درسنامه آموزشی انسان و محیط زیست کلاس یازدهم

آب، مهم اما محدود

زمین در کیهان و منظومهٔ شمسی، سیاره‌ای بی‌همتاست. یکی از دلایل اصلی این پدیده، وجود آب این سیاره است. آب اساس زندگی روی زمین است و سرچشمهٔ حیات از آب آغاز شده است.

ما می‌توانیم تا چند هفته بدون غذا زنده بمانیم، اما بدون آب، تنها برای چند روز دوام می‌آوریم. در واقع هیچ ماده‌ای جایگزین این نعمت ارزشمند الهی نمی‌شود.

با توجه به این که حدود 71 درصد از سطح کره زمین از آب پوشیده شده است، چرا ما نمی‌توانیم از تمام این آب به راحتی استفاده کنیم؟ چه میزان از این آب قابل استفاده است؟ با توجه به افزایش جمعیت جهان (9 میلیارد نفر در سال 2050) آیا مقدار آب موجود کافی است؟ وضعیت کشور ما از نظر دسترسی به منابع آب چگونه است؟

همان‌طور که در سال‌های قبل درباره چرخه آب خواندید، فراوانی آب در قسمت‌های مختلف کره زمین توسط این چرخهٔ بسته تأمین می‌شود و حجم آن ثابت است؛ اما توزیع آب شیرین موجود در قاره‌ها یکسان نیست. بنابراین استفاده و مدیریت بهینهٔ آب بسیار مهم است.

وضعیت آب در ایران

ایران از نظر جغرافیایی در بخش بیابانی و نیمه بیابانی جهان قرار گرفته و از کل مساحت آن تنها 15 درصد آن از پوشش گیاهی برخوردار است و بیش از 85 درصد کشور ما جزو مناطق خشک و نیمه خشک محسوب می‌شود. از سوی دیگر و با توجه به نوع آب‌وهوای ایران، از مجموع بارش‌ها فقط بخش اندکی از آن قابل استفاده است.

ایران در ناحیهٔ خشک و نیمه خشک قرار گرفته و بیشترین وسعت ناحیهٔ آب‌وهوایی ایران نیز گرم و خشک است. این نکته نشان دهنده توزیع غیر یک نواخت منابع آب در ایران است.

همان طور که در نمودار می‌بینید، میزان بارش در حوضه‌های آبخیز کشور یکسان نیست و از دیرباز با توجه به آب‌وهوای گوناگون، روش‌های متنوعی برای بهره‌برداری از آب و زندگی در شرایط کمبود آب وجود داشته است. افزون بر آن، توزیع غیر یکنواخت منابع آب شیرین در جهان و افزایش شدید جمعیت در برخی مناطق، تأمین آب را برای این کشورها دشوارتر کرده است. منابع آب زمین افزایش نمی‌یابد؛ در حالی که در صد سال گذشته جمعیت جهان سه برابر و مصرف سرانهٔ آب به ازای هر فرد، چند برابر شده است. با توجه به شکل 1، افزایش جمعیت چه تأثیری بر منابع آب شیرین خواهد داشت؟

وضعیت مصرف آب در ایران

افزون بر مصارف خانگی آب، مصارف دیگری نیز مانند زمین‌های کشاورزی، فرایندهای صنعتی، مصارف عمومی مانند آب‌پاشی و شست‌وشوی خیابان‌ها، آبیاری درختان نیز وجود دارد.

اغلب فعالیت‌های ما به آب وابسته است. به طور کلی، آب مورد نیاز در هر منطقه، در بخش‌های کشاورزی، آشامیدنی و فعالیت‌های صنعتی و خدماتی به مصرف می‌رسد.

مصرف آب در کشاورزی:

همچنان که در بخش‌های قبل دیدیم، بارش در بسیاری از نقاط کشور ما به اندازه کافی نیست. علاوه بر این، بخش عمدهٔ همین بارش‌ها نیز در فصول مورد نیاز برای کشاورزی اتفاق نمی‌افتد و به همین علت، کشاورزی در ایران عمدتاً وابسته به آبیاری است. کشور ما بیشترین وسعت زمین تحت کشاورزی با آبیاری را به خود اختصاص داده است؛ هم چنین بیشترین مصرف آب در ایران در بخش کشاورزی صورت می‌پذیرد.

حال می‌توان با در نظر گرفتن این که حجم بزرگی از آب در بخش کشاورزی استفاده می‌شود، به اهمیت بهینه سازی مصرف آب در این بخش، پی برد و به همین دلیل است که اجرای صحیح و اصولی روش‌های آبیاری، از اولویت بالایی برخوردار می‌باشد.

در این باره باید توجه داشت که لزوماً روش‌های نوین آبیاری، نظیر آبیاری‌های تحت فشار، برای همهٔ مناطق کشور مناسب نیست. برخی مواقع، روش‌های سنتی آبیاری در صورتی که به صورت علمی اجرا شوند، می‌توانند بهتر باشند. شیوه‌های مختلف آبیاری براساس شرایط آب و هوایی، نوع کشت و … باید انتخاب شوند.

مصرف آب در شهر و روستا:

یکی دیگر از مهم‌ترین مصارف آب، در بخش آشامیدن و آبیاری فضاهای سبز، صورت می‌پذیرد. به طور متوسط، هر فرد در طول روز، بیش از 200 لیتر آب برای مصارفی نظیر آشامیدن، نظافت و… به طور مستقیم مصرف می‌کند.

به صورت میانگین در حدود 6% مصارف آب در کل کشور، مربوط به بخش آشامیدنی و شهری است. نکتهٔ حائز اهمیت در این‌باره، آن است که آب قابل استفاده برای مصارف آشامیدنی نیاز به سطح بالایی از نظر کیفیت دارد، و به همین دلیل آبی که به راحتی از طریق شبکهٔ لوله‌های آب در اختیار ما قرار می‌گیرد؛ در مسیری طولانی، تأمین و تصفیه می‌شود.

مصرف آب در صنایع:

بخش دیگری که به طور جدی نیاز به آب دارد، صنعت است. صنایع مختلف در فرایند تولید کالای خود به آب نیاز دارند. برخی از صنایع نظیر صنایع فولاد عموماً به آب زیادی نیاز دارند و به همین دلیل است که در تعیین مکان مربوط به احداث این دست صنایع، توجه به دسترسی مناسب به منابع آبی، یک ضرورت مهم به شمار می‌رود. لذا با توجه به محدودیت آب در ایران، استقرار صنایع در هر استان دقیقاً باید مورد ارزیابی و محیط زیستی مکان یابی قرار گیرد.

آب مجازی

در تولید کالاها و محصولات، آب فراوانی مصرف می‌شود. به نظر شما برای تولید نهایی یک عدد سیب، یک عدد هندوانه، یک لیتر شیر، یک عدد پیراهن و یک جفت کفش، چقدر آب مصرف می‌شود؟

تجربهٔ کشورهای دیگر

مقامات شهر ملبورن در کشور استرالیا معتقد هستند که تا سال 2050 این شهر با کاهش 18 درصدی بارش مواجه خواهد بود و از همین حالا باید زیرساخت‌های مورد نیاز آینده برای مواجهه با کمبود آب فراهم شود. آنها در یک سیاست فعال صرفه‌جویی در آب (به‌خصوص در جمع‌آوری حداکثری آب باران برای آبیاری باغ‌ها و فضاهای سبز شهری) را برای شهروندان لازم‌الاجرا کرده است. همچنین یکی از راهکارهای ارائه شده برای گذر از دوران خشکسالی به شهروندان این است که خانه‌های خود را عایق‌بندی و لوله‌کشی منازل را کنترل کرده و همچنین توصیه‌هایی برای استفاده از تجهیزات کاهش مصرف آب در منازل نیز به شهروندان داده شده است.

در ایالات متحده آمریکا مسئولان لس‌آنجلس برای جلوگیری از تبخیر شدن آب مخازن در کالیفرنیا، 96 میلیون توپ سیاه پلاستیکی را روی این مخزن‌ها رها کردند. توپ‌های تیره‌رنگ به شکلی طراحی شده‌اند که نه تنها آب را از هرگونه آلودگی حفظ می‌کنند بلکه مانع از تبخیر آب نیز می‌شوند. توپ‌ها به سادگی روی سطح آب شناور شده و از تابش پرتوهای خورشید جلوگیری می‌کنند.

سنگاپور یکی دیگر از کشورهایی است که به تمهیداتی علیه بحران و کمبود آب اندیشیده است؛ تصفیه مجدد آب و شیرین کردن آب نیز به معنای سالم‌سازی آب دریا با استفاده از فناوری‌های متفاوت در این کشور کاربرد دارد.

سوئد یکی دیگر از کشورهایی است که به راه‌حل‌های فناورانه علیه بحران و کمبود آب پرداخته است؛ به عنوان مثال موفق به ابداع دوش متفاوتی شده که از قابلیت تصفیه بیش از 90 درصد آب مصرف شده و دوباره برگرداندن آب مصرفی به سردوش برخوردار است.

آب باران می‌تواند یکی از راه‌حل‌های مهم برای استفاده حداکثری از آب باشد. مخترعان کشورهایی مانند هند و مالزی به دنبال اختراع دستگاه‌ها یا سیستم‌هایی هستند که بتوانند استفاده بیشتری از آب باران داشته باشند. همچنین با استفاده از تکنولوژی هسته‌ای می‌توان به اصلاح گونه‌های مختلف کشاورزی پرداخته تا نه تنها آنها را در برابر کم‌آبی مقاوم کرد، بلکه با آب کمتر نیز بتوان محصولات بیشتری را در اختیار داشت. برای مثال، در کشور شیلی با اصلاح کشت کاکائو و قهوه به این تکنولوژی دست یافته‌اند.

احیای دریاچۀ ارومیه؛ تجربه‌ای موفق در حفاظت از منابع آب

دریاچهٔ ارومیه از لحاظ وسعت دومین دریاچهٔ آب شور جهان و یکی از مهمترین زیست‌بوم‌های آبی ایران است. این دریاچه بزرگترین دریاچهٔ داخلی کشور است و به دلیل برخوردار بودن از ارزش‌های بی‌نظیر طبیعی و اکولوژیک، به‌عنوان بوستان ملّی، سایت رامسر و ذخیره‌گاه زیست کرهٔ یونسکو معرفی شده است.

روند نزولی افت سطح آب دریاچه ارومیه پس از دوران پرآبی آن در سال 1374 شروع شد و طی بیست سال، تراز دریاچه بیش از هشت متر افت کرد. در واقع با توجه به ارقام ثبت شده، به‌طور متوسط این دریاچه در بیست سال اخیر سالیانه با افت 40 سانتی‌متری مواجه بوده است. با توجه به عمق کم این دریاچه، این میزان افت تراز منجر به خشکی درصد قابل ملاحظه‌ای از سطح دریاچه شده است و بیش از 30 میلیارد مترمکعب از حجم آب آن در اثر تبخیر و عدم ورود منابع آب کافی به آن از بین رفته است. همزمان با شروع افت تراز دریاچه، سطح دریاچه نیز پس‌روی قابل ملاحظه‌ای داشته است و میزان خشکی دریاچه در شهریورماه سال 1393 به حدی رسید که قسمت جنوبی دریاچه کاملاً خشک شد.

طرح ملی نجات دریاچۀ ارومیه

استمرار وضعیت دریاچهٔ ارومیه و تعهد و توجه ویژه دولت یازدهم به حل این بحران زیست‌محیطی ملّی، منجر به تصویب تشکیل «کارگروه ملی نجات دریاچهٔ ارومیه» در جلسهٔ مورخ 1392/05/27 هیئت محترم وزیران گردید.

پیرو این مصوبه، این ستاد به صورت رسمی اقدامات و فعالیت‌های خود را با اتخاذ رویکردهای زیر آغاز کرد:

- شناخت بهتر و دقیق ابعاد بحران دریاچهٔ ارومیه، شامل عوامل مؤثر بر بروز بحران، شرایط کنونی و محتمل آتی دریاچه
- بررسی ابعاد و مسائل مختلف اکولوژیکی، زمین‌شناختی، زیست‌محیطی، اقتصادی، اجتماعی، اقلیمی و هیدرولوژیکی مرتبط با دریاچهٔ ارومیه
- جلب مشارکت و همکاری همهٔ سازمان‌ها و دستگاه‌های مسئول و ذی‌ربط و بهره‌مندی از نقطه نظرات کارشناسی و تخصصی آنها
- بهره‌مندی از خرد جمعی و مشارکت استادان، متخصصان، کارشناسان و پژوهشگران داخلی و خارجی
- مشارکت خواستن از مسئولان محلی در همگام‌سازی و هم‌افزایی اقدامات در جهت تحقق هدف «احیای دریاچه ارومیه»
- تلاش برای ایجاد عزم همگانی و مشارکت عمومی برای احیای دریاچهٔ ارومیه و بهبود وضعیت موجود آن از طریق آگاه‌سازی و تبدیل دریاچهٔ ارومیه به یک «دغدغه همگانی»
- تدوین نقشه راه احیای دریاچه ارومیه

با استناد به نقشهٔ راه تدوین شده برای احیای دریاچهٔ ارومیه و با هدف احیای اکولوژیکی این دریاچه، سه سال نخست اجرای طرح ملّی نجات دریاچهٔ ارومیه به عنوان سال‌های تثبیت شرایط دریاچه ارومیه و ممانعت از هرگونه تداوم کاهش تراز آن معرفی و هدف‌گذاری شد.

بر این اساس مقرر شد تا روند کاهش تراز دریاچهٔ ارومیه که از سال 1374 و با شیب متوسط 40سانتی‌متر در هر سال آغاز شده و تا سال آبی 93-1392 نیز ادامه یافته، در درجهٔ اول متوقف شود و سپس در طی بقیهٔ ده سال برنامه احیا، به تراز اکولوژیکی برسد. تراز سطح دریاچهٔ ارومیه در تاریخ 1398/06/31 در رقم 1271/30متر از سطح دریاهای آزاد ثبت شده است و جای امیدواری دارد که امیدها برای امکان‌پذیری تحقق احیای دریاچهٔ ارومیه، سال 1406 در بین مردم زنده نگه داشته شود.

تأمین آب

آب رودها، چشمه‌ها، و دریاچه ها، گاهی مستقیماً با لوله یا کانال به محل مصرف انتقال می‌یابد و میزان آب مورد نیاز را در فصل‌های مختلف در اختیار استفاده کنندگان قرار می‌دهد.

اما به دلیل تغییرات میزان آب و فصلی بودن رودها و چشمه‌ها در فصل‌های مختلف و حتی خشک شدن آن‌ها در تابستان که بیش‌ترین مصرف کشاورزی نیز در این زمان است، آب آن‌ها ذخیره می‌شود که این ذخیره سازی از طریق احداث سد انجام می‌شود.

مدیریت منابع آب

با توجه به مشکلات کمبود آب در کشور، توجه به مدیریت منابع آب بسیار ضروری است. تاکنون در این بخش، اقداماتی صورت پذیرفته است که به برخی از آن‌ها می‌پردازیم.

الف) آب‌های سطحی

سد سازی یک اقدام ملی ضروری است که به منظور مدیریت منابع آب، کنترل سیلاب‌ها، توزیع مناسب آب در سطح کشور، ذخیره سازی منابع برای دوره‌های مصرف دراز مدت و ایجاد ذخیره انرژی پاک انجام می‌شود. مجموعه سدهای ساخته شده در چند دههٔ اخیر، نقش بسزایی در پیشرفت کشور در زمینه‌های فوق داشته است. اما همچون بسیاری از اقدامات بشری دیگر، سد سازی نیز باید با مراقبت‌های محیط زیستی جدّی هم راه باشد. به عنوان مثال کم توجهی به مسائلی نظیر پایین دست رود، تشدید تبخیر از سطوح آبی سدها، مکان‌یابی نادرست سد، می‌تواند برای ارزش‌های منابع طبیعی پیامدهای نامطلوبی را به دنبال داشته باشد. 

ب) آب زیر زمینی

آب‌های زیرزمینی بخش عمده‌ای از آب مورد نیاز ما را در مصارف خانگی، کشاورزی و صنعتی تأمین می‌کنند. آب‌های زیرزمینی با نفوذ آب‌های سطحی به درون آب‌خوان‌ها (سفره‌های آب زیرزمینی) تشکیل می‌شوند و از طریق چاه، چشمه یا قنات به محل مصرف انتقال می‌یابند. برداشت بی‌رویه از آب‌های زیر زمینی باعث می‌شود سطح آب‌های زیرزمینی در منطقه روز به روز افت کند و سرانجام به جایی خواهد رسید که آبی برای استخراج وجود نخواهد داشت. پایین آمدن (افت) سطح آب‌های زیرزمینی به معنای خشک شدن سفره آب زیرزمینی و از بین رفتن چاه‌ها، قنات‌ها و چشمه‌های آن‌هاست.

اضافه برداشت و برهم خوردن تعادل آب‌های زیرزمینی، علاوه بر مشکلاتی که در کمیت و کیفیت آب موجود در آبخوان ایجاد می‌کند، تبعات بسیار ناگوار دیگری نیز به همراه خواهد داشت. از جملهٔ این موارد می‌توان به پدیده‌ای به نام فرونشست زمین اشاره کرد. در این پدیده، پس از خروج آب از فضای خالی میان دانه‌های خاک در اعماق زمین، به دلیل وزن ستون خاک بالای آن، به تدریج، نشست زمین اتفاق می‌افتد. فرونشست می‌تواند منجر به درزها و شکاف‌هایی گاهی طولانی روی سطح زمین شود و منجر به خرابی و خسارت سازه‌هایی که بر روی آن بنا شده است، گردد.

آلودگی آب‌ها

علاوه بر مشکلاتی که کمیت آب برای انسان ایجاد می‌کند، کیفیت آب‌های قابل دسترسی هم مهم است. آلودگی، آب قابل دسترس را محدود می‌کند. هرگونه تغییری که موجب تغییر شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی آب شود به طوری که از حد استاندارد آن خارج شود را آلودگی آب گویند.

بازچرخانی و استفادهٔ مجدد آب

فاضلاب از 99/9 درصد آب و 1 /0 درصد مواد جامد تشکیل شده است که بخشی از آن مواد آلی و بخشی دیگر مواد معدنی به حالت محلول یا معلقّ در آب می‌باشد.

بازچرخانی (بازیافت) آب یعنی استفادهٔ مجدد از فاضلاب. آب آلوده تصفیه می‌شود و برای اهداف سودمند مانند آبیاری کشاورزی یا فضای سبز و… از آن استفاده می‌شود. با توجه به ارزش بالای آب و محدودیت منابع آبی در دسترس، یکی از راهکارهای اصلی در بهره‌برداری هر چه بیش‌تر و مناسب‌تر از آب‌های موجود، بازچرخانی و استفاده مجدد از آب است.

به طور نمونه بعد از آن که آب در بخش‌های مختلف از جمله شبکهٔ آب آشامیدنی، شهری و همین‌طور در فعالیت‌های صنعتی مورد استفاده قرار گرفت، به میزان زیادی آلوده می‌شود که به آن فاضلاب گفته می‌شود. البته میزان این آلودگی بسته به نوع مصرف آب متفاوت است؛ به طوری که فاضلاب ناشی از استحمام و یا شست‌وشوی ظروف یا میوه، آلودگی بسیار کم‌تری از فاضلاب سرویس‌های بهداشتی دارد و به همین دلیل به آن آب خاکستری گفته می‌شود.

در بسیاری از کشورهای توسعه یافته، از آب خاکستری در مصارفی نظیر آبیاری فضای سبز و… استفاده می‌شود. بدین ترتیب، فاضلاب که تا قبل از فرایند تصفیه، آبی آلوده است و عمدتاً به عنوان تهدیدی برای سلامتی و بهداشت شناخته می‌شود، در دنیای امروز به عنوان منبع جدید آب (که در زمرهٔ منابع آب نامتعارف دسته‌بندی می‌گردد) قلمداد می‌شود و تلاش می‌شود تا با بازچرخانی و استفادهٔ مجدد از آن پس از تصفیه، از بحران و کمبود منابع آب کاسته شود.

حریم آب

قسمتی از زمین‌های اطراف رودخانه‌ها، تالاب‌ها و برکه‌ها را حریم آن‌ها می‌گویند. طبیعی است که رعایت این فاصله برای حفاظت از آن‌ها لازم است و طبق مقررات، حدود آن توسط وزارت نیرو یا شرکت‌های آب منطقه‌ای تعیین می‌شود.

برای جلوگیری از بروز آلودگی و تخریب مناطق مسکونی لازم است برای منابع آبی، فاصله یا حریم قائل شد. برای رودخانه‌های فصلی و همچنین رودهای دائمی که در تمام طول سال آب در آنها جریان دارد، در مواقع بارش شدید ممکن است دچار سیلاب شوند و حجم و ارتفاع آب در آنها تا چند برابر افزایش یابد. به همین دلیل حریم بستر رودخانه‌ها باید همیشه رعایت شود و از هر گونه ساخت و ساز یا بهره‌برداری غیراصولی در محدوده رودخانه‌ها خودداری شود.

چه باید کرد؟

من چه کار کنم؟

- کاهش زمان استحمام به 5 تا 10 دقیقه.
- بستن آب هنگام مسواک زدن، شست‌وشوی دست و صورت و وضو گرفتن.
- استفاده از ظرفیت کامل ماشین لباس‌شویی و ظرف‌شویی.
- .................................................................
- .................................................................

از مسئولان چه انتظاراتی دارم؟

- توجه بیشتر به بازیافت آب
- مدیریت صحیح بهره‌برداری از آب
- آموزش مصرف بهینهٔ آب از طریق رسانه‌های عمومی و برنامه‌های آموزشی
- .................................................................
- .................................................................