Проблемы пресной воды

Министерство образования  науки молодежи и спорта Украины

Донбасская государственная  машиностроительная академия

 

 

 

РЕФЕРАТ

с дисциплины «Основы экологии»

по теме

«Проблемы пресной воды»

 

 

           

                              Выполнила

Студентка гр. ИТ-13-2

Рыбалко Марина Игоревна

                            

 

          

                             Проверила

Доцент кафедры 

химии и охраны труда

Зеленская Виктория Анатольевна 

 

 

 

 

 

Краматорск 2014

Содержание 

1. Введение…………………………………………….………….…………3
2. Вода………………………………….……………….………….………...3
3. Водная среда………………………………………..……………...…….3
4. Водный баланс Земли…………………………..…………....……...…5
5. Пресная вода………………………………………………….……..…..5
6. Проблемы пресной воды…….. ……….………………………………....7
7. Пути решения водной проблемы человечества..…………..………...8
8. Меры по охране и экономному расходованию водных ресурс…....9
9. Проведения опыта в быту………………………………………….…..11
10. Заключение…………………………………………………………….…14
11. Список используемой литературы……………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

           Если воды вокруг так много, то надо ли ее беречь?! Среди множества проблем, стоящих сегодня перед человечеством, наиболее актуальными являются социальная, экологическая, энергетическая и водная…

21-е столетие    характеризуется   интенсивным   ростом населения     Земли, развитием урбанизации.  Появились города-гиганты с населением  более 10-ти млн. человек. Развитие  промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства   привели  к  тому, что   антропогенное воздействие на  окружающую среду приняло глобальный  характер.

Повышение эффективности  мер по охране окружающей среды связано, прежде всего, с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических  процессов, уменьшением загрязнения  воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой  весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники  практически всех специальностей, которые  связаны с хозяйственной деятельностью  в  населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной  и водной среды.

Чтобы начать изучение  пресной  воды, для начала мы познакомимся с  таким понятием, как вода.

2) Вода

Вода — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н₂O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. Вода — среда обитания многих водных растений и животных. Одни из них всю жизнь проводят в воде, а другие находятся в водной среде лишь в начале своей жизни.

Рис.1. Модель одинарной ковалентной связи (электронная плотность выделена красным цветом)

Ковалентная связь (атомная связь, гомеополярная связь) — химическая связь, образованная перекрытием (обобществлением) пары валентныхэлектронных облаков. Обеспечивающие связь электронные облака (электроны) называются общей электронной парой.

 

3)Водная среда

Все живое на нашей планете  освоили все четыре среды обитания, которые сильно различаются по специфике условий: водная, наземно-воздушная, почва и живые организмы как среда обитания.

Но водная среда было первой, в которой возникла и распространилась жизнь.

Эта водная стихия имеет ряд специфических свойств, таких, как большая плотность, сильные перепады давления, относительно малое содержание кислорода, сильное поглощение солнечных лучей и др.

Водоемы и отдельные их участки различаются, кроме того, солевым режимом, скоростью горизонтальных перемещений (течений), содержанием  взвешенных частиц.

Но водная среда – это не только сама по себе вода, но и те растения, придонная почва и многое другое относится к среде обитания в воде.

В океанах и морях также  важна и толща воды (глубина) и  дно. Но к этому относится и  кромка берега, заливаемая во время  приливов.

И в каждой этой горизонтальной плоскости есть различия и по освещенности солнцем и давлением.

 Водную среду обитания образуют важнейшие компоненты гидросферы Земли входят: Мировой океан, континентальные воды и подземные воды. К континентальным водам относятся реки, озера и ледники. Водная среда обитания является исходной для всех земных форм жизни.

 

 

 

 

Потребление водных ресурсов

Область потребления	Объемы потребления
Сельское хозяйство	69%
Промышленность	21%
Коммунальное хозяйство	6%
Водохранилища	4%

 

 

 

 

4) Водный баланс земли

Чтобы представить, сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы. Более 94% ее составляет Мировой океан. Другая часть (4%) – подземные воды. При этом следует учесть, что большая их часть относится к глубинным рассолам, а пресные воды составляют 1/15 долю. З начителен также объем льда полярных ледников: с пересчетом на воду он достигает 24 млн. км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше – 230 тыс. км., а в руслах рек содержится всего лишь 1200 м. Воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды, реки играют очень большую роль: они, как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод, исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн. км³., или только 0,15% всего объема гидросферы.

5) Пресная вода

Пресная вода составляет всего 3% от общих запасов  воды на нашей планете, но бесценные  источники пресной воды преподносят  много сюрпризов. Вся жизнь на Земле, в конечном счете, зависит от пресной воды. Солнце и пресная вода доминируют в жизни всех животных и растений на земле, и вызывают сезонные миграции.

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту  воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км3 в год.

86% этого количества приходится  на соленые воды Мирового океана  и внутренних морей - Каспийского.  Аральского и др.; остальное испаряется на суше, причем половина благодаря транспирации влаги растениями. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно 1250 мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Природный дистиллятор питается энергией Солнца и отбирает примерно 20% этой энергии.

Всего 2% гидросферы приходится на пресные воды, но они постоянно  возобновляются. Скорость возобновления  и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных  вод -- 85% -- сосредоточена во льдах  полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10--12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек.

Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную  эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и  океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и  водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается  корень зла. На самом деле все обстоит  гораздо серьезнее. Даже при самой  совершенной очистке, включая биологическую, все растворенные неорганические вещества и до 10% органических загрязняющих веществ остаются в очищенных сточных водах. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек.

Мировой водохозяйственный  баланс показал, что на все виды водопользования  тратится 2200 км воды в год. На разбавление  стоков уходит почти 20% ресурсов пресных  вод мира. Расчеты на 2000 г. в предположении, что нормы водопотребления уменьшатся, а очистка охватит все сточные  воды, показали, что все равно  ежегодно потребуется 30 --35 тыс. км пресной  воды на разбавление сточных вод. Это означает, что ресурсы полного  мирового речного стока будут  близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды "портит" 10 км речной воды, а не очищенной -- в 3--5 раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится непригодной для потребления.

Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость  заставляет изолировать антропогенный  водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод.

Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального  водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая  целые географические районы. Потребность  в воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения мира. Объем  потребляемой воды зависят от региона  и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии -- 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности -- сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды -- сельское хозяйство: на его нужды уходит 70--80% всей пресной воды. Орошаемое земледелие занимает лишь 15--17% площади сельскохозяйственных угодий, а дает половину всей продукции. Почти 70% посевов хлопчатника в мире существует благодаря орошению.

 

6) Проблемы пресной воды

Проблемы пресной  воды привлекают особое внимание, поскольку, с одной стороны, вода является ключевым компонентом экосистем, а с другой стороны, – около одной трети  мирового населения угрожает хронический  дефицит воды уже через несколько  десятилетий. Это и другие обстоятельства определили провозглашение Десятилетия  пресной воды ООН (2005–2015 гг.). Следующие  факты характеризуют современное  состояние глобальных водных ресурсов: 
 •Общий объем водных ресурсов на Земле составляет примерно 1,4 млрд. км3. 
 •Объем пресноводных ресурсов равен примерно 35 млн. км3, или 2,5% от общего объема воды. 
 •Из этих пресноводных ресурсов около 24 млн. км3, или 68,9%, существуют в виде льда и постоянного снежного покрова в горах, Антарктике и Арктике. 
 •Около 8 млн. км3, или 30,8%, находятся под землей в форме грунтовых вод (в мелких и глубоких бассейнах грунтовых вод глубиной до 2000 метров), почвенной влаги, болотной воды и вечной мерзлоты. 
 •В пресноводных озерах и реках содержится примерно 105 000 км3, или 0,3% мировых запасов пресной воды. 
 •Общий объем запасов пригодной к потреблению экосистемами и населением пресной воды составляет примерно 200 000 км3, т.е. менее 1% всех запасов пресной воды. 
 •3011 пресноводных биологических видов внесены в перечень видов, находящихся под угрозой, или исчезнувших видов, 1039 из них – это рыбы. Четыре из пяти существующих видов речных дельфинов и два из трех существующих видов ламантинов, примерно 40 видов пресноводных черепах и более 400 видов пресноводных моллюсков находятся под угрозой уничтожения. 
 •Годовой забор грунтовых вод оценивается в 600–700 км3, или около 20% мирового забора воды. Около 1,5 млрд. человек используют для питья грунтовые воды. 
 •По оценкам в 2000 году на сельское хозяйство пришлось 70% мирового расхода пресной воды. 
 •Потребление воды на душу населения в развитых странах в среднем примерно в 10 раз больше, чем в развивающихся странах. В развитых странах этот показатель варьируется в диапазоне от 500 до 800 литров в сутки, а в развивающихся странах – от 60 до 150 литров в сутки. 
 •На промышленное потребление приходится около 20% мирового забора пресной воды. От 57 до 69% мирового забора воды используется для производства электроэнергии на гидроэлектростанциях и атомных электростанциях, 30–40% – в промышленных процессах, а 0,5–3% – для нужд тепловой энергетики. 
          В целом следует констатировать, что снабжение чистой водой в достаточных количествах имеет фундаментальное значение для достижения целей социально-экономического развития и охраны окружающей среды. Серьезное беспокойство вызывают, в этой связи, усиливающиеся антропогенные воздействия на окружающую среду. Так, например, площадь пресноводных ветландов, играющих важную роль в природном очищении вод и в формировании круговорота воды, уменьшилась за последние 20 лет примерно вдвое. Между тем, согласно экономическим оценкам роли функционирования ветландов их потери эквивалентны 20 тыс. долл./га год. Около 20% из 10 тыс. видов пресноводных рыб находятся из грани уничтожения или уже перестали существовать. Число крупных плотин в мире возросло с 5 тыс. в 1950 г. до более 45 тыс. в настоящее время, что сопровождалось негативными экологическими последствиями. 

7) Пути решения водной проблемы человечества

• уменьшение водоемкости производственных процессов и сокращение потерь воды.
• сооружение водохранилищ (США, Россия), регулирующих речной сток.
• территориальное перераспределение речного стока (США, Канада, Австралия, Индия, Мексика, Китай, Египет, страны СНГ)
• транспортировка айсбергов из Антарктики
• сбор в подземных хранилищах дождевых и талых вод
• замкнутое оборотное хозяйство
• прекращение сброса промышленных, сельскохозяйственных и коммунально-бытовых сточных вод во внутренние водоемы и моря.
• опреснение морской воды (применяется в странах Персидского залива, Средиземноморья, в Туркменистане на Каспийском море)

 

8) Меры по охране и экономному расходованию водных ресурсов

Серьезные меры предпринимаются для предотвращения растущего загрязнения водных объектов сточными водами. Сточные воды - это  воды, отводимые после использования  в бытовой и производственной деятельности человека. По своей природе  загрязнения делятся на минеральные, органические, бактериологические и биологические. Критерием вредности сточных вод считаются характер и степень ограничения водопользования. Качество природных вод в Казахстане нормируется в местах водопользования. Разработанные нормативные показатели – предельно допустимые концентрации содержания вредных веществ в воде водных объектов различного назначения - относятся к составу воды в водоемах, а не к составу сточных вод.

В настоящее  время осуществляется переход на систему нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ). Значения ПДВ определяются для каждого конкретного источника  выбросов с таким расчетом, чтобы  совокупные выбросы от всех источников в регионе не превышали норматива  ПДК. Использование нормативов ПДВ  облегчит планирование и контроль природоохранной  деятельности, повысит ответственность предприятии за соблюдение природоохранных требований, устранит конфликтные ситуации. Из общего количества сточных вод 69% является, условна чистыми, 18%—загрязненными и 13%—нормативно-очищенными. Строгие критерии для деления промышленных сточных вод на нормативно-очищенные, загрязненные и условно-чистые отсутствуют. Неочищенные сточные воды нуждаются в многократном разбавлении их чистой водой. Особенно загрязняющими являются производства нефтеперерабатывающей, целлюлозно-бумажной и химической промышленности. Нормативно-очищенные воды тоже содержат загрязнения, и для их разбавления требуется на каждый 1 м³ до 6—12 м³ свежей воды. Очистка сточных вод осуществляется механическими, физико-химическими и биологическими методами.  Наиболее дешевая — механическая очистка — применяется для выделения взвесей.

Основным  рыночным, методом регулирования  природоохранной деятельности является плата за загрязнение. Выделяются два  вида платы за единицу выбросов и  плата за пользование общественными  очистными сооружениями. Уровень  платы в первом случае определяется желаемым качеством среды. Механизм подобной платы автоматически обеспечивает оптимальное распределение ресурсов. Плата за использование очистных сооружений включает основную плату за сброс нормативных сточных вод, дополнительную плату за сверхнормативный сброс, плату за транспортировку воды и плату за обслуживание водной инспекцией.    Для оценки загрязнения речных вод  используется показатель условного загрязнения. Размер платы зависит от возраста очистных сооружений, способности водоемов к самоочищению, а также состава стоков. Механизм плат наиболее эффективен в условиях чистой конкуренции, когда каждая фирма стремится минимизировать затраты на единицу выпуска. В условиях монополий фирмы могут не ставить себе такой цели, поэтому в монополизированных отраслях получают преимущества методы прямого административного регулирования.

 

 

 

 

 

 

 

9) Проведение опыта в быту

1. Произведем замер расхода воды дома (литровая банка и секундомер).

 

1)Примерный расход при среднем напоре воды:

• 10 секунд – 1 л
• 1 минута – 6 л
• 5 минут – 30 л
• 10 минут – 60 л

Условные обозначения:

• приём душа (10 – 13 мин.) - Д
• приём ванны (250 л) - В
• умывание, чистка зубов, гигиена (5 мин.) - Г
• мытье посуды (10 мин.) - П
• приготовление пищи - ПП
• сливной бачек унитаза (5 л) - СБ
• стирка (автомат – 25 л) - С
• влажная уборка квартиры (10 л) - УП

Подсчет кол-ва затрат воды за неделю

	Пн.	Вт.	Ср.	Чт.	Пт.	Сб.	Вс.
Д	2	2	3	1	3	1
В							3
Г	4	4	4	4	4	4	4
П	1	2	2	1	2	2	3
ПП		1	1	1	1	1	2
СБ	14	12	15	14	16	18	21
С							3
УП			1			1

 

Расход воды в моей семье за неделю при среднем напоре воды.

Примерный расход семьи в день – 636 л воды.

Расход  на одного человека в день – 159 л  воды.

 

 

 

Возможные способы экономии воды в нашей  семье.

1. Мыть посуду (наполнив раковину горячей водой и закрыв пробкой содержимое).
2. Чистив зубы, не просто открыть кран и течет вода, пока вы чистите зубы, а налить в стакан воды и чистить зубы экономно.

Сравним расход воды моей семьей за неделю при экономном ее использовании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примерный расход семьи в день – 564 л воды.

Расход  на одного человека в день – 141 л  воды.

 

 

 

Результат экономного использования  воды.

Экономия в день на человека составила – 18 л воды.

Нашей семье  можно сэкономить!

• В день – 72 л
• В месяц – 2 160 л
• В год – 26 280 л

 

 

 

 

 

10) Заключение

Составные части гидросферы

Гидросфера = Мировой океан + вода суши + вода в  атмосфере. Без воды не может быть жизни. Для многих растений и животных – это среда обитания, необходимое  условие для выполнения жизненно важных отправлений: питания, дыхания, передвижения, размножения.

 

Круговорот воды в природе

Огромные массы воды испаряются с поверхности океана и дают начало облакам, которые переносятся ветрами  на сотни и тысячи километров. Облака частично снова отдают свою воду океану, а часть несут на материк.

 

Источники пресной воды

Ледники образованы пресным льдом, и поэтому их можно назвать  кладовыми пресной воды

 

Как используется пресная  вода человеком?

Вода необходима человеку не только для питья и приготовления  пищи. Водой мы моемся. Вода нужна  для поддержания чистоты в  жилищах, общественных зданиях, улицах. Вода переносит тепло по трубам и  обогревает воздух в домах, где живут  и работают люди. Многие культурные растения нуждаются в дополнительной поливке. Ни одна отрасль промышленности не обходится без воды.

 

Значение воды в природе

Академик  А.П. Карпинский писал, что вода –  это не просто минеральное сырье, это не только средство для развития промышленности и сельского хозяйства, вода – это действенный проводник  культуры, это та же кровь, которая  создает жизнь там, где ее не было.

 

Роль воды в жизни  животных, растений и человека

Вода играет важную роль в жизни живых организмов. Для многих растений и животных она  является средой обитания, источником пищи и кислорода, да и сами живые  организмы могут содержать до 99% воды.

 

 

 

Мы должны помнить о том, что  человек сам состоит на 75% из воды. Ежедневно каждый из нас потребляет 300-400 литров воды. В год 110-150 куб. м воды. И правда говорят: « без воды ни туды и ни сюды».

Вода  - это жизнь, не смотря на то, что  планета  больше чем на 70%  покрыта водой, проблема пресной воды с каждым годом становится острее. Значит, воду надо беречь и это дело каждого. Надо помнить, что каждый из нас может внести посильный вклад в решение этой проблемы.

Давайте остановим загрязнение!

Начни с себя!

 

 

 

 

   11) Список используемой литературы

• Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. "Экология"
• Е.М. Сергеев, Г.Л. Кофф. "Рациональное использование и охрана окружающей среды городов"
• И.Ф. Ливчак, Ю.В. Воронов. "Охрана окружающей среды"
• В.И. Артамонов "Растения и чистота природной среды",
• Стадницкий Г.В. Экология: Учеб. пособие для химико-технологических вузов/Г.В. Стадницкий, А.И. Родионов. - М.: Высш.школа, 1988. - 272 с.
• Степановских А.С. Экология: Учебник для вузов.- М.: ЮНИТИ – ДАНА, 2001. – 703 с
• Охрана окружающей среды: Учеб. для техн. спец. вузов /С.В.Белов, Ф.А.Барбинов, А.Ф.Козьяков и др.; Под ред. С.В.Белова. - М.:Высш.

школа, 1991. - 319 с.