Пресная вода - Википедия - Fresh water

«Пресная вода» перенаправляется сюда. Для использования в других целях см. Пресная вода (значения).

Река Амазонка недалеко от Икитоса, Перу
Вид на Байкал с острова Ольхон
Вид с воздуха на Эверглейдс с травой и прибрежным болотом
Реки, озера и болота, такие как (сверху) Южная Америка река Амазонка, Россия озеро Байкал, а Эверглейдс в Флорида из Соединенные Штаты, являются типами пресноводных систем.

Пресная вода (или же пресная вода) является любым естественным воды Кроме морская вода и солоноватая вода. Пресная вода обычно характеризуется низким концентрации растворенных соли и другие общее количество растворенных твердых веществ. Хотя этот термин специально исключает морскую воду и солоноватую воду, он включает в себя богатые минералами воды, такие как меланжевый источников. Пресная вода может включать воду в кусочки льда, ледяные шапки, ледники, айсберги, болота, пруды, озера, реки, потоки, и даже подземные воды называются грунтовые воды.

Вода имеет решающее значение для выживания всех живых организмов. Некоторые организмы могут процветать в соленой воде, но подавляющее большинство высших растений и большинство млекопитающие нужна пресная вода, чтобы жить.

Пресная вода не всегда Питьевая вода, то есть вода, пригодная для питья. Большая часть пресной воды на Земле (на поверхности и в грунтовых водах) в значительной степени непригодна для потребления человеком без какой-либо обработки. Пресная вода легко может стать загрязнен деятельностью человека или из-за естественных процессов, таких как эрозия.

Определения

Часть серии по
Соленость воды
Диаграмма солености воды.png
Уровни солености
Пресная вода (< 0.05%)
Солоноватая вода (0.05–3%)
Соленая вода (3–5%)
Рассол (> 5% до 26% -28% макс.)
Водоемы

Числовое определение

Пресную воду можно определить как воду с содержанием менее 500 частей на миллион (ppm) растворенного соли.[1]

Другие источники указывают более высокие пределы солености для пресной воды, например 1000 частей на миллион[2] или 3000 ppm.[3]

Системы

Вид на Землю с Аполлона-17 7 декабря 1972 года. Антарктический ледяной покров внизу фотографии содержится 61% пресной воды, или 1,7% всей воды на Земле.
Визуализация распределения (по объему) воды на Земле. Каждый крошечный кубик (например, представляющий биологическую воду) соответствует примерно 1400 кубических км воды с массой примерно 1,4 триллиона тонн (в 235000 раз больше, чем у куба). Великая пирамида в Гизе или в 8 раз больше, чем Озеро Кариба, возможно, самый тяжелый искусственный объект). Весь блок состоит из 1 миллиона крошечных кубиков.[4]
Фонтан найден в небольшом Швейцарский поселок; используется как источник питьевой воды для людей и крупного рогатого скота.

Пресноводные среды обитания классифицируются как лентичные системы, которые являются тихими водами, включая пруды, озера, болота и болота; лотос которые представляют собой водопроводные системы; или же грунтовые воды которые текут в скалах и водоносные горизонты. Кроме того, существует зона, соединяющая грунтовые воды и системы лотков, которая является гипорейная зона, который лежит в основе многих крупных рек и может содержать значительно больше воды, чем в открытом русле. Он также может находиться в прямом контакте с подземными водами.

Большая часть пресной воды на Земле находится в ледяные шапки.

Источники

Источником почти всей пресной воды является осадки от атмосфера, в виде туман, дождь и снег. Пресная вода, падающая в виде тумана, дождя или снега, содержит растворенные вещества атмосфера и материал из моря и земли, по которым прошли дождевые облака. В промышленно развитый области дождя обычно кислый из-за растворенных оксидов сера и азот образуются в результате сжигания ископаемого топлива в автомобилях, на заводах, поездах и самолетах, а также в результате промышленных выбросов в атмосферу. В некоторых случаях это кислотный дождь приводит к загрязнение озер и рек.

В прибрежных районах пресная вода может содержать значительные концентрации солей, поступающих из моря, если в ветреную погоду капли морской воды поднялись в несущие дождь облака. Это может привести к повышению концентрации натрий, хлористый, магний и сульфат а также многие другие соединения в меньших концентрациях.

В пустыня районы или районы с обедненной или пыльной почвой дожди ветры могут поднять песок и пыль и он может осаждаться в другом месте в виде осадков и вызывать заметное загрязнение потока пресной воды как нерастворимыми твердыми веществами, так и растворимыми компонентами этих почв. Значительное количество утюг могут переноситься таким образом, включая хорошо задокументированный перенос богатых железом дождевых осадков, выпавших в Бразилии в результате песчаных бурь в Сахара в Северная Африка.

Распределение воды

Основная статья: Распределение воды на Земле

Соленая вода в океаны, моря и физиологический раствор грунтовые воды составляют около 97% всей воды на земной шар. Только 2,5–2,75% пресной воды, в том числе 1,75–2% замороженной ледники, лед и снег, 0,5–0,75% в виде пресных подземных вод и почва влажность, и менее 0,01% ее в виде Поверхность воды в озера, болота и реки.[5][6] Пресноводные озера содержат около 87% этой пресной поверхностной воды, в том числе 29% в Великие африканские озера, 22% в озеро Байкал в России 21% в Великие озера Северной Америки и 14% в других озерах. Болота имеют большую часть баланса и лишь небольшое количество рек, в первую очередь река Амазонка. В атмосфере содержится 0,04% воды.[7] В районах, где нет пресной воды на поверхности земли, пресная вода, полученная из осадки может из-за своей более низкой плотности покрывать соленые грунтовые воды линзами или слоями. Большая часть пресной воды в мире заморожена в кусочки льда. Многие районы страдают от нехватки пресной воды, например, пустыни.

Водные организмы

Дальнейшая информация: Водное животное

Вода - критически важный фактор для выживания всех живых организмов. Некоторые могут использовать соленую воду, но многие организмы, включая подавляющее большинство высших растений и большинство млекопитающие должен иметь доступ к пресной воде, чтобы жить. Некоторые наземные млекопитающие, особенно пустынные. грызуны, кажется, выживают без питья, но они производят воду через метаболизм из каша семена, а также в них есть механизмы, позволяющие максимально экономить воду.

Пресная вода создает гипотонический среда для водных организмов. Это проблематично для некоторых организмов с проницаемой кожей или с жабры мембраны, клеточные мембраны которых могут разорваться, если не выводится избыток воды. Немного протисты выполнить это с помощью сократительные вакуоли, пока пресноводная рыба выводить лишнюю воду через почка.[8] Хотя большинство водных организмов имеют ограниченную способность регулировать осмотический баланс и поэтому могут жить только в узком диапазоне солености, диадромный рыбы иметь возможность мигрировать между пресной водой и физиологический раствор водоемы. Во время этих миграций они претерпевают изменения, чтобы приспособиться к окружающей среде с измененной соленостью; эти процессы гормонально контролируются. В угорь (Ангилья ангилья ) использует гормон пролактин,[9] пока в лосось (Salmo salar) гормон кортизол играет ключевую роль в этом процессе.[10]

Много морские птицы у основания клюва есть специальные железы, через которые выводится лишняя соль. Аналогичным образом морские игуаны на Галапагосские острова выводят излишки соли через носовую железу, и они чихают очень соленые выделения.

Пресноводные моллюски включают пресноводные улитки и пресноводные двустворчатые моллюски. К пресноводным ракообразным относятся: пресноводные крабы и рак.

К сожалению, биоразнообразие пресной воды сталкивается со многими угрозами.[11] Индекс живой планеты Всемирного фонда дикой природы (World Wide Fund for Nature's Living Planet Index) отметил сокращение популяций пресноводных позвоночных на 83% с 1970 по 2014 год.[12] Это снижение по-прежнему опережает одновременный спад в морских или наземных системах. Причины этого снижения разнообразны, но связаны с тем, что Reid et al. называют «грязной дюжиной».[13][14] Грязная дюжина:

  1. Быстро меняющийся климат
  2. Интернет-торговля дикими животными и инвазивными видами
  3. Инфекционное заболевание
  4. Цветение токсичных водорослей
  5. Плотина гидроэнергетики и фрагментация половины рек мира
  6. Новые загрязнители, такие как гормоны
  7. Спроектированные наноматериалы
  8. Загрязнение микропластиком
  9. Световые и шумовые помехи
  10. Более соленые прибрежные пресные воды из-за повышение уровня моря
  11. Концентрация кальция ниже потребностей некоторых пресноводных организмов
  12. Дополнительные - и, возможно, синергетические - эффекты этих угроз

Проблемы

Ограниченный ресурс

Основная статья: Нехватка воды

Пресная вода - это возобновляемый и переменный, но конечный природный ресурс. Пресная вода может быть пополнена только в процессе круговорота воды, в котором вода из морей, озер, лесов, суши, рек и резервуары 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 из поверхностных и подземных источников и может нанести серьезный ущерб окружающей и связанной с ней окружающей среде.

Пресная и незагрязненная вода составляет 0,003% от общего объема доступной воды в мире.[15]

Увеличение численности населения мира и увеличение водопотребления на душу населения усугубляет проблему ограниченности ресурсов чистой пресной воды. Всемирный банк добавляет, что 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.[16] Загрязнение воды и последующие эвтрофикация также снижает доступность пресной воды.[17]

Многие регионы мира уже испытывают стресс из-за наличия воды (или дефицита воды). Ожидается, что из-за ускоренных темпов роста населения и увеличения количества воды, потребляемой одним человеком, эта ситуация будет и дальше ухудшаться. Нехватка воды в будущем нанесет ущерб человеческое население поскольку это повлияет на все, от санитарии до общего состояния здоровья и производства зерна.[18]

Минимальный сток

Важной задачей для гидрологических экосистем является обеспечение минимального ручей, особенно сохранение и восстановление распределение воды в ручье.[19] Пресная вода - важный природный ресурс, необходимый для выживания всех экосистемы. Использование воды людьми для таких видов деятельности, как орошение и промышленные применения, может иметь неблагоприятные последствия для экосистем, расположенных ниже по течению.

Забор пресной воды - это количество воды, забираемой из доступных источников для использования в любых целях, за исключением потерь от испарения. Забор воды не обязательно полностью потребляется, и некоторая часть может быть возвращена для дальнейшего использования ниже по течению.

Загрязнение воды

Основная статья: Загрязнение воды

Загрязнение от деятельности человека, включая разливы нефти, а также представляет проблему для ресурсов пресной воды. Самый большой нефть разлив, который когда-либо происходил в пресной воде, был вызван Роял Датч Шелл танкер в Магдалене, Аргентина 15 января 1999 г., загрязняя окружающую среду, питьевую воду, растения и животных.[20] Химическое загрязнение пресной воды также может серьезно повредить экосистемы.

Решения

Неограниченные ресурсы

Основная статья: Очистка воды

Замкнутые водные циклы, рекуперированная вода, образование атмосферной воды и опреснение все можно считать неограниченными водными ресурсами. Эти искусственные ресурсы основаны на использовании энергии, инфраструктуры и человеческого опыта, но являются потенциальными решениями различных водных кризисов. В настоящее время, поскольку энергия ограничена, коэффициент ввода ресурсов к выпуску, таким образом, эффективность процесса является определяющим. Примером может служить IBTS Теплица который использует 0,45 кВт · ч энергии для производства 1,0 м3 дистиллированной воды. Другой важный фактор - возникновение негативных побочных эффектов технологий. Интегрированная биотехнологическая система является примером низкотехнологичного решения, основанного на естественном водно-болотном угодье, без использования токсичных антигерметиков, используемых на промышленных опреснительных установках, и без сброса рассола в исходный водоем, как это часто бывает в опреснительная промышленность.

Человеческое использование

сельское хозяйство

Вода, используемая для сельского хозяйства, называется сельскохозяйственная вода или же вода с фермы.[21] Изменение ландшафта для использования в сельском хозяйстве имеет большое влияние на поток пресной воды. Изменения ландшафта за счет удаления деревьев и почвы изменяет поток пресной воды в окружающей среде, а также влияет на круговорот пресной воды. В результате в почве накапливается больше пресной воды, что приносит пользу сельскому хозяйству. Однако, поскольку сельское хозяйство - это деятельность человека, потребляющая больше всего пресной воды,[22] это может серьезно сказаться на местных ресурсах пресной воды, что приведет к уничтожению местных экосистемы.

В Австралия, чрезмерный забор пресной воды для интенсивного орошение 33% земель оказались подвержены риску засоления.[22] Что касается сельского хозяйства, то Всемирный банк нацелена на производство продуктов питания и управление водными ресурсами как на все более глобальную проблему, которая вызовет дискуссии.[23]

Примеры

Каждый восьмой человек в мире не имеет доступа к чистой воде.[24][25] Неправильное использование воды может усугубить эту проблему. В следующих таблицах представлены некоторые показатели водопользования.

Рекомендуемые основные потребности в воде для нужд человека (на человека)[26]
МероприятияМинимум, литры / суткиДиапазон / день
Питьевая вода52–5
Санитария Услуги2020–75
Купание155–70
Кулинария и Кухня1010–50


Требования к воде для разных классов скота[27]
ЖивотноеОбычный деньДиапазон / день
Молочная корова76 л (20 галлонов США)От 57 до 95 л (от 15 до 25 галлонов США)
Пара корова-теленок57 л (15 галлонов США)От 8 до 76 л (от 2 до 20 галлонов США)
Однолетний скот38 л (10 галлонов США)От 23 до 53 л (от 6 до 14 галлонов США)
Лошадь38 л (10 галлонов США)От 30 до 53 л (от 8 до 14 галлонов США)
Овца8 л (2 галлона США)От 8 до 11 л (от 2 до 3 галлонов США)


Ориентировочные значения сезонных потребностей сельскохозяйственных культур в воде[28]
ОбрезатьПотребность сельскохозяйственных культур в воде, мм / общий вегетационный период
Сахарный тростник1500–2500
Банан1200–2200
Цитрусовые900–1200
Картофель500–700
Помидор400–800
Ячмень / Овес / Пшеница450–650
Капуста350–500
Лук350–550
Горох350–500

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Глоссарий подземных вод». 27 марта 2006 г. Архивировано с оригинал 28 апреля 2006 г.. Получено 14 мая 2006.
  2. ^ «Пресная вода». Глоссарий по метеорологии. Американское метеорологическое общество. Июнь 2000 г. Архивировано с оригинал 6 июня 2011 г.. Получено 27 ноября 2009.
  3. ^ «Пресная вода». Глоссарий рыбоводства. Практическое рыбоводство. Архивировано из оригинал 11 мая 2006 г.. Получено 27 ноября 2009.
  4. ^ USGS - распределение воды на Земле В архиве 29 июня 2012 г. Wayback Machine. Ga.water.usgs.gov (11 декабря 2012 г.). Проверено 29 декабря 2012 года.
  5. ^ Где вода на Земле? В архиве 14 декабря 2013 г. Wayback Machine, Геологическая служба США.
  6. ^ Physicalgeography.net В архиве 26 января 2016 г. Wayback Machine. Physicalgeography.net. Проверено 29 декабря 2012 года.
  7. ^ Глейк, Питер; и другие. (1996). Стивен Х. Шнайдер (ред.). Энциклопедия климата и погоды. Издательство Оксфордского университета.
  8. ^ «Почки позвоночных». 3 ноября 2002 г. В архиве из оригинала 29 апреля 2006 г.. Получено 14 мая 2006.
  9. ^ Калужная, С .; и другие. (2007). «Адаптация к засолению и анализ профилей генов у европейского угря (Anguilla anguilla) с использованием технологии микрочипов». Gen. Comp. Эндокринол. 152 (2007): 274–80. Дои:10.1016 / j.ygcen.2006.12.025. PMID  17324422.
  10. ^ Bisal, G.A .; Спекер, Дж. Л. (24 января 2006 г.). «Кортизол стимулирует гипоосморегуляторную способность атлантического лосося Salmo salar L». Журнал биологии рыб. 39 (3): 421–432. Дои:10.1111 / j.1095-8649.1991.tb04373.x.
  11. ^ Рейд, AJ; и другие. (2019). «Новые угрозы и постоянные проблемы сохранения пресноводного биоразнообразия». Биологические обзоры. 94 (3): 849–873. Дои:10.1111 / brv.12480. PMID  30467930.
  12. ^ «Отчет« Живая планета 2018 | WWF ». wwf.panda.org. Получено 9 апреля 2019.
  13. ^ Рид, Андреа Дж .; Карлсон, Эндрю К .; Крид, Ирена Ф .; Элиасон, Эрика Дж .; Гелл, Питер А .; Джонсон, Питер Т. Дж .; Кидд, Карен А .; Маккормак, Тайсон Дж .; Олден, Джулиан Д. (2019). «Новые угрозы и постоянные проблемы сохранения пресноводного биоразнообразия». Биологические обзоры. 0 (3): 849–873. Дои:10.1111 / brv.12480. ISSN  1469–185X. PMID  30467930.
  14. ^ Рид, Андреа Джейн; Кук, Стивен Дж. «Пресноводная дикая природа сталкивается с неопределенным будущим». Разговор. Получено 9 апреля 2019.
  15. ^ Нитти, Джанфранко (май 2011 г.). «Вода - не бесконечный ресурс, и мир жаждет». Итальянский инсайдер. Рим. п. 8.
  16. ^ Всемирный банк, 2009 г. «Вода и изменение климата: понимание рисков и принятие инвестиционных решений с учетом климата». С. 19–22. Архивировано из оригинал 7 апреля 2012 г.. Получено 24 октября 2011.
  17. ^ «Питательные вещества в пресной воде»
  18. ^ «Пресная вода в будущем» В архиве 30 декабря 2016 г. Wayback Machine. Un.org (17 декабря 2010 г.). Проверено 29 декабря 2012 года.
  19. ^ Питер Глейк; Хизер Кули; Дэвид Кац (2006). Вода в мире, 2006–2007 годы: двухгодичный отчет о пресноводных ресурсах. Island Press. С. 29–31. ISBN  978-1-59726-106-7. Получено 12 сентября 2009.
  20. ^ Petroleomagdalena.com В архиве 14 мая 2010 г. Wayback Machine. Petroleomagdalena.com (15 января 1999 г.). Проверено 29 декабря 2012 года.
  21. ^ «Служба экономических исследований Министерства сельского хозяйства США - Орошение и водопользование». www.ers.usda.gov. В архиве из оригинала 15 ноября 2015 г.. Получено 17 ноября 2015.
  22. ^ а б Гордон Л., Д. М. (2003). «Изменение земного покрова и потоки водяного пара: уроки Австралии». Философские труды Королевского общества B: биологические науки. 358 (1440): 1973–1984. Дои:10.1098 / rstb.2003.1381. JSTOR  3558315. ЧВК  1693281. PMID  14728792.
  23. ^ Возвращение к управлению водными ресурсами в сельском хозяйстве: проблемы и варианты, Всемирный банк, стр. 4–5, в архиве из оригинала 5 января 2012 г., получено 30 октября 2011
  24. ^ «Краткие факты о WASH | Глобальная вода, санитария и гигиена | Здоровая вода | CDC». www.cdc.gov. 9 ноября 2018 г.. Получено 9 апреля 2019.
  25. ^ Водная помощь. "Вода". Архивировано из оригинал 16 апреля 2013 г.. Получено 17 марта 2012.
  26. ^ Глейк, Питер. «Основные требования к воде для деятельности человека» (PDF). В архиве (PDF) из оригинала 29 июня 2013 г.. Получено 17 марта 2012.
  27. ^ Филли, С. "Сколько нужно корове?" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 12 мая 2012 г.. Получено 17 марта 2012.
  28. ^ Департамент управления природными ресурсами и окружающей среды. «Культурам нужна вода». В архиве из оригинала 16 января 2012 г.. Получено 17 марта 2012.

внешняя ссылка