Материковые воды обычно подразделяют на поверхностные, почвенные, подземные.
Пресные воды распределены на поверхности Земли крайне неравномерно. Так, в Европе и Азии, где проживает 70 % населения мира, сосредоточено лишь 39 % мировых речных вод. На территории России 82 % речного стока приходится на северные районы страны, которые по климатическим условиям малопригодны для развития земледелия и существенно менее заселены, чем южные районы, экономически более развитые, но испытывающие дефицит пресной воды.
Неравномерное распределение осадков и все возрастающее загрязнение гидросферы привели к тому, что во многих странах ощущается недостаток пресной воды. В настоящее время около 300 млн человек испытывают проблемы, связанные с нехваткой пресной воды, и это число может возрасти в 10 раз к 2025 г.
Происходит истощение самых ценных из доступных человеку источников пресной воды - подземных вод. Истощение верхних горизонтов подземных вод наблюдается в США, Германии, Великобритании, Нидерландах, Японии. Сообщалось об истощении артезианского бассейна под Кубанской равниной. Уровень артезианских вод под Краснодаром ежегодно снижается.
Самое серьезное беспокойство вызывает состояние малых рек. Бесконтрольное использование воды, уничтожение водоохранных лесных полос и осушение верховых болот привели к массовой гибели малых рек. По оценкам биологов Германии, половина нанесенных на географические карты страны ручьев и прудов высохла; 90 % родников и болот с бьющими в них ключами больше не существуют.
Однако наиболее ощутимый удар по пресной воде нанесли современные технологии, так как под их воздействием растет загрязнение рек и озер промышленными и бытовыми отходами, токсичными веществами. Только промышленность ежегодно сбрасывает в реки более 160 км3 промышленных стоков - неочищенных или недостаточно очищенных. Они загрязняют свыше 4 тыс. км3 речных вод, т.е. около 10 % общего речного стока. В промышленно развитых странах эта цифра достигает 30 % и более. В итоге большинство рек Европы, Северной Америки и других континентов в своих руслах несут уже не пресную воду, пригодную для водоснабжения населения, а разбавленные сточные воды городов, промышленных предприятий, животноводческих ферм и т. д., в реках вместо чистой воды сложные растворы и взвеси вредных химических веществ и бактерий.
Необдуманное использование воды, превышающее возможности ее воспроизводства, а также ее интенсивное загрязнение приводят к превращению в пустыни больших районов континентов. Некогда полноводные чистые реки и озера сплошь и рядом мелеют, в них размножаются сине-зеленые водоросли, и вода становится непригодной ни для питья, ни для жизни рыб и других водных организмов.
Число загрязнителей пресной воды достигает 2 500. По данным Всемирной организации здравоохранения, до 80 % всех заболеваний, связанных с качеством среды обитания, - результат употребления населением грязной воды. Почти 2,5 млрд жителей планеты страдает дизентерией, гепатитом, диареей и другими заболеваниями, связанными с загрязнением воды.
Использование пресных вод. В зависимости от того, каким образом используют водные ресурсы, все отрасли народного хозяйства подразделяют на две категории.
Водопользователи - это отрасли, которые используют водоемы для различных целей, но безвозвратный водозабор не ведут. К ним относятся гидроэнергетика, водный транспорт, рыбное хозяйство, местные органы, использующие воду для целей и нужд населения, т. е. службы хозяйственно-питьевого потребления.
Водопотребители - это отрасли, которые берут воду из водоемов, причем часть ее используется безвозвратно. Крупнейшими водопотребителями являются теплоэнергетика (особенно АЭС), сельское хозяйство, а из промышленности - химическая и металлургическая.
Современный город с населением 1 млн человек потребляет в сутки 300 тыс. м3 воды, из которых 75...80 % превращаются в сточные воды.
Существует следующая классификация пресных вод по целевому назначению (рис. 9.4).
Рис. 9.4. Классификация природных вод по целевому назначению
Вода питьевая - вода, в которой бактериологические, органолептические показатели и показатели токсических химических веществ находятся в пределах норм питьевого водоснабжения.
Вода минеральная - вода, компонентный состав которой отвечает лечебным требованиям.
Вода промышленная - вода, компонентного состава и ресурсов которой достаточно для извлечения этих компонентов в промышленных масштабах.
Вода теплоэнергетическая - термальная вода, теплоэнергетические ресурсы которой могут быть использованы в любой отрасли народного хозяйства.
Вода техническая - любая вода, кроме питьевой, минеральной и промышленной, пригодная для использования в народном хозяйстве. При этом различают:
· хозяйственно-бытовые воды - воды, используемые для бытовых и санитарно-гигиенических целей населением, а также прачечными, банями, столовыми, больницами и т. д.;
· поливную воду, используемую для орошения земель и полива сельскохозяйственных растений.
· энергетическую воду, используемую для получения пара и нагрева помещений, оборудования и сред, а также для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах, а твердых тел - непосредственно; может быть оборотной и подпиточной (добавочной).
Воду весьма часто используют для охлаждения жидких и газообразных продуктов в теплообменных аппаратах. В этом случае она не соприкасается с материальными потоками и не загрязняется, а лишь нагревается. В промышленности 65...80 % расхода воды потребляется для охлаждения.
Технологическую воду подразделяют на средообразующую, промывочную и реакционную.
Средообразующую воду используют для растворения и образования пульп, при обогащении и переработке руд, в гидротранспорте продуктов и отходов производства;
- промывочную - для промывки газообразных (абсорбция), жидких (экстракция) и твердых продуктов и изделий, а также
- реакционную - в составе реагентов, при отгонке и аналогичных процессах.
Таким образом, технологическая вода непосредственно контактирует с продуктами и изделиями.
Наиболее перспективный путь уменьшения потребления свежей воды - это создание оборотных и замкнутых систем водоснабжения, что позволяет в 10...50 раз уменьшить потребление природной воды. Схема оборотного водоснабжения приведена на рис. 9.5.
Основные пути решения проблемы обеспечения чистой водой:
- очистка сточной воды от загрязнений;
- очистка пресной воды, поступающей к потребителю;
- обеспечение режима и регулирование качества воды в водных объектах.
Рис. 9.5. Схема оборотного водоснабжения
