Преодоление водного кризиса - сложная задача. Она актуальна для всех стран мира. Решать ее надо в рамках ООН. В основе решения существующих проблем - приоритет здоровья населения и право каждого человека пить чистую воду.

Почему происходит кризисное взаимоотношение человека водой? Этот парадокс отчасти определяется следующими причинами: а) сформированное у людей в течение тысячелетий мнение в неограниченности водных ресурсов, их изобилии, природной чистоте, а также право на их бесплатное пользование; б) недостаточное понимание руководством фундаментальных свойств гидросферы; в) неполное осознание того факта, что человек, став геологической силой, качественно усложнил взаимоотношения и взаимосвязи общества и природы (гидросферы), при этом, неосознанно, затронул основы становления самой жизни. Поэтому, принятое понимание воды как основы жизни в конце XX века должно быть уточнено: только чистая вода - это жизнь, загрязненная вода - это опасность для жизни. Уже сейчас вода не является бесплатным природным ресурсом; она требует, крупных капиталовложений и стоит все дороже для потребителей.

Основными путями уменьшения количества и загрязненности сточных вод являются:

а) Разработка и внедрение безотходных и безводных технологических процессов. Под термином "безотходная технология" понимают комплекс мероприятий, до минимума сокращающих количество вредных выбросов;
б) Усовершенствование существующих технологических процессов
в) Внедрение совершенного оборудования;
г) Повторное использование сточных вод в оборотных системах охлаждающей воды и т.д.

Сточные воды очищаются механическим, физико-химическим, биологическим методами.

Сущность механического метода заключается в том, что из сточных вод путем отстаивания и фильтрации удаляются механические примеси. Традиционно в группу методов механической очистки включают: процеживание, отстаивание, осветление во взвешенном слое осадка, фильтрование, центробежные методы.

Физико-химическая очистка состоит в добавлении к сточным водам реагентов, вступающих в реакцию с загрязняющими веществами и способствующих выпадению нерастворимых и частично растворенных веществ. В качестве адсорбентов применяют естественные и искусственные материалы. Естественные - это глины, торф, а искусственные - монтированные угли.

По характеру движения обрабатываемой воды технологические схемы делят на безнапорные (самотечные) и напорные. На городских и крупных промышленных водопроводных станциях исходная вода движется по сооружениям самотеком. Уровень воды в каждом последующем сооружении должен быть ниже предыдущего уровня. Напор определяется разностью уровней. При безнапорном движении воды по очистным сооружениям, необходимы две насосные станции и резервуары чистой воды.

Способы улучшения качества воды и вид водоочистных сооружений зависят от требований, предъявляемых потребителем к качеству воды.

Производственные и сельскохозяйственные предприятия, городские коммунальное хозяйства потребляют большое количество и воды. Пройдя весь производственный цикл, вода, в конечном счете "обогащается" и превращается в сточную воду. Состав сточных вод зависит от типа производств (нефтепереработка, получение синтетических смол, получение минеральных солей, прочие производства). Загрязняющими веществами являются кислоты, щелочи, масла, смолы, фенолы, СПАВ и др.

Вода обладает чрезвычайно ценным свойством непрерывного самовозобновления и самоочищения. Оно заключается в перемешивании загрязненной воды со всей ее массой. Агентами самоочищения являются бактерии, водоросли. Однако следует учитывать, что для обеспечения самоочищения загрязненных вод необходимо их многократное разбавление чистой водой. При сильном загрязнении воды не происходит. В этих случаях необходимы специальные методы и средства для улучшения качества воды.

Основной причиной современной деградации природных вод Земли является антропогенное загрязнение. Загрязнение гидросферы, особенно поверхностных вод, огромно и происходит давно. Загрязнение водных систем представляет большую опасность, чем загрязнение атмосферы. Почему?

Во-первых, процессы регенерации (самоочищения) протекают в водной среде медленнее, чем в воздухе. Периодичность полного обмена массы воды, которая близка к периоду естественной очистки, составляет: Мировой океан - 2500 лет, подземные воды - 1400 лет, воды озер - 17 лет, воды рек - 16 дней, в живых организмах -несколько часов. В атмосфере периодичность естественной очистки воздуха составляет 8-10 дней.

Перечисленные свойства гидросферы позволяют выделить три основных "назначения" воды в жизни планеты и человечества.

1. Вода является основой жизненных процессов в биосфере. Она способствовала превращению углекисло-метановой атмосферы в кислородно-азотную. Вода поддерживая фотосинтез, концентрировала углеводород в растениях, а после смерти их - в углях, нефти, карбонатных породах. Вода, с появлением HOMO SAPIENS, открыла две эпохи: "речная эпоха" несколько тысячелетий для человечества являлась основой жизни, "морская эпоха" привела к общению цивилизаций.

2. Вода участвует в формировании лика Земли - она одна из главных скульпторов рельефа. Примером служит Лагерный сад г. Томска.

3. Вода как комплексный природный ресурс, как наиболее драгоценное полезное ископаемое. Существование, условия жизни и хозяйственная деятельность человека также неразрывно связаны с водой. Она служит для поддержания жизненной потребности человека (хозяйственные, бытовые, промышленные цели). Человек использует водную среду для сброса отходов, в т.ч. и радиоактивных.

Если посмотреть на глобус, то наша Земля представляет своеобразную каплю воды, из которой выступают небольшие участки "тверди земной". Это потому, что 2/3 поверхности Земли занимают океаны. Но и в твердой оболочке Земли - литосфере - имеются целые подземные "моря", пропитывающие горные породы. Это подземные воды.

"Всюдность" (по выражению В. И. Вернадского) является одним из самых удивительных свойств воды. Вода присутствует во всей биосфере. В "Истории природных вод" Вернадский В.И. пишет: "Вода охватывает, проникает насквозь - как пар, как пленчатая губка - всю земную кору. Где бы мы ни стали бурить, мы встретим воду в капиллярно-жидких массах". Таким образом, нет на Земле уголка, где бы вода не находилась в той или иной форме; до глубины 30 км - в жидкой, а далее в плазменной форме (в форме ионизированного газа, в котором концентрации положительных и отрицательных зарядов равны).

ГИДРОСФЕРА - это водная оболочка или все природные воды Земли, объединенные глобальным круговоротом вещества и энергии. Гидросфера включает следующие виды вод (в скобках, доля от общего объема вод в гидросфере, %):

• Мировой океан [94,0].
• Подземные воды [4,3].
• Ледники [1,7].
• Воды суши (озера, речные воды, почвенная влага) [0.03].
• Пары атмосферы [0.001] (по М.И. Львовичу, 1974).

Как видим, подавляющая часть гидросферы приходиться на Мировой океан, затем идут подземные воды и ледники. На долю поверхностных вод приходится малый объем, но исключительная их активность (меняется в среднем каждые 11-17 дней) служит началом формирования всех источников пресных вод на суше.