Top.Mail.Ru
Наверх
27 ноября 2020

Когда дефицит пресной воды может стать проблемой человечества

Водные ресурсы распределены по планете крайне неравномерно. В результате около половины населения Земли не имеет доступа к чистой питьевой воде

©Shutterstock / Fotodom

Очередные данные настораживающей статистики, предупреждения экспертов и алармистские призывы в соцсетях – так 22 марта международное сообщество отметило Всемирный день водных ресурсов, провозглашенный ООН. С древних времен доступ к пресной воде был одним из факторов процветания государств, провоцируя политические раздоры и даже войны в тех регионах, где наблюдался ее недостаток.

Но теперь ситуация меняется. Из-за перенаселения планеты, быстрого развития сельского хозяйства и глобального изменения климата дефицит воды превращается из почвы для локальных конфликтов в проблему планетарного масштаба, которая коснется даже тех стран, чьи водные запасы сегодня кажутся неистощимыми. Как следует из отчетов ООН, между темпами возобновления водных ресурсов и объемами их потребления в мире нарастает дисбаланс, из-за которого уже скоро человечеству, помимо решения прочих экологических проблем, придется иначе подойти к вопросу распределения водных ресурсов.

Что поможет окончательно решить проблему мусорного загрязнения планеты

Частично с ним помогут справиться новые технологии опреснения и фильтрации воды. Но главной мерой, по мнению экспертов, должен стать ментальный сдвиг: человеку пора перестать считать воду само собой разумеющимся благом, бегущим из-под крана без ограничений, и бережно отнестись к этому богатству нашей планеты.

На всех не хватит

По оценкам ООН, высокая рождаемость в развивающихся странах, снижение детской смертности и рост продолжительности жизни еще долго будут толкать вверх кривую численности населения Земли, и к 2050 году планету будут населять 9,6 млрд человек.

Прямым следствием этого является рост потребления воды: с 4000 км3 в 2014 году до 4100 км3 в 2025‑м и 4400 км3 в 2040‑м. Из-за химических загрязнений часть ресурса ежегодно выпадает из процесса круговорота воды в природе (так называемые безвозвратные потери), и этот показатель тоже растет – с 1450 км3 в 2014 году до 1700 км3 в 2040‑м.

При этом пригодной для человека воды в мире не так много, как кажется. Пресная вода составляет 2,5% мировых водных ресурсов – порядка 35 млн км3. Но 68,7% ее количества приходится на ледники и ледовые шапки, 30,1% – на трудные для извлечения подземные воды.

Фактически человеку остается 1,2% пресной воды, находящейся на поверхности Земли, но и среди этого объема 69% составляет вечная мерзлота и лишь около 21% – реки и озера (данные Геологической службы США). В итоге общий объем речных стоков оценивается ООН в 46,8 тыс. км3 – всего в 30 раз больше, чем годовой объем безвозвратных потерь.

Почему отрасль переработки отходов не смогла перестроиться на новый лад

Кроме того, запасы воды распределены по планете неравномерно: Евразии, где сосредоточено более 70% населения мира, досталось лишь 40% объема рек. Лучше всего обеспечены водой Бразилия (общий объем наземных и грунтовых вод – 8200 км3), Россия (4500 км3), США (3000 км3), Канада (2900 км3) и Китай (2800 км3), на противоположном полюсе – Саудовская Аравия (2,4 км3), Катар (0,06 км3), Кувейт (0,02 км3) и ОАЭ (0,15 км3; данные CIA The World Factbook). В результате потребление воды в зависимости от места проживания колеблется от 25 до 600 литров в день, а около половины населения планеты не имеет доступа к чистой питьевой воде (данные Solidarites International).

В полноценный кризис ситуация может перерасти из-за глобального потепления. Таяние льда и снега на полюсах и растворение их в океане сокращает «несгораемый» запас пресной воды – уменьшение площади арктических льдов на 0,51 млн км2 каждые 10 лет грозит повышением уровня моря на 30 см к 2065 году. На континентах климатические изменения приводят к заболачиванию и пересыханию рек: по расчетам ученых, при росте среднемировой температуры на 2 градуса Цельсия засухой будет поражено до 30% суши.

Орошай и властвуй

Источники пресной воды всегда выступали одним из двигателей общественного развития. На Ближнем Востоке, где зависимость от них особенно велика, реки Тигр и Евфрат позволили расцвести одной из древнейших цивилизаций в мире – шумеро-аккадской. Именно в этом месте археологами были найдены свидетельства о первой письменности, изобретении календаря, ювелирных украшений и, вероятно, колеса. Использование рек в земледелии, создание плотин и водохранилищ заставило шумерские общины объединяться. Получив более стабильные и богатые урожаи, люди смогли заготавливать пищу впрок. Вместе с сытостью пришли ремесла, а с ремеслами – классовое общество.

Переработка мусора может приносить миллиардные прибыли, а пока наносит вред

Любопытно, что первое противостояние на почве водных ресурсов связано с борьбой за реку Тигр между городами-государствами Лагаш и Умма, конкурировавшими за торговые пути в Индию. В результате назревшего конфликта около 2100 года до н. э. Лагашу удалось покорить Умму и заключить древнейший документ в истории международного права – договор, определяющий границы владений по «прибрежным камням».

Сегодня Тигр и Евфрат остаются крупнейшим яблоком раздора в ближневосточном регионе. Начинаясь в горах Турции, они затем текут по территориям Ирака и Сирии, являясь для этих стран основными источниками водозабора. Разногласия начались в 1970‑х годах, когда Турция решила создать обширную систему плотин и гидроэлектростанций – установка таких сооружений в верховьях рек напрямую обделяет водой страны, расположенные ниже по течению.

Сирия и Ирак настаивали на присвоении Тигру и Евфрату международного статуса, что отменило бы суверенные права Турции на участки этих рек на ее территории. К 1990 году ситуация обострилась настолько, что турецкие вооруженные силы были приведены в состояние полной боеготовности, ожидая неминуемого конфликта. Однако членство Турции в НАТО все же остановило Ирак и Сирию от нападения.

Борьба за суверенитет над реками началась еще в древности. Сегодня наиболее острые конфликты возникают вокруг сооружения ГЭС и водохранилищ у истоков крупных рек (на фото: строительство ГЭС «Хидасэ» на Голубом Ниле в Эфиопии)

DPA / Picture Alliance / Vostock Photo

Последние капли терпения

Другим проблемным регионом в последние десятилетия стала Центральная Азия. С распадом СССР соглашения между бывшими союзными республиками оказались недействительны, и вместе с суверенитетом они приобрели споры за трансграничные ресурсы. Две крупнейшие реки региона – Амударья и Сырдарья – почти целиком принадлежат Киргизии и Таджикистану, которые заинтересованы в их использовании для ирригации и выработки электроэнергии. Это влечет за собой негативную реакцию Казахстана, Туркменистана и Узбекистана, нуждающихся в этих водах на фоне постепенного высыхания Аральского моря.

Как спасти от уничтожения миллионы тонн нераспроданных продуктов

В частности, Таджикистан строит на Амударье Рогунскую ГЭС (проектная мощность после достройки к 2033 году – 3600 МВт), ввод которой, как ожидается, ощутимо ударит по сельскохозяйственной отрасли Узбекистана. В 1998 году взаимоотношения между странами накалились до такой степени, что узбекские военные силы начали минировать границу, а экс-президент Узбекистана Ислам Каримов грозил войной. Были прекращены поставки газа в Таджикистан и разобран участок приграничной железной дороги. Только в конце 2010‑х дипломатические отношения между странами начали налаживаться.

Южнее разворачивается еще одна драма: Индия и Пакистан делят между собой реку Инд. Она была предметом ожесточенных споров до заключения «Договора о водах Инда» в 1960 году, но и этот документ не поставил в них точку: Пакистан, обладающий ядерным оружием, периодически обвиняет Индию, расположенную выше по течению, в нарушении его условий.

Кстати, летом 2019 года нехватка воды поставила Индию на грань катастрофы. Ведь влага приходит в страну вместе с муссонами, начинающимися с мая: расположенные на Деканском плоскогорье реки сильно высыхают в засушливые периоды. 60% фермерских угодий в стране не обеспечены искусственным орошением и полностью зависят от осадков. Неудивительно, что любой засушливый период сопровождается массовыми самоубийствами фермеров.

Все чаще водные конфликты разворачиваются и в Африке: неуклонное расширение Сахары вынуждает кочевников‑бедуинов Судана в поисках воды заходить на территорию соседних Эфиопии, Чада и Египта, встречая сопротивление местных жителей. Камнем преткновения в регионе остаются и воды Нила. Эфиопия, контролирующая верхнее течение реки, в 2011 году запустила проект по установке крупнейшей в Африке ГЭС «Хидасэ» с проектной мощностью 6,45 ГВт. Создаваемое водохранилище объемом до 79 км3 существенно сократит объёмы воды в Ниле. После многолетних прений Эфиопия, Судан и Египет все же смогли прийти к согласию, так как количество электроэнергии, которое может обеспечить новая ГЭС, необходимо всем этим странам. Решено, что водохранилище будет заполняться только в период сильных осадков – с июля по сентябрь.

Всего с 2010 года, по подсчетам портала World’s Water, созданного при Pacific Institute, в мире произошло 466 столкновений разного масштаба, связанных с распределением водных ресурсов: 36 из них были вооруженными, 172 оказались провокацией, 285 нанесли урон водной инфраструктуре. Судя по статистике, в зоне подобных конфликтов оказываются и те регионы, которые раньше не испытывали затруднений с пресными источниками. Этот тренд продолжится, считают исследователи: частота водных конфликтов будет расти, затрагивая все большее количество стран.

Не лейте лишнего

Но есть и хорошая новость: нехватка воды не связана со стихийными силами природы. Как отмечается в отчетах, это рукотворная проблема, а значит, человечеству по силам ее решить.

Главное – начать, а именно: пересмотреть беспечное потребительское отношение к водным ресурсам. Так, именно нерациональный водозабор способствует обмелению таких крупных рек, как Хуанхэ (Китай) и Колорадо (США), которые попросту недотекают до места впадения в океан. А страны с большими фермерскими хозяйствами регулярно используют пресную воду для сброса отходов: китайские аграрии, по некоторым оценкам, выводят в реки до 80% навоза и удобрений. Нередко они проникают в грунтовые воды, загрязняя подземные источники и угрожая распространением тяжелых инфекционных заболеваний.

Мусорная реформа вместо решения проблемы стимулирует недовольство и раздражение общества

Как рассказал «Профилю» футуролог, амбассадор Singularity University Евгений Кузнецов, текущих запасов воды достаточно, чтобы избежать острого кризиса в ближайшие 10–20 лет. То есть время для поиска решений пока есть. Уже сейчас развиваются технологии получения воды из альтернативных источников. Одним из них становятся сточные воды, прошедшие обработку на фильтрационных станциях. Только в Европе насчитывается более 700 водопроводных систем, взаимодействующих со сточными водами: вполне действенный подход при наличии жесткого эпидемиологического контроля.

Тем временем арабские страны делают ставку на опреснительные установки. Тут между собой конкурируют две технологии – мембранное и дистилляционное опреснение. В первом случае вода под давлением пропускается сквозь специальные мембраны, задерживающие ионы соли и пропускающие более мелкие молекулы воды, – метод, хорошо знакомый по бытовым кухонным фильтрам. Сейчас мембраны создаются из гидрофобных полимеров, но исследователи возлагают надежды на недавно открытый материал – графен. Уже есть концепт графеновой мембраны, крайне многообещающей по физическим свойствам, но пока неконкурентоспособной на рынке.

Дистилляционный способ заключается в конденсировании водяного пара. Технология Multi-Stage Flash Distillation заточена на получение пресной воды за счет большого давления (именно она применяется на крупнейших установках, так как позволяет сразу обработать большой объем воды), альтернативный способ Multi-Effect Distillation нагревает морскую воду до состояния кипения. Кстати, получать пресную воду из воздуха умели еще в незапамятные времена: на маршруте Шелкового пути в особо пустынных местах встречались свое-
образные колодцы, в которых вода образовывалась путем охлаждения горячих атмосферных потоков. Вполне возможно, что в будущем человечеству придется вернуться к этой древней мудрости…

Пока же радикального решения проблемы пресной воды не выработано, человечеству остается рачительно расходовать драгоценный ресурс, считает Евгений Кузнецов. «В ближайшие годы нас ожидает развитие трендов экономии и различных технологий сбережения пресной воды, – говорит эксперт. – С течением времени они начнут применяться не только в быту, но также в промышленности и сельском хозяйстве».

©imageBROKER / Vostock Photo


Литры, которые мы потеряли

Более 70% мирового расхода воды – порядка 2800 км3 из 4000 км3 в год – приходится на сельское хозяйство. Порой аграрии наносят непоправимый ущерб экосистемам. Показательна история Аральского моря (на фото), которое Узбекистан и Туркменистан почти полностью «выкачали» на выращивание хлопка – влаголюбивого растения, требующего около 5 тыс. м3 воды на каждую тонну сырья.

Любопытно, что водонесущие каналы Аральского моря представляют собой обыкновенные земляные рвы, в которых огромное количество воды терялось, просачиваясь через почву. При этом обильный полив земли (как в этом, так и в других сельскохозяйственных регионах) приводит к изменению уровня грунтовых вод и засолению почвы, что в конечном счете делает фермерские угодья неплодородными. Прирост «отбракованных» земель составляет около 1,5 млн гектаров ежегодно.

Наибольший урон водным ресурсам наносит животноводство. Для сравнения: на одну голову крупного рогатого скота приходится около 4000 кубометров воды, а на выращивание 1 кг корнеплодов, бобов, цитрусовых и зерновых культур – 1–1,5 кубометра. По прогнозам сельскохозяйственной организации ООН (ФАО), к 2050 году потребление пресной воды в аграрных целях возрастет в полтора раза, что поставит ребром вопрос о ее разумной экономии.

В развитых индустриальных странах соотношение другое – до 60% водозабора идет на промышленные нужды. Каждая тонна стали требует 250 м3 (250 тонн) воды, тонна синтетических тканей или резины – 2500 м3. Суммарный расход постоянно растет. Так, использование пресной воды в обрабатывающей промышленности к 2050 году может вырасти на 400% (прогноз ООН).

При этом «промышленная вода» – дистиллят, используемый при производстве синтетики, для охлаждения энергоблоков и т. д., – составляет наибольшую долю безвозвратных потерь, изымаемых из цепочек водопользования. Например, для работы АЭС необходимо до трех миллиардов тонн воды ежегодно. Будучи раз использованной, эта вода уже непригодна для очистки и дальнейшей циркуляции.

Читать полностью (время чтения 8 минут )
Избранные статьи в telegram-канале ProfileJournal
Больше интересного на канале Дзен-Профиль
Скачайте мобильное приложение и читайте журнал "Профиль" бесплатно:
Самое читаемое

Зарегистрируйтесь, чтобы получить возможность скачивания номеров

Войти через VK Войти через Google Войти через OK
27.11.2020