Какая доля пресной воды содержится в ледниках

Вода покрывает огромную площадь Земного шара. На ее долю приходится около 70 % поверхности, только 3 % от всего водного запаса составляет пресная вода – та, которую мы пьем, и без которой человечество просто не может прожить.

Источники пресной воды

Для установления количества запасов необходимо понять, что же она под собой подразумевает.

Если коротко, то это вода, в которой соли (минералы) не превышают 0,1 %.

Ученые-гидрологи выделяют два типа водных ресурсов.

• Возобновляемые: реки, осадки, почвенные воды.
• Невозобновляемые: ледники, подземные источники, «застойную» воду в пресных озерах (преимущественно ледникового происхождения).

Водных запасов на планете много, но не все пригодны для комфортной жизнедеятельности человека. Из всего пресного запаса доступен для человека только 1 %, остальные спрятаны в ледниках и айсбергах.

Существует 6 источников водных ресурсов:

1. самая большая доля приходится на ледники , 85 %;
2. подземные воды, 13%;
3. озёра, водохранилища, 0,6%;
4. почвенная влага, 0,4%;
5. пары атмосферы, 0,06%;
6. речные источники 0,004%.

Запасы

Большинство пресной воды невозможно пить без специальной обработки. Причиной этому являются не только природные процессы (например, эрозия), но и человеческий фактор, который сыграл здесь не последнюю роль.

Общий объем пресной воды на земле около 28 253 200 км3. Распределена она неравномерно. Рассмотрим таблицу № 1.

Лидеры по годовым объемам водных ресурсов, в среднем за 2011-2019, км3 /год

Наибольший запас пресной воды приходится на Бразилию. На втором месте находится наша страна.

Ледники Антарктиды содержат большое количество запасов пресной воды на Земле, если они разом растают, уровень воды Мирового океана поднимается на 70 метров.

Самым большим хранилищем в мире является расположенное в России озеро Байкал, в нем сосредоточена 1/5 всех мировых запасов.

Помимо него, немалая часть пресных источников содержится в Ладожском и Онежском озерах, а также в специальных водохранилищах, таких как Красноярское, Волгоградское, Самарское и др.

Состав пресной воды

Он различается в зависимости:

1. залежей полезных ископаемых;
2. влияния окружающей среды;
3. деятельности человека.

В состав могут входить многочисленные газы (углекислый газ, углерод, кислород, азот), частички микроорганизмов, катионы (например, HCO3), анионы (например, Ca2+).

Виды и водоёмы пресной воды

Существует два вида пресной воды:

1. обычная;
2. пресная минеральная вода.

Последняя, в зависимости от содержания в ней солей и минералов, бывает столовой, лечебно-столовой и просто лечебной.

Если в воде искусственным путем убить одни живые организмы и добавить другие, увеличить макро и микроэлементы, то можно получить особые варианты вод: дистиллированную, талую, серебряную и др.

Чрезвычайно полезными свойствами обладает природная талая вода, которую добывают в экологически чистых районах, растапливая снег или горный лед.

В настоящий момент, большой популярностью в развитых странах пользуется бутилированная питьевая вода. Она является экологически чистым продуктом. Реализуется в гигиенически чистой емкости и соответствует всем установленным требованиям чистоты.

Водоёмы пресной воды можно разделить на 3 группы: поверхностные, подземные и осадочные воды.

Поверхностные

Именно они соответствуют большинству человеческих потребностей. Их очень мало – чуть свыше 1,2 % от общего количества пресноводных источников. Это озера, ручьи, реки, ледники. Огромная их часть сосредоточена во льдах. И лишь около 21 % — в озерах. Но большую часть необходимой жидкости человек получает из рек, на которые приходится 0,49 %.

В этой группе можно также выделить и моря с океанами. Но вода в них слишком соленая и использовать ее в таком виде неприемлемо для здоровья человека.

Если удалить соли и минералы из водного раствора, можно добиться использования, хотя бы в промышленных или сельскохозяйственных целях. Но этот процесс слишком дорогостоящий, чтобы решить мировую проблему нехватки пресной воды.

Тепловая емкость пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж / (г К).

Пресная вода закипает быстрее соленой, поскольку соль увеличивает температуру нагревания. Учитывая, что ионы соли тяжелее молекул воды, то плотность морской воды затрудняет солевое испарение, и это слишком осложняет процесс опреснения.

Подземные

В зависимости от того, на какой глубине они располагаются, выделяют несколько групп.

1. Грунтовые, поскольку они находятся недалеко от поверхности, то сильно подвержены колебаниям – во время осадков их количество увеличивается, в сухое время года их уровень понижается. Они больше склонны к загрязнению.
2. Артезианские, которые относятся к важнейшим полезным ископаемым.
3. Почвенные, заполняющие промежутки между частичками почвы.
4. Межпластовые, наиболее постоянные и наименее загрязненные за счет своего глубокого нахождения.
5. Минеральные воды,  добываются из земных недр, сохраняющие естественный химический состав и защищенные от антропогенного воздействия.

Вода, получаемая из подземных источников, пополняется за счет атмосферных осадков. Но за счет роста населения и бесконтрольного потребления природных ресурсов, соблюдать этот баланс становится все сложнее и сложнее.

Осадочные

Это дожди, град, снега. Если еще относительно недавно дожди были весьма популярны для пополнения запасов пресной воды, то в настоящее время этими источниками пользуются в основном лишь сильно засушливые регионы.

Осадочную воду продолжают часто использовать для полива в садоводческих целях. Рассматривать её в качестве воды для питья сейчас довольно проблематично в связи с химическими загрязнениями и бактериальными заражениями.

На качество дождевой воды влияют такие факторы, как материалы крыш, расположения зданий, загрязненность воздуха в регионе и др.

Проблема пресной воды

Интенсивное использование невозобновляемых водных ресурсов наносит вред экологии.  Дефицит воды становится ограничителем экономического роста в развивающихся странах. Рассмотрим основные проблемы.

Нехватка водных ресурсов

Многим кажется, что пресная вода это неиссякаемый природный источник. И подтверждением тому служит круговорот воды в природе. Но не все учитывают человеческую жизнедеятельность, перенаселение планеты и меняющийся в сторону потепления климат.

Огромное количество природных водоемов высыхают, сельскохозяйственная отрасль использует воду неэффективно, а потребляет ее в гораздо большем количестве, чем любая другая промышленность. Все эти факторы приводят к тому, что отсутствие достаточных запасов пресной воды становится все ощутимее.

Пути выхода из сложившейся ситуации, такие как создание водохранилищ, опреснение соленой воды, экономное расходование, пока не дают должных результатов.

Загрязнения

Выделяют природные причины  и искусственно созданные причины загрязнений.

К природным относятся те процессы, которые не зависят напрямую от человека:

1. грязевые потоки;
2. сели;
3. наводнения;
4. землетрясения.

Искусственные последствия наступают в связи с человеческой деятельностью. Некоторые предприятия нередко пренебрегают экологическими нормативами и требованиями и сбрасывают отходы непосредственно в водоемы.

Выбросы в атмосферу вредных веществ от автомобильного транспорта, фабрик и заводов приводят к кислотным дождям.

Какая плотность пресной воды кг/м3

Плотность – физическая характеристика вещества, позволяет сравнивать вещества одинакового объема. Вещество, которое больше весит, обладает большей плотностью.

Плотность пресной воды напрямую зависит от температуры. С увеличением температуры её плотность постепенно начинает снижаться. Для наглядности представлена таблица № 2.

Базовая плотность при температуре от 0 до 100 С

Значения могут иметь небольшую погрешность. Очищенная питьевая будет менее плотной, чем не питьевая из природных источников, так как в ней находятся различные органические и неорганические примеси, например, частички ила, песок и т. д.

Плотность воды измеряют ареометром. Его принцип основан на законе Архимеда.

При пользовании формулой нужно следить, чтобы все величины были выражены в согласующихся друг с другом единицах, предпочтительно килограммах и кубических метрах.

Заключение

Пресная вода — богатство нашей планеты. Основный запас находится в труднодоступных местах — ледниках. Большой популярностью пользуется бутилированная вода. Она проходит тщательную проверку, является стерильной и соответствует качеству.

Вода покрывает 70% поверхности нашей планеты, и легко
предположить, что она всегда будет в изобилии. Однако пресная вода — та,
которую мы пьем, в которой купаемся, которой орошаем поля наших ферм,
невероятно дефицитна. К ней относится лишь 3% мировых водных запасов, и при
этом две трети ее спрятаны в замерзших ледниках или недоступны для нашего
использования.

Проблема нехватки пресной воды

Пресная вода заключена в ледниках, озерах, водохранилищах,
прудах, реках, ручьях, водно-болотных угодьях и в подземных горизонтах. Эти
резервуары занимают менее 1% от общей поверхности Земли, но в них обитают 10%
всех известных животных и до 40% всех известных видов рыб, т.е. жизнь в пресной
воде бьет ключом. Однако, пресноводные скопления исчезают с угрожающей
скоростью.

Проблема нехватки воды является одним из наиболее серьезных
рисков, с которыми сталкивается мир на всех уровнях: социальном, экономическом,
политическом и экологическом. Эта проблема обостряется «благодаря» изменению
климата в сторону глобального потепления.

В результате около 1,1 миллиарда человек во всем мире не
имеют доступа к пресной воде, а в общей сложности 2,7 миллиарда человек
испытывают дефицит воды по крайней мере один месяц в году. Недостаточная
санитария и гигиена в связи с этим также является проблемой для 2,4 миллиардов
человек — они страдают от болезней, передающимся через грязную воду, таким, как
холера, брюшной тиф, дизентерия и др. Два миллиона человек, в основном дети,
умирают каждый год только от диарейных заболеваний.

Многие из экосистем, которые поддерживают процветание
природы и питают растущее население, оказались в состоянии стресса. Реки, озера
и водоносные горизонты высыхают или становятся слишком загрязненными для
использования. Более половины водно-болотных угодий в мире исчезли.

При этом сельское хозяйство потребляет больше пресной воды,
чем любая другая отрасль промышленности, и львиную долю ее расходует
неэффективно. А изменение климата меняет характер погоды, вызывая засуху в
одних районах и наводнения в других.

При текущем уровне потребления ситуация будет только
ухудшаться. К 2025 году две трети населения мира могут столкнуться с нехваткой
воды. А природные экосистемы по всему миру пострадают еще больше. Таковы
неутешительные прогнозы ученых.

Пресная вода что это

Пресная вода отличается от питьевой воды. Большая часть
земной пресной воды не пригодна для питья без какой-либо обработки. При этом,
она может легко загрязниться вследствие деятельности человека или в результате
естественных процессов, таких, как эрозия.

Она абсолютно необходима для жизни на планете. Растения,
животные и люди нуждаются в ней, чтобы элементарно выжить. Мы используем ее для
получения питьевой воды, для орошения сельскохозяйственных культур, как часть
систем санитарии, на многих промышленных предприятиях.

Из-за растущего пресноводного дефицита все более актуальным
становится вопрос опреснения морской и солончаковой воды, хотя бы для нужд
сельского хозяйства и промышленности. Опреснение заключается в удалении солей и
минералов из раствора. В настоящее время опреснение стоит слишком дорого, чтобы
этот процесс смог решить проблему глобального дефицита пресной воды.
Себестоимость опреснения 1 тонны соленой воды составляет примерно $1. Почему
это так дорого?

Дело в том, что соль увеличивает температуру кипения
раствора или температуру, при которой из него начинает выпариваться пресная
вода. При этом солевой раствор нагревается быстрее, что связано с
теплоемкостью. Поэтому на школьный вопрос «какая вода закипает быстрее: морская
соленая или пресная» ответ однозначный: быстрее закипает пресная вода.

Чем выше теплоемкость, тем медленнее будет нагреваться
вещество с учетом того же количества добавленной энергии. А соль уменьшает
теплоемкость раствора, т.е. увеличивает скорость нагревания. Тепловая емкость
пресной воды составляет 4,182 Дж / (г К), а тепловая емкость соленой — 3,993 Дж
/ (г К). Поэтому соленая вода будет нагреваться быстрее, чем пресная. И каково
значение этого показателя для обитателей пресной воды? Эта особенность приводит
к тому, что пресные водоемы покрываются льдом, а моря и океаны не замерзают
зимой.

Так как ионы соли тяжелее молекул воды, то морская вода
плотнее, чем пресная, и это затрудняет ее испарение. Плотность морской воды
находится в диапазоне от 1020 до 1030кг /м3, а плотность пресной воды
составляет около 1000 кг/м3.

Все эти физические факторы серьезно осложняют процесс
опреснения.

Планетарные запасы пресной воды

Учеными давно подсчитаны общие запасы воды на Земле. Приведем таблицу глобального распределения водных ресурсов на планете.

Источники пресной воды

Более 96 процентов земной воды — это солевой раствор. И из
общих планетарных пресноводных запасов более 68 процентов заключено в лед и
ледники. Еще 30 % находится в земле. Поверхностные пресноводные источники,
такие как реки и озера, составляют всего около 93 100 кубических километров,
что составляет около 1/150 % от общих пресноводных запасов. Тем не менее, реки
и озера являются основным источником воды, которую люди используют каждый день.

• Только 2,5% земной воды является пресной – и это
  количество, необходимое для существования человечества.
• Лишь немногим более 1,2% всех пресноводных источников
  являются поверхностными, и только они удовлетворяют большинство жизненных
  потребностей.
• Большая часть этих пресноводных источников заключена во
  льдах, и только 20,9% находится в озерах. Реки вмещают лишь 0,49% поверхностной
  пресной воды. И при этом именно из них люди получают большую часть необходимой
  влаги.

Шесть источников питьевой воды:

1. Природные источники. В старину можно было просто пить из родника… Сегодня это можно делать без опаски лишь в немногих местах.
2. Озера и реки. В наши дни они слишком загрязнены, но это основные источники.
3. Океан. Соленая океанская вода может быть пригодна для питья после обессоливания. Однако, опресненная вода пока слишком дорогостоящая.
4. Технические стоки, отфильтрованные или химически дезактивированные.
5. Грунтовые горизонты.
6. Атмосферные осадки.

Вода, забираемая из подземных горизонтов, рек и озер,
пополняется дождями и снегопадами. Пока еще этот баланс соблюдается. Однако, в
условиях бесконтрольного роста населения и потребления природных ресурсов этот
баланс может быть нарушен, не в пользу человечества…