Водосбережение включает в себя всю политику, стратегии и мероприятия по устойчивому управлению природными ресурсами пресной воды, защите гидросферы и удовлетворению нынешнего и будущего спроса человека. Население, размер семьи, рост и изобилие влияют на количество воды. Такие факторы, как изменение климата, усиливают давление на природные водные ресурсы, особенно в обрабатывающей промышленности и сельскохозяйственном орошении. Многие города США уже реализовали политику, направленную на сохранение водных ресурсов, с большим успехом.
Целями водосберегающих усилий являются:
Обеспечение доступности воды для будущих поколений, когда изъятие пресной воды из экосистемы не превышает ее естественной нормы замещения.
Энергосбережение в качестве установок по перекачке воды, доставке и очистке сточных вод потребляет значительное количество энергии. В некоторых регионах мира более 15% общего потребления электроэнергии посвящено управлению водными ресурсами.
Сохранение местообитаний, где минимизация использования воды для людей помогает сохранить пресноводные места обитания для местной дикой природы и мигрирующих водоплавающих птиц, но также и качество воды.
Причины загрязнения воды
В поверхностных водах
Ввод загрязняющих веществ из воздуха
Загрязнители, выброшенные в результате несчастных случаев в промышленности или на дорогах (например, аварии на танкерах, аварии или крупные пожары на промышленных предприятиях)
Пестициды
сброс неочищенных сточных вод
путем вымывания чрезмерно удобренных сельскохозяйственных угодий
В грунтовых водах
водорастворимые или жидкие компоненты незаконно депонированных отходов из частных домашних хозяйств, промышленности и торговли
Сточные воды от утечки канализационных труб
чрезмерное оплодотворение полей с навозом и навозом в основном из заводского земледелия
Преднамеренно или непреднамеренно высвобождаемые загрязняющие вещества на промышленных или коммерческих предприятиях (например, в результате незаметных утечек линий, небрежного поведения сотрудников, промышленных аварий, в прежние времена также из-за недостаточной осведомленности о проблеме)
Минеральные масла, противообледенительные соли и остатки от транспорта и транспорта
Пестициды из сельского хозяйства
Стратегии
Ключевыми видами деятельности, которые способствуют сохранению водных ресурсов (экономии воды), являются следующие:
Любое выгодное сокращение потерь воды, использования и расточительства ресурсов.
Избегайте любого повреждения качества воды.
Совершенствование методов управления водными ресурсами, которые уменьшают использование или улучшают полезное использование воды.
Одна из стратегий сохранения водных ресурсов — сбор дождевой воды. Копание прудов, озер, каналов, расширение водохранилища и установка улавливающих дождевой воды каналов и систем фильтрации в домах — это разные способы сбора дождевой воды. Собранная и фильтрованная дождевая вода может использоваться для туалетов, домашнего озеленения, орошения газонов и мелкомасштабного сельского хозяйства.
Другая стратегия в области сохранения водных ресурсов — защита ресурсов подземных вод. Когда происходит осаждение, некоторые проникают в почву и уходят в подполье. Вода в этой зоне насыщения называется грунтовой водой. Загрязнение грунтовых вод приводит к тому, что водоснабжение подземных вод не может быть использовано в качестве источника свежей питьевой воды, и естественная регенерация загрязненных подземных вод может занять годы для пополнения запасов. Некоторые примеры потенциальных источников загрязнения подземных вод включают в себя резервуары для хранения, септические системы, неконтролируемые опасные отходы, свалки, атмосферные загрязнители, химические вещества и соли. Загрязнение подземных вод уменьшает пополнение имеющихся пресноводных ресурсов, поэтому принятие профилактических мер путем защиты ресурсов подземных вод от загрязнения является важным аспектом сохранения водных ресурсов.
Дополнительной стратегией сохранения водных ресурсов является использование устойчивых методов использования ресурсов подземных вод. Подземные воды вытекают из-за силы тяжести и, в конечном счете, выходят в потоки. Избыточная перекачка грунтовых вод приводит к снижению уровня грунтовых вод, и, если она продолжится, она может исчерпать ресурс. Наземные и поверхностные воды связаны, и чрезмерное использование подземных вод может уменьшить и, в крайних случаях, уменьшить водоснабжение озер, рек и ручьев. В прибрежных районах перекачивание грунтовых вод может увеличить проникновение соленой воды, что приводит к загрязнению воды в подземных водах. Устойчивое использование подземных вод имеет важное значение для сохранения водных ресурсов.
Основным компонентом стратегии сохранения водных ресурсов является коммуникация и просвещение в области образования различных водных программ. Еще одной важной стратегией, используемой в области сохранения водных ресурсов, является развитие коммуникации, которая обучает науку землеустроителям, политикам, фермерам и широкой общественности. Коммуникация науки о том, как работают водохозяйственные системы, является важным аспектом при составлении плана управления для сохранения этой системы и часто используется для обеспечения реализации правильного плана управления.
Воздействие загрязнения воды
В настоящее время вряд ли возможно использовать приповерхностные подземные воды для питьевой воды, поскольку в Постановлении о питьевой воде предусмотрено, что помимо прочего, в питьевой воде можно обнаружить не более 50 мг нитрата / литра. Поэтому когда-либо более глубокие ресурсы подземных вод используются для питьевой воды.
Меры по сохранению водных ресурсов
Очистка воды осуществляется с целью снижения влияния использования человеком воды и окружающей среды на приемлемый уровень. В области Европейского Союза Водная рамочная директива определяет достижение хорошего экологического статуса в качестве цели качества воды и, следовательно, защиты воды. На национальном уровне эта задача является прежде всего водным правом. Но другие законы в области экологического права имеют цель защиты воды, в Германии это в основном Федеральный закон о контроле за действиями, промышленное оборудование, применение состояния artprescribes. Современное состояние является синонимом «наилучших доступных методов» (BAT), опубликованных Европейским союзом в BREF, и обязательных «выводов BAT».
Меры по контролю загрязнения воды могут быть:
Адаптированное управление сельским хозяйством, например, предотвращение эрозии, анализ навоза и внесение удобрений — и минимизация пестицидов, сокращение излишков питательных веществ путем недопущения красной овсяницы на кукурузных полях
Избегать загрязнения воды, избегая использования воды или опасных для окружающей среды веществ.
Сокращение поступления веществ, опасных для водной среды и окружающей среды из-за их удержания в месте сбора (например, во время работы путем фильтрации, флокуляции, биологической очистки сточных вод, активированного угля и т. Д.).
Меры по сбросу и очистке сточных вод на станции очистки сточных вод.
Надлежащее удаление отходов.
Предотвращение и контроль несчастных случаев и инцидентов, например, путем надлежащего хранения веществ, опасных для воды и окружающей среды, и удержания воды для тушения.
Помощь при очистке вод
Соблюдайте охраняемые территории для растений и животных на озере / реке
Держите банки и насыпи чистыми
Не трать воду
Если возможно, используйте дождевую воду
Использовать экологически чистые моющие средства и чистящие средства
Не давить масло или жир в воду
Мониторинг состояния вод и развития вод называется мониторингом воды.
Общие цели защиты подземных вод
Подземные воды являются важным элементом естественного баланса. Он является частью водного цикла и выполняет важные экологические функции. Подземные воды также являются самым важным источником питьевой воды в Германии. Поэтому грунтовые воды должны быть в значительной степени защищены от загрязнения. Поэтому для защиты подземных вод существуют следующие общие цели:
Подземные воды должны быть защищены от загрязнений или других неблагоприятных изменений его свойств и сохранены в естественном состоянии.
Управление подземными водами должно быть в гармонии с природной средой.
Подземные воды должны быть защищены как меры предосторожности и всесторонне.
Стандартом качества является его антропоген в значительной степени незатронутым характером.
Социальные решения
Программы водосбережения, связанные с социальными решениями, обычно начинаются на местном уровне либо муниципальными водоканалами, либо региональными правительствами. Общие стратегии включают общественные информационно-пропагандистские кампании, многоуровневые тарифы на воду (взимание постепенно более высоких цен при увеличении использования воды) или ограничения на использование воды на открытом воздухе, такие как полив газонов и мойка автомобилей. Города в сухом климате часто требуют или поощряют установку ксерокопирования или естественного озеленения в новых домах для уменьшения использования наружной воды. Большинство городских уличных водных ресурсов в Калифорнии являются жилыми, что свидетельствует о причине выхода на улицу как для домашних хозяйств, так и для бизнеса.
Одной из основных целей сохранения является универсальное измерение. Распространенность измерения уровня воды в жилых домах значительно различается во всем мире. Недавние исследования показали, что водоснабжение измеряется менее чем в 30% британских домашних хозяйств и около 61% городских канадских домов (по состоянию на 2001 год). Хотя отдельные счетчики воды часто считались нецелесообразными в домах с частными колодцами или в многоквартирных домах, Агентство по охране окружающей среды США считает, что только измерение может снизить потребление на 20-40 процентов. В дополнение к повышению осведомленности потребителей об их использовании воды, измерение также является важным способом выявления и локализации утечки воды. Измерение воды принесло бы пользу обществу, в долгосрочной перспективе доказано, что учет воды повышает эффективность всей системы водоснабжения, а также помогает излишним расходам для людей на долгие годы. Можно было бы отказаться от сточных вод, если они не захотят платить дополнительные расходы, таким образом, водное управление сможет контролировать использование воды государственными, внутренними и производственными услугами.
Некоторые исследователи предположили, что усилия по сохранению водных ресурсов должны быть в первую очередь направлены на фермеров в свете того факта, что орошение культур составляет 70% мирового потребления пресной воды. Сельскохозяйственный сектор большинства стран важен как экономически, так и политически, а водные субсидии являются общими. Защитники защиты настоятельно призвали удалить все субсидии, чтобы заставить фермеров выращивать более водосберегающие культуры и принимать менее расточительные методы орошения. [Править]
Новая технология предлагает несколько новых вариантов для потребителей, такие функции, как полный флеш и наполовину флеш при использовании туалета, пытаются повлиять на потребление воды и отходы. Также доступны современные душевые головки, которые помогают уменьшить трату впустую: старые душевые головки, как говорят, используют 5-10 галлонов в минуту, в то время как новые приспособления доступны, как говорят, используют 2,5 галлонов в минуту и обеспечивают равное покрытие воды. [Править]
Бытовые приложения
На веб-сайте Home Water Works содержится полезная информация о сохранении водных ресурсов. Вопреки популярному мнению, что наиболее эффективным способом экономии воды является сокращение поведения, связанного с использованием воды (например, при использовании более коротких ливней), эксперты считают, что наиболее эффективным способом является замена туалетов и дооснащение мойки; о чем свидетельствуют два исследования каротажа конечного использования домашних хозяйств в США
Водосберегающие технологии для дома включают в себя:
Низкопоточные душевые головки иногда называют энергосберегающими душевыми головками, так как они также потребляют меньше энергии
Туалеты с низким уровнем смыва и туалеты для компостирования. Они имеют огромное влияние на развитый мир, поскольку обычные западные туалеты используют большие объемы воды
Двойные сливные туалеты, созданные Caroma, включают в себя две кнопки или ручки для промывки разных уровней воды. Двойные сливные туалеты используют на 67% меньше воды, чем обычные туалеты
Аэраторы-смесители, которые ломают поток воды в мелкие капли, чтобы поддерживать «эффективность смачивания» при использовании меньше воды. Дополнительным преимуществом является то, что они уменьшают разбрызгивание при мытье рук и блюд
Очистка сырой воды, когда в туалетах используется морская вода или неочищенная вода
Системы повторного использования или рециркуляции сточных вод, позволяющие:
Повторное использование серой воды для промывки туалетов или поливных садов
Утилизация сточных вод путем очистки на установке по очистке воды. См. Также Сточные воды — Повторное использование
Сбор дождевой воды
Высокопроизводительные стиральные машины
Оросительные контроллеры, основанные на погоде
Сопла для садового шланга, которые закрывают воду, когда она не используется, вместо того, чтобы пропускать шланг.
Низкопоточные краны в умывальниках
Плавательные бассейны, которые уменьшают испарение, и могут нагревать воду в бассейне, чтобы снизить затраты на воду, энергию и химические вещества.
Автоматический кран — это водоэмульсионный кран, который устраняет отходы воды на кране. Он автоматизирует использование кранов без использования рук.
Коммерческие приложения
Многие водосберегающие устройства (например, туалеты с низким уровнем смыва), которые полезны в домах, также могут быть полезны для экономии воды в бизнесе. Другие водосберегающие технологии для предприятий включают:
Безводные писсуары
Безводные автомойки
Инфракрасные или педальные краны, которые могут экономить воду, используя короткие всплески воды для полоскания на кухне или в ванной комнате
Напорные водяные бани, которые можно использовать вместо шланга для очистки тротуаров
Системы повторной циркуляции процессора рентгеновской пленки
Контроллеры проводимости охлаждающей башни
Водосберегающие паровые стерилизаторы для использования в больницах и медицинских учреждениях
Сбор дождевой воды
Водяные теплообменники.
Сельскохозяйственные применения
Для орошения сельскохозяйственных культур оптимальная эффективность использования воды означает минимизацию потерь из-за испарения, стока или подповерхностного дренажа при максимальном производстве. Испарительный кастрюлю в сочетании с определенными факторами коррекции урожая можно использовать для определения количества воды, необходимой для удовлетворения требований завода. Наводнение ирригация, самый старый и наиболее распространенный тип, часто очень неравномерна в распределении, поскольку части поля могут получать избыток воды для доставки достаточного количества в другие части. Верхнее орошение с использованием центробежных или латунных спринклеров имеет потенциал для более равномерного и контролируемого распределения. Капельное орошение является самым дорогим и наименее используемым типом, но обеспечивает возможность доставки воды для корней растений с минимальными потерями. Тем не менее, капельное орошение становится все более доступным, особенно для домашнего садовода и в свете повышения уровня воды. Использование методов капельного орошения позволяет экономить до 30 000 галлонов воды в год при замене ирригационных систем, которые распыляются во всех направлениях. Существуют также дешевые эффективные методы, подобные капельному орошению, такие как использование пропитывающих шлангов, которые могут даже погружаться в растущую среду для устранения испарения.
Поскольку изменение ирригационных систем может быть дорогостоящим мероприятием, усилия по сохранению часто концентрируются на максимизации эффективности существующей системы. Это может включать резки уплотненных грунтов, создание бороздных дамб для предотвращения стока и использование датчиков влажности почвы и осадков для оптимизации графиков орошения. Обычно большие достижения в эффективности возможны за счет измерения и более эффективного управления существующей ирригационной системой. В Докладе о зеленой экономике ЮНЕП в 2011 году отмечается, что «очищенные органические вещества почвы от использования зеленых навоза, мульчирования и утилизации растительных остатков и навоза животных увеличивают водоемкость почв и их способность поглощать воду во время проливных дождей», способ оптимизации использования осадков и орошения в сухие периоды в сезоне.
Повторное использование воды
Недостаток воды становится все более трудной проблемой для управления. Более 40% населения мира живет в регионе, где спрос на воду превышает его предложение. Дисбаланс между спросом и предложением наряду с сохраняющимися проблемами, такими как изменение климата и экспоненциальный рост населения, заставил воду повторно использовать необходимый метод для сохранения воды. Существует множество методов, используемых при очистке сточных вод, чтобы гарантировать их безопасное использование для орошения продовольственных культур и / или питьевой воды.
Опреснение морской воды требует больше энергии, чем опреснение пресной воды. Несмотря на это, многие установки опреснения морской воды были построены в ответ на нехватку воды во всем мире. Это обусловливает необходимость оценки воздействия опреснения морской воды и поиска путей улучшения технологии опреснения. Текущие исследования включают использование экспериментов для определения наиболее эффективных и наименее энергоемких методов опреснения.
Песчаная фильтрация — еще один метод, используемый для обработки воды. Недавние исследования показывают, что фильтрация песка нуждается в дальнейшем улучшении, но он приближается к оптимизации с его эффективностью при удалении патогенов из воды. Песчаная фильтрация очень эффективна при удалении простейших и бактерий, но борется с удалением вирусов. Крупномасштабные установки для фильтрации песка также требуют больших площадей для их размещения.
Удаление патогенов из рециркулируемой воды имеет высокий приоритет, поскольку сточные воды всегда содержат патогены, способные инфицировать людей. Уровни патогенных вирусов должны быть уменьшены до определенного уровня, чтобы рециркулированная вода не представляла угрозы для населения. Дальнейшие исследования необходимы для определения более точных методов оценки уровня патогенных вирусов в очищенных сточных водах.
Отходы воды
Отходы воды (также называемые «водными отходами» в США) являются оборотной стороной для сохранения воды, а в бытовых применениях это означает причинение или разрешение сброса воды без каких-либо практических целей. Неэффективное использование воды также считается расточительным. По оценкам EPA, утечка домашних хозяйств в США может тратить около 900 миллиардов галлонов (3,4 миллиарда кубических метров) воды в год по всей стране. Как правило, агентства по управлению водными ресурсами неохотно или неохотно дают конкретное определение несколько нечеткой концепции водных отходов. Однако определение водных отходов часто приводится в местных чрезвычайных постановлениях о засухе. Один из примеров относится к любым действиям или упущениям, будь то умышленные или небрежные, которые «вызывают или разрешают воду протекать, разгружаться, течь или бежать в отходы в любой водосточный желоб, санитарную канализацию, водоток или общественную или частную ливневую канализацию или на любые смежные из любого крана, шланга, крана, трубы, спринклера, пруда, бассейна, водного пути, фонтана или сопла ». В этом примере в коде города также разъясняется, что «в случае стирки,« разряда »,« потока »или« бега в отходы »означает, что вода, превышающая необходимую для мытья, влаги или очистки грязного или пылевого объекта, таких как автомобиль, тротуар или стоянка, течет в отходы. Водные коммунальные службы (и другие источники средств массовой информации) часто предоставляют списки расточительных методов использования воды и запреты расточительного использования. Примеры включают утилиты в Сан-Антонио, штат Техас. Лас-Вегас, Невада, Калифорнийская служба водоснабжения в Калифорнии и Сан-Диего, Калифорния. Город Пало-Альто в Калифорнии применяет постоянные ограничения использования воды в отношении расточительных практик, таких как утечки, сток, орошение во время и сразу после осадков, а также использование питьевой воды, когда имеется непищевая вода. Аналогичные ограничения действуют в штате Виктория, Австралия. Временные запреты на использование воды (также известные как «запреты на шланги») используются в Англии, Шотландии, Уэльсе и Северной Ирландии.
Строго говоря, вода, которая выбрасывается в канализацию или непосредственно в окружающую среду, не пропадает и не теряется. Он остается в пределах гидрологического цикла и возвращается к поверхности суши и поверхностным водным объектам в качестве осадков. Однако во многих случаях источник воды находится на значительном удалении от точки возврата и может находиться в другом водосборном бассейне. Разделение между точкой извлечения и точкой возврата может представлять значительную ухудшение состояния окружающей среды в водотоке и прибрежной полосе. То, что «теряется впустую», — это доставка водой сообщества, которая была захвачена, сохранена, транспортирована и обработана до стандартов качества питьевой воды. Эффективное использование воды экономит расходы на водоснабжение и оставляет больше пресной воды в озерах, реках и водоносных горизонтах для других пользователей, а также для поддержки экосистем. Концепция, тесно связанная с потерей воды, — «эффективность использования воды». Использование воды считается неэффективным, если его цель может быть достигнута с меньшим количеством воды. Техническая эффективность проистекает из инженерной практики, где она обычно используется для описания отношения выхода к вводу и полезна для сравнения различных продуктов и процессов. Например, один душ будет считаться более эффективным, чем другой, если он может достичь той же цели (например, ливня), используя меньшее количество воды или других входов (например, более низкое давление воды). Однако концепция технической эффективности не пригодится при принятии решений о вложении денег (или ресурсов) в меры по сохранению воды, если входы и выходы не измеряются в стоимостном выражении. Это выражение эффективности называется экономической эффективностью и включено в концепцию сохранения воды.
Важность защиты воды
В 1970-х годах Рейн под Дюссельдорфом представлял собой водоем с сильным органическим загрязнением. Результатом было низкое содержание кислорода. У Некар вблизи Людвигсбурга также был огромный дефицит O 2 и высокая концентрация сточных вод. Реки Рейн и Неккар считались «канализациями нации» в 1970-х годах. Воды Рейна и Неккара были удостоены класса IV качества воды в конце 1970-х годов, а сегодня как реки, так и большинство других рек в Германии имеют почти качество питьевой воды (класс качества II).
Особенно драматичным было загрязнение вод в ГДР. В ГДР было в общей сложности 90 000 километров рек и ручьев. Из-за их органической, гигиенической и физиологической нагрузки, 46 процентов из 11 000 километров в 1990 году больше не были пригодны для купания, более не для простого лечения в промышленности и, конечно же, для питьевого водоснабжения. После воссоединения качество воды в реках на западе было достигнуто за счет строительства новых очистных сооружений и прекращения особо опасных для окружающей среды производственных процессов.
Сегодня постоянные программы мониторинга речного мониторинга в Баден-Вюртемберге включают тщательные биологические и физико-химические исследования. Они постоянно контролируют качество воды в проточных водах и застойных водах и оценивают их так называемыми классами качества воды.