Одной из самых серьезных экологических проблем 2000-х годов будет наличие пригодной для использования воды для потребления человеком, бытового использования, сельского хозяйства и аквакультуры. Под пригодной для использования водой имеется в виду вода, которая не токсична для биологических организмов.
Таким образом, полезная вода не может быть серьезно загрязнена органическими и неорганическими загрязнителями, включая соль и химические вещества. Хотя глобальные прогнозы сделать трудно, представляется очевидным, что в силу ожидаемого увеличения численности населения водопользование и загрязнение окружающей среды будут продолжать расти во всем мире по крайней мере в течение следующих нескольких десятилетий.
В связи с этими прогнозами и жизненно важным характером воды, многие предсказывали, что вода станет критической проблемой ресурсов в мире в 2000-е годы.
Планета Земля богата водой
Как таковая, она уникальна для всей планетарной системы в том виде, в каком мы ее знаем. Однако около 99% воды на Земле недоступно для прямого использования человеком. Она либо слишком соленая, либо замерзшая.
Для преобразования соленой или замороженной воды в доступную пресную требуется большое количество энергии. Некоторые пресноводные озера, такие как Байкал в Сибири и пять Великих озер Лаврентии в Северной Америке, содержат большое количество пресной воды. Озеро Байкал содержит около 12%, а Великие Лаврентийские озера содержат еще 13% всех поверхностных пресных вод (включая подземные воды) на нашей планете.
Таким образом, в этих шести озерах находится около 25% всех поверхностных пресноводных ресурсов Земли. Как таковые, эти шесть озер представляют собой жизненно важное для жизни сокровище.
Глобальная водная проблема
Исходя из предположения, что около 64% годовых осадков, выпадающих на все поверхности суши, возвращаются в атмосферу путем испарения и транспирации, около 37000 км3 воды в год потенциально могут быть доступны для людей на планете.
При равномерном распределении населения мира, составляющего около 5,4 млрд. человек, каждому человеку может быть предоставлено около 19000 литров воды в день. Очевидно, что вода неравномерно распределяется между народами мира.
Действительно, опустынивание широко распространено и усиливается в засушливых и полузасушливых районах, таких как Эфиопия, в результате дефицита водных балансов, который зачастую усугубляется перенаселенностью и чрезмерным выпасом скота в природных экосистемах. Конфликты, связанные с нехваткой пресной воды в засушливых районах, таких как Ближний Восток, также часто порождают нестабильные политические проблемы.
Численность населения в настоящее время может превышать 5,4 млрд. человек и увеличивается примерно на 93 миллиона человек в год. Ожидается, что основная часть этого прогнозируемого прироста населения произойдет в развивающихся странах, таких как Азия и Центральная и Западная Африка.
По мере роста и развития этих стран они, несомненно, будут испытывать спрос на ресурсы, особенно на воду, больший, чем ожидалось, просто исходя из роста численности населения.
Но что делать, если темпы загрязнения будут расти быстрее, чем темпы роста численности населения, как это произошло в развитых странах?
Население Земли удвоилось за последние 40 лет и, вероятно, удвоится в ближайшие 50 лет или около того, до примерно 10, 5 миллиардов человек.
Где почти десять миллиардов человек найдут подходящие водные ресурсы для поддержания разумного уровня жизни, не говоря уже о том, чтобы выжить?
В среднем за десятилетие в развивающихся странах, особенно в сельских районах, произошло впечатляющее улучшение снабжения водой. Однако в целом, в этих развивающихся странах все еще около 31% населения не имеет доступа к воде и 43% - к санитарным услугам.
В других странах мира прогресс был очень медленным. Например, в таких странах Африки только 33% сельского населения имели доступ к воде в 1980 году. К 1990 г. эта доля возросла лишь до 42% . Ожидается, что к 2025 году потребуются воды более чем 2 109 жителям дополнительно. Было предположено, что к 2030 г. около двух третей африканских государств население будет испытывать потребность в воде.
Несмотря на ценность этого ресурса, отходы преобладают в каждом из этих видов использования и на всех уровнях. Например, затопление сельскохозяйственных полей для орошения все еще широко распространено во многих районах, а не более дорогостоящие, но гораздо более эффективные методы опрыскивания, и особенно капельное орошение. В мире с 1900 года площадь орошаемых земель увеличилась примерно в пять раз.
В засушливых и полузасушливых регионах орошение и так называемое земледелие может привести к увеличению концентрации соли в почве и поверхностных водах в результате процесса, известного как засоление. Засоление может сделать воду непригодной для питья и дальнейшего орошения.
Водная проблема США
Вопрос не только в том, достаточно ли воды, но и пригодна ли она для использования человеком. Около 25% воды, которая ежегодно выпадает на Соединенные Штаты Америки, поскольку осадки проникают в почву и подпитывают местные водоносные горизонты. В 1985 г. около 22% забора пресной воды в США производилось из подземных вод.
Эти водозаборы обеспечили питьевой водой около 53% населения США. Только восемь штатов (Аризона, Арканзас, Калифорния, Канзас, Айдахо, Небраска, штат Техас, штат Флорида, США) ежегодно используют 66% всех забираемых подземных вод, и большая часть этих вод используется для орошения.
Ежедневно коммунальные системы водоснабжения Соединенных Штатов обеспечивают в среднем каждого человека водой объемом около 605 литров. Учитывая общее население США (250 000 000 человек), для этого требуется около 1,5 1011 литра воды в день. В среднем для производства одного автомобиля требуется около 378500 литров воды, 227100 литров для производства одной тонны стали, 5678 литров воды на производство - 38 литров для производства одной единицы продукции (например, книги).
Типичная семья из четырех человек в Соединенных Штатах использует около 38 литров в день для питья и приготовления пищи, около 57 литров в день для мытья посуды, 371 литр в день для туалетов, 303 литра в день для купания, 132 литра в день для стирки и около 379 литров для мытья и более того для воды. Так, около 1279 литров в день используется типичной семьей из четырех человек, из которых только 3% расходуется на приготовление пищи и питье.
Обычно в США на каждый слив в туалете уходит около 15 литров. Так называемым водосберегающим моделям требуется около 9,5 литров. Столь ненужные потери воды в США намного больше, чем в большинстве других стран мира. Потребление воды на душу населения в Нью-Йорке возросло с примерно 95 литров в день в XIX веке до примерно 568 литров в 1970 году и около 780 литров в 1990 году. Таким образом, население Нью-Йорка требует в среднем около 1,5 миллиарда галлонов воды в день.