Вода является наиболее распространенным веществом на нашей планете: хотя и в разных количествах, она доступна повсеместно, и играет жизненно важную роль для окружающей среды, и живых организмов. Наибольшее значение имеет пресная вода, без которой человеческое существование невозможно, и заменить ее ничем нельзя. Люди всегда потребляли свежую воду и использовали ее в различных целях, включая бытовое, сельскохозяйственное, промышленное и рекреационное использование.

Запасы воды на Земле

Вода существует в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Она образует океаны, моря, озера, реки и подземные воды, находящиеся в верхнем слое коры, и почвенного покрова Земли. В твердом состоянии, она существует в виде снега и льда в полярных, и горных районах. Определенное количество воды содержится в воздухе в виде водяного пара. Огромные объемы воды находятся в составе различных минералов земной коры.

Выявить точное количество запасов воды во всем мире довольно сложно, поскольку вода динамичная и находится в постоянном движении, изменяя свое состояние от жидкого до твердого и газообразного, и наоборот. Как правило, общее количество водных ресурсов мира оценивается как совокупность всех вод гидросферы. Это вся свободная вода, существующая во всех трех агрегатных состояниях в атмосфере, на поверхности Земли и в земной коре до глубины 2000 метров.

Текущие оценки показали, что на нашей планете содержится огромное количество воды - около 1386000000 кубических километров (1,386 млрд. км³). Однако 97,5% этого объема - соленая вода и только 2,5% - пресная. Большая часть пресной воды (68,7%) находится в виде льдов и постоянных снежных покровов в Антарктике, Арктики, и горных районах. Далее, 29,9% существует как грунтовые воды, и только 0,26% от общего количества пресной воды на Земле сосредоточено в озерах, водохранилищах и речных системах, где они наиболее легко доступны для наших экономических потребностей.

Эти показатели были рассчитаны за длительный промежуток времени, однако если принимать во внимание более короткие периоды (один год, несколько сезонов или месяцев), количество воды в гидросфере может изменяться. Это связано с обменом воды между океанами, землей и атмосферой. Этот обмен, как правило, называется , или глобальным гидрологическим циклом.

Ресурсы пресной воды

Пресная вода содержит минимальное количество солей (не более 0,1%) и подходит для человеческих потребностей. Однако, не все ресурсы доступны для людей, а даже те, которые доступны не всегда пригодны для использования. Рассмотрим источники пресной воды:

• Ледники и снежные покровы занимают около 1/10 суши в мире и содержат около 70% запасов пресной воды. К сожалению, большая часть этих ресурсов расположена вдали от населенных пунктов, поэтому является трудно доступной.
• Подземные воды на сегодняшний день являются наиболее распространенным и доступным источником пресной воды.
• Пресноводные озёра в основном расположены на больших высотах. В Канаде находится около 50% пресноводных озёр мира. Многие озёра, особенно, которые находятся в засушливых районах, становятся солеными за счет испарений. Каспийское море, Мертвое море, и Большое Солёное озеро являются одними из крупнейших в мире соленых озёр.
• Реки образуют гидрологическую мозаику. На Земле насчитывается 263 международных речных бассейна, которые охватывают более 45% суши нашей планеты (исключение - Антарктика).

Объекты водных ресурсов

Основными объектами водных ресурсов являются:

• океаны и моря;
• озёра, пруды и водохранилища;
• болота;
• реки, каналы и ручьи;
• влажность почв;
• подземные воды (почвенные, грунтовые, межпластовые, артезианские, минеральные);
• ледяные шапки и ледники;
• атмосферные осадки (дождь, снег, роса, град и т.п.).

Проблемы использования водных ресурсов

В течение многих сотен лет воздействие человека на водные ресурсы было незначительным и носило исключительно локальный характер. Великолепные свойства воды - ее возобновление благодаря круговороту и возможность очищаться - делают пресную воду относительно очищенной и обладающей количественными и качественными характеристиками, которые будут неизменными в течение длительного времени.

Однако, эти особенности воды породили иллюзию неизменности и неисчерпаемости данных ресурсов. Исходя из этих предубеждений возникла традиция небрежного использования чрезвычайно важных водных ресурсов.

Ситуация сильно изменилась за последние десятилетия. Во многих частях мира были обнаружены результаты долгосрочных и неправильных действий по отношению к столь ценному ресурсу. Это касается как прямого использования воды, так и косвенного.

Во всем мире в течение 25-30 лет наблюдается массовое антропогенное изменение в гидрологическом цикле рек и озер, влияющих на качество воды и их потенциал в качестве природного ресурса.

Объем водных ресурсов, их пространственное и временное распределение, определяются не только естественными колебаниями климата, как ранее, но теперь также по видам экономической деятельности людей. Многие части мировых водных ресурсов становятся настолько истощенными и сильно загрязненными, что они уже не в состоянии удовлетворить постоянно растущие потребности. Это может
стать основным фактором, препятствующим экономическому развитию и росту численности населения.

Загрязнение водных ресурсов

Основными причинами загрязнения водных ресурсов являются:

• Сточные воды;

Бытовые, промышленные и сельскохозяйственные сточные воды приводят к загрязнению многих рек и озёр.

• Захоронение отходов в морях и океанах;

Захоронение мусора в морях и океанах может вызвать огромные проблемы, ведь оно отрицательно сказывается на живых организмах, которые обитают в водах.

• Промышленность;

Промышленность - это огромный источник загрязнений вод, который производит вещества, вредные для людей и окружающей среды.

• Радиоактивные вещества;

Радиоактивное загрязнение, при котором в воде находится высокая концентрация радиации, является самым опасным загрязнением и может распространяться в океанические воды.

• Разлив нефти;

Разлив нефти несет угрозы не только водным ресурсам, но и поселениям людей, расположенным вблизи загрязненного источника, а также всем биологическим ресурсам, для кого вода является средой обитания или жизненно важной необходимостью.

• Утечки нефти и нефтепродуктов из подземных хранилищ;

Большое количество нефти и нефтепродуктов хранятся в резервуарах, изготовленных из стали, которая со временем подвергается коррозии, что в следствии создает утечки вредных веществ в окружающую почву и грунтовые воды.

• Атмосферные осадки;

Атмосферные осадки, такие как кислотные осадки, образовываются при загрязнении воздуха и изменяют кислотность воды.

• Глобальное потепление;

Повышение температуры воды вызывает гибель многих живых организмов и разрушает большое количество мест обитания.

• Эвтрофикация.

Эвтрофикация - процесс снижения качественных характеристик воды, связанный с чрезмерным обогащением питательными веществами.

Рациональное использование и охрана водных ресурсов

Водные ресурсы предусматривают рациональное использование и охрану, начиная от частных лиц до предприятий и государств. Существует много способов, благодаря которым мы можем уменьшить наше воздействие на водную среду. Вот некоторые из них:

Экономия воды

Такие факторы, как изменение климата, рост численности населения и увеличение засушливости усиливают давление на наши водные ресурсы. Лучшим способом сохранить воду является сокращения потребления и избежание роста сточных вод.

На бытовом уровне, есть много способов для экономии воды, такие как: более короткий душ, установка водосберегающих приборов, стиральные машины с низким расходом воды. Другой подход заключается в высаживании садов, которые не требуют большого количества воды.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Источники пресной воды

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 тыс. км 3 в год.

Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод - 85% - сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет 8000 лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в 500 раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за 10 - 12 суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек. Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до 700 л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Например, в Канаде промышленность потребляет 84% всего водозабора, а в Индии - 1%. Наиболее водоемкие отрасли промышленности: сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит почти 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. В среднем в мире на промышленность уходит примерно 20% всей потребляемой воды. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 70-80% всей пресной воды.

Суммарный сток рек СНГ (СССР) за год составляет 4720 км 3 . Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. В наиболее обжитых регионах, где проживает до 80% промышленной продукции и находится 90% пригодных для сельского хозяйства земель, доля водных ресурсов составляет всего 20%. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия.

Группа подземных вод подразделяется на:

1. Артезианские воды, которые с помощью насосов поднимаются на поверхность из подземного пространства. Они могут залегать под землей в несколько слоев или так называемых ярусов, которые полностью защищены друг от друга. Химический состав воды, как правило, остается постоянным.

2. Инфильтрационная вода. Эта вода добывается насосами из скважин, глубина которых соответствует отметкам дна ручья, реки или озера.

3. Родниковая вода. О подземной воде, самоизливающейся естественным путем на поверхность земли.

Поверхностные воды :

1. Речная вода. Речная вода сильнее всего подвергается загрязнениям, поэтому в последнюю очередь пригодна для целей питьевого водоснабжения. Она загрязняется продуктами жизнедеятельности людей и животных. В еще большей степени загрязнение речных вод происходит поступающими сточными водами от мастерских и промышленных предприятий. . Подготовка речной воды для целей питьевого водоснабжения затрудняется кроме этого из-за сильных колебаний загрязнения речной воды как в количественном отношении, так и по составу.

2. Озерная вода. Эта вода, даже добытая из больших глубин, крайне редко является безупречной в биологическом отношении и поэтому должна проходить специальную очистку до питьевых кондиций.

3. Вода из водохранилищ. Речь идет о воде из небольших речек и ручьев, которые запружены в верхнем течении, где вода наименее загрязнена. Вода из водохранилищ распределяется по категориям так же, как Озерная вода. Во всех случаях при выборе способа и объема необходимых мероприятий по водоподготовке решающим является то, насколько сильно эта вода загрязнена и насколько высока самоочищающая способность этого «хранилища питьевой воды».

4. Морская вода. Морская вода не может без обессоливания подаваться в сеть питьевого водоснабжения. Она добывается и проходит водоподготовку только у морского побережья и на островах, если нет возможности использовать другой источник водоснабжения.

Проблема потребления воды . Главным условием существования человека является потребление достаточного количества воды. Современная ситуация обусловлена тем, что в качестве водоисточников в основном используются поверхностные воды, составляющие только 1% от всех запасов пресной воды на Земле. Кроме того, установлено, что в течение 1 года 50% мирового речного стока проходят через различные виды человеческой деятельности, которые включают удовлетворение бытовых потребностей, промышленное производство и ирригацию сельскохозяйственных культур (

Потребление воды человеком, км 3 /год

На большей части развития человеческой цивилизации в течение 18 веков, суточная потребность человека ограничивалась от 5 до 49 литров в день. Основной причиной ограниченного потребления воды являлось присутствие болезнетворных микробов, которые были причиной возникновения эпидемий:

· Тифа, холеры, дизентерии, полиомелита, гепатита, гастроэнтерита, вследствие употребления зараженной питьевой воды.

· Трахомы, проказы, и других заболеваний кожи и слизистой оболочки при умывании зараженной водой.

· Малярии, желтой лихорадки, вследствие присутствия в воде переносчиков инфекции.

Потребление воды для питьевых нужд резко возросло после появления первых систем централизованной водоочистки в 18-19 веках в Европе и России и в настоящее время достигло 200-300 литров в день на человека.

Однако, в 1985 году чистой водопроводной водой на таком уровне снабжалось только 1,1 млрд человек, тогда как 0,8 млрд человек получали 110 литров/сутки-человек через водозаборные колонки, а остальная часть человечества (4 млрд) довольствуется нормой 50-60 л/сутки-человек. Тем не менее в целом за 20 век потребление воды человеком возросло в среднем в 20 раз. Основной расход питьевой воды связан с соблюдением санитарно-гигиенических норм. родниковый артезианский вода инфильтрационный

Структура потребления воды для бытовых целей городского населения

Таким образом, для обеспечения населения питьевой водой, (в каждом регионе РФ), необходимо решить проблему управления качеством воды как в водоисточниках, так и на очистных сооружениях. Очевидно, что выбор технологии водоподготовки и обработки сточных вод будет осуществляться путем сопоставления данных о качестве воды с их характеристиками.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Артезианские воды - подземные воды, заключённые между водоупорными слоями и находящиеся под гидравлическим давлением. Артезианский бассейн и артезианский склон. Условия образования вод, их химический состав. Загрязнение артезианских водоносных горизонтов.

реферат , добавлен 03.06.2010


Вода в жидком, твердом и газообразном состоянии и ее распределение на Земле. Уникальные свойства воды. Прочность водородных связей. Круговорот воды в природе. Географическое распределение осадков. Атмосферные осадки как основной источник пресной воды.

реферат , добавлен 11.12.2011


Понятие круговорота воды в природе, водной оболочки Земли, их структура, значение. Сущность испарения и конденсации как физических процессов, условия их осуществления. Особенности и состав годового поступления воды. Источники движения воды на Земле.

презентация , добавлен 23.11.2011


В каких формах встречается вода в природе. Сколько воды на Земле. Понятие круговорота воды в природе. Сколько воды содержится в организме человека. Понятие испарения и конденсации. Три агрегатных состояния воды. Применение воды в деятельности человека.

презентация , добавлен 19.02.2011


Характеристика подземных вод, которые по их качеству и назначению подразделяются на питьевые и технические (пресные и слабосолоноватые), минеральные (лечебные), промышленные (содержащие извлекаемые концентрации полезных компонентов) и теплоэнергетические.

реферат , добавлен 03.06.2010


Загрязнение поверхностных вод. Подземные резервуары. Подземные воды как часть геологической среды. Практическое значение подземных вод. Характеристика техногенного воздействия на подземные воды (загрязнение подземных вод). Охрана подземных вод.

реферат , добавлен 04.12.2008


Построение и свойства кривой расходов воды. Выбор способа вычисления ежедневных расходов воды на основе анализа материалов наблюдений особенностей режима реки. Способы экстраполяция и интерполяции. Гидрологический анализ сведений о стоке воды и наносов.

практическая работа , добавлен 16.09.2009


Виды воды в горных породах, происхождение подземных вод, их физические свойства и химический состав. Классификация подземных вод по условиям образования, газовый и бактериальный состав. Оценка качества технической воды, определение ее пригодности.

презентация , добавлен 06.02.2011


Движение воды в зонах аэрации и насыщения, водоносных пластах. Определение скорости движения подземных вод, установившееся и неустановившееся движение. Методы моделирования фильтрации. Приток воды к водозаборным сооружениям. Определение радиуса влияния.

курсовая работа , добавлен 21.10.2009


Краткий очерк истории развития гидрогеологии. Разрушительная и созидательная геологическая деятельность подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные подземные воды. Условия формирования и залегания подземных вод в каждой зоне подземной гидросферы.

Пресная вода.

Вода – основа жизни на земле. Наш организм состоит из воды на 75%, мозг – на 85%, кровь – на 94%. Калорийность воды составляет 0 ккал на 100 грамм продукта. Вода, которая не оказывает негативного воздействия на здоровье человека, называется питьевой водой или незагрязненной водой. Вода должна соответствовать санитарно-эпидемиологическим нормам, ее очищают с помощью установок водоподготовки.

Пресная вода.

Основным источником пресной воды являются реки и озера. Самым крупным водохранилищем по праву считается озеро Байкал. Вода этого озера считается самой чистой. Пресную воду делят на 2 типа по химическому составу:

СОБСТВЕННО ПРЕСНАЯ – пресная вода абсолютно чистой в природе не встречается. Она всегда содержит в себе небольшой процент минералов и загрязнений.

МИНЕРАЛЬНАЯ ВОДА – питьевая вода, в состав которой входят микроэлементы и минеральные соли. Из-за уникальных свойств минеральных вод, ее используют в лечении различных болезней и профилактике. Минеральная вода способна поддерживать здоровье организма. Минеральная вода делится на 4 группы по содержанию в ней минеральных компонентов. Минеральные лечебные воды с минерализацией свыше 8 г/л, такая вода должна приниматься по назначению врача. Минеральные лечебно-столовые воды с минерализацией от 2 до 8 г/л. Их можно использовать в качестве напитка, но не в больших количествах. Среди популярных можно выделить Нарзан и Боржоми. Минеральные столовые воды, содержащие 1 – 2 г/л минеральных элементов. Столовые воды с минерализацией менее грамма.

Минеральные воды можно квалифицировать исходя из химического состава: гидрокарбонатные, хлористые, сульфатные, натриевые, кальциевые, магниевые и смешанного состава;

По газовому составу и отдельным элементам: углекислые, сероводородные, бромистые, мышьяковистые, железистые, кремниевые, радоновые:

В зависимости от кислотности среды: нейтральная, слабокислая, кислая, сильнокислая, слабощелочная, щелочная. «Минеральная вода» на этикетках означает, что она разлита в бутылки прямо из источника и не подвергалась никакой дополнительной обработке. Питьевая вода – это вода обогащенная минералами искусственным путем.

Этикетку на бутылке следует изучать внимательно, на ней должны быть указаны:

• Номер скважины или наименование источника.
• Наименование и местонахождение изготовителя, адрес организации, уполномоченной принимать претензии.
• Ионный состав воды (указывается содержание кальция, магния, калия, бикарбонатов, хлоридов)
• ГОСТ или технические условия.
• Объем, дата розлива, срок годности и условия хранения.

ГОСТ гарантирует нормативы безопасного наличия таких загрязнителей, как ртуть, кадмий или свинец, радионуклидов в воде не превышены, бактериальное загрязнение отсутствует.

« Минеральная вода « на этикетках означает, что она разлита в бутылки прямо из источника и не подвергалась никакой дополнительной обработке. Для забора воды используют артезианские источники. Они хорошо защищены от воздействия промышленных, сельскохозяйственных и бактериальных загрязнений. Эту воду проверяют на химический состав, очищают, применяя промышленные и бытовые фильтры. Так же используют и родниковую воду.

Питьевая вода – это вода обогащенная минералами искусственным путем.

СОБСТВЕННО ПРЕСНАЯ ВОДА

Это естественный растворитель, она содержит в своем составе частички веществ окружающих ее. Она обладает показателями кислотности и жесткости. Вода так же может обладать вкусовыми качествами, запахом, цветом и прозрачностью. Ее показатели зависят от места расположения, экологической обстановки, от состава водоема. Пресной водой принято считать воду, которая содержит в себе не более 0,1% соли. Находиться она может в разнообразном состоянии: в виде жидкости, пара, льда. Количество растворенного в воде кислорода является важным показателем ее качества. Кислород необходим для жизни рыб, биохимических процессов, аэробных бактерий. Рн связана с концентрацией ионов водорода и дает нам понятие о кислотности или щелочных свойствах воды, как растворителя. Рн < 7 – кислая среда; рН=7 – нейтральная среда; рН>7 – щелочная среда. Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция и магния. Различают несколько видов жесткости – общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и неустранимая; но чаще всего говорят об общей жесткости. Чем ниже жесткость воды, тем меньший вред жидкость наносит нашему организму.

ЗАПАХ ВОДЫ

Обусловлен наличием в ней летучих пахнущих веществ, которые попадают в воду естественным путем, либо со сточными водами. Запах по характеру подразделяют на 2 группы, описывая его субъективно по своим ощущениям. Естественного происхождения (от живущих и отмерших организмов, от влияния почв, водной растительности и т.п.) землистый, гнилостный, плесневелый, торфяной, травянистый и др. И искусственного происхождения – такие запахи обычно значительно изменяются при обработке воды; нефтепродуктов (бензиновый и др.), хлорный, уксусный, фенольный и др. Оценивают запах по пятибалльной шкале (ноль соответствует полному отсутствию запаха):

• ОЧЕНЬ СЛАБЫЙ, практически неощутимый запах;
• ЗАПАХ СЛАБЫЙ, заметный лишь в том случае, если обратить на него внимание;
• ЗАПАХ ЛЕГКО ЗАМЕЧАЕТСЯ и вызывает не одобрительный отзыв о воде;
• ЗАПАХ ОТЧЕТЛИВЫЙ, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;
• ЗАПАХ СИЛЕН настолько, что делает воду не пригодной к употреблению.

Для питьевой воды допускается запах не более 2 баллов.

ВКУС ВОДЫ.

Ранее считалось, что человек способен различать 4 вкуса: кислый, сладкий, соленый, горький. Позже к ним добавился умами – « мясной « вкус, вкус высокобелковых веществ… Реагируя на свет, эти рецепторы вызывали ощущения, похожие на вкус воды. Ученые назвали вкус воды 6 вкусом – Газета. Ru /Новости /. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Neuroscience специалистами из Калифорнийского института технологий, может поставить точку в многолетних спорах. Выяснилось, что на воду реагируют те же рецепторы, что и на кислый вкус. Ученые планируют продолжать исследование. Прежде всего им предстоит выяснить, какие механизмы лежат в основе работы «кислых» рецепторов при определении присутствия воды.

ЦВЕТ ВОДЫ

Воспринимаемый глазом окрас воды. Хотя небольшие объемы воды кажутся прозрачными, при увеличении толщины образца вода приобретает голубой оттенок. Это происходит из-за внутренних свойств воды по селективному поглощению и рассеиванию света. РЕЧНАЯ ВОДА – выделяют следующие виды:

• ПРОЗРАЧНАЯ (без цвета) – у горных и высокогорных рек;
• ЖЕЛТАЯ (желто-красная) – у равнинных и особенно пустынных рек;
• ТЕМНАЯ или ЧЕРНАЯ, что особенно характерно для рек протекающих в джунглях;
• БЕЛАЯ (бело-серая) – белый цвет воде придают пузырьки воздуха, когда вода пенится на порогах и водопадах.
• МОРСКАЯ ВОДА – цвет моря зависит от цвета неба, количества и характера облаков, высоты солнца над горизонтом, а так же других причин.
• ЛЕД – идеальный лед прозрачен, но любые неоднородности приводят к поглощению и рассеиванию света и, соответственно, изменению цвета.

Будьте здоровы!

Чтобы вы могли представить, сколько и какой воды имеется на нашей планете, предлагаю вашему вниманию табл. 2.1. Воды у нас столь много, что измерять ее литрами, кубометрами или тоннами крайне неудобно, и мы будем использовать меру поистине титаническую – кубический километр (км?). Всего воды на Земле около полутора миллиардов, или 1500 млн. км? воды.

Таблица 2.1. Распределение вод на земном шаре (единица измерения – миллион кубических километров)

Примечание . Данные в таблице приведены по минимуму и максимуму, с учетом разных оценок.

Итак, мы видим, что пресные воды, то есть воды на суше и в атмосфере, составляют порядка 10 % полного планетарного ресурса. Большая их часть – и это может вызвать удивление – находится не в открытых водоемах, а в земной коре: 110–190 млн. км?! Эти воды принято делить на два типа в соответствии с глубиной их залегания. Подземные воды глубокого залегания расположены в десятках-сотнях метров от поверхности земли, они пропитывают пористые горные породы, а также образуют гигантские подземные бассейны, окруженные водонепроницаемыми слоями. Нередко вода в этих подземных полостях находится под давлением, и, если пробиться к ним с помощью буровой установки, вода брызнет вверх фонтаном. Такие фонтаны-гейзеры и родники природного происхождения хорошо известны.

Другой тип подземных вод – те, которые расположены в почве и верхних слоях земной поверхности на глубине нескольких метров. По сравнению с водами глубокого залегания у них есть один недостаток и одно преимущество. Недостаток : эти воды гораздо активнее контактируют с поверхностью земли и всем, что на нее сливают, выбрасывают или в нее закапывают; они гораздо слабее защищены от загрязнений, чем воды глубокого залегания. Преимущество : эти воды нам гораздо доступнее, они выступают в любой яме или канаве, и мы можем черпать их из колодцев.

Следующий по величине массив пресных вод (20–30 млн. км?) сосредоточен в ледниках Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана. Пресную воду из атмосферы (всего 13 тыс. км?) мы получаем в виде осадков – дождя и снега. Основной запас пресной воды, употребляемой человеком, сосредоточен в озерах и реках, причем надо учитывать, что, хотя реки протяженнее озер, их объем намного меньше. В живых организмах, то есть в растениях и животных (которые, напомню, на две трети состоят из воды), содержится 6 тыс. км? воды – величина, вполне сравнимая с объемом рек. Последнее не должно удивлять: одномоментный объем рек – это статика, а если рассматривать динамику, то лишь реки России переносят за год в океан 4 тыс. км? воды.

Так распределены водные ресурсы на нашей планете. Проанализировав данные таблицы, можно сделать вывод, что для питья, бытовых и промышленных нужд более доступными являются прежде всего воды озер и рек, снабжающие нас пресной водой не время от времени, а постоянно и с гарантией. К тому же эти запасы мы можем легко оценить и сопоставить с нашими сегодняшними и перспективными потребностями.

Доступны также и подземные воды обоих типов. Однако для крупных городов подземных вод недостаточно. В принципе, можно разведывать большие бассейны глубокого залегания и бурить скважины, но это дорого. К тому же кто гарантирует, что такой бассейн обнаружится вблизи населенного промышленного города? Будет ли вода в нем подходящей для питья, и не случится ли геологической катастрофы, если мы начнем изымать эту воду в больших количествах?

Осадки, то есть дождь и снег, также являются источниками пресной воды. Но это непостоянный, капризный источник, удовлетворяющий в основном потребности сельского хозяйства.

Значит, все-таки остаются реки и озера, и при этом реки для нас удобнее озер: воды в них меньше, но, как я уже упоминал, они гораздо протяженнее. Собственно, большая часть нашей цивилизации сосредоточена в речных долинах – обстоятельство, оставшееся неизменным со времен Древнего Египта, Аккада и Шумера.

Виды пресной воды

Перед тем как перейти к рассмотрению видов пресной воды, остановимся на их главном назначении: они – источник утоления жажды. Когда она настигает нас, мы не можем думать ни о чем, кроме воды. Тогда любая пресная вода – хоть из грязной речки, хоть из лужи – становится для нас питьевой. Если мы не можем удовлетворить жажду в течение нескольких дней, нас ожидает гибель. Число дней определяется погодой и климатом: жарким, сухим или влажным.

Мы, как и любые животные, находимся в состоянии непрерывного водного обмена с окружающей средой: выделяем пот и мочу и восполняем водные потери пресной влагой. Если нет возможности напиться, то вода теряется с потом и с выдыхаемым воздухом, и в результате наступает угроза обезвоживания (дегидратации) организма. На первой стадии учащается пульс, возникает слабость, затем – головокружение и одышка. При обезвоживании, составляющем всего лишь 10 % от массы тела, произойдут нарушение речи, зрения и слуха, затем – бред, галлюцинации и потеря сознания. Гибель наступает от необратимых изменений в нервной и сердечно-сосудистой системах при водопотере 15–25 % от массы тела (в зависимости от температуры окружающей среды).

Такова смерть от жажды, и она тем более трагична, когда происходит в море или в океане, полном воды, – но соленой! Однако многие, наверное, помнят о путешествии Алена Бомбара, французского исследователя, переплывшего Атлантический океан в надувной лодочке и утолявшего жажду морской водой и соком, выдавленным из рыбы. Возможно ли это? Как исключение – да! Но только как исключение, как способ спасти свою жизнь в экстремальной ситуации, ибо длительный срок мы не можем пить соленую воду.

В морской и океанской воде присутствуют сульфат и карбонат кальция, хлорид, сульфат и бромид магния, но в небольших количествах. Почти 85 % морских и океанских солей – это хлорид натрия, обычная поваренная соль. По насыщению солями вода различна в разных морях и океанах. Я ощутил это на собственном опыте, купаясь в Балтийском, Черном и Средиземном морях. Финский залив почти пресноводный: в 1 л его воды 3–4 г солей, в Черном море – 15–18 г/л, в океане – до 35 г/л, а, например, в Красном море – 40 г/л. Плавать удобно, но пить нельзя. Человеку жизненно необходимы соли калия, натрия, магния, кальция и других элементов, но в умеренных дозах. Мы не можем пить воду с содержанием солей больше 2,5 г/л.

Почему? Для сохранения в организме солевого равновесия человеку требуется 15–25 г соли в день – в основном NaCl, которую мы получаем с пищей. При избытке соль выводится с мочой через почки, но для вывода одного лишнего грамма соли надо выпить 100 г воды.

Ну, теперь вы убедились, что без воды, как поется в песне, «не туды и не сюды»? Только надо уточнить – без пресной воды.

В главе 1 я упомянул о том, что пресную воду можно разделить на две группы: обычная и минеральная . Причем в рамках каждой группы вода сильно отличается по составу в связи с геологическими и географическими причинами. Эта классификация справедлива для вод естественного происхождения, но, помимо них, существуют искусственные воды, создаваемые человеком целенаправленно или в качестве отходов хозяйственной деятельности. Целенаправленно мы производим искусственные минеральные воды, опресненную воду (из морской) и дистиллированную воду, а также особые воды, насыщенные тем или иным компонентом, например серебряную . Что же касается жидких отходов, то их именуют сливами, сбросами и сточными водами. Разумеется, сточные воды нельзя отнести ни к пресным, ни к соленым морским, но в рамках этой книги нам необходимо с ними ознакомиться. Итак, если учесть все эти группы вод, то наша первичная классификация будет более или менее полной. Начнем рассмотрение с дистиллированной воды.

Дистиллированная вода

Дистиллированная вода – это чистая H?O, а если говорить точнее, вода с ничтожными, практически неопределимыми химическими и физическими методами примесями инородных веществ. Используется она лишь для медицинских или исследовательских целей, например для того, чтобы вымыть пробирки для проведения тонких химических опытов. Ее производят путем выпаривания обычной пресной воды с последующей конденсацией пара. Точно так же мы можем поступить с морской водой, чтобы избавить ее от солей и минеральных включений. Дистиллированную воду можно вырабатывать в домашних условиях, сделав самодельный дистиллятор либо купив специальную установку. Но я вам не советую этим заниматься – дистиллированная вода для нас совершенно бесполезна: она не поддерживает жизненно важных процессов в организме человека и животного. Как уже не раз упоминалось, необходимая нам питьевая вода вовсе не идеально чистый субстрат, а раствор, содержащий минеральные добавки. В этих добавках – железе, меди, солях натрия, калия, кальция и других элементах – главная суть. Если мы не получим их в нужном количестве через воду, возникнут различные функциональные расстройства: нарушение сердечного ритма, головные боли, мышечные судороги, а также проблемы с зубами и костными тканями. Словом, дистиллированная вода, не содержащая солей, способна разбалансировать работу нашего организма.

Дистиллированную воду пьют, компенсируя отсутствие в ней нужных веществ специальной диетой, сыроедением, овощами, фруктами, препаратами микроэлементов и т. д. Именно такой вариант предложил всемирно известный диетолог Поль Брэгг. Сегодня эта идея стала еще более конструктивной: так, на Западе появились фирмы, поставляющие дистиллированную воду для питья, а к ней – таблетки с полным набором жизненно необходимых минеральных веществ. Выпил водички с таблеткой – и питайся как хочешь, без всяких диет.

Однако не будем экспериментировать, будем подчиняться природе и пить воду рек, озер и родников – ту воду, которую пили наши пращуры. Только сначала очистим ее от всякой дряни.

Обычная пресная вода

Как уже упоминалось, пресные воды рек и озер, нашего основного источника водоснабжения, различны. Эти различия возникли изначально и связаны с климатической зоной и особенностями местности, в которой находится водоем. Вода – универсальный растворитель, а это значит, что ее насыщенность минералами зависит от почвы и залегающих под нею горных пород. Кроме того, вода подвижна, и, следовательно, на ее состав влияют выпадающие осадки, таяние снегов, половодье и притоки, впадающие в более крупную реку или озеро. Взять, например, Неву, основной источник питьевой воды Петербурга: в основном ее питает водой Ладожское озеро, одно из самых пресных озер мира. Ладожская вода содержит мало солей кальция и магния, что делает ее очень мягкой, мало в ней алюминия, марганца и никеля, зато довольно много азота, кислорода, кремния, фосфора. Наконец, микробиологический состав воды зависит от водной флоры и фауны, от лесов и лугов на берегах водоема и еще от множества других причин, не исключая факторы космического свойства. Так, патогенность микробов резко возрастает в годы солнечной активности: прежде почти безвредные становятся опасными, а опасные – просто смертельными.

Я, петербуржец в третьем поколении, пил пресную воду из Днепра и Волги, из Дона и Кубани, пил воду в Москве, Норильске, Иркутске, Владивостоке, Праге, Нью-Йорке, Берлине и во многих других местах, но вся эта вода – за исключением, пожалуй, воды южного побережья Крыма, казалась мне непривычной и невкусной. Случайность ли это? Видимо, нет. Наш организм адаптирован к воде родины, она пропитывает, формирует нас, и нет ее вкусней и слаще, но при том условии, что она чистая.

Понятие чистоты, если вспомнить о многообразии пресных вод, на самом деле очень неоднозначно. (В следующей главе будут приведены российские и зарубежные стандарты на питьевую воду.) Существует несколько важных показателей качества пресной природной воды: кислотность pH (или водородный показатель), жесткость и органолептика .

pH связана с концентрацией ионов водорода в среде, измеряется с помощью простого прибора «пэ-аш-метра» и дает нам понятие о кислотных или щелочных свойствах среды (в данном случае – воды):

pH < 7 – кислая среда;

pH = 7 – нейтральная среда;

pH > 7 – щелочная среда.

Это очень важный показатель, причем не только для обыкновенной или минеральной воды, но и для человеческого организма, кислотный баланс которого должен выдерживаться в очень жестких рамках: допустимые значения pH составляют от 7,38 до 7,42 и не могут отклоняться даже на 10 % от этого диапазона. При pH = 7,05 человек впадает в предкоматозное состояние, при pH = 7,00 наступает кома, а при pH = 6,80 – смерть.

Жесткостью называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция Ca 2+ и магния Mg 2+ . Жесткость определяют по специальной методике, описанной в ГОСТах на питьевую воду, а единицы ее измерения – моль на кубический метр (моль/м3) или миллимоль на литр (ммоль/л).

Различаются несколько видов жесткости – общая, карбонатная, некарбонатная, устранимая и неустранимая; в дальнейшем мы будем говорить об общей жесткости , связанной с суммой концентраций ионов кальция и магния.

Под органолептическими характеристиками воды понимаются ее запах, вкус, цвет и мутность. Запах определяют, нюхая воду (землистый, хлорный, запах нефтепродуктов и т. д.) и оценивая интенсивность запаха по пятибалльной шкале (ноль соответствует полному отсутствию запаха):

1 – очень слабый, практически неощутимый запах;

2 – запах слабый, заметный лишь в том случае, если обратить на него внимание;

3 – запах легко замечается и вызывает неодобрительный отзыв о воде;

4 – запах отчетливый, обращает на себя внимание и заставляет воздержаться от питья;

5 – запах настолько силен, что делает воду непригодной к употреблению.

Вкус воды характеризуется определениями соленый, кислый, сладкий, горький, а все остальные вкусовые ощущения называют привкусами. Оценивают вкус по такой же пятибалльной шкале, как и запах, с градациями: очень слабый, слабый, заметный, отчетливый, очень сильный. Цвет воды определяют фотометрически, путем сравнения испытуемой воды с эталонными растворами, имитирующими цвет природной воды. Оценивают цвет по специальной шкале цветности с градациями от нуля до 14. Сходным образом исследуют мутность .

Разумеется, причины, вызывающие дурной запах, плохой вкус и странный цвет воды, изучаются методами химического анализа, чтобы выявить вредоносные примеси и определить их концентрации. Чтобы завершить эту тему, напомню, что на каждую такую примесь имеется свой ПДК – предельно допустимая концентрация, то есть такая, которая не наносит вреда нашему организму. Разумеется, есть вещества, вирусы и бактерии, для которых ПДК равен нулю, то есть их вообще не должно быть в воде. Но это не математический, а «практический» ноль – вредные вещества и микрофлора могут присутствовать, но в столь ничтожной концентрации, что их не определить самыми тонкими и точными методами анализа.

Кроме озер и рек, мы получаем обычную пресную воду из колодцев, артезианских скважин, родников, а также собирая осадки, наполняя ведра и бочки дождевой водой или растапливая лед и снег. Поговорим о трех первых разновидностях воды.

Колодезная вода . Колодцами реально пользуются лишь в сельской местности, так как шурф глубиною 5-10 м не способен обеспечить большого выхода воды – для этого надо бурить скважины в 20-180 м, в зависимости от глубины залегания подземных вод. Колодцы же питаются подпочвенными водами и могут обеспечить водопотребление до 100–150 л/ч (в редких случаях – до 500 л/ч). Они очень уязвимы в смысле загрязнений: все, что попадает в почву – нитраты, нитриты, ПАВ, пестициды и тяжелые металлы, – может оказаться в колодезной воде.

Вода из артезианских скважин . Как я уже отмечал, воды глубокого залегания лучше защищены от различных промышленных и бактериальных загрязнений, однако в городе такими водами пользоваться затруднительно: во-первых, нужно их найти, а во-вторых, пробурить скважину. Это дорогое удовольствие: для бурения используются специальные установки, затем в скважину опускают стальные трубы, погружают мощный насос, а уже от него выводится на поверхность трубопровод. В центральных областях России есть два водоносных горизонта: песчаный залегает на глубине 15–40 м и отделен от верхнего слоя почвы глинистыми пластами, которые и защищают его от загрязнений, а на глубине 30-230 м и более находятся известняковые водоносные слои, так называемые артезианские . Вот на столько и надо бурить, а потом, добравшись до воды, проверить, хороша ли она и не требует ли очистки. Известно, что состав артезианских вод зависит от глубины их залегания. Такая вода может иметь повышенную жесткость и содержать бактерии и органические вещества. Кроме того, из-за плохого соединения труб в скважинах в артезианскую воду могут просачиваться загрязнения из более высоких водоносных слоев. Обычно эту воду необходимо фильтровать и очищать, что делается с помощью очистных систем скорее промышленного, чем бытового назначения.

Родниковая и ключевая вода . Под родником, или ключом , в отличие от ручья, речки и реки, понимается небольшой водный поток, бьющий непосредственно из земных недр. Уместно напомнить, что некоторые наши реки порождаются горными снегами и ледниками, а некоторые – именно такими подземными источниками. Однако на изрядном удалении от них речная вода уже не может быть признана родниковой. Родниковая влага берется в том самом месте, откуда она поступает из-под земли. Вода может быть пресной или минерализованной. В первом случае мы, собственно, и говорим о родниках и ключах, а во втором – об источнике минеральных вод.

Природа у родниковой воды такая же, как у колодезной или артезианской, так как она поступает с какого-то подземного водоносного горизонта или бассейна.

На территории России количество родников неисчислимо, они различаются качеством и составом вод. О родниках ходят легенды – и воды многих действительно обладают лечебными свойствами, они свежи и приятны на вкус. Но родники так же, как артезианские скважины и колодцы, подвержены загрязнению. В наше время невозможно гарантировать неизменное качество родниковой воды, так как оно зависит не только от сезонных обстоятельств (ливни, паводки), но и от выбросов близлежащих промышленных предприятий.

Так, например, непригодной для питья признана родниковая вода в пределах городской черты в Нижнем Новгороде, о чем местный санэпиднадзор официально уведомил население. Проведенные исследования показали, что неудачное расположение и неблагоустроенность родников, незащищенность грунтовых вод от поверхностного загрязнения являются причинами низкого качества воды. В родниках, расположенных около Благовещенского и Печерского монастырей, Высоковской церкви, Похвалинского съезда, содержание нитратов превышает допустимые нормы в 1,5–3 раза, а микробиологическое загрязнение значительно превышает ПДК. Естественно, санитарная служба запретила употребление такой воды.

Сходная ситуация и в других городах. В Москве осталось лишь несколько источников, воду из которых можно пить: родник «Сергий Радонежский» в Теплом Стане, «Святой» в Крылатском, «Царевна-лебедь» в Покровском-Стрешневе, «Царицыно» в пойме Царицынского пруда. Некоторые издревле популярные родники были закрыты: в воде родника в Тропаревском парке превышена ПДК по хрому, в Филевском источнике – по алюминию, калию, магнию, в ключе Живоначальной Троицы в Борисове – избыток железа, в родниках в Свиблове (в пойме Яузы) и «Кадочке» (в Коломенском) превышение ПДК по тяжелым металлам, а в «Бекете» в Донском – по кадмию и хрому. Все эти родники были широкоизвестными и популярными, ими пользовались (и, несмотря на запрет, еще продолжают пользоваться) сотни жителей, а потому нашлись инициаторы подобных проверок. Но где-нибудь в глубинке по-прежнему черпают воду из прадедовских источников, которые давно засорены, и лишь медико-экологические исследования могут выявить связь плохого качества воды с ростом числа страдающих мочекаменной болезнью, заболеваниями пищеварительного тракта и сердечно-сосудистой системы.

В настоящее время в городах продают бутилированную воду, как родниковую, так и минеральную. Например, в Петербурге одним из крупнейших поставщиков такой воды является акционерное общество «Полюстрово». Хочется надеяться, что родники и скважины, из которых берется эта вода, лежат вдали от городских подземных коммуникаций, всевозможных свалок и других источников заражения и что состав воды регулярно контролирует санитарная служба. Хочется также надеяться на добросовестность поставщиков родниковой и минеральной воды и быть уверенными, что нам не продают воду из-под крана, пропущенную через фильтр «Гейзер» или «Аквафор». Ведь если есть поддельная водка, почему бы не быть поддельной бутилированной воде?

Минеральная вода

Природная вода с повышенным содержанием минеральных компонентов классифицируется на четыре группы.

1. Минеральные лечебные воды с общей минерализацией более 8 г/л. Сюда же относят и менее минерализованную воду, содержащую повышенное количество бора, мышьяка и других элементов. Ее принимают только по назначению врача.

2. Минеральные лечебно-столовые воды с общей минерализацией 2–8 г/л. Они применяются с лечебными целями по назначению врача, но можно использовать их в качестве столового напитка.

3. Минеральные столовые воды с минерализацией 1–2 г/л.

4. Столовые воды с минерализацией менее 1 г/л.

Своим происхождением минеральные воды обязаны, как правило, подземным водоносным слоям или бассейнам, расположенным среди особых горных пород, в течение долгого периода обогащающих воду целебными минералами, которые диссоциируют в растворе на положительно заряженные катионы и отрицательно заряженные анионы.

В названии вод могут фигурировать определения «гидрокарбонатная» и «натриевая», значит, этих веществ более всего, но могут быть воды хлоридно-натриево-кальциевые, хлоридно-сульфатные, натриево-магниевые и др. В зависимости от того, какой у воды показатель pH (то есть какого заряда ионы преобладают), минеральная вода является кислой, нейтральной или щелочной. Действие каждой на желудочно-кишечный тракт и организм в целом будет разное. О лечебных свойствах этих вод, о том, при каких болезнях и как следует их принимать, написано достаточно много, и за этой информацией я отошлю читателей к специальной литературе. Например, к большой статье Г.З. Магазаника «Применение минеральных вод в домашних условиях», опубликованной в сборнике .

Искусственные воды

Под искусственными я понимаю пресные воды, изготовленные с помощью тех или иных технологических ухищрений с целью либо скопировать произведенное природой, либо сотворить нечто такое, чему в природе нет аналога. Опресненную морскую воду, которую в широких масштабах производят Арабские Эмираты, богатые нефтью, но бедные пресной водой, тоже можно считать искусственной, как и тяжелую воду, получаемую для исследований в области ядерной физики, но на этом предмете мы останавливаться не будем. Можно сделать искусственную минеральную воду или подделать ее, но это нас тоже не слишком интересует: мы обратимся к воде с чудодейственными свойствами – талой, шунгитной, серебряной, «живой» и «мертвой». А обратившись, выясним, что в этой области есть правда, полуправда и целые груды фантазий и лжи.

Талая вода . Ее, разумеется, можно получить, растопив в кастрюльке снег или лед, но я не советую этим заниматься, особенно городским жителям. Есть такое соединение – бенз(а)пирен, канцерогенное органическое соединение первого класса опасности (канцерогенное – то есть ведущее к раковым заболеваниям). Главные источники загрязнения окружающей среды бенз(а)пиреном – производство алюминия и транспортные аэрозоли (попросту выхлопные газы автомобилей). Как показали исследования экологов, в пыли и снеге на улице или рядом с загородным шоссе количество бенз(а)пирена в десятки раз превышает ПДК. Вытапливать воду из такого снега – все равно что сыпать в чай цианистый калий вместо сахара. Природные талые воды смоют его в водоемы, и там он разбавится до такой ничтожной концентрации, что с помощью самых тонких анализов его не обнаружишь. А вот снега у дорог лучше не трогать.

Домашний способ приготовления талой, или замороженной-размороженной, воды описан в приложении 1. Ознакомившись с ним, вы увидите, что эта технология помогает очистить питьевую воду от некоторых вредных примесей и, возможно, сообщает ей полезные свойства. Вопрос, однако, в том, что вместе с тяжелыми металлами могут уйти полезные макро– и микроэлементы.

Шунгитнаявода . Шунгит – горная порода, обширные залежи которой имеются в районе Онежского озера, и в этих залежах циркулируют и просачиваются на поверхность воды, насыщенные целебной шунгитной эманацией. Еще Петр I выстроил в этих местах первую в России водолечебницу, и она существует до сих пор – курорт «Марциальные воды» под Петрозаводском. Там находится санаторий, где лечатся водой, очень сильно насыщенной железом.

А вот насколько эффективна искусственная шунгитная вода, которую готовят с помощью бытовых шунгитных фильтров? Фильтр по размерам невелик, вода находится в кратковременном контакте с минеральным веществом. К тому же это – контакт отнюдь не того свойства, который реализуется в природе. Успевает ли вода – и может ли в принципе – сделаться целебной? Большой вопрос! Что касается ее очистки от вредных примесей, тут вопросов еще больше.

В книге О.А. Рысьева «Шунгит – камень здоровья» сообщается, что петербургские предприятия, производящие шунгитные фильтры, изготовляют заодно магические пирамидки из шунгита, так называемые «стержни фараона», начиненные шунгитом мешочки, которые нужно класть под кровать, чтобы уберечься от вредного влияния геопатогенных зон. Карта зон прилагается, и, если судить по ней, жить петербуржцам осталось недолго – разумеется, если их не спасет шунгит. Такие байки вызывают недоверие и к искусственной шунгитной воде, и к шунгитным фильтрам. Но если вы любите диковины и чудеса, то прочитайте книгу Рысьева, а также другую – Ю. Дорониной «Шунгит – камень-спаситель» . Но фильтр все же лучше приобрести «аквафоровский», «гейзерный» или «барьерный». Фирмам с узкой специализацией, которые производят только фильтры, без всяких магических стержней и пирамид, доверия больше.

Серебряная вода . О ее свойствах можно прочитать в ряде книг и публикаций (см., например, ). В нашем списке искусственных вод она вызывает наибольшее доверие, так как бактерицидные свойства серебра известны с глубокой древности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах. Бактерицидные свойства серебра подтверждены и современной наукой.

Пионером исследований в данной области считают французского врача Бенье Креде, который в конце XIX века сообщил об успехах в лечении сепсиса ионами серебра. Продолжая исследования, он выяснил, что серебро в течение трех дней убивает дифтерийную палочку, в течение двух – стафилококки, а возбудитель тифа – за сутки. В те времена результаты Креде произвели сенсацию в научном мире и привлекли внимание к этому методу исцеления недугов.

В 1942 году англичанину Р. Бентону удалось остановить эпидемию холеры и дизентерии, свирепствовавшую на строительстве дороги Бирма – Ассам. Бентон наладил снабжение рабочих (а их было 30 тыс. человек) чистой питьевой водой, обеззараженной с помощью электролитического растворения серебра (концентрация 0,01 мг/л). Разумеется, для этого использовались и другие средства, но считается, что решающую роль сыграло применение серебряной воды.

Когда бактерицидные свойства серебра были изучены, оказалось, что решающую роль здесь играют не атомы, а положительно заряженные ионы Ag + . (Напомню читателям, что ионизация, рассмотренная в главе 1, повышает активность веществ в водных растворах.) Катионы серебра подавляют деятельность фермента, обеспечивающего кислородный обмен у простейших микроорганизмов, иными словами, «душат» болезнетворные бактерии, вирусы, грибки (в этом «смертельном» списке порядка 700 видов патогенной «флоры» и «фауны»). Скорость уничтожения зависит от концентрации ионов серебра в растворе: так, кишечная палочка погибает через 3 мин при концентрации 1 мг/л, через 20 мин – при 0,5 мг/л, через 50 мин – при 0,2 мг/л, через 2 ч – при 0,05 мг/л. Было установлено, что обеззараживающая способность серебра выше, чем у карболовой кислоты, сулемы и даже таких сильных окислителей, как хлор, хлорная известь, гипохлорид натрия. Возникает закономерный вопрос: почему же на станциях водоочистки используют хлорирование, фторирование и более современный метод – озонирование, а не электролитическое насыщение воды ионами серебра? На этот вопрос следует столь же закономерный ответ: дорого. Все же серебро – металл драгоценный… Кроме того, не будем забывать, что серебро – тяжелый металл, и его насыщенные растворы отнюдь не полезны человеку: предельно допустимая концентрация – 0,05 мг/л.

При приеме 2 г солей серебра возникают токсические явления, а при дозе в 10 г вероятен летальный исход. Кроме того, если превышать разумную дозировку в течение нескольких месяцев, возможно постепенное накапливание металла в организме.

Серебро – важный для нас микроэлемент, необходимый для нормального функционирования желез внутренней секреции, мозга и печени. Но повторю еще раз: этот факт – не основание, чтобы увлекаться питьем серебряной воды с большой концентрацией ионов.

А что касается серебряной воды с указанной выше концентрацией ионов, то ее можно пить регулярно и постоянно (например, ее пьют космонавты в период дежурства на космической станции). Приготовить серебряную воду в домашних условиях весьма непросто. Если настаивать воду в серебряном сосуде, эффект будет незначительным. Серебряную воду производят в специальных электрических ионаторах и продают в магазинах (хотя тут возможны сомнения – в самом ли деле она серебряная). Ее также можно получить с помощью установок «Пингвин» и «Дельфин», которые будут описаны в пятой главе.

«Живая» и «мертвая» вода . Под этими терминами можно понимать не только живительную и губительную воду из русских народных сказок, но и нечто более конкретное.

«Живую» и «мертвую» воду впервые получил изобретатель Кратов (см. публикации ), исцелившийся с их помощью от аденомы и радикулита. Эти жидкости производят с помощью электролиза обычной воды, причем кислую воду , которая собирается у положительно заряженного анода, называют «мертвой», а щелочную (она концентрируется около отрицательного катода) – «живой». Судя по описаниям в литературе, «живая» вода – мягкая, светлая, с щелочным привкусом, иногда – с белым осадком; ее pH = 10–11 ед. «Мертвая» вода – коричневатая, кисловатая, с характерным запахом и pH = 4–5 ед. Промышленностью уже выпускаются установки для проведения электролиза в домашних условиях («СТЭЛ», производительность до 60 л/ч, и менее производительные, но удобные «Эсперо-1»). Кроме того, «живую» и «мертвую» воду стали продавать в аптеках и магазинах в бутилированном виде.

Считается, что эти воды помогают при различных болезнях. Есть множество чудесных и занимательных историй об исцелениях с помощью «живой» и «мертвой» воды. Но о них сообщается в очень сомнительных книжках и еще более сомнительных статьях. Я же привык придерживаться твердо установленных фактов.

Я не выношу приговор активированной воде, однако хочу предупредить: будьте осторожны с целебными водами, которые еще недостаточно апробированы на практике. Принимайте их только по рекомендации врача, а не знахарей, колдунов и авторов сомнительных книжек. Помните, что даже такая безобидная вода, как дождевая, может нанести вред: она мягкая, в ней можно мыть волосы, но пить не стоит – в ней мало необходимых нам солей. Зато не исключается, что после кислотного дождика в дождевой воде могут присутствовать компоненты, нежелательные для нашего организма.

Сточные воды

Эту главу я хочу закончить разговором о сточных водах. Они не относятся ни к пресным, ни к соленым. Их можно разделить на два вида: первые поступают из городских квартир, из городской канализации, вторые – с промышленных предприятий. В водах первого типа присутствуют фекалии, моча, бумага, мыло, остатки пищи. Все это оседает в водоотстойниках, перегнивает на специальных площадках и не наносит вреда ни нам, ни природе. Кроме этого, в сточных водах имеются элементы, с которыми естественным процессам очистки не совладать: поверхностно-активные вещества; микробы и вирусы; лекарства.

Мы принимаем массу лекарств, но далеко не все из них полностью усваиваются организмом. Остатки выводятся через желудочно-кишечный тракт и почки и попадают в результате в сточные воды. Антибиотики и анальгетики, противозачаточные средства, средства от ожирения, стероидные гормоны – и т. д. и т. п. Пока трудно предсказать последствия этого вида загрязнения. Возможно, сейчас он еще не особенно опасен для человека. Но что может случиться через какое-то время, например, при контакте антибиотиков с болезнетворными бактериями? То ли антибиотики окажутся сильнее, то ли возникнут штаммы, устойчивые к антибиотикам. Последнее сулит нам большие неприятности…

Не будем, однако, гадать и поговорим о сточных водах предприятий. Разумеется, мы не можем отказаться от химических и целлюлозно-бумажных комбинатов, гальванических цехов, металлургических и машиностроительных заводов, атомных электростанций и всего остального, что насыщает воды тяжелыми металлами, вредной химией и даже радиоактивными изотопами. Но кое о чем мы должны иметь понятия, чтобы, с одной стороны, не предаваться панике, а с другой – соблюдать необходимую осторожность. Перечислю эти сведения по пунктам.

1. В настоящий момент человечеству известны десятки тысяч химических соединений. Попадая в воду, эти вещества претерпевают различные изменения: разлагаются, вступают в реакции друг с другом, с хлором или озоном, которыми обеззараживают воду, и в результате могут получиться новые модификации, ранее неизвестные науке. Сравнительно немногие из этого огромного количества соединений исследованы столь досконально, что можно сделать вывод об их нейтральности или, наоборот, о вредном влиянии на организм человека и животных; для этих веществ нет ПДК. Правда, самые опасные все же исследованы, и о них мы поговорим в главе 3.

2. Не надо думать, что нам в водопровод подают сточные воды. Очистка сточных вод и приготовление воды, поступающей в наши квартиры, – два разных процесса, осуществляемых государственными унитарными предприятиями «Водоканал», которые есть в любом городе. Сточные воды очищают на особых станциях аэрации , где они фильтруются, отстаиваются, насыщаются кислородом и лишь затем поступают в природные водоемы, а отстой (сухое вещество) утилизируется. Есть разные способы утилизации: зарыть в землю, сбросить в океан, переправить на территорию другого государства или переработать на специальной фабрике. Очищенные от сухого остатка сточные воды не хлорируют, во всяком случае у нас. Причина проста: да, в этой воде много болезнетворных бактерий и вирусов, но если убить их хлором, то хлор в чудовищном количестве поступит в водоемы, а это много хуже, чем бактерии. С ними природа уживается, а с хлором и его соединениями – нет. Отравляется рыба, животные и человек.

Очищенные сточные воды, конечно, содержат вредные вещества, но после попадания в обширные природные водоемы концентрация этих веществ нередко разбавляется до ничтожных величин, которые нельзя обнаружить точнейшими методами анализа. Сразу добавлю, что так происходит не везде и не всегда: например, в Ладожском озере и Неве ситуация сравнительно благополучна, а вот Рейн или Волга – совсем иной разговор.

Из природных водоемов вода берется для бытового потребления (самое важное – для питья и приготовления пищи). Это совсем другая операция, не связанная с очисткой сточных вод. Этим занимаются станции водозабора и водоподготовки «Водоканала». Вода проходит необходимые стадии очистки, хлорируется или фторируется, а затем поступает в водопроводную сеть. Возможны опасности: некачественная очистка, ржавые водопроводные трубы, залповый несанкционированный сброс каким-нибудь предприятием промышленных отходов.

3. Однако человек вынослив. Наш организм способен справиться с ядовитыми веществами, если они не поступают в слишком больших дозах или в малых, но постоянно. Если в реке, откуда осуществляют водозабор, водится рыба, то ситуация еще не смертельная, а если в водоеме появились бобры, очень чувствительные к качеству воды, дела вообще обстоят прекрасно. Ну а если осетры поплыли кверху брюхом, это уже криминал. Спасет ли бытовой фильтр? Сильно сомневаюсь.

4. Реки и озера обладают свойством самоочищаться. Это исключительно мощный природный механизм. Однако успокаиваться нельзя. Следите за вашей питьевой водой и, если что не так – бейте тревогу!

После двух мировых войн на дне Балтийского моря затоплена масса немецкого оружия, бомбы, взрывчатые вещества, баллоны с боевым ОВ – ипритом. Что происходит с этими «дарами» прошлого сейчас, спустя десятилетия? В журнале «Экологическая химия» я ознакомился со статьями специалистов, регулярно исследующих район захоронений. Корпуса контейнеров и бомб ржавеют, образовавшиеся в результате этого вредные химические соединения просачиваются в придонные воды, а главное – иприт! Но, оказывается, есть микроорганизмы, которые «кушают» иприт и переводят его в безопасные для живых организмов соединения. Вот если все бомбы и контейнеры рассыплются разом и произойдет залповый выброс отравы, тогда эти бактерии могут погибнуть.

Впрочем, никто не знает, что тогда случится. Мы можем быть уверены лишь в одном: жернова природы вращаются медленно, но верно, и, если ее не напрягать, она нас простит и спасет.

Вода – единственное вещество, которое в природе присутствует в жидком, твердом и газообразном состояниях. Значение жидкой воды существенно меняется в зависимости от местонахождения и возможностей применения.

Пресная вода шире используется, чем соленая. Свыше 97% всей воды сосредоточено в океанах и внутренних морях. Еще около 2% приходится на долю пресных вод, заключенных в покровных и горных ледниках, и лишь менее 1% – на долю пресных вод озер и рек, подземных и грунтовых.

Кончилось время, когда пресную воду рассматривали как бесплатный дар природы; рост дефицита, увеличивающиеся затраты на содержание и развитие водного хозяйства, на охрану водоемов делают воду не только даром природы, но и во многом продуктом человеческого труда, сырым материалом в дальнейших процессах производства и готовым продуктом в социальной сфере.

В августе 2002 года в Йоханнесбурге состоялся всемирный саммит, посвященный устойчивому развитию. На саммите прозвучала и стала достоянием СМИ статистика, вызывающая тревогу:

· 1,1 млрд. человек уже не имеет безопасную питьевую воду;

· 1,7 млрд. проживает в местах, испытывающих дефицит пресной воды;

· 1,3 млрд. человек живет в условиях крайней бедности.

Если учесть, что глобальное потребление пресной воды с 1990 по 1995 год возросло в 6 раз, при двукратном росте населения, то проблема с пресной водой со временем будет все более усугубляться.

Прогноз же на 2025 год – просто пугает: из каждых трех человек, двое будут испытывать недостаток пресной воды, поэтому изучение условий ее воспроизводства – актуальнейшая задача.

Колоссальные ресурсы чистой и пресной воды (около 2 тыс. км3) заключены в айсбергах, 93% которых дает материковое оледенение Антарктиды.

Это значит, что основная часть общемировых запасов пресной воды как бы законсервирована в ледниковых покровах земного шара. При этом в первую очередь имеются в виду ледниковые покровы Антарктиды и Гренландии, морские льды Арктики. Только за один летний сезон, когда наступает естественное таяние этого природного льда, можно было бы получить более 7000 км 3 пресной воды, а это количество превышает все мировое водопотребление.

С точки зрения перспектив использования ледников в качестве резерва пресной воды особый интерес представляют ледники Антарктиды. Это относится как к ее материковому ледниковому покрову, который во многих местах выдвигается в окружающие материк моря, образуя так называемые выдвижные ледники, так и к огромным шельфовым ледникам, являющимся продолжением этого покрова. Всего шельфовых ледников в Антарктиде 13, причем основная их часть приходится на выходящее к Атлантике побережье Западной Антарктиды и Землю Королевы Мод, тогда как в Восточной Антарктиде, выходящей к пространствам Индийского и отчасти Тихого океанов, их меньше. Ширина пояса шельфовых ледников в зимнее время достигает 550-2550 км.

Мощность ледяного покрова Антарктиды в среднем около 2000 м, в Восточной Антарктиде она достигает максимума - 4500 м. За счет этой толщи льда средняя высота материка 2040 м, что почти в три раза превышает среднюю высоту всех остальных континентов (рис. 1).

Рис. 1. Разрез через Антарктиду от моря Амундсена до моря Дэйвиса

Шельфовые ледники Антарктиды представляют собой плиты шириной в среднем 120 км, толщиной у материка 200-1300 м, а у морского края 50-400 м. Средняя высота их составляет 400 м, а высота над уровнем океана – 60 м. В целом такие шельфовые ледники занимают почти 1,5 млн км 2 и содержат 600 тыс. км 3 пресной воды. Это означает, что на них приходится всего 6 % общего объема ледниковой пресной воды на Земле. Но в абсолютных показателях их объем в 120 раз превышает мировое водопотребление.

С покровными и шельфовыми ледниками Антарктиды непосредственно связано образование айсбергов (от нем. eisberg – ледяная гора), которые откалываются от края ледника, отправляясь, так сказать, в свободное плавание по Южному океану. По имеющимся расчетам, в общей сложности от выдвижных и шельфовых ледников Антарктиды ежегодно откалывается от 1400 до 2400 км 3 пресной воды в виде айсбергов. Антарктические айсберги распространяются по Южному океану в пределах 44–57° ю. ш., но иногда достигают и 35° ю. ш., а это широта Буэнос-Айреса.

Запасы пресной воды в ледниках Гренландии значительно менее велики. Тем не менее и от ее ледяного панциря ежегодно откалываются и затем выносятся в Северную Атлантику примерно 15 тыс. айсбергов. Самые крупные из них содержат десятки миллионов кубометров пресной воды, достигая в длину 500 м, а в высоту 70– 100 м. Основной сезон распространения этих айсбергов длится с марта по июль. Обычно они не спускаются ниже 45° с. ш., но в этот сезон появляются и значительно южнее, создавая опасность для судов (вспомним гибель «Титаника» в 1912 г.) и для буровых нефтяных платформ.

В результате постоянного «сбрасывания» айсбергов в Мировом океане одновременно дрейфуют примерно 12 тыс. таких ледяных глыб и гор. В среднем антарктические айсберги живут 10–13 лет, но гигантские, длиной в десятки километров, могут плавать многие десятилетия. Идея транспортировки айсбергов с целью дальнейшего их использования для получения пресной воды появилась еще в начале XX в. В 50-х гг. американский океанолог и инженер Дж. Айзекс предложил проект транспортирования антарктических айсбергов к берегам Южной Калифорнии. Он же подсчитал, что для обеспечения этого засушливого района пресной водой в течение года потребуется айсберг объемом в 11 км 3 . В 70-х гг. XX в. французский полярный исследователь Поль-Эмиль Виктор разработал проект транспортирования айсберга из Антарктиды к берегам Саудовской Аравии, причем эта страна учредила даже международную компанию, предназначенную для его осуществления. В США аналогичные проекты разрабатывала мощная организация «Рэнд корпорейшн». Интерес к этой проблеме стали проявлять и в некоторых странах Европы, и в Австралии. Технические же параметры транспортирования айсбергов были разработаны уже довольно детально.

После обнаружения при помощи искусственного спутника подходящего айсберга и его доразведки при помощи вертолета на айсберге сначала должны быть установлены специальные плиты для крепления буксирных тросов. По возможности айсбергу должна быть придана более обтекаемая форма, а его носовой части – форма корабельного форштевня. Чтобы уменьшить таяние льда, под дно айсберга должна быть подведена пластиковая пленка, а по бокам натянуто полотно с грузилами внизу. Транспортировать айсберг следует с учетом морских течений, строения океанского дна, конфигурации береговой линии.

Рис. 2. Возможные маршруты транспортирования айсбергов (по Р. А. Крыжановскому)

Само транспортирование айсберга длиной 1 км, шириной 600 м и высотой 300 м должно быть осуществлено при помощи пяти-шести океанских буксиров мощностью по 10–15 тыс. л. с. В этом случае скорость транспортирования составит примерно одну милю (1852 м) в час. После доставки к месту назначения айсберг должен быть разрезан на куски – блоки толщиной примерно по 40 м, которые будут постепенно таять и позволят снабжать пресной водой по плавающему водопроводу тот или иной пункт на побережье. Таяние айсберга будет продолжаться примерно один год.

Для географа особенно интересен вопрос о выборе путей транспортирования айсбергов (рис. 2). Естественно, что по экономическим соображениям наиболее предпочтительна доставка антарктических айсбергов к относительно близко расположенным районам Южного полушария – в Южную Америку, Южную Африку, Западную и Южную Австралию. К тому же лето в этих районах наступает в декабре, когда айсберги как раз распространяются дальше всего на север. Академик В. М. Котляков считает, что главным местом «отлова» столовых айсбергов для Южной Америки может стать район шельфового ледника Росса, для Южной Африки – шельфового ледника Ронне-Фильхнера, а для Австралии – шельфового ледника Эймери. При этом путь до берегов Южной Америки составит примерно 7000 км, а до Австралии – 9000 (рис. 23). Все проектировщики полагают, что при таком транспортировании айсбергов необходимо будет использовать холодные океанические течения: Перуанское и Фолклендское у берегов Южной Америки, Бенгельское у берегов Африки и Западно-Австралийское у берегов Австралии. Значительно сложнее и дороже обойдется транспортирование антарктических айсбергов в районы Северного полушария, например к берегам Южной Калифорнии или Аравийского полуострова. Что же касается гренландских айсбергов, то их целесообразнее всего было бы транспортировать к берегам Западной Европы и к восточному побережью США.

Рис. 3. Оптимальные маршруты транспортирования айсбергов в Антарктике (по В.М. Котлякову). Цифрами обозначены: 1 – маршруты транспортирования айсбергов; 2 – объемы айсбергов, ежегодно откалывающихся от каждых 200 км длины берега (длина стрелки в 1 мм соответствует 100 км 3 льда); 3 – места обнаружения айсбергов

Нельзя забывать и о том, что айсберги как источники пресной воды представляют собой международное достояние. Это означает, что при их использовании должно быть разработано специальное международное право. Учитывать нужно и возможные экологические последствия транспортирования айсбергов, а также их пребывания в месте назначения. По существующим оценкам, айсберг средних размеров в районе своей стоянки может снизить температуру воздуха на 3–4 °C и оказать негативное воздействие на сухопутные и морские экосистемы, тем более что из-за огромной осадки ледяной горы ее зачастую нельзя будет подвести к берегу ближе чем на 20–40 км.

Существуют и другие проекты использования пресной воды ледяного покрова планеты. Предлагают, например, использовать энергию АЭС для обеспечения таяния ледника на месте его нахождения с последующей поставкой пресной воды по трубопроводам. Уже в 1990-х гг. российские специалисты разработали проекты «Чистый лед» и «Айсберг», которые составили единый проект «Чистая вода», включенный в международную программу «Человек и океан. Глобальная инициатива». Оба проекта фигурировали на Всемирной выставке «ЭКСПО-98» в Лиссабоне в качестве самых необычных научно-технических экспонатов.