6.3.4. Сохранение и возобновление водных ресурсов
Итак, водопотребление в настоящее время уже часто превышает возможности естественных экосистем по восстановлению водных ресурсов и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению. Для решения проблемы дефицита пресной воды возможны две принципиально отличные стратегии, суть которых кратко может быть выражена словами: "Больше получать или меньше расходовать?".
Первая стратегиязаключается в поисках новых источников водоснабжения или в перераспределении воды: переброске больших ее объемов из мест, где вода присутствует в избытке, в регионы, страдающие от ее недостатка. Примером подобного подхода является грандиозный, к счастью не реализованный, проект, заключающийся в сооружении гигантской плотины на реке Юкон на Аляске, что привело бы к возникновению огромного водохранилища, занявшего около 10 % территории штата, и отводе воды по каналу протяженностью более 3500 км в среднюю и юго-западную части США. Аналогичный проект одно время (1980-е годы) весьма широко обсуждался и в СССР: отвод части стока северных рек в южном направлении. Подобные проекты учитывают, как правило, только экономическую и техническую стороны дела, не принимая во внимание ни экологических эффектов, ни долговременных последствий для человека. Усиленная эксплуатация все большего количества водных ресурсов в условиях все возрастающего водопотребления приведет лишь к тому, что их дефицит начнет рано или поздно ощущаться там, где его нет в настоящее время, и усугубит ситуацию в районах, где с этим дефицитом уже столкнулись.
Еще один возможный источник пресной воды – опреснение морской воды, которое уже используется в ограниченных масштабах в некоторых районах Ближнего Востока и Северной Африки, а также во Флориде. Однако существующие технологии опреснения требуют больших затрат энергии и, следовательно, капиталовложений (к этому следует еще прибавить затраты на транспортировку опресненной воды в районы ее потребления). Поэтому такой источник пресной воды может быть рентабельным только в тех немногих районах, где доставка воды другими способами стоит еще дороже.
В некоторых странах ведутся работы по засеву облаков химическими соединениями (например, йодистым серебром), стимулирующими выпадение осадков в засушливых районах. Метод этот, однако, не актуален для самых засушливых районов, где редко образуются дождевые облака, и к тому же может вызвать неконтролируемые изменения климата региона или даже в целом всего земного шара. К тому же опасность представляет и загрязнение окружающей среды используемыми химическими соединениями, которые будут неизбежно выпадать на поверхность земли вместе с осадками. Кроме того, препятствием для использования этого метода могут оказаться юридические споры о том, кому принадлежит вода в облаках. Так, например, во время засухи 1977 года на западе США генеральный прокурор штата Айдахо обвинил власти соседнего Вашингтона в "краже облаков" и пригрозил подать на них иск в Федеральный суд.
Таким образом, позволяя на какое-то время решить или ослабить проблему дефицита воды, первая стратегия в итоге снова поставит человечество перед этой проблемой, только уже на новом качественном уровне. Этот путь не обеспечивает устойчивого развития.
Вторая стратегияориентируется на более рациональное и экономное использование уже существующих источников водоснабжения. Рассмотрим несколько примеров.
Как мы видели, одним из основных потребителей воды является сельское хозяйство: в странах с низким количеством осадков до 85 % всех запасов воды расходуется на орошение. Выше мы уже обсуждали этот вопрос. Отметим еще раз, что замена традиционных систем орошения на принципиально иные подземные системы или системы капельного орошения позволяет добиться значительной экономии воды и, кроме того, предотвратить засоление почв. Значительный экономический и экологический эффект дает применение экономичных автопоилок и других устройств водоснабжения в животноводстве.
В промышленности основным направлением экономии водных ресурсов является разработка и внедрение в производство водосберегающих технологий (напомним, что вопросы, связанные с загрязнением воды, мы сейчас не рассматриваем). При этом наряду с решением комплекса технических задач необходимы и меры экономического стимулирования: предпринимателю должно быть выгоднее вкладывать средства в разработку и внедрение новых технологий, чем платить за перерасход воды.
Значительная экономия может быть получена за счет воды, расходуемой на бытовые нужды. Как уже говорилось, городские жители расходуют от 300 до 1000 л воды в сутки на человека, из которых на ополаскивание унитазов – от 12 до 25 л за один спуск, на мытье посуды руками под открытым краном – до 120 л, на душ – от 8 до 12 л в минуту, на чистку зубов при открытом кране – до 7,5 л, на стирку – от 80 до 120 л за один раз и т.д., много воды тратится на мытье автомобилей из шланга (до 700 л) и на поливку газонов (до 30 л в минуту). Во многих городах экономию воды стимулируют при помощи специальных программ (к сожалению, в России подобные меры еще не получили распространения). Эти программы включают не только мероприятия по подъему экологического сознания граждан, но и меры финансового стимулирования (напротив, в большинстве городов России, включая Санкт-Петербург, существует фиксированная плата за воду, не зависящая от количества потребленной воды, что отнюдь не приучает к ее экономии), а также разработку водосберегающей бытовой техники (экономичных стиральных и посудомоечных машин, специальных насадок для душа, унитазов, требующих не более 5,5 л для ополаскивания, и т.д.) и пропаганду засухоустойчивых видов растений для устройства газонов, скверов, садов и т.п. В районах с острой нехваткой воды внедряются системы рециклизации так называемой "серой воды". "Серая вода" – это слабозагрязненная вода из раковин, душей, ванн, которая собирается в специальные баки и затем используется, например, для поливки газонов или в других хозяйственных целях, не требующих особо чистой воды.
Весьма перспективным направлением представляется использование ливневой воды. Традиционно в населенных пунктах (как крупных, так и небольших) стремятся как можно скорее избавиться от ливневой воды, как правило, отводя ее различными способами в ближайшие ручьи и реки. Обычно это приводит к значительному увеличению поверхностного стока, об опасностях которого мы уже говорили. Современная экологическая концепция использования ливневой воды предусматривает ее накопление вблизи места выпадения и сохранение естественного, существовавшего до застройки отношения между инфильтрацией и поверхностным стоком. Накопительные резервуары должны обеспечивать постепенное просачивание воды в землю, не нарушая естественного баланса между инфильтрацией и поверхностным стоком. Этому же может способствовать использование пористых покрытий там, где это возможно (автомобильные стоянки, пешеходные дорожки и т.п.). Наконец, собранная в накопительных резервуарах вода может быть использована для различных хозяйственных нужд (полив газонов, мытье машин и т.п.), при этом снизится нагрузка на другие источники воды.
Существуют и достаточно экзотические проекты. Один из них – транспортировка айсбергов из антарктических морей к берегам Европы и Америки с целью снабжения городов пресной водой. Ежегодно в антарктических водах образуется до 5000 айсбергов, некоторые из которых имеют весьма внушительные размеры. Так, один из самых крупных айсбергов был зарегистрирован осенью 1987 года в море Росса. Он имел длину 159 км, ширину 40 км и площадь поверхности 6200 км2. Количество воды, запасенное в подобном айсберге, достаточно для того, чтобы снабжать город с десятимиллионным населением в течение нескольких сотен лет.
- 1.1. Предмет и структура экологии
- 1.2. Специфические особенности экологии
- 1.3. Развитие и устойчивость
- Основные этапы развития биосферы Земли
- Страны – экологические "тяжеловесы"
- 2.1. Определение и структура экосистем
- 2.2. Биота
- 2.3. Биотические факторы
- 2.3.1. Гомотипические реакции
- 2.3.2. Гетеротипические реакции
- Виды гетеротипических реакций
- 2.4. Принцип Гаузе
- 2.5. Абиотический компонент
- 2.5.1. Свет
- 2.5.2. Температура, атмосферное давление, влажность, атмосферные осадки и климат
- 2.5.3. Соленость и кислотность
- 2.5.4. Биологические ритмы
- 2.5.5. Геопатогенные зоны
- 2.6. Закон лимитирующих факторов
- 3.1. Гомеостаз
- 3.2. Обмен веществом, энергией, информацией
- 3.3. Основные принципы функционирования экосистем
- 3.3.1. Первый принцип
- 3.3.2. Второй принцип
- 3.3.3. Третий принцип
- 3.4. Устойчивость экосистем
- 3.4.1. Равновесие популяций
- 3.4.2. Механизмы популяционного равновесия
- 3.5. Математические модели популяционной динамики
- 3.6. "Гипотеза Геи"
- 4.1. Экологические сукцессии
- 4.2. Эволюционная сукцессия
- 4.2.1. Некоторые генетические положения
- 4.2.2. Эволюционная сукцессия
- 4.3. Влияние человека на видовое разнообразие
- Причины исчезновения видов
- Причины, угрожающие существованию видов
- Распределение сохранившихся естественных ландшафтов в различных регионах мира
- Охраняемые территории и исчезающие виды для стран – экологических "тяжеловесов" (1990-е годы)
- 4.4. Интродукция видов
- 5.1. Связь между экологией и демографическими проблемами
- Распределение населения и мирового богатства
- Распределение мирового потребления
- 5.2. Основные показатели демографической ситуации
- Демографические данные по отдельным регионам и странам за 1988 год
- Динамика демографических процессов в России
- Коэффициент детской смертности и средняя продолжительность жизни
- Десять крупнейших государств мира и прогноз численности их населения в 2100 году
- 5.3. Причины демографического взрыва
- 5.4. Причины различий демографической ситуации в разных странах
- Демографическая ситуация в странах – экологических "тяжеловесах"
- 5.5. Пути решения проблемы народонаселения
- 5.5.1. Повышение уровня жизни
- 5.5.2. Крупномасштабные проекты и адекватная технология
- 5.5.3. Снижение рождаемости
- 6.1. Ресурсы, отходы, загрязнение
- Антропогенное воздействие на биосферу
- 6.2. Почва
- 6.2.1. Основные свойства почвы
- Взаимоотношения между механическим составом почвы и ее физическими и химическими свойствами
- 6.2.2. Потери почвы
- Распределение земельного фонда России по целевому назначению
- Скорость эрозии почв
- Опустыненные земли засушливых регионов
- Орошаемые земли, опустыненные вследствие засоления
- 6.2.3. Предупреждение потерь почвы
- 6.3. Вода
- Содержание воды в растительных и животных организмах
- 6.3.1. Основные свойства воды как среды жизни
- 6.3.2. Круговорот воды
- Скорость водообмена
- 6.3.3. Влияние человека на круговорот воды
- Потребление пресной воды для производства 1 тонны продукции
- 6.3.4. Сохранение и возобновление водных ресурсов
- 6.4. Воздух
- Химический состав сухого воздуха
- 7.1. История вопроса, топливно-энергетический баланс и классификация энергетических ресурсов
- Среднее ежедневное потребление энергии на душу населения на разных стадиях развития цивилизации
- Методы получения электроэнергии в сша в 1987 году
- Структура мирового потребления топливно-энергетических ресурсов
- 7.2. Ископаемое топливо
- 7.3. Энергия воды и ветра
- 4. Атомная энергия
- 7.4.1. Масштабы и характеристика ядерной энергетики
- Действующие энергоблоки аэс России
- Наиболее распространенные изотопы, образующиеся в ядерном реакторе
- 7.4.2. Проблема безопасности аэс
- 7.4.3. Реакторы-размножители и другие направления ядерной энергетики
- 7.5. Энергоэффективность и рентабельность
- Классификация качества различных видов энергии
- Энергоэффективность различных способов отопления помещений
- Коэффициенты рентабельности для различных энергетических систем
- 7.6. Альтернативные источники энергии
- 8.1. Экологическое нормирование качества окружающей среды
- 8.2. Вредители и загрязнение пестицидами
- 8.2.1. Вредители
- 8.2.2. Пестициды как средство борьбы с вредителями
- 8.2.3. Экологические методы борьбы с вредителями
- 8.3. Загрязнение синтетическими органическими соединениями
- Влияние синтетических органических веществ на здоровье человека
- 8.4. Загрязнение тяжелыми металлами
- Поступление тяжелых металлов в организм человека с пищей за сутки
- 8.5. Загрязнение водоемов биогенами и эвтрофизация
- 8.6. Загрязнение нефтью
- 8.7. Загрязнение атмосферы
- 8.7.1. Смог
- Влияние режима работы двигателя автомобиля на состав выхлопных газов
- 8.7.2. Кислотные осадки
- 8.7.3. Разрушение озонового слоя
- 8.7.4. Парниковый эффект
- Выбросы углерода от сжигания ископаемых видов топлива странами – экологическими "тяжеловесами" в 1995 году
- 8.8. Тепловое загрязнение
- 8.9. Сброс отходов в Мировой океан (дампинг)
- 8.10. Экономика загрязнения и риск
- 9.1. Предмет изучения и этапы развития
- 9.2. Основные характеристики воздействия ионизирующего излучения на организмы и единицы их измерения
- Периоды полураспада некоторых радиоактивных изотопов
- Значения взвешенных коэффициентов wтк для различных тканей и органов человека
- 9.3. Воздействие ионизирующего излучения на организмы
- Коэффициенты концентрирования некоторых радионуклидов для пресноводных организмов
- Полулетальная доза облучения для различных живых организмов
- Допустимые уровни облучения человека
- Допустимые уровни облучения, установленные для военного времени для военнослужащих
- Степени лучевой болезни
- Некоторые уровни облучения
- 9.4. Радиоэкология популяций и сообществ
- 9.5. Радиационный фон
- 9.5.1. Естественный радиационный фон
- Средняя удельная радиоактивность строительных материалов
- Предельно-допустимые значения мощности эквивалентной дозы облучения
- Предельно-допустимое содержание радиоактивных изотопов в продуктах питания
- 9.5.2. Искусственный радиационный фон
- 9.6. Радиационная обстановка в России, Санкт-Петербурге и Ленинградской области
- 10.1. Масштабы урбанизации и связанные с ней экологические проблемы
- Динамика мирового процесса урбанизации (по в.П.Максаковскому)
- Урбанизация для различных групп стран
- Темпы урбанизации в России
- Количество городов-миллионеров
- Мегаполисы (на 1985 год)
- Ежегодное потребление ресурсов и выбросы современного города с населением 1 миллион человек (по ю.И.Скурлатову, г.Г.Дуке, а.Мизити)
- 10.2. Проблема твердых отходов
- Структура твердых бытовых отходов в сша в 1988 году
- Сравнительная характеристика различных способов ликвидации мусора
- Уровень рециркуляции макулатуры
- 10.3. Очистка сточных вод и газовых выбросов
- 10.3.1. Очистка сточных вод
- 10.3.2. Очистка газовых выбросов
- 10.4. Городской микроклимат
- 10.5. Шумовое загрязнение и вибрация
- Шумовое загрязнение
- 10.6. Пылевое загрязнение
- 10.7. Растительность и животные в городе
- 10.8. Электромагнитное загрязнение
- 10.9. Экологически устойчивый город
- 10.10. Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге
- 10.10.1. Состояние атмосферного воздуха
- Количество загрязняющих веществ, выброшенных в атмосферу Санкт-Петербурга за период 1987 – 1997 годов
- Данные по загрязнению атмосферного воздуха в 1996 – 1997 годах
- Перечень превышения нормативов в точках наблюдения по основным загрязняющим веществам, имеющим значение в плане риска влияния на здоровье
- Превышение нормативов загрязнения атмосферы по веществам в Санкт-Петербурге за 1997 год
- Уровни загрязнения атмосферного воздуха в 1997 году
- Превышение нормативов загрязнения атмосферы по точкам наблюдения за 1997 год
- Превышение нормативов загрязнения атмосферы по районам Санкт-Петербурга за 1997 год
- 10.10.2. Состояние водных объектов
- Состояние загрязненности водных объектов Санкт-Петербурга в 1990 году
- Динамика загрязненности водотоков Санкт-Петербурга в 1996 – 1997 годах
- Качество питьевой воды в Санкт-Петербурге
- 10.10.3. Дамба
- Наводнения в Санкт-Петербурге в 1703 – 1994 годах
- 10.10.4. Состояние городских почв
- Районы наиболее загрязненных почв в Санкт-Петербурге
- 10.10.5. Шумовое загрязнение
- Уровень шума на транспортных магистралях Санкт-Петербурга
- 10.10.6. Зеленые насаждения и животный мир
- Состояние зеленых насаждений в Санкт-Петербурге
- 10.10.7. Проблема городских отходов