12.淡水挑战
从史前时代起，人类就把越来越多的淡水用于饮用、灌溉和工业。接下来我们讨论了这一重要资源的可持续性发展所面临的挑战。
12.1消失的河流
随着人类从狩猎采集者进化为农民，沿河地区成了吸引人定居的地方。河流是交通的通道，是食物、灌溉用水、饮用水、电力、娱乐和废物处理。此外，农业利用了洪泛区，这些洪泛区有特别肥沃的土壤，每年都有季节性洪水补充。可悲的是，近几个世纪以来，河流受到了一系列环境问题的威胁。
12.1.1污染
社会将污水、垃圾、人行道的径流、溢出的石油和汽油、工业场所的有毒化学物质、过量的化肥和动物粪便倒入河流中。这些污染物中的一些会毒害水生生物，一些会导致藻类大量繁殖，从而夺走水中的氧气，还有一些会与沉积物一起被埋在河床中
12.1.2大坝建设
今天，全世界有超过38000座大坝(超过15米，或50英尺高)。水坝建设给水库蓄水，这样做会淹没城镇、森林和上游的急流。因为水库是一个静止的水体，它将河流携带的沉积物和营养物截留，阻止它们到达下游的平原和三角洲。
12.1.3过度使用河水
随着人口的增长，我们对河水的渴求继续增加，但水的供应却没有增加。因此，在一些地方，人类活动消耗了整条河流的水量。
12.1.4城市化和农业的影响
城市化把草地和森林变成了停车场、道路和建筑物。由此产生的不透水混凝土和沥青层可以防止雨水渗入地面或被植物吸收，因此进入河流的径流量增加。这种过剩会导致洪水。农业影响进入河流的沉积物的数量，因为尽管我们倾向于认为农田是植被覆盖的土地，它的植物覆盖比天然草地或森林要少得多。流经未受保护的土地表面的冲刷会侵蚀并携带大量的泥沙，所以当农场取代森林时，河流的泥沙负荷会显著增加。
12.2对湖泊的威胁
湖泊是脆弱的生态系统。如果它们是透明的，并且含有大量的溶解氧，它们可以容纳各种各样的生命。但是营养物质的引入(由于污水的流入或从草地或草地中流出的富含肥料的物质)会打破这种平衡。这种富营养化的过程会引发藻华，不仅会使湖泊变成翠绿，还会减少水中的溶解氧。藻类细胞在夜间的呼吸作用会从水中吸收氧气，当藻类死亡时，细菌会分解它们，这个过程会消耗更多的氧气。如果溶解氧浓度下降太多，水中的鱼和其他生物就会死亡。
12.3地下水资源面临的挑战
12.3.1地下水资源的枯竭
地下水是可再生资源吗？在一万年的时间框架内，答案是肯定的，因为水文循环最终将重新补给枯竭的地下水储备。但是，在100到1000年的时间范围内，许多地区的地下水必须被视为不可再生的资源。人们从地下抽水的速度比自然抽水的速度快。在一些地方，地下水的储量已经没有了，剩下的地下水都矿化了或含盐量太高，无法使用。随着地下水的枯竭，还有一些其他问题:
地下水位的下降：当我们从井中提取地下水的速度超过了自然补给的速度时，地下水位就会下降。结果，现有的水井、泉水、溪流和沼泽都干涸了。为了继续开采地下水，我们必须逐步钻得更深；
地下水流倒转：在井周围形成的凹陷锥在地下水位上造成局部的斜坡，这个斜坡可能大到足以逆转附近地下水的流动方向。这种反向操作可以使污染物到达井内；
咸水入侵：在沿海地区，新鲜地下水位于从邻近海洋进入含水层的咸水之上的一层。从井里抽水过快会把盐水吸进井里，这种现象被称为咸水入侵；
空隙坍塌和地面沉降：从孔隙中提取水分会导致孔隙周围的颗粒紧密地聚集在一起。这种孔隙塌陷降低了岩石或沉积物的孔隙度和渗透率，降低了其作为含水层的价值。孔隙塌陷也会减少含水层的体积，导致含水层以上的地面下沉，地表塌陷；
12.3.2地下水的自然污染。
在大多数地方，你可以直接喝到地下水，因为岩石和沉积物是天然的浮物，能够捕获悬浮物。因此，瓶装地下水的商业分销已成为世界范围内的一项主要业务。然而，溶解的化学物质，比如甲烷使一些天然地下水无法使用。例如，深层地下水可能矿化和盐化，因此不适合灌溉或饮用。经过石灰岩或白云岩的地下水可能含有溶解的钙、镁离子，这种硬水会给消费者带来麻烦，因为碳酸盐矿物质会从硬水中沉淀下来，形成水垢堵塞管道，而且肥皂不会在里面产生泡沫。穿过含铁岩石的地下水可能含有溶解的氧化铁，沉淀下来形成锈斑。近年来，人们对砷的关注有所增加。砷是一种剧毒化学物质，可以通过含砷矿物的溶解进入地下水。不幸的是，在东南亚，有相当大比例的井含有的砷足以危害人类健康。
12.3.3人类活动对地下水的污染。
近几十年来，由于人类活动，越来越多的污染物进入了含水层。从污染源流出的受污染地下水称为污染物羽流。幸运的是，在某些情况下，自然过程可以清除地下水污染，因为粘土会与一些污染物结合，水中的氧气会与其他污染物发生反应并破坏它们，水中的天然细菌还会代谢其他污染物。
但是在自然过程不能消除所有污染的地方，水文地质学家试图补救这种情况。在某些情况下，它们会追踪羽流的流向，并关闭羽流路径上的水井，以防止污染水的消耗。然后，他们可能会试图通过将蒸汽注入钻井，将污染物推到抽采井，然后从地下泵出，送到处理厂。
