§ 36. Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Определения и обозначения

Водные ресурсы — поверхностные и подземные воды, которые могут использоваться человеком. Их нельзя считать бесконечным запасом: пригодная для использования пресная вода составляет лишь часть воды на Земле и распределена по территориям неравномерно. Это определение помогает отличать общий объём воды от доступных местных запасов.

Водопотребление — использование воды для бытовых, сельскохозяйственных и промышленных нужд. После использования часть воды возвращается в водоёмы, а часть расходуется безвозвратно, например испаряется или входит в состав продукции. Поэтому водопотребление не всегда означает, что весь забранный объём исчезает.

Водоотведение — сбор и отвод использованной воды, в том числе её направление на очистку и последующий сброс. Состав стоков зависит от того, где и для чего применялась вода, а степень очистки определяет, сколько загрязнителей останется. Понятие нужно, чтобы учитывать не только забор воды, но и то, в каком состоянии она возвращается в окружающую среду.

Оборотное водоснабжение — повторное использование воды в производственном цикле после очистки или охлаждения. Предприятие может снова направлять такую воду на технологические нужды вместо постоянного забора свежей. Это сокращает нагрузку на источники воды и одновременно уменьшает объём стоков.

Как это устроено

Пресная вода составляет лишь часть водных ресурсов Земли: значительные запасы находятся в солёных морях и океанах или заключены в ледниках. Для повседневных нужд особенно важны доступные реки, озёра и подземные воды. Их количество зависит от климата, рельефа, осадков и других природных условий, поэтому одинаковые потребности людей в разных местах могут создавать разную нагрузку.

По мере роста населения, промышленности и сельского хозяйства увеличивается спрос на воду для питья, производства и орошения. В засушливом районе даже умеренный рост потребления может оказаться критичным, если местные запасы малы или пополняются медленно. Поэтому дефицит возникает не просто из-за общего недостатка воды на планете, а там, где большой спрос сочетается с ограниченным доступом к пресной воде.

Забор воды уменьшает объём, остающийся в реке, озере или подземном источнике. Последствия зависят от масштаба водозабора относительно местных запасов, а также от места, времени и продолжительности отбора: крупный забор в маловодный период сильнее влияет на водный режим, чем небольшой в полноводном водоёме. Изменение уровня воды может затронуть водные организмы и другие связанные с водоёмом природные условия.

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные стоки могут содержать разные загрязнители. Если очистка недостаточна, они попадают в водоём, ухудшают качество воды и создают неблагоприятные условия для водных организмов. Характер последствий связан с источником: например, состав производственного стока определяется технологией, а бытового — использованием воды людьми; поэтому способы очистки выбирают с учётом загрязнений.

Рациональное водопользование объединяет экономию, уменьшение утечек и других потерь, очистку стоков и повторное использование воды. Одна очистка не решает проблему чрезмерного забора: очищенную воду всё равно нужно отвести, а источник может испытывать нехватку. Экономия и оборотное водоснабжение сокращают потребность в свежей воде, а очистка и контроль помогают не допустить загрязнения водоёмов.

Основные источники воздействия на водные ресурсы и меры охраны

Сначала определите, какая деятельность забирает воду или меняет её качество, затем сопоставьте это воздействие с возможным последствием. Последний столбец показывает, какие меры отвечают конкретной проблеме. Для защиты водных ресурсов обычно нужно сочетать несколько решений, а не ограничиваться одним.

Разбор задач

Повторное использование воды на предприятии

Условие: воду после охлаждения оборудования сбрасывают, хотя её можно использовать повторно. Нужно выбрать меру и объяснить её пользу. Важно проследить путь воды: после охлаждения она уже была использована, но это не означает, что её нельзя вернуть в производство.

1. Определяем, что вода после охлаждения может снова поступать на производственные нужды. Если требуется, её предварительно охлаждают или очищают до необходимого состояния.
2. Выбираем оборотное водоснабжение: вода повторно циркулирует в производственном цикле. Для этого оборудуют систему возврата и следят за качеством воды.
3. Сравниваем результат с прежней схемой, при которой воду сбрасывали и постоянно забирали новую. Повторное использование сокращает и забор свежей воды, и объём сбрасываемых стоков.

Ответ: следует внедрить оборотное водоснабжение. Оно позволяет повторно использовать воду после охлаждения и тем самым уменьшает нагрузку на источник и водоём, куда прежде поступал сброс.

Недостаточно очищенные бытовые стоки

Условие: посёлок сбрасывает бытовые стоки в реку после недостаточной очистки. Нужно назвать вероятную проблему и меру предотвращения. Для решения связываем качество поступающей воды с её возможным влиянием на водоём и его обитателей.

1. В бытовых стоках могут оставаться загрязнители, которые не удалены при недостаточной очистке. Их поступление ухудшает качество речной воды.
2. Загрязнение может нарушить условия жизни водных организмов и сделать воду менее пригодной для использования. Внешне чистый вид воды не доказывает отсутствия загрязнителей.
3. Нужно направлять стоки на очистные сооружения, рассчитанные на их состав, и контролировать качество воды после очистки. Это позволяет выявлять недостаточную работу очистки и снижать риск загрязнения реки.

Ответ: вероятная проблема — ухудшение качества воды и вред водным организмам из-за загрязнителей в стоках. Предотвратить её помогают подходящие очистные сооружения и контроль качества сбрасываемой воды.

Потери воды при орошении

Условие: в засушливом районе сельское хозяйство расходует много воды на орошение, а часть теряется в открытых каналах. Требуется предложить комплекс мер, а не одно решение. Сначала нужно уменьшить потери до поля, затем эффективнее использовать воду, которая уже доставлена.

1. Сокращаем потери при подаче: ремонтируем каналы, устраняем утечки или заменяем открытые участки закрытой системой доставки. Тогда больше воды доходит до места орошения.
2. Подбираем более эффективный способ полива, чтобы подавать растениям нужное количество воды и не расходовать лишнюю. Конкретный способ зависит от условий хозяйства и выращиваемых культур.
3. Сочетаем меры и оцениваем их действие по тому, сколько воды забирают и сколько фактически используют растения. Одно лишь улучшение каналов не исправит неэффективный полив, а новый способ полива не устранит потери при доставке.

Ответ: нужно уменьшить утечки в каналах и перейти к более эффективному способу орошения. Вместе эти меры сокращают потери на пути к полю и потребность в дополнительном заборе воды.

Типичные ошибки

Ошибка: считать все водные ресурсы доступными для использования. Так думают, потому что вода занимает большую часть поверхности Земли. Но значительная её часть солёная, заключена в ледниках или труднодоступна; проверяйте, идёт ли речь об общем количестве воды или о доступных запасах пресной воды.

Ошибка: приравнивать водопотребление к безвозвратному расходованию. Это происходит, когда весь забранный объём мысленно считают исчезнувшим. Часть воды возвращается в водоёмы, хотя её качество может измениться; при оценке учитывайте отдельно забор, возврат и безвозвратные потери.

Ошибка: считать любой сброс безопасным, если вода выглядит чистой. Видимая прозрачность кажется простым признаком чистоты, но загрязнители могут быть незаметны. Проверяйте не внешний вид, а то, очищены ли стоки и контролируется ли их качество.

Ошибка: сводить охрану воды только к очистке стоков. Очистка важна, но сама по себе не уменьшает потребность предприятия или хозяйства в воде и не устраняет потери при подаче. Убедитесь, что к очистке добавлены экономия, снижение потерь и повторное использование воды.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания о круговороте воды, различиях между поверхностными и подземными водами и источниках загрязнения окружающей среды. Она связана с изучением экосистем водоёмов: качество воды и её количество влияют на условия жизни организмов. Последствия хозяйственной деятельности помогают объяснить, почему природные системы могут меняться под воздействием человека. Принципы экономии ресурсов, предупреждения загрязнения и их охраны используются также при изучении устойчивого развития и природоохранных мер.

Что запомнить

• Доступные запасы пресной воды ограничены и распределены по территории неравномерно.
• Водопотребление охватывает бытовые, промышленные и сельскохозяйственные нужды.
• Использование воды может менять её количество и качество.
• Неочищенные стоки угрожают водным экосистемам и качеству воды.
• Охрана водоёмов включает очистку стоков и предупреждение загрязнения.
• Экономия и оборотное водоснабжение сокращают потребность в заборе свежей воды.