Kam mizí voda Globální environmentální problémy, 20. 4. 2022 Jan Malý Blažek (maly-blazek@fss.muni.cz) Katedra environmentálních studií Fakulta sociálních studií Masarykova univerzita O čem to dnes bude ●O vodě a jejích funkcích ●O využití vody člověkem ●O vlivu člověka na vodní zdroje Úvod Voda je podle mnohých globálním problémem č. 1. Poukazují na japonské přísloví o jezeře, na jehož hladině každý den exponenciálně roste množství leknínů, až 50. den lekníny pokryjí celé jezero a to uhyne na nedostatek kyslíku. Přitom 49. den byla pokryta jen polovina a jezero prosperovalo. Z ekosystémového pohledu jsou globální vodní zdroje ve dni 49. Vodní zdroj planety ●Hydrosféra ○= veškerá voda oceánů a pevniny (71 % povrchu země je voda) ○+ voda v atmosféře, kryosféře, pedosféře, biosféře ●Nerovnoměrná distribuce ●Množství vody je fixní: ○„Všechna voda, která kdy na Zemi bude, na ní už je – právě teď.“ https://www.intersucho.cz Vlastnosti vody (Myers, Spoolman, 2014) ●Dobré rozpouštědlo → transportní prostředí pro řadu látek → důležitá součást všech živých tkání → důležitá pro růst i pro čistotu životního prostředí ●Neustále se recykluje a čistí v rámci vodního koloběhu ●Je filtrována mechanicky - půdou, sedimenty; biologicky a chemicky - v půdě, jezerech, mokřadech, apod. ●Vodní koloběh je důležitý pro veškerý život na zemi. Má zásadní vliv na podnebí (oceány-pevnina), počasí, biotu. Má velkou sílu - vytváří fluviální, glaciální či pobřežní tvary reliéfu ●Distribuuje energii získanou slunečním zářením - ukládá teplo kondenzací, vypouští evaporací - přesouvá latentní teplo v atmosféře. Přesouvá velké teplotní hmoty mořskými proudy. ●Má 3 formy - pevnou, kapalnou, plynnou Vodní koloběh - složky (Janoušková, 2014) ●Evaporace - výpar z vodních ploch do atmosféry ●Transpirace - výpar dýcháním a odumíráním z těl rostlin do atmosféry → evapotranspirace = zelený vodní tok (na pevnině velmi významný) ●Precipitace - srážky z atmosféry ●Povrchový odtok + nádrže povrchové vody ●Podzemní voda Zdroj: Moldan, 2015 Úhrn ročních srážek (Strahler, Strahler, 1999) Množství a dostupnost (Brázdil, 2008) ●97,2 % tvoří slaná voda, 2,8 % sladká voda ●hlavní část sladké vody je vázána v ledovcových štítech a horských ledovcích (2,15 %) a podpovrchové vodě, hlavně podzemní (0,63 %) – zbytek 0,02 % = sladká voda na pevnině ●Tato část (0,02 %) se rozděluje na půdní vodu (v dosahu kořenů rostlin), povrchovou vodu (např. jezera, vodní toky, bažiny) a vodu v atmosféře ●0,024 % je sladká člověku dostupná voda (asi 12000 km3 vody) ●Pozn. výpočty se liší (viz tabulka) Zdroj: Janoušková, 2014 Voda jako životní prostředí (Myers, Spoolman 2014) ●1. Marinní vodní systémy ●2. Sladkovodní systémy ●3. Smíšené vody (např. estuária) ●Kromě slanosti se vodní prostředí odlišuje teplotou a množstvím světla (rozdíl mezi dnem a hladinou) Marinní systémy ●Pobřežní (10 % plochy, 90 % marinních druhů) ○Mokřady, mangrovové lesy, korálové útesy ●Otevřené moře ○3 vertikální zóny, největší zdroj mořského rybolovu Sladkovodní systémy ●Jezera ○Bohaté na fosfáty a nitráty - díky eutrofizaci (výplachem) okolních půd. Oligotrofická j. (modrá) - čisté vody, malá eutrofizace, eutrofická j. (zelená) - velká eutrofizace ●Řeky - hlavní proud povrchového odtoku ●Mokřady - bažiny a močály ○Absorbují přebytečnou vodu z přívalových dešťů, a také chemické látky ze zemědělských oblastí Voda a klimatická změna (HBS, 2021) ● ● Livable Streets - A Handbook of Bluegreengrey Systems Voda a klimatická změna ● LEGENDA 1 ochranná vrstva 2 vpusť s lapačem písku 3 okolní zpevněné povrchy 4 vrchní substrát 5 spodní substrát 6 propustná podložní vrstva (štěrk, makadam) 7 propustná podložní vrstva s biouhlem Zdroj: Livable Streets, a handbook of bluegreengray systems, Edge Využití vody “Lidé využívají vodu nejen k pokrytí svých primárních potřeb, jako je pití, vaření, hygiena či pěstování plodin pro obživu, ale také k uspokojení dalších potřeb, např. pro získávání energie nebo ukládání odpadu. Lidské činnosti mění kvalitu i výskyt vodních zdrojů.” (Na Zemi 2012) Celosvětová spotřeba (Janoušková, 2014) ●4000 km3 / rok (asi třetina dostupné vody) ●70 % Zemědělství ●20 % Průmysl ●10 % Domácnosti ●Velké rozdíly mezi zeměmi globálního Jihu a Severu ●Většina vody povrchová, téměř polovina obyvatel ale pije podzemní vodu ● Příklad USA (Myers, Spoolman, 2014) ●40 % dostupné vody je využíváno pro výrobu elektřiny (primárně pro ochlazování) → vrací se zpět do koloběhu, ale ohřátá! ●37 % pro zavlažování v zemědělství → nevrací se zpět do zdroje ●13 % veřejný vodovod ●10 % ostatní průmysl a zemědělství, a všichni, kteří jsou napojeni samostatně (např. studna, pramen) ●Odhaduje se, že až ⅔ vody není využito efektivně Převzato z: Na Zemi, 2012 Voda v zemědělství ●Zavlažujeme-li plošně - vysoká evapotranspirace ●Špatná práce s dešťovou vodu - není akumulovaná (např. systémy skleníků ve Španělsku, viz foto) ●Nevhodné plodiny pro konkrétní klima ●Nevhodné zemědělské postupy - holá půda náchylná k evaporaci ●Růst zemědělské produkce → růst spotřeby vody asturias.jpg Zdroj: Google :) Nároky druhů plodin na vodu plodina m3/kg m3/kcal obiloviny 1,5 0,47 hlízy 0,7 0,78 cukrové plodiny 0,15 0,49 luštěniny 1,9 0,55 olejniny 2,0 0,73 rostlinné oleje 2,0 0,23 zelenina 0,5 0,53 Zdroj: Janoušková, 2014 Voda v průmyslu (Janoušková, 2014) ●57 – 69 % ve vodních a jaderných elektrárnách ●30 - 40 % v průmyslových procesech ●0,5-3 % v tepelných elektrárnách ●Obecně velmi náročný na vodu, ALE např: 1 kg umělých vláken spotřeba 4 l vody, 1 kg bavlny 7-13000 l vody (Gesamttextil, 2001 In Na Zemi 2012) ●Dobrá praxe: Nové přístupy v průmyslu - cradle2cradle (od kolébky ke kolébce) - rozdělení komponent na biologické (obnovitelnost) a technické (recyklace, upcyklace, opětovné použití) – úspora vody Voda v domácnostech (Janoušková, 2014) ●Průmyslově vyspělé země průměrný občan – 200-500 litrů denně ●Zemé globálního Jihu 60-150 litrů denně ●Země s nedostatkem vody 20 - 60 litrů denně (UNEP) ●Současnost – nároky vyspělých zemí stagnují či mírně klesají (cena vody, osvěta), nároky zemí globálního Jihu rostou (vyšší komfort, hygiena, aj.) ● Podle činností (Na Zemi, 2012) ●Američan - 550l denně ●Čech - 90l ●Mosambičan - 10l ●Pozn. V ČR se v posledních letech spotřeba snížila (důvodem je mj. zdražení vody a úspornější spotřebiče) ●Dobrá praxe: Zelené střechy, Suché toalety… Spotřeba vody v českých domácnostech (NaZemi, 2012) ● Virtuální voda (Janoušková, 2014) ●Množství vody použité k vytvoření konkrétního produktu (služby) v místě původu. ●Má 3 části (pozn. někdy se počítá pouze s první částí): ●Modrá voda - představuje objem povrchové a podzemní vody, která se spotřebuje v průběhu výrobního cyklu produktu nebo služby ●Šedá voda - je voda znečištěná v průběhu výrobního procesu - objem vody potřebný k rozředění vypouštěného znečištění do přírodních vod tak, aby výsledná koncentrace zůstala pod zákonnými limity v daném místě ●Zelená voda - část srážek, která se dostává zpět do atmosféry evapotranspirací: zahrnuje jak půdní vláhu, která se vypaří z půdy neporostlé vegetací, tak i vodu použitou rostlinami, která je odpařena i vydýchána listy. Příklady (Na Zemi, 2012) ●1l balené vody → 2-3 l, 1 šálek kávy → 150 l, bochník chleba → 600 l, bavlněné triko → 2900 l, 1 kg hovězího masa → 15000 l (krmivo + přímá spotřeba vody býkem) ●Regiony mohou na základě znalostí o množství virtuální vody optimalizovat svůj meziregionální obchod. Bohužel regiony chudší, které mají problém s nedostatkem pitné vody v současnosti produkují statky náročné na vodu (př. růže na evropský trh pěstované ve sklenících v Keni, lány sóji na vývoz v Lat. Am.) ●S průměrnou spotřebou virtuální vody jakou má globální Sever by lidstvo jako celek spotřebovalo o 75 % vody více. ● Vodní stopa (Převzato z: Myers, Spoolman, 2014) ●American Water Works Association - jen 3 % vody používáme v domácnosti, zbytek je virtuální voda! ●Vodní stopa: Ukazatel pro množství vody spotřebované ročně 1 člověkem (příp. populací, regionem, firmou, rodinou) ●Vodní stopa státu - voda použitá při produkci určenou ke spotřebě v daném státu (= domácí virtuální voda + všechna virtuální voda z importu - virtuální voda z exportu) ●Vodní stopa modrá (povrchová a podzemní); zelená (dešťová) a šedá (znečištěná) Vodní stres a dostupnost vody (Moldan, 2015) ●Vodní stres: Když na 1 obyvatele ročně připadá méně než 1700 m3 sladké vody! ●Dostupnost je nerovnoměrná (suché/vlhké oblasti), stejně jako hustota obyvatelstva (viz graf) Zdroj: Moldan, 2015 Ovlivnění vody člověkem Jak vodu měníme? ●Skladováním (např. přehrady) ●Přesunem (zejména do měst - vodovody, a z měst - kanalizace; vodní kanály) ●Úpravou vodních toků a přírodních rezervoárů (meliorací půd - plošným zavlažováním či odvodňováním mokřadů; úpravou koryt a slepých ramen řek, přehrazováním). ●Důsledky: změny cyklů ○vody + biogenních prvků (C, N, P) ●+ Znečištění Změny vodního cyklu ●Čerpání vody rychleji, než se dokáže obnovovat ○Méně podzemní vody, ale i v řekách a jezerech ●Voda se nezadržuje v krajině, vyšší povrchový odtok ●Zvýšený přítok do řek → povodně ●Vysychání řek a jezer ○⅕ sladkovodních živočichů ohroženo nebo již vymřelo ●Vyšší evaporace z ploch bez přirozené vegetace → více vody v atmosféře Povodně ●Přirozené, člověkem ale zesílené, nebo i vyvolané ●Význam ○přesun živin do půdy, zavlažování mokřadů, obnovování zásob podzemní vody ●Větší povodně - problémy ○Ničení půdy - eroze ○Odlesněná území => více povodní a eroze Voda v krajině (Spolek Živá voda 2017 – 2018) ●http://zivavoda.biz/wpcont/uploads/2018/08/VODA-Zdonov.pdf AralSea1989_2014.jpg Zdroj: Wikimedia Commons Aralské jezero (1960)1989 - 2014 Přehrady ●Větší odpar ●V suchých oblastech může způsobit vysychání řek ●Časem zanášení sedimenty ●Sociální rozměr: vysídlování ○40 - 80 mil. lidí na světě přesídlených ○Tři soutěsky (Čína): 600 km, 1500 sídel, 1,4 miliónu lidí ●Konflikty: ovlivnění dolních toků řek. Viz https://ejatlas.org/ ●Obrovské betonové konstrukce často v oblastech, v nichž chybí základní stavební materiály. Např. přehrada Katse, Lesotho (viz následující obrázky) ● © 2003 Justus Perthes Verlag Gotha GmbH ● © 2003 Justus Perthes Verlag Gotha GmbH Podzemní vody ○Příliš rychlé čerpání – dochází k poklesu hladin podzemních vod ○Hlubší vrty: obnova ještě pomalejší - hrozí úplné vyčerpání ●Pokles půdy: někde až o 10 m subsidence.jpg Vodní kanály ●Přesun vody na velké vzdálenosti ●Často nesmyslné: pěstování bavlny na poušti ○Výpar - velké ztráty ○Alternativa: udržitelné pouštní zemědělství ■Vhodné plodiny, využití stromů, prevence desertifikace Nedostatek vody a sucho ●Fyzický (1,2 mld. lidí) vs. ekonomický (dalších 1,6 mld. lidí) ●Plocha s výskytem extrémního sucha se zdvojnásobila mezi lety 1949 a 2007 ○Dnes: ⅓ souše ●Př.: Austrálie - export rýže, sucha 2002-2008 ○Food riots: Egypt, Filipíny, Indonésie ●Př.: Sýrie 2006-2011: 1,5 mil. lidí ovlivněno ● Voda a lidské zdraví ●Nedostatek pitné vody + nedostatečná sanitace ●Ročně zemře 2 mil. lidí na nemoci způsobené kontaminovanou vodou ●Dětská úmrtí (do 5 let) ○Země globálníhi Jihu: ⅓ všech úmrtí (ve vyspělých 1%) ○Průjmová onemocnění 2. nejčastější příčina ●Průjmy → podvýživa → další nemoci pitna voda.jpg Zdroj: Moldan, B. Podmaněná planeta. 2015 Zdroj: Moldan, B. Podmaněná planeta. 2015 sanitace.jpg Voda a vzdělání ○Kvůli vodě dívky často nechodí do škol ■Musí chodit po vodu - denně víc než 10 km ■Ve škole není záchod ○Př.: V oblasti Noakhali v Bangladéši zvýšilo zajištění vody a základních hygienických zařízení školní docházku dívek o 15 % Znečištění vody ●Živiny (eutrofizace), toxické látky, sedimenty, bakterie, viry, tepelné znečištění ●V bohatém světě stagnuje, nebo mírně klesá, v chudých zemích stoupá ○Rozvoj průmyslu, intenzivní zemědělství, nedostatek čistících zařízení ○Znečištění povrchové vody ○Znečištění podzemních vod ○Znečištění oceánu Mikropolutanty ●Z léků, kosmetiky, čistících prostředků, herbicidů, fungicidů, apod. ●Mohou ovlivňovat endokrinní (hormonální) systém - tzv. endokrinní disruptory ○Rakovina, vrozené vady, vývojové poruchy ●Často se akumulují garbage patch.jpg Zdroje ●BRÁZDIL, R. Přednášku předmětu Fyzická geografie. Geografický ústav MU v Brně, 2008 ●NETOPIL, R. a kol.: Fyzická geografie I. SPN, Praha. 1984 ●STRAHLER, A. - STRAHLER, A. Introducing Physical Geography. Wiley, New York. 1999 ●JANOUŠKOVÁ, S. Přednášky předmětu Globální problémy životního prostředí. Centrum pro otázky životního prostředí UK v Praze, 2014 ●MOLDAN, Bedřich. Podmaněná planeta. Druhé, rozšířené a upravené vydání. Praha: Karolinum, 2015. ●MYERS, Norman a Scott SPOOLMAN. Environmental issues & solutions: a modular approach. International edition. Australita: Brooks/Cole, Cengage Learning, 2014. ●Na Zemi. Kdo je za vodou? Voda jako podmínka rozvoje. Manuál k programu globálního vzdělávání z cyklu Svět v nákupním košíku. Brno: Na Zemi, 2012. ●Heinrich Böll Stiftung, Jak navrhnout město, které (pře)žije. 8 oblastí, v nichž lze lépe připravit města na změnu klmatu, 2021, https://cz.boell.org/sites/default/files/2021-05/komix-mesto-cz-w-mensi_0.pdf ●Gesamttextil (2001): Lebenslauf von Textilien. Von der Faser zum Recycling. Gesamttextil. Dostupné online: http://www.textile‑your-future.de/docs/LebenslaufVonTextilien.pdf ●Ekologický institut Veronica (2009): Otázky a odpovědi ekologické poradny Veronica – Jaká je spotřeba vody na různé domácí úkony. Dostupné online: http://www.veronica.cz/?id=12&i=142