Конференция «Вода-это жизнь!» (стр. 4 )

9. Круговорот воды в природе

Водой покрыта большая часть Земли. Она является важнейшим элементом для всех живых организмов и играет фундаментальную роль в их жизнедеятельности.

Вода наполняет моря, реки и океаны, находится в облаках или тумане, а при конденсации выводится из атмосферы в виде снега, дождя или росы. Она пребывает в постоянном движении и способна менять свое состояние из твердого в жидкое или газообразное.

Этот процесс называют круговоротом воды в природе и считают залогом существования жизни на нашей планете.

Что такое круговорот воды?

Круговорот воды в природе – это цикличное передвижение жидкости внутри биосферы Земли. Его суть заключается в испарении воды с земной поверхности и переноса воздушными массами в другие уголки планеты с последующей конденсацией и возвратом обратно на землю.

Общее количество воды на земном шаре всегда остается неизменным, но она непрерывно циркулирует и обеспечивает тем самым постоянный обмен влагой между поверхностью земли и атмосферой.

Впервые на подобный процесс обратили внимание китайские жители. Впоследствии связь между дождями и сточными водами в водоемах заметили в Индии, а примерно пять столетий назад о водообмене узнали в Европе.

Самые ранние соображения о круговороте высказывал Леонардо да Винчи, однако полноценное учение об этих процессах принадлежит французскому ученому Пьеру Перро, разработавшему в XVII веке концепцию гидрологического цикла.

Как происходит круговорот воды?

Двигателем водообмена является Солнце. Оно нагревает воду в морях, океанах, в результате чего та испаряется, превращается в пар и поднимается в воздух. Аналогичные процессы происходят на земле – под воздействием повышенных температур вода на поверхности почвы преобразуется в паровые частицы либо испаряется из растений через их наружные органы.

Поднявшись в воздух, пар перемещается ветром до тех пор, пока не попадет в область с пониженной температурой. Здесь он превращается в капли воды либо льдинки и продолжает передвигаться в облаках, а затем падает на сушу и в моря в виде осадков.

Значительная часть жидкости при падении перехватывается растениями, оставшаяся попадает на грунт или в водоемы. В дальнейшем она снова нагревается, испаряется и поднимается в атмосферу, то есть круговорот имеет цикличность и происходит непрерывно.

Какие бывают виды круговоротов в природе?

В зависимости от изменений, происходящих с водой, выделяют несколько видов водообмена. Большой круговорот подразумевает испарение пара с поверхности океана, его перенос на материки и выпадение на сушу. Жидкость в океаны при таких процессах возвращается в виде стоков.

По мере движения она полностью меняет свои характеристики, то есть соленая вода становится пресной, а грязная – чистой. Малый круговорот представляет собой явление, при котором вода испаряется с океанов, конденсируется и снова попадает в океаны.

При внутриконтинентальном круговороте такие же процессы происходят на суше, то есть та вода, которая поднялась с земной поверхности, снова выпадает на суше.

Как часто происходит круговорот воды?

Цикличность круговорота и полное обновление воды в разных регионах Земли имеет различную скорость. Считается, что океаны обновляются в среднем один раз за 3,2 тысячи лет, а ледники – за 5–10 лет. Круговорот на поверхности почвы происходит всего за 1–2 месяца, в пресных водоемах – за 15–17 лет, в реках – за 17–19 дней.

Быстрее всего водообмен осуществляется в атмосфере – на полное обновление в воздухе воде необходимо всего 10 суток. По мнению ученых, чтобы растения смогли полностью переработать всю массу воды, находящуюся в гидросфере, им потребуется 11 млн. лет.

На что влияет круговорот воды в природе?

Значение круговорота для нашей планеты сложно переоценить. Он объединяет между собой все земные оболочки и оказывает прямое влияние на формирование климата.

Благодаря перемещению воды, по земному шару переносится большое количество полезных веществ, необходимых для поддержания жизнедеятельности всех существ. Кроме того, за счет круговорота жидкость попадает практически во все уголки планеты, а воды Мирового океана хорошо очищаются от загрязнений.

10. Дефицит пресной воды

Общие запасы воды на Земле составляют 1386 млн км3, но 96,5% водных ресурсов планеты приходится на соленые воды Мирового океана и 1% — на соленые подземные воды. На пресные воды приходится всего 2,5% общего объема гидросферы, а если исключить из расчета полярные льды, которые еще практически не используются, то в распоряжении человечества остается лишь 0,3% общего количества воды на земле. Мировое водопотребление выросло с 1100 км3 в 1950 г. до 3300 в 1980 и 4100 км3 в 1990 г. В последние годы в результате мер по ресурсосбережению рост потребления воды в мире замедлился, и общий водозабор в 2000 г. должен составить 4780 км3.

Главным потребителем воды в мире является сельское хозяйство (69%), затем идут промышленность (21%), коммунальное хозяйство (6%) и водохранилища. В России структура водопотребления заметно отличается от среднемировой: на первом месте находится промышленность (55%), на втором — сельское хозяйство, включая орошение (20%), на третьем — коммунальное хозяйство (19% от общего потребления).

В мировом сельском хозяйстве сохраняется тенденция к увеличению спроса на воду. Считается, что именно недостаток воды, а не обрабатываемых земель, является причиной нехватки продуктов питания во многих развивающихся странах. Так, в засушливых регионах живут более 1 млрд людей.

Уровень использования водных ресурсов для нужд промышленности, сельского хозяйства и быта составляет, % от общего объема водных ресурсов: в Египте — 97,1; Израиле — 84,4; Украине — 40; Италии — 33,7; Германии — 27,1; Польше — 21,9; США— 18,9; Турции — 17,3; России — 2,7.

Лишь 2,5 %, то есть около 35 млн куб. км, всемирных запасов воды приходится на пресную воду. Большая часть запасов пресной воды сосредоточена в многолетних льдах и снегах Антарктиды и Гренландии, а также в глубоких водоносных горизонтах. Главными источниками воды, потребляемой человеком, являются озера, реки, почвенная влага и сравнительно неглубоко залегающие резервуары подземных вод. Эксплуатационная часть этих ресурсов составляет лишь около 200 тысяч куб. км – менее 1 % всех запасов пресной воды и лишь 0,01 % всей воды на Земле, – и значительная их доля размещена вдали от населенных территорий, что еще более обостряет проблемы водопотребления.

Возобновление запасов пресной воды зависит от испарения с поверхности океанов. Ежегодно океаны испаряют около 505 тысяч куб. км воды, что соответствует слою толщиной 1,4 м. Еще 72 тысячи куб. км воды испаряется с поверхности суши.

В глобальном масштабе около двух третей всех осадков возвращается в атмосферу. По запасам водных ресурсов наиболее обеспеченным является регион Латинской Америки, на долю которого приходится треть мирового водостока, за ней следует Азия с ее четвертью мирового водостока. Затем идут страны ОЭСР (20%), страны Африки к югу от Сахары и страны бывшего Советского Союза, на них приходится по 10%. Наиболее ограничены водные ресурсы стран Ближнего Востока и Северной Америки (по 1%).

Около трети территории суши занимают аридные (засушливые) пояса. В засушливом поясе Земли дефицит воды ощущается остро. Здесь расположены самые маловодные страны, где на душу населения приходится менее 5 тысяч куб. м воды.

Наиболее крупными потребителями воды (по объемам) являются Индия, Китай, США, Пакистан, Япония, Таиланд, Индонезия, Бангладеш, Мексика и Российская Федерация.

Цифры общего объема потребляемой воды колеблются от 646 куб. км/год (Индия) до менее 30 куб. км/год в Кабо-Верде и в Центральноафриканской Республике.

99 % из 4 тысяч куб. км/год воды, используемой для ирригации, бытового и промышленного потребления, производства энергии, поступает из подземных и поверхностных возобновляемых источников. Остальные – из не возобновляемых (ископаемых) водоносных слоев, это относится, главным образом, к Саудовской Аравии, Ливии и Алжиру.

По данным Организации Объединенных Наций (ООН), рост потребления пресной воды, вызванный, в частности, демографическим ростом и мобильностью населения, новыми потребностями и возросшими энергетическими запросами, в сочетании с ощутимыми последствиями изменений климата, ведут к растущей нехватке водных ресурсов. Каждые три года Всемирная программа ООН по оценке водных ресурсов (WWAP) публикует Всемирный доклад ООН, представляющий самую полную оценку состояния пресноводных ресурсов в мире.

Последний, третий доклад, который был обнародован на Пятом Всемирном водном форуме, проходившем в Стамбуле (Турция) в марте 2009 г., является результатом совместной работы 26 различных подразделений ООН, объединенных в рамках Десятилетия ООН "Вода для жизни" (2005 – 2015 гг.).

В докладе подчеркивается, что многие страны уже достигли предельных возможностей водопользования. Положение ухудшается и вследствие климатических изменений. На горизонте уже намечаются контуры конкурентной борьбы за воду – и между странами, и между городом и деревней, и между разными отраслями. Все это в скором будущем превратит проблему нехватки водных ресурсов в проблему политическую.

Авторы доклада делают важный вывод о том, что в обширных регионах развивающегося мира по-прежнему сохраняется неравный доступ к основным услугам, связанным с водой, то есть обеспечению безопасной питьевой водой, очистке воды для производства пищевых продуктов, переработке сточных вод. Если ничего не предпринимать, то без удовлетворительной очистки воды к 2030 г. будут оставаться почти 5 млрд человек, около 67 % населения планеты.

В Африка южнее Сахары почти 340 млн человек лишены доступа к безопасной питьевой воде. Полмиллиарда людей в Африке не имеют адекватных очистных сооружений, далеко отставая в этом от других регионов мира.

Почти 80 % заболеваний в развивающихся странах, от которых каждый год умирает почти 3 млн человек, связаны с качеством воды. Так, от диареи каждый день умирает 5 тысяч детей, то есть каждые 17 секунд умирает по ребенку. В целом же почти 10 % болезней в мире можно избежать с помощью улучшения водоснабжения, очистки воды, гигиены и эффективного управления водными ресурсами.

Потребление пресной воды за последние полвека утроилось, а орошаемые площади за этот период увеличились вдвое, это связано в первую очередь с демографическим ростом. По подсчетам, население планеты сегодня составляет 6,6 млрд человек, ежегодный прирост – 80 млн. Это означает ежегодный рост потребности в пресной воде в объеме 64 млн кубометров. При этом 90 % из трех миллиардов жителей планеты, которые будут рождены к 2050 г., увеличат население развивающихся стран, где уже сегодня воды не хватает.

В 2030 г. 47 % мирового населения будут жить под угрозой водного дефицита. Только в Африке к 2020 г. из-за изменений климата в этой ситуации окажется от 75 до 250 млн человек. Нехватка воды в пустынных и полупустынных регионах вызовет интенсивную миграцию населения. Ожидается, что это коснется от 24 до 700 млн человек.

Согласно данным ООН, если в 2000 г. дефицит воды в мире, включая сельскохозяйственные и промышленные нужды, оценивался в 230 млрд куб. м/год, то к 2025 г. дефицит пресной воды на планете увеличится до 1,3-2,0 трлн куб. м/год.

Педагог подводит итог конференции: По общему объему ресурсов пресной воды Россия занимает лидирующее положение среди стран Европы. По данным ООН к 2025 г. Россия вместе со Скандинавией, Южной Америкой и Канадой останутся регионами наиболее обеспеченным пресной водой, более 20 тысяч куб. м/год в расчете на душу населения.

Важным моментом в борьбе за чистоту воды и бережное отношение является развитие законодательства об использовании и охране водных ресурсов с жёсткими экологическими требованиями в отношении вод потребителей, которые должны заставить их направить капиталовложения на очистку вод и использование более совершенных технологий.

Сегодня вполне очевидно что на данном этапе социальный прогресс значений и возможностей человечества определяется эффективностью мер  при минимизации экологического ущерба.  Это относится и к воде.  Триединство понятий экономика, эффективность, экология и в сфере производственной деятельности и в поведении людей сможет обеспечить воде чистоту и жизнь,  без которых невозможно существование человека.

По окончании конференции учащимся было предложено поучаствовать в конкурсе социальной рекламы «Вода-источник жизни-2017» проводимого Департаментом образования и науки Кемеровской области учреждением дополнительного  образования «Областная детская эколого-биологическая станция» проводимая в марте-апреле 2017. Активные участники объединения помогали в разработке рекламы ученикам младших классов. После плакаты были отправлены организатору конкурса.

Словарь терминов

Адсорбция является универсальным методом, позволяющим практически полностью извлечь примесь из газовой или жидкой среды. В химической промышленности, в частности в ТНВ, адсорбционный метод широко используется для гладкой очистки и осушки технологических потоков, улучшения качества сырья и продуктов и является одним из методов защиты окружающей среды.

Коллоиды - это тонкодисперсные частицы почвы размером менее 0,0002мм. Образуются эти частицы путем диспергации (дробления) более крупных частиц или конденсации многих молекул в агрегаты молекул. Их количество в почве различно - от 1-2 до 30-40% к массе почвы.

Транспирация — процесс движения воды через растение и ее испарение через наружные органы растения, такие как листья, стебли и цветы.

ксерофиты растения сухих мест обитания, способные переносить продолжительную засуху и воздействие высоких температур.

Список используемой литературы;

В. Дёжкин Беседы об экологии.  Издательство Молодая гвардия 1975. Встречи с животными. Издательство Москва «Высшая школа» 1987 В. Рохлов, А. Теремов, Р. Петросова Занимательная ботаника. Издательство Москва «АСТ-ПРЕСС» 1998 Брокгамуз и Ефромн. Вода энциклопедический словарь СПб 1890-1907 , Нравственно-экологическое воспитание школьников  Основные аспекты, сценарии мероприятий 5-11 классы. Издательство  Москва 2005