalitāti ietekmē vairāki faktori:
- lietus mitruma kvalitāti nosaka skābums, sāls piesātinājums;
- šķidruma stāvoklis zemūdens tvertnē;
- slāņu specifika, caur kuriem tas iziet;
- ūdens nesējslāņa ģeoloģiskā daba.
Saldūdens trūkuma cēloņi skaidrojami arī ar to, ka gruntsūdeņi satur magniju, kalciju, dzelzi, nātriju, kā arī nedaudzmangāna katjonu daudzums. Tie veido sāļus kopā ar bikarbonātiem, karbonātiem, hlorīdiem, sulfātiem.
"Vecākajos" zemes avotos sāļu koncentrācija ir tik augsta, ka tiem ir sāļa garša. Saldūdens trūkums uz planētas liek mums meklēt tehnoloģijas gruntsūdens avotu attīrīšanai. Kvalitatīvi dzīvinošais mitrums atrodas dziļajos kaļķakmens slāņos, taču tas ir dārgs prieks.
Ūdens vērtība
Kāpēc cilvēkam jāmeklē veidi, kā atrisināt saldūdens trūkumu? Iemesls ir tāds, ka šo šķidrumu pamatoti sauc par dzīvības pamatu uz Zemes. Pati par sevi tai nav uzturvērtības, bet bez tā dzīvo organismu pastāvēšana nav iespējama.
Augos - līdz 90% ūdens, un pieauguša cilvēka organismā tas ir aptuveni 65%. Atsevišķos orgānos tā daudzums būtiski atšķiras:
- kaulos līdz 22%;
- smadzenēs - 75%;
- asinī līdz 92%;
- muskuļi 75%.
Runājot par to, kā tiek atrisināta saldūdens trūkuma problēma, mēs atzīmējam, ka tas ir lielisks šķīdinātājs daudziem ķīmiskiem savienojumiem. To var uzskatīt par vidi, kurā notiek dzīvības procesi.
Galvenās funkcijas
Tas mitrina gaisu elpošanas laikā, palīdz regulēt ķermeņa temperatūru. Tieši viņa piegādā skābekli un barības vielas dažādām cilvēka ķermeņa šūnām, aizsargā dzīvībai svarīgus orgānus, izvada no organisma atkritumus un toksīnus.
ParDzīva organisma pastāvēšanai ir svarīga pastāvīga un noteikta ūdens saturs. Mainoties tā daudzumam, sāls sastāvam, tiek nopietni pārkāpti pārtikas asimilācijas procesi, hematopoēze. Bez saldūdens nav regulējama siltuma apmaiņa ar vidi.
Cilvēks smagi cieš no saldūdens samazināšanās, bez tā spēj iztikt tikai dažas dienas. Ūdens daudzuma samazināšana organismā par 10-20% nopietni apdraud dzīvību.
Saldūdens trūkums rada nepieciešamību samazināt tā patēriņu tehniskām vajadzībām. Rezultāts varētu būt infekcijas slimību uzliesmojums, tāpēc ir tik svarīgi izstrādāt jaunus jūras ūdens atsāļošanas veidus.
Ņemot vērā darba intensitāti, ārējos faktorus, kultūras tradīcijas, cilvēks dienā patērē no diviem līdz četriem litriem ūdens. Saskaņā ar Pasaules Veselības organizācijas datiem ne vairāk kā 5% dzeramā ūdens var uzskatīt par pieņemamu lietošanai pārtikā.
Globāla problēma
Saldūdens rezerves uz mūsu planētas var uzskatīt par vienotu resursu. Lai varētu rēķināties ar pasaules rezervju ilgtermiņa attīstību, ir nepieciešams skaidrs globālo problēmu risinājums. Saldūdens trūkums ir īpaši aktuāls reģionos, kuros nav pilnvērtīgu un stabilu saldūdens avotu. Virszemes un pazemes avoti ir nožēlojamā stāvoklī.
Galvenās problēmas, kas negatīvi ietekmē ūdenstilpju (ezeru un upju) kvalitāti, ir saistītas ar šādiem faktoriem:
- nepietiekama tīrīšanasadzīves notekūdeņi;
- vāja rūpniecisko notekūdeņu kontrole;
- ūdensšķirtņu zaudēšana un iznīcināšana;
- racionāla rūpniecības uzņēmumu atrašanās vieta;
- mežu izciršana;
- slikta lauksaimniecība.
Rezultātā tiek pārkāpts ūdens ekosistēmas dabiskais līdzsvars, tiek apdraudēti saldūdens dzīvie resursi, kas izraisa saldūdens trūkumu uz zemes.
Problēmas mēroga novērtēšana
Ietekmē ūdenstilpju stāvokli, pesticīdu klātbūtni ūdenī un aizsprostu būvniecību, ūdens objektu izveidi, apūdeņošanas projektus.
Erozijai, mežu izciršanai, duļķošanās un pārtuksnešošanās arī ir negatīva ietekme uz ekosistēmas. Šādas problēmas rodas, jo sabiedrība nesaprot, cik nopietna ir nepareiza pieeja ūdens resursiem. Cilvēka saimnieciskā darbība, kas tiek organizēta, kaitējot dabai, rada saldūdens deficītu: problēmas un risinājumi - steidzams jautājums, kas licis cilvēcei pārskatīt savu attieksmi pret ūdens ekosistēmām.
Problēmas risināšanas veidi
Pirmkārt, ir jāizstrādā preventīvie pasākumi, kas ļaus izvairīties no dārgiem saldūdens resursu attīrīšanas, atjaunošanas un attīstības pasākumiem.
Ūdenim, kas nāk no akas, pašvaldības ūdensapgādes tīkla, ir jābūt iepriekš apstrādātam, lai tas atbilstu higiēnas standartiem.
Sasaldēšana
Viens no veidiem, kā iegūt svaigu ūdeni, irapsveriet jūras sasalšanu. Tieši šo paņēmienu izmanto tajos reģionos, kur ir nopietns saldūdens trūkums. Kādi ir šādas tehnoloģijas galvenie trūkumi? Sasaldēšana tiek veikta zemā temperatūrā, kas nozīmē ievērojamas enerģijas izmaksas. Sakarā ar enerģijas cenu pieaugumu šo saldūdens iegūšanas metodi diez vai var uzskatīt par ekonomisku un racionālu.
Svarīgi problēmas aspekti
Lai atrisinātu saldūdens trūkuma problēmu, zinātnieki ierosina veikt visaptverošu notekūdeņu attīrīšanu, izbūvējot pilnvērtīgas attīrīšanas sistēmas. Ūdens kvalitāti var novērtēt tikai tad, ja ir pieejami tā bakterioloģiskās un ķīmiskās analīzes rezultāti.
Kādas ir galvenās patērētāju izmantotā ūdens problēmas? Tas var saturēt nešķīstošas mehāniskas daļiņas, rūsu, koloidālas vielas. Tie ne tikai izraisa ātru kanalizācijas un ūdensvadu aizsērēšanu, bet arī negatīvi ietekmē cilvēka veselību, provocē daudzas infekcijas slimības.
Nepatīkama garša, krāsa, smarža – to visu sauc par organoleptiskajiem rādītājiem, kas var ietekmēt dzeramā ūdens kvalitāti. Daži organiskie savienojumi, sērūdeņradis un hlora atlikums var izraisīt šādas problēmas.
Lai uzlabotu dzeramā saldūdens kvalitāti, ir svarīgi arī novērtēt tā bakterioloģisko piesārņojumu. Šādu procesu cēlonis ir dažādi mikrobi vai baktērijas. Daļa notie var apdraudēt cilvēku veselību, tādēļ, neskatoties uz šāda dzeramā ūdens klātbūtni, to nevajadzētu lietot.
Bieži vien pat visnekaitīgākās baktērijas savas dzīves laikā veido organiskus produktus. Kad tie mijiedarbojas ar hloru un bromu, tiek iegūti kancerogēni un toksiski savienojumi.
Pie faktoriem, kas izraisa saldūdens trūkumu, var nosaukt ūdenstilpju piesārņojumu. Tas nozīmē to ekonomiskās nozīmes samazināšanos, biosfēras funkcijas, kas rodas, nonākot kaitīgām vielām. Piemēram, spēkstacijas, rūpnieciskās iekārtas izvada uzkarsētu ūdeni upēs un ezeros. Šādu procesu pavada ūdens temperatūras paaugstināšanās, skābekļa daudzuma samazināšanās, piemaisījumu toksicitātes palielināšanās un bioloģiskā līdzsvara pārkāpums.
Daudzos reģionos galvenie saldūdens avoti ir gruntsūdeņi, kas iepriekš tika uzskatīti par tīrākajiem. Cilvēku darbības rezultātā daudzi no šiem avotiem ir piesārņoti. Diemžēl piesārņojuma pakāpe bieži ir tik augsta, ka pazemes ūdens nav dzerams.
Secinājums
Dažādām vajadzībām cilvēce patērē milzīgu daudzumu saldūdens. Galvenie patērētāji ir lauksaimniecība un rūpniecības uzņēmumi. Ūdens ietilpīgākās nozares ir tērauda, kalnrūpniecības, ķīmiskās rūpniecības, celulozes un papīra, kā arī naftas ķīmijas rūpniecība. Vairāk nekā puse no visa rūpniecības uzņēmumu patērētā ūdens tiek izmantota to vajadzībām. Ja neizmantoaugstas kvalitātes attīrīšanas sistēmas, kas ļauj atkārtoti izmantot saldūdeni, šajā gadījumā pēc pāris gadiem saldūdens trūkums kļūs par liela mēroga katastrofu.
Vides speciālisti un ķīmiķi veic nopietnu pētniecisko darbu, kura mērķis ir atrast labākos veidus, kā atsāļot jūras ūdeni. Šobrīd jau tiek izmantotas inovatīvas dzeramā ūdens attīrīšanas metodes, lai samazinātu tā zudumus.
Turklāt īpaša uzmanība tiek pievērsta komplekso tīrīšanas sistēmu uzstādīšanai rūpniecības uzņēmumos. Tikai ar integrētu pieeju visiem jautājumiem, kas saistīti ar jūras ūdens atsāļošanu un attīrīšanu, mēs varam paļauties uz saldūdens trūkuma samazināšanu.
