- Арьен Хукстра
阿卡迪亚国家公园
Национальный парк Акадия, США. 2017 г. © Рассел Тейлор
Арьен Хукстра
Дефицит пресной воды всё чаще воспринимается как глобальный системный риск. В своих последних семи ежегодных докладах о глобальных рисках начиная с 2012 года Всемирный экономический форум упоминает кризисы водоснабжения в числе пяти основных рисков с точки зрения потенциальных последствий для мировой экономики 1 . Результаты недавно проведенного исследования указывают на то, что две трети населения Земли проводят как минимум один месяц в году в условиях острого дефицита воды 2 . Почти половина людей из этого числа проживает в Индии и Китае. А свыше миллиарда человек во всем мире живут в условиях острой нехватки воды круглогодично.
Широко распространено чрезмерное потребление водных ресурсов. Такие реки, как Хуанхэ в Китае и Колорадо в США, не достигают океана. По пути течения вода из них изымается для удовлетворения нужд фермеров, промышленных предприятий и домашних хозяйств. Аральское море в Центральной Азии и озеро Урмия в Иране почти исчезли с лица Земли из-за изъятия воды из питающих их рек. Запасы грунтовых вод также истощаются вызывающими тревогу темпами на всех континентах. Так, Соединенные Штаты чрезмерно эксплуатируют водоносные горизонты Высоких равнин и Калифорнийской долины; такая же проблема наблюдается в Индии и Пакистане в том, что касается горизонтов верхнего течения Ганга и нижнего течения Инда, а также в Китае в том, что касается водоносного горизонта под Северо-Китайской равниной. Превышение темпов истощения запасов подземных вод над темпами их пополнения естественным путем часто составляет от 10 до 50 раз 3 . Во многих странах, таких как Йемен, зеркало грунтовых вод понижается со скоростью один метр в год. Загрязнение воды также широко распространено. Сельскохозяйственные удобрения и пестициды попадают в реки, а власти не предпринимают каких-либо серьезных действий по поводу таких нарушений норм качества воды. Из-за сточных вод предприятий швейной промышленности некоторые реки в Бангладеш и Китае приобретают красный, лиловый или синий оттенок - в зависимости от цветов, модных в этом сезоне в странах Запада.
Некоторые из нас, как и я сам, живут в дождливых регионах, где нехватка воды может казаться нерелевантной проблемой, однако мы тоже имеем к ней отношение. Поразительным образом водный след европейских потребителей на 40 процентов лежит за пределами континента - порой в регионах, испытывающих острую нехватку воды. Значительная часть нашей пищевой продукции и многих других товаров импортируется из вододефицитных регионов. В частности, большие объемы воды используются при производстве продуктов питания. Для производства одного 200-граммового стейка требуется в среднем 3 тыс. литров воды. Для 200-граммового шоколадного батончика - 3,4 тыс. литров. Активно продающиеся корма для скота и продукты питания зачастую производятся в регионах, страдающих от нехватки воды. Так, по подсчетам, около 50 процентов водного следа британских потребителей приходится на речные бассейны за пределами страны, потребление воды из которых превышает устойчивый уровень 4 .
Хотя истощение и загрязнение вод продолжается уже на протяжении многих лет, приемлемого решения этой проблемы до сих пор не найдено. Я предлагаю набор из трех мер, нацеленных на более рациональное использование водных ресурсов 5 . Во-первых, странам во всем мире необходимо ввести ограничения на потребление воды из всех водосборных бассейнов. Такие ограничения должны действовать применительно к бассейнам всех рек. Они должны меняться в течение года в зависимости от уровня воды, поскольку в засушливые периоды максимальное количество воды, доступной для потребления, уменьшается. Кроме того, в реке можно использовать не всю воду. Определенный минимальный объем необходимо сохранять для поддержания экосистемы и биоразнообразия, а также для обеспечения существования людей, живущих ниже по течению. Также целесообразно ввести максимальные уровни загрязнения водосборных бассейнов, в зависимости от ассимилирующей способности конкретного водного объекта. После введения ограничений необходимо следить за тем, чтобы количество «разрешений на водный след», выданных отдельным потребителям, не выходило за установленные рамки. Только таким образом можно гарантировать сохранение устойчивых совокупных объемов потребления и загрязнения воды. Необходимо осознать, что потребление воды не обязательно представляет собой проблему, при условии очистки использованной воды и ее возвращения в реку или водоносный горизонт, откуда она была изъята. Таким образом, водный след относится только к безвозвратному водопотреблению, то есть к воде, которая не возвращается к источнику, из которого она была взята, а также к загрязненной воде, то есть к воде, которая не прошла очистку перед утилизацией.
Во-вторых, необходимо сформулировать справочные величины водного следа применительно ко всем отраслям, потребляющим большие объемы воды, таким как производство продуктов питания, напитков, одежды, выращивание цветов и биоэнергетика. Необходимо внедрять наилучшие из имеющихся технологий и методов, помогающие максимально снизить уровень водопользования и загрязнения вод. Потери воды в сельском хозяйстве и промышленности огромны. Благодаря введению справочных величин водного следа станет возможным установление разумных объемов водопользования, в том числе на каждом этапе цепи снабжения применительно к конкретному продукту. Согласно ряду исследований, существенной экономии воды и значительного сокращения уровней ее загрязнения можно достичь путем замены устаревших производственных методов более эффективными из уже имеющихся в наличии. Также целесообразно предоставлять соответствующую информацию потребителям, с тем чтобы они могли сделать осознанный выбор. Сегодня довольно трудно приобрести продукты, произведенные в соответствии с критериями рационального водопользования, просто в силу недоступности соответствующей информации для потребителя. Государственным ведомствам необходимо повышать уровень доступности информации о продуктах, заставляя производителей отчитываться о соблюдении определенных минимальных стандартов производства - как перед конечными потребителями, так и перед предприятиями, заинтересованными в стабильном качестве продукции собственных поставщиков. Кроме того, справочные величины водного следа будут полезными при выдаче разрешений на пользование водными объектами конкретным потребителям, с соответствующими ограничениями на водопользование с учетом вида деятельности производителя.
В-третьих, необходимо содействовать более справедливому распределению доступных для потребления водных ресурсов по всему миру. Водный след населения США и Южной Европы почти в два раза превышает среднемировой показатель. Учитывая, что объем воды в пересчете на одного жителя земли ограничен, необходимо перераспределить его и прийти к соглашению относительно приемлемых прямых и косвенных уровней водопользования в пересчете на одного человека. Такой шаг потребует политических решений на самом высоком уровне и, несомненно, приведет к бурным дискуссиям и непростым переговорам, сходным по накалу страстей с обсуждениями проблем, связанных с изменением климата. Если мы действительно хотим стабилизировать общий водный след и предотвратить его рост в будущем, среднегодовое потребление воды на одного человека необходимо сократить с 1385 кубических метров в 2000 году до 835 кубических метров к 2100 году, учитывая прогнозируемый прирост населения Земли. Такой объем, несомненно, достаточен для выживания, однако многим из нас придется приспосабливать личные модели потребления, с тем чтобы сократить прямое и косвенное водопользование.
В рамках равного распределения водных ресурсов по всему миру Китаю и Индии в течение следующего столетия пришлось бы сократить свой водный след в пересчете на одного человека примерно на 22,5 процента. Это довольно непростая задача, учитывая тот факт, что в настоящее время данные страны поступательно увеличивают потребление воды. Еще более серьезной проблема представляется для США, населению которых пришлось бы сократить потребление воды на целых 70 процентов. Одним только внедрением самых эффективных технологий эту проблему не решить. Людям необходимо изменить свои модели потребления. Причем элементарные решения, такие как сокращение времени принятия душа с десяти минут до пяти, помогут лишь отчасти, поскольку для большинства из нас использование воды дома составляет всего 1-4 процента от водного следа. Остальное приходится на потребительские товары, в особенности на продукты питания. Во многих странах 30-40 процентов общего косвенного водопотребления приходится на потребление мясных и молочных продуктов. Таким образом, более эффективным способом экономии воды стало бы снижение потребления мяса или вегетарианство.
В качестве обобщения вышеизложенного следует отметить необходимость существенного сокращения водного следа человечества во многих речных бассейнах мира. Этого можно достичь путем введения ограничений на водный след применительно к каждому речному бассейну и справочных величин максимально допустимого расхода воды при производстве конкретного продукта, а также путем изменения моделей потребления, в том числе за счет более рационального потребления пищи и снижения потребления мяса. Справедливое распределение ограниченных ресурсов пресной воды в мире чрезвычайно важно в деле снижения угроз биоразнообразию и благополучию человека, связанных с нехваткой воды. Международное сотрудничество имеет решающее значение при принятии вышеуказанных мер.
Примечания
- World Economic Forum, The Global Risks Report 2018, 13th ed. (Geneva, Switzerland, 2018).
- Mesfin M. Mekonnen and Arjen Y. Hoekstra, “Four billion people facing severe water scarcity”, Science Advances, vol. 2, No. 2 (12 February 2016), e1500323. http://advances.sciencemag.org/content/2/2/e1500323.full .
- Carole Dalin and others, “Groundwater depletion embedded in international food trade”, Nature, vol. 543, No.7647 (30 March 2017), pp. 700-704. https://www.nature.com/articles/nature21403 .
- Arjen Y. Hoekstra and Mesfin M. Mekonnen, “Imported water risk: the case of the UK”, Environmental Research Letters, vol. 11, No. 5 (27 April 2016), 055002. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/5/055002 .
- Arjen Y. Hoekstra, The Water Footprint of Modern Consumer Society (London, United Kingdom, Routledge, 2013).
Об авторе
Арьен Хукстра - профессор в области управления водными ресурсами в Университете Твенте, г. Энтсхеде, Нидерланды.
В каждой стране вода используется для производства товаров и услуг, которые либо потребляются внутри страны, либо экспортируются. Водный след производства учитывает все потребление воды в стране для хозяйственно-бытовых, промышленных и сельскохозяйственных нужд независимо от того, где потребляется произведенная продукция.
Для более четкого определения типов водного следа созданной в начале 2000-х годов международной неправительственной организацией «Сеть водного следа» (Water Footprint Network) было предложено ввести несколько его градаций. «Зеленый» водный след представляет собой объем хранимой в почве дождевой воды, который испаряется с полей, используемых в сельском хозяйстве. «Голубой» водный след представляет собой объем пресной воды, безвозвратно забираемой из водных объектов. Основная часть этой воды используется в поливном земледелии и испаряется с полей.
«Серый» водный след - объем воды, загрязненной в процессе производства. Он рассчитывается как количество воды, необходимое для разбавления сбрасываемых загрязняющих веществ до такого состояния, при котором качество воды отвечает приемлемым нормативам.
В качестве показателя водопользования водный след отличается от классического определения забора воды в трех аспектах:
- 1. Сюда не относится «голубой» тип использования воды, поскольку эти водные ресурсы возвращаются туда, откуда они были извлечены.
- 2. Он не ограничивается только голубым типом, но включает зеленый и серый типы.
- 3. Он не ограничивается лишь прямым использованием водных ресурсов, но включает и непрямое использование воды.
Благодаря совместным усилиям экологических организаций, компаний, научно-исследовательских учреждений и организаций системы ООН в феврале 2011 года «Сеть водного следа» инициировала введение Глобального стандарта водного следа (Global Water Footprint Standard).
Важной особенностью водного следа является то, что он может служить эффективным инструментом только в том случае, если используется в качестве четкого стандарта, а не как своего рода метафора. Концепция водного следа тесно связана с концепцией «зеленого роста» и зеленой экономики, которые являются составными элементами устойчивого развития.
В связи с «водным следом» были выделены группы рисков для предприятий промышленности и компаний. В частности, было признано, что смягчение «водного следа» предприятия или компании является способом снижения риска по его типам:
- - физический риск: предприятия и фирмы могут сталкиваться с растущим риском недостатка водных ресурсов в рамках своих цепочек снабжения или в процессе производства;
- - репутационный риск: корпоративному имиджу компании может быть нанесен ущерб в тех случаях, когда формируется общественное мнение о том, что эта компания неправильно решает вопросы, связанные с рациональным использованием водных ресурсов;
- - регулятивный риск: может возникнуть в тех случаях, когда возрастает вмешательство органов государственной власти и усиливается степень регулирования в сфере водных ресурсов;
- - финансовый риск: вышеупомянутые типы рисков могут приводить к повышению затрат и снижению прибыли предприятия.
Водный след производства может использоваться для оценки нагрузки на водные ресурсы страны. Нагрузка на «голубые» водные ресурсы рассчитывается на годичной основе как отношение общего водного следа производства за вычетом «зеленой» составляющей к общему объему возобновляемых водных ресурсов страны. В настоящее время около 50 стран уже испытывают постоянный умеренный или сильный водный стресс, в то время как многие другие сталкиваются с дефицитом воды в определенные периоды года. В ряде стран водный стресс остается слабым на протяжении всего года, что позволяет им рассматривать возможности расширения объемов сельскохозяйственного производства за счет ирригации подходящих для этого территорий. Однако для того, чтобы дополнительное потребление воды носило устойчивый характер, необходимо учитывать сезонную доступность воды, а также возможное влияние на водопользователей и экосистемы, расположенные ниже по течению.
Ожидается, что в мировом масштабе количество населения, страдающего от постоянного или сезонного дефицита воды, резко возрастет вследствие изменения климата и увеличения спроса. В этой связи понимание того влияния, которое производство продовольствия и волокон оказывает на водные ресурсы, является жизненно важным для обеспечения адекватного снабжения водой людей и экосистем.
Примечание: в связи с недостатком данных по многим странам «серая» составляющая водного следа производства была заменена возвратными потоками: объемом сточных вод сельского хозяйства, промышленности и домохозяйств, возвращаемым в поверхностные водные объекты после использования.
Как рассчитывается водный след
Расчеты основаны на среднем значении для выбранной страны. Уровень воды будет подниматься или опускаться в зависимости от того, как Ваш выбор влияет на потребление воды. В расчетной формуле использованы значения среднего потребителя в Финляндии. Помимо параметров, учитываемых калькулятором, на водопотребление также влияют другие факторы, поэтому результат представляет собой лишь приблизительную оценку Вашего расхода воды.
Март 20 2015 ПодробностиУ каждого из нас есть свой «водный след» - то количество чистой воды, которое мы используем ежедневно для наших нужд. При этом вода необходима и для производства самых разных товаров и вещей, которые мы с вами используем или едим. Потребление воды в доме или офисе легче проследить, благодаря счетчикам и ежемесячным счетам, которые мы должны оплачивать. Часто говоря о потреблении воды, мы имеем в виду, как долго мы принимаем душ, как часто запускаем посудомоечную машину или как давно мы не чинили утечку крана.
Но еще важнее, не забывать о том, какой «водный след» оставляет наше потребление тех или иных продуктов и товаров, поскольку он может оказаться гораздо больше, чем вам кажется. Ниже мы приводим лишь несколько примеров того, сколько воды требуется для производства того или иного товара (по материалам www.greenword.ru):
Чай
30 л воды на 1 чашку чая, 250 мл
Из 1 кг свежих чайных листьев, на производство которого уходит 2600 л воды, получается 260 г заварки. В чашке чая - 3 г такой заварки.
Апельсин
50 л воды на на 1 апельсин, 100 г
На выращивание 1 кг апельсинов уходит 500 л воды. Водные затраты на 1 стакан апельсинового сока (200 мл) составляют порядка 170 л.
Яблоко
140 л воды на одно яблоко, 250 г
На выращивание 1 кг яблок уходит около 700 л воды (в зависимости от сорта). Затраты на стакан яблочного сока (200 мл) - порядка 190л.
Яйцо
200 л воды на одно куриное яйцо, 60 г
В среднем на производство тонны яиц требуется порядка 3300 м3 воды. Большая ее часть идет на прокорм куриц (см. ниже).
Кофе
280 л воды на один кофейник, 250 мл
1 кг жареных кофейных зерен уходит 21000 л воды, на кофейник нужно 14 г кофе, т.е. каждая капля напитка - это 11000 капель воды.
Кукуруза
450 л воды на один початок кукурузы, 500 г
На выращивание маиса во всем мире ежегодно уходит 550 млрд. м3 воды - 8% общих затрат воды при выращивании сельскохозяйственных культур
Пшеница
1000 л воды на 1 кг пшеницы
На выращивание пшеницы во всем мире ежегодно уходит 790 млрд. м3 воды - 12% общих затрат воды при выращивании сельскохозяйственных культур.
Молоко
1000 л воды на 1 л молока
На производство 1 стакана молока (200 мл) уходит порядка 200 л воды. На 1 стакан питьевой воды уходит лишь немногим больше воды, чем в нем налито.
Цыплёнок
1170 л воды на 300 г филе
Цыпленка выращивают 10 недель, из тушки получается 1,8 кг мяса. За жизнь он съедает 33 кг зерновых, выпивает 20 л воды, еще 10 л уходит на содержание его в чистоте. Общие водные затраты - 7000 л.
Козлятина
1200 л воды на 1 стейк, 300 г
Козу выращивают 2 года, из туши получается 20 кг мяса. За жизнь она съедает 55 кг зерновых и 165 кг грубых кормов, выпивает 2 м3 воды, еще 1,5 м3 уходит на содержание ее в чистоте. Общие водные затраты - 80000 л.
Свинина
1440 л воды на 1 стейк, 300 г
Свинью выращивают 10 месяцев, из туши получается 90 кг мяса. За свою жизнь она съедает 385 кг зерновых, выпивает 7 м3 воды, ещё 4 м3 уходит на содержание ее в чистоте. Общие водные затраты - 435000 л.
Сыр
2500 л воды на 0,5 кг
Для производства 0,5 кг сыра необходимо 5 л молока, то есть 5000 л воды (см. выше). В процессе также образуется порядка 3.6 л сыворотки, которая по стоимости сравнима с полученным сыром. Таким образом, водные затраты 5000 л можно разделить на два.
Рис
3400 л воды на 1 кг
На выращивание 1 кг дикого риса в среднем уходит 2400 л воды, дальнейшая промышленная обработка требует еще 1100 л. На рисовых полях мире в год расходуется около 1350 млрд. м3 воды - 21% общих затрат воды при выращивании сельскохозяйственных культур.
Говядина
4500 л воды на 1 стейк
Корову перед забоем выращивают 3 года, из туши получается порядка 200 кг мяса без костей. За жизнь она съедает 1300 кг зерновых и 7200 кг грубых кормов, выпивает 24 м3 воды, ещё 7 м3 уходит на содержание её в чистоте. Общий водные затраты - 3 млн. 1500 л воды.
Профессор Арьен Хоекстра, один из создателей концепции «водного следа» отмечает: «Многие страны, импортируя товары, производство которых требует огромного количества воды, перекладывают свой «водный след» на других. В регионах, которые занимаются экспортом таких товаров, нагрузка на водные ресурсы растет, при этом зачастую они не имеют эффективной системы управления водой и современного водосберегающего оборудования».
Понятно, что мы не сможем отказаться сразу от всех товаров или продуктов, но ограничить себя в выборе и стать более ответственным потребителем вполне по силам каждому. Сократите потребление мяса или станьте вегетарианцем, не покупайте лишние хлопчатобумажные майки и пейте меньше кофе. Не забывайте, что хотя бы один месяц в году проблемы с доступом к чистой воде возникают у более 2,7 миллиардов человек. А миллионы людей выживают с минимальным количеством воды ежедневно. Вода – это бесценный дар, который мы обязаны беречь и сохранять ради нашего будущего и будущего жизни на Земле.
Тимур Идрисов, Экологическая организация «Маленькая Земля»
По материалам: Treehugger и www.greenword.ru
Интегрированный урок (окружающий мир и математика)3 класс
Сценарий урока
Тема: Виртуальная вода
Цель: способствовать формированию экологической культуры уч-ся
Задачи: 1. Познакомить детей с понятиями «виртуальная вода» и «водный след»
2. Создать условия для формирования экологической культуры учащихся;
3. Воспитывать навыки экологосообразного поведения в природе.
Ресурсы: эл.презентация, диаграмма «яблоко», яблоко, раздаточный материалы: «водный след» - таблица расчетов, листы бумаги, эмблемы для каждой команды
Игра-разминка « Верю - не верю». (разминка будет проходить в форме голосования ногами)
1. 75% поверхности Земли покрыто водой
2. Только 2,5% воды является пресной
3. Верите ли вы, что 5 минут душа – 100 литров воды?
4. Верите ли вы, что наши учебники и тетради – это 60 000 литров воды?
5. Верите ли вы, что чашка кофе – это 140 литров воды?
6. Верите ли вы, что 1 джинсы – это 10 850 литров воды?
А так ли это мы узнаем на занятии.
Деление на команды Дети рассаживаются по командам.
Повторяем правила работы в команде
Как вы думаете, о чем мы сегодня будем говорить на уроке?
«Вода», «Экология», «Экономия воды»…..- таблички на доске.
Показываю яблоко. Если это яблоко весит около 100 граммов, сколько в нем содержится воды? (ответы детей)
Ученые подсчитали, что в этом яблоке содержится 70 литров воды. Кто этому верит?
Давайте попробуем разобраться, где же прячутся 70 л. воды в нашем 100 г яблоке.
Составление диаграммы может быть на каждую команду выдать набор высказываний о том, на что тратится вода (правильные и неправильные). Команды должны выбрать нужные и прикрепить по очереди на доску в виде диаграммы или ромашки.
Кто моет яблоки перед тем, как их съесть?
Нужно ли поливать яблони в сухое время?
Откуда еще яблони получают воду?
Нужно ли подкармливать растения?
Нужна ли вода на производство упаковки?
Как яблоко попадает в магазин?
Видим ли эту воду? (ответы детей)
Как можно её назвать? (если будут затруднения, то ассоциации с компьютерными играми)
Мы не видим эту воду, ученые назвали ее …..Эта вода виртуальная.
ВИРТУАЛЬНАЯ ВОДА – на доске
Сейчас вам предстоит дать определение этого понятия.(работа в командах)
Ответы команд. Что такое виртуальная вода?
1 слайд
Виртуальная вода - это объем воды, который был использован при производстве какого-либо товара или услуги. Например, виртуальная вода чипсов – это вода, которая потребовалась на полив картофеля, полив кукурузы или подсолнечника, из которой произвели масло для чипсов. Мытье картофеля на фабрике и пр. Обычно виртуальная вода измеряется в литрах на килограмм товара.
Вся перечисленная вода и входит понятие «виртуальная вода».
Самооценка
Давайте проверим, кто же оказался прав во время разминки
Презентация (до водного следа- последний слайд «стакан молока»)
Можно ли говорить о «виртуальной воде человека»? (ответы детей)
С одной стороны человек использует воду, с другой – человека все-таки «не производят». Мы используем различные продукты и товары, поэтому разные люди используют разное количество «виртуальной воды».
Все кол-во «виртуальной воды», которое необходимо конкретному человеку, называется его «водным следом».
ВОДНЫЙ СЛЕД человека- на доске
Слайд ВОДНЫЙ СЛЕД
Так ли выглядит наш водный след?
Может быть дать задание командам обсудить и написать водный след, предположим, хлеба. Затем обсудить, сообщить, что для того чтобы буханка хлеба оказалась у нас на столе, необходимо 500 литров воды. (при наличии времени)
Читаю рассказ Дениса Иванова, дети делают записи, затем считают «водный след».
Подсчеты можно делать в столбик, а при подсчете общей суммы можно пользоваться калькулятором.
Результаты записать.
Сравниваем результаты. 6 086 литров. Это примерно 609 ведер или примерно 30 ванн
Самооценка
Задания для самостоятельной работы в командах:
- Подвести итоги, что же такое виртуальная вода.
- Подвести итоги, что же такое водный след
- Как сократить свой водный след? (возвращаемся к диаграмме яблока. Где можно уменьшить расход воды?)
- Подсчитать свой водный след за день
- Поиск путей сокращения непосредственного потребления воды
Самооценка
Подведение итогов:
Если у вас 3 зеленых капельки – вы МОЛОДЦЫ!
Если у вас 2 зеленых капельки – вы хорошо поработали!
Если только 1 зеленая капелька – вы старались, но в следующий раз старайтесь быть более внимательными и собранными!
Упражнение с мячом: - Что вы сегодня узнали нового? Изменилось ли ваше отношение к воде? (одно высказывание от команды)
Ваши «Капельки» приготовили для вас подарки
На протяжении последних десятилетий повышение эффективности водопользования, особенно в сфере сельскохозяйственного производства, являлось одной из основных целей международного сообщества в области решения водных проблем. Международный институт природных ресурсов, Всемирный водный совет, Всемирный фонд дикой природы и другие научные организации в последние годы используют в своих исследованиях концепцию водного экологического следа. Эта концепция с середины 1990-х гг. разрабатывается по инициативе ФАО и ЮНЕП группой специалистов под руководством А. Хоэкстры в университете Twenty, Нидерланды. Экологический водный след (Water Ecological Footprint ), по аналогии с земельным экологическим следом, представляет собой долю изъятия и аккумулирования воды в процессе производства разного рода продукции, используемой населением 1 . Расчеты водного следа позволяют определить главные потоки и объемы изымаемых вод и резервуары их концентрации в изготовленной продукции. Общий объем антропогенного звена в глобальном круговороте воды составляет примерно 22%.
Водный след складывается из следующих составляющих .
Голубой водный след - объем воды, безвозвратно забираемый из поверхностных или подземных источников для хозяйственных нужд и водоснабжения населения. Основной объем голубого следа составляет сельскохозяйственное водопотребление - использование воды для ирригации, а также для производства разного рода промышленных и бытовых товаров (рис. В10).
Зеленый водный след - объем дождевой воды, попадающий в почву и испаряющийся с поверхности полей, лугов, пастбищ и лесов; эта вода участвует в процессе транспирации растениями и создания ими биомассы (в том числе урожая).
Серый водный след - объем воды, необходимый для разбавления очищенных или не полностью очищенных стоков, образующихся в процессе производства. Стоки, в разной степени очищенные, должны быть разбавлены чистой водой, чтобы они соответствовали согласованным санитарным нормативам.
Помимо этих трех основных категорий водного экологического следа, используется и такое понятие, как виртуальный водный след. Им обозначают величину объемов воды, аккумулированной в произведенной продукции и по торговым или прочим миграционным потокам перемещаемой между различными регионами и областями. Это не физический объем водозабора, а расчетная величина валового водопотребления, затраченная на производство определенного продукта и ее перемещение по территории 1 . На международных конференциях (например, на Всемирном водном форуме, состоявшемся в 2015 г. в Южной Корее) высказывается и обсуждается идея учитывать объемы виртуальной воды в продукции при заключении торговых сделок на мировых рынках.
Показатели водного следа (как общего, так и его составляющих) рассчитываются за разные промежутки времени (за год, по сезонам), а в территориальном плане - по речным бассейнам, странам или материкам . Структура следа и его параметры позволяют судить и об остроте водохозяйственной ситуации в регионе, и о путях внедрения первоочередных и более эффективных методов водопользования. Согласно расчетам Международного института водных проблем (табл. 9.3), большая часть в антропогенном звене глобального круговорота воды приходится на зеленый след (почти 6700 км или 74%), т.е. на производство урожая, транспирацию растений на пашнях и трав на пастбищах и на испарение с поверхности почв. Водозабор оценивается в 11% антропогенного звена (голубой след), а на разбавление стоков (серый след) требуется 15% чистых вод (рис. 9.5).
Исследованиями установлено, что для поддержания благополучного состояния ландшафтных систем необходимо, чтобы они расходовали на свои биопродукционные нужды не менее 80% месячного полного стока . Если хозяйственный водозабор превышает 20% полного стока в конкретной ландшафтной системе, в ней возникает ситуация «водного стресса». На рис. В11 показаны регионы мира с различной напряженностью водохозяйственной ситуации.
Экономически развитые страны размещаются преимущественно в областях гумидного климата и обладают немалыми водозапасами. Однако темпы увеличения водопотребления возрастают, а характер водопользования настолько нерационален, что и в этих регионах
Глобальный водный след по производству (1996-2005 гг.) 1
Таблица 9.3
|
Глобальный водный след, млн м 3 /год |
Сельскохозяйственное производство |
Промышленное производство |
Бытовое водоснабжение |
Всего |
||
|
урожаи на пашнях |
пастбища |
водообеспечение животноводческих хозяйств |
||||
|
Водный след в продукции экспорта, млн м 3 /год | ||||||
|
Водный след в продукции экспорта, % от общего объема | ||||||
1 Приводится по: Mekonnen М. М., Hoekstra A. Y. The green, blue and grey water footprint of crops and derived crop products.
Рис. 9.5.
1 - зеленый след; 2 - голубой след; 3 - серый след
возникли серьезные водохозяйственные проблемы. Из них главное - резкое ухудшение качества поверхностных водных источников в результате сброса недостаточно очищенных сточных вод, выпадения кислотных осадков и инфильтрации разнообразных загрязнителей из почвы и грунтов. Как показывают обследования, объем серых вод в этих странах остается весьма значительным (см. рис. 9.5). Обращает на себя внимание тот факт, что огромные объемы воды (виртуальные воды) аккумулируются в различных продуктах производства - в сельскохозяйственных товарах (в продовольствии), промышленных и бытовых товарах, которые сосредоточиваются на ограниченной территории в процессе местного производства и потребления или по экспортноимпортным потокам произведенных товаров перемещаются по суше земного шара. Это усложняет расчет производственных изъятий водных масс (валового водопотребления) и их последующих антропогенных миграций (объемов виртуальной воды). Однако такие расчеты дают представление о реальной напряженности водохозяйственной ситуации в регионах мира (рис. 9.6) .
Дефицит качественных пресных вод пытаются восполнить разными способами. В ряде районов суши (в Саудовской Аравии, на Великих равнинах США, в Иране и т.д.) имеются значительные ресурсы подземных вод, которые интенсивно откачиваются. Так, только в бассейне р. Хуанхэ ежегодно добывают из подземных горизонтов 30 км 3 воды, из артезианского бассейна Огалалла в США - до 12 км 3 . Водоносные горизонты сильно истощены, и откачка подземных вод сопровождается просадками грунта и снижением уровней рек в водосборных бассейнах.
Еще один путь решения водохозяйственной проблемы - опреснение соленых морских или озерных вод. В 2000-х гг. масштабы опреснения таких вод в мире достигли 1 15 км 3 . Поскольку технология опреснения соленых вод - мероприятие весьма дорогостоящее и энергоемкое, оно применяется пока в небольших масштабах, на ограниченных участках суши, где особенно остро стоит вопрос получения чистых питьевых вод: на Среднем Востоке, на севере Африки, в США и в других районах.
Увеличение объемов водозапасов достигается в ряде регионов мира перебросками стока из одного речного бассейна в другой.
Рис. 9.6.
- 1 - 1990 г.; 2 - 2000 г.; 3 - 2010 г.; 4 - 2015 г. (прогноз);
- 5 - 2015 г. (цель ЦРТ)
- 1. Гидрологический круговорот на планете.
- 2. Состав гидросферы и ее водноресурсная часть.
- 3. Что такое водные ресурсы и какими факторами они определяются?
- 4. Природное и хозяйственное качество водных ресурсов.
- 5. Дифференциация водозапасов по материкам-территориальная и удельная.
- 6. Структура и особенности водохозяйственного баланса мира.
- 7. Что такое водный экологический след?
- 8. Голубой, зеленый и серый экологический след и их дифференциация по материкам.
- 9. Какое количество людей на планете не имеет доступа к чистой питьевой воде? Каковы последствия?
- 10. Каково решение проблемы адекватного водообеспечения населения мира?