Цель занятия: сформировать у учащихся представление о водопотреблении и современном состоянии водной среды, а также об основных экологических проблемах, связанных с хозяйственным использованием источников пресной воды, и о рациональном водопользовании.
Оборудование и материалы: технические средства обучения (проектор, компьютер, электронная презентация занятия), иллюстративный материал, карточки с заданиями, листы ватмана, маркеры.
Выполнение заданий
Задание 1. Вспомните свойства пресной воды.
Перечислите известные вам физико-химические свойства воды и выпишите их на ватман. Вспомните смысл ключевых понятий: круговорот воды, водоснабжение, сброс сточных вод. (Три агрегатных состояния воды, плотность воды 1 г/см 3 , образование льда при температуре 0 °С, кипение при 100 °С, прозрачность, способность растворять вещества, необходимость для жизнеобеспечения. )
Задание 2. Какие водоемы относятся к пресным?
Вспомните и перечислите типы пресных водоемов. (Реки, ручьи, озера, пруды, болота, каналы, подземные воды. Следует напомнить, что водоемы бывают как естественного происхождения – реки, озера, болота, так и созданные человеком для определенного назначения – пруды, водохранилища, каналы ). Какие из перечисленных водоемов могут оказаться пригодными для водопользования, а какие нет и почему? (Наиболее пригодны реки и подземные источники. )
Задание 3. Как и для чего используется пресная вода?
Перечислите все возможные хозяйственные нужды, на которые человек использует воду, и расположите их в виде пирамиды.
Объяснение нового материала
1. Источники и использование пресной воды
Люди используют пресную воду для различных хозяйственных нужд, из которых основное место занимают орошение сельскохозяйственных земель и производство энергии. В меньшей степени вода расходуется в промышленности и на бытовые нужды, включая и питьевую воду. В качестве источников пресной воды используют наземные природные воды (в основном реки, озера) и грунтовые подземные воды.
2. Берем воду «взаймы» у Природы
Вся вода, которую мы используем, изымается из природного круговорота воды, а возвращается в него уже загрязненная, с большим количеством отходов. Бытовые и коммунальные стоки попадают в реки, заливы и моря через систему городской канализации. Промышленные предприятия, как правило, расположены на крупных природных водоемах, где получают неограниченное количество воды, используют ее и сбрасывают вместе с отходами. Смыв воды с полей вместе с содержащимися там удобрениями и химикатами также загрязняют природные воды.
3. Экологические проблемы
Использование воды в хозяйственных целях порождает следующие проблемы.
А. Природные источники могут давать лишь ограниченное количество воды. Возникает опасность перерасхода речной воды и существенных изменений в экосистемах водосборных районов. Например, отвод воды из реки может сказаться на состоянии прилегающих болот и пойменных лугов – они пересыхают, т.к. не подпитываются периодическими паводками; в результате изменяется видовой состав таких экосистем.
Б. Использование грунтовых вод ведет к сокращению их запаса и проседанию грунта. Объем подземных вод превосходит запасы наземной воды в 70–80 раз, но грунтовые воды также истощаются, если потребление из них воды идет быстрее пополнения. При уменьшении объема грунтовых вод может происходить постепенное опускание поверхности суши, называемое проседанием грунта. В населенных пунктах это приводит к разрушению дорог, фундаментов зданий, водопроводной и канализационной сетей, на побережьях – к затоплению и разрушению береговой зоны.
В. Вода, которая возвращается в природу, сильно загрязнена. Это опасно как для здоровья человека, так и для состояния окружающей среды, особенно водоемов. Сточные воды среднего по размеру города содержат следующие загрязнители:
– смытая в процессе разрушения почва;
– остатки удобрений, инсектициды и гербициды,
применяемые в садах и парках;
– различные химические соединения, образующиеся
при износе дорожного покрытия;
– сажа и ядовитые вещества выхлопных газов
транспорта;
– горючее и машинное масло с дорог и автостоянок;
– мусор и растительные остатки;
– сточная вода жилых помещений и предприятий;
– отходы предприятий промышленности,
использующих воду (наибольшее количество
загрязнителей дает целлюлозно-бумажное
производство).
Загрязнение поверхностных и подземных вод
Г. Биокумуляция ядовитых веществ, содержащихся в воде. Наибольшую проблему при загрязнении природных вод создают различные ядохимикаты, содержащиеся в бытовых, промышленных, сельскохозяйственных и других сточных водах. Они присутствуют в низких концентрациях, с трудом выводятся из вод, а также способны длительно накапливаться в живых организмах.
Большинство загрязнителей принадлежат к двум группам: тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий, железо, хром и др.) и синтетические органические соединения (бензол, фенол, диоксины, гексахлорциклогексаны, хлорированные бифенилы и многие другие). Все ядохимикаты, присутствующие в окружающей среде в малых дозах в течение длительного периода, опасны из-за способности к накоплению в организме, что приводит к мутациям, раку, различным патологиям.
В природе токсины движутся по пищевым цепям, на последних звеньях которых их концентрации могут увеличиваться в сотни тысяч раз по сравнению с окружающей средой.
Выполнение заданий
Задание 4. Составьте схему круговорота воды с учетом всех видов ее «изъятия», использования и сброса загрязненной воды (различные виды загрязнений – промышленное, сельскохозяйственное, бытовое и пр.) обратно в природные водоемы. Выполнить это задание можно сначала на ватмане или доске, а потом в тетрадях. Начните схему с типичного водного источника – реки.
Главный вывод : из замкнутого цикла круговорота воды забирается чистая вода, а обратно возвращается загрязненная; загрязнения поступают в природные водоемы, откуда вода снова берется на использование. Рост уровня загрязнения природных водоемов пагубно влияет на живые организмы и на качество питьевой воды.
Задание 5. Проведите опрос учащихся в своей группе по следующему вопроснику и проанализируйте ситуацию с потреблением питьевой воды.
– Кто пьет дома воду из-под крана, а кто
покупает ее в бутылках?
– Кому доводилось пить воду в других городах
России? В других странах? Насколько отличается
наша вода от зарубежной?
– Используете ли вы дома фильтры для очистки
воды?
Объяснение нового материала
4. Доставка воды потребителю
(Проводится с использованием раздаточного материала.)
Вода, используемая в быту, обычно берется из реки или из подземных источников в области водозабора. В Калининградской области это река Преголя, группа питьевых озер и подземные воды в некоторых местах области. Очистка и подготовка воды обычно идет по следующей схеме:
водоем ––> фильтры грубой очистки для удаления крупных примесей ––> водохранилище для отстаивания воды (удаляются мелкие примеси) ––> обеззараживание воды для уничтожения патогенных микроорганизмов (обычно хлорирование) ––> флокуляция (осаждение взвешенных веществ в воде на осадке гидроксида алюминия) ––> пропускание через песчаные фильтры ––> резервуары очищенной воды ––> водопроводная сеть ––> потребитель.
Цифры и факты:
– среднестатистический россиянин
потребляет 272 л воды в сутки;
– около 50 млн человек в нашей стране пьют воду с
повышенным содержанием железа;
– за последние годы в водных объектах обнаружено
около 750 химических соединений, из которых 600
являются канцерогенами и практически не
обезвреживаются на водопроводных станциях.
5. Осторожно! Водопроводная вода!
Главными причинами низкого качества питьевой воды «из-под крана» являются:
– загрязненность водозаборов;
– применение хлорирования;
– плохое качество водопроводных сетей;
– несовершенство песчаных фильтров.
Наибольшую опасность в подготовке питьевой воды представляет технология ее хлорирования, поскольку приводит к появлению в воде так называемого «связанного хлора» – результата взаимодействия хлора и некоторых органических соединений. Среди продуктов хлорирования есть канцерогенные и токсичные соединения, не имеющие запаха и практически не удаляющиеся при кипячении и отстаивании воды (к ним относятся такие вещества, как линдан, диоксины, бутилхлорид, трихлорфенол и др.).
Загрязненность питьевой воды зависит также от того, из какого материала сделаны водопроводные трубы. Например, чугунные водопроводы, проложенные более 80 лет назад, до сих пор работают исправно. А вот стальные трубы, проложенные в 1970-е гг. уже доставили много хлопот. Кроме того, из-за плохого качества труб, содержание железа в воде превышает нормы ГОСТа.
Заключительные задания
Задание 6 (выполняется в группах). На уже разобранной схеме «изъятия воды» найдите участки, соответствующие наибольшему вкладу в загрязнение воды (как природной, так и потребительской). Предложите, как можно минимизировать вред, наносимый природе и здоровью человека.
Задание 7. Альтернативные источники воды.
(Учащимся раздают карточки с изображениями альтернативных источников водоснабжения: лесных озер, болот, подземных источников.)
Дайте анализ плюсов и минусов конкретного альтернативного источника по сравнению с используемыми в настоящее время по следующим критериям:
– чистота воды в источнике;
– мощность источника (хватит ли воды для
обеспечения города);
– удобство забора воды;
– доставка воды потребителям.
Главный вывод : оптимальным решением проблем водоснабжения является улучшение экологического состояния ныне действующих источников воды.
Задание 8. Очистка водопроводной воды в домашних условиях.
В домашних условиях можно очень просто организовать очистку воды способом вымораживания (перекристаллизации). Подберите эмалированную кастрюлю с крышкой, которая помещается в морозильную камеру холодильника. Наполните кастрюлю кипяченой водой комнатной температуры так, чтобы между крышкой и водой оставался зазор в 3 см (в этом случае вода будет замерзать снизу и с боков, а под самой крышкой за сутки замерзнуть не успеет). Вода должна замерзнуть наполовину или на две трети. В центре кастрюли останется незамерзшая вода бурого цвета, содержащая загрязнения. Эту воду нужно слить, оставшийся лед промыть и растопить. Следует помнить, что полученная вода по составу близка к дистиллированной, и в ней отсутствуют соли кальция, магния и др., так что перед употреблением этой воды для питья необходимо восполнить их недостаток.
Раздаточный материал к занятию
Станция водозабора – подъем воды на очистительные установки |
Использование насосов |
Расходуется много энергии |
Удаление крупного мусора и частиц, содержащихся в воде |
Пропускание воды через специальные решетки |
|
Резервуар для отстаивания воды |
Удаляются мелкие примеси |
|
Обеззараживание воды (хлорирование) |
Добавление хлора из баллонов, хлорамина или гипохлорита натрия |
Расход химических препаратов |
Флокуляция |
Осаждение примесей с помощью гидроксида алюминия |
Расход химическихпрепаратов |
Пропускание через песчаные фильтры |
Удаление остаточных взвешенных частиц и примесей |
|
Резервуар очищенной воды |
Вода подготавливается к отправке в водопроводную сеть |
|
Водопроводная сеть – отправка воды потребителю |
Насосы накачивают очищенную воду в водопроводную сеть |
Расходуется много энергии |
«Загрязнение и охрана воды» - Статья 77. Статья 76. 1 учебник географии – 0,5 куб. Загрязнение воды. Антуан де Сент-Экзюпери. Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Неочищенные стоки населённых пунктов угрожают распространением опасных инфекционных болезней. Охрана воды. Ты самое большое богатство на свете. Статья 78. Вода нуждается в очистке.
«Балтийское море» - Нефтезагрязнение. Проблемы Балтийского моря. План действий по охране БМ. Гибель природной фауны. Местонахождение Балтийского Моря. Загрязнение распределено достаточно равномерно. Концентрация при загрязнении почти везде сохраняется в пределах 200 грамм на 1 кв. метр. Высокая степень токсического загрязнения.
«Загрязнение океана» - Сооружение очистных сооружений на предприятиях. Загрязнение океана – результат деятельности человека. Люди, не причиняйте Природе боль! Причины загрязнения Мирового океана. Тема нашего исследования «Загрязнение Мирового океана». Работу выполняли ученики 4-в класса МОУ СОШ №6. Для уничтожения следов нефтепродуктов используют эффективные химические препараты.
«Вода и загрязнение» - Загрязняющие вещества могут быть разделены на несколько различных классов. Четвёртый класс - инфекционные организмы и патогенные микроорганизмы. Загрязнение воды. Многие нефтепродукты ядовиты для животных. Нитраты могут стать причиной смертельного исхода от анемии у младенцев. И последний класс (пятый)- тепловое загрязнение.
«Загрязнение воды человеком» - Таким образом загрязняются поверхностные, подземные, грунтовые воды. Вода в жизни человека. Причины и источники загрязнения. Загрязнение воды имеет много причин. Происхождение загрязнения может быть: коммунальное (канализация), промышленное, сельскохозяйственное, природное. Виды загрязнений воды и вызываемые заболевания.
«Загрязнение вод» - 1) биологическое. (при загрязнении сточными водами поверхностных). В – третьих, Вода от ТЭЦ, поступая в водоем, приводит к повышению t 0 C воды в нем. №3. сброс в водоемы нерастворенных материалов – глин, как отходов производства. Тепловое загрязнение. Во – вторых, Оседая на дно, глинистая тонкодисперсная фракция погубит выметанную икру рыб.
Всего в теме 11 презентаций
Инструкция
В первую очередь человек воду употребляет в пищу: утоляет ею жажду, готовит на ней блюда. Учеными выявлено, что для нормального физического состояния всех человеческих органов, необходимо в день выпивать 1,5-2 литра воды, не считая выпитых в течение дня соков и прочих жидкостей.
Личную гигиену не совершить без воды. На умывание требуется на одного человека до 10 литров воды, при использовании туалета в доме с принужденной канализацией – до 45 литров ежедневно, на отводят в среднем до 190 л.
С помощью воды хозяева справляются с уборкой помещений. Подсчитано, в среднем на мытье посуды, полов, окон, стирку, полив комнатных цветов в сутки уходит до 180-200 литров воды.
Воду используют широко на сельских угодьях, в земледелии. Также ежегодно в сезон расходуют воду в больших количествах для полива огородов и садов дачники.
При тушении пожаров без больших объемов воды не обойтись, так как вода в таких случаях используется и как охладительная жидкость, и как изоляционная в пенном составе (не допускает к открытому огню поток воздуха).
Используется вода и как основной теплоноситель. Для этого она применяется в теплосетях, теплотрассах. В качестве льда воду применяют для охлаждения различных систем общепита, в медицинских целях.
Трудно себе представить многие виды спорта без воды, такие как плавание, водное поло, гребля, хоккей, керлинг, и другие. К здоровому отдыху относится и возможность посетить баню, сауну, аквапарк, бассейн, где без воды также не обойтись.
Обратите внимание
Пресная вода от всего объема водных ресурсов в мире занимает всего 3%. Наибольшую часть всей пресной воды на земле содержат в себе ледники в полярных регионах.
В границах земной биосферы вода – самое распространенное вещество. Встречается она как в свободном, так и в связанном состоянии. Эта жидкость – основа жизни на планете. Замечательные свойства воды стали причиной ее широкого применения в быту, производстве и многих других областях человеческой деятельности.
Инструкция
Вода не только источник существования большинства живых организмов, издавна она была одним из тех веществ, без которых не обходятся хозяйственные процессы. Редко какая техническая система обходится без участия этой универсальной жидкости. Вода – одно из тех веществ, которые на планете в естественном состоянии находится во всех трех агрегатных состояниях: жидком, газообразном и твердом.
Специалисты знают, что основная особенность воды – это уникальность ее свойств. Практически все эти характеристики являются с точки зрения науки аномальными. Вода без труда меняет свои состояния, к примеру, переходя из жидкой фазы в твердую или газообразную. Эта жидкость чувствительна к магнитному полю и способна проводить электричество.
Одно из главных свойств воды состоит в том, что она увеличивает свой объем примерно на 9%. Если этот процесс идет в замкнутом пространстве, развиваются колоссальные усилия, которые с успехом используются в технических приспособлениях, например, в ледовых домкратах или аппаратах для холодной сварки. Это свойство позволяет развить значительное давление в малом пространстве.
Самая распространенная на планете жидкость также обладает высокой теплопроводностью, становясь своеобразным аккумулятором тепловой энергии. Существуют оригинальные системы отопления, в которых используется это свойство. Летом вода в таких установках нагревается при взаимодействии с выхлопными газами дизельных двигателей, после чего жидкость закачивают в подземное хранилище. В зимнее время оставшаяся теплой вода подается в систему отопления домов.
Вода очень хорошо поглощает газы. При этом в одной условной единице может раствориться до нескольких десятков и даже сотен объемов различных газов. Если в воде присутствует газ, может проявляться эффект кавитации. В местах, где жидкость с высокой скоростью движется в узком пространстве, происходит вскипание воды, при котором образуются пузырьки газа.
Трудно найти растворитель лучше воды. В водах планеты в растворенном состоянии находятся почти все элементы периодической таблицы. Это качество объясняется высокой диэлектрической постоянной данной жидкости. Абсолютно чистую воду получить необычайно трудно, почти всегда она будет содержать примеси других веществ.
Есть у воды поистине волшебное свойство. Установлено, что под действием магнитного поля вода может изменять свои характеристики. При этом ускоряется скорость химических реакций, быстрее растворяются соли, а из перенасыщенных водных растворов интенсивнее выпадают кристаллы. Инженеры знают: чтобы сделать более интенсивным технологический процесс, в котором участвует вода, нужно ввести в систему магнитное поле.
Видео по теме
Вода – это основа всего живого на планете Земля. Она занимает 2/3 от поверхности всей планеты, участвует во множестве процессов, реакциях. Не зря именно воду называют источником жизни.
Инструкция
Видео по теме
Вода как вещество применяется во многих сферах человеческой жизнедеятельности. Она используется в коммунальном хозяйстве, производстве, промышленности, системах кондиционирования и др.
Инструкция
Вода – ценнейший природный ресурс, имеющий огромное значение в жизнедеятельности человечества. Это единственное вещество в природе, которое может существовать в трех физических состояниях: льда, жидкости и газа. Вода способна абсорбировать большое количество тепловой энергии без значительного увеличения собственной температуры, что в итоге определяет климат планеты. Обычная чистая вода имеет в своем составе водород и кислород. У нее голубоватый оттенок и очень трудная сжимаемость.
Вода применяется во многих областях, каждая из которых оказывает большое влияние на физическое и экономическое благополучие человечества. Наибольшее количество воды использует коммунальное хозяйство. В частности, поддерживается необходимая для нормальной жизнедеятельности человечества влажность воздуха, осуществляется кондиционирование, а для работы такого оборудования требуется вода. Она охлаждает теплообменники кондиционеров воздуха и создает необходимый климат в помещениях в жаркую погоду. Ей отапливают дома и общественные здания. Поддержание жизни растений основано на воде, которая предоставляется им самой природой.
Человек не может жить без воды. Она очищает кровь и выводит из почек продукты распада. Ее используют для приготовления пищи и напитков, в процессе купания, стирки, мытья посуды и продуктов питания. Сантехническое оборудование требует использование воды в качестве носителя отходов канализационных систем. Ее нечем заменить в период орошения газонов, кустов и деревьев в летние месяцы. Воду используют в противопожарной защите. Важно обеспечить бесперебойную подачу, достаточную емкость и соответствующую мощность водопроводных магистралей для ее беспрепятственной доставки ко всем местам поселения человека и защиты от пожара.
Достаточно большое количество видов активного отдыха предполагает использование воды. В качестве примера можно привести греблю, плавание, лов рыбы и другие водные виды спорта. Вода широко применяется в производстве и промышленности, а еще в медицине. Существует целое направление, называемое гидротерапией. Оно подразумевает наружное применение воды различной температуры с лечебной и профилактической целью. Физиология действия водолечебных процедур определяется характером раздражений, которые они оказывают на кожу, а через нее и на весь организм больного.
Ученые доказали, что вода способна переносить информацию. У нее есть память, поэтому вода нередко используется в магических обрядах и заговорах. Считается, что «живая» вода, встречаемая в естественном виде на Тибете, способна улучшать ауру человека. А «мертвая» – отравлять организм, способствовать его раннему старению.
Видео по теме
Водопотребле́ние – использование водных ресурсов для удовлетворения потребностей населения, коммунально-бытового сектора, промышленности и сельского хозяйства, обязательно предполагающее забор воды из водных объектов . В узком смысле под водопотреблением понимается.
Выделяют две основные категории водопотребления:
- хозяйственно-питьевое и коммунальное – потребление воды для удовлетворения питьевых, бытовых и поливомоечных нужд;
- производственное или техническое – потребление воды для технологических нужд промышленного, энергетического и транспортного секторов, противопожарных нужд и т. д. По типам различают возвратное или оборотное водопотребление, заключающееся в многократном использовании воды, и безвозвратное водопотребление, при котором вода используется однократно.
История организованного водопотребления насчитывает несколько тысяч лет – период существования развитых человеческих цивилизаций. Первые сооружения для централизованного водоснабжения и водопотребления населения появились около 3300 до н. э. на территории современного Ирана. Позднее инженерные сети водоснабжения появились в Египте, Иерусалиме, а также в Древнем Риме, где водоснабжением было обеспечено 2 млн жителей и подавалось около 1 млн. м 3 воды/сут, или примерно 500 л/сут на человека. В России первые системы водоснабжения, построенные в XVII в. в Москве и Киеве, снабжали лишь отдельные сооружения – Московский Кремль и Киевскую духовную семинарию. Однако уже в XX в. системы централизованного водоснабжения имелись на территории 215 крупных и больших городов России. Тем не менее, эти инженерные системы не могли обеспечить полноценного водоснабжения, и объём водопотребления в большинстве городов составляла 20–50 л/сут на человека. Лишь в Москве и Санкт-Петербурге этот показатель достигал 100–150 л/сут. Величина удельного суточного водопотребления на душу населения в современном мире колеблется от 30–80 л/чел. в сельской местности до 200–600 л/чел. в городах, в 20–250 раз превосходя первичные физиологические потребности человека, составляющие ~2,5 л/сут.
С начала XX в., в связи с многократным приростом численности населения и ростом уровня жизни благодаря техническому, экономическому и социальному прогрессу, величина мирового водопотребления стала резко возрастать. В 1900–1950 гг. водопотребление населения планеты возросло в три раза, а с 1950 по 2000 гг. – уже в семь раз. На сегодняшний день динамика роста водопотребления такова, что каждые 8–10 лет мировая потребность в воде возрастает вдвое.
Величина водопотребления населения определяется рядом факторов, в том числе численностью населения, уровнем развития и состоянием жилищно-коммунального хозяйства, культуры водопотребления, климатическими условиями расположения объекта. Величина производственного водопотребления в свою очередь, зависит от структуры и мощности промышленного предприятия, технических особенностей и характеристик используемых технологий.
В целом, водопотребление страны определяется общим уровнем её развития – в развитых странах на долю сельского хозяйства приходится до 50% водопотребления, на долю промышленности – до 40%, на долю коммунально-бытовых нужд – около 10%. Однако в среднем по миру величина водопотребления сельским хозяйством достигает 70–80%, а в развивающихся странах и больше.
По данным на 2012 г. в России основная часть извлекаемой воды (60,2%) используется в промышленности; 15,8% – в сельском хозяйстве и для хозяйственно-питьевых нужд, в т. ч. на орошение – 13,7%. Оставшаяся часть – 10,3% на иные нужды. В 2011 г. суммарный водозабор из природных водных объектов вырос по сравнению с 2010 г. на 1,5% и составил 77640,85 млн м 3 , что составило ~2% водных ресурсов страны.
Хозяйственно-питьевое водопотребление
Подразумевает потребление воды на приготовление пищи, мытьё посуды, на питьевые нужды, в гигиенических целях, на стирку и влажную уборку. Основная трата воды в быту приходится на работу туалета (35%) и процедуры личной гигиены (принятие ванны, душа и умывание) – 32%. На стирку уходит 12% воды, на мытьё посуды – 10%, на питьё и приготовление пищи – 3%, а на прочие расходы, включая уход за домашними животными и поливку цветов – 8%. Всемирной организацией здравоохранения установлена норма расхода воды – 450 л/сут на душу населения. Однако среднесуточное водопотребление в странах Евросоюза, благодаря высокому уровню бытовой культуры населения и высокой стоимости услуг водоснабжения, значительно ниже этой нормы. Так, в Великобритании – 140 л, в Германии – 130 л, в США чуть больше – около 200 л/сут на человека.
Анализ данных Евростата свидетельствует о том, что в конце первого десятилетия XXI в. максимальная величина водопотребления из централизованных сетей водоснабжения в странах Евросоюза менялась по странам от 76 до 31 м 3 /чел. в год. Этот расчёт осуществлен исходя из общей численности населения конкретных стран. При оценках на основе городского населения приведённые цифры будут более высокими.
В Российской Федерации объём коммунального водопотребления за последние 20 лет неуклонно снижается. В 2012 г. в целом по всей стране они составляли 47–49 м 3 /год, или 129–134 л/сут. на одного человека, а по городам – 64–66 м 3 /год, или 175–181 л/сут. на одного горожанина.
На 2012 г. 67,7% населения Российской Федерации были обеспечены централизованным водоснабжением, остальные 32,3% – нецентрализованным водоснабжением или привозной водой. Водопотребление из централизованных систем водоснабжения имеет тенденцию к ежегодному снижению на 4–6%. Доля подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения составляет ~45%, что намного ниже, чем в большинстве европейских стран, хотя подземные воды, вследствие лучшей защищённости подземных источников от загрязнения , можно с большей эффективностью использовать для коммунального водоснабжения. Более 60% городов и посёлков городского типа удовлетворяют потребности в питьевой воде, используя подземные воды, около 20% из них имеют смешанные источники водоснабжения. В сельской местности доля подземных вод в хозяйственно-питьевом водоснабжении достигает 80%.
Техническое водопотребление
Не существует ни одного технологического процесса, который обходился бы совсем без воды. Так, для выплавки одной тонны чугуна и перевода его в сталь и прокат расходуется 50 150 м 3 воды, для производства одной тонны меди – 500 м 3 , для получения одной тонны синтетического каучука и химических волокон – от 2 до 5 тыс. м 3 воды. Наиболее водоёмкими отраслями являются теплоэнергетика, чёрная и цветная металлургия, машиностроение, нефтехимическая, химическая и целлюлозно-бумажная промышленность. Подавляющее число производств использует только пресную воду; новейшим отраслям промышленности (производству полупроводников, атомной техники, полимерных материалов и др.) необходима вода особой чистоты. Расход воды на промышленные нужды суммарно по миру увеличился более чем в 60 раз, достигнув в 2000 г. 1900 км 3 , то время как в 1900 г. потреблялось всего 30 км 3 , в 1950 г. – 190 км 3 , в 1970 г. – 510 км 3 .
В России, как и в большинстве европейских стран, самым водоёмким сектором экономики является промышленность, на долю которой приходится более половины общего объёма суммарного забора воды из природных источников. В совокупности современные промышленные предприятия и тепловые электростанции России расходуют такое количество воды, которое сопоставимо с суммарным годовым стоком Енисея и Лены .
Удельная величина водопотребления на производственные нужды во всех отраслях экономики РФ снизилась с 71 % в 1970 г. до 53 % в середине 1990-х гг. Однако по мере восстановления промышленного комплекса этот показатель стал расти, достигнув 60,2 % к 2012 г.
Стабилизация водопотребления промышленностью связана с активным введением в эксплуатацию мощностей оборотного и повторно-последовательного водоснабжения, а также общей мировой тенденцией к внедрению водосберегающих технологий. При оборотном потреблении, когда отработанная вода после очистки снова используется в производстве, расход воды резко сокращается, например, тепловая станция при прямоточном водопотреблении расходует 1,5 км 3 /год, при оборотном – 0,12 км 3 /год, т. е. в 13 раз меньше. Тем не менее, использование воды в системах оборотного водоснабжения недостаточно: в России вода осуществляет 3–4 оборота, в то время как в США – 7–8 оборотов.
Сельское хозяйство
С семидесятых годов прошлого века значительно изменилась величина водопотребления на нужды орошения и обводнения в России. В начале 1970-х гг. доля использования воды на эти нужды составляла 15% суммарного водопотребления, в начале 1980-х гг. – 23%. В дальнейшем с внедрением водосберегающих технологий, а позднее из-за резкого снижения площади поливаемых (с 4,8 до 2,5 млн. га) и орошаемых (с 6,2 до 4,3 млн. га) земель этот показатель снизился к 2012 г. до 13,2%
В развитых странах происходит переход на водосберегающие технологии и в сельском хозяйстве, так называемому капельному орошению.
Расход воды в бытовых целях . В бытовых целях вода расходуется для питья, приготовления пищи, стирки, мытья, смыва нечистот в канализацию и поливки садов и улиц. В Европе средний расход воды в бытовых целях на душу населения составляет приблизительно 250 л в день. Это приблизительно столько же, как и во времена Римской империи. На бытовые цели расходуется приблизительно 10% всей воды, потребляемой человечеством .
Расход воды в промышленных целях . Свыше 85% воды, используемой в промышленных целях, расходуется в процессах охлаждения . Остальная часть расходуется в процессах мойки, промывки газов, для гидротранспорта и в качестве растворителя. Приблизительно полмиллиона литров воды расходуется на выпуск каждого легкового автомобиля; это количество включает как безвозвратно расходуемую воду, так и воду повторного использования. В промышленных целях расходуется приблизительно 8% всей используемой в мире воды.
Расход воды в сельском хозяйстве . На сельское хозяйство приходится 82% расхода воды во всем мире. Эта вода используется для ирригации. Для выращивания одной тонны хлопка необходимо 11 000 миллионов литров воды. Для выращивания спелой тыквы требуется 150 л воды.
Расход воды для получения гидроэнергии . Свыше 50% всего притока воды в Великобритании расходуется на электростанциях. Воду используют на гидроэлектростанциях, а также на тепловых электростанциях-для создания пара, вращающего турбины, и в целях охлаждения. Хотя электростанции расходуют огромное количество воды, она используется практически без потерь, в замкнутом цикле. Согласно имеющимся оценкам, в середине двадцать первого столетия уровень потребления воды во всем мире должен превысить ее естественное поступление. Чтобы решить эту проблему, разрабатываются различные способы получения пресной воды, которые описаны ниже.
Увеличение притока пресной воды . Большая часть воды, стекающей с поверхности земли в океаны, пропадает бесполезно для нужд человека. Строительство резервуаров и бурение скважин для извлечения грунтовых вод повышает количество воды, используемой человеком до того, как она попадает в океаны. В жаркую погоду большие количества воды теряются из озер и резервуаров в результате испарения. Этому можно воспрепятствовать, покрывая поверхность воды тонкой пленкой спирта гексадеканола-1.
Использование морской воды и солоноватых вод . Пресную воду можно получать из морской воды обессоливанием в результате вакуумной перегонки в выпарных аппараратах.
Пресную воду можно получать также с помощью электродиализа из солёной воды. Такая вода находится в устьях рек; она имеет промежуточную соленость между пресной речной и соленой морской водой.
В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды. Для обессоливания воды используются не только методы вакуумной перегонки и электродиализа, но также методы вымораживания, ионного обмена и обратного осмоса.
О.В.Мосин