Problemy wynikające z eksploatacji zasobów odnawialnych i nieodnawialnych Ziemi
Globalne ocieplenie
Obszary nadmiaru i niedoboru wody na świecie
Woda pokrywa niemal 75% powierzchni Ziemi, a objętość hydrosfery to 1,4 mld kmIndeks górny 33. Jednak woda słodka stanowi tylko niecałe 3% tej objętości. Nic więc dziwnego, że na wielu obszarach jej brakuje. Na tej lekcji zastanowimy się nad przyczynami zróżnicowania dostępności do wody oraz sposobami radzenia sobie z jej deficytem.
R19EOElP6E6NK1
Już wiesz
jak układają się strefy klimatyczne na Ziemi;
jak wygląda fizyczna mapa świata i znasz jej treść;
na czym polega obieg wody w przyrodzie;
że życie i gospodarka człowieka zależą od zasobów wodnych.
Nauczysz się
wskazywać obszary niedoboru i nadmiaru wody na świecie;
wyjaśniać przyczyny przestrzennego zróżnicowania dostępnej ilości wody;
opisywać rozwiązania stosowane na obszarach deficytu wody.
iBAjP9PzMi_d5e162
1. Obszary niedoboru i nadwyżek wody na Ziemi
R9D5MVR9W8HCD1
Nie dość, że woda słodka to niecałe 3% hydrosfery, to zdecydowana jej większość występuje w postaci lodu oraz wód podziemnych, czyli jest odległa od dużych skupisk ludzkich lub trudno dostępna. Dlatego ludzie korzystają głównie z tej części wody, która bierze czynny udział w obiegu. Jest to zaledwie ok. 0,3% wody słodkiej. Ilość dostępnej wody zależy więc z jednej strony od ilości opadów, a z drugiej od wielkości parowania i odpływu. Po zestawieniu tych wielkości uzyskujemy informacje o obszarach z nadwyżkami i niedoborami wody.
RVkETtYqOmNe51
Tereny z niedoborem wody leżą w strefach zwrotnikowych i podzwrotnikowych, a także w obrębie klimatu podrównikowego suchego oraz wewnątrz kontynentów. Wynika to z niskich opadów lub opadów sezonowych przy wysokim parowaniu. Skąpa roślinność lub jej całkowity brak na tych terenach dodatkowo przyczyniają się do wzmożonego parowania wody z gleby.
Nadwyżki wody występują w równikowej strefie całorocznych intensywnych opadów. W strefach umiarkowanych i chłodnych niższa temperatura ogranicza parowanie, przez co nawet przy niższych opadach ilość wody jest wystarczająca. Dodatkowo odpowiednie ukształtowanie terenu ogranicza odpływ bez względu na klimat.
Niezależnie od położenia geograficznego na ilość wody wpływa budowa geologiczna – przepuszczalność skał i ich układ pozwalają części wód przemieszczać się pod powierzchnią ziemi. Dysproporcje te ulegają wzmocnieniu, ponieważ wskutek podnoszenia się średniej temperatury powietrza na Ziemi obszary suche otrzymują coraz mniej, a wilgotne coraz więcej opadów.
iBAjP9PzMi_d5e215
2. Woda i ludzie
Rosnąca liczba ludzi na świecie powoduje coraz większe zapotrzebowanie na wodę do celów higienicznych, rolnictwa i przygotowania żywności. Do tego dochodzi woda potrzebna do produkcji przemysłowej i usług. Dlatego potrzebujemy jej coraz więcej.
RdPL2duK7ghw21
Potrzeby te nie zawsze są zaspokajane, szacunki mówią o 1,2 mld ludzi (prawie 20% ludności świata!), którym wody brakuje z przyczyn naturalnych. Kolejne 0,5 mld mieszkańców Ziemi jest bliskie znalezienia się w takiej sytuacji. Około 1,6 mld nie ma dostępu do wystarczającej ilości wody, ponieważ brakuje im środków, by ją pozyskać.
Poza wzrostem liczby ludności przyczyną deficytu wody jest globalny wzrost temperatury powietrza, a tym samym wzrost parowania. Skutkuje to zamianą naturalnej roślinności na pola uprawne.
Czasem niedostatek wody powodują błędne decyzje człowieka – np. budowa tam i zbiorników, z których w nadmiarze eksploatuje się wodę, powoduje zmniejszenie przepływu rzek poniżej konstrukcji. Poza tym parowanie z powierzchni zbiornika przyczynia się do dodatkowego ubytku wody dostępnej dla ludzi mieszkających w dalszym biegu rzeki. Bywa to powodem konfliktów, jak np. pomiędzy Kenią i Etiopią, gdzie budowa elektrowni wodnych na rzece Omo przez Etiopczyków spowodowała zmniejszenie dopływu wody do Jeziora Turkana. Natomiast w krajach wysoko rozwiniętych ludzie potrafią trwonić wodę pochodzącą z zasobów podziemnych lub zbiorników retencyjnych nawet w suchych regionach, gdzie bardzo duże jej ilości są zużywane w celach rekreacyjnych, np. do podlewania pól golfowych czy napełniania ogrodowych basenów.
Polecenie 1
Oszacuj własne dobowe zużycie wody. Weź pod uwagę m.in. jedzenie, picie, mycie, korzystanie z toalety, pranie.
R3jjxpQqczqzd1
Problemem jest nie tylko brak wody, ale również jej jakość. W krajach rozwijających się ok. 80% zachorowań związanych jest z wodą. Część wykorzystywanej wody pochodzi z bogatych w życie organiczne (w tym chorobotwórcze dla ludzi) rzek i jezior. Jeśli nie ma możliwości jej uzdatnienia, ludzie narażają się na choroby. Zanieczyszczone mogą być także wody w studniach, jeżeli pochodzą z niezbyt głębokich poziomów, gdzie przedostały się zanieczyszczenia z powierzchni. Także woda deszczowa, która generalnie raczej nie nadaje się do picia, traci swoją jakość, jeśli jest przechowywana zbyt długo lub w nieodpowiedni sposób. Nie można jej już nawet wykorzystać na przykład do prania.
Wody mogą być zanieczyszczone chemicznie spłukanymi z pól nawozami lub pestycydami. Źródłem zanieczyszczeń są ścieki z gospodarstw domowych, zwłaszcza w gwałtownie rosnących miastach państw rozwijających się. Swój udział w zanieczyszczeniu wody mają także zakłady przemysłowe i środki transportu wodnego.
RkkvjSOQJASjj1
RNTwn1hdQssHU1
Ciekawostka
Rośliny i zwierzęta przez miliony lat przystosowały się do dostępnej im ilości wody. Niektóre ich gatunki (np. karnegia olbrzymia wśród roślin, niesporczaki wśród zwierząt) mogą przetrwać kilka, a nawet kilkadziesiąt lat bez tego życiodajnego płynu. Człowiek niestety bez dostępu do wody może przeżyć tylko kilka dni.
iBAjP9PzMi_d5e288
3. Propozycje rozwiązań problemu niedostatku wody
Liczne przyczyny niedostatku wody powodują, że rozwiązanie problemu wymaga wielu działań, potrzeba wielu sposobów. Jednym z nich jest zwiększenie retencji, a przez to ilości dostępnej wody. Jest to możliwe w każdej strefie klimatycznej. Dzięki budowie tam można zgromadzić wodę w zbiornikach w czasie jej obfitości i użyć, gdy będzie jej brakować. Wadą budowy wielkich tam są ogromne koszty finansowe, środowiskowe i często polityczne, o czym była już mowa. Łatwiejsza do zastosowania i często efektywniejsza jest mała retencja. Budując małe tamy, pozwalając rzece płynąć w naturalnym korycie i meandrować, sadząc lasy, ogranicza się spływ wód.
Drugi sposób możliwy do wprowadzenia w każdym klimacie to działania na rzecz ograniczania strat wody. Można to uzyskać poprzez zacienianie pól, czyli na przykład sadzenie mniejszych roślin w sąsiedztwie większych, co zmniejsza ich transpirację, bądź mulczowaniemulczowaniemulczowanie, czyli pokrywanie gleby materiałem zmniejszającym parowanie wody.
RUAuBuwxC3t4t1
RGRdZNbpj6Ktu1
Deficyt wody można zmniejszyć poprzez jej transfer z obszarów obfitych w wodę do deficytowych. Jest to sposób znany od starożytności. Współczesnym, najprawdopodobniej największym tego typu projektem jest budowa systemu 3 kanałów w Chinach, które prześlą na północ 45 mld mIndeks górny 33 wody rocznie.
RHzvlVYhV8YWd1
Kolejny sposób to nawadnianie. Najlepiej takie, które maksymalnie ograniczy straty wody. Przykładem jest nawadnianie kropelkowe.
RwXgAX712BIdp1
R1cFV32IW53qD1
Woda może pochodzić z podziemnych warstw wodonośnych. Nie zawsze tworzą one niecki artezyjskie, dzięki czemu woda samoczynnie wypływa na powierzchnię. Najczęściej trzeba ją wypompować.
RSlrYoBRmy0JM1
Jeżeli wody słodkiej jest za mało, a państwo ma dostęp do morza, może tę wodę odsalać. Ponieważ jednak jest to proces bardzo energochłonny, w technologii tej przewodzą kraje wysoko rozwinięte ekonomicznie lub dysponujące sporymi środkami finansowymi ze sprzedaży ropy naftowej i gazu ziemnego.
Najwięksi producenci odsalanej wody w 2013 roku
Państwo
Produkcja (mln mIndeks górny 33/dobę)
Arabia Saudyjska
9,2
Zjednoczone Emiraty Arabskie
8,4
Hiszpania
3,8
Kuwejt
2,6
Algieria
2,4
Australia
1,8
Katar
1,8
Izrael
1,5
Chiny
1,5
Libia
1,1
Zużycie wody można ograniczyć, oczyszczając ścieki i używając wody powtórnie. W krajach wysoko rozwiniętych oczyszczaniu podlega zdecydowana większość ścieków, w państwach rozwijających się niestety jest bardzo mało oczyszczalni.
R19EOElP6E6NK1
Jeżeli jednak nadal wody nie wystarcza, można ją sprowadzić z zagranicy. W 2008 roku susza w Katalonii (północno‑zachodnia części Hiszpanii) stała się tak poważna, że konieczny był import wody z Francji drogą morską. Rozmowy w sprawie stałego dostarczania wody prowadził Izrael z Turcją. Miała być dostarczana rurociągiem na dnie Morza Śródziemnego. W 2010 roku z przyczyn politycznych projekt został wstrzymany. Inny sposób to sprowadzanie gotowych produktów i zawartej w nich tzw. wody wirtualnejwoda wirtualnawody wirtualnej, zużytej w procesie produkcji. Sprowadzając, a nie produkując tonę pszenicy, oszczędzamy około 1,3 mln litrów wody.
Woda potrzebna do wyprodukowania jednostki produktu
Produkt
Ilość wirtualnej wody (l)
Herbata (kubek 250 ml)
30
Nawóz azotowy (1 kg)
600
Ser (0,25 kg)
1 250
Pszenica (1 kg)
1 300
T‑shirt
2 700
Telefon komórkowy
3 000
Stek wołowy (30 dag)
4 650
Czekolada (0,2 kg)
4 800
Buty skórzane (para)
8 000
Jeansy (para)
10 855
Samochód osobowy
450 000
Główni importerzy wirtualnej wody netto
Państwo
Import wirtualnej wody netto (mld mIndeks górny 33/rok)
Japonia
1,168
Meksyk
0,661
Włochy
0,622
Niemcy
0,602
Wielka Brytania
0,578
Z powyższych przykładów wynika, że ograniczeniem zastosowania różnych rozwiązań ułatwiających dostęp do wody nie są warunki klimatyczne, lecz czynniki społeczno‑ekonomiczne.
RvuFaetX2Xfw11
Polecenie 2
Czy w twoim regionie występują problemy z wodą? Wyjaśnij, dlaczego taka sytuacja ma miejsce.
iBAjP9PzMi_d5e383
Podsumowanie
Dostępne zasoby wody słodkiej to zaledwie 0,3% wody na Ziemi.
Obszary niedoboru wody to głównie regiony okołozwrotnikowe i wewnątrzkontynentalne.
Główny czynnik przyrodniczy wpływający na niedobór wody to opady mniejsze niż możliwości parowania.
Główne czynniki pozaprzyrodnicze wpływające na niedobór wody to wzrost liczby ludności i zwiększone zapotrzebowanie na produkty rolne, przemysłowe oraz wodę do celów konsumpcyjnych i domowych.
Problem wody, zwłaszcza w państwach rozwijających się, wynika również z niskiej jakości wody zanieczyszczonej chemicznie i biologicznie.
Istnieją liczne sposoby radzenia sobie z deficytem wody, większość wymaga wiedzy, technologii i sporych środków finansowych.
Praca domowa
Polecenie 3.1
Wybierz państwo i zanalizuj je pod względem zasobów wodnych. Wynik przedstaw w postaci analizy SWOT.
Polecenie 3.2
Dowiedz się, skąd pochodzi woda wykorzystywana w twoim domu. Zbierz informacje na temat jej jakości na początku procesu uzdatniania (jeśli nie jest uzdatniana, dowiedz się dlaczego i czy jest to wskazane).
iBAjP9PzMi_d5e451
Słowniczek
mulczowanie
mulczowanie
pokrywanie gleby materiałem zmniejszającym parowanie wody z gleby, np. słomą, liśćmi
woda wirtualna
woda wirtualna
woda wykorzystana w procesie produkcji
iBAjP9PzMi_d5e512
Zadania
Ćwiczenie 1
RmdC4W6NU0od61
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Oceń prawdziwość stwierdzeń.
Prawda
Fałsz
Obszary z niedostatkiem wody występują na wszystkich kontynentach (nie licząc Antarktydy).
□
□
Obszary z niedostatkiem wody występują tylko w państwach słabo rozwiniętych.
□
□
W państwach wysoko rozwiniętych stosuje się wodooszczędne technologie, więc zużycie wody na mieszkańca jest małe.
□
□
Zanim woda trafiła do studni, przesiąkała przez skały, jest więc czysta.
□
□
Sadzenie lasów ogranicza spływ powierzchniowy, przez co zwiększają się zasoby wód podziemnych.
□
□
Źródło: Ryszard Pawlak, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1Ip3KcBjAUYm1
Ćwiczenie 3
RrCUpFgm3ncy51
zadanie interaktywne
zadanie interaktywne
Połącz nazwy metod zmniejszania niedoboru wody z opisami ich zalet.
zwiększanie małej retencji, nawadnianie kropelkowe, mulczowanie, oczyszczanie ścieków
wielokrotne wykorzystanie tej samej wody
woda nie jest marnowana, trafia bezpośrednio do korzeni roślin uprawnych