Пресная вода (или пресная вода ) - это любая природная вода, содержащая низкие концентрации растворенных солей и других растворенных твердых веществ . Хотя этот термин специально исключает морскую воду и солоноватую воду , он включает несоленые, богатые минералами воды, такие как известковые источники. Пресная вода может включать воду в ледяных покровах , ледяных шапках , ледниках , айсбергах , болотах , прудах , озерах , ливнях , реках., ручьи и подземные воды, содержащиеся в подземных водоносных горизонтах .
Вода имеет решающее значение для выживания всех живых организмов . Многие организмы могут жить в соленой воде, но подавляющему большинству высших растений и млекопитающих для жизни нужна пресная вода.
Пресная вода - не всегда питьевая вода , то есть вода, пригодная для питья. Большая часть пресной воды Земли (на поверхности и в грунтовых водах) в значительной степени непригодна для потребления человеком без какой-либо обработки. Пресная вода может легко загрязняться в результате деятельности человека или естественных процессов, таких как эрозия.
Пресная вода - это возобновляемый и переменный, но исчерпаемый природный ресурс. Пресная вода может быть восполнена только в процессе круговорота воды, когда вода из морей, озер, лесов, суши, рек и водохранилищ испаряется, образует облака и возвращается в виде осадков. Однако на местном уровне, если в результате деятельности человека потребляется больше пресной воды, чем восстанавливается естественным путем, это может привести к снижению доступности пресной воды (или нехватке воды ) из поверхностных и подземных источников и может нанести серьезный ущерб окружающей и связанной с ней окружающей среде. Загрязнение воды и последующее эвтрофикация также снижает доступность пресной воды. [1]
Определения
Числовое определение
Пресную воду можно определить как воду, содержащую менее 500 частей на миллион (ppm) растворенных солей . [2]
Другие источники указывают более высокий верхний предел солености для пресной воды, например, 1000 ppm [3] или 3000 ppm. [4]
Системы
Пресноводные среды обитания классифицируются как непроточные системы , которые представляют собой стоячие воды, включая пруды , озера, болота и трясины ; лотки, являющиеся водопроводными системами; или грунтовые воды, которые текут в скалах и водоносных горизонтах . Кроме того, существует зона, соединяющая грунтовые воды и системы лотков , а именно гипорейная зона , которая лежит в основе многих более крупных рек и может содержать значительно больше воды, чем в открытом канале. Он также может находиться в прямом контакте с нижележащими подземными водами.
Источники
Первоначальный источник почти всех пресная воды осадки из атмосферы , в виде тумана , дождь и снега . Пресная вода, падающая в виде тумана, дождя или снега, содержит вещества, растворенные в атмосфере, и материалы с моря и суши, по которым прошли дождевые облака. Осадки в конечном итоге приводят к образованию водоемов, которые люди могут использовать в качестве источников пресной воды: пруды , озера , ливневые дожди , реки , ручьи и грунтовые воды, содержащиеся в подземных водоносных горизонтах .
В прибрежных районах пресная вода может содержать значительные концентрации солей, поступающих из моря, если ветреные условия подняли капли морской воды в несущие дождь облака. Это может привести к повышению концентрации натрия , хлорида , магния и сульфата, а также многих других соединений в меньших концентрациях.
В пустынных районах или районах с обедненными или пыльными почвами дождины ветры могут собирать песок и пыль, которые могут оседать в других местах в виде осадков, вызывая заметное загрязнение потока пресной воды как нерастворимыми твердыми частицами, так и растворимыми компонентами эти почвы. Таким образом могут транспортироваться значительные количества железа, включая хорошо задокументированный перенос богатых железом дождевых осадков, выпавших в Бразилии в результате песчаных бурь в Сахаре в Северной Африке . [ необходима цитата ]
Распределение воды
Соленая вода океанов , морей и соленые грунтовые воды составляют около 97% всей воды на Земле . Только 2,5–2,75% - это пресная вода, в том числе 1,75–2%, замерзшая в ледниках , льду и снегу, 0,5–0,75% - это пресные грунтовые воды и почвенная влага, и менее 0,01% - это поверхностные воды в озерах , болотах и реках . [6] [7] Пресноводные озера содержат около 87% этой пресной поверхностной воды, в том числе 29% в Великих африканских озерах , 22% в озере Байкал в России, 21% в Великих озерах Северной Америки и 14% в других озерах. . Болота имеют большую часть баланса и лишь небольшое количество рек, в первую очередь реки Амазонки . В атмосфере содержится 0,04% воды. [8] В районах, где нет пресной воды на поверхности земли, пресная вода, полученная в результате атмосферных осадков, может из-за своей более низкой плотности покрывать соленые грунтовые воды линзами или слоями. Большая часть пресной воды в мире заморожена в ледяных покровах . Во многих районах очень мало пресной воды, например в пустынях .
Пресноводные экосистемы
Пресноводные экосистемы - это часть водных экосистем Земли . К ним относятся озера , пруды , реки , ручьи , родники , болота и водно-болотные угодья . [9] Их можно сравнить с морскими экосистемами , которые имеют большее содержание соли . Пресноводные среды обитания можно классифицировать по различным факторам, включая температуру, проникновение света, питательные вещества и растительность. Пресноводные экосистемы со временем претерпели существенные изменения, что повлияло на различные характеристики экосистем. [10] Пресноводные экосистемы можно разделить на непроточные экосистемы ( стоячая вода) и лотковые экосистемы (проточная вода). [9]
Первоначальные попытки понять и контролировать пресноводные экосистемы были вызваны угрозами для здоровья человека (например, вспышками холеры из-за загрязнения сточных вод). [11] Ранний мониторинг был сосредоточен на химических индикаторах, затем на бактериях и, наконец, на водорослях, грибах и простейших. Новый тип мониторинга включает количественную оценку различных групп организмов ( макробеспозвоночных , макрофитов и рыб) и измерение связанных с ними условий водотока. [12] Угрозы пресноводному биоразнообразию включают чрезмерную эксплуатацию , загрязнение воды , изменение стока, разрушение или деградацию среды обитания и вторжение экзотических видов . [13]Угрозы и вызовы
Увеличение численности населения мира и увеличение водопотребления на душу населения усиливает давление на ограниченность ресурсов чистой пресной воды. Реакцию пресноводных экосистем на изменение климата можно описать с помощью трех взаимосвязанных компонентов: качества воды, количества или объема воды и времени водоподачи. Изменение одного часто приводит к сдвигу и в других. [14]
Ограниченный ресурс
Нехватка воды (также называемая нехваткой воды или водным кризисом) - это нехватка ресурсов пресной воды для удовлетворения стандартного спроса на воду . Человечество сталкивается с водным кризисом из-за неравномерного распределения (усугубляемого изменением климата ), что приводит к очень влажным и очень засушливым географическим регионам, а также к резкому росту глобального спроса на пресную воду в последние десятилетия, обусловленному промышленностью. Нехватка воды также может быть вызвана засухой, отсутствием дождя или загрязнением. В 2019 году Всемирный экономический форум назвал это одним из крупнейших глобальных рисков с точки зрения потенциального воздействия в течение следующего десятилетия. [15] Это проявляется в частичном удовлетворении или отсутствии удовлетворения выраженного спроса, экономической конкуренции за количество или качество воды, спорах между пользователями, необратимом истощении подземных вод и негативном воздействии на окружающую среду . [16] Две трети мирового населения (4 миллиарда человек) живут в условиях острой нехватки воды как минимум 1 месяц в году. [17] [18] Полмиллиарда человек в мире круглый год сталкиваются с серьезной нехваткой воды. [17] Половина крупнейших городов мира испытывает нехватку воды. [18]
Суть глобальной нехватки воды заключается в географическом и временном несоответствии между спросом на пресную воду и ее наличием. [19] [20] увеличение мирового населения , повышение уровня жизни , изменение структуры потребления , а также расширение орошаемого земледелия являются основными движущими силами для растущего глобального спроса на воду. [21] [22] Изменение климата , такое как изменение погодных условий (включая засухи или наводнения ), вырубка лесов , усиление загрязнения , парниковые газы и расточительное использование воды могут вызвать недостаточное водоснабжение. [23] На глобальном уровне и на ежегодной основе доступно достаточно пресной воды для удовлетворения такого спроса, но пространственные и временные колебания спроса и доступности воды велики, что приводит к (физическому) дефициту воды в некоторых частях мира в определенные периоды. времена года. [17] Дефицит меняется со временем в результате естественной гидрологической изменчивости, но еще больше изменяется в зависимости от преобладающих подходов к экономической политике, планированию и управлению. Можно ожидать, что дефицит усилится с большинством форм экономического развития , но, если правильно определить, многие из его причин можно предсказать, избежать или смягчить. [16]Минимальный речной сток
Важной задачей для гидрологических экосистем является обеспечение минимального стока , особенно сохранение и восстановление распределения воды в ручье . [24] Пресная вода - важный природный ресурс, необходимый для выживания всех экосистем . Использование воды людьми для таких видов деятельности, как ирригация и промышленные применения, может иметь неблагоприятные последствия для экосистем, расположенных ниже по течению.
Забор пресной воды - это количество воды, забираемое из доступных источников для использования в любых целях, за исключением потерь от испарения. Отводимая вода не обязательно полностью потребляется, и некоторая ее часть может быть возвращена для дальнейшего использования ниже по потоку.
Загрязнение воды
Загрязнение воды (или водное загрязнение) - это загрязнение водных объектов , обычно в результате деятельности человека. К водным объектам относятся, например, озера , реки , океаны , водоносные горизонты и грунтовые воды . Загрязнение воды происходит в результате попадания загрязняющих веществ в природную среду. Например, высвобождая недостаточно очищенных сточных вод в естественные водоемы могут привести к деградации в водных экосистемах . В свою очередь, это может привести к проблемам со здоровьем людей, живущих ниже по течению. Они могут использовать ту же загрязненную речную воду для питья, купания или орошения . Загрязнение воды является ведущей причиной смерти и болезней во всем мире, например, из -за болезней, передающихся через воду . [25]
Глобальные цели сохранения
В Устойчивые Цели в области развития представляют собой набор из 17 взаимосвязанных глобальных целей , призванных стать «план для достижения лучшего и более устойчивого будущего для всех». [27] Задачи по сохранению пресной воды включены в ЦУР 6 (Чистая вода и санитария) и ЦУР 15 (Жизнь на суше). Например, Задача 6.4 сформулирована следующим образом: «К 2030 году существенно повысить эффективность водопользования во всех секторах и обеспечить устойчивый забор и поставку пресной воды для решения проблемы нехватки воды и существенного сокращения числа людей, страдающих от нехватки воды ». [27] Другая задача, Задача 15.1, гласит: «К 2020 году обеспечить сохранение, восстановление и устойчивое использование пресноводных экосистем суши и внутренних водоемов и их услуг, в частности лесов, водно-болотных угодий , гор и засушливых земель , в соответствии с обязательствами по международным соглашениям. . " [27]
Человеческое использование
Использование воды включает в себя сельскохозяйственную , промышленную , бытовую , рекреационную и экологическую деятельность.
Вода, используемая для сельского хозяйства, называется «сельскохозяйственной водой» или водой для сельского хозяйства . [28]
Животные
Вода - критически важный фактор для выживания всех живых организмов. Некоторые могут использовать соленую воду, но многие организмы, включая подавляющее большинство высших растений и большинство млекопитающих, должны иметь доступ к пресной воде, чтобы жить. Некоторые наземные млекопитающие, особенно пустынные грызуны , по- видимому, выжить без питья, но они генерируют воду через метаболизм из злаковых семян, и они также имеют механизмы для экономии воды в максимальной степени.
Смотрите также
- Великие африканские озера - серия озер в Рифтовой долине
- Аральское море - озеро между Казахстаном и Узбекистаном
- Опреснение - Удаление солей и минералов из вещества.
- Засуха - длительный период нехватки воды в регионе.
- Лимнология - наука о внутренних водных экосистемах
- Список стран по изъятию пресной воды
- Список стран по общему количеству возобновляемых водных ресурсов - список стран по общему количеству возобновляемых водных ресурсов, в основном на основе The World Factbook
- Свойства воды - Физические и химические свойства чистой воды.
Рекомендации
- ^ "Питательные вещества в пресной воде"
- ^ «Глоссарий подземных вод» . 27 марта 2006 Архивировано из оригинала 28 апреля 2006 года . Проверено 14 мая 2006 года .
- ^ «Пресная вода» . Глоссарий метеорологии . Американское метеорологическое общество . Июнь 2000 Архивировано из оригинала 6 июня 2011 года . Проверено 27 ноября 2009 года .
- ^ «Пресная вода» . Глоссарий рыбоводства . Практическое рыбоводство . Архивировано из оригинального 11 мая 2006 года . Проверено 27 ноября 2009 года .
- ↑ USGS - Распределение воды на Земле. Архивировано 29 июня 2012 года на Wayback Machine . Ga.water.usgs.gov (11 декабря 2012 г.). Проверено 29 декабря 2012 года.
- ^ Где вода на Земле? Архивировано 14 декабря 2013 года в Wayback Machine , Геологическая служба США .
- ↑ Physicalgeography.net. Архивировано 26 января 2016 года в Wayback Machine . Physicalgeography.net. Проверено 29 декабря 2012 года.
- ^ Глейк, Питер ; и другие. (1996). Стивен Х. Шнайдер (ред.). Энциклопедия климата и погоды . Издательство Оксфордского университета.
- ^ а б Г., Ветцель, Роберт (2001). Лимнология: озерные и речные экосистемы (3-е изд.). Сан-Диего: Academic Press. ISBN 978-0127447605. OCLC 46393244 .
- ^ Карпентер, Стивен Р .; Стэнли, Эмили Х .; Вандер Занден, М. Джейк (21 ноября 2011 г.). «Состояние пресноводных экосистем мира: физические, химические и биологические изменения» . Ежегодный обзор окружающей среды и ресурсов . 36 (1): 75–99. DOI : 10.1146 / annurev-environment-021810-094524 . ISSN 1543-5938 .
- ^ Рудольфс, Виллем; Фальк, Ллойд Л .; Ragotzkie, RA (1950). «Обзор литературы о возникновении и выживаемости кишечных, патогенных и родственных организмов в почве, воде, сточных водах и илах, а также о растительности: I. Бактериальные и вирусные заболевания». Канализация и промышленные отходы . 22 (10): 1261–1281. JSTOR 25031419 .
- ^ Фриберг, Николай; Бонада, Нурия; Брэдли, Дэвид К .; Данбар, Майкл Дж .; Эдвардс, Франсуа К .; Грей, Джонатан; Hayes, Ричард Б .; Хилдрю, Алан Дж .; Lamouroux, Nicolas (2011), "Биомониторинг воздействия человека в пресноводных экосистемах", достижения в области экологических исследований , Elsevier, стр 1-68,. DOI : 10.1016 / b978-0-12-374794-5.00001-8 , ISBN 9780123747945
- ^ Даджен, Дэвид; Артингтон, Анджела Х .; Гесснер, Марк О .; Кавабата, Дзен-Ичиро; Ноулер, Дункан Дж .; Левек, Кристиан; Найман, Роберт Дж .; Приер-Ришар, Анн-Элен; Сото, Дорис (12 декабря 2005 г.). «Пресноводное биоразнообразие: важность, угрозы, статус и проблемы сохранения». Биологические обзоры . 81 (2): 163–82. CiteSeerX 10.1.1.568.4047 . DOI : 10.1017 / s1464793105006950 . ISSN 1464-7931 . PMID 16336747 . S2CID 15921269 .
- ^ Всемирный банк, 2009 г. «Вода и изменение климата: понимание рисков и принятие инвестиционных решений, не влияющих на климат» . С. 19–22. Архивировано из оригинального 7 -го апреля 2012 года . Проверено 24 октября 2011 года .
- ^ «Отчет о глобальных рисках 2019» . Всемирный Экономический Форум. Архивировано 25 марта 2019 года . Проверено 25 марта 2019 .
- ^ а б «Преодоление нехватки воды. Рамки действий в отношении сельского хозяйства и продовольственного стресса» (PDF) . Продовольственная и сельскохозяйственная организация из Организации Объединенных Наций . 2012. Архивировано 4 марта 2018 года (PDF) . Проверено 31 декабря 2017 года .
- ^ а б в Mekonnen, Mesfin M .; Хоэкстра, Арьен Ю. (2016). «Четыре миллиарда человек испытывают острую нехватку воды» . Наука продвигается . 2 (2): e1500323. Bibcode : 2016SciA .... 2E0323M . DOI : 10.1126 / sciadv.1500323 . ISSN 2375-2548 . PMC 4758739 . PMID 26933676 .
- ^ а б «Как сделать так, чтобы сегодняшний водный кризис не превратился в завтрашнюю катастрофу?» . Всемирный Экономический Форум. 23 марта 2017. Архивировано 30 декабря 2017 года . Проверено 30 декабря 2017 года .
- ^ SL Postel, GC Daily, PR Ehrlich, Присвоение человеком возобновляемой пресной воды. Science 271, 785–788 (1996).
- ^ HHG Savenije, Индикаторы нехватки воды; обман чисел. Физика и химия Земли B 25, 199–204 (2000).
- ^ CJ Vörösmarty, P. Green, J. Salisbury, RB Lammers, Глобальные водные ресурсы: уязвимость от изменения климата и роста населения. Наука 289, 284–288 (2000)
- ^ Эрчин, А. Эртуг; Хоэкстра, Арьен Ю. (2014). «Сценарии воздействия воды на 2050 год: глобальный анализ» . Environment International . 64 : 71–82. DOI : 10.1016 / j.envint.2013.11.019 . PMID 24374780 .
- ^ «Дефицит воды. Угрозы» . WWF . 2013. Архивировано 21 октября 2013 года . Проверено 20 октября 2013 года .
- ^ Питер Глейк ; Хизер Кули; Дэвид Кац (2006). Вода в мире, 2006–2007 гг .: двухгодичный отчет о пресноводных ресурсах . Island Press. С. 29–31. ISBN 978-1-59726-106-7. Проверено 12 сентября 2009 года .
- ^ Уэст, Ларри (26 марта 2006 г.). «Всемирный день воды: миллиард людей во всем мире не имеют доступа к безопасной питьевой воде» . About.com.
- ^ Мосс, Брайан (2008). «Загрязнение воды сельским хозяйством» . Фил. Пер. R. Soc. Лондон. B . 363 (1491): 659–666. DOI : 10.1098 / rstb.2007.2176 . PMC 2610176 . PMID 17666391 .
- ^ a b c Резолюция Организации Объединенных Наций (2017 г.), принятая Генеральной Ассамблеей 6 июля 2017 г., Работа Статистической комиссии по Повестке дня в области устойчивого развития на период до 2030 г. ( A / RES / 71/313 )
- ^ «Служба экономических исследований Министерства сельского хозяйства США - Орошение и водопользование» . www.ers.usda.gov . Архивировано 15 ноября 2015 года . Проверено 17 ноября 2015 года .
Внешние ссылки
- Работа и публикации Всемирного банка по водным ресурсам
- Геологическая служба США
- Пресноводный журнал National Geographic