Пітер Роджерс (Peter Rogers) – професор міського і районного планування в Гарвардському університеті (США) та старший консультант в Глобальному водному партнерстві, міжнародній програмі, прийнятій в рамках ООН з метою поліпшення світової практики водокористування, а також лауреат стипендій Гуггенхайма і Фонду ХХ століття.
Водні ресурси планети перебувають під великим навантаженням у зв’язку із зростанням населення і підвищенням його доходів
Людям потрібно все більше прісної води, а передбачити її доступність на планеті стає все важче. Ми володіємо технологіями, здатними запобігти глобальній водній кризі, проте необхідно негайно приступати до їх впровадження
Мій приятель живе в престижному районі Нью-Делі в Індії. Незважаючи на те, що кожного року тут випадає достатня кількість опадів, вранці його будить рев мегафону, який сповіщає, що воду дадуть тільки на годину. Така ситуація в Нью-Делі виникла в основному через те, що кілька років тому чиновники вирішили відвести значну кількість води від річок і водоймищ для зрошування полів.
Будинок мого сина знаходиться в м. Фінікс, США. Кожного ранку він прокидається від дзюрчання води, яка розбризкується над зеленими газонами та полями для гольфу. Хоча місто й розташоване посеред пустелі Сонора, вода в ньому подається без обмежень. Місцева влада потурбувалася, щоб вода прямувала в міста і передмістя, а не на сільськогосподарські угіддя. А для зрошування зелених насаджень та інших видів непитного використання води було дозволено використовувати очищені стоки.
Не лише у Нью-Делі або Фініксі, але й у всьому світі органи влади мають реальну можливість впливати на експлуатацію водних ресурсів. Сьогодні, в багатьох куточках нашої планети потреба в прісній воді починає перевищувати її доступність, і немає ніяких підстав сподіватися, що ситуація вирішиться сама собою. В даний час один з шести чоловік, тобто більше мільярда чоловік по всій Землі, страждають від нестачі питної води. Згідно з даними ООН, до 2025 року більш ніж половина країн земної кулі або відчуватиме серйозне перевантаження, наприклад, коли потрібна більша кількість Н2О, чим є, або ж там виникне відвертий її дефіцит. До середини століття вже до трьох чвертей населення Землі зіткнеться з нестачею прісної води.
Учені чекають, що її дефіцит прийме глобальний характер в значній мірі тому, що при зростанні населення, зростає й кількість заможних людей, що в свою чергу збільшує попит на воду. Також слід зауважити, що глобальна зміна клімату веде до зниження водозабезпеченості багатьох регіонів планети. Більше того, багато водних джерел перебувають під загрозою забруднення промисловими стоками, змиву добрив з полів та проникнення солоної води в прибережних зонах у водоносні шари внаслідок відкачування ґрунтових вод. Оскільки нестача води може призвести до голоду, хвороб, політичної нестабільності і навіть до збройних конфліктів, нездатність прийняти належні заходи загрожує серйозними наслідками.
Уряди та органи влади на всіх рівнях повинні сформулювати і реалізувати конкретні плани з реалізації політичних, економічних і технологічних заходів, які зможуть забезпечити водну безпеку сьогодні і в майбутньому.
ПРИЧИНИ ДЕФІЦИТУ
Для того, щоб зрозуміти світові проблеми водозабезпечення, необхідно зрозуміти, яка кількість прісної води потрібна з розрахунку на одну людину, а також вивчити чинники, що заважають водозабезпеченню і збільшують потребу у воді в різних регіонах світу. Малін Фалкенмарк (Malin Falkenmark) із Стокгольмського міжнародного інституту води вважає, що кожній людині на Землі в середньому потрібно, як мінімум 1 тис. м3 води на рік, яка витрачається для питних потреб, гігієни і сільськогосподарського виробництва продуктів харчування. Ступінь забезпеченості залежить від регіону, оскільки водні ресурси на Земній кулі розподілені дуже неоднорідно. Особливо важко забезпечити людей необхідною кількістю води в посушливих регіонах слаборозвинених країн, де при високій щільності населення потреба в Н2О дуже велика, а її доступність обмежена. Такі ріки, як Ніл, Іордан, менше Янцзи і Ганг, сильно змінюються впродовж року. А під Нью-Делі, Пекіном та багатьма іншими інтенсивно зростаючими містами падає рівень грунтових вод.
Із нестачею прісної води все частіше починають стикатися і в розвинених країнах. Наприклад, сильні посухи в США нещодавно призвели до її дефіциту в багатьох містах в північній частині штату Джорджія і на великих територіях південного Заходу.
ВЛАДА ЗОЛОТА
Зрозуміло, що географічне розташування – не єдиний чинник, що визначає доступність води в кожному конкретному регіоні. Головну роль тут грає платоспроможність. У мешканців американського Заходу є стара приказка: “Зазвичай вода тече вниз, проте вона завжди піднімається вгору туди, де є гроші”. Іншими словами, коли з’являється дефіцит постачання вологою, вона, перш за все, прямує туди де приносить більш високий дохід.
При такій організації бідним групам населення та природі – флорі і фауні розташованих по сусідству екосистем – дістається занадто мало.
Показовий випадок стався в регіоні із найкращою системою управління водними ресурсами в світі – в басейні річок Муррей і Дарлінг на південному сході Австралії. Ще декілька десятиліть тому сільськогосподарські виробники і уряд поділили воду між споживачами, заклавши в основу рівність і економічні принципи. Угода по її використанню дозволяла учасникам торгувати водою і правами на неї. В документі навіть було передбачено виділення значної частини водних ресурсів для місцевих екосистем та їх природних мешканців, про яких в інших випадках часто забували, хоча від них зрештою залежить добробут всього регіону Наприклад, водні і болотяні рослини, як макро-, так і мікроскопічні, зазвичай вносять значний внесок в очищення води від вироблених людиною стоків.
Проте, з’ясувалося, що тієї кількості води, яку автори плану виділили на підтримку навколишнього середовища, виявилося недостатньо, що стало очевидним під час періодичних посух. Територія басейну річок Муррей і Дарлінг висохла, і останніми роками там почали виникати сильні пожежі.
Якщо навіть в межах однієї держави виявляється нелегко керувати розподілом водних ресурсів, то очевидна складність цього завдання в басейнах річок, що включають території декількох країн. Так із річкою Іордан межують Ліван, Сірія, Ізраїль, палестинські території та Іорданія. Всі ці країни претендують на свою частку із спільної, але обмеженої кількості води цієї невеликої річки, що протікає в цьому посушливому регіоні. Лише безперервні переговори і компроміси утримують напружену ситуацію під контролем.
ЯК ВИЗНАЧИТИ ПОТРЕБУ У ВОДІ
Попит зростає не лише при збільшенні чисельності населення, але також має тенденцію ставати вище із зростанням рівня доходу: більш забезпечені групи населення зазвичай споживають більше води, особливо в міських і промислових районах. У багатьох містах, перш за все на щільніше населених територіях Азії і Африки, попит нестримно зростає.
Окрім рівня доходів попит на воду залежить також від її ціни для споживача. Наприклад, наприкінці 1990-х р., коли ми виконали моделювання світового споживання води в період з 2000 до 2050 рр.,то виявили, що світова потреба в Н2О зросте з 3350 км3 до 4900 км3 – за умови, що доходи і ціни залишаться на тому ж рівні, що і в 1998 р. Проте попит на воду виросте майже в три рази (до 9250 км3), якщо доходи найбідніших націй продовжать зростати і досягнуть сьогоднішнього рівня країн з середнім доходом, і якщо при цьому уряди цих держав не проводитимуть чіткої політики по обмеженню водоспоживання. Підвищення потреби приведе до значно інтенсивнішого навантаження на джерела води, що відповідає прогнозам Міжнародного інституту управління водними ресурсами (І\Л/МІ).
СПОСОБИ ЗНИЗИТИ ВТРАТИ
Необхідно проводити розумну цінову політику, яка сприятиме кращому заощадженню води в житловому і промисловому секторах. У минулому, ціна прісної води в США та інших великих економічно розвинених державах була занадто низькою, щоб стимулювати споживачів економити воду. Нерідко люди експлуатують природний ресурс, мало піклуючись про втрати, якщо він дається майже безкоштовно.
Відповідно, головна моя рекомендація – встановити вищі ціни на воду повсюдно і стимулювати такі заходи, як систематичне повторне використання побутових не фекальних стоків (так званої “сірої води”) для не питних цілей.
Підвищення цін поліпшить також стан систем доставки води і знизить її втрати. Один з найважливіших наслідків занадто низьких цін на воду полягає в тому, що виділяються недостатні кошти на розвиток і підтримку систем водопостачання. Відповідні служби зазвичай не прагнуть своєчасно виявляти витоки, а приступають до ремонту лише після того, як труби остаточно прорве.
Проте вартість ремонту і модернізації інфраструктури систем водопостачання в США і Канаді, які здатні знизити втрати і забезпечити їх безперебійне функціонування, виявиться дуже високою.
Консалтингова фірма Booz Allen Hamilton підрахувала, що в найближчих 25 років обом країнам потрібно буде витратити на системи водопостачання загалом близько $3,6 трлн.
Необхідно використовувати і іншу важливу стратегію, яка спрямована на найбільших споживачів. Мішень цієї стратегії -зрошування сільськогосподарських угідь: якщо порівнювати сільське господарство з будь-яким іншим видом споживання води, то тут можна зберегти прісної води набагато більше. Як показують дослідження Міжнародного інституту управління водними ресурсами, для того, щоб забезпечити населення Землі продуктами харчування в 2050 р. без технологічних нововведень в зрошуваному сільськогосподарському виробництві, фермерам буде потрібно значне підвищення кількості води (збільшення з поточних 2700 до 4000 км3.).
З іншого боку, навіть невелике десятивідсоткове зростання ефективності зрошування вивільнить більше води, ніж витрачається на випар в решті всіх видів людської діяльності. Тому, необхідно ліквідовувати витоки в системі транспортування води і реалізувати методи її збереження, а також запроваджувати ефективніші способи її доставки безпосередньо до рослин.
Ще один підхід до заощадження води полягає в тому, щоб між сезонами вегетації зберігати вологу, призначену для зрошування, в підземних сховищах. У більшості регіонів світу накопичення дощової і снігової води і її стік в річки досягає максимуму між сезонами вегетації, коли потреба у воді для зрошування мінімальна. Основне завдання – зберегти воду і використовувати її в той сезон, коли потреба в ній для зрошування полів особливо велика.
Найпростіший спосіб – утримати воду за допомогою дамб, проте з відкритої поверхні водосховищ відбувається випаровування значної її кількості. Ці втрати можна знизити, якщо зберігати вологу під землею. Можна використовувати великі підземні резервуари, які легко наповнювати із поверхневих джерел води, а потім викачувати з них воду для зрошування по мірі необхідності. Подібні “банки води” вже є в Арізоні, Каліфорнії та в інших місцях.
Більш широке використання дощувальних систем поливу, які мінімізують витрати води, дозволяючи їй повільно надходити або із ґрунтового шару, або прямо із прикореневої зони рослин -ефективна міра скорочення використання води для іригації. Інвестування в нові сорти рослин, здатні переносити нестачу води, посухи і полив соленою водою, також дозволяє додатково знизити витрати води на зрошування.
ЩО ЩЕ МОЖНА ЗРОБИТИ
Скоротити потребу у воді для зрошування в пустинних і напівпустинних областях і при цьому забезпечити зростаючий у всьому світі попит на продукти харчування можна, забезпечуючи ці області так званою “віртуальною” водою. Цим терміном позначають її кількість, витрачену на виробництво продуктів харчування і інших товарів. Якщо вони експортуються в посушливі регіони, то там вже не доведеться витрачати воду для їх вирощування. Отже, доставка таких товарів до місця споживання еквівалентна доставці води.
Поняття віртуальної води може спочатку здатися якимсь статистичним хитруванням, проте доставка товарів допомагає багатьом посушливим країнам уникнути витрат води із власних джерел на сільське господарство, що вивільняє значну її кількість для інших видів використання. Віртуальна вода і торгівля нею допомогли вирішенню багатьох міжнародних суперечок, викликаних нестачею Н2О. Наприклад, експорт віртуальної води у вигляді продуктів до Іорданії знизив ймовірність виникнення конфлікту із сусіднім Ізраїлем.
Глобальний обсяг віртуальної води, що продається щорічно, перевищує 800 млрд. м3 води на рік, що еквівалентно десяти таким річкам як Ніл. Лібералізація торгівлі сільськогосподарськими продуктами і зниження податкових обмежень, які в даний час перешкоджають просуванню продуктів харчування на закордонні ринки, зможуть збільшити потоки віртуальної води по всьому світу. Наприклад, вільна торгівля сприятиме подвоєнню переносу нинішньої кількості віртуальної води до більш ніж 1,7 трлн. м3.
Однак населення зростаючих міст потребує все більше води для пиття, гігієни та санітарії. Постійно зростаючу потребу в рідині для звичайних міських туалетів можна знизити, застосовуючи пристрої, що не вимагають води або витрачають її в невеликих кількостях. За допомогою цієї технології сеча прямує для використання в сільському господарстві, а решта речовини перетворюється на місці на органічний компост. Пристрої діють по тому ж принципу, що й звичайна садова компостна купа. За допомогою мікроорганізмів аеробів в них відбувається розщеплювання фекалій в нетоксичну масу, багату живильними для рослин речовинами, яку можна використовувати як добриво. Технологія може використовуватися абсолютно безпечним чином навіть в умовах вельми щільного міського заселення, як демонструє приклад Gebers Housing Project в передмістях Стокгольма.
По суті, дана технологія дозволяє відокремити санітарні системи від водопостачання, що за умови широкого впровадження дозволить зберегти значні кількості прісної води.
Протилежний підхід, а саме збільшення водопостачання, також стане критично важливим компонентом вирішення проблеми нестачі води. Лише близько 3% Н2О на Землі – це прісна вода, а вся інша солона. Проте існують методи її опріснення, за допомогою яких можна експлуатувати і цей величезний ресурс. Зниження витрат на найбільш вигідний в енергетичному відношенні процес опріснення, за допомогою систем зворотного осмосу, означає, що багато приморських міст зможуть отримати нове джерело питної води.
При роботі фільтру зворотного осмосу солона вода спочатку тече в першу із двох камер, відокремлених одна від одної напівпроникною мембраною, яка пропускає лише рідину. У другій камері міститься вже прісна вода. Коли до камери із солоною прикладається тиск, то поступово молекули води просочуються через мембрану в іншу камеру, і таким чином відбувається опріснення.
Інженерам вдалося добитися зниження вартості цього процесу шляхом застосування низки нововведень, включаючи модульну організацію установок, що полегшує їх монтаж та розробку покращених мембран, що вимагають меншого тиску і, в свою чергу, менше енергії для фільтрації. Великі опріснювальні установки з використанням економічної технології були споруджені в Сінгапурі та в Тампі (США, штат Флорида).
Сьогодні учені працюють над фільтрами зворотного осмосу, що складаються з вуглецевих нанотрубок, які ефективніші і мають потенціал для зниження вартості опріснення ще на 30%. Ця технологія, яка поки була представлена лише у вигляді дослідних зразків, впевнено рухається до комерційного застосування. Слід сказати, що, незважаючи на підвищення енергетичної ефективності цієї технології, застосування систем зворотного осмосу все одно обмежується їх високою енергоємністю і тому, розширене її використання можливе лише за наявності доступних джерел електроенергії.
ОКУПНІСТЬ ІНВЕСТИЦІЙ
Не дивно, що для запобігання нестачі Н2О потрібно витратити гроші – і чималу їх кількість. Аналітики із Booz Allen Hamilton провели оцінку, згідно з якою для того, щоб забезпечити воду для всіх потреб людства, до 2030 р. весь світ буде змушений вкладати не мало не багато – $ 1 трлн. в рік у впровадження існуючих технологій заощадження води, в ремонт і оновлення інфраструктури, в будівництво систем санітарії. Потрібна сума складе близько 1,5% поточного глобального валового продукту, або близько $120 на людину, що не так вже і багато.
На жаль, в більшості країн інвестування коштів в системи водопостачання у відсотковому відношенні до валового національного продукту знизилося з кінця 1990-х років удвічі. Якщо в найближчі десятиліття вибухне криза, то її причина буде не в браку знань, а в недостатній далекоглядності і небажанні проводити необхідні витрати.
Проте, все ж є привід для оптимізму: країни з найбільшою чисельністю населення і найбільшими інфраструктурними потребами у воді – Індія і Китай – це якраз ті держави, в яких відбувається швидке економічне зростання. Та частина земної кулі, яка скоріш за все продовжить страждати від нестачі води, – Африка з її мільярдом мешканців – витрачає менше всіх на підтримку інфраструктури водопостачання і не може дозволити собі витрачати більше; тому важливо, щоб благополучніші нації забезпечували їй необхідну фінансову допомогу.
Міжнародне співтовариство зможе знизити ймовірність глобальної водної кризи, якщо докладе для цього спільні зусилля. Не потрібно винаходити нові технології; необхідно просто прискорити впровадження вже існуючих методів збереження та примноження джерел води. Вирішити проблему її нестачі буде нелегко, але ми доб’ємося успіху, якщо почнемо прямо зараз і будемо послідовні. Інакше більшій частині світу доведеться відчути спрагу.