Вода как важнейший природный ресурс: проблемы ее качества и перспективы
Валерий Спиридонов, первый кандидат на пересадку головы, для РИА Новости
Простая пресная вода стала одним из самых ценных ресурсов в мире, вокруг которого в будущем могут разразиться региональные или даже глобальные войны.
С фразы о том, что человек на 70% состоит из воды, начинается чуть ли не каждая статья о водных ресурсах, но что нам дает эта информация? Гораздо важнее знать, что организм постоянно обменивается водой с окружающей средой. Ежедневно человек теряет жидкость с потом, выдыхаемым воздухом, выделяемыми продуктами жизнедеятельности, и каждый день восполняет эти потери питьевой водой.
Несоблюдение питьевого режима в течение дня чревато обезвоживанием организма. При водопотере 15-25% от общей массы тела начинаются необратимые процессы, ведущие к гибели человека.
Вот почему вопрос употребления питьевой воды столь актуален. Не менее важны и показатели ее качества, а также уровень запасов воды в мире. Что станет с планетой в случае ее «обезвоживания» и каковы прогнозы?
Существует ли в природе чистая вода
Чистой питьевую воду, строго говоря, называть нельзя. С точки зрения химика чистая вода — это дистиллят, свободный от всех примесей и микроорганизмов. Для микробиолога чистая вода — идеальная среда для бактерий. Для нас чистая вода — жидкость, обогащенная минералами, которую можно без риска для здоровья пить ежедневно.
Кристально чистой воды в природе не существует, разве что в виде формулы в школьных учебниках химии. Объясняется это просто — вода является универсальным растворителем. В ней с легкостью растворяется большинство примесей, минералов и веществ.
В старых публикациях можно было встретить информацию, что относительно чистой считается родниковая, дождевая вода и роса. Сегодня же можно говорить, что это не совсем так. Родниковая вода содержит в своем составе частицы пород, через которые она пробивалась, а дождевая, в том числе и роса, загрязнена примесями из атмосферы конкретного региона.
Запасы пресной воды на Земле: видно ли дно?
Удобно думать, сидя у себя в квартире, в стране, где никоим образом не ощущается дефицит воды, что конфликты вокруг воды в принципе не возможны. Сложно представить, что в современном мире на самом деле есть целые селения, в которых женщинам и детям приходятся преодолевать десятки километров, чтобы набрать воды.
Это удивляет, учитывая то, что Земля на две трети покрыта водой. Общий ее объем составляет 1386 миллионов кубических километров С другой стороны, не менее очевидно и то, что проблема заключается не в количестве, а в качестве воды.
Пресной воды на Земле примерно в 40 раз меньше — ее запасы составляют всего порядка 35 миллионов кубических километров. И только сотая часть этих запасов находится в «шаговой» доступности для человечества. Добыча остального требует серьезных материальных, трудовых и временных затрат. Но и не это является основной проблемой: рациональное использование даже существующих запасов воды надолго гарантировало бы их неисчерпаемость.
Вся проблема в том, что пресная питьевая вода на планете распределена неравномерно: ее резервы расходуются, тогда, как население Земли растет. Последние исследования Международного института управления водными ресурсами показали, что на сегодняшний день треть мирового населения уже испытывает острый дефицит пресной питьевой воды.
Как распределены водные ресурсы мира
Наибольшими же потребителями пресной воды считается Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Россия. При этом особо остро дефицит питьевой воды наблюдается в Китае, Индии и на всей территории Африки.
Помимо нехватки пресной воды, есть еще одна актуальная проблема — ее качество. Его ухудшение напрямую зависит от повышенного уровня загрязнения окружающей среды. В большинстве случаев причиной этому становится человеческая деятельность и перенаселение.
Источник
Экономика и очистка вод. Вода как экономический ресурс
Общие водные ресурсы Земли оцениваются в 1,3 млрд км3, однако только 1,7% этого количества приходится на пресную воду и лишь 0,5% всех водных ресурсов – это пресная вода в парообразном или жидком состоянии, остальная заморожена на полюсах и горных вершинах. Сейчас на каждого жителя нашей планеты доступной пресной воды приходится до 6 тыс. м3, казалось бы, величина достаточная. Но существует два фактора, которые заставляют говорить о водных ресурсах не вообще, а в пределах конкретных районов. Первый фактор – неравномерность распределения пресной воды. Второй фактор – это идущее быстрыми темпами развитие промышленности, урбанизация и рост населения, которые сосредотачивают людей и производство на небольших территориях.
Водные ресурсы в пределах конкретных районов оцениваются величиной стока – количеством воды, стекающей с площади района за год и питающей всех жаждущих. Различают водозаборные, проточные и другие виды потребления воды. Водозабором снабжаются промышленность, коммунальное хозяйство, орошение, теплоцентрали, жилые дома. Когда вода обеспечивает работу турбин гидростанций, нужную глубину фарватеров или сплавку леса, то говорят о проточном использовании. Сюда же относится и вода, которой разбавляют загрязнения. Прочее потребление – это содержание пресных водоемов, обустроенных для отдыха, туризма, рыбной ловли.
К 2000 г. в среднем по странам мира определилась следующая структура использования пресной воды (в процентах к общему потреблению): орошение – 37,4; коммунальное водоснабжение — 3,2; промышленность – 9,1; разбавление стоков – 48,1; прочие нужды – 2,2.
В этой структуре красноречиво велика доля воды, идущей для разбавления загрязненных стоков. Следует отметить, что очистка водоемов нужна не только для поддержания в них жизни, но и сами предприятия-загрязнители не могут пользоваться недоброкачественной водой. Когда к прямым затратам прибавляются средства на очистку и разбавление выбросов в водоемы, это отражается на эффективности проектных решений. Водоемкость производства приобретает при планировании, наряду с привычными ограничениями, — наличием сырья, рабочей силы, транспорта – определенное немалое влияние. Объем потребления воды становится лимитирующим фактором при размещении новых производственных объектов или расширении действующих предприятий. К особенно водоемким отраслям относятся химическая и нефтехимическая, целлюлозно-бумажная промышленность, черная металлургия, производство энергии. Значительное количество воды потребляют предприятия пищевой и текстильной промышленности. Много воды потребляется в таких производственных процессах, где необходимо охлаждение. Например, в США из общего количества воды, расходуемой промышленностью, 62% потребляется на охлаждение, 28% — непосредственно в производственном процессе и 1-10% на вспомогательных процессах. Из общего количества воды, которое расходуется при производстве алюминия, 93% идет на охлаждение, при нефтепереработке на охлаждение затрачивается 82% потребляемой воды, при выплавке стали и прокате – 65%.
Важным показателем, характеризующим воду как производственный ресурс, является количество воды, потребляемое на единицу производственной продукции. Так на производство 1 т бумаги, производимой из древесины, расходуется до 136 м3 воды, на тепловой электростанции – 15 м3 воды на получение 1 кВт электроэнергии. В доменном и сталеплавильном производствах на подготовку исходных продуктов, на охлаждение и очистку доменного газа потребляется при получении 1 т стали до 150 м3 воды. Металлургический комбинат мощностью 2 млн т чугуна в год потребляет за сутки 1 млн м3 воды. Если принять, что житель в среднем за сутки потребляет 150 л воды, то это количество соответствует расходу воды многомиллионного города.
Для ограничения водозабора из источников водоснабжения вводится оборотное водоснабжение, благодаря которому дополнительно берется лишь столько свежей воды, сколько выводится из системы в связи с загрязнением, испарениями, безвозвратными потерями, связанными с потреблением воды в производственном процессе. Современные технологии позволяют использовать воду в обороте в среднем до 25 раз. В доменном и сталеплавильном производствах это дает возможность сокращать дополнительный забор воды на 28 м3 на 1 т продукции.
Отрасли предъявляют различные требования к качеству воды. Под качеством здесь понимается минеральный состав, вкус, запах, цвет, коррозийность и мутность воды. Хотя эти свойства и можно изменять, но при большом заборе воды это приводит к нежелательному росту затрат. Поэтому выбор источников водоснабжения следует рассматривать как важную производственно-экономическую задачу. Так вода в холодильниках по возможности должна быть мягкой, иначе появление в них налета будет требовать частой смены труб и охлаждающих установок. Вода, кроме того, не должна содержать и органические вещества, которые усиливают коррозию. Подобные качества должны быть и у воды, циркулирующей в паровых котлах.
Очень высокие требования к качеству воды предъявляются в пивоваренной промышленности, при производстве прохладительных напитков, и в целом в пищевой промышленности. Например, одна из причин столь высоких вкусовых достоинств, а значит, и популярности пльзенского пива – качество воды.
Вода, используемая в фотографической, кинематографической и целлюлозно-бумажной промышленности, не должна содержать соединения марганца и железа, значительно ухудшающие качество продукции. Подобные требования существуют и в текстильной промышленности. Так, в Великобритании около городов Бедфорд и Лидс, где русло рек песчаное, а вода мягкая и чистая, сформировался основной район переработки шерсти, в то время как в других промышленных районах известняковые и мутные воды не пригодны для процессов очистки шерсти и крашения текстильных изделий.
Интенсификация общественного производства увеличивает требования к качеству и количеству воды. Очень требовательны к качеству воды новые виды производств, в частности в химической и металлургической промышленности. Отныне вода является важнейшим фактором размещения новых промышленных предприятий и городов.
В течение тысяч лет люди, используя блага природы, не задумывались об их исчерпаемости, количестве и тем паче об их искусственном воспроизведении. Эти блага были «даровые». Но ныне все большее количество воды не просто забирается из естественных источников, а перераспределяется и подготавливается человеком, поэтому говорить о водном ресурсе как «даровом» не приходится. Водозаборы на реках – достаточно сложные сооружения, а если учесть стоимость трубопроводов, энергию и эксплуатацию, то понятно, что речная вода отнюдь не «даровой» ресурс.
Бурение и оборудование даже неглубокой скважины для подвода воды к колонке обходится примерно в 50 рублей за погонный метр. Все чаще мы имеем дело с «рукотворной» пресной и чистой водой, получаемой опреснением морской воды. Ныне более 350 отечественных электродиализных опреснителей дают более 80 тыс. м3 чистой воды в сутки. капиталовложения, необходимые для получения 1 м3 пресной воды составляют от 300 до 600 рублей, в зависимости от суточной производительности установок, себестоимость 1 м3 дистиллята от 55 до 75 копеек.
В городах создание и эксплуатация водопроводной канализационной сети обходится недешево. В итоге вода, имевшаяся всегда и везде, как «падавшее с неба» бесплатное благо, превращается в предмет особой заботы (водное хозяйство) и в товар, цена которого зависит от капиталовложений и затрат, обеспечивающих ее поступление. Анализ расходов, например на строительство плотин в США, показывает, что в среднем на хранение 1 км3 воды в крупных водохранилищах затрачиваются капиталовложения до 120 млн долларов. Гарантированное водоснабжение – это результат исследований и расчетов, регулирования стоков гидротехническими сооружениями, строительства водоводов и водозаборов, улучшения качества воды, а также затрат на очистку стоков. Вода как ресурс суммирует, таким образом, в себе предшествующие затраты. Очевидно, что она должна, удовлетворяя наши потребности, иметь и стоимость, подобно другим природным ресурсам. Учитывая все сказанное выше, понятно. что она будет зависеть от местоположения предприятия, водоносности реки, качества воды, ограничений на водопотребление и других факторов.
Одним из недостатков экономики водопотребления явилась неправильная политика тарифов. Например, с 1 января 1982 г. в СССР повсеместно была введена плата за воду, забираемую промышленными предприятиями из водохозяйственных систем. Установленные тарифы, не давая никакой прибыли, лишь покрывали фактические затраты на эксплуатацию систем и расходы государства на улучшение, оценку и охрану водных ресурсов. Наиболее низкие тарифы были установлены на воду, забираемую промышленными предприятиями из рек и озер северных и восточных районов страны (0,1-0,4 копейки за 1 м3). Наиболее высокие тарифы – на воду из канала Днепр-Донбасс (2,7 копейки за 1 м3) и из уникальных водоемов – озер Байкал и Иссык-Куль (2 копейки за 2 м3). Кроме того, плата за забор воды сверх установленного лимита взымалась по штрафному – пятикратному тарифу.
Плата за воду на предприятиях включается в себестоимость продукции, ее расточительное потребление может сказаться на экономической эффективности производства. Введение адекватной платы за воду для промышленных предприятий станет лишь началом в деле рационализации водопользования. Эта плата будет распространяться на более широкий круг потребителей и водных источников, что будет способствовать развитию хозрасчета в системе водного хозяйства.
Экономика водопотребления требует создания экономического механизма, регулирующего водопотребление в сельском хозяйстве, особенно в поливном земледелии. Во всем мире орошается до 260 млн га земли и от 70 до 80% мирового водозабора идет на орошение. В некоторых странах эта величина достигает 90%, а в США — чуть менее 40%. По разным оценкам в оросительных системах тратится от 30 до 50% воды впустую. Потери включают: фильтрацию из каналов, избыточный полив, непродуктивное испарение, глубокое просачивание. Переполив и неправильный полив ведут еще и к отрицательным изменениям почв, их засолению, изменению структуры, снижению плодородия, что в целом бьет по экономической эффективности сельского хозяйства.
Дальнейшее развитие оросительных систем немыслимо без автоматизированной сети измерения таких важных показателей, как влажность почвы и текущие выпадающие осадки, и программируемых с учетом этих данных для каждого конкретного поля и сельскохозяйственной культуры объема и времени полива, а значит, и конкретно-экономического анализа эффективного использования воды.
Требуют совершенствования и экономические санкции за загрязнение вод. Тут тоже необходим конкретный экономический анализ, ибо эти санкции будут малоэффективными до тех пор, пока размер штрафов не зависит от вида, качества и количества веществ-загрязнителей, и пока они выплачиваются за счет государственных средств, а не средств предприятий.
Важным направлением развития экономики водопотребления является повышение эффективности использования воды в быту. Исследования, проведенные в нескольких странах, показали, что потери воды на магистральных линиях могут достигать 64%, а в ответвлениях магистрального водопровода и домах потребителей – 33%. По данным научно-исследовательского института коммунального водоснабжения в Российской Федерации в водопроводной сети и арматуре теряется за счет утечек в среднем 20%, а во внешней сети 7%, т.е. потери достигают чуть ли ни трети питьевой воды, а ведь это огромное богатство, если учесть, что водопроводы нашей страны каждые сутки доставляют потребителям около 55 млн м3 чистой воды. Кроме того, около 21% питьевой воды в стране уходит без применения прямо в канализацию. В масштабе страны на подачу нерационально используемой воды ежегодно расходуется количество энергии, равное тому, что вырабатывает ДнепроГЭС.
За счет экономии воды можно было бы сберечь за 5 лет 2,5 млрд. рублей, причем, не уменьшая потребление, а лишь прекращая сброс неиспользованной воды.
Расточительное отношение к воде связано было прежде всего с тем, что она обходилась потребителям очень дешево. Для москвича в 1990 г. это было 50 коп. в месяц, а для петербуржца в два раза меньше. И кроме того, эта плата почти не дифференцировалась и не увязывалась с поведением конкретного потребителя, его бесхозяйственность наносила урон обществу, но при этом никак не отражалась на его собственном экономическом положении.
Таким образом, вода, являясь важнейшим экономическим ресурсом, который напрямую связан с воспроизводством человека – главной производительной силы общества и самоцелью новой экономической системы, фактически уже начавшей формироваться на технологическом уровне современной цивилизации, как экономический ресурс требует экономического механизма, обеспечивающего учет и соотнесение затрат на «создание» этого ресурса и приносимого им общественно-полезного эффекта, причем такого механизма, который нацеливал бы это соотнесение на динамическую социально-экономическую оптимизацию.
Кризисные явления в экономике, нехватка энергетических ресурсов и продовольствия поставили во всем мире во главу угла экономического мышления экономию, правильное распределение ресурсов, в том числе одного из широко потребляемых ресурсов – воды.
Технико-экономические мероприятия, которые содействуют сбережению воды и повышают эффективность ее использования в промышленности, сельском хозяйстве и в быту – настоятельная необходимость нашего времени.
Их дальнейшее развитие может существенно снизить потребление воды как в отдельных странах, так и во всем мире.
Источник
