Наука о воде — Введение в ее удивительные свойства

Налейте себе стакан воды , и вы
, возможно, выпьете некоторые из тех же молекул, которые прошли через губы Юлия Цезаря, Жанны д’Арк
, Мартина Лютера Кинга или Адольфа Гитлера. Действительно, поскольку человеческое тело
примерно на 60 процентов состоит из воды, вы, возможно, даже пьете крошечную часть одного
из этих людей! Вода — одно из самых удивительных свойств
Земли; без нее не было бы жизни, и наша планета была бы
совершенно другим местом. Одной из поистине удивительных особенностей
воды является то, что она никогда не используется: она просто перерабатывается снова и снова
, постоянно перемещаясь между растениями, животными, реками и морями
на поверхности Земли и атмосферой наверху. Давайте взглянем на
эту живительную жидкость и узнаем, что делает ее такой особенной!

На фото: Вода покрывает более двух третей поверхности Земли и является важнейшим ингредиентом для всей цветущей жизни на нашей планете, включая это растение ландыш.

Что такое вода?

На этот вопрос можно ответить по-разному. Вода — это то, что
смачивает окна, когда идет дождь, то, что мы пьем, когда чувствуем жажду, и
то, что покрывает около 70% поверхности Земли. Но что это такое?

С химической точки зрения вода — это жидкое вещество, состоящее из
молекул — одна большая капля воды
весом 0,1 г содержит около 3 миллиардов триллионов (3 000 000 000 000 000 000 000) молекул! Каждая молекула
воды состоит из трех атомов: двух
атомов водорода, заключенных в своего рода треугольник с одним атомом кислорода, что дает нам
знаменитую химическую формулу H2O. Слегка
несбалансированная структура молекул воды
(объясняется в рамке ниже) означает, что они притягивают и прилипают ко многим различным веществам.
Вот почему все виды вещей растворяются в воде, которую
иногда называют «универсальным растворителем». Вода может даже растворять
твердые породы, из которых состоит наша планета, хотя этот процесс
занимает много лет, десятилетий или даже столетий.

Большая часть воды в нашем мире представляет собой комбинацию «обычных»
атомов водорода с «обычными» атомами кислорода, но на самом деле существует
три различных изотопа (атомных разновидности)
водорода, и каждый
из них может соединяться с кислородом, давая другой вид воды. Если
дейтерий (водород, атомы которого содержат один нейтрон и один протон
вместо одного протона сам по себе) соединяется с кислородом, мы получаем
нечто, называемое тяжелой водой , которая примерно на
10% тяжелее
обычной воды. Аналогично, тритий (водород с двумя нейтронами и одним
протоном) может соединяться с кислородом, образуя нечто, называемое сверхтяжелой
водой.

У воды нет конца удивительным свойствам. Она бывает трех совершенно
разных видов, она тяжелая, она странным образом расширяется, она может карабкаться по
стенам и… ой, давайте узнаем больше!

Вода, лед и пар

Одной из уникальных особенностей воды в окружающем нас мире является то, что
она существует в трех совершенно разных формах (или состояниях вещества,
как их называют): твердом, жидком и газообразном. Обычная жидкая вода наиболее знакома
нам, поскольку в обычных условиях она является жидкостью, но мы также
хорошо знакомы с твердой водой (лед) и газообразной водой (пар и водяной
пар).

На фото: Три состояния воды: 1) Твердый снег и лед зимой;
2) Жидкая вода, плещущаяся через плотину реки; 3) Пар (водяной пар), конденсирующийся при
выходе из трубы парового двигателя.

Переводить воду между этими тремя различными состояниями невероятно
просто. Все, что вам нужно сделать, это изменить ее температуру или давление. Возьмите
немного льда и нагрейте его, и вскоре у вас будет лужа жидкой воды.
Продолжайте нагревать его, и вода испарится
и станет
паром. Требуется колоссальное количество энергии, чтобы превратить лед в воду и
воду в пар, потому что вам нужно физически перестроить структуру
вещества в каждом случае и раздвинуть молекулы дальше друг от друга.
Вот почему чайники так долго закипают. (Есть более простой способ превратить
воду из твердого или жидкого состояния в газ, и это просто оставить ее
на открытом воздухе; постепенно более энергичные молекулы в
воде улетучатся и превратятся в прохладный пар над ней.)

Когда вы нагреваете воду для получения пара, наступает момент, когда вы
продолжаете нагревать воду, но температура не повышается.
Кажется, что энергия, которую вы поставляете, растворяется в воздухе, но на самом деле она
раздвигает молекулы в жидкой воде и превращает их в
газ. В процессе эта энергия становится запертой внутри пара как
нечто, называемое скрытой теплотой (слово
латентная просто означает
«скрытая»). Скрытая теплота похожа на огромный запас энергии, запертой в
паре, который
изобретатели прошлых лет использовали для питания заводских машин и транспортных средств
с помощью своих мощных паровых двигателей.
Подробнее читайте в нашей основной статье о тепле.

Фото: Паровые гейзеры образуются, когда вода
нагревается внутренним теплом Земли (геотермальной энергией).
Фотография Кэрол М. Хайсмит, предоставлена
​​Gates Frontiers Fund Wyoming Collection в Архиве Кэрол М. Хайсмит,
Библиотека Конгресса,
Отдел гравюр и фотографий.

Почему вода создает давление?

Если вы когда-либо мыли машину ведрами или поливали
сад канистрами, вы наверняка замечали, насколько тяжелой может быть вода.
Это потому, что это относительно плотная
субстанция (она упаковывает
очень большую массу в относительно небольшое пространство). Вода не
плотная по сравнению с металлами, такими как золото, которое почти в 20 раз тяжелее
по объему. Но она намного тяжелее и плотнее дерева и пластика, поэтому
эти вещи будут плавать. Все, что менее плотное, чем вода, плавает
на ней; все, что более плотное, тонет в ней.

Вес воды — это то, что заставляет давление
в океанах
увеличиваться с глубиной. Чем глубже вы погружаетесь, тем больше воды над
вами давит вниз — и это делает задачу особенно сложной
для конструкторов подводных лодок и аквалангистов. Давление воды увеличивается
прямо пропорционально глубине, поэтому, если вы опускаетесь на 100 метров,
давление в десять раз больше, чем если бы вы опускались на 10 метров. Просто
представьте себе, что вы идете по морскому дну, а
на вашу голову давят множество ведер воды. На глубине около 10 км (6 миль) под океанами
давление равно весу полностью загруженного
автопоезда, давящего на
площадь размером с ваши две ступни!

Почему вода расширяется при замерзании?

Всем известно, что вещи увеличиваются, когда нагреваются, и сжимаются,
когда охлаждаются. Термометры показывают температуру таким образом, потому что
(жидкий) ртутный металл внутри них расширяется при нагревании и сжимается
при охлаждении. Но с водой все по-другому. Почти уникально, что вода
расширяется, когда начинает замерзать! Этот удивительный трюк называется аномальным
расширением воды — и вот как он работает.

Если вы начнете со стакана воды и охладите его, молекулы
начнут двигаться ближе и сцепляться друг с другом. Но при температуре
около 4°C (39°F) молекулы будут максимально сближены
. Другими словами, вода достигнет своей максимальной
плотности. Если вы продолжите охлаждать ее, молекулы перестроятся
в немного более открытую структуру. Это означает, что лед немного
менее плотный, чем замерзшая вода, и именно поэтому лед плавает на
воде той же температуры.
Это чрезвычайно важно для рыб и всех видов других речных и
морских существ, потому что это означает, что они могут выживать зимой в
жидкой воде под твердым замерзшим льдом.

Иллюстрация: «Аномальное расширение воды»: Слева: В жидкой воде молекулы удерживаются свободно, но тесно слабыми и случайными водородными связями, которые постоянно разрываются и восстанавливаются.
Справа: В твердой воде (льду) молекулы удерживаются более сильными связями в более открытой, но жесткой структуре.
В данном объеме меньше молекул, поэтому лед менее плотный, чем
вода, и плавает на ней.

К сожалению, люди не всегда считают аномальное расширение
воды таким уж полезным. Если водопроводные трубы, проходящие под вашим домом, замерзнут
зимой, вода внутри них превратится в лед, который займет
больший объем, что приведет к разрыву труб и их утечке, когда лед
растает. Почему бы нам просто не использовать более прочные трубы? Это не имело бы
большого значения: вода расширяется с невероятной силой, когда замерзает,
и даже очень толстые металлические трубы все равно лопнут. Вы можете посмотреть
великолепную
видеодемонстрацию разрыва трубы
от Стива Спэнглера.

Фото: Лед — спасательный плот для белых медведей, которые используют плавающий лед,
чтобы питаться морскими существами, такими как тюлени. Фотография Эриха Регера предоставлена ​​Службой охраны рыбных ресурсов и диких животных США.

Почему вода так долго нагревается?

Этот чайник уже закипел? Ну, скажите ему поторопиться — я умираю от желания выпить
чашечку чая! Это может быть неприятно, если вы готовите или делаете напитки,
но время, необходимое воде для поглощения тепла, очень полезно для
нас в других отношениях. Вода имеет высокую удельную теплоемкость
, и это означает, что она может удерживать или переносить больше тепла на килограмм (или фунт), чем
практически любое другое вещество. Вот почему мы используем воду в
системах отопления, таких как радиаторы, потому что каждый литр воды, который просачивается
по трубам, переносит и отдает больше тепла. Конечно,
недостатком является то, что воде требуется некоторое время, чтобы нагреться в первую
очередь — но, с другой стороны, вода в вашей ванне будет
оставаться горячее дольше по той же самой причине.

Если вам нравится плавать на открытом воздухе, высокая удельная теплоемкость объясняет, почему
в некоторых частях мира моря, озера и реки не такие теплые, как вы
думаете, в начале лета: огромным объемам воды требуется много времени, чтобы нагреться
после холодной зимы и весны. По той же причине вода будет достаточно теплой для
купания в холодных частях Европы вплоть до осени, когда температура воздуха
уже начнет падать.

Почему насекомые могут ходить по воде?

Произведение искусства: Водомерки и подобные им насекомые плавают, используя длинные водоотталкивающие (гидрофобные) ноги, чтобы распределить свой вес по большой площади поверхности.

Вы, вероятно, видели насекомых, которые могут ходить по воде. Они
поддерживаются своего рода невидимой «структурой» на поверхности, известной как поверхностное
натяжение. Это происходит потому, что молекулы воды очень
сильно притягиваются
друг к другу — вот почему вода образует капли на окнах, а не
растекается
идеально тонкой пленкой, как это делает масло. Представьте себе, что все
капли в тазу, полном воды, пытаются притянуть друг друга.
По сути, они «сцепляют руки» и образуют невидимую оболочку на
поверхности, которая достаточно прочна, чтобы поддерживать такие вещи, как иглы и
лезвия бритвы, которые достаточно тяжелы, чтобы утонуть. Все виды насекомых,
включая пауков, водомерок
и лодочников, используют поверхностное натяжение для передвижения по воде. Теоретически вы
тоже могли бы ходить по воде, если бы могли распределить свой вес по достаточно большой площади, чтобы
воспользоваться поверхностным натяжением.

Как вода поднимается по трубке?

Произведение искусства: Вода (слева) поднимается по стенкам трубки, образуя изогнутую вниз поверхность,
называемую вогнутым мениском. Жидкая ртуть (справа) делает наоборот, образуя изогнутый вверх (выпуклый наружу) выпуклый мениск.

Налейте немного воды в стакан, и вы увидите, что она не образует
идеально прямую поверхность: на самом деле она немного поднимается по стеклу
по краям, образуя изогнутую вниз поверхность, называемую вогнутым мениском.
Чем тоньше вы сделаете стакан (то есть чем меньше его диаметр
), тем больше вода поднимется. Налейте воду в узкую стеклянную палочку, и
вы сможете заставить ее подняться на довольно большое расстояние. Это известно как капиллярное
действие или капиллярность . Так кровь
движется по нашим
венам и как вода всасывается через стебли растений и деревьев.
Капиллярность помогает большому дубу всасывать около 380 литров
(100 галлонов) воды каждый день!

Вода в нашем мире

Фото: Атмосфера Земли полна водяного пара. Компьютерная обработка спутникового снимка предоставлена
​​NASA на Commons.

Земля покрыта водой настолько, что планету можно было бы
легко назвать Аква или Океан. Помимо воды на поверхности
(в океанах, реках, озерах и ручьях), огромное количество
воды циркулирует в атмосфере (в облаках, тумане и дымке), и
еще больше ее заключено в скалистых подземных резервуарах, называемых водоносными горизонтами.
Вода Земли — возможно, ее самая уникальная особенность — образовалась после Большого
взрыва (взрыва, создавшего Вселенную около 13,7 миллиарда лет
назад). Около 4,6 миллиарда лет назад, когда была создана наша Солнечная система,
смесь атомов водорода и кислорода соединилась, образовав облака
горячего пара, который в конечном итоге остыл, образовав воду, которая выпала на Землю в виде
дождя, образовала океаны и придала форму континентам.

Вода для жизни

Жизнь на Земле зародилась примерно миллиард лет спустя (3,6 миллиарда лет
назад), изначально в океанах. Хотя многие виды сейчас живут на суше,
им по-прежнему нужна вода для жизни и роста: люди, например, могут обходиться
без еды около двух месяцев, но мы умрем от жажды, если проведем
больше недели без питья. Обычно нам нужно не менее 2
литров воды в день, чтобы выжить, хотя большую ее часть мы получаем из
того, что едим, а также из того, что пьем.
Например, яйца примерно на три четверти состоят из воды, в то время как такие фрукты, как апельсины и дыни, состоят более чем на 90
процентов из воды.

Мы выпиваем только около 1 процента воды, потребляемой нами каждый день, и
используем остальные 99 процентов (около 250 литров в день) для питания таких вещей, как
ванны, души, стиральные машины,
разбрызгиватели для газонов и садов, шланги для мытья автомобилей и смывные
унитазов.
Стиральная машина может легко использовать более 100 литров в час,
многократно полоская ваше белье, чтобы удалить моющее средство. Многие продукты,
которые мы обычно никогда не связываем с водой, потребляют огромное количество
драгоценной жидкости во время своего производства. Например, около 570 литров воды используется
для изготовления толстой воскресной газеты.

Для людей в развивающихся странах, многие из которых не имеют доступа к
проточной воде, все это покажется невероятно расточительным. Поскольку
население Земли растет и каждому человеку требуется все больше и больше воды,
давление на водные ресурсы нашей планеты также будет расти. Теоретически,
на планете, покрытой водой, запасы никогда не должны заканчиваться, но большая часть
воды на Земле соленая и непригодна для питья. Превращение ее в пригодную для использования
пресную воду означает использование дорогостоящих, энергоемких опреснительных установок.
Растущее давление на воду заставило некоторых политиков предположить, что
войны могут вестись из-за дефицитных запасов воды до конца
21-го века.

Диаграмма: четыре ключевых мировых показателя водных ресурсов. В целом, 17 процентов мировых водных ресурсов
классифицируются как «напряженные» (Северная Африка и Ближний Восток испытывают наибольший стресс, а Канада и Исландия
— наименьший)); 60 процентов населения мира имеют доступ к базовому мытью рук; 45 процентов имеют базовые санитарные условия; и 71 процент имеют безопасную питьевую воду.
Источник: данные за 2017 год, полученные в 2020 году из UN Water SDG6, 2020.

Круговорот воды

Много говорят о переработке
для защиты окружающей среды, но вода — это то, что мы перерабатываем, даже не
задумываясь об этом. Каждый раз, когда мы смываем воду в туалете или выливаем
таз для мытья посуды в канализацию, использованная нами вода исчезает в канализационных трубах,
проходит через канализацию и систему сточных вод и появляется
(надеюсь) как новая в наших реках и морях. По общему признанию, загрязнение воды по-прежнему является очень серьезной
проблемой, но одно мы можем рассчитывать, что вода будет постоянно
циркулировать между поверхностью Земли и атмосферой наверху в
бесконечном круговороте воды. Вода циркулирует вокруг нашей планеты
миллиарды лет — и это не остановится в ближайшее время!

Художественное произведение: Водный цикл, проиллюстрированный Джоном М. Эвансом для Геологической службы США. Вы можете найти большую версию этой картины на странице Водный цикл USGS.

Экономия воды

В следующий раз, когда вы будете смывать воду в туалете, мыть машину, включать
разбрызгиватель в саду или мыть окна, подумайте
о 2 миллиардах человек (26 процентов населения мира
), у которых до сих пор нет безопасного запаса чистой воды
, и о 3,57 миллиардах человек (46 процентов населения), у которых нет надлежащих
санитарных условий [Источник: Всемирная организация здравоохранения: Санитария и Всемирная организация здравоохранения: Питьевая вода, 2022]. Представьте, как бы себя чувствовали люди в какой-нибудь отдаленной деревне в Африке, если бы увидели, как вы тратите галлоны газированной, чистой,
тщательно очищенной воды, которую вы даже не собираетесь пить.

Диаграмма: Справа: Как мы используем (и тратим) воду в наших домах. Если бы вам пришлось идти
час, чтобы принести воду, вы бы позволили так много воды утечь в канализацию? Нарисовано с использованием данных, собранных Американской ассоциацией водопроводных сооружений/Фондом исследований воды.

С одной стороны, это совершенно нелепое сравнение: даже если вы экономите
воду, это ни на йоту не поможет людям в Африке.
Но с другой стороны, экономия воды невероятно важна: с
началом глобального потепления и изменения климата практически все мы обнаружим, что наши водные
ресурсы находятся под гораздо большим давлением. Экономия воды, очевидно, экономит
воду, но также экономит энергию
(потому что очистка воды очень энергозатратна), защищает реки
(потому что вода в конечном итоге поступает оттуда) и помогает окружающей среде, от которой мы все зависим. Если
вам выставляют счет за каждую единицу использованной воды, экономия воды также
помогает вашему карману. Вот почему многие люди интересуются
серой водой: способом сбора и переработки части вашей
бытовой воды и использования ее для менее важных вещей, таких как
смыв в туалете.

Что такое серая вода?

По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), типичная семья может использовать в общей сложности 1100 литров (300 галлонов) воды в день.
Даже если учесть приготовление пищи и мытье рук, где нам нужна чистая вода,
существует огромное несоответствие между тем, сколько воды мы используем в целом, и тем количеством, которое нам нужно, и которое должно быть безупречно
чистым. Системы серой воды пытаются решить эту проблему.

Фото: Упрощенная схема, демонстрирующая основную идею серой воды: часть бытовой воды остается относительно чистой даже после использования, поэтому имеет смысл использовать ее для менее важных задач. В показанной здесь конфигурации
белый резервуар для воды на крыше снабжает умывальник, ванну и стиральную машину (синие линии). Они сливаются (черные линии) в резервуар для серой воды (в центре), который используется для смыва в туалете (красная линия). Отработанная вода из кухонной раковины
и туалета сразу же сливается в канализацию как черная вода.

Greywater (иногда пишется greywater в Соединенных
Штатах) — это идея иметь две отдельные системы водоснабжения домохозяйств.
Во-первых, у вас есть обычный источник чистой, свежей воды
(иногда называемой whitewater или водопроводной водой), которую вы используете
для питья, приготовления пищи и т. д. Но у вас также есть дополнительный бак
, который собирает использованную воду из вашей ванны, душа,
стиральной машины
(а иногда и с вашей внешней крыши). Это ваша greywater. Она используется
для смыва в туалете (автоматически), но вы также можете использовать ее для
мытья автомобиля, полива сада и всего остального, для чего не
нужна абсолютно чистая вода. Иногда вода из кухонной раковины
(темная greywater) также используется повторно, но она более загрязнена и
негигиенична, чем вода из вашей ванны или душа. Вода из туалета
(известная как blackwater) никогда не используется повторно: она сливается в
канализацию обычным способом. Испытания, проведенные Агентством по охране окружающей среды Великобритании
(организацией, аналогичной Агентству по охране окружающей среды США), показали, что такие системы
могут сэкономить от 5 до 36 процентов от общего объема потребления воды домохозяйствами, хотя
в новых энергоэффективных домах этот показатель гораздо меньше (максимум около 20 процентов).

Преимущества и недостатки систем очистки серых вод

Фото: Серая вода обычно подразумевает установку дополнительного резервуара. Этот большой резервуар устанавливается в школе; для дома такой большой резервуар не понадобится. Фото Феликса Гарзы-младшего предоставлено
ВМС США.

Серая вода кажется блестящей идеей — по целому ряду причин.
Во-первых, это уменьшает количество пресной воды, которую вам нужно потреблять, поэтому это может помочь
сократить ваши счета за воду. Если вы потребляете меньше воды, канализационные и
очистные сооружения должны перерабатывать меньше (используя меньше энергии) и меньше воды нужно удалять
(«извлекать») из рек — поэтому серая вода также полезна для окружающей среды.
Если у вас есть септик, переход на серую воду уменьшает количество воды, которое вы пропускаете
через резервуар для очистки, продлевая его срок службы.

Но есть и недостатки. Во-первых, стоимость установки
системы серой воды может быть значительной по сравнению с экономией на
счетах за воду, которую вы фактически получаете. А если серьезно, хранение использованной воды в качестве
серой воды позволяет микроорганизмам размножаться, особенно если это
изначально теплая вода, а это может представлять опасность для здоровья. Поэтому
серую воду нужно хранить осторожно, с учетом гигиены, обычно
ее либо фильтруют перед хранением, либо химически дезинфицируют, либо
хранят только относительно короткие периоды времени (системы серой воды
автоматически промывают свои баки и наполняют чистой белой водой, если
они не используются слишком долго), чтобы снизить вероятность
бактериального заражения.

Альтернативы серой воде

Фото: Этот сад с низкими затратами на уход в DOE/NREL в Голдене, штат Колорадо, является хорошим примером того, как
можно перепроектировать офисные сады, чтобы избежать необходимости в расточительном орошении. Фото Уоррена Гретца предоставлено
US DOE/NREL (Департамент энергетики/Национальная лаборатория возобновляемой энергии).

Очистка, дезинфекция и периодический слив явно
снижают выгоду от наличия второй системы водоснабжения — настолько, что
для небольших домохозяйств выгоды могут вообще не быть. Вы,
вероятно, можете добиться большей экономии быстрее и экономичнее, просто
используя пресную воду более осторожно:
реже смывая унитаз (или переходя на экономичный двойной смыв),
закрывая кран, пока чистите зубы, устанавливая
насадку для душа с низким расходом (такую, которая смешивает много воздуха с водой), используя бочку для сбора осадков для вашего сада и т. д. Экономить воду таким образом действительно легко;
многие из них мгновенны и бесплатны. Один действительно хороший способ экономить воду — попросить
вашу коммунальную компанию установить счетчик воды на вашей собственности
(если у вас его еще нет). Видя, сколько воды вы используете каждый
месяц или квартал (и сколько это стоит в вашем счете), вы действительно сосредотачиваете
внимание на экономии — и вы можете увидеть, насколько эффективно
вы это делаете.

Экологи склонны смотреть на вещи немного
по-другому. Сама идея траты такого драгоценного ресурса, как
вода, раздражает людей, которые действительно ценят планету, поэтому некоторые
люди, настроенные на экологию, настаивают на установке систем очистки серой воды в
экодомах как на принципе. Экологи или нет, послание
ясно: в мире растущего дефицита воды все мы
обязаны использовать этот важный ресурс более бережно.
Стоит помнить, что в будущем экономия воды может не стать
вопросом выбора.

Узнать больше

Книги и отчеты

• «Серая вода, зеленый ландшафт: как установить простые водосберегающие системы орошения на вашем дворе» Лоры Аллен. Стори, 2017. От базовой концепции зеленой воды до практических аспектов норм планирования — эта книга предлагает полное руководство по экономии и переработке воды в домашних условиях.
• Новый Create an Oasis with Greywater от Art Ludwig. Oasis, 2016. Практическое руководство по созданию и использованию собственной системы Greywater. Написано для читателей из США, поэтому имейте в виду, что законы и ограничения по планировке могут отличаться, если вы живете в другом месте.
• Введение в управление серыми водами Питера Риддерстолпе. EcoSansRes/Стокгольмский институт окружающей среды, 2004. Полезный вводный отчет на 20 страницах, описывающий системы управления серыми водами, проблемы загрязнения и управления, а также то, как спланировать правильную систему в различных ситуациях.
• Повторное использование и сбор воды: полезные рекомендации Агентства по охране окружающей среды Великобритании, включая ссылку на их Информационное руководство по серым водам.

Патенты

• Система рециркуляции воды Эда Томса, Water-Cyk Corporation. Выпущено 26 сентября 1978 г. Ранняя система очистки серых вод 1970-х годов.
• Система рециркуляции воды с удалением твердых частиц и пены от Эда Томса, Water-Cyk Corporation. Выпущена 15 апреля 1980 г. Модифицированная версия системы, представленной выше, с дополнительными функциями, предназначенными для уменьшения запахов.

Краткая история воды

• 4,6 миллиарда лет назад: формируются запасы воды на Земле.
• 3,6 миллиарда лет назад: Вода позволила зародиться жизни на Земле.
• Доисторические времена: Люди ведут кочевой образ жизни, постоянно перемещаясь
  между местами, где в изобилии есть вода и еда. Первые постоянные
  поселения вырастают рядом с реками и водными системами, которые могут обеспечить
  постоянный запас воды.
• ~4000 г. до н.э.: В Месопотамии изобретена ирригация (технология бесперебойного снабжения водой растущих культур).
• Древнегреческий философ Фалес Милетский
  (ок. 624 г. до н. э.–546 г. до н. э.) считал воду самым основным строительным блоком
  материи. Аристотель , другой греческий философ, считал воду одним из четырех основных элементов (земля,
  воздух, огонь, вода).
• ~300 г. до н.э.: Древние римляне первыми построили акведуки для снабжения своей империи водой.
• 1582: В Лондоне, Англия, построены первые современные водопроводные сооружения.
• 1652: В Северной Америке в Бостоне, штат Массачусетс, построены первые водопроводные сооружения.
• 1781: Английский ученый Генри Кавендиш
  (1731–1810) создает воду из «горючего воздуха» — водорода и «дефлогистированного воздуха» (кислородного воздуха).
• 1783: Французский химик Антуан Лавуазье (1743–1794) показывает, что вода представляет собой соединение водорода и кислорода.
• 1804: Француз Жозеф Луи Гей-Люссак (1778–1850) и немец Александр фон Гумбольдт (1769–1859) показывают, что водород соединяется с кислородом в соотношении два к одному, как в современной формуле H2O.
• 1932: Американский химик Гарольд Юри (1893–1981) открывает дейтерий и показывает, что он присутствует в обычной воде в небольших количествах.
• 1957: В Кувейте начинает работу первый в мире опреснительный завод (производство пресной воды путем удаления соли из морской воды).
• 1951: Американский химик Аристид В. Гроссе (1905–1985) открывает тритий в обычной воде.
• 2008: НАСА обнаруживает воду на Марсе.

Не хотите читать наши статьи? Попробуйте вместо этого послушать

Если вы предпочитаете слушать наши статьи, а не читать их, подпишитесь на наш новый подкаст
на Apple Podcasts,
Spotify,
Amazon,
Podchaser
или в вашем любимом приложении для подкастов или слушайте ниже:

Узнать больше

На этом сайте

• Изменение климата и глобальное потепление
• Экология
• Органические продукты питания и сельское хозяйство
• Загрязнение воды

Факты и статистика

• «Использование воды и стресс» Ханны Ричи и Макса Розера, «Наш мир в данных», 2015/2018. Графическое руководство по мировым проблемам с водой.
• ООН — Водные ресурсы: превосходный обзор мировых проблем с водными ресурсами и мер, принимаемых для их решения.
• Всемирная организация здравоохранения: Вода: взгляд на чистую воду и санитарию с точки зрения здравоохранения.
• Факты ООН о водных ресурсах: точные мировые статистические данные о потреблении воды человечеством.
• ЦУР 6 по водным ресурсам ООН: База данных текущих статистических данных по воде и санитарии.
• Основные статистические данные о помощи в области водоснабжения: Сколько людей не имеют доступа к воде? Сколько детей умирают от болезней и заболеваний, связанных с водой? Эти и другие краткие факты от WaterAid.
• Программа ООН по окружающей среде: Глобальная экологическая перспектива 6: Если вы ищете более подробную статистику по водным ресурсам, вам сюда: регулярные отчеты ГЕО ЮНЕП содержат актуальные оценки ресурсов пресной воды для всех регионов мира.

Проблемы

• Мировой водный кризис: интерактивное введение BBC сравнивает нехватку воды по всему миру. Немного устарело, но все равно достойное введение в проблемы.
• Вода в мире: превосходный ресурс от Питера Глейка (в настоящее время в выпуске 9, выпущенном в январе 2018 г.),
  включая «Хронологию конфликтов из-за воды» — исторический обзор войн за воду
  и других конфликтов.
• Вода: большая проблема 21 века. Выступление ведущего британского эколога сэра Криспина Тикелла. [Архивировано через Wayback Machine.]
• Новая водная политика Ближнего Востока Илана Бермана и Пола Майкла Уиби. Стратегический обзор, лето 1999 г.

Международные организации, занимающиеся глобальной водной политикой

• Европейский Союз — Качество воды в ЕС
• Международный институт управления водными ресурсами (IWMI)
• IRC Международный центр водоснабжения и санитарии
• Инициатива бассейна Нила: долгосрочные усилия по содействию мирному водопользованию между странами, зависящими от реки Нил.
• Тихоокеанский институт исследований в области развития, окружающей среды и безопасности
• Стокгольмский институт водных ресурсов: место проведения престижной Стокгольмской премии в области водных ресурсов
• Всемирный банк: Вода и санитария
• Всемирная организация здравоохранения: вода, санитария и здоровье
• Всемирный Водный Совет
• Всемирный день водных ресурсов: присоединяйтесь к движению за активные действия, посвященные Всемирному дню водных ресурсов, который отмечается 22 марта каждого года.

Международные соглашения

• Дублинское заявление о воде и устойчивом развитии. Принято
  Международной конференцией по воде и окружающей среде (ICWE) в Дублине, Ирландия, 26-31 января 1992 года.
• Глава 18: Защита качества и запасов пресноводных ресурсов: применение комплексных подходов к освоению, управлению и использованию
  водных ресурсов. из Повестки дня на XXI век Организации Объединенных Наций, принятой на пленарном заседании в Рио-де-Жанейро 14 июня 1992 года: 

Полезные отчеты и данные о состоянии мировых водных ресурсов

• Отчеты Всемирного водного совета: множество полезных отчетов и документов.
• Международные реки. Различные отчеты о плотинах и связанных с ними вопросах освоения рек.
• Дефицит воды ООН.
• [PDF] Мировой спрос на воду и ее предложение с 1990 по 2025 гг.: сценарии и проблемы
  Дэвида Секлера, Упали Амарасингхе, Дэвида Молдена, Радхики де Сильвы и
  Рэндольфа Баркера. Коломбо, Шри-Ланка: Международный институт управления водными ресурсами,
  1998 г.
• Оценка мировых водных ресурсов,
  Игорь Шикломанов, Water International, том 25, номер 1, март 2000 г.
• Tearfund. Running on Empty: A Call for Action to Combat the Crisis of Global Water Distresses. Лондон: Tearfund, 2001.
• [PDF] WaterAid. Мегатрущобы: грядущий санитарный кризис. Лондон: WaterAid.

Книги и журнальные статьи

• Глейк, Питер. Вода в мире: Двухгодичный отчет о пресноводных ресурсах: Том 9. Вашингтон, округ Колумбия: Island Press, 2018.
• Косгрейв, Уильям и др. World Water Vision: делаем воду делом каждого. Лондон: Routledge, 2014.
• Барлоу, Мод. Голубой договор: глобальный водный кризис и грядущая битва за право на воду. Нью-Йорк: The New Press, 2013.
• Постел, Сандра. Последний оазис: Столкновение с дефицитом воды Лондон: Earthscan, 2013 (первоначально опубликовано в 1992 году).
• Пирс, Фред. Когда реки высыхают: вода — определяющий кризис XXI века. Бостон: Beacon Press, 2007.
• Де Вильерс, Марк. Вода: Вода: судьба нашего
  самого ценного ресурса. Нью-Йорк: Mariner Books, 2001.
• Де Вильерс, Марк. Водные войны: заканчивается ли вода в мире ? Лондон: Вайденфельд, 1999.
• Постел, Сандра. Песчаный столб: может ли чудо орошения продлиться долго? Нью-Йорк: WW Norton, 1999.
• Секлер, Дэвид, Упали Амарасингхе, Дэвид Молден, Радхика де Сильва и Рэндольф Баркер. Мировой спрос и предложение воды, 1990-2025: Сценарии и проблемы. Коломбо, Шри-Ланка: Международный институт управления водными ресурсами, 1998.
• Маккалли, Патрик. Затихшие реки. Лондон: Zed Books, 1996.
• [PDF] Постел, Сандра, Гретхен Дейли и Пол Эрлих. «Присвоение человеком возобновляемой пресной воды». Science , февраль 1996 г., том 271, стр. 785–788.

Новостные статьи

• Глобальный водный кризис усилится из-за изменения климата, говорится в докладе Фионы Харви, The Guardian, 17 августа 2021 года. Изменение климата значительно усугубит нехватку воды, при этом прогнозируются большие изменения в мировом водном цикле.
• По данным Фионы Харви, The Guardian, 26 ноября 2020 года, более 3 миллиардов человек страдают от нехватки воды. Миллиарды людей сталкиваются с голодом, вызванным растущей нехваткой воды.
• «Это война»: в Мексике вспыхивает трансграничная борьба за воду. Автор: Натали Китроефф, The New York Times, 14 октября 2020 г. Истощение водных ресурсов подталкивает людей к конфликтам.
• От недостатка до избытка: мировой водный кризис, объясненный Стивеном Лихи. National Geographic, 22 марта 2018 г. Множество фактов, цифр и инфографики в этом подробном обзоре.
• Две трети мира сталкиваются с серьезной нехваткой воды Николаса Сент-Флера. The New York Times, 12 февраля 2016 г. Согласно новым исследованиям, четыре миллиарда человек испытывают нехватку воды по крайней мере один месяц в году.
• Доступ к чистой воде и санитарии по всему миру — карта Кэтрин Первис. The Guardian, 1 июля 2015 г. Превосходная интерактивная карта мировых проблем водоснабжения и санитарии.
• Почему нехватка пресной воды станет причиной следующего мирового кризиса, Робин Макки. The Guardian, 8 марта 2015 г. Еще один взгляд на мировой водный кризис с великолепной инфографикой.
• Что делает арабский мир, когда у него заканчивается вода? Джон Видал. The Guardian, 20 февраля 2011 г. Сокращение запасов воды приведет к росту политической нестабильности.
• План действий по преодолению водного кризиса в Китае вызывает беспокойство Эдварда Вонга. New York Times, 1 июня 2011 г. Является ли увеличение забора воды из рек решением проблемы нехватки воды или это создаст другие проблемы?
• Дефицит воды: надвигающийся кризис? Алекс Кирби. BBC News, 19 октября 2004 г. Старая статья, но все еще хороший краткий обзор проблем, лежащих в основе насущного водного кризиса.
• Вода: текущий архив статей о мировых водных ресурсах от The New York Times.