[Вид на практически иссохшее водохранилище Гермасойи на южном Кипре. Когда-то это водохранилище было главной достопримечательностью деревни. Смотреть видео воздушной съёмки ( https://is.gd/y1vjUk ) ] Около 71% поверхности Земли покрыто водой, но только 2,5% из них пригодны для потребления. При этом доступными сейчас являются лишь 40% запасов пресной воды: около 69% приходится на ледники, 30% — грунтовые воды и только 0,3% — на реки и озера. На данный момент на Земле проживают свыше 7 миллиардов человек, из которых более миллиарда испытывает постоянный дефицит пресной воды. К 2025 году минимум 14% людей будут находиться в зоне абсолютного недостатка воды ( https://is.gd/1bvEm4 ), а к 2030 больше половины человечества будет проживать в зонах высокого стресса (с возможностью снабжения от 1000 до 1700 кубометров воды в год на человека), обусловленного как перебоями в водоснабжении, так и повсеместным снижением качества воды. На каждого человека хватает 5–6 тысяч кубометров воды в год ( https://is.gd/Rr03mR ), в то время как необходимый минимум составляет около 1700 кубометров. Это означает, что сложившийся кризис во многом является следствием неравномерного распределения как пресной воды, так и населения.

Эта неравномерность всё сильнее проявляется в разных частях света. Так, за последние пять лет в Европе возрос недостаток воды ( https://is.gd/19qLpG ), американский штат Калифорния столкнулся с сильнейшей за сотни лет засухой ( https://is.gd/l5LnJC ), а в бразильском Сан-Паулу засуха вынудила местных жителей бурить скважины в подвалах и подземных парковках в надежде добраться до грунтовых вод ( https://is.gd/by45h8 ). Помимо неравномерного использования ресурсов, плотности заселения и несовершенных систем доставки воды, всё более значимым фактором становится и повышение температуры. В свое время ведущими климатологами была определена «точка невозвращения», после преодоления которой серьезные изменения климата становились бы необратимыми ( https://is.gd/LhY9Sj ). Большинство специалистов поддерживают доктора Джеймса Хансена, обозначившего в качестве такой «точки» уровень концентрации углекислого газа в атмосфере, превышающий 350 частей на миллион ( https://arxiv.org/abs/0804.1126 ). За 2015 год этот показатель составил от 395 до 405 частей на миллион. Специалисты из World Resource Institute опубликовали в конце августа этого года исследование ( https://is.gd/NvO8CO ), дающее представление о том, насколько серьёзным водный кризис станет к 2040 году.

В состоянии полноценного водного кризиса окажутся более тридцати государств, включая многие развитые страны. Значительно уменьшится соотношение пресной воды: повышение температуры ведет к ускоренному таянию ледников, реки и озера иссыхают и загрязняются, а запас грунтовых вод уменьшается (по данным NASA ( https://is.gd/rIMjML ), 13 из 37 крупнейших водоносных слоев последние десять лет восполняются с меньшей скоростью, нежели вода из них расходуется, и тенденция далее будет только усиливаться).

[Дамба Theewaterskloof в период с 2014 по 2018 годы.] При этом, общая численность людей на планете продолжит расти, преодолев по прогнозам отметку в 9 миллиардов человек уже через 30 лет. Опыт прошлого Для понимания того, как можно решать усугубляющуюся проблему доступности пресной воды, следует вкратце ознакомиться с историей водоснабжения, которую можно свести к трем основным «революциям». Первая из них произошла в Древнем Риме. Вечный город быстро развивался, и в какой-то момент водных ресурсов в черте города стало не хватать для поддержания этого роста. Тогда инженерная мысль привела к появлению первой системы водоснабжения, которая проработала почти два тысячелетия, позволяя городам вмещать миллионы людей.

Второй прорыв связан с появлением парового двигателя, который позволил доставлять воду в города при помощи давления. Новые возможности почти сразу вызывают в больших городах проблемы с канализацией: продукты жизнедеятельности одного города загрязняли воду для жителей расположенных ниже по течению реки населенных пунктов, что быстро стало приводить к вспышкам заболеваний вроде холеры или брюшного тифа, не говоря о зловонии, царившем в наиболее крупных городах XIX столетия.

[Карикатура «Тихий разбойник», напечатанная в лондонском Punch, 1858 год ( https://is.gd/SJigCD )] Большинство городов справлялось с этой проблемой выбором другого источника воды, но не у каждого города существовала такая возможность. Решение было предложено в 80-х годах XIX столетия инженерами Массачусетского технологического института: воду попробовали фильтровать через песок ( https://is.gd/QHBEL8 ), что в итоге остановило распространение вызывающих брюшной тиф бактерий. Этот метод вместе с добавлением хлора решили проблему распространения болезней через воду, а средняя продолжительность жизни людей в городах с водоснабжением второго поколения выросла на 15 лет. Но главная причина, которая привела ко второй революции, очистившей воду для потребления, никуда не исчезла. Отходы продолжали поступать прямо в водоемы, и к середине XX века над жизнью в озерах и реках нависла серьезная угроза. К 40-м годам уже существовали различные технологии очистки, но многие города всё еще обходились без них — в одних странах на это попросту не хватало средств, а в других, где городские бюджеты формировались не на федеральном уровне, местные власти не рассматривали эту проблему как приоритетную.

[Станция очистки воды Антверпен-Зуид, расположенной на юге Антверпена, Бельгия.] Третья революция назрела к 70-м годам XX столетия, когда в передовых странах стали активно внедрять очистительные системы. К примеру, в США с этим прямо связан принятый в 1972 году Закон о чистой воде (Clean Water Act), по которому федеральные власти брали на себя до трех четвертей расходов по внедрению очистительных сооружений. Не отставал от западных стран и СССР, положения о необходимости защиты водных ресурсов которого даже нашли свое отражение в Конституции 1977 года. Перспективы К настоящему моменту сложилась необходимость в четвертой революции, которая позволит исправить несовершенство сегодняшней системы за счет внедрения новых технологий. В конце концов, сегодня около четверти подаваемой пресной воды теряется на пути к потребителю. Отсюда можно выделить первое направление — оптимизацию. В странах Евросоюза об этом задумались еще в 2012 году, когда при содействии крупных конгломератов появился исследовательский проект ICeWater (ICT Solutions for Efficient Water Resources Management, https://is.gd/t75lQG ). Инженеры проекта придумали систему умной водной сети, собирающую данные в режиме реального времени. Эта информация поступает далее в дата-центр для анализа и нахождения проблемных участков. Её решили протестировать в наиболее проблемных странах Евросоюза — Италии и Румынии, теряющих в своих сетях более трети подаваемой воды. Свыше 100 датчиков уже установлены в Милане и румынском городе Тимишоара, а система ICeWater стала давать первые результаты, позволяя делать даже точные прогнозы потребления в пределах кварталов. Другой европейский проект запустился в мае 2015 года в испанской Алмерии. URBANWATER ( https://is.gd/LIciTI ) фокусируется на оптимизации водоснабжения в черте самих городов вплоть до уровня конкретных домохозяйств. Похожие шаги предпринимаются в США. Так, благодаря коллаборации IBM, фонда озера Джордж и политехнического института Ренсселерав 2013 году был запущен Jefferson Project ( https://is.gd/eGUXXB ): в мире появилось первое «умное» озеро.

Суть эксперимента достаточно проста — озеро «пичкается» всевозможными сенсорами, данные с которых обрабатываются и далее используются для создания точнейших прогнозов. Такой подход позволяет в реальном времени предсказывать то, как на источник воды повлияет определенная погода, различные загрязнения, увеличение популяции какого-либо вида и другие факторы (например, как много соли для дорог смоет в озеро продолжающийся дождь, или как скоро поселившиеся в водоеме водоросли вида Caulerpa taxifolia ( https://is.gd/BplgMn ) нанесут непоправимый ущерб экосистеме). В итоге такая модель должна помочь региональным или федеральным властям осуществлять действия по защите источника от нежелательного воздействия в кратчайшие сроки. Все вышеперечисленные системы могут произвести четвертую революцию для стран Европы и США, однако подобный подход вряд ли поможет существенно смягчить кризис водоснабжения на Ближнем Востоке и в Северной Африке.

[Южносуданская девочка набирает грязную воду рядом с высохшим колодцем (фото Hannah McNeish / AFP)] Второй способ — это экономия. Ограничительные меры на употребление воды встречались в прошлом практически постоянно, и даже в развитых странах почти каждый житель старше 40 лет сталкивался с сезонными кампаниями по сохранению воды. К примеру, более 10 лет назад в американском штате Аризона появились «водные банки» ( https://is.gd/LUR0VU ), где собирается вода для фермеров, городов и иных пользователей, которые могут получить её в периоды нехватки водных ресурсов на поверхности. Подобную практику теперь пытаются воплотить и в Калифорнии, где управление грунтовыми водными ресурсами оказалось на достаточно низком уровне. В апреле 2015 года власти этого штата были вынуждены впервые в истории Калифорнии ввести обязательные ограничения, чтобы сократить уровни употребления воды в городах на 25% к концу года. При этом, в четыре раза больше воды используется в сельском хозяйстве ( https://is.gd/34V2Om ), а фермеры выкачивают грунтовые воды, однако власти решили не распространять ограничения на аграриев как минимум до 2020 года ( https://is.gd/MfFTdD ).

[Беженцы-рохинджа собирают воду в Мьянме (фото Soe Zeya Tun / Reuters)] Еще один вариант, которым люди занимались с древних времен — сбор дождевой воды. Учитывая, что акцент на дождевой воде может снизить нагрузку на грунтовые источники, это направление активно продвигается местными властями во многих странах. Так, сбор дождевой воды в индийском штате Тамилнад стал вовсе обязательным для каждого здания. За пять лет применения этой политики, в столице штата зафиксировали увеличение запасов воды и улучшение её качества, а практику стали перенимать другие штаты Индии ( https://is.gd/eTUle5 ). Похожий метод закреплен на законодательном уровне Бермудских и Виргинских островов, где системы сбора дождевой воды стали обязательным элементом для всех строящихся жилых домов. У этого способа есть множество плюсов, главные из которых — это простота и низкие затраты на конструирование подобных систем. С другой стороны, климатические изменения стали серьезно менять устоявшиеся погодные модели, что осложняет выбор наиболее оптимальных мест для сбора дождевой воды. Чаще всего это требует повсеместности внедрения. Но законодательные меры для этого требуются не всегда, что демонстрирует пример Китая и Бразилии, где эта практика стала широко распространяться и без давления властей. Противоположный подход используется в некоторых американских штатах, где такой сбор по умолчанию является незаконным, обязуя желающих получать разрешение у властей (например, в штате Колорадо ( https://is.gd/9Mgmv7 )).

[Десалинационный комплекс в Карлсбаде (Калифорния, США), крупнейший в западном полушарии] Физический дефицит воды вынуждает нас искать способы получения пресной воды из новых источников, и одним из самых важных направлений для этого является опреснение ( https://is.gd/hkgUZc ) (или десалинизация ( https://is.gd/p51vFS )). Человечество уже использует на практике несколько разных методов, начиная с вакуумной дистилляции и заканчивая обратным осмосом. Но высокая энергозатратность применяемых сейчас методов и цены на возведение опреснительных комплексов позволяют воспользоваться ими лишь обеспеченным странам, и потому распространение они получили только в некоторых западных странах и на Ближнем Востоке (к примеру, самая большая опреснительная система сейчас работает в Саудовской Аравии ( https://is.gd/tToNH3 )). Лишь менее 1% от всей потребляемой нами воды является продуктом десалинации, в то время как достаточно велико количество регионов с недостатком водоснабжения, вызванным экономическими причинами: если странам экваториальной Африки не хватает средств даже на импорт воды, то доступные сегодня десалинационные установки становятся для них куда менее привлекательным решением. Но в последние годы учеными уделяется особое внимание новым методам опреснения. Так, в 2015 году нидерландскими учеными был представлен проект Fource ( https://is.gd/zcV5nq ), целью которого стало частичное опреснение солоноватых вод (то есть вод с содержанием от 0,5 до 30 граммов соли на литр). Такая вода все еще не будет пригодной для питья, но сможет удовлетворить нужды аграрного сектора. О том, насколько экономически выгодной будет представленная основателями Fource технология «емкостной деионизации» ( https://is.gd/m5ttY4 ) (или CapDI https://is.gd/rDENHe ) — сказать пока тяжело. Но направление вызывает большой интерес, так как испытания показали возможность десалинации от 80% до 90% обрабатываемой воды, что превышает показатели активно применяемого метода обратного осмоса. Также существует понятие коагулирования воды ( https://is.gd/DWPdu3 ): например, коагулянт PolyGlu ( https://is.gd/BJ1zWa ) словно клей собирает частицы грязи и оседает на дно:

В 2018 году ученые из австралийской научной организации CSIRO представили новый дешевый метод очистки воды от загрязнений на основе «соевого графена»: пленку с микроскопическими наноканальцами GraphAir ( https://is.gd/natbYJ ). Интерес представляет и концепция пустынных IBTS-теплиц (Integrated Biotectural System, https://is.gd/q8LbrR ). По задумке, в таких теплицах можно будет и жить, и заниматься фермерством, добывать электроэнергию за счет солнечного света или ветра, и, что самое главное, опреснять морскую или же солоноватую грунтовую воду. Дополнительно концепция включает возможность получения воды из атмосферы.

Энергозатраты такой системы должны составить 0,45 киловатт-часов на кубометр воды, что в десятки раз лучше показателей наиболее экономных опреснителей, работающих в настоящее время в Дубае или австралийском Перте. Эту концепцию хочет воплотить в Египте группа компаний LivingDesert. Встречаются и более радикальные методы, вроде продвигаемого Биллом Гейтсом аппарата под названием Omni Processor ( https://www.janickibioenergy.com/ ). Созданная американской компанией Janicki машина должна напрямую перерабатывать отходы из канализации в пригодную для питья воду, но в плане её получения инженерами Janicki не предлагается ничего нового — выпариваемая из отходов влага фильтруется по принципу обратного осмоса. Концепция вызывает скепсис у многих экспертов, но к её тестированию уже приступили в Сенегале ( https://is.gd/lAF553 ). *** Последнее столетие в развитых странах было золотым веком водопотребления: воды было достаточно, она была чистой, безопасной и недорогой. Но эта эпоха подошла к концу. Все три параметра – чистоту, безопасность и неограниченность этого ресурса – состыковать не удастся уже в ближайшем будущем. А тем временем, многие предприятия, готовящие питьевую воду в США, работают так же, как и 30-40 лет назад. То есть, понятия не имеют, что творится с их собственными трубами. Ведь если бы мы использовали технологии для изучения того, что происходит с водой, в трубах университетского кампуса, на промышленном предприятии или даже в целой экосистеме, то тогда мы сможем расходовать этот ресурс более разумно. Такой пример в США уже есть – и это город Лас-Вегас, штат Невада. Раньше, три десятка лет назад, в нем всё было, как везде: люди поливали лужайки, мыли машины, когда им вздумается – живя, по сути, в пустыне. Но потом управлением водных ресурсов стала заниматься Патриша Молрой ( https://is.gd/z6Lwwj ). Она изучила темпы и тенденции развития города. И начала разрабатывать правила, которые изменили бы со временем всю культуру водопотребления в Вегасе. И это произошло! Теперь вся вода, которую люди используют в доме, используется вторично – для полива газонов или для мытья машин, например. И воды стало хватать всем – несмотря на то, что здесь, например, круглый год работает самый большой фонтан на Земле, есть океанариумы с акулами, воссозданы венецианские каналы. Тем не менее, водопотребление в городе удалось снизить на четыреста литров на человека в сутки. Зарабатывание на проблемах За последний год крупнейшие экономические издания выпустили несколько больших материалов о том, что в ближайшее время не останется областей более привлекательных для инвестиций, чем вода ( https://is.gd/XbRuXW ). Крупнейшие игроки рынка: Goldman Sachs, JP Morgan Chase, Citigroup, и Deutsche Bank уже вложились в стремительно растущий рынок ( https://is.gd/jP7zb2 ), приобретя водоносные горизонты по всему миру и доли в предприятиях, занимающихся разработкой новых средств водной фильтрации, опреснения и дезинфекции. Пока пресса привыкает к словосочетанию «водяной магнат», климатическая обстановка, по приблизительным прогнозам, оставит без доступа к источникам водоснабжения 25% населения Земли уже к 2025 году. Инвестиции в водный бизнес прежде всего связаны с прогнозами о том, что жажда и засуха, скорее всего, станут довольно распространёнными явлениями уже в ближайшем будущем.

[Завод по производству воды. Владелец — Nestle.] Общественное мнение по поводу инвестиций в воду крайне неоднозначно. В широком смысле покупка акций водных компаний — это ставка на наступающий водный кризис: чем сильнее будет ощущаться его поступь, тем быстрее и выше будут расти компании, занимающиеся его преодолением. Другая точка зрения на этику этих инвестиций заключается в том, что без срочных вложений в методы фильтрации, обработки, хранения и очистки, недостаток чистой воды имеет все шансы стать последней проблемой в истории человечества. Лёд, вода и глобальное потепление Вода становится всё более дефицитным ресурсом по всему миру из-за чрезмерного использования и загрязнения окружающей среды (https://www.ok.ru/thevenusproject/topic/68684278887829 ). Поскольку эти вопросы становятся всё более острыми, напряжённость, которая уже начала расти и продолжает увеличиваться, будет влиять на всех нас. Некоторые сравнивают воду с нефтью по значимости. Но в отличие от нефти, вода необходима для выживания. Глубокое погружение в ситуацию с водой на планете показывает, что в ближайшие десятилетия каждая страна должна выработать отношение к воде, как к экономическому благу, праву человека и истощающемуся ресурсу. Но почему же истощающемуся?

Около 85—90 % запасов пресной воды на нашей планете содержится в виде льда ( https://is.gd/nP3EOi ). Таяние ледников приводит к тому, что запасы пресной воды попадают в океан, опресняя его ( https://is.gd/wpLAv1 ). Это, в свою очередь, негативно влияет на баланс морских экосистем. В итоге, моря теряют свою «солёность», а человечество — запасы питьевой воды. Интенсивное таяние ледников имеет прямую зависимость от нас, как от потребителей ресурсов планеты: в природе существуют определённые процессы, которые требуют определённого количества времени для их формирования/завершения/повторения. Учитывая то, что мы весьма бездумно влияем на биосферу собственной планеты ( https://is.gd/Lkl8vX ), некоторые процессы "выбиваются из ритма" настолько, что это может иметь глобальные последствия для всей экосистемы планеты в долгосрочном периоде (ну и разумеется для человечества, т.к. мы являемся частью этой экосистемы). *** P.S. Номер журнала The New York Times от 5 августа 2018 вышел с черной обложкой и одной надписью. В журнале размещён всего лишь один материал – статья Натаниэля Рича под названием "Теряя Землю". В объемном материале автор рассказал о десятилетии между 1979 и 1989 годами, когда еще можно было спасти климат от необратимых изменений и глобального потепления. "Тридцать лет назад у нас был шанс спасти планету. Мы могли исправить изменения климата. Но мы не действовали", – говорится в сообщении издания. Статья проиллюстрирована серией фотографий Джорджа Стейнмеца, которые он снимал в восьми странах и Антарктике для того, чтобы показать последствия необратимых климатических изменений и влияния человека на планету. Особое место уделено и вопросу о текущем состоянии воды на планете. Для этого материала он сделал серию аэрофотоснимков и видеороликов. Ознакомиться со статьей на английском языке можно здесь https://is.gd/IEIafH . Дополнительные материалы Книга Элизабет-Манн Боргезе «Драма океана» - https://vk.com/doc448872997_451685623 #образование