Роль воды в природе и хозяйственной деятельности людей
Вода играет исключительно важную роль в природе. Температура воды в жидком состоянии наиболее благоприятна для жизненных процессов. для огромной массы организмов она является средой обитания. Уникальные свойства воды являются ценными для организмов, и, казалось, созданы специально для их жизнедеятельности. Вода в водоемах замерзает сверху вниз, что имеет большое значение для обитающих в них организмов.
Аномально высокая удельная теплоемкость воды благоприятствует аккумуляции колоссального количества тепла, способствует мед ленному нагреванию и охлаждению. Обитающие в воде организмы предохранены от резких спонтанных колебаний температуры и со става, приспосабливаясь к медленным ритмическим колебаниям — суточным, сезонным, годовым и т. д. Вода в атмосфере оказывает смягчающее влияние на погодно-климатические условия. Она постоянно перемещается во всех сферах Земли. На большие расстояния она переносится циркуляционными потоками атмосферы. Циркуляция воды в океане (морские течения) приводит к планетарному тепло -, массо- и влагообмену.
Известна роль воды как мощного геологического фактора. Экзогенные геологические процессы на Земле, в частности, обусловлены деятельностью воды как эродирующего агента. Размыв и раз рушение горных пород, эрозия почв, перенос и отложение веществ — важные геологические процессы, связанные с водой.
Большинство органических веществ биосферы представляют собой продукты фотосинтеза — процесса, при котором растения используют световую энергию для соединения углекислого газа с водой. Без воды не может происходить фотосинтез. Вода единствен НЫЙ ИСТОЧНИК кислорода, выделяемого в атмосферу при фотосинтезе. Она необходима для биохимических и физиологических процессов, происходящих в организме. Живые организмы, в том числе человек, состоящий на 80% из воды (Кюнцель, 1988), не могут обойтись без воды. Потеря 10— 20% воды приводит к их гибели.
Вода играет огромную роль в жизнеобеспечении человека. Она используется им непосредственно для питья и хозяйственных нужд, как средство передвижения и сырье для получения промышленных и сельскохозяйственных продуктов, имеет эстетическое и рекреационное значение.
Сейчас потребление воды в народном хозяйстве в количественном отношении превышает суммарное использование всех иных природных ресурсов. Это определяется сложившимися особенностями производства в основных отраслях промышленности, при которых затрачивается огромное количество пресной воды. Напри мер, для переработки 1 т нефти необходимо около 60 т воды, для изготовления 1 т условной тканевой продукции — 1100 т, синтетического волокна — до 5000 т воды. для выращивания и получения 1 т зерна пшеницы нужно 2 т воды, 1 т риса — свыше 25 т воды.
Вода превращается в самое драгоценное сырье, заменить которое невозможно. Запасы и доступность водных ресурсов определяют размещение новых производств, а проблема водоснабжения становится одной из важных в жизни и развитии человеческого общества.
Потребление воды одним городским жителем южных районов России составляет: в доме без канализации —75 л/сутки, в доме с канализацией — 120, с газовым водонагревателем —210 и со всеми удобствами — 275 л/сутки. Для города в средней полосе Европейской России нормы потребления воды согласно «Нормам хозяйственно-питьевого потребления для населенных пунктов» (СНиП-II.31-74) таковы: в домах без ванн — 125—160, с ваннами и нагревателями — 160—230 и при централизованном горячем водоснабжении — 250—350 л/сутки.
Источник
Отрасли деятельности человека вода
По характеру использования вод все современные отрасли народного хозяйства Чуйской долины обычно подразделяются на ассоциациях водопотребителей и ассоциациях водопользователей. Водопотребители — это те отрасли, которые изымают воду из ее естественных источников, потребляют ее для выработки промышленной или сельскохозяйственной продукции, для бытовых нужд населения и возвращают в источники в другом месте в меньшем количестве и часто в загрязненном виде. К отраслевым водопотребителям относятся промышленность, тепловая энергетика, сельское хозяйство, предприятия коммунально-бытового и сельскохозяйственного водоснабжения.
Водопользователи — это те отрасли, которые не изымают воду из источников и используют не саму воду, а ее энергию, или используют воду как среду или элемент ландшафта. К отраслям — водопользователям относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, а также такие виды человеческой деятельности, как отдых на воде или около воды, водный туризм, водные виды спорта и др.
Роль воды во всех жизненных процессах общепризнана. Без воды человек может жить не более 8 суток. Сельское хозяйство является основным потребителем пресной воды. Так, необходимо воды для выращивания
1 т пшеницы — 1500 т
1 т риса — 7000 т
1т хлопка — 10 000 т воды.
В животноводстве на производство 1 т мяса требуется 2000 м3 воды. На содержание одной головы крупного рогатого скота за сутки — 115 литров. Вода необходима практически всем отраслям промышленности. Так, на производство
1 т чугуна — 50-150 т
1 т пластмасс — 500-1000 т
1 т цемента — 4500 т
1 т бумаги — 100 000 т пресной воды.
Особое место в использовании водных ресурсов занимает потребление воды населением. Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки зависит от климата местности, культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. На его основе разработаны нормы потребления. Наблюдается постоянный рост водопотребления как на производственные, так и на бытовые нужды. Специалисты подсчитали, что водопотребление в расчете на одного жителя, пользующегося водопроводом, составляет 200-240 литр, а пользующегося, ведром — только 20-40 литров. В России, в среднем на одного жителя расходуется около 400 литров питьевой воды в сутки. В крупных городах удельное водопотребление составляет 320 литров в сутки, в Москве — 400 литров в сутки, в Санкт-Петербурге — 500 литров в сутки.
В среднем в Чуйской долине каждый человек ежедневно расходует более 180 литров воды. В городах Бишкека, Токмака много воды расходуется на помойку улиц и полив земельных насаждений.
Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано и с обеспечением ее необходимого качества.
Наибольшее значение вопросы качества приобретают для так называемой хозяйственно-питьевой воды, идущей человеку на питьевые, хозяйственно-бытовые нужды.
В целом на хозяйственно-бытовые нужды изымается 10% речного стока планеты. Из них 5,6% расходуется безвозвратно, отчасти испаряясь и отчасти химически связываясь (около 100 млн м3 ежегодно в процессе производства). Если безвозвратный забор воды будет и дальше увеличиваться в том же темпе, как и теперь (4 — 5% ежегодно), то к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресных вод в геосфере — /К.М.Малин. Жизненные ресурсы человечества. — М., 1967, с.17.
Источник
Использование воды в хозяйственной деятельности человека
По характеру использования вод все современные отрасли народного хозяйства Чуйской долины обычно подразделяются на ассоциациях водопотребителей и ассоциациях водопользователей. Водопотребители — это те отрасли, которые изымают воду из ее естественных источников, потребляют ее для выработки промышленной или сельскохозяйственной продукции, для бытовых нужд населения и возвращают в источники в другом месте в меньшем количестве и часто в загрязненном виде. К отраслевым водопотребителям относятся промышленность, тепловая энергетика, сельское хозяйство, предприятия коммунально-бытового и сельскохозяйственного водоснабжения.
Водопользователи — это те отрасли, которые не изымают воду из источников и используют не саму воду, а ее энергию, или используют воду как среду или элемент ландшафта. К отраслям — водопользователям относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, а также такие виды человеческой деятельности, как отдых на воде или около воды, водный туризм, водные виды спорта и др.
Роль воды во всех жизненных процессах общепризнана. Без воды человек может жить не более 8 суток. Сельское хозяйство является основным потребителем пресной воды. Так, необходимо воды для выращивания
1 т пшеницы — 1500 т
1 т риса — 7000 т
1т хлопка — 10 000 т воды.
В животноводстве на производство 1 т мяса требуется 2000 м3 воды. На содержание одной головы крупного рогатого скота за сутки — 115 литров. Вода необходима практически всем отраслям промышленности. Так, на производство
1 т чугуна — 50-150 т
1 т пластмасс — 500-1000 т
1 т цемента — 4500 т
1 т бумаги — 100 000 т пресной воды.
Особое место в использовании водных ресурсов занимает потребление воды населением. Количество воды, необходимое для одного жителя в сутки зависит от климата местности, культурного уровня населения, степени благоустройства города и жилого фонда. На его основе разработаны нормы потребления. Наблюдается постоянный рост водопотребления как на производственные, так и на бытовые нужды. Специалисты подсчитали, что водопотребление в расчете на одного жителя, пользующегося водопроводом, составляет 200-240 литр, а пользующегося, ведром — только 20-40 литров. В России, в среднем на одного жителя расходуется около 400 литров питьевой воды в сутки. В крупных городах удельное водопотребление составляет 320 литров в сутки, в Москве — 400 литров в сутки, в Санкт-Петербурге — 500 литров в сутки.
В среднем в Чуйской долине каждый человек ежедневно расходует более 180 литров воды. В городах Бишкека, Токмака много воды расходуется на помойку улиц и полив земельных насаждений.
Решение проблемы удовлетворения потребностей человека в воде для различных целей тесно связано и с обеспечением ее необходимого качества.
Наибольшее значение вопросы качества приобретают для так называемой хозяйственно-питьевой воды, идущей человеку на питьевые, хозяйственно-бытовые нужды.
В целом на хозяйственно-бытовые нужды изымается 10% речного стока планеты. Из них 5,6% расходуется безвозвратно, отчасти испаряясь и отчасти химически связываясь (около 100 млн м3 ежегодно в процессе производства). Если безвозвратный забор воды будет и дальше увеличиваться в том же темпе, как и теперь (4 — 5% ежегодно), то к 2100 году человечество может исчерпать все запасы пресных вод в геосфере — /К.М.Малин. Жизненные ресурсы человечества. — М., 1967, с.17.
Источник
Основные направления использования водных ресурсов
В своем развитии человечество прошло через многие этапы в использовании воды. Первоначально преобладало прямое использование воды – в качестве питья, для приготовления пиши, в бытовых хозяйственных целях. Постепенно возрастало значение рек и морей для развития водного транспорта. Возникновение многих центров цивилизации связано с наличием водных путей. Люди использовали водные пространства как пути сообщения, для ловли рыбы, добычи соли и других видов хозяйственной деятельности. В период расцвета судоходства наиболее экономически развитыми и богатыми были морские державы. И в современных условиях использование водных путей сообщения значительно сказывается на развитии мировой экономики.
В деятельности человека вода находит самое широкое применение. Это материал, используемый в промышленности и входящий в состав различных видов продукции и технологических процессов, выступает в роли теплоносителя, служит для целей обогрева. Сила падения воды приводит в действие турбины гидроэлектростанций. Водный фактор является определяющим в развитии и размещении ряда промышленных производств. К водоемким отраслям, ориентирующимся на крупные источники водоснабжения, относятся многие производства химической и нефтехимической промышленности, где вода служит не только вспомогательным материалом, но и одним из важных видов сырья, а также электроэнергетика, черная и цветная металлургия, некоторые отрасли лесной, легкой и пищевой промышленности. Широко используется вода в строительстве и промышленности строительных материалов. Сельскохозяйственная деятельность человека связана с потреблением огромного количества воды, прежде всего, на орошаемое земледелие. Реки, каналы, озера – важные пути сообщения. Водные объекты – это места отдыха, восстановления здоровья людей, спорта, туризма.
На первом месте в мировом потреблении воды находится сельскохозяйственное производство. Для того чтобы обеспечить продуктами питания все возрастающее население Земли, необходимы затраты огромного количества воды в земледелии. Ресурсы влаги и тепла и их соотношение определяют естественную биологическую продуктивность в различных природно-климатических зонах мира. Для производства 1 кг растительной массы разные растения расходуют на транспирацию от 150 – 200 до 800 – 1000 м 3 воды; причем 1 га площади, занятой кукурузой, испаряет за вегетационный период 2 – 3 млн. л воды; для выращивания 1 т пшеницы, риса или хлопка необходимо 1500, 4000 и 10000 т воды соответственно. Использование воды на хозяйственные цели в отдельных регионах и странах мира представлено в таблице 3.2.
Использование воды на различные хозяйственные цели
в отдельных регионах и странах мира
(в % к общему водопотреблению)*
| Регионы и страны мира | Группы водопотребления | |
| сельскохозяйственное | промышленное’ | коммунально-бытовое |
| Весь мир | ||
| Страны с низким доходом | 5 | |
| Страны со средним доходом | ||
| Страны с высоким доходом | ||
| Восточная Азия и Тихоокеанский регион | ||
| Европа и Центральная Азия | ||
| Латинская Америка и Карибский бассейн | ||
| Ближний Восток и Северная Африка | ||
| Южная Азия | ||
| Африка к югу от Сахары | ||
| Европейский Союз | ||
| Беларусь | ||
| Россия | ||
| * – Составлено по: Water for People, Water for life. – Barcelona, 2003; Содружество Независимых Государств. Статистический портрет. – М., 2001. |
Площадь орошаемых земель на земном шаре достигает в настоящее время 220 млн. га. Они дают примерно половину сельскохозяйственной продукции мира, на таких землях размещается до 2 /3 мировых посевов хлопчатника. В то же время на орошение 1 га посевов расходуется в течение года 12 – 14 тыс. м 3 воды. Ежегодный расход воды достигает 2500 км 3 или более 6 %суммарного годового стока рек земного шара. По объему используемых вод орошаемое земледелие занимает первое место среди других водопотребителей.
Чрезвычайно велика потребность в воде для современного животноводства. Для производства 1 кг молока затрачивается 4 т, а 1 кг мяса – 25 т воды. Удельное использование воды на сельскохозяйственные цели в различных странах мира на рубеже XXI века колебалось в значительных пределах – от 10 % в странах Северной Европы до 93 % в Южной Азии.
Растет потребление воды в промышленном производстве. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как вода. Она является химическим реагентом, участвующим в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов и многих других важнейших химических продуктов. Вода – необходимый компонент в производстве строительных материалов (цемента, гипса, извести и т. п.). Основная масса воды в промышленности используется для производства энергии и охлаждения. Значительное количество воды в обрабатывающей промышленности употребляется на растворение, смешивание, очищение и другие технологические процессы.
По мере роста народонаселения и городов увеличивается расход воды на коммунально-бытовые нужды. Физиологическая потребность человека в воде, которая вводится в организм с питьем и пищей, в зависимости от климатических условий составляет 9 – 10 л в сутки. Значительно большее количество воды необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд. Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень хозяйственно-питьевого водопотребления колеблется в значительных размерах: от 30 – 50 л/сут. В зданиях с водопользованием из водоразборных колонок (без канализации) до 275 – 400 л/сут. на одного жителя в зданиях с водопроводом, канализацией и системой централизованного горячего водоснабжения. Естественно, улучшение коммунально-бытовых условий жизни в городах и сельской местности влечет за собой рост потребления воды.
В Республике Беларусь в 2008 году использовано 1410 млн. м 3 свежей воды, в том числе: на хозяйственно-питьевые нужды 573 млн. м 3 , на производственные – 423, рыбным прудовым хозяйством – 300, на сельскохозяйственное водоснабжение – 109, на орошение – 5 млн. м 3 .
Удельное водопотребление на хозяйственно-бытовые нужды составило в среднем для страны 162 л/сут. на 1 человека.
Наибольшее удельное водопотребление на хозяйственно-питьевые нужды отмечено в городах: Минск (273 л/сут/чел), Гродно (214), Могилев (213), Бобруйск (207), Новополоцк (170). Оно выше удельного водопотребления большинства городов Европы (120 – 150 л/сут/чел.).
Начиная с90 х годов сформироваласьуется новая отрасль экономики – водное хозяйство.
Водное хозяйство – отрасль народного хозяйства, занимающаяся изучением, учетом, планированием и прогнозированием комплексного использования водных ресурсов, охраной поверхностных и подземных вод от загрязнения и истощения, транспортировкой их к месту потребления. Основная задача водного хозяйства – обеспечение всех отраслей и видов хозяйственной деятельности водой в необходимом количестве и соответствующего качества.
По характеру использования водных ресурсов отрасли народного хозяйства подразделяют на водопотребителей и водопользователей.
При водопотреблении вода изымается из ее источников (рек, водоемов, водоносных пластов) и используется в промышленности, сельском хозяйстве, для коммунально-бытовых нужд; она входит в состав выпускаемой продукции, подвергается загрязнению и испарению. Водопотребление подразделяют на возвратное (возвращаемое к источнику) и безвозвратное (потери).
Водопользование связано обычно с процессами, когда используют не воду, как таковую, а ее энергию или водную среду. На такой основе развивается гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, система отдыха, спорта и т. д.
Источники, виды и последствия загрязнения
внутренних водоемов и морей
Загрязнение вод – изменение их состава или свойств, вследствие чего они становятся непригодными для водопотребления. Различают два вида загрязнения вод: природное и антропогенное.
Природное загрязнение обусловлено поступлением естественных загрязняющих веществ (растительных остатков, продуктов размыва берегов, мусора и т. д.) в водные объекты весной с половодьем, во время дождей, оттепелей и т. д.
Антропогенное загрязнение характеризуется поступлением различных веществ в жидком, твердом и коллоидном состоянии в результате деятельности человека. Антропогенное загрязнение делится на:
— биологическое – накопление микроорганизмов и способных к брожению органических веществ;
— химическое – накопление токсических веществ, которые изменяют состав водной среды, вызывают мутагенез живых организмов;
— физическое – нагревание воды, накопление радиоактивных веществ.
Биологическое загрязнение водоемов, вызванное органическими веществами, уменьшает содержание в воде кислорода и отравляет ее продуктами своего распада, микроорганизмы способствуют распространению инфекционных заболеваний.
Химические вещества (свинец, ртуть, нитраты, фосфаты, углеводороды, пестициды и др.) снижают интенсивность окислительных реакций, останавливают биохимические процессы в воде, что вызывает гибель водных микроорганизмов
Одно из опасных свойств химических загрязнителей – мутация – способность нетоксичных или малотоксичных элементов по истечении длительного времени вызывать мутационные способности (мутагенез). Это такие соединения как иприт, нитроглицерин, которые могут быть опасными в такой же степени, как и радиация. Они поражают иммунную систему человеческого организма. Особенно опасны для жизни человека нитросоединения: оксиды азота, нитраты, нитриты, нитрозоамины. Мутагенная и канцерогенная активность этих соединений выявляется на бактериях, растениях, насекомых.
Довольно распространены в биосфере соли азотной кислоты (нитраты), которые в определенных дозах применяются в сельском хозяйстве. Однако при больших накоплениях эти соединения могут вызывать тяжелые заболевания.
Очень опасны ртуть и ее соединения. Даже малые дозы вызывают серьезный (цитогенетический) эффект. За один год в воздух, воду и на почву попадает более 10 тыс. т ртути. Малые концентрации ртути при хроническом воздействии накапливаются в человеческом организме (репродуктивных органах).
Тепловое (физическое) загрязнение воды разрушает биоценозы. Наиболее сильно загрязняют поверхностные воды целлюлозно-бумажные фабрики, химические предприятия, нефтеперерабатывающие заводы. Основные источники загрязнений и их последствия представлены в табл. 3.3.
Источник
