41. Кислотные дожди и их влияние на окружающую среду и здоровье человека.

В процессе производствен­ной деятельности промышленных предприятий, ТЭС и ТЭЦ, работы двигателей внутреннего сгорания в атмосферу вы­брасываются диоксиды серы и азота. Соединяясь в тропос­фере с парами воды, они превращают выпадающие дожди в слабые растворы кислот (рН—3-4). Самый кислый дождь с рН 2,4 (приблизительно соответствует столовому уксусу) был зарегистрирован в Шотландии (г. Питлхорн).

Выпадение кислотных дождей приводит к засыханию лесов, закислению почв, водоемов, гибели рыбы, ускорен­ному разрушению архитектурных сооружений и металли­ческих конструкций.

Проблему кислотных дождей часто относят к региональ­ным, а не к глобальным проблемам. Например, в Республи­ке Беларусь средний уровень кислотности дождей равен 5,5— 6,0, хотя есть случаи, когда выпадали и более кислые осад­ки. Дело в том, что основные производственные мощности в нашей стране в качестве топлива используют природный газ, который дает малое количество кислотных выбросов. Однако резкое увеличение численности автомобилей, а зна­чит, и их выбросов увеличивает опасность появления кис­лотных дождей на территории нашей страны.

Проблема кислотных дождей стоит очень серьезно в Гер­мании, Польше и, отчасти, на Украине, где имеются боль­шие месторождения угля, который используется в качестве дешевого энергетического источника. Уголь, особенно бу­рый, большие месторождения которого находятся в Польше и Германии, при сжигании дает большое количество окси­дов серы и азота. Поэтому большое количество случаев выпа­дения кислотных дождей имеется именно в этих странах. Кроме того, в Северной Европе ветер имеет преимущественно севе­ро-восточное направление, поэтому основная часть кислот­ных осадков, образующихся над Польшей и Германией, вы­падает в странах Прибалтики, над Балтийским морем и в Южной Швеции. Именно эти регионы и страдают больше всего от кислотных осадков. Частично кислотные дожди за­носятся из Польши и на территорию нашей страны.

46.Водные ресурсы. Проблема дефицита пресной воды

Водные ресурсы Земли составляют примерно 1,5 млрд км³. Это огромная цифра. Если весь объем воды равномерно рас­пределить по поверхности земного шара, то она покроет землю слоем толщиной в 2,5 км.

Вместе с тем свыше 96 % поверхностных вод, преиму­щественно морей и океанов, — это соленые воды. Они не­пригодны для питья и не всегда соответствуют даже запро­сам промышленного производства. Из оставшегося количе­ства свыше 70 % воды заморожено в ледниках, крупней­ший из которых, Антарктида, представляет собой целый континент.

Таким образом, на долю наиболее доступной пресной воды рек и озер приходится не более 0,2—0,3 % от всех ее грандиозных запасов на планете.

В мировом масштабе основной потребитель воды — это сельское хозяйство. На его долю приходится около 65% от всех потребляемых на планете вод, которые главным обра­зом используются для полива сельскохозяйственных куль­тур, или ирригации. Доля промышленности составляет 24 %, и на коммунальные нужды используется около 7 %. 4 % — это резервный фонд. Однако в развитых странах основным потребителем водных ресурсов является именно промыш­ленность. Например, в Скандинавских странах на промыш­ленные нужды используется до 70 % воды. Это связано прежде всего с водоемкостью современного производства. Для получения 1 т хлопчатобумажного волокна потребляет­ся 250 м³ воды, 1 т синтетического волокна — уже пример­но в 10 раз больше, 1 т чугуна — 150 м³, искусственного каучука — 3000 м³ и т.д.

Расход воды в сельскохозяйственном производстве так­же значительный. Для производства 1 кг зерна потребляется около 750 л воды, 1 кг картофеля — 1500 л, 1 т молока — 5 т воды и т.д.

В коммунально-бытовой сфере каждый человек в сред­нем потребляет на свои нужды около 150—250 л воды. Это очень большая цифра. В сельской местности водопотребление, как правило, ниже, в городах более высокое. Сниже­ние удельного водопотребления — это одна из актуальней­ших задач экологии.

В целом потребление воды на планете составляет около 4000км³.

Наша страна относится к регионам, достаточно хорошо обеспеченным водой. Одним из основных показателей, ха­рактеризующих ресурсы поверхностных вод, является сум­марный средний поверхностный сток за год в расчете на 1 млн жителей. В Беларуси он составляет 5,8 км³, а средне­мировой уровень — около 4.

Реки Беларуси принадлежат к бассейнам двух морей: Чер­ного — 56% территории и Балтийского — 44%. Общее количество рек превышает 20 тыс., их суммарная протяженность составляет более 90 тыс. км. Подавляющее большинство рек на нашей территории относятся к малым. Статус крупных в соответствии с площадью водосбора имеют семь рек: Запад­ная Двина, Неман, Вилия (Балтийский бассейн) и Сож, Припять, Днепр, Березина (Черноморский).

Неравномерность стока по годам компенсируется запа­сом поверхностных вод в озерах и искусственных водохра­нилищах. В Республике Беларусь около 11 000 тыс. озер. Об­щая суммарная площадь составляет более 2 тыс. км², объем запасов воды — 6—7 км³. Более 75% всех озер относятся к малым, их площадь не превышает 0,1 км². Статус крупных (свыше 20 км²) по площади имеют девять озер. Среди них самые большие Нарочь, Освейское и Червоное.

Количество крупных искусственных водохранилищ в Рес­публике Беларусь — 136, суммарный объем воды в них — около 3 км³, площадь зеркала — около 2 тыс. км². Таким образом, общая площадь всех озер Беларуси составляет 1,5% от всей площади территории.

Ресурсы пресных подземных вод нашей страны составля­ют 15,9 км³ в год, а среднегодовое потребление воды в рес­публике — около 2 км³. Если сложить запасы поверхностных и пресных вод Беларуси, то они составят приблизительно 83—84 км³ в год, а потребляются из них около 2,4%.

Более половины водозабора производится из подземных источников. Самое значительное количество воды изымает­ся для Минска, около 320 млн м³, из них около 40% по­ступает из поверхностных источников.

Основным потребителем воды в республике является жилищно-коммунальное хозяйство (43% общего потребле­ния), промышленность забирает 30% и около 26% — сель­ское хозяйство.

Следует отметить, что по уровню потребления воды на душу населения (примерно 220 л на человека в сутки) Бе­ларусь значительно превосходит такие страны, как Герма­ния, Швеция, Норвегия и т.д., где вопросы экономии вод­ных ресурсов являются одними из приоритетных.

Запасы воды в мире составляют около 1,5 млрд км³, т.е. с учетом круговорота запасы воды на планете неисчерпае­мы. Однако в связи с тем что 96% запасов воды — это соленые воды Мирового океана, а из оставшихся запасов свыше 70% находятся в виде полярных ледников, на долю доступной пресной воды приходится не более 0,2—0,3% от всех водных запасов планеты. Эта вода распространена не­равномерно, и поэтому многие страны испытывают значи­тельный дефицит в водных ресурсах.

Наша страна достаточно хорошо обеспечена водой. Сум­марный годовой сток составляет 5,8 км³ на 1 млн жителей (среднемировой показатель — около 4 км³). В Беларуси око­ло 11 тыс. озер, общая площадь которых более 2 тыс. км², свыше 20 тыс. рек с общей протяженностью более 90 тыс. км. Но в то же время среднее водопотребление в Беларуси со­ставляет около 250 л в сутки на человека, что гораздо выше, чем в развитых странах.

Причины недостатка пресной воды.

Огромное количество пресной воды потребляет население современных городов.

Проблема нехватки пресной воды обусловлена несколькими причинами. Прежде всего это увеличение ее расхода для насущных нужд человека. Основными потребителями пресной воды являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее во­доемкие отрасли промышленности — горнодобывающая, строительная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70 % всей воды, затрачиваемой в промышленности. Однако главный потребитель пресной во­ды — сельское хозяйство (60—80 % от общего ее количества). По данным ученых, сегодня используется 54 % доступного стока по­верхностных вод, а к 2025 г. этот показатель достигнет 70 %.

В современных условиях увеличиваются расходы воды на коммунально-бытовые нужды. Объем потребляемой воды для этих целей зависит от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л на одного человека.

Человечество производит огромное количество отходов, за­грязняющих источники питьевой воды. Ежегодный объем миро­вых стоков оценивается в 1,5 тыс. км³, а 1 л сточных вод делает непригодными для питья 8 л пресной воды. По прогнозам, к се­редине XXI в. лишь 3—4 страны в мире не будут испытывать острой нехватки пресной воды. Недостаток воды усугубляется ухудше­нием ее качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и быту воды поступают обратно в водоемы в виде пло­хо очищенных или вообще неочищенных стоков. На орошение идет до 70 % всей используемой воды, однако более половины влаги теряется по пути к полям, просачиваясь в почву или ис­паряясь.

По заключению экспертов ООН, самое высокое качество питьевой воды сегодня в Финляндии, Канаде и Новой Зеландии, самое низкое — в Бельгии, Марокко и Индии. По ее запасам на душу населения лидируют Дания (за счет Гренландии), Фран­цузская Гвиана и Исландия. Хуже всего обеспечены пресной во­дой Кувейт, сектор Газа (Палестина) и ОАЭ. В развитых странах самая дорогая вода в Германии (почти 2 дол. за 1 м³), самая де­шевая — в Канаде (0,4 дол.). Сегодня чистая питьевая вода во многих государствах продается в бутылках, как минеральная вода, и стоит недешево (в Японии литр натуральной чистой питьевой воды и литр молока имеют одинаковую цену; эксперты в Герма­нии полагают, что вскоре литр натуральной питьевой воды в стране будет стоить столько же, сколько литр рейнского вина).

На производство 1 т бумажной массы в настоящее время расходуется 300 тыс. л воды, 1 т азотных удобрений — 600 л, а на изготовление 1 т пластика — свыше 1 млн л. Для выпуска 1 т ста­ли нужно 200—300 м³ воды, резины — до 1,4 тыс., бумаги — до 1,3 тыс. м³. На производство 1 т хлопка необходимо 4—5 тыс. м³ воды, 1 т риса — 8 тыс., пшеницы — 1,6 тыс., ржи — 1,2 тыс., картофеля — до 3 тыс. м³. Другими словами, для производства суточной нормы продовольствия на одного человека требуется 6 т воды.

Как отмечено в докладе ООН, подготовленном к III Всемир­ному форуму по водным ресурсам (Киото, 2003), более 400 млн человек живут в регионах с большой нехваткой воды (к 2050 г. их число может увеличиться до 2 млрд), свыше 1 млрд человек не имеют доступа к безопасной питьевой воде, 850 млн голодают из-за нехватки воды для полива. Более 2 млн человек в год (в ос­новном дети) умирают от болезней, связанных с загрязнением питьевой воды, отсутствием канализации и элементарной гигие­ны. В развивающихся странах заболевания, вызванные потреб­лением непригодной для питья и приготовления пищи воды, составляют до 75 %.

Загрязняют воды транспорт (автомобильный, железнодорожный, воздушный, водный), водо-, тепло-, газокоммуникации, канализа­ция, ЛЭП. Важнейшим загрязнителем вод является сельскохозяй­ственное производство: земледелие, мелиорация земель (орошение, осушение, обводнение), животноводство. Опасность загрязнения пресных вод связана со складированием сырья, бытовых, про­мышленных и радиоактивных отходов, минеральных удобрений, ядохимикатов, нефтепродуктов. Загрязнение вод происходит при закачке в недра газов и жидкостей, заводнении нефтяных залежей, захоронении высокотоксичных отходов.

Происходит изменение количества и качества пресной воды во времени. Различают сезонное (внутригодовое), многолетнее и ве­ковое распределение ресурсов. Сезонное распределение ресурсов пресных вод связано с годовым метеорологическим циклом. В ве­сенний и осенне-зимний периоды приток воды и инфильтрационное питание становятся преобладающими. В результате весеннего снеготаяния и осенних дождей увеличивается сток рек, пополня­ются запасы поверхностных водоемов (озер, прудов, водохрани­лищ), подземных и почвенных вод. В летний период преобладаю­щим становится расход воды (испарение, отток), ресурсы пресных вод уменьшаются. Многолетнее и вековое распределение ресурсов пресных вод связывают с глобальными изменениями климата, эндо­генными процессами, сейсмической активностью, солнечно-зем­ными процессами. Многолетние ритмические изменения ресурсов пресных вод состоят из циклов различной длительности (3, 7, 11, 22-25 лет и т.д.). С этими периодами связаны дефицит или избы­ток ресурсов пресных вод.

Потери пресной воды растут с ростом ее потребления на душу населения и связаны с использованием воды на хозяйственные нужды. Чаще всего это объясняется несовершенством технологии промышленного, сельскохозяйственного производства и комму­нальных служб. Потери воды из водонесущих коммуникаций в городах России составляют 30-35%. В городах областного значе­ния потери воды составляют примерно 10-15 млн т в год и удваи­ваются через каждые 5 лет. Большие потери пресной воды проис­ходят при разработке месторождений полезных ископаемых, при строительном осушении городских территорий.

При создании водохранилищ не всегда учитываются увеличение фильтрации в их борта и увеличение испарения при увеличении водной поверхности. Создание каскада прудов на реках наносит ущерб речному стоку. Осушение болот ведет к уменьшению запа­сов подземных вод, нарушает веками установившийся баланс вла­ги и ее циркуляцию, изменяет видовой состав биоценозов и т.д. Строительство и использование каналов способствуют резкому засолению почв, заболачиванию и огромным потерям пресной воды.

Вследствие возросшего потребления воды и постоянно усиливающегося загрязнения пресноводных источников в частности рек, ситуация с водой во многих районах мира ухудшается. В развивающихся странах по меньшей мере пя­тая часть городского населения и около трех четвертей сель­ского не имеют доступа к подлинно безопасным источни­кам воды.

В Республике Беларусь около 50% источников так назы­ваемого нецентрализованного водоснабжения (криниц, ко­лодцев и т.д.) и около 25% централизованного по содержа­нию загрязняющих соединений не соответствуют нормам. Таким образом, складывается парадоксальная ситуация: при общем достаточном количестве воды обеспечение качествен­ной водой, пригодной для питья и культурно-бытовых це­лей, остается крайне неблагоприятной.

Создание крупных водохранилищ, особенно равнинного ти­па, для аккумуляции и регулирования поверхностного стока при­водит к разнонаправленным последствиям (рис. 3) в окру­жающей природной среде. Необходимо учитывать, что созда­ние водохранилищ путем перегораживания русла водотоков пло­тинами чревато серьезными негативными последствиями для большинства гидробионтов. Из-за того, что многие нерестили­ща рыб оказываются отрезанными плотинами, резко ухудша­ется или прекращается естественное воспроизводство многих лососевых, осетровых и других проходных рыб.