о ОО

1 11 Hi 2

1 sii §1

15 я® *

§i III о о g

So®

& S S § V

§ i§ ill I s

i o.

л fe Ч

nO 5

у . о - 5 о о

Ц 3000

Коммунально-бытовое водоснабжение. В начале 80-х годов на нужды населения расходовалось около 200 км, и при этом 100 км терялось безвозвратно. В 1987 г. для этих целей изымалось уже 264 jjM. Нормы водопотребления на 1 человека составляют в среднем J20-150 л в сутки. В действительности они сильно колеблются. В городах промышленно развитых стран водопотребление особенно велико. Например, в странах Европы оно поднимается до 300-400 л/сут. В городах развивающихся стран, расположенных в субаридных или аридных районах, нормы снижаются до 100-150 л/сут. Много меньше расходует воды сельский житель. В гумидных областях в развитых странах он потребляет в сутки до 100-150 л воды, а в сухих тропических районах - не более 20-30 л.

Согласно данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в настоящее время в мире более 1,5 млрд. человек не обеспечены чистой, безопасной для здоровья водой, а к 2000 г. их число может достигнуть 2 млрд. человек.

Промышленное водоснабжение. Уникальные свойства воды как 2000 природного тела позволяют очень широко использовать ее в разнообразных отраслях промышленности. Она употребляется в энергетических целях, в качестве растворителя, охладителя, составного компонента многих технологических процессов. Водоемкость различных производств меняется в зависимости от вида продукции, применяемых технических средств и технологических схем. На производство 1 т готовой продукции в настоящее

время расходуется следующее количество пресных вод: бумаги-900-1000 м стали - 15-20 т, азотной киоюты - 80-180 т, целлюлозы - 400-500 т, синтетического волокна - 500 т, хлопчатобумажной ткани - 300-1100 т и т. д. Огромные объемы воды потребляют энергетические установки для охлаждения энергоблоков. Так, для работы ТЭС мощностью в 1 млн. кВт необходимо 1,2-1,6 воды в год, а для работы АЭС той же мощности - до 3 км (Б. Г. озанов, 1984). Только на нужды энергетики забирается из водных Источников 320 км воды, при этом 20 км теряется. Теплоэнергетика Широко применяет оборотные системы водоснабжения, привлекая 1сть отработанных и очищенных вод других промышленных произ-одств, так как для охлаждения можно употреблять воды относитель-

ШО

то то

Рис. 7. Рост мирового водопотребления в XX столетии (по О. А. Спенглеру, 1980; World Resources, 1990-1991, 1990):

/ - промышленное водопотребление, 2 - сельскохозяйственное водопотребление, 3 - коммунально-бытовое водопотребление

но низкого качества. Водопотребление в энергетических целях дае 300 км термических стоков, требующих для разбавления 900 к свободных пресных вод.

Доля остальных производств в общем водопотреблении на нужщ, промышленности еще больше--440 км; за счет систем оборотнад водоснабжения расходуют 700 км, одновременно теряя более 10 этого объема. Именно в промышленных установках возникают сток обогащенные особо токсичными соединениями, трудно поддающими удалению из отработанных вод. Общий объем стоков - 290 км (ci табл. 6). Поскольку современная технология водоочистки еще дален от совершенства и многие предприятия в различных странах сбраса вают свои стоки в водоемы недостаточно или слабо очищенными, то результате на разбавление этого объема загрязненных вод требуете 5800 км свободных вод, т. е. в 20 раз больше.

Водоснабжение сельского хозяйства. Самый крупный водопотре битель - сельское хозяйство. По приблизительным расчетам в 19801 эта отрасль мировой экономики израсходовала 3000 км, т. е. в 3, раза больше, чем промышленность. Почти весь этот объем использо вался на полив орошаемых угодий и всего 55 км - на водоснабжени животноводства.

К началу 80-х годов в мире орошалось 230 млн. га земель. Пр средней норме орошения 12-14 тыс. м/га на полив тратилось о 2500 до 2800 км чистых свободных вод и значительная часть (окол 600 км) очищенных и разбавленных стоков бытового сектора и неко торых промышленных производств. По весьма ориентировочным под счетам примерно 1900 км испарялось с поверхности поливных земел и транспирировалось растительностью, 500 км дренировалось в под земные горизонты. Таким образом, в отличие от промышленного во допотребления использование вод для орошения резко увеличивав безвозвратные потери на непродуктивное испарение с поверхносп поливных земель и создает стоки в виде ирригационных или возврат ных вод, которые трудно уловить, очистить и вновь использовать. 1 то же время их объем огромен, они насыщены биофильными (азотом фосфором) и другими легкорастворимыми соединениями, за счет ко торых увеличивается минерализация вод. Появление в субаридны или аридных ландшафтах с поливными угодьями значительных объе мов минерализованных грунтовых вод создает опасность вторичног засоления почв и их деградации, эвтрофикации водоемов.

Особую проблему представляют стоки животноводческих ферм Хотя их общий объем в мировом водопотреблении на нужды сельскс го хозяйства невелик (всего 10 км), они чрезвычайно перегружен! органическими соединениями, трудно восстанавливаются и вызывай особенно быструю эвтрофикацию водоемов. Кратность их разбавлен после прохождения через очистные системы составляет 1 : 30.

По расчетам М. И. Львовича (1986), современный водозаЬар различных источников (рек, озер, водохранилищ, подземных горизо

тов) для промышленных и бытовых нужд, орошения и животноводческих комплексов составляет 3296 км. Эта величина равноценна 9% полного стока и 27% его устойчивой составляющей. При этом образовалось 700 км промышленных и бытовых стоков и 500 км дренажных вод на орошаемых полях. По оценкам Мирового института природных ресурсов водозабор в 1988-1989 гг. достиг 3528 км, а объем стоков - 1410 км. Если допустить, что все стоки нормативно очищаются, то и в этом случае потребуется не менее 8300 км чистых вод для их разбавления (20% полного стока и 60% - устойчивого). Но в результате несовершенства современного водопользования и очистки загрязняется воды намного больше. Таким образом, если количественное истощение водозапасов традиционных источников в глобальном масштабе в ближайшем будущем человечеству не грозит, то качественное ухудшение - налицо уже в наши дни.

Резкая напряженность водохозяйственного баланса и кризисные ситуации в водопользовании неизмеримо возрастают в странах с ограниченным водноресурсным потенциалом, где реально отсутствуют свободные водозапасы для разбавления отработанных и очищенных вод. Подобные явления типичны для многих промышленно развитых стран мира, где водопотребление практически поглощает все водные ресурсы. Такова ситуация в странах зарубежной Европы, во многих районах США. Еще более остро встает проблема водоснабжения в развивающихся странах, в которых часто обнаруживается нехватка качественных питьевых вод, а имеющиеся водотоки и поверхностные водоемы служат коллекторами для сбросов совершенно неочищенных промышленных стоков.

По-разному складывается водопотребление и его структура на отдельных материках. Особенности современного водного хозяйства зависят и от природных факторов (прежде всего обеспеченности речным стоком, климатических особенностей, устройства поверхности), и от социально-экономических структур. Наибольшие объемы воды поглощает хозяйство азиатских стран. Почти на 90% этот объем в Азии расходуется на нужды сельского хозяйства (рис. 8). Сходная ситуация характерна и для Южной Америки и Африки, хотя в целом участие этих материков в мировом водопотреблении незначительно. В Северной Америке и в Европе промышленное и сельскохозяйственное расходование воды примерно равны между собой.

Прогнозы будущего водопотребления. Существует несколько вариантов глобальных прогнозов использования природных вод мировым хозяйством (М. и. Львович, 1986, 1985, 1974; О. А. Спенглер, 1980, В. Н. Солнцев, 1983, и др.).

Один из вариантов водохозяйственного баланса мира на конец текущего столетия разработан М. И. Львовичем (1986). По его расчетам, возросшее к 2000 г. до 6,2 млрд. человек население мира (из Них 3,2 млрд. человек будут проживать в городах и пользоваться централизованными системами водоснабжения) израсходует около 480

1600 г

1500

то

1300 -1200 -1100 1000

800 5 700 600 500 400 300 200

too

с о о. m ш

s <

1531

w t s

Q. OJ

<

w I a

□l Ш I <

Q 133

к s с та о. к-о m <

Eajts sum

2ШШ 9ПВ

вод на коммунально-бытовые нужды, появится 320 км стоков. Если стоки будут полностью очищаться, то на их последующее разбавление потребуется лишь около 1000 км воды. При сохранении практики современного водопотребления (сброс недоочищенных или вовсе не прошедших очистку стоков в водоемы) загрязненными ока-ясутся 6000 км вод.

Производство энергии в мире, по прогнозу МИРЕК-ХП, достигнет к концу столетия 300-330 тыс. пДж. Ориентировочно на нужды энергетики будет изъято около 200 км вод и одновременно образовано НО км термальных стоков. На их разбавление потребуется примерно 400 км свободных вод. Остальные отрасли промышленности с учетом роста объема их продукции к 2000 г. будут нуждаться в 1800 км воды. Совершенствование систем замкнутого оборотного водоснабжения, развитие маловодных или сухих технологий, сокращение практики водоотведения стоков с промышленных предприятий, совершенствование технологии очистки позволят, как предполагается по данному прогнозу, ограничить водозабор для промышленных целей до 500 км Безвозвратный расход составит 120 км, а отработанные стоки - 380 км. На их разбавление будет затрачено 5700 км воды.

В сельском хозяйстве общая площадь поливных земель возрастет предположительно до 320-350 млн. га, а норма полива сократится до 9,5 тыс. м/га за счет водосберегающих методов полива (дождевания, капельного и пр.). В результате на нужды ирригации будет изыматься до 3000 км воды, из которых 2600 км составят расходы на испарение и инфильтрацию. Расход воды в животноводстве увеличится до 110 км. Хотя объем стоков возрастет слабо, но за счет более совершенной очистки и утилизации они будут загрязнять намного меньше чистых вод - около 180 км.

Расчеты свидетельствуют о том, что напряженность ситуации сохранится в ближайшем будущем. Мировое хозяйство в целом в конце текущего столетия будет поглощать примерно 5,7 тыс. км воды (16% полного стока), а сточные воды в объеме 1300 км будут загрязнять 8,5 тыс. км, что равно 21% полного и 61% устойчивого стока.

ОХРАНА ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И РАЦИОНАЛЬНОЕ ВОДОПОЛЬЗОВАНИЕ

Имеются ли у человечества возможности преодоления водного кризиса? Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо рассмотреть две взаимосвязанные проблемы: 1) количественное исчерпание запасов доступных пресных вод в отдельных регионах земного шара; 2) катастрофическое загрязнение вод в процессе их хозяйственного использования и качественное истощение водозапасов.

Как уже отмечалось выше, в глобальном масштабе водных ресурсов пока вполне достаточно для удовлетворения всех потребностей ирового хозяйства в этом природном сырье. Однако в отдельных ре-

Э.П.Ро.манова, Л.И.Куракова