168502 (Вода и здоровье населения), страница 4

Речки и ручьи – источники пресной воды, которая обновляется наиболее быстро в сравнении с другими составными биосферы. Имея небольшую мгновенную массу (около 1,2∙1012 т), они втечение года доставляют воды в 37-38 раз больше (около 4,5∙1013 т), нежели сами водоемы. Средняя минерализация этих вод ~ 90 мг/л. Соленые реки встречаются очень редко. Это в большинстве своём реки, которые питаются солеными подземными водами или имеют в своих руслах залежи солей. Химический состав речных вод определяется преимущественно особенностями почв, растительности, климата территорий, по которым они текут, и характеризуется средними показателями (таблица 2.2)

Таблица 2.2. Средний химический состав речных вод, мг/л[14].

Общая масса воды в живых организмах составляет около 1,12∙1012 т.

Вода в биосфере пребывает в непрерывном движении, принимает участие в геологическом и биологическом круговоротах веществ. Круговорот воды в природе – это непрерывный процесс движения и обмена водой между составными гидросферы под влиянием тепла и гравитационных сил. Под действием тепловой радиации солнца вода испаряется с поверхности океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, прудов и суши и поступает в атмосферу. В атмосфере водяной пар конденсируется с образованием облаков. Кроме того, водяной пар охлаждается, конденсируется и под действием гравитационных сил выпадает в виде осадков – дождя, снега, града. Итак, вода переходит из одного агрегатного состояния (газового) в другое (жидкое или твердое) и перераспределяется по поверхности Земли, способствует движению поверхностных и подземных вод и даже течениям в океанах и морях.

В круговороте принимают участие все воды гидросферы, которые тесно связаны между собой. Однако, скорость перемещения отдельных видов воды (океанической, атмосферной, ледниковой, грунтовой, озерной, биологической) неодинакова. Поэтому продолжительность их обновления очень отличается и колеблется в широких границах (таблица 2.3) – от нескольких часов для биологической воды до десятков тысячелетий для подземных вод.

Таблица 2.3. Продолжительность периодов обновления запасов воды на Земле[9].

Исходя из данных таблицы 2.3, следует, что наиболее быстро обновляются биологические воды. Вследствие транспирации растений в атмосферу поступает большая часть грунтовой влаги. Атмосферная влага образуется за счет испарения с поверхностей водоемов, обновляясь, в среднем, каждые 8 суток.

Запасы воды в руслах рек, в среднем, полностью обновляются втечение 16 суток, и для отдельных континентов длительность периода обновления колеблется в пределах 9-16 суток. Из пресных вод наиболее медленный обмен характерен для ледников горных районов и полярных материков. Обновление запасов воды в горных ледниках происходит за счет осадков, а расходование – в результате таяния и испарения. Наибольшее количество пресной воды сосредоточено в ледяной оболочке Антарктиды. Расходование аккумулированной во льде воды происходит достаточно медленно через испарения и сползание льда в океан.

Грунтовая влага, которая имеет приблизительно годовой цикл наслоения, затрачивается преимущественно на испарение и транспирацию и частично на стекание в русла рек.

Обновление вод озер колеблется в широких границах: от 1 года для малых озер засушливых районов до нескольких сотен лет для наибольших озер. Так, обновление водных запасов Байкала происходит втечение 380 лет. Свободные воды земной коры до глубин 2000 м обновляются втечение 1400 лет. Подземные воды расходуются как в результате дренирования их реками, так и вследствие непосредственного попадания их в океан. Активность водообмена подземных вод зависит от глубины залегания и уменьшается с увеличением расстояния от земной поверхности. Наиболее быстро обновляются воды верхних горизонтов, залегающие на глубине не более 200 м от поверхности. Очень медленно обновляются солоноватые воды в глубоких горизонтах, которые превращаются в соленые воды и рассол, которые часто имеют застойный характер.

Количество влаги, поступающей из океанов на сушу, различно для отдельных районов мира. Общая величина речных осадков составляет почти 119 тыс. км3. Если бы все осадки равномерно распределились по всей площади суши, то толщина их слоя составляла бы 6 800 мм. Наименьшее количество осадков выпадает в Антарктиде и Австралии, где их среднегодовые величины соответственно равняются 178 и 456 мм. Суммарное количество осадков тут составляет 5,2 % от общего количества осадков, выпадающих на сушу, тогда как площадь континентов составляет 13 % всей площади суши. В Азии и Южной Америке, площадь которых составляет 41 % суши, выпадает 50 % всей суммы осадков.

Средняя величина стока всех рек мира составляет 46 800 км3 за год. Наибольший сток приходится на Азию – 31 %, Южную(26 %) и Северную(17 %) Америку, Африку – 10, Европу – 7, Антарктиду – 5, Океанию – 4 %[15].

В связи с возрастанием численности населения планеты водообеспеченность одного жителя постоянно уменьшается. Так, втечение 1971-1994 гг. величина речного стока, которая приходится на одного жителя втечение года, в Европе уменьшилась на 8 %, в Северной Америке – на 27, в Австралии и Океании – на 29, в Азии – на 38, в Южной Америке – на 42, в Африке – на 58% . Водообеспеченность одного жителя Земли в 1971 г. составляла 12,9 тыс. м3 в год, т.е. за период с 1971 до 1994 г. водообеспечение уменьшилось на 36 %[11].

Распределение водных ресурсов на земной поверхности неравномерно как в границах континентов, так и в границах каждого из них. Так, в Европе величина стока изменяется от 5 000 мм на южно-западном побережье Норвегии до 15 мм в южно-восточных районах европейской территории Российской федерации. На юго-востоке Азии сток составляет более 4 000 мм и уменьшается до 1 мм в засушливых районах Средней и Центральной Азии. Африка, за исключением экваториальных районов бассейна Конго в северо-восточной области, является сухим континентом. Наиболее сухим материком является Австралия, на значительной части которой сток не превышает 1 мм. Итак, в Европе и Азии, где сосредоточено 73,5 % населения мира (на 1994 г.), выпадает лишь 38 % мировых запасов пресных вод. В Южной Америке, где проживает 5,6 % населения мира, водные ресурсы составляют 25 % общего объема мирового речного стока[8].

Сток рек очень неравномерно распределен втечение года. Большая его часть (60-70 %) выпадает на паводковый период, и для разных континентов он изменяется в разные месяцы. Так, в Европе 48 % стока происходит в апреле – июле, в Азии 80 % стока – в мае-октябре, в Африке 74 % стока – в январе-июне, в Северной Америке 54 % стока – в мае-августе. Итак, многоводный сезон охватывает март-сентябрь. Втечение этого периода поступает до 70 % годового стока, поэтому запасы воды на континенте увеличиваются на 28 %. В общем, для всей суши Земли многоводный сезон длится с мая по октябрь. За это время все реки мира сбрасывают 63 % речного стока. Суммарные запасы пресных вод на всех континентах увеличиваются на 26 %[8]. Неравномерность распределения втечение года суммарного стока рек отдельных континентов и всего мира обуславливает необходимость его искусственного регулирования, создавая водохранилища различного предназначения.

2.2 Пользователи и потребители водных ресурсов.

Во многих сферах человеческой деятельности в той или иной мере используют воду. Причем преимущественно необходима не какая-нибудь, а чистая пресная вода с содержанием минеральных солей до 1 г/л. обобществленные данные про запасы воды в биосфере Земли свидетельствуют, что ресурсы пресной воды достаточно велики и целиком могут обеспечить потребности человечества при условии их рационального использования. Кроме того, этот природный ресурс, без которого невозможна жизнь, беспрерывно возобновляется.

Ныне годовая потребность человечества в воде составляет более 4 тыс. км3[3]. Вследствие неравномерного распределения водных ресурсов на планете и развитие промышленности, сельского и коммунального хозяйства, неодинаковой демографической ситуации во многих странах проблема использования пресной воды встает наиболее остро.

Основными потребителями воды является промышленность, сельское и коммунальное хозяйство. В сельском хозяйстве ее используют для полива растений, поения и приготовления корма для домашних животных, в коммунальном хозяйстве – для питья и приготовления еды, удовлетворения санитарно-гигиенических потребностей, как теплоноситель для обогревания бытовых и хозяйственных помещений и т. д. Развитие промышленности и сельского хозяйства, ускоренные темпы жилищно-комунального строительства в нашей стране обусловили повышенное использование водных ресурсов и обусловили повышенное потребление водных ресурсов и содействовали повышению внимания к области водного хозяйства. Главное задание этой области – планомерное обеспечение населения и области экономики водой соответствующего качества и необходимого количества. Основные подобласти водохозяйственного комплекса – это водоснабжение населенных пунктов, промышленности, сельскохозяйственного производства, в том числе орошение земель и обводнение засушливых районов, гидроэнергетика, рыбное хозяйство, водный транспорт и рекреация.

По отношению к водным ресурсам все отрасли хозяйства подразделяют на пользователей и потребителей. Пользователи используют воду как среду или источник энергии и не изымают ее из источников (рыбная ловля, гидроэлектростанции, туризм, водный транспорт, спорт и др.). Потребители изымают воду из источников и используют ее по назначению (для питья и приготовления еды, выращивания сельскохозяйственной продукции, для осуществления технологических процессов на производстве, обогревания помещений, удаления отходов и т. п.).

Во многих случаях вода после использования частично или полностью возвращается к источникам, но совсем другого качества. Наибольшее количество (до 75 %) пресной воды потребляет сельское хозяйство. Особенно большое количество ее используют в оросительном земледелии. Ныне орошается более 15 % всей площади сельскохозяйственных угодий. По некоторым прогнозам орошаемые площади в ближайшее время возрастут до 120 млн га. Удельное потребление воды зависит от вида сельскохозяйственных культур, Физико-географических условий района, технического состава оросительных систем и способа полива. Так, для орошения зерновых необходимо воды 1500 – 3500 м3/га, сахарной свеклы – 2500 - 6000, многолетних трав – 2000 – 8000, риса – 8000 – 1500 м3/га воды[14].

Объем потребления воды в промышленности оценивают водоемкостью производства – количеством воды, необходимой для производства 1 тонны готовой продукции. Водоемкость производства различных видов продукции колеблется в очень широких рамках, м3/т: стали, чугуна – 15 – 20, синтетического волокна – 500, меди – 500, пластмасс – 500 – 1000, синтетического каучука - 2000 – 3000. для работы ТЭС мощностью 3 МВт необходимо около 300 км3 воды в год. Средний химический комбинат ежедневно потребляет 1 – 2 млн м3 воды[1].

Потребление воды населением характеризуют удельным водопотреблением – суточным объемом воды в литрах, необходимой для удовлетворения всех потребностей одного жителя города или деревни. Удельное водопотребление в городах больше, нежели в деревнях, и в значительной мере зависит от степени благоустройства (наявности водопровода, канализации, центрального водяного отопления и т. п.). Так, удельное водопотребление для некоторых городов составляет, л/сутки: Нью-Йорк – 600, Париж – 500, Москва – 400, Киев – 300, Лондон – 263. в больших городах с населением более 3 млн человек суточные затраты воды достигают 2 млн м3, а годовые – около 1 км3[9]. При этом используется вода высокого качества, которая требует сложной технологической водоподготовки. Количество использования воды одним жителем деревни составляет от 20 до 80 л/сутки, причем тут используется пресная подземная вода без какой либо водоподготовки, даже простейшей.

Выбор источника водоснабжения осуществляется с учетом требований потребителя к качеству воды. Для промышленных целей позволяется использовать только поверхностные воды, в том числе воды морей и океанов. подземные воды используют только по необходимости для выполнения технологических процессов ее с температурой до 15°C и при наявности запасов этих вод, который является достаточным для обеспечения хозяйственно-питьевого м промышленного водоснабжения. В отдельных случаях допускается использование геотермальных вод.

2.3 Показатели качества воды.