Выполнил Карпов Иван,
ученик 11 класса "А"
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение школа № 16
г-к Анапа 2013
Цель работы - пропагандировать экономный и экологичный образ жизни по отношению к воде и заставить людей задуматься об её ограниченности.
Задача - выйти из "водной" задолженности путём очищения, опреснения, сокращения потребления и вредных выбросов.
Объект исследования: мировые запасы воды в общем и воды как средства удовлетворения бытовых нужд.
Предметы изучения: гидрология, экология, физика, химия.
Методы исследования: анализ литературного и научного материала, использование источников СМИ и интернета.
Введение
Мы используем её каждый день. Без неё невозможна жизнь. Она формирует климат, влияет на погоду. Является одним из самых распространенных химических соединений на Земле. И это, конечно же, вода. Нам кажется, что её запасы безграничны, но мы ошибаемся. Уже сегодня нехватку воды испытывают страны Африки, Азии и Ближнего Востока, а через 25-30 лет, по прогнозам ученых, от жажды будет страдать около половины населения Земли. Как следствие это приведет к разного рода конфликтам, в которых могут погибнуть сотни тысяч людей в боях за глоток живительной влаги.
Некоторым может показаться это чушью, ведь вода - возобновляемый ресурс. Но стоит сделать некоторую поправку: меньше становится не воды вообще, а жидкости, пригодной для питья и удовлетворения бытовых нужд, а она возобновляется ограниченно, то есть, потребляем мы её больше, чем природа может возобновить. Такая ситуация началась с 70-го года прошлого столетия: ежегодно мы забирали и забираем чуть больше, чем положено на год, и на сегодняшний день это превышение потребления над восстановлением составляет 30%, то есть, по сути, сейчас мы берём воду у наших детей. Такой дефицит связан, прежде всего, с ростом населения планеты, а также с загрязнением, огромными расходами на нужды промышленности и сельского хозяйства.
По моему мнению, сейчас это очень актуальная проблема. Нужно уже сегодня принимать все необходимые меры для предотвращения возможных неприятных последствий, искать новые пути решения и следовать уже тем, которые существуют ныне.
Меры по предотвращению водного кризиса
Итак, мною будет предложено несколько путей решения, которые должны рассматриваться, как комплекс мер по предотвращению водного кризиса.
Во-первых, это, конечно же, экономия. Казалось бы, что может быть проще, но здесь есть некоторые сложности: нам, россиянам, и другим людям, живущим в странах с полноводными реками, трудно понять, зачем экономить воду. Но даже такие государства не застрахованы от водной катастрофы.
Так как всё-таки экономить?
Капельное орошение. Капельное орошение - это метод полива, при котором вода подаётся непосредственно в прикорневую зону выращиваемых растений в строго определенных количествах (приложение 1). В итоге, в отличие от традиционного полива, мы затрачиваем в 5 раз меньше воды. Также к преимуществам капельного полива относится и то, что повышается в разы урожайность и появляется возможность поливать в любое время, не рискуя вызвать солнечный ожог у растений. Ещё эта технология гарантирует урожай даже в самый засушливый год. Широкое использование метод впервые получил в Израиле, где в условиях дефицита воды в 1950-х годах люди вынуждены были сокращать её расходы на сельское хозяйство. В настоящее время, к сожалению, лишь 2% земель в мире поливаются капельно. Пессимисты считают, что эта технология слишком дорогое удовольствие, однако, когда жажда окончательно наступит на горло, именно она может стать настоящей панацеей для умирающих сельхоз культур. Почему я вообще в первую очередь затронул сельское хозяйство? Да потому, что оно является крупнейшим потребителем пресной воды. Сегодня на орошение всех земель (а это почти 300 млн. га) затрачивается 60% мирового водозабора.
Эффективный путь экономии воды в промышленном производстве - создание оборотных систем водоснабжения, разработка методов маловодных и безводных ("сухих") технологий, в частности, в химическом производстве. Внедрение "сухих" технологий в нефтеперерабатывающей промышленности позволяет снизить расходы воды почти в 100 раз.
Третий способ экономии - это сбережение энергоресурсов. То есть, чтобы сохранить воду, необходимо беречь электроэнергию и бензин. Казалось бы, причем здесь одно и совсем другое? А вот причем: вода - компонент большинства промышленных технологий и энергетических установок. Например, на 1т перерабатываемой нефти расходуется 10-15 м3 воды, а в год её уходит на это дело 1000 млн. м3. На угольную промышленность эти затраты равны 300 млн. м3 в год. Также велик расход воды непосредственно на электроэнергетических установках - ТЭС и АЭС: в среднем для получения 1 кВт*ч электроэнергии требуется до 200 м3 воды, а ежегодная выработка электроэнергии в России составляет около 1000 млрд. кВт*ч. Вот и считайте. Таким образом, необходимо вести экологичный образ жизни. К примеру, пересесть на общественный транспорт и заменить все лампочки в доме на светодиодные.
И конечно же, нужно просто беречь воду на бытовом уровне. А так как её дефицит стал мировой проблемой, то экономией должны заниматься не только те страны, которые ограничены в воде, но и все остальные. У тех же маловодных стран можно позаимствовать и опыт по её сбережению. Например, посуду там моют не под проточной водой, а в какой-либо емкости или в раковине, а после уже ополаскивают под краном. Использованная вода также не выливается, она идет на выполнение других бытовых задач. Еще можно установить кран с инфракрасным датчиком, он даёт значительную экономию, и его никогда не забудешь закрыть. А чтобы убедить людей следовать такому образу жизни, со стороны государства должны приниматься как поощрительные, так и запрещающе-ограничительные меры. К примеру, к поощрительным мерам можно отнести уменьшение налогообложений и льготы, которые будут даваться тем, кто расходует воду меньше определенного объёма. К запрещающе-ограничивающим мерам можно будет отнести:
) высокие тарифы на воду и энергоресурсы,
) закон, запрещающий иметь смывные унитазные бачки, расходующие более 4-5 литров. (Такое практикуется в США уже с 94 года) и 3) жесткий контроль за вырубкой лесов и осушением болот.
Второй вариант решения выхода из "водной" задолженности - это опреснение морской воды, то есть удаление из воды растворённых в ней солей с целью сделать её пригодной для питья или для выполнения определённых технических задач. Запасы пресной воды на Земле оцениваются в 35 млн. км3, что составляет не более 2,5 % от общих запасов воды на Земле; следовательно, морской воды 97,5%. Сырья для опреснения, мягко говоря, много. Так почему бы просто не использовать технологию опреснения, и все проблемы были бы решены? Но оказалось, что этот процесс очень энергоёмкий. К примеру, в Израиле, в городе Хадера, завод по опреснению потребляет 50 МВт электроэнергии, однако в местах, где вода - это дефицит, такие расходы оправданы. (работает завод по технологии обратного осмоса) (приложение 2).
Третье решение - очищение. Природная вода обладает способностью к самоочищению, но при сильном загрязнении оно не происходит из-за нарушения внутриводных биологических процессов. В этом случае необходимо применять специальные меры по очистке сточных вод, а это очень сложный, с точки зрения технологии, дорогой, с точки зрения экономических затрат, но, безусловно, необходимый процесс, который должен предшествовать сбросу загрязненных сточных вод. Конечно, в идеале было бы как можно меньше допускать загрязнения, а это значит просто использовать меньше воды, то есть опять мы пришли к экономии. Но как бы то ни было, от "грязи" полностью не избавишься, поэтому приходится прибегать к очистке сточных вод. Методы очистки можно подразделить на механические, химические, биологические и физико-химические (приложение 3).
· Механическую очистку применяют для выделения из сточных вод нерастворенных минеральных и органических примесей, как предварительный этап с целью подготовки к следующим, более глубоким методам очистки. Для этого используют различные решетки, песчаные и другие фильтры, отстойники.
· Основные способы химической очистки - нейтрализация и окисление. Нейтрализацию проводят с целью снижения значений рН кислых стоков до близких к нейтральным, например, пропуская воду через слои известняка, мела или доломита. Окисление применяют для обезвреживания сточных вод, содержащих токсичные примеси. В качестве окислителей используют хлор, хлорную известь, озон (разрушает при нормальной температуре многие органические вещества и примеси и получается при электрическом разряде в воздухе или кислороде) и другие окислители. Наряду с хлорированием и озонированием сточных вод широко применяют электрохимическое окисление (электролиз сточной воды).
· Биологическая очистка осуществляется сообществом микроорганизмов, включающим множество водорослей и бактерий. Ее применяют для очистки сточных вод от органических загрязнителей, используемых микроорганизмами в качестве пищи.
· Физико-химические методы очистки используют обычно в сочетании с другими. Добавляя в сточную воду специальные коагулянты (соли алюминия, железа, магния, известь и другие вещества), можно получить крупные частицы вредных веществ, которые оседают на дно. Специальные сорбенты (искусственные и природные пористые материалы) поглощают растворенные в воде органические вещества. Еще есть флотация - это способ отделения твердых частиц или капель жидкости от сточной воды, основанный на различной смачиваемости (вредные примеси собираются в пенном слое и удаляются). Ионными методами очистки можно извлекать из сточных вод ценные примеси, а также радиоактивные вещества. Также некоторые методы очищения можно применять к опреснению морской воды.