Забезпечення водою населення та сільськогоспо­дарського виробництва

Коли ми хочемо підкреслити цінність чого-небудь, ми звичайно порів­нюємо його із золотом. Білим золотом називають бавовну, зеленим - ліс, чо­рним — нафту. Найбільше багатство землі — хліб одержують із золотого ко­лосся. Із чим же порівняти цінність звичайної, простої (не кажучи вже про мінеральну та лікувальну) води? Вода - безцінна! За словами академіка В. І. Вернадського: "вода стоїть особняком в історії нашої планети. Немає природного тіла, що могло б зрівнятися з нею за впливом на хід основних, найграндіозніших, геологічних процесів".

Хімічна формула води – вражає своєю простотою. Однак, якою б простою за своєю структурою й властивостями не здавалася вода, це - речо­вина абсолютно унікальна.

Вода є однією із найскладніших речовин, як у фізичному, так і в хіміч­ному плані. Вода належить до речовин, які найважче одержати в чистому ви­гляді. Чиста вода завжди є сумішшю легкої води і дуже малих кількос­тей важкої й надважкої води.

Вода - це речовина, фізичні константи якої відрізняються найбільшою кількістю аномалій:

1. При нагріванні від 0 до 4 °С обсяг води не збільшується, а зменшується, і максимальна щільність досягається не в точці замерзання (0 °С), а при 4 °С.

2. При замерзанні вода розширюється, а не стискується, як всі інші тіла, щільність її зменшується.

3. Температура замерзання води ді збільшенням тиску знижується, а не підвищується.

4. Питома теплоємність води надзвичайно велика порівняно з питомою теплоємністю інших речовин.

5. Внаслідок високої діелектричної постійної вода має більшу розчиню­ючу й дисоціюючу здатність порівняно з іншими рідинами.

6. У води найбільший поверхневий натяг із всіх рідин: 75 • 103 Дж/м.

Одна із причин аномалії полягає в особливостях будови й здатності мо­лекул води до сильної взаємодії. Завдяки аномалії води в остаточному підсу­мку забезпечується життя на Землі. Вода, як відомо, може перебувати в рід­кому, твердому й газоподібному станах. Вона залишається рідиною в темпе­ратурних інтервалах, найбільш схожих з життєвими процесами. Для величез­ної маси організмів вода є середовищем їхнього життя й еволюції. У певну пору року рідка вода може замерзнути й покритися льодом. При замерзанні при 0 °С вода перетворюється в лід, при цьому відбувається розширення об­сягу на 10 %. Замерзання йде зверху вниз, лід легший за воду й плаває на пр-верхні. Ця особливість має велике значення для життя організмів, які перебу­вають у водоймах (водних системах). Якби лід був важчим за воду, водойми промерзали б до дна й життя в них завмирало б.

Висока питома теплоємність, повільне нагрівання й охолодження поряд з іншими факторами визначають річні, добові й навіть часові коливання тем­ператури океанів і озер. Ці коливання помітно відрізняються від змін темпе­ратури на суші. Зазначена властивість води визначає розходження в темпера­турному режимі ґрунтів, в остаточному підсумку робить істотний вплив на життя водних і ґрунтових організмів. Життя у воді різноманітніше, ніж на суші.

Природні води перебувають у складних взаємовідносинах з організмами, гірськими породами, атмосферою: кругообіг, що відбувається в природі, са­моочищення води — вічний рух, що забезпечує життя на Землі, - оцінюють у 483000 км /рік. Присутня в атмосфері водяна пара відіграє роль фільтра для сонячної радіації, а вода на земній поверхні служить свого роду потужною буферною системою, що пом'якшує дію екстремальних температур.

Вода є головним чинником, що визначає клімат на поверхні Землі.

Головна роль води полягає в тому, що вона є середовищем і джерелом водню для життєвих процесів. Практично всі органічні речовини біосфери є продуктом фотосинтезу, при якому рослини використовують світлову енер­гію для з'єднання двоокису вуглецю з водою. Без води, як відомо, фотосинтез не може відбуватися, а це процес, який забезпечує існування життя на нашій планеті. Вода - єдине джерело кисню, який виділяється в атмосферу при фо­тосинтезі. Вода необхідна для біохімічних і біофізичних процесів, що забез­печують можливість існування на Землі живих організмів. Образно кажучи, у краплі води міститься життя. Вода становить 89-90 % маси рослин і 75 % у масі тварин. У складі людського тіла є 65 % води. Вода слугує постійним учасником інтенсивних біохімічних процесів, які відбуваються в людському організмі. Жоден життєвий процес не відбувається без неї. Порушення вод­ного балансу веде до серйозних зрушень в організмі людини. При втраті 6-8 % вологи від маси тіла людина впадає в напівнепритомний стан, при втраті 12 % вологи і більше наступає смерть.

Учені вважають, що в середньому людському організму потрібно 2,5 літ­ра води на добу, при цьому один літр відводиться на питну воду. Однак за певних умов потреба у воді зростає до 4—5 л, а в умовах жаркого клімату при низькій вологості повітря досягає 6 л або й більше. Людина може прожити без їжі п'ять-шість тижнів, без води - п'ять днів. Тут доречно привести слова Дж. Байрона: "Не зазнавши страждань від спраги, не можна зрозуміти, як ба­гато значить для людей вода".

Головним споживачем води на Землі є людство і його діяльність. І не ви­падково всі великі цивілізації стародавнього світу виникали й розвивалися поблизу води, у великих долинах річок. Не існувало ні однієї великої цивілі­зації в місцевості, позбавленій води.

Підводячи підсумки, треба ще раз підкреслити, що вода зберігає і розпо­діляє на нашій планеті сонячну енергію, вона є головним творцем клімату, щоденної погоди, акумулятором тепла й, що особливо важливо, найнеобхіднішою умовою життя на планеті. І немає на Землі нічого, до чого треба було б ставитися з більшою увагою й обережністю, ніж до води, настільки звичної для нас. За словами академіка А. Л. Карпінського, "вода - це жива кров, що створює життя там, де його не було".

Вода може бути фактором, який визначає кордони стійкого розвитку. Воду нічим не можливо замінити, а баланс між потребами людства і запаса­ми, які є, вже досяг критичної відмітки.

Загальні запаси води на Землі становлять 1386 млн км, але 96,5 % вод­них ресурсів планети приходяться на солоні води Світового океану і 1 % - на солоні підземні води.

На прісні води припадає всього 2,5 % загального об'єму гідросфери; як­що виключити із розрахунку полярні води, які замерзли і практично ще не використовуються, тоді в розпорядженні людства залишається лише 0,3 % загальної кількості води на землі.

Добробут населення залежить від наявності водних ресурсів у міжнаціо­нальному і внутрішньо національному масштабі.

Приріст населення земної кулі за останні 70 років зменшився, а спожи­вання води зросло в шість разів внаслідок промислового розвитку і більш широкого застосування іригації земель.

Світове споживання води зросло з 1100 км у 1950 р., до 3300 у 1980 р. і 4100 км у 1990 р. У зв'язку з тим, що в останні роки внаслідок вжитих захо­дів щодо ресурсозбереження зростання споживання води у світі стало мен­шим; за розрахунками в 2005 р загальний водозабір має досягти 4780 км3. Тільки в Китаї кожного року використовується 525 млрд. м води, в Індії — 500 млрд. м, у США - 447,7 млрд. м, у Пакистані 155,6 млрд. м. В Україні використовується в рік 26,0 млрд. м прісної води.

Головними споживачами води у світі є: сільське господарство - 70 %; промисловість -22%; комунальне господарство - 8 %.

В Україні структура споживання води помітно відрізняється від серед-ньосвітової: на першому місці є промисловість (52 %), на другому — сільське господарство (30 %), на побутові потреби припадає 18 % від загального спо­живання.

За деякими підрахунками, для щорічного задоволення потреби населення у воді, що поповнюється кожного року на 77 млн чоловік, необхідно буде та­кий додатковий об'єм води, який дорівнює водним ресурсам ріки Рейн. Але в той же час кількість прісної води не змінилась.

Головним постачальником прісної води залишаються річки, річний ре­сурс яких становить 47 тис. км, а реально використовувати можна менше половини цієї кількості. У світі прісної води на душу населення припадає 8354 м3.

Нині рівень споживання річних запасів прісної води в усьому світі (Стано­вить 54 %. При зберіганні сучасного рівня споживання води на душу насе­лення, до 2025 р. ми будемо використовувати 70 % прісної води, яку маємо, лише за рахунок зростання чисельності населення. Якщо в усьому світі спо­живання води на душу населення збільшиться до рівня розвинутих країн, то до 2015 р. є вірогідність що ми будемо споживати 90 % наявних водних ре­сурсів.

Країни, які мають 1700 м3 води на людину в рік відчувають проблеми щодо водного режиму. У таких випадках не рідко припиняється подача води в деякі райони, і тоді дуже складно робити вибір між використанням води для особистих потреб і для сільського господарства або промисловості. Краї­ни, які відчувають недостачу води, мають менше 1000 м на одну людину в рік. У 2000 р. 508 млн жителів планети, які проживали у 31 країні, відчували проблеми у постачанні води. До 2015 р. їх кількість зросте до 3 млрд. у 48 країнах. Кількість людей, які проживають в умовах напруженого водного режиму, подвоїться, а тих, хто проживає у районах, які відчувають недостачу води, зросте в шість разів.

За ствердженням Генерального Секретаря Організації Об'єднаних Націй Кофі Аннона: "Доступ до безпечних джерел води є основною людською пот­ребою і відповідно основоположним правом людини". Експерти розрахували базову денну норму водоспоживання: 50 л на душу населення в день для пит­тя, санітарних потреб, особистої гігієни, приготування їжі і роботи на кухні -і закликали визнати її як стандарт для кількісної оцінки права на безпечне водоспоживання.

За наявними даними для цілого ряду країн, рівень споживання води в 62 країнах, чисельність населення яких у 2000 р. становила 2,1 млрд. чоловік була нижчою від базової денної норми споживання води. До 2050 р. 4,2 млрд. чоловік (понад 45 % населення світу) буде проживати в країнах, які не забез­печені базовою денною нормою споживання води.

Цей мінімальний стандарт не включає в себе інші сфери обов'язкового використання води: сільське господарство, захист екосистем, промисловість. З урахуванням цих додаткових потреб норма споживання води становила б 100 л на людину в день.

У 2000 р. 3,75 млрд. чоловік у 81 країні не були забезпечені цією нор­мою. До 2050 р. чисельність населення цих країн зросте до 6,4 млрд.

Кількість води, яка споживається індивідуальними домогосподарствами, залежить від типу джерела води і відстані до нього. Наприклад, якщо джере­ло води - стандартна водорозбірна колонка громадського користування, яка розташована на відстані більше одного кілометра від домівки, норма спожи­вання води, як правило, становить менше 10 л на день. Ця величина подвою­ється, якщо колонка розташована ближче, і вона істотно зростає в домогосподарствах, які підключені до водопроводу.

Кількісна оцінка наявності або споживання води не охоплює всього ком­плексу проблем, пов'язаних із водоспоживанням. Якість питної води ще не відповідає належному рівню.

За оцінкою Всесвітньої Організації Охорони здоров'я (ВООЗ), близько 1,1 млрд. чоловік не мають доступу до чистої води (незалежно від кількості). У загальній складності 2,4-3,0 млрд. чоловік проживають в умовах, що не відповідають санітарним нормам.

Ця проблема найбільш яскраво виражена в сільських районах, де 29 % населення, яке там мешкає, не має доступу до чистої води, а 62 % не мають відповідних санітарних умов.

Доступ населення до безпечної питної води у відсотках до населення в Україні становить: для міського населення 77 %, сільського - 12 %. У Швей­царії цей показник відповідно - 100 %; такий же показник у Франції і Нідер­ландах, тобто належний стан забезпечення питною водою мають всього три країни світу.

За теперішніми оцінками, чиста вода не доступна майже 6 % міського населення, а 14 % із них не мають відповідних санітарних умов, але ці дані явно зменшують масштаби проблеми.

Якість води тісно пов'язана з її наявністю, вирішенням питань щодо зем­лекористування, промислового і сільськогосподарського виробництва, а та­кож утилізації відходів. У країнах, що розвиваються, 90-95 % стічної води і 70 % промислових відходів скидається без обробки в поверхневі води річок, забруднюючи при цьому придатні для використання водні ресурси.

Боротьба за все більш дефіцитні водні ресурси підвищує вірогідність мі­жнародного конфлікту (як економічного, так і військового) у зв'язку з якістю води і схемами її розподілу. Понад 200 річкових систем перетинають націо­нальні кордони. Тринадцять великих річок і озер розташовані на території 100 країн.

Судячи з усього, суто технологічні вирішення проблеми недостачі води дають лише обмежений ефект. Опріснення морської води - це процес який коштує дуже дорого, на його частку нині припадає менше 1 % від загального об'єму води, яка споживається. Припустимо, що ця частка зросте, але такий процес реальний для багатих країн (наприклад, нинішні держави, які видобу­вають нафту в західній Азії), що мають можливості нести ці витрати без не­обхідності транспортувати воду на великі відстані. Транспортування прісної води у великих пластикових резервуарах, буксирами, пароплавами, мало б певне значення для країн, які мають вихід до моря, але це не прийнятно для держав, які не мають виходу до моря, і для жителів районів, віддалених від моря, і в будь-якому випадку цей метод на мав би широкомасштабного хара­ктеру.

Більш грандіозні проекти, наприклад, транспортування айсбергів, нині визнано не придатними. Основні резерви підвищення ефективності викорис­тання водних ресурсів нині такі:

1. Скорочення споживання води, перш за все, за рахунок впровадження водозберігаючих технологій і зворотного водопостачання;

2. Усунення причин при транспортуванні води, які ведуть до витрат її через випаровування і протікання;

3. Раціональне використання води в побуті.