Для чего пресная вода

Пресная

Пресная вода – то, без чего жизни на Земле просто не будет. Однако деятельность человека практически во всех своих проявлениях крайне негативно влияет на ее качество, превращая ее в непригодную для питья.

Поэтому в ближайшем будущем весьма вероятна ситуация, когда человечество столкнется с ее жестким дефицитом, а где-то это происходит уже сейчас.

Что это такое?

Под определением пресной воды кроется то, что, является противоположностью морской, содержит соли в очень небольшой пропорции (это максимум половина промилле).

В соленой воде их концентрация намного выше, иногда она доходит до 3,5-4,1%.

Если взять общий объем вод на Земле, то пресной из них будет только 3% по объему. А доступной человечеству для использования – 1%.

Характеристика

Пресная вода называется пресной в том случае, если подходит под ряд параметров. Ее соответствие определенным критериям означает, что она пригодна для питья.

Рассмотрим критерии в таблице:

Запах воде придают смешивающиеся с ней газы (примером может быть, хлор), нефть и продукты ее переработки, частицы субстрата.

Оценки запаху «выставляются» в баллах от 0 до 5, в последнем случае его интенсивность превращает воду в непригодную для питья.

Во вкусе в разной степени может ощущаться кислота, горечь, сладость, соленость. Его интенсивность тоже «высчитывается» по шкале от 0 до 5.Кислотность (рН)Ее определяет наличие ионов водорода и их пропорция. При рН меньше 7 пресная вода считается кислой, больше – щелочной.

Кислотность сильно влияет на ее свойства. Кислотно-щелочной баланс для человека очень важен, в организме он составляет строго 7,38-7,42.

Питьевая вода не должна его нарушать. В противном случае немедленно начинаются «сбои» в работе органов и систем. Кислотность измеряется простым прибором –рН-метром.

Когда по своим характеристикам пресная вода далека от идеальной, проводятся химические анализы, позволяющие выявить и идентифицировать посторонние примеси.

Является исчерпаемым ресурсом?

В оптимальных условиях, когда экосфера не страдает от антропогенного и техногенного факторов, пресная вода – неисчерпаемый ресурс, восполняющийся за счет ее круговорота.

Но сейчас проблема истощения ее запасов вследствие влияния антропогенного фактора с каждым годом становится все острее вследствие:

Поэтому большинство гидрологов признают принадлежность пресной воды уже к ресурсам из категории возобновляемых, а не неисчерпаемых.

Чаще всего пресную воду делят на виды, принимая во внимание особенности ее состава, подразделяя на обычную и минеральную.

Первая, исходя из ее источника, делится на:

Пресная минеральная может быть:

По составу разновидностей пресной минеральной воды очень много.

Исходя из того, каких веществ в ней больше всего, она бывает:

В отдельную категорию выделяется «искусственная» H2O, созданная с использованием современных технологий:

Как образуется и каковы источники?

Пресная вода – результат непрерывного круговорота.

Эта замкнутая система – совокупность взаимосвязанных «звеньев»:

Вкратце процесс выглядит так:

На фото можно увидеть примерную схему образования пресных вод:

Подробная статья об источниках пресной воды в нашей статье по ссылке, а также информация об источниках в России здесь.

Запасы в мире

Общемировые запасы пресной воды можно оценить только приблизительно. Их объем все время меняется.

Таблица распределения запасов:

Еще больше информации о рейтинге стран мира по запасам пресной воды можно найти здесь.

Чем отличается от соленой воды?

С точки зрения физиков, химиков и гидрологов, пресная и соленая вода – две очень разные субстанции. Сходство ученые находят только в прозрачности и текучести.

Основной фактор различия – молекулярный состав.

Морская вода содержит хлорид натрия в высокой концентрации (минимум 35 г на 1 л). Это вещество гораздо лучше известно, как поваренная соль.

Из-за ее наличия морская вода:

Физические свойства

Базовые характеристики с точки зрения физиков:

При нормальных условиях (давление 1 атм.) пресная вода — без цвета, запаха и вкуса. Для нее характерна высокая теплоемкость и пониженная теплопроводность (поглощая тепло в больших количествах, сама она нагревается сравнительно мало).

Как получить из морской?

Для этого разработаны следующие методики:

Еще больше способов сделать из морской пресную воду можно найти тут.

Интересные факты

Вот некоторые интересные факты:

Проблемы

Наиболее сложные, требующие немедленного решения, глобальные проблемы, связанные с пресной водой – ее загрязнение и недостаток.

Мир ощущает дефицит воды на экологическом, социальном, экономическом и политическом уровнях.

Кое-где он чувствуется особенно остро. Запасы пресной воды на территориях разных стран сильно варьируется.

Но все они одинаково сталкиваются с последствиями глобального потепления.

Техногенный фактор негативно сказывается на природных экосистемах. В итоге реки, озера, подземные водоносные бассейны истощаются, содержащаяся в них вода становится непригодной для питья.

Промышленность и сельское хозяйство потребляют воду во все увеличивающихся объемах, причем делают это крайне нерационально.

Заключение

Если исходить из критерия необходимости для обеспечения жизни человека и жизни на Земле вообще, именно пресная вода, а не углеводороды, драгоценные металлы и камни, является наиболее ценным полезным ископаемым.

В нормальных условиях — это неисчерпаемый природный ресурс. Однако активная деятельность человека в самых разных сферах быстро меняет ситуацию в худшую сторону.

Недостаток пресной воды и ее загрязнение – одна из наиболее важных и требующих немедленного решения проблем, которые сейчас стоят перед человечеством.

Источник

Сколько пресной воды на Земле: основные источники, проблема дефицита

Вода покрывает огромную площадь земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.

Что такое пресная вода

Пресной называют воду, в которой содержится не более 0,1 % соли. От общего объема водных ресурсов на Земле она составляет – 2,5-3%. Из этого пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальной спрятан в ледниках и айсбергах.

Мировой океан солёный, воды суши могут быть пресными и солёными, вода в атмосфере только пресная. При испарении все соли остаются в водоёме, а испаряется только вода.

Источники пресной воды

Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.

Существует 6 источников водных ресурсов:

Запасы

Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.

Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км 3 /год

Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.

Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.

Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.

Сибирь, озеро Байкал

Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.

Состав пресной воды

Он различается в зависимости:

В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

Проблема пресной воды

Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии. Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.

Нехватка водных ресурсов

Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.

Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.

Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.

Загрязнения

Выделяют природные причины и искусственно созданные причины загрязнений.

К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:

Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.

Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.

Какая плотность пресной воды кг/м3

Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.

Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.

Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С

Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.

Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.

Формула для определения плотности

При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.

Заключение

Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.

Источник

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

Пресная вода: что это, запасы, источники и проблемы

Вода покрывает 70% поверхности нашей планеты, и легко предположить, что она всегда будет в изобилии. Однако пресная вода — та, которую мы пьем, в которой купаемся, которой орошаем поля наших ферм, невероятно дефицитна. К ней относится лишь 3% мировых водных запасов, и при этом две трети ее спрятаны в замерзших ледниках или недоступны для нашего использования.

Проблема нехватки пресной воды

Пресная вода заключена в ледниках, озерах, водохранилищах, прудах, реках, ручьях, водно-болотных угодьях и в подземных горизонтах. Эти резервуары занимают менее 1% от общей поверхности Земли, но в них обитают 10% всех известных животных и до 40% всех известных видов рыб, т.е. жизнь в пресной воде бьет ключом. Однако, пресноводные скопления исчезают с угрожающей скоростью.

Проблема нехватки воды является одним из наиболее серьезных рисков, с которыми сталкивается мир на всех уровнях: социальном, экономическом, политическом и экологическом. Эта проблема обостряется «благодаря» изменению климата в сторону глобального потепления.

В результате около 1,1 миллиарда человек во всем мире не имеют доступа к пресной воде, а в общей сложности 2,7 миллиарда человек испытывают дефицит воды по крайней мере один месяц в году. Недостаточная санитария и гигиена в связи с этим также является проблемой для 2,4 миллиардов человек — они страдают от болезней, передающимся через грязную воду, таким, как холера, брюшной тиф, дизентерия и др. Два миллиона человек, в основном дети, умирают каждый год только от диарейных заболеваний.

Многие из экосистем, которые поддерживают процветание природы и питают растущее население, оказались в состоянии стресса. Реки, озера и водоносные горизонты высыхают или становятся слишком загрязненными для использования. Более половины водно-болотных угодий в мире исчезли.

При этом сельское хозяйство потребляет больше пресной воды, чем любая другая отрасль промышленности, и львиную долю ее расходует неэффективно. А изменение климата меняет характер погоды, вызывая засуху в одних районах и наводнения в других.

При текущем уровне потребления ситуация будет только ухудшаться. К 2025 году две трети населения мира могут столкнуться с нехваткой воды. А природные экосистемы по всему миру пострадают еще больше. Таковы неутешительные прогнозы ученых.

Пресная вода что это

Пресная вода отличается от питьевой воды. Большая часть земной пресной воды не пригодна для питья без какой-либо обработки. При этом, она может легко загрязниться вследствие деятельности человека или в результате естественных процессов, таких, как эрозия.

Она абсолютно необходима для жизни на планете. Растения, животные и люди нуждаются в ней, чтобы элементарно выжить. Мы используем ее для получения питьевой воды, для орошения сельскохозяйственных культур, как часть систем санитарии, на многих промышленных предприятиях.

Дело в том, что соль увеличивает температуру кипения раствора или температуру, при которой из него начинает выпариваться пресная вода. При этом солевой раствор нагревается быстрее, что связано с теплоемкостью. Поэтому на школьный вопрос «какая вода закипает быстрее: морская соленая или пресная» ответ однозначный: быстрее закипает пресная вода.

Чем выше теплоемкость, тем медленнее будет нагреваться вещество с учетом того же количества добавленной энергии. А соль уменьшает теплоемкость раствора, т.е. увеличивает скорость нагревания. Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К). Поэтому соленая вода будет нагреваться быстрее, чем пресная. И каково значение этого показателя для обитателей пресной воды? Эта особенность приводит к тому, что пресные водоемы покрываются льдом, а моря и океаны не замерзают зимой.

Так как ионы соли тяжелее молекул воды, то морская вода плотнее, чем пресная, и это затрудняет ее испарение. Плотность морской воды находится в диапазоне от 1020 до 1030кг /м3, а плотность пресной воды составляет около 1000 кг/м3.

Все эти физические факторы серьезно осложняют процесс опреснения.

Планетарные запасы пресной воды

Учеными давно подсчитаны общие запасы воды на Земле. Приведем таблицу глобального распределения водных ресурсов на планете.

Источники пресной воды

Более 96 процентов земной воды — это солевой раствор. И из общих планетарных пресноводных запасов более 68 процентов заключено в лед и ледники. Еще 30 % находится в земле. Поверхностные пресноводные источники, такие как реки и озера, составляют всего около 93 100 кубических километров, что составляет около 1/150 % от общих пресноводных запасов. Тем не менее, реки и озера являются основным источником воды, которую люди используют каждый день.

Шесть источников питьевой воды:

Вода, забираемая из подземных горизонтов, рек и озер, пополняется дождями и снегопадами. Пока еще этот баланс соблюдается. Однако, в условиях бесконтрольного роста населения и потребления природных ресурсов этот баланс может быть нарушен, не в пользу человечества…

Источник