Поиск на сайте

 

 

История.Открытия.Личности

Рубрику ведёт кандидат химических наук Александр ЛЕОНТЬЕВ
 

Ни технический прогресс, ни мнимая избыточность и доступность водных ресурсов не отменяют необходимости бережного отношения к воде каждого из нас

Согласно опубликованному недавно докладу ООН («Вода и энергия»), к середине столетия мировой спрос на водные ресурсы увеличится ориентировочно на 55% как следствие роста численности населения планеты с нынешних 7 до примерно 9,3 млрд. человек. Эксперты Организации Объединенных Наций также отмечают, что одновременно будет идти вверх и потребление электроэнергии – приблизительно на 70% только в ближайшие 20 лет.

В этой связи, полагают авторы доклада, велика вероятность, что в будущем человечество столкнется с дефицитом обоих этих ресурсов, поскольку водоснабжение и энергетика являются взаимозависимыми отраслями.
Так, производство электричества в 90% случаев требует использования значительных объемов воды (в турбинах, системах охлаждения, при добыче природных ископаемых и т.д.), в то время как все этапы процесса ее очистки и/или доставки конечному потребителю (сельское хозяйство, промышленность, население) являются в большей или меньшей степени энергозатратными.
Таким образом, проблемы в одной отрасли неминуемо отрицательно скажутся на другой. К примеру, следствием засухи является, как правило, дефицит энергии, а нехватка энергии, в свою очередь, ограничивает возможности орошения, индивидуального потребления и т.д. Решение этой проблемы ООН видит в тесном сотрудничестве и координации усилий между всеми сторонами, вовлеченными в процессы развития и управления водоснабжения и энергетики.
Пока что, по мнению международных экспертов, пользователи/производители электроэнергии зачастую воспринимают воду как «дар природы» и потому не особо заинтересованы в ее экономии.
Речь, однако, пойдет сегодня не о докладе ООН, а о том, насколько уникальным химическим соединением, достойным удивления, восхищения и бережного отношения, является столь хорошо знакомая всем вода.
 
Обманчивое изобилие
 
В то время как примерно 2/3 земной поверхности покрыто водой, 97% ее непригодно для немедленного использования по причине солености (моря, океаны). Из оставшихся на долю пресной воды 3%, порядка 77% представляет собой полярные шапки и высокогорные ледники. Реки и озера «вмещают» всего 1% всех запасов питьевой воды, в то время как остальные 22% приходятся на подземные водоносные слои. Последние, как правило, являются наиболее удобными и экономически выгодными источниками пресной воды.
Как результат, по разным оценкам, примерно 20% таких «месторождений» уже истощены или близки к истощению вследствие чрезмерной коммерческой эксплуатации. В том, что касается использования, то сегодня примерно 70% всей потребляемой человечеством пресной воды приходится на долю сельского хозяйства. Остальное «забирают» промышленность/энергетика (20%) и индивидуальные домохозяйства (10%).
 
Богатство не впрок
 
Известно, что на долю России вместе с такими странами, как США, Канада, Колумбия, Бразилия, Индия, Китай, Индонезия и Конго, приходится половина всех мировых водных ресурсов. Меж тем на деле ситуация с обеспечением населения качественной питьевой водой в нашей стране близка к катастрофической.
Только по официальным данным Роспотребнадзора, в 2012 году в среднем по РФ порядка 17% проб воды «из-под крана» (водопроводных сетей) не соответствовали стандартам по санитарно-химическим, а почти 5% - по микробиологическим показателям. Для сравнения: в Великобритании и Франции от установленных нормативов отличаются только 0,01% проб.
В отдельных регионах России (и особенно в сельских поселениях) ситуация с качеством воды куда более неблагополучная, нежели «средние» по стране 17%. Так, например, по данным Роспотребнадзора Ульянов-ской области, доля населения, обеспеченного доброкачественной водой в населенных пунктах Базарносызганского и Мелекесского районов, составляет 0% (ноль!) процентов.
Неудовлетворительное качество питьевой воды в России специалисты, как правило, объясняют неконтролируемым загрязнением и незаконным освоением поверхностных водоисточников, а также плачевным состоянием многих водозаборных/водоочистительных сооружений.
В свою очередь, изношенные водораспределительные сети городов и сел зачастую сами по себе являются источниками вторичного микробного и химического загрязнения. По данным за 2004 год, 77% вспышек заболеваний в нашей стране были так или иначе связаны с неудовлетворительным состоянием систем водоснабжения.
 
Источник сущего
 
Уникальные свойства воды берут «начало» в строении ее молекулы - H2O, имеющей V-образную форму. Благодаря частичным положительным зарядам на атомах водорода (H) и отрицательному на кислороде (O), молекулы воды, подобно магнитам, «притягиваются» друг к другу посредством так называемых водородных связей, образуя своего рода подвижную, постоянно меняющуюся кристаллическую решетку.
Результатом этого являются аномально высокие (для подобного класса соединений) физико-химические характеристики, например, значения теплоемкости, температуры кипения или поверхностного натяжения. Водородные связи «ответственны» также за то, что, в отличие от подавляющего большинства жидкостей, вода расширяется при затвердевании.
Следствие этого - положительная плавучесть льда, когда он остается плавать на поверхности, а не опускается на дно. Если бы это было не так, то укрытая от солнечных лучей замерзшая вода накапливалась бы в глубинах рек, озер и океанов, постепенно охлаждая планету.
В таких условиях всякая жизнь на Земле очень скоро бы стала невозможной либо попросту никогда не возникла.
 
Шагающие аквариумы
 
Универсательный растворитель, упоминаемый порой в научно-фантастической литературе, на самом деле существует. Вода растворяет больше различных веществ, нежели любая другая известная нам жидкость. В этом смысле H2O является, по сути, идеальной средой для протекания всех тех биохимических реакций, что составляют сущность любого живого организма.
Благодаря воде в нашем теле регулируется температура, доставляются питательные вещества, выводятся наружу продукты жизнедеятельности и т.д. Из воды на 90% состоят наши легкие, на 70% - ткани головного мозга и на треть кости. С дыханием и потоотделением мы ежедневно теряем около двух литров воды, восполняя потери в основном с едой.
Таким образом, на протяжении жизни только для удовлетворения минимальных физиологических потребностей нам необходимо примерно 60 тонн воды. Однако даже эта весьма внушительная цифра не идет ни в какое сравнение с «аппетитом» промышленности, где для производства, например, килограмма стали или одной субботней газеты-«толстушки» требуется порядка 300 литров воды.
 
Поверхностные отношения
 
Примеров того, как физико-химические свойства воды оказывают влияние на все аспекты нашей жизни, множество. Так, Лидия Буруйба и ее коллеги из Массачусетского технологического института (США) недавно показали, как использование чистящих средств может способствовать распространению диареи (поноса) среди пациентов госпиталей.
Дело в том, что многие болезнетворные бактерии способны путешествовать по воздуху на значительные расстояния внутри водяных капель. Вследствие высокого значения коэффициента поверхностного натяжения воды, размер последних обычно довольно велик, а потому они быстро оседают на землю.
Как обнаружили исследователи МИТ, входящие в состав большинства чистящих средств поверхностно-активные вещества (ПАВ) ведут к уменьшению размера капель, образующихся при спуске воды в унитазе. Будучи идеальной средой обитания для патогенных бактерий, подобные водяные микросферы надолго остаются в воздухе во взвешенном состоянии, увеличивая риск заражения персонала и пациентов лечебного учреждения.
 


Поделитесь в соц сетях


Добавить комментарий