что такое дефицит воды
К 2050 году половина населения Земли может остаться без пресной воды
Запасы пресной воды необходимой для питья, выращивания пищи, производства энергии и практически всего остального катастрофически сокращаются. Более двух миллиардов человек из 7,6-миллиардного населения Земли уже ощущают нехватку или совсем не имеют доступа к запасам чистой воды. Об этом говорится в новом отчете ООН, опубликованном в июне, где также сообщается, что мир не сможет достигнуть ранее поставленной цели обеспечить все население планеты чистой водой и приемлемым уровнем санитарии к 2030 году. В этом же отчете говорится, что к 2050 году половина населения планеты не будет иметь доступа к запасам безопасной по санитарным нормам воды.
Как не крути, а главные ресурс для человека это вода.
Когда на Земле закончится вода
Специалисты, подготовившие доклад, отмечают, что два ключевых фактора приближают проблему общемировой жажды: рост населения и климатические изменения. И первым вопросом, требующим решения, является поиск баланса между соотношением количества проживающих на планете людей и конечным объемом доступных запасов воды.
Топ 10 стран, где отмечается нехватка чистой воды. Соотношение общего числа жителей (пунктирный круг) к числу людей, не имеющих свободного доступа к чистой воде (закрашенный круг)
Индия за последнее время увеличила доступ к запасам чистой воды в сельской местности, но по-прежнему возглавляет список стран по количеству населения, испытывающих нехватку водоснабжения. Здесь свободного доступа к чистой воде не имеют более 163 миллионов человек. На втором месте находится Эфиопия. Там нехватку чистой воды испытывают 61 миллион человек. Положение дел здесь значительно улучшилось с начала 2000-х годов, однако по-прежнему большой процент местных жителей ощущают нехватку пресной воды.
Без разработки альтернативных методов и технологий, позволяющих опреснять морскую воду в больших объемах, человечеству в будущем придется полагаться лишь на те запасы пресной воды, которые к тому моменту останутся на планете.
Основной объем пресной воды используется в сельском хозяйстве, в основном для орошения сельскохозяйственных культур, выращивания скота, а также в искусственных морских фермах для выращивания рыбы и растительных культур, использующихся в пищевой промышленности. С ростом мирового населения возрастут и потребности в объемах сельскохозяйственного производства, отмечается в докладе. В течение последних десятилетий наблюдается замедление роста уровня водозабора из пресных озер и рек для обеспечения сельского и промышленного хозяйств, а также населенных пунктов, однако этот показатель по-прежнему опережает темпы роста населения планеты, установившиеся еще в 40-х годах прошлого века.
Объемы использования воды опережают показатель роста населения планеты
Сколько будет стоить вода в будущем
Это означает, что совсем скоро каждая капля пресной воды будет на вес золота. В итоге всем нам придется принимать очень непростые решения тех или иных вопросов. Заселяем поля сахарным тростником для производства этанола – не сможем вырастить продукты для пропитания семьи. Построим на реке гидроэлектростанцию и люди ниже по реке не смогут ловить рыбу. Начнем качать грунтовые воды для собственных нужд, к нам в гости придет очень недовольный сосед, которому воды станет не хватать. Это лишь малая часть тех компромиссов, с которыми придется столкнуться человечеству. По мнению ученых, дефицит пресной воды — это одна из самых крупных проблем, с которой предстоит столкнуться человечеству, живущему в мире высокой индустриализации и глобализации.
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс Дзен. Там можно найти много всего интересного, чего нет даже на нашем сайте.
«В мире просто недостаточно воды, чтобы удовлетворить все наши нужды», — говорит Паоло Д’Одорико, ученый-эколог из Калифорнийского университета в Беркли, чья команда провела анализ причинных связей между пищевым, водным и энергетическим дефицитом и опубликовала свои выводы в апреле этого года в журнале Reviews of Geophysics.
В выводах исследователей говорится, что в течение ближайших десятилетий ожидается существенное повышение потребления запасов воды энергетическим сектором. При этом альтернативные источники энергии проблему не решат, как многие могут подумать. Да, альтернативная энергия позволит снизить выбросы углекислого газа в атмосферу, но при этом способна навредить в других областях. Например, для выращивания биотопливных культур может потребоваться больше воды, чем при производстве и потреблении сгораемых видов топлива.
Ожидаемые объемы потребления воды энергетическим сектором для производства различных видов топлива. Под потребляемыми запасами воды понимаются невосполняемые источники. Прогноз основан с учетом заявленных мировыми державами обязательств постепенного отказа от горючих видов топлива, а также с учетом сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу
Почему исчезает вода
Как уже говорилось выше, вторым основным фактором, влияющим на сокращение запасов пресной воды в мире, является глобальное изменение климата на планете. Чем больше объемов парниковых газов накапливается в нашей атмосфере, задерживая тепло у ее поверхности, тем сильнее будут сокращаться запасы пресной воды. Повышение средней мировой температуры приводит к изменению погодных факторов, что в свою очередь оборачивается нарушением циклического круговорота воды в природе. В результате экологические катастрофы (наводнения, засуха и прочие) становятся более частными явлениями на нашей нагревающейся планете. Нарушается экологический баланс: в местах, где люди не нуждаются в дополнительных запасах воды, воды становится еще больше, а там, где нуждаются, ее становится еще меньше.
Чтобы не пропустить ничего интересного из мира высоких технологий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram. Там вы узнаете много нового.
На карте ниже отображен водный стресс (нарушение баланса между водопользованием и водными ресурсами) каким ом ожидается к 2040 году. Карта построена с учетом «стандартного» сценария, при неуклонном росте объемов выбросов углекислого газа в атмосферу. Более повышенный водный стресс ожидается в областях, где уровень водоснабжения и без того уязвим вследствие засушливого климата и роста населения.
Водный стресс стран мира, прогнозируемый к 2040 году
Крупные города сильнее всего почувствуют дефицит воды. Ранее в этом году с этой проблемой уже столкнулись 4 миллиона жителей Кейптауна (ЮАР). В январе местное правительство объявило, что воды хватит только на 90 дней. По прогнозам ее запасы должны были полностью иссякнуть в апреле. Только с помощью запоздалых и отчаянных мер, направленных на сокращение потребления воды сельскохозяйственным сектором жители города смогли «дотянуть» до мая, когда начался затяжной сезон дождей. Проблема нехватки воды в городе не решена до сих пор. И таких городов, по мнению ученых, в ближайшие 20-30 лет станет гораздо больше.
К 2050 году от 3,5 до 4,4 миллиарда человек в мире будут ограничены в доступе к чистой пресной воде, причем более 1 миллиарда человек из этого числа – это жители крупных городов. Среди 482 попавших в исследование городов и населенных пунктов более четверти в будущем столкнутся с проблемой нехватки пресной воды для обеспечения всех потребностей. Основным фактором, влияющим на рост дефицита пресной воды, что логично, называется рост самих городов и его населения. Например, в США на первом месте по дефициту воды в будущем стоит Лос-Анджелес, поскольку его население по прогнозам будет расти даже несмотря на климатические изменения, которые также сократят его водные запасы. В целом ситуация с водой в городах станет хуже, если один из секторов их экономики получит приоритет на использование имеющихся запасов, отмечается в исследовании.
Топ 20 городов, которые, согласно прогнозам, столкнутся с крупнейшим водным кризисом к 2050 году
При виде таких прогнозов очень легко впасть в отчаяние. Однако ученые сохраняют надежду и предлагают альтернативные варианты дальнейшего развития событий. Например, результаты компьютерных моделирований, проведенных специалистами Массачусетского технологического института показали, что выбор политических решений, направленных на борьбу с климатическими изменениями, как это было с Парижским соглашением в 2015 году, позволят снизить последствия ожидающей нас нехватки воды. Если мировая общественность продолжит принимать подобные решения в будущем, то, например, 60 миллионов жителей стран Азии смогут избежать катастрофического дефицита воды, прогнозируемого к 2050 году, говорят ученые.
Заходите в наш специальный Telegram-чат. Там всегда есть с кем обсудить новости из мира высоких технологий.
Одного Парижского соглашения конечно же будет недостаточно. Ученые предлагают более конкретные решения. Например, опыт Кейптауна показал, что правительствам и местным городским чиновникам необходимо выработать более грамотные стратегии, направленные на сохранения запасов пресной воды. То же повышение цен на воду до точки, при которой люди стали бы ее больше ценить и тратить в умеренных объемах позволило бы снизить нагрузку на ее запасы.
«Люди считают, что решить проблему дефицита воды можно одними лишь технлогиями, но мы считаем, что не менее важным этом вопросе является изменение нашего собственного поведения и отношения», — говорит Мартина Флёрке, гидролог и эколог Университета Касселя (Германия).
«Нам необходимо понять, что вода — очень ценный ресурс, критически необходимый для функционирования всей мировой экосистемы, и мы должны о нем заботится. Только в этом случае мы сможем справиться с проблемами».
Недостаток питьевой воды
Недостаток питьевой воды является одной из наиболее серьезных экологических проблем современности. Какие-то государства и народы встретились с ней уже давно, а каким-то только предстоит это сделать, если они немедленно не примут меры по распространению очистительных сооружений и экономии воды.
Так или иначе, вопрос стоит невероятно остро для каждого государства, только кому-то жизненно необходимо принимать меры уже сейчас, а кто-то может подождать еще несколько лет.
В этой статье речь пойдет о том, в чем заключается дефицит воды, в каких странах он распространен и как можно с ним бороться. Более того, будут рассмотрены основные пресные водоемы и самые широко распространенные причины нехватки пресной воды. В самом конце мы расскажем о том, как протекает эта проблема в России и как с ней справляться.
Всемирная водная проблема
Нужно четко понимать, как обстоят дела по всему земному шару. Если брать в расчет статистику, то в среднем почти каждая пятая часть общего населения Земли проживает в регионах, в которых распространен сильный дефицит пригодной для питья воды.
Еще четвертая часть проживает на территории стран, вышедших на путь развития. Эти государства также испытывают недостаток воды. Это напрямую связано с отсутствием инфраструктуры, которая нужна для того чтобы забирать воду из поврежденных водоемов и подвергать её очистке. Эта проблема наблюдается даже в странах, где присутствуют большие запасы питьевой воды, ведь из-за обильного выпадения осадков и человеческого влияния она утрачивает свою чистоту и безопасность.
Всё зависит не только от исходного качества воды, но и от того, как она используется, распределяется и охраняется. Чуть ли ни главной проблемой может считаться загрязнение. Проблема очень сильно влияет на общие водные запасы. Загрязнению способствуют крупные промышленные предприятия, смыв полевых удобрений и проникновение соленой влаги.
Запасы пресной воды на Земле
На сегодняшний день общий запас воды, пригодной для питья, составляет чуть больше 1.4 миллиарда кубических метров. Таким образом, на каждого человека в среднем приходится около двухсот миллионов кубов.
На первый взгляд может показаться, что запасы невероятно велики, но это далеко не так. Важно учитывать, что свыше 95 процентов всех запасов – соленые водоемы, находящиеся в Мировом океане. Всем и так очевидно, что такая вода непригодна для употребления. А еще один процент общих запасов – воды, расположенные под поверхностью земли.
Если подвести итог по вышесказанному, то можно заметить, что всего лишь два с половиной процента от общего количества воды на поверхности Земли пригодно для питья. Также не менее важно учитывать, что вся чистая вода, используемая человеком, берется из пресных рек и озер, в то время как основные запасы расположены в ледниках и далеких горизонтах.
Причины водного кризиса
Как бы печально это ни звучало, для людей, живущих в регионах Африки, пострадавших от многочисленных засух, вода стала самой настоящей роскошью. Нехватка питьевой воды здесь как никогда актуальна, и это не шутки, ведь зачастую людям приходятся каждый день проходить десятки километров, чтобы найти пригодный источник.
Общую картину ухудшает еще и то, что даже если они найдут этот самый источник, то им придется бороться с многочисленными заболеваниями, которые нередко передаются через воду. Вся эта ситуация отражается на экономическом развитии страны, потому что оно страдает, когда люди вынуждены бороться за основные потребности.
Основными причинами дефицита пресной воды можно считать:
Этот список можно продолжать еще долго, но в этом нет никакого смысла, всё понятно и без этого.
Пути решения проблемы нехватки воды
Проблема дефицита пресной воды глобальна и распространена по всему земному шару. Решить её в один миг – невозможно, в противном случае это было бы уже давно сделано. Однако, есть ряд рекомендаций, соблюдая которые удастся сохранить, а то и увеличить запасы пресной воды по всему миру.
От одного человека мало что зависит, эффект можно получить, лишь работая сообща:
Какие страны испытывают недостаток пресной воды
В рейтинг самых бедствующих стран с точки зрения общих запасов пригодной для питья воды входят:
Конечно же есть еще ряд частей света, страдающих от проблем с питьевой водой, однако дела там обстоят намного лучше, чем в вышеперечисленных государствах. Две третьих части от общего населения планеты страдает от недостатка воды, и 75% из них проживают на территории этих стран.
Нехватка пресной воды в России
Несмотря на то, что население Российской Федерации не страдает от недостатков пресной воды, долгосрочные прогнозы отнюдь не утешительны. Если руководствоваться лишь предположениями экспертов в этой области, то через тридцать лет общие запасы воды, пригодной для питья, уменьшатся практически в два раза.
Важно еще раз отметить, что лишь одна четвертая часть всей пресной воды на планете расположена в реках и озерах, все остальное – в ледниках и глубинных вод за горизонтом. Самыми распространенными источниками пресной воды считаются Верхнее озеро и Байкал, именно они по праву считаются одними из самых больших хранилищ пресной воды. Для питья пригодны не только воды озер, но и воды рек, однако в намного меньшей степени.
Государства, в том числе и Российская Федерация, не стоят на месте и предпринимают меры по сохранению воды, создавая искусственные водоемы, в которых и хранится пресная вода.
Главная мысль заключается в том, что не бывает ничего бесконечного. Сейчас население РФ не сталкивается с проблемой дефицита воды, но нет никаких гарантий того, что такая тенденция сохранится. Очень важно предпринимать действия по сохранению водных запасов.
Способы решения проблемы
Все основные техники, благодаря которым можно сохранить общие запасы воды, уже были приведены выше, однако, существует еще ряд идей, за счет которых можно этого добиться:
Вопросы и ответы
Вопрос: Есть ли какие-то дополнительные причины дефицита пресной воды?
Ответ: Да, естественно. Более того, причины создают обычные люди, порой даже не замечая этого. Любой человек, оставляющий кран открытым, тратящий слишком много воды впустую, способствует снижению общих запасов. Конечно же, невозможно и неправильно выделять кого-то одного. Лишние траты одного человека – ничто, однако все лишние водные затраты обычных людей в совокупности крайне сильно урезают общие запасы.
Вопрос: Могут ли возникнуть какие-то дополнительные проблемы, из-за которых резко уменьшатся запасы пресной воды?
Ответ: Ничего нельзя исключать, ведь люди не застрахованы от возникновения тех или иных природных катаклизмов, для решения последствий которых потребуется много питьевой воды. Возможно всё, но на вопрос нельзя ответить точно.
Война за чистую воду: как самая распространенная жидкость оказалась в дефиците
Пресная вода составляет только 2,5 % от мировых запасов: она может стать одним из самых ценных ресурсов в мире, вокруг разразятся региональные или даже глобальные войны. Рассказываем, как этого не допустить.
Читайте «Хайтек» в
Почему может случиться дефицит пресной воды
Дефицит питьевой воды связан с последствиями изменения климата, с деятельностью человека, приводящей к сокращению водных ресурсов из-за загрязнения пресноводных экосистем, а также с последствиями урбанизации и изменений в землепользовании.
По статистике, практически 1/5 часть мирового населения живет в районах, в которых наблюдается серьёзная нехватка чистой питьевой воды. Кроме того, 1/4 населения живёт в развивающихся странах, которые испытывают нехватку воды из-за отсутствия инфраструктуры, необходимой для её забора из водоносных пластов и рек.
Одной из основных является проблема загрязнения пресной воды, существенно сокращающего имеющиеся запасы. Этому загрязнению способствуют промышленные выбросы и стоки, смыв удобрений с полей, а также проникновение соленой воды в прибрежных зонах в водоносные слои из-за откачивания грунтовых вод.
Как загрязняется пресная вода
Глобальное загрязнение водоемов
Как распределены водные ресурсы мира
Примерно третья часть из всех запасов пресной воды сосредоточена в Южной Америке, четвертая ее часть находится в Азии, а на страны постсоветского пространства приходится чуть больше 20%. И только около 2% распределено на Ближний Восток и Северную Африку.
Наибольшими же потребителями пресной воды считается Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Россия. При этом особо остро дефицит питьевой воды наблюдается в Китае, Индии и на всей территории Африки.
Помимо нехватки пресной воды, есть еще одна актуальная проблема — ее качество. Его ухудшение напрямую зависит от повышенного уровня загрязнения окружающей среды. В большинстве случаев причиной этому становится человеческая деятельность и перенаселение.
Как фильтровать воду, чтобы она была не опасна
Чистой питьевую воду, строго говоря, называть нельзя. С точки зрения химика чистая вода — это дистиллят, свободный от всех примесей и микроорганизмов. Для микробиолога чистая вода — идеальная среда для бактерий. Для нас чистая вода — жидкость, обогащенная минералами, которую можно без риска для здоровья пить ежедневно.
На сегодняшний день не существует единого универсального метода очистки пресной воды — его выбор зависит от состава воды, требований к ней и сферы дальнейшего использования. К примеру существуют озоновые, осмотические, фильтрационные и ионные системы очистки, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы.
Самой перспективной пока является технология нанофильтрации. Этот метод эффективно устранит даже галогенные органические и хлорсодержащие примеси в воде без использования агрессивных реагентов. Используют нанофильтрацию в Голландии, США и Франции. Этот способ — один из самых дорогостоящих, поэтому он не используется массово. Даже в странах, где применяют технологию нанофильтрации, делают это лишь для очистки воды, имеющей специальное назначение.
Способы фильтрации воды будущего
Корейские исследователи представили новую технологию, которая делает морскую воду пригодной для питья за несколько минут. Ученые использовали процесс мембранной дистилляции, который позволил добиться 99,9% очистки воды от соли. Они уверены, что решение облегчит кризис питьевой воды, усугубляемый изменением климата.
В новом исследовании подробно описывается способ очистки морской воды с помощью мембраны из нановолокна в качестве солевого фильтра. Хотя ученые раньше уже использовали мембранную дистилляцию, они сталкивались с проблемой, которая замедляла процесс. Если мембрана становилась слишком влажной или заливалась водой, она больше не могла отделять соль.
Поэтому ученым приходилось ждать, пока мембрана высохнет, либо придумывать дополнительные решения, например, использовать воздух под давлением, чтобы выпустить из пор застрявшую воду.
Исследователи из Даляньского морского университета в Китае разработали новую опреснительную установку, которая может плавать на поверхности морской воды, эффективно поглощать солнечную энергию и использовать это тепло для испарения воды.
Сам блок состоит из трех слоев: основная часть — это вспененный полиэтилен, который помогает ему плавать и действует как теплоизолятор. Снаружи пенопласт завернут в специальную бумагу — абсорбирующий материал, используемый в одноразовых подгузниках. Он отводит воду вверх к поверхности.
Важно отметить, что устройству удается избежать одной серьезной ошибки — загрязнения из-за накопления солей на поверхности. Со временем это снижает его эффективность.
В ходе испытаний команда выяснила, что солевой слой не образовался. Это свидетельствует о том, что специальные поры на покрытии блока отводят соль и сбрасывают ее обратно в морскую воду. Еще одно преимущество, по словам команды, заключается в том, что бумажный материал можно повторно использовать более 30 раз.
Химики из Кардиффского университета создали катализатор для мгновенной дезинфекции воды на основе частиц палладия и золота.
Авторы работы обнаружили, что в процессе синтеза H2O2 возникает множество других молекул, содержащих кислород, которые в десятки и сотни миллионов раз активнее взаимодействуют с микробами, чем перекись и хлорка.
Подобный уровень бактерицидности этих соединений, как отмечают Хатчинс и его коллеги, позволяет проводить практически мгновенную очистку воды от микробов, спор и прочих органических загрязнений, способных негативно повлиять на здоровье человека.
Химики Калифорнийского университета в Беркли нашли способ упростить удаление из воды токсичных металлов — ртути и бора.
Новый метод на основе мембран удаляет почти 100% токсичных металлов и выделяет ценные металлы для последующего использования или утилизации. По словам авторов, мембрану легко интегрировать в нынешние системы очистки воды.
В процессе разработки химики из Калифорнийского университета в Беркли синтезировали гибкие полимерные мембраны с наночастицами, которые могут быть настроены на поглощение определенных ионов металлов, например, золота или урана.
Мембрану можно настроить на какой-то определенный тип частиц, которые она будет поглощать.
Ученые из Массачусетского технологического института использовали заболонь нецветущих деревьев при создании фильтра для питьевой воды из натуральных материалов.
Они изготовили новые ксилемные фильтры, которые отфильтровывают такие патогены, такие как кишечная палочка и ротавирус. Лабораторные тесты подтвердили, что их разработка удаляет бактерии из загрязненных родников и грунтовых вод. Также ученые разработали простые методы для продления срока годности фильтров. В итоге, древесные диски могут очищать воду не менее двух лет.
Последствия дефицита воды
Недостаток чистой воды вынуждает людей использовать для питья воду из небезопасных источников, что сопряжено с повышенным риском ущерба для здоровья. Потребление загрязненной пресной воды приводит к ухудшению условий жизни, развитию серьёзных заболеваний — вплоть до смертельных исходов.
Из-за нехватки воды существует практика хранения воды в жилищах, что может существенно повысить риск загрязнения и привести к созданию благоприятных условий для размножения вредных бактерий. Также серьёзной является проблема гигиены: люди не могут надлежащим образом мыться, стирать одежду и содержать в чистоте свои дома.
Если не принимать никаких мер, то к 2030 году без удовлетворительной очистки воды будут оставаться почти 5 млрд человек — около 67 % населения планеты.
Сегодня на каждого жителя Земли приходится около 750м³ в год пресной воды, к 2050 году это количество уменьшится до 450 м³. До 80% стран мира окажутся в зоне, которая по классификации ООН относится к категории ниже черты дефицита водных ресурсов.
Только в Африке к 2020 году из-за изменений климата в такой ситуации окажутся от 75 до 250 млн человек. Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения.
Уже сейчас от недостатка питьевой воды страдает большая часть Индии.