Проблемы чистой воды в мире и актуальные задачи гидроэкологии

    Дисциплина: Разное
    Тип работы: Реферат
    Тема: Проблемы чистой воды в мире и актуальные задачи гидроэкологии

    Воды

    на планете по-прежнему много, но доля пригодной для питья — стремительно сокращается.

    На

    однение в провинции Дарфур на юге Судана в 2005 году вызвало острую нехватку питьевой

    воды

    . И это со

    сем не удивительно: хотя воды в избытке, для питья она не пригодна. Фото: WHO

    Среди химических соединений, с которыми чело

    еку приходится сталкиваться в своей повседневной жизни, вода, пожалуй, — самое привычное и в то же время самое странное. Её удивительные свойства всегда привлекали к себе внимание

    ученых, а в последние годы стали вдобавок и поводом для разнообразных околонаучных спекуляций. Вода — не пассивный растворитель, как принято считать, это активное действующее лицо в

    молекулярной биологии; при замерзании она расширяется, а не уменьшается в объеме, как большинство жидкостей, достигая наибольшей плотности при 4 °C. Пока никто из теоретиков, работающих

    над общей теорией жидкостей, не приблизился к описанию её странных свойств.

    Отдельного упоминания достойны слабые

    одородные связи, благодаря которым молекулы

    воды

    образуют на короткое

    ремя довольно сложные структуры. Много шума наделала опубликованная в 2004 году в журнале Science статья Ларса Петтерсона (Lars Pettersson) и его коллег из Стокгольмского

    университета (Stockholm University). В ней, в частности, утверждалось, что каждая молекула воды связана водородными связями в точности с двумя другими. Из-за этого возникают цепи и

    кольца, длиной порядка сотен молекул. Именно на этом пути исследователи надеются найти рациональное объяснение странностей воды.

    Но для жителей нашей планеты

    ода в первую очередь интересна не этим: без

    чистой

    питье

    ой

    воды

    се они просто вымрут, а доступность её с годами становится все более проблематичной. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в настоящее время 1,2 млрд. человек не

    имеют её в необходимом количестве, миллионы людей умирают ежегодно от болезней, вызванных растворенными в воде веществами. В январе 2008 года на Всемирном экономическом форуме ООН

    (World Economic Forum Annual Meeting 2008), проходившем в Швейцарии, утверждалось, что к 2025 году население более половины стран мира будет испытывать недостаток в чистой воде, а к

    2050 году — 75%.

    Количест

    о и таких веществ постоянно увеличивается как в развитых, так и в развивающихся странах: от привычных загрязнителей (тяжелых металлов, продуктов нефтеперегонки) до таких

    канцерогенных соединений, как эндокринные дизраптеры (endocrine disrupter) и нитрозоамины (nitrosamines), от «привычных» паразитов, патогенных бактерий и вирусов (например, холерного

    вибриона) до относительно недавно открытых прионов. Увеличивающееся население Земли, особенно та его часть, что проживает в городах (в 2008 году оно должно достичь 50%), а также

    продолжающийся рост потребления

    воды

    — особенно

    производстве, сельском хозяйстве и энергетике — тянет за собой и большие затраты водных ресурсов из традиционных источников.

    Проблема

    чистой

    воды

    над

    игается со всех сторон: так например, ученые предполагают, что в ближайшие 30 лет таяние ледников (одни из основных запасов пресной воды на Земле) приведет к сильным скачкам в

    уровне многих крупных рек, таких как Брахмапутра, Ганг, Хуанхэ, что поставит полтора миллиарда жителей Юго-Восточной Азии под угрозу нехватки питьевой воды. При этом уже сейчас расход

    воды, например, из реки Хуанхэ настолько велик, что она периодически не достигает моря.

    США, округ Чероки

    о время засухи 2007 года. Фото (Creative Commons license): Mark N aka mjn9

    Для того чтобы избежать

    одного кризиса, разрабатываются новые технологии очистки и дезинфекции

    воды

    , её опреснения, а также методы её по

    торного использования. Однако помимо научных изысканий необходимы действенные методы организации контроля над водными ресурсами стран: к сожалению, в большинстве государств

    использованием и планированием водных ресурсов занимается несколько организаций (так, в США этим заняты более двадцати разных федеральных агентств). Эта тема стала основной для номера

    от 19 марта этого года научного журнала Nature. В частности, Марк Шеннон (Mark Shannon) и его коллеги из университета Иллинойса в Эрбане–Шампейн (США) провели обзор новых научных

    разработок и систем нового поколения в следующих областях: дезинфекции воды и удаления патогенов без использования избыточного количества химических реагентов и образования токсичных

    побочных продуктов; обнаружение и удаление загрязняющих веществ в низкой концентрации; повторное использование воды, а также опреснение морской и воды из внутренних водоемов. Что

    немаловажно, эти технологии должны быть относительно недорогими и пригодными к использованию в развивающихся странах.

    Тонкая зараза

    Дезинфекция особенно

    ажна в развивающихся странах Юго-восточной Азии и Субсахары: именно там патогены, живущие в воде, чаще всего становятся причиной массовых заболеваний. Наряду с болезнетворными

    организмами — такими, как гельминты (глисты), простейшие одноклеточные, грибы и бактерии, повышенную опасность представляют вирусы и прионы. Свободный хлор — самый распространенный

    мире

    (а также самый дешевый и один из самых эффективных) дезинфектор — отлично справляется с кишечными вирусами, однако бессилен против вызывающих диарею криптоспоридий С.parvum или

    микобактерий. Ситуация осложняется и тем, что многие возбудители болезней живут в тонких биопленках на стенках водопроводных труб.

    Но

    ые эффективные методы дезинфекции должны состоять из нескольких барьеров: удаление с помощью физико-химических реакций (например, коагуляции, седиментации или мембранной

    фильтрации) и обезвреживание с помощью ультрафиолета и химических реагентов. Относительно недавно для фотохимического обезвреживания патогенов вновь стали использовать свет видимого

    спектра, а в некоторых случаях эффективно использование комбинирование УФ с хлором или с озоном. Правда, такой подход иногда вызывает появление побочных вредных веществ: например, от

    действия озона в воде, содержащей ионы бромида, может появиться канцероген бромат.

    Индии, где потребность в дезинфекции

    воды

    ощущается до

    ольно остро, для этих целей применяется жавелевая вода. Фото: WHO

    развивающихся странах используется технология дезинфекции

    воды

    бутылях из полиэтилена терефталата (PET) с помощью, во-первых, солнечного света, во-вторых, гипохлорида натрия (этот метод используется в основном в сельской местности). Благодаря

    хлору удалось снизить частоту желудочно-кишечных заболеваний, однако в областях, где в воде содержится аммиак и органический азот, метод не работает: с этими веществами хлор образует

    соединения и становится неактивен.

    Предполагается, что

    будущем методы дезинфекции будут включать действие ультрафиолета и наноструктур. Ультрафиолетовое излучение эффективно в борьбе с бактериями, живущими в воде, с цистами

    простейших, однако не действует на вирусы. Тем не менее ультрафиолет способен активировать фотокаталитические соединения, например, титана (TiO2), которые в свою очередь способны

    убивать вирусы. Кроме того, ...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены