najciekawsza substancja na Ziemi

12 września 2013
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ
A KRANEM
Sfinansowano ze środków
Narodowego Funduszu Ochrony
Środowiska i Gospodarki Wodnej
WODA
Woda to jedna z najbardziej
niezwykłych, a jednocześnie
jedna z najpospolitszych
substancji na Ziemi.
Woda, czyli chemicznie tlenek wodoru (H2O)
w przyrodzie może występować w różnych
stanach skupienia. W stanie ciekłym jest zwana po prostu wodą, w stanie gazowym – parą wodną, a w stałym – lodem. Jednak ze wszystkich znanych
nam dotąd planet jedynie na Ziemi woda występuje we
wszystkich stanach skupienia.
Woda może przechodzić z jednego stanu (fazy) skupienia w inny, a przejścia między fazami nazywają się: topnieniem (przejście ze stanu stałego w ciekły), krzepnięciem (ze stanu ciekłego w stały), parowaniem (ze stanu
ciekłego w gazowy), skraplaniem (ze stanu gazowego
w ciekły), sublimacją (ze stanu stałego w gazowy), resublimacją (ze stanu gazowego w stały).
Dzięki wodzie może istnieć życie na Ziemi, gdyż uczestniczy ona w przebiegu większości procesów metabolicznych. Stanowi ona ok. 70% masy dorosłego człowieka. Osocze krwi składa się w 95% z wody, kości
w 20%, a szkliwo zębów w 10%.
Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem, dlatego zazwyczaj w jej kropli, oprócz cząsteczek wodoru i tlenu, można znaleźć wiele substancji rozpuszczonych, najczęściej
soli, ale także innych substancji, w tym również pochodzenia organicznego, np. mocznik, kwasy humusowe itp.
Najwięcej soli mineralnych zawiera woda morska i wody mineralne, najmniej zaś woda w atmosferze. Wodę
z małą ilością rozpuszczonych substancji nazywamy miękką, natomiast zawierającą duże stężenia soli wapnia, magnezu i innych metali – wodą twardą. Ogólna twardość
wody jest sumą twardości węglanowej (nietrwałej) i trwałej. Twardość nietrwała wynika z obecności soli kwasu
węglowego (wodorowęglanów), które przy podgrzewaniu wody przekształcają się do nierozpuszczalnych w wodzie węglanów i wytrącają się z roztworu. Jest to przyczyną powstawania tzw. kamienia kotłowego. Trwała
twardość wody wynika z obecności w roztworze soli innych kwasów (chlorki, siarczany, azotany i in.), które pozostają w wodzie również po przegotowaniu wody.
W miękkiej wodzie lepiej rozpuszczają się środki piorące
i myjące, duża twardość powoduje zaś, że musimy doda-
najciekawsza
substancja na Ziemi
wać więcej proszku do prania, czy użyć więcej mydła.
Woda pozbawiona substancji mineralnych to tzw. woda destylowana, która wykorzystywana jest w laboratoriach chemicznych, ale również w gospodarstwie
domowym, np. do prasowania w żelazkach z parą.
Poza substancjami stałymi w wodzie dobrze rozpuszczają się również gazy atmosferyczne,
w tym dwutlenek węgla, dzięki czemu możemy pić orzeźwiającą wodę gazowaną (choć ta
sprzedawana w sklepach jest przeważnie sztucznie wzbogacana w ten gaz).
Ilość wody na kuli ziemskiej jest stała i wynosi ok.
1,4 mld m3. Największa część zasobów wody znajduje
się w morzach i oceanach – ok. 96,5% (rys. 1). Woda na
powierzchni lądu stanowi ok. 2%, a wody podziemne ok.
1,5% zasobów wodnych naszej planety. Hydro-sfera, czyli wodna powłoka Ziemi, jest zatem „słona”, a wody słodkie obejmują tylko ok. 3% zasobów. Są one zgromadzone przede wszystkim w postaci stałej – w lodowcach,
pokrywie śnieżnej i trwałej marzłoci (68,3% zasobów
wód słodkich), płynnej – w warstwach wodonośnych pod
ziemią (31,4%), jeziorach (0,26%), rzekach i mokradłach
(0,036%), oraz w postaci gazowej w atmosferze (0,04%).
Także niektóre związki chemiczne zawierają cząsteczki
wody w swojej budowie.
Cząsteczki wody znajdują się w ruchu. Motorem przemieszczania się wody jest energia słoneczna i siła ciężkości. Pod wpływem ciepła słonecznego woda z powierzchni kontynentów i oceanów nieustannie paruje.
Intensywność parowania wody zależy od temperatury wody i otoczenia, wilgotności powietrza, prędkości wiatru
oraz ciśnienia atmosferycznego. Im wyższa temperatura
i prędkość wiatru, tym parowanie zachodzi intensywniej.
Duża wilgotności powietrza i wysokie ciśnienie ograniczają ten proces. Objętość wody w atmosferze wynosi ok.
12,9 tys. km3. Najwięcej wilgoci do atmosfery dostarczają oceany, morza, jeziora i rzeki – ok. 90%. Pozostałe 10%
pochodzi z procesu transpiracji (parowania z szaty roślinnej). Jeżeli tuż nad powierzchnią ziemi dochodzi do ochłodzenia powietrza zawierającego parę wodną, to powstają mgły. Na większych wysokościach w wyniku
wznoszenia się i ochładzania powietrza zawierającego parę wodną skrapla się ona do postaci małych kropelek, które formują chmury (kondensacja pary wodnej). Chmury
przemieszczane są przez wiatr nad powierzchnią lądów,
mórz i oceanów. Część obiegu wody od parowania przez
transport wilgoci w atmosferze do kondensacji pary wodnej nazywana jest fazą atmosferyczną (rys. 2).
Rys. 1. Zasoby wodne Ziemi (wg Gleicka, 1996)
Cząsteczki wody w postaci pary wodnej i chmur spędzają w atmosferze średnio ok. 10 dni zanim wrócą
z powrotem na ląd czy ocean. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe
krople i pod wpływem siły grawitacji opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad. Aż 80% opadów atmosferycznych (458 tys. km3 wody) trafia bezpośrednio do
mórz i oceanów, a tylko 20% (119 tys. km3) na kontynenty. Warto również zaznaczyć, że tylko ok. 10% objętości wody parującej z oceanów trafia nad lądy w postaci opadów atmosferycznych. Rozkład opadów na kuli
ziemskiej jest jednak nierównomierny.
Z chwilą osiągnięcia przez wodę powierzchni terenu zaczyna się faza lądowa obiegu wody. Na powierzchni lądów część opadów atmosferycznych wyparowuje
(72 tys. km3), a pozostała część (47 tys. km3) spływa po
powierzchni do mórz i oceanów, przenika do wód podziemnych, jest pobierana przez rośliny lub jest okresowo
zatrzymywania (retencjonowania), np. w postaci śniegu
i lodu, czy zbiornikach wodnych. Rośliny część wody oddają do atmosfery (transpiracja), a część wykorzystują
w procesach biologicznych. Część wody spływa po powierzchni terenu do rzek, jezior i innych zagłębień terenowych, lub wsiąka w grunt i infiltruje do wód podziemnych. Wody podziemne krążą w warstwach wodonośnych,
a w miejscach, gdzie wydostają się na powierzchnię, powstają źródła, które dają początek rzekom uchodzącym
do mórz i oceanów. Warstwy wodonośne znajdujące się
na niewielkiej głębokości (tzw. wody gruntowe) mają
kontakt hydrauliczny z wodami powierzchniowymi i zasilają je w wodę, dzięki temu rzeki niosą wodę również
w okresach bez deszczu. Część wód podziemnych odpływa również bezpośrednio do oceanów.
Ważne znaczenie w przyrodzie ma również woda znajdująca się w glebie, w tak zwanej strefie aeracji zlokalizowanej między powierzchnią terenu, a warstwą wodonośną (strefą saturacji). Woda w tej strefie występuje
w różnych stanach skupienia: jako para wodna, woda
wolna wędrująca pod wpływem grawitacji do warstwy
wodonośnej, woda wolna zawieszona, woda kapilarna,
która przemieszcza się w różnych kierunkach pod wpływem sił spójności i przylegania, oraz woda związana
fizycznie i chemicznie z cząsteczkami gruntu. Część
z tych wód, niezwiązanych trwale z glebą, jest wykorzystywana przez rośliny.
Faza lądowa obiegu wody obejmuje zatem opad atmosferyczny, odpływ powierzchniowy i podziemny, wsiąkanie (infiltrację) i różne formy retencji.
Woda to substancja, bez której nie byłoby
życia na Ziemi. Jest darem natury, jest jej
częścią i siłą napędową. Woda jest dobrodziejstwem, o które należy dbać, uczyć się
o niej, poznawać, rozumieć i chronić. Woda jest źródłem życia.
Rok 2013 został ustanowiony przez Zgromadzenie Ogólne ONZ Międzynarodowym
Rokiem Współpracy w dziedzinie Wody.
„Woda Źródłem Życia” – ogólnopolska
kampania edukacyjna realizowana przez
Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju (www.zmianyklimatu.pl), ma na celu
skuteczną edukację z zakresu zrównoważonego gospodarowania zasobami wodnymi
ze szczególnym uwzględnieniem rzeki Wisły oraz promowanie szacunku dla wody.
Kampania ma inspirować, pobudzać wyobraźnię i motywować do podjęcia działań
zmierzających do poprawy stanu środowiska wodnego Polski. Nie uda się to jednak
bez dokładnego poznania tej cennej substancji.
Szczegóły na stronie
www.klimatawoda.pl
Cykl krążenia wody między oceanem, atmosferą i lądem nosi nazwę dużego obiegu wody, a krążenie wody między atmosferą i lądem, czy atmosferą i oceanem
zwane jest małym obiegiem wody. Nad oceanami parowanie jest zdecydowanie większe niż opady. Różnica uzupełniana jest przez dopływ wody z lądów. Nad
lądami zaś przeważają opady.
Obieg wody trwa ciągle, ale rocznie uczestniczy w nim
jedynie 0,04% zasobów wodnych hydrosfery, zatem teoretycznie całość zasobów wymienia się co 2800 lat.
Jednak woda w różnych środowiskach wymienia się
w różnym tempie i na przykład całkowita wymiana
wód w lodowcach zajmuje średnio 8000 lat, wód podziemnych trwa ok. 300-5000 lat, wód oceanicznych
ok. 4000 lat, a wymiana wody w atmosferze trwa nieco ponad tydzień.
DR JAROSŁAW SUCHOŻEBRSKI
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
Rys. 2. Obieg wody na Ziemi (wg Służby Geologicznej USA – USGS)
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
Między chmurą a kranem…
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
WODA
najciekawsza
substancja na Ziemi
Ważną rolę w obiegu wody zajmuje
retencja, czyli czasowe zatrzymanie
wody w środowisku.
Woda może być zatrzymywana w środowisku na chwilę (retencja chwilowa) bądź na dłuższy czas (retencja
długookresowa). Woda może być retencjonowana w sposób naturalny i sztuczny, zarówno na powierzchni, jak
i pod ziemią, możemy ją zatem podzielić na powierzchniową i podziemną. Na retencję powierzchniową składa się kilka procesów: zwilżanie powierzchni obszaru
oraz retencja gleby, szaty roślinnej (intercepcja), depresyjna, śnieżna, jeziorna, korytowa i bagienna (rys. 3).
Uwzględniając te kryterium, największą rzeką świata jest
Amazonka, której średni roczny przepływ w ujściu wynosi 120 m3/s i jest trzykrotnie większy od innych wielkich rzek, takich jak Kongo czy Ganges (tab. 1).
W jeziorach zgromadzone jest ok. 176,4 tys. km3 wody,
czyli ok. 0,013% zasobów wodnych hydrosfery. Z tego
91 tys. km3 to zasoby wody słodkiej. Ponad 95% zasobów
wód jeziornych znajduje się w zbiornikach powstałych
w wyniku ruchów tektonicznych, np. Niasa, Tanganika
w Afryce, Titicaca w Ameryce Południowej oraz Bajkał
w Azji. Są to najstarsze oraz najgłębsze jeziora na Ziemi.
Największe z nich to Morze Kaspijskie (jezioro tektoniczno-reliktowe) o objętości 78,2 tys. km3 (tab. 2). Największym pod względem objętości jeziorem słodkowodnym
Rys. 3. Różne formy retencji
Część opadów nie dociera do powierzchni gruntu, lecz
jest zatrzymywana przez rośliny. Proces ten nazywa się
intercepcją. Woda zgromadzona na powierzchni roślin
jest pobierana przez kutikulę i aparat szparkowy roślin,
a część wyparowuje (transpiruje). Nadwyżka wody ocieka oraz spływa po pniach i łodygach na ziemię. Wielkość retencji intercepcji zależy od wielu czynników,
m.in.: powierzchni i szorstkości liści, zwartości pokrywy roślinnej, sumy i natężenia opadu oraz prędkości
wiatru. Zjawisko intercepcji zmniejsza dopływ wody
do ziemi i zwiększa czas tego dopływu, wpływa zatem
pośrednio na zmniejszenie zagrożenia powodziowego.
Woda gromadzi się również na powierzchni obszaru,
zwilżając powierzchnię gleby i obiektów znajdujących
się na niej (detencja powierzchniowa). Znaczna ilość
wody wypełnia też różnego rodzaju zagłębienia wynikające z mikrorzeźby terenu, których dno charakteryzuje się małą przepuszczalnością. Proces ten nazywa
się retencją depresyjną.
Duże ilości wody gromadzą się w zbiornikach wodnych
(retencja jeziorna), dolinach i korytach rzek (retencja
rzeczna) oraz mokradłach (retencja bagienna).
Objętość wody zgromadzonej w rzekach szacuje się na
2,12 tys. km3, co stanowi jedynie 0,0002% zasobów wodnych hydrosfery i jedynie 0,006% zasobów wód słodkich.
Miarą zasobów wodnych w dorzeczu jest średni przepływ, czyli ilość wody przepływającej przez poprzeczny przekrój koryta rzeki w jednostce czasu (m3/s lub l/s).
jest Bajkał (23 tys. km3).
Najliczniejsze na Ziemi
są jednak jeziora związane z erozyjną i akumulacyjnądziałalnościąlodowców.
Spotyka się je zarówno w górach, jak i na
nizinach w Europie i Ameryce Północnej. Niektóre z nich,
jak Wielkie Jeziora w Ameryce Pn. (Górne, Huron, Michigan, Erie, Ontario) powstały w wyniku ruchów tektonicznych, a lądolód jedynie przeobraził misy jeziorne. Duże
znaczenie w obiegu wody mają również sztuczne zbiorniki wodne (zbiorniki retencyjne). Najczęściej powstawają
przez przegrodzenie doliny rzecznej zaporą i spiętrzenie
wody. Jeziora tego typu poza retencją mogą pełnić również inne funkcje, np. regulować przepływ dla celów żeglugi (zbiorniki żeglugowe) czy zatrzymywać wielkie wody (przeciwpowodziowe), gromadzić wodę na potrzeby
zaopatrzenia ludności (komunalne), przemysłu (przemysłowe) czy rolnictwa (rolnicze). Często również wykorzystywane są do produkcji energii elektrycznej (zb. energetyczne). Najczęściej jednak zbiorniki zaporowe pełnią wiele
funkcji (zbiorniki wielozadaniowe) (tab. 3).
Sztuczna retencja obejmuje również małe zbiorniki wodne, takie jak stawy, żwirownie, glinianki, młynówki.
Zbiorniki tego typu odgrywają ważną rolę w kształtowaniu lokalnych zasobów wodnych, ochronie przeciwpowodziowej i kształtowaniu bioróżnorodności.
W lodowcach i stałej pokrywie śnieżnej zmagazynowa-
Tab. 1. Największe rzeki świata
Rzeka
Długość (km)
Amazonka (z Ukajali)
Kongo (z Lualabą)
Ganges (z Brahmaputrą)
Jangcy
Orinoko
Jenisej
Missisipi z Missouri
Lena
Zambezi
Parana
12 września 2013
7025
4320
2700
6300
2730
4102
5969
4400
2660
4380
Powierzchnia
dorzecza
(tys. km2)
7180
3691
2055
1818
994
2580
3229
2490
1330
2970
Średni przepływ
w ujściu
(tys. m3/s)
120,0
40,0
38,0
34,0
29,0
19,8
19,0
17,0
16,0
15,0
Rys. 4. Źródła zaopatrzenia w wodę różnych dziedzin gospodarki
ne są ponad 24 mln km3 wody, czyli ok. 69% zasobów
wód słodkich na Ziemi. Retencja szaty śnieżnej ma przeważnie charakter okresowy i ograniczona jest do okresu z niskimi temperaturami powietrza. Znacznie trwalszy charakter w skali świata ma pokrywa lodowa.
Lodowce zajmują na Ziemi powierzchnię 16,2 mln km2.
Można je znaleźć na wszystkich kontynentach, jednak
87% ogółu powierzchni lodowej Ziemi przypada na Antarktydę, a 11% na Grenlandię.
Woda w postaci lodu występuje także w gruncie, tworząc tzw. wieloletnią zmarzlinę w Ameryce Północnej
i Eurazji oraz w strefie wysp okołobiegunowych na półkuli północnej. Szacuje się, że jest tam zmagazynowane
około 300 tys. km3 wody (0,86% objętości wód słodkich).
Retencja gleby polega na zatrzymaniu wody w profilu
glebowym, w tzw. strefie aeracji. Szacuje się, że w glebie zmagazynowane jest ok. 16,5 tys. km3 wody (0,05%
jej zasobów). Ilość wody zatrzymanej w glebie zależy od
jej rodzaju, budowy (struktury) i składu chemicznego.
Niewielką zdolność do gromadzenia wody będą miały
gleby zbudowane z kamieni, żwiru czy piasku ze względu na dużą przepuszczalność, ale też iły czy gliny ze
względu na małą wodoprzepuszczalność. Czynnikiem
zwiększającym retencyjność gleb jest jej porowatość
i zawartość próchnicy. Dużą zdolność retencyjną mają
torfy, których masa po nasączeniu wodą może zwiększyć
się nawet o 500-1200%. Torfowiska mają zatem ogromne znaczenie w utrzymaniu dużej retencji w zatorfionych
dolinach rzek.
W strefie saturacji w warstwach wodonośnych jest zmagazynowane 23,4 mln km3 wody, czyli 1,7 % jej zasobów w hydrosferze. Z tego mniej niż połowa to wody
słodkie (10,53 mln km3), co stanowi ok. 30% jej zapasów na Ziemi. Największe znaczenie dla człowieka mają wody gruntowe i wgłębne. Wody gruntowe tworzą
pierwszy ciągły horyzont wodonośny, którego położenie zmienia się sezonowo w zależności od zasilania.
Zasilane są bezpośrednio przez infiltrujące wody opadowe i przez wody powierzchniowe. Poziom wód gruntowych zależy przede wszystkim od ilości opadów atmosferycznych, ale także od wielkości jej zużywania przez
człowieka. Wody wgłębne występują na większych głębokościach i są oddzielone od powierzchni warstwami
skał trudno przepuszczalnych, które wymuszają kształt
zwierciadła wód podziemnych. Zazwyczaj są zasilane
wodami przesiąkającymi przez szczeliny uskoków tektonicznych, przez przerwy w utworach słabo przepuszczalnych (okna hydrogeologiczne) albo na wychodniach
skał przepuszczalnych na powierzchnię.
Retencja wodna jest ważnym elementem w gospodarce wodnej. Działania człowieka, np. zmiana użytkowania powierzchni, powodują zmniejszenie retencji wodnej, co wywołuje niekorzystne skutki, jak wzrost
zagrożenia powodziowego.
Tylko niewielka część zasobów wodnych w hydrosferze
jest możliwa do wykorzystania przez człowieka. Stanowią
je przede wszystkim wody w rzekach, jeziorach i warstwach wodonośnych. Szacuje się, że w rzeczywistości dostępne dla człowieka jest tylko 0,009% zasobów wodnych
na Ziemi (3% zasobów wód słodkich), z czego większość
to wody podziemne. W skali świata taka ilość wody wystarcza dla zaspokojenia potrzeb wodnych 6,5 mld ludzi,
które
wynoszą
12,5
tys.
– 14 tys. km3 rocznie. Problemem jest jednak nierównomierne rozmieszczenie zasobów. Wiele osób żyje w regionach suchych lub w ogromnych skupiskach (np. duże
miasta), co prowadzi do braku odpowiedniej ilości wody
dobrej jakości. W Azji i na
Środkowym Wschodzie żyje
ok. 60% populacji świata (3,67 mld
w 2000 r.), ale na tych obszarach dostępnych jest tylko 36% zasobów wodnych wyrażanych
średnim odpływem rzecznym. Dostateczna dostępność do
wody jest ograniczona do krótkiego okresu pory monsunowej. Dla odmiany, w Ameryce Południowej, w której
żyje 6% ludzkości (342 mln), rzeki gromadzą 26% zasobów wodnych na Ziemi (średni roczny przepływ rzeczny).
Z powodu szybkiego wzrostu populacji, potencjalna dostępność wody spadła z 12,9 tys. m3 na osobę rocznie
w 1970 roku do 9 tys. m3 w 1990 roku i ok. 7 tys. m3
w 2000 roku. W gęsto zaludnionych regionach Azji, Afryki, na Środkowym Wschodzie oraz w niektórych państwach europejskich na statystycznego mieszkańca dostępne jest tylko 1,2 tys. - 5 tys. m3 wody rocznie (w Polsce
ok. 1,7 tys. m3/os).
Człowiek korzysta z wody dostarczanej z różnych źródeł (rys. 4). Woda opadowa wykorzystywana jest bezpośrednio przez rolnictwo i leśnictwo, jednak w wielu regionach na Ziemi opadów nie wystarcza na potrzeby
tych dziedzin gospodarki. Pojawia się zatem konieczność dodatkowego nawadniania upraw wodami z rzek
czy warstw wodonośnych. Przemysł korzysta przede
wszystkim z zasobów wód powierzchniowych, szczególnie te dziedziny, które wymagają dużej jej ilości
(przemysł ciężki, energetyka itp.). Gospodarka komunalna wykorzystuje najczęściej zasoby wód podziemnych, jednak w dużych skupiskach ludzi konieczne jest
sięgniecie do zasobów wód powierzchniowych. Duże
miasta pobierają wodę najczęściej z rzek czy zbiorników retencyjnych. Żeby zapewnić odpowiednią ilość
wody dla mieszkańców metropolii, często woda transportowana jest rurociągami czy otwartymi kanałami na
duże odległości (tzw. przerzuty wody).
DR JAROSŁAW SUCHOŻEBRSKI
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
Literatura:
Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z., 2010, Hydrologia ogólna. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Chełmicki W. 2001, Woda: zasoby, degradacja, ochrona. Wydawnictwo
Naukowe PWN, Warszawa.
Encyclopedia of Hydrological Sciences 1999-2013. John Wiley and Sons.
Gleick P., Allen L., Christian-Smith J., Cohen M. J., Cooley M., Heberger
M., Morrison J., Palaniappan M., Schulte P., (red.) 2011, The World's Water
Volume 7: The biennial report on freshwater resources. Pacific Institute, Island Press, Preservation Park.
Gleick, P. H., 1996, Water resources. [w:] Encyclopedia of Climate and Weather,
red. S. H. Schneider, Oxford University Press, New York, vol. 2.
Jackson R.B., Carpenter S.R., Dahm C.N., McKnight D.M., Naiman R.J., Postel
S.L., Running S.W., 2001. Water in a changing world. Ecological Applications 11.
NASA, Water Cycle (http://science.nasa.gov/earth-science/oceanography/ocean-earth-system/ocean-water-cycle/, aktualność 2013-07-30)
Negri A. J., Adler R. F. i in., (2004,. A 16-year climatology of global rainfall
from SSM/I highlighting morning versus evening differences. 13th Conference on Satellite Meteorology and Oceanography, Norfolk, VA, American Meteorological Society.
Nilsson C., Reidy C. A. i in., 2005, Fragmentation and Flow Regulation of the
World's Large River Systems. Science 308 (5720).
Shiklomanov I. A., 1999, World Water Resources: Modern Assessment and
Outlook for the 21st Century. (Summary of World Water Resources at the
Beginning of the 21st Century, prepared in the framework of the IHP UNESCO). Federal Service of Russia for Hydrometeorology & Environment Monitoring, State Hydrological Institute, St. Petersburg
Steffen, W., A. Sanderson S.W.A. i in., 2003, Global Change and the Earth
System, Springer.
The World Bank, 2010, Sustaining water for all in a changing climate: World
Bank Group Implementation Progress Report.
UNEP, 2008, Vital Water Graphics: An Overview of the State of the World’s
Fresh and Marine Waters. United Nations Environment Programme
(http://www.unep.org/dewa/vitalwater/, aktualność 2013-07-30).
USGS, The Water Cycle: Water Storage in Oceans
(http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycleoceans.html, aktualność 2013-07-30).
Tab. 2. Największe jeziora świata
Państwo
(region)
Nazwa
Morze
Kaspijskie
Bajkał
Tanganika
Górne
Malawi
Wostok
Michigan
Huron
Wiktorii
Wlk. Jez.
Niedźwiedzie
Azerbejdżan, Rosja,
Kazachstan, Iran, Turkmenistan,
Rosja
Tanzania, Kongo, Burundi,
Zambia
USA, Kanada
Malawi, Mozambik Tanzania
Antarktyda
USA
USA, Kanada
Tanzania, Uganda, Kenia
Kanada
Powierzchnia
(km2)
Pojemność
(km3)
371000
78200
31722
23600
32900
18900
82100
29600
15690
58000
59600
68800
11600
7725
5400±1600
4920
3540
2700
31153
2236
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
Tab. 3. Największe jeziora zaporowe świata (funkcja: E – energetyczna, Ż – żeglugowa, W – rekreacyjna,
RP – retencyjno-przeciwpowodziowa, Rb – rybacko-wędkarska)
Nazwa jeziora
Rzeka
Pojemność (km3)
Państwo
Funkcje
Kariba
Zambezi
180,6
Zambia
E, Ż
Brackie
Angara
169
Rosja
E, Ż, W, Rb
Nassera
Nil
157
Egipt, Sudan
RP, E, Ż, W
Wolta
Wolta
150
Ghana
RP, E, W, Ż
Manicougana
Manicougana
141,9
Kanada
E, Ż
Guri
Caroni
138,0
Wenezuela
E
Krasnojarskie
Jenisej
73,3
Rosja
E, Ż, W, RP
Williston
Peace
70,3
Kanada
E, W
Zejskie
Zeja
68,4
Rosja
E, RP
Sanmenxia
Żółta Rzeka
65,0
Chiny
E, RP, W
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
WODA
Szklanką czy wiadrem?
Naturalna dostawa
wody.
Naturalna zmienność zasobów wodnych ma swe złożone przyczyny
w funkcjonowaniu systemów obiegu energii na Ziemi, kształtowania
się cyrkulacji atmosferycznej i oceanicznej, a także zmieniającej się roli
różnych procesów geofizycznych. Szczególną rolę odgrywa tempo dużego obiegu wody.
Pełna wymiana wilgoci atmosferycznej następuje czterdzieści razy w roku, czyli co 9 dni. Nawet niewielkie przyspieszenie tego tempa oznacza dodatkowe porcje opadów,
spowolnienie – proces odwrotny. Potężną niewiadomą
w kształtowaniu się zasobów wodnych są chmury, których
pokrywa, stale obecna, ale wciąż przekształcająca się, warunkuje nie tylko opad atmosferyczny, ale i parowanie,
modyfikując dopływ energii słonecznej i odpływ promieniowania ziemskiego. Niewiadomych jest znacznie więcej. Część z nich pozostanie być może nierozpoznana,
gdyż istotnym czynnikiem wpływającym na dostępność
zasobów wodnych stała się cywilizacja.
Stałe lub okresowe nadwyżki słodkiej wody mają przede
wszystkim obszary położone w sąsiedztwie równikowej
strefy konwergencji otrzymujące obfite opady zenitalne,
a także monsunowe. Niestety, obszarów tych nie jest wiele, a najrozleglejszy – dorzecze Amazonki to jednocześnie największy obszar zasobów słodkiej wody na kuli ziemskiej. Także obszary typowo monsunowe wykazują
nadwyżki wody, mimo że dostępna jest ona tylko przez
połowę roku. Bardzo dobre zaopatrzenie w wodę mają tereny nadmorskie w strefie podzwrotnikowej i umiarkowanej, zwłaszcza tam, gdzie po ich dowietrznej stronie przepływają ciepłe prądy morskie. Nadwyżki występują tam
przez cały rok. Dobre warunki zasobowe mają góry, zwłaszcza stoki eksponowane na wiatry deszczonośne. Nie najgorsze warunki panują w klimacie umiarkowanym chłodnym na obszarach młodoglacjalnych z jeziorami, i dalej na
północ z wieczną zmarzliną. Pozytywny bilans wodny mają lodowce – są to poważne lokalne źródła słodkiej wody.
Do terenów objętych największymi niedoborami słodkiej wody należą przede wszystkim gorące pustynie,
gdzie potencjalne parowanie jest stukrotnie wyższe od
epizodycznych opadów. Niedobory słodkiej wody mają strefy leżące w tzw. cieniach opadowych wyżyn i gór,
tzn. po stronie zawietrznej przeważających wiatrów deszczonośnych. Zwłaszcza dotyczy to chłodnych pustyń
w kotlinach oraz obszarów najdalej odległych od oceanów. Mowa tu np. o prawie całym wnętrzu Azji. Zasoby wodne graniczące z niedostatkiem notowane są też
nad obszarami nadmorskimi, tam, gdzie po dowietrznej
stronie przepływają chłodne prądy oceaniczne. Klasycznym przykładem takich wybrzeży jest pustynia Namib
w Afryce, zachodnie wybrzeże Australii czy okolice Atakamy i Półwysep Kalifornijski w Amerykach. Regionalnie i lokalnie niekorzystne warunki kształtowania się zasobów wodnych pojawiają się także w tych strefach
wododziałowych, gdzie wody opadowe szybko odpływają nie mając warunków do retencji oraz infiltracji.
Należy pamiętać, że rzeczywiste kształtowanie się sytuacji zasobowej wynika nie tylko z wysokości opadów
oraz przepływu wód powierzchniowych, ale w znacznym stopniu z utrzymywania się wód gruntowych, które mogą pochodzić ze znacznych odległości.
przyczyna kłopotów
i nieszczęść
Naturalne wezbrania rzek mogą doprowadzić do katastrofy powodzi. Owo wezbranie jest tylko jedną z niezbędnych przyczyn takiej katastrofy. Równocześnie występują także błędy ludzkie. Zalewane tereny są często
intensywnie zagospodarowane, wzniesione budowle
nie mają stosownej ochrony przed wdarciem się
wody, szwankuje informacja, a służby ratownicze
nie są na czas gotowe i nie dysponują wystarczającym sprzętem. Pierwotnym źródłem tych braków
jest przekonanie, że rzekę można technicznie ujarzmić nie dając jej szans na zajmowanie przez wody
wezbraniowe tarasów zalewowych. Przekonanie błędne,
na co najlepiej wskazuje historia niedawnych powodzi
na „w pełni ujarzmionym” Renie.
W Europie i w Polsce zdarzają się powodzie opadowe wywołane ulewnymi lub rozlewnymi deszczami, roztopowe
następujące po stopieniu pokrywy śnieżnej na znacznych
terenach, zatorowe związane z zablokowaniem przepływu
przez kry lodowe lub śryż, oraz sztormowe powstające w rezultacie wdzierania się wód morskich napędzanych sztormem w ujścia rzek. W ostatnim okresie wzrasta liczba powodzi opadowych, które występują najczęściej od czerwca
do sierpnia. W tej grupie obok wielkich powodzi w całych
dorzeczach coraz bardziej uciążliwe stają się gwałtowne
wylewy rzek w małych, niechronionych wałami zlewniach,
po lokalnych deszczach nawalnych. Wszyscy pamiętają
wielką i tragiczną powódź w południowej Polsce w 1997
roku, kiedy pod wodą znalazły się dzielnice dużych miast:
Wrocławia, Opola, Raciborza, Nysy, Kłodzka. Niestety,
były także ofiary śmiertelne, co u nas zdarzało się nieczęsto. W następnych latach powodzie pojawiają się prawie regularnie, co skłania do podejrzenia, że następuje niekorzystna zmiana w funkcjonowaniu klimatu w tej części
świata. Obecnie należy liczyć się ze zwiększoną wydajnością opadów burzowych i wyższym prawdopodobieństwem
osiągania najwyższych stanów w rzekach.
W kilku suchych rejonach świata powiększanie się obszarów pustynnych wciąż zachodzi w tempie zastraszającym.
Trudno tu oddzielić procesy naturalne od antropogennych
– wszystko wskazuje na to, że się one wspomagają. Jedna trzecia powierzchni lądów jest półjałowa lub jałowa.
Tymczasem z produkcji rolniczej na tych terenach utrzymuje się prawie 900 mln ludzi, których wciąż przybywa.
Mamy tu do czynienia z błędnym kołem niedostatku. Ubogie zasoby wodne ograniczają produkcję roślinną i hodowlę, co roku 20 mln ha ulega pełnej degradacji, powodując dalsze zmniejszenie zasobów wody i gleby. Pozostałe
tereny są jeszcze bardziej nadmiernie wypasane, lasy niszczone, a gleby zasalane. Ocenia się, że straty wartości terenów użytkowanych rolniczo na tych ziemiach przekraczają 30 mld dolarów rocznie. To też jest błędne koło
– wszystkie światowe środki skierowane na walkę z pustynnieniem nie przekraczają 5 mld dolarów.
Klasycznym obszarem objętym procesem pustynnienia
jest Sahel. Klęska suszy Sahelu na początku lat 70. spowodowała wzrost zainteresowania tym wielkim problemem. Stało się tak dlatego, że w tej części Afryki odnotowano poważne straty ludzkie wywołane nagłym
pojawieniem się susz i głodu. Tymczasem w okresie poprzedzającym tę tragedię opady na południe od Sahary
były wyższe niż obecnie o 1/4. Spowodowało to marsz
pasterzy i rolników na północ i w następstwie znacznie
większe straty niż te, które wystąpiłyby bez tego efektu. „Sahelska” nauka jest bolesna, ale jednoznaczna. Zagospodarowywanie obszarów o niepewnym i nietrwałym bilansie wodnym, nieposiadających alternatywnych
programów gospodarczych jest niewłaściwe.
Woda a krajobrazy roślinne
Woda pełni rolę środka transportu rozpuszczonych w niej
substancji mineralnych niezbędnych dla życia roślin
i zwierząt. Większość gatunków roślin potrzebuje tzw.
wody słodkiej, ale są też takie gatunki, które wymagają wody mocniej zasolonej.
Jedne gatunki roślin żyją w wodzie, inne na lądzie.
Wśród gatunków lądowych są takie, które rosną na gruntach silnie uwodnionych przy płytkim horyzoncie wód
podziemnych i takie, które przy głębokiej wodzie gruntowej czerpią wilgoć w wyniku jej podsiąku kapilarnego. Niektóre gatunki roślin czerpią wilgoć nie z gruntu, a bezpośrednio z powietrza.
Część gatunków roślin wymaga odpowiedniej dostawy
wody opadowej, która przede wszystkim reguluje poziom wód gruntowych, ale w pewnej części jest przez
rośliny bezpośrednio przyswajana. Jedne gatunki preferują opady duże, inne opady średnie, jeszcze inne opady małe.
Funkcjonowanie niektórych gatunków jest ściśle związane z regularnymi wylewami rzek bądź z występowaniem przypływów i odpływów morskich.
Istotnymi cechami różnicującymi siedliska roślinne są
warunki glebowo-gruntowe, a wśród nich przede wszystkim takie cechy jak przepuszczalność wodna gruntu i jego pojemność wodna.
Można zatem powiedzieć, że wszystkie naturalne krajobrazy roślinne Ziemi, także krajobrazy roślin uprawnych, są uzależnione od wody, a jej ilość w danym obszarze oraz sposób krążenia w przyrodzie decyduje
o wykształceniu i różnorodności szaty roślinnej.
Regionalne modele krążenia wody uwzględniające takie czynniki jak opad, odpływ (powierzchniowy i podziemny), parowanie, retencję powierzchniową (zatrzymywanie wody np. w jeziorach), retencję gruntową
(zatrzymywanie wody w gruncie), intercepcję (zatrzymywanie wody opadowej przez szatę roślinną), swą specyfikę zawdzięczają przede wszystkim cechom klimatu. To warunki termiczne i opadowe (związane
z napływem na dane terytorium mas wilgotnego lub su-
tego typu formy bardzo szybko wkracza roślinność.
Krajobrazy deltowe tworzą rzeki, które wynoszą do morza wielkie ilości osadu. Dodatni bilans zgromadzonej
w ujściu materii wynika z tego, że nie może ona być
w całości dalej przemieszczona przez falowanie lub
przez prądy morskie. Tak się dzieje np. w ujściach Amazonki oraz Nilu.
Woda sprzyja także formowaniu krajobrazów torfowiskowych. W związku ze stopniowym ocieplaniem się
klimatu (od ostatniej epoki lodowcowej) jeziora sukcesywnie zarastają. Rozwija się roślinność denna oraz tworzy się pływający płaszcz roślinny. W końcu nastąpi ich
połączenie i zaczyna powstawać torfowisko. Jezioro zamienia się w grunt organiczny. Zarastanie jezior, nie
tylko polodowcowych, ma miejsce w wielu regionach
Ziemi (np.: jez. Dal w Kaszmirze, jez. Inle w Birmie).
Zarastają też odcięte mierzejami dawne zatoki morskie
(Błota Przymorskie na Pobrzeżu Gdańskim).
Woda niszczy krajobrazy
Niszcząca działalność wody przejawia się w postaci erozji stoków (erozja linijna lub zmyw powierzchniowy)
i pogłębiania koryt rzecznych, a także w postaci abrazji brzegów morskich.
Nasiąknięty wodą grunt na stromych stokach zsuwa się
grawitacyjnie. W sprzyjających warunkach hydrogeologicznych na zboczach powstają rozległe osuwiska. Po
wielkich opadach deszczu dolinami górskimi mogą się
przemieszczać silnie uwodnione strumienie błotno-gruzowe. Degradację terenu wywołują też lawiny śnieżne.
Pogłębianie dolin rzecznych ma istotne znaczenie dla
terenów, często rozległych, sąsiadujących z dolinami,
bowiem następuje na nich drenaż wód podziemnych
i tym samym obniżanie się ich poziomu, co z kolei skutkuje zmianami w szacie roślinnej.
Dyskusyjnym, w kwestii niszczenia krajobrazu, jest działanie wezbrań rzek. W krajobrazie przyrodniczym równiny zalewowej cykliczne powodzie są naturalnym i koniecznym składnikiem dla jego funkcjonowania. Natomiast
woda dokonuje zniszczeń w substancji antropogenicznej
usytuowanej wbrew właściwościom przyrody.
Sfera gazowo-wodna Ziemi
Za funkcjonowanie systemu wodnego Ziemi, a także za
wymianę gazową z atmosferą odpowiadają oceany i morza, zaś poziom wód „oceanu światowego” regulują
morskie oraz kontynentalne pokrywy lodowe. Sfera ga-
Ryc. Główne elementy systemu krążenia wody w przyrodzie
chego powietrza) wraz z rzeźbą terenu lokalnie modyfikującą klimat decydują o zróżnicowaniu krajobrazów
roślinnych.
Gorące obszary, ubogie w wodę, w których parowanie
zdecydowanie przeważa nad pozostałymi elementami
bilansu wodnego, charakteryzują się znaczną koncentracją w wodzie związków mineralnych, a skąpa roślinność tam występująca jest przystosowana do korzystania z wód zasolonych.
Pośród obszarów pustynnych mogą występować sezonowe jeziora, które w apogeum pory gorącej wysychają, a osadzona na dnie misy jeziornej sól jest przez silne wiatry wywiewana na znaczne odległości,
zmieniając tym samym cechy chemiczne gruntów. Największym solniskiem na Ziemi jest Wielki Salar de
Uyuni w Boliwii.
W krajobrazach gorących i deszczowych (np. w krajobrazach monsunowych) obserwujemy bardzo intensywny odpływ wód opadowych oraz, podobnie jak na pustyniach,
bardzo silne parowanie. Jednak w przeciwieństwie do pustyń rozwija się tam niezwykle bujna roślinność, bowiem
sumaryczna retencja w lesie deszczowym równoważy straty wody powstałe w wyniku odpływu oraz parowania.
Woda buduje krajobrazy
Rzeki transportują osady zmyte przez wodę opadową
lub roztopową ze zboczy doliny, wlokąc je po dnie, unosząc w masie wody, a także przemieszczając substancje w nich rozpuszczone. Gdy na skutek zmniejszenia
prędkości płynięcia lub nadmiaru niesionego osadu woda w rzece traci swą siłę nośną wytraca niesioną materię, tworząc akumulacyjne tarasy rzeczne oraz rozległe
stożki napływowe (delty) u ujścia rzek. Na wynurzone
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
12 września 2013
zowo-wodna naszej planety jest niezwykle wrażliwa na
jej nienaturalne zmiany, które szybko przekładają się
na modyfikacje znacznej większości ekosystemów naszej planety. O czułości na czynniki antropogeniczne
tej złożonej struktury świadczy następujący przykład.
Stopniowe podnoszenie się poziomu oceanu światowego powoduje między innymi w delcie Gangesu i Brahmaputry większe niż przed kilkudziesięciu laty, cykliczne, związane z pływami w Zatoce Bengalskiej zalewy
lądu słoną wodą.
Zjawisko to sprzyja rozwojowi bujnej roślinności namorzynowej i wydawać by się mogło, że wspomniany
proces jest korzystny dla rozwoju przyrody. Ale...
Wzrastająca, zasolona powierzchnia lasów namorzynowych, funkcjonująca wedle przypływów i odpływów morskich, staje się terytorium nieprzyjaznym dla tygrysa. Obszar życia osobników tego gatunku szybko się kurczy.
Tygrysy, które pozostały na swoich dawnych terenach, z braku wody słodkiej cierpią na zaburzenia psychiczne, które
potęguje też fakt regularnego zacierania przez przypływy
morza wyznaczanych zapachowo granic ich terytoriów, co
powoduje wzrost poczucia zagrożenia tych zwierząt.
Tym tłumaczy się wyjątkowo liczne w tym regionie ataki tygrysów na ludzi. Hindus ginie od kłów tygrysa, jednak prawdziwą przyczyną tej tragedii są zmiany stanu
hydrosfery, które zachodzą w wyniku ocieplania się klimatu Ziemi.
DR WITOLD LENART
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
DR MAREK ZGORZELSKI
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
WODA
Woda jest podstawowym napojem
człowieka, od zarania dziejów
po dzisiaj. Jest tym napojem,
po który ludzie sięgają najczęściej.
Od leczniczych, uzdrowicielskich właściwości wody pochodzi nazwa kurortów leczniczych i kąpielisk SPA (sanitas per aquam). Woda jest też wykorzystywana w rolnictwie i w przemyśle, do celów rekreacyjnych
i leczniczych. Czysta woda to woda pozbawiona zanieczyszczeń organicznych i nieorganicznych, czy też – bardziej precyzyjnie – spełniająca określone kryteria, których dla potrzeb oceny jakości wód zaproponowano
wiele. Oczywiście, w celach leczniczych i spożywczych
wykorzystuje się wodę najwyższej jakości. Nie każda,
na pozór „czysta” woda nadaje się do picia, a jedynie
taka, która nie stwarza zagrożeń dla zdrowia. Powinna
ona przy tym zawierać odpowiednią ilość soli mineralnych (dlatego woda destylowana, mimo tego, że jest
„czysta”, nie nadaje się do picia). Intuicyjnie wiemy, po
jaką wodę sięgnąć. Bez wahania wypijemy łyk krystalicznie czystej wody zaczerpniętej z górskiego potoku,
natomiast zapewne nikt nie odważy się wypić wody
wprost z Wisły na wysokości Krakowa czy Warszawy.
Wodę pitną można czerpać ze studni lub innych ujęć,
a na terenach zurbanizowanych jej podstawowym źródłem są wody powierzchniowe, rzeczne lub jeziorne, doprowadzane wodociągami do domów. W wielu krajach,
przede wszystkim tych zamożnych, coraz powszechniej
spożywa się wodę mineralną. Większość zapotrzebowania na wodę w Warszawie zaspokajana jest przez wody
powierzchniowe z Wisły i Jeziora Zegrzyńskiego, a tylko kilka procent z wód podziemnych. Wodę warszawianom dostarczają trzy wodociągi, obsługiwane przez Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji.
Woda wiślana, która dociera wodociągami do mieszkańców nadwiślańskich miast, ma coraz lepszą jakość,
dzięki zaawansowanym technologiom uzdatniania. Inicjatywa „Piję wodę z kranu”, która jest w ostatnim czasie przedmiotem żywej debaty, ma właśnie pokazać, że
woda wodociągowa w aglomeracjach nadwiślańskich
jest zdrowa i nadaje się do picia.
Ocena przydatności wody nie opiera się wszakże na intuicji. Jakość wody charakteryzują jej właściwości fizyczne, czyli przezroczystość, mętność, barwa oraz smak
i zapach, właściwości chemiczne, a więc zawartość rozmaitych związków, oraz biologiczne, w tym zawartość
bakterii chorobotwórczych. Ta ostatnia jest szczególnie
ważna, bowiem spożycie wody bakteriologicznie skażonej może wywołać ciężkie objawy zatrucia. Dlatego
też np. żołnierze w warunkach polowych, ludzie w rejonach dotkniętych skażeniem wody, klęską żywiołową czy będący skazani na wodę z niepewnych źródeł
korzystają z tabletek odkażających, które umożliwiają
12 września 2013
czysty płyn
do picia
wykorzystanie dostępnej wody, nawet z przydrożnego
rowu lub kałuży.
Inne kryteria jakości wód obowiązują dla wód stojących
(jezior i stawów), inne dla wód płynących (strumieni
i rzek). Tych klasyfikacji jest wiele. Oceny stanu wód
dokonuje się przede wszystkim dla celów praktycznych,
gdyż określone zastosowania wody wymagają odpowiedniej jej jakości. Niektóre systemy oceny jakości
wód opierają się na wskaźnikach fizycznych i chemicznych, inne na biologicznych, te najnowsze integrują parametry abiotyczne i biotyczne.
Podstawy klasyfikacji stanu wód powierzchniowych
i podziemnych w Europie, a więc i w Polsce, reguluje
Ramowa Dyrektywa Wodna. Stan ekologiczny wody
jest porównywany z pożądanym stanem referencyjnym,
zbliżonym do naturalnego, a poszczególne klasy (wyróżnia się ich pięć) odpowiadają odchyleniom od tego
stanu. Prawo unijne odróżnia stan ekologiczny i chemiczny wód powierzchniowych. Stan ekologiczny
odzwierciedla jakość (strukturę i funkcjonowanie) ekosystemu wodnego, stan chemiczny – stopień zanieczyszczenia wód. Jeśli wskaźniki chemiczne są dobre, ogólny stan wód oceniany jest jako dobry jedynie wówczas,
gdy stan ekologiczny jest dobry (i odwrotnie). W ostatecznej ocenie stanu wód decyduje więc najgorzej oceniony element. Ekologiczny stan wód ocenia się przede wszystkim na podstawie parametrów biologicznych
(charakterystyki poszczególnych biocenoz, np. makrobentosu), elementów hydromorfologicznych i fizycznochemicznych. Wartości progowe poszczególnych wskaźników dostosowane są do lokalnej typologii wód.
W obecnym systemie podstawową rolę odgrywają wskaźniki biologiczne.
W Polsce do 2004 r. (przed przyjęciem prawa unijnego) stosowano trzyklasowy system klasyfikacji czystości wód. Klasy czystości cieków i zbiorników miały być
wyznaczane w zależności od ich przeznaczenia użytkowego. Do klasy I należały wody przeznaczone m.in.
do picia, o najwyższej jakości, a do klasy III – wody
przeznaczone do wykorzystania w rolnictwie i przemyśle. Stosowano również pojęcie wód nieodpowiadających normom, tak zwanych wód pozaklasowych. Monitoring stanu wód w Polsce wykazywał, że większość
badanych wód nie odpowiadała normom. Wynikało to
po trosze z metodologii oceny stanu wód, która zakłada, że określa go najgorszy wskaźnik.
W nowej klasyfikacji wód pojęcie klasy czystości zostało zastąpione klasą jakości, od I do V. Klasa I (stan bardzo dobry) oznacza, że komponenty biologiczne ekosystemu wodnego mają charakter zbliżony do naturalnego,
a elementy fizyczno-chemiczne i hydromorfologiczne
wskazują na niewielkie zakłócenia, najczęściej natury
antropogenicznej. Struktura biocenoz, dynamika ewentualnych zakwitów i chemizm wód powinny odpowiadać warunkom naturalnym, w zależności od typu cieku
lub zbiornika. Klasa II (stan dobry) oznacza, że odchylenia od naturalnego charakteru są niewielkie. Struktura
biocenoz i chemizm wód nieznacznie odbiegają od warunków referencyjnych. Klasa III (stan umiarkowany)
wód oznacza, że występują pewne umiarkowane
odchylenia od charakteru naturalnego. Klasa IV (stan słaby) wód oznacza, że występują istotne odchylenia od stanu referencyjnego, a zbiorowiska organizmów są znacząco przekształcone. Klasa V (stan zły) oznacza, że
występują poważne odchylenia od stanu naturalnego.
Odmienną klasyfikacją jest kategoryzacja wód ze względu na ich przydatność do bezpośredniego wykorzystania (jako wody pitnej, dla przemysłu farmaceutycznego, w kąpieliskach) i ewentualne zagrożenia dla zdrowia.
Jej badaniem zajmuje się inspekcja sanitarna. Z kolei
przeznaczone do spożycia wody powierzchniowe
mają trzy klasy: 1 – woda wymagająca prostego uzdatniania fizycznego (filtracja), 2 – woda wymagająca
uzdatniania fizycznego i chemicznego, i 3 – woda wymagająca gruntownego uzdatniania fizycznego i chemicznego (m.in. utlenianie, filtracja, adsorpcja na wę-
wieka zachodzi w naturalny sposób proces samooczyszczania. Sprowadza się on do przekształcania
związków organicznych w nieorganiczne przy udziale bakterii, najczęściej w obecności tlenu. Przy dużym obciążeniu wód materią organiczną, część jej
pozostaje nierozłożona, bowiem bakterie nie są w stanie uporać się z rozkładem. Nadmiar materii organicznej pozostaje w wodzie lub gromadzi się w osadach dennych. Zasoby tlenu ulegają wyczerpaniu.
Dodatkowo, jeśli do wody dostają się związki toksyczne, proces samooczyszczania może ulec zahamowaniu. Przyjmuje się, dość arbitralnie, że rzeka
foto: Shutterstock
glu aktywnym, dezynfekcja przez ozonowanie lub
chlorowanie). W tej ocenie jakości wody największy
udział ma jej skład chemiczny, ale pod uwagę brane są
również pewne cechy fizyczne (np. barwa) i biologiczne (obecność bakterii chorobotwórczych i pałeczki
okrężnicy Escherichia coli).
W wodach zanieczyszczonych w wyniku naturalnych
procesów (np. erozji) i w efekcie działalności czło-
oczyszcza się ze ścieków organicznych, jeśli udział
ścieków w stosunku do czystej wody nie przekracza
2%. Procesy samooczyszczania przebiegają naturalnie najszybciej w wodach płynących, o wartkim nurcie, gdzie szybki przepływ zapewnia stałe wysycenie
wody tlenem. W dolnym biegu rzek proces samooczyszczania przebiega wolniej, choć ciągły dopływ
z górnych odcinków cieku, które rzadziej podlegają
degradacji, sprzyja i tam procesowi samooczyszczania się. Na skutek braku przepływu, proces samooczyszczania się w jeziorach i innych zbiornikach wody stojącej nie przebiega równie skutecznie. Proces
samooczyszczania na ogół nie wystarcza, znaczna
część naszych wód jest zanieczyszczona i dlatego
muszą być wdrażane rozmaite sposoby zapobiegania
zanieczyszczeniom i usuwania ich z wód już zanieczyszczonych. Poprawę jakości wody najłatwiej uzyskać z chwilą, gdy źródła zanieczyszczeń są punktowe, jeśli jednak degradacja wód jest wynikiem
dopływu zanieczyszczeń z rozproszonych źródeł – jest
to znacznie trudniejsze.
Znaczna część ludzi w wielu regionach świata pozbawiona jest dostępu do czystej wody i stale boryka się
z jej niedostatkiem. To jest prawdziwy dramat i wyzwanie XXI wieku. Zasoby nadającej się do użytku wody
topnieją na skutek presji antropogenicznej (przede
wszystkim wadliwej gospodarki w zlewni) i zmian klimatu. Globalnym problemem jest zanieczyszczenie wód.
Wraz ze wzrostem liczby ludzi i rozwojem przemysłu
rośnie ilość zanieczyszczeń komunalnych, rolniczych
i przemysłowych. W wielu częściach świata woda jest
ciągle trwoniona, choć rozmaite rozwiązania wodooszczędne, technologie rekultywacji i renaturyzacji wód,
lepsze systemy dystrybucji wody, systemy retencji i magazynowania, regulacje prawne i finansowe oraz wzrost
świadomości sprawiają, że zużycie wody, także w Polsce, staje się bardziej racjonalne.
PROF. DR HAB. JOANNA PIJANOWSKA
ZAKŁAD HYDROBIOLOGII WYDZIAŁU BIOLOGII
CENTRUM NAUK BIOLOGICZNO-CHEMICZNYCH
UNIWERSYTETU WARSZAWSKIEGO
Bibliografia
Chełmicki W. Woda. Zasoby, degradacja, ochrona
Mikulski Z. Gospodarka wodna
Stańczykowska A. 1997. Ekologia naszych wód. Wydawnictwa Szkolne
i Pedagogiczne
foto: Shutterstock
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
JEDEN Z WIELKICH GRZECHÓW CYWILIZACJI
WODA
Praktycznie wszystkie procesy
naturalne dotyczące obiegu wody
w obrębie lądów w klimatach od
podzwrotnikowego do
podbiegunowego wykluczają
możliwość zanieczyszczenia jej
w stopniu takim, by nie nadawała
się do wykorzystania jako napój dla
zwierząt, a wiec także ludzi oraz
jako płyn niezbędny roślinom.
Marginalnym wyjątkiem mogą być wody silnie wzbogacone substancjami mineralnymi w rezultacie działalności
wulkanicznej. Także sąsiadujące z ogniskami magmy płytko pod powierzchnią ziemi. Nie nadają się do picia także
wody silnie zasolone, powstające na terenach o intensywnym parowaniu. Mowa o strefie klimatów zwrotnikowych,
gdzie można spotkać takie wody w bezodpływowych jeziorach oraz pod ziemią. Ale nawet tam, jeśli występują
okresowo lub epizodycznie rzeki i źródła, woda jest pitna.
Przyroda nie zna procesów, podczas których wody pochodzące z opadów, a więc absolutnie czyste, mogłyby być wzbogacane w związki szkodliwe dla zdrowia
w takim stopniu, aby wody takie dyskwalifikować. „Zabiegi” takie są wyłączną specjalnością człowieka. I mowa tu nie tylko o substancjach chemicznych, które z natury rzeczy są toksyczne, gdyż wymyślone przez
człowieka do trucia innych istot, ale też o substancjach
organicznych uczestniczących w obiegu biochemicznym. Po prostu mechanizm wymiany wody w systemie
atmosfera-powierzchnia ziemi i litosfera z glebą – hydrosfera z morzami i oceanami zapewnia odpowiednio
szybką mineralizację resztek związanych z życiem.
Obecnie na naszej planecie ludzie, wyłączając gospodarkę, zrzucają rocznie około 500 km3 ścieków, czyli
500 mld m3. Oznacza to mniej więcej trzy razy za dużo w stosunku do racjonalnie zarysowanych potrzeb
użytkowania, a więc i zanieczyszczania wody piciem,
nienadająca się
do picia
myciem, praniem, sprzątaniem, podlewaniem,
zraszaniem, goleniem, wydalaniem i nieświadomym marnowaniem. Jeśli przyjmiemy, że
na lądy spada rocznie 200 tys. km3 wody,
przeciętne rozrzedzenie tych ścieków byłoby z grubsza dopuszczalne, by woda pozostała czysta. Uzyskujemy bowiem zaledwie stężenie 4-promillowe. Ale
przecież wiemy, że relacja ta jest rozłożona na Ziemi skrajnie nierównomiernie.
Już w Polsce jest 10-krotnie gorsza, a na
Cyprze, gdzie wody brakuje nieustannie, gorsza stukrotnie. Jeszcze groźniej wyglądają te liczby, jeśli zauważymy, że są takie zanieczyszczenia „cywilizacyjne”, które wymagają znacznie większych
rozrzedzeń, by nie szkodziły życiu i zdrowiu. Takie paskudztwo jak np. Thodian, jeden ze skuteczniejszych
insektycydów, czyli środków owadobójczych, zabija już
przy koncentracji 4,5 ppb. To znaczy przy obecności
4,5 kilograma w kilometrze sześciennym wody. Użyliśmy dużych wartości, by uzmysłowić, jak niebezpieczne jest stosowanie tych środków. Kilometr sześcienny
wody to zasoby roczne wystarczające dla kilkunastomilionowej aglomeracji. A 4,5 kilograma mieści się
w plecaku. Porzućmy apokaliptyczne wizje, zwykła rzeczywistość, w tym polska, jest niewiele lepsza.
Zastanówmy się nad zanieczyszczaniem wody przez
rolnictwo. W Polsce rolnictwo produkuje co roku aż
miliard metrów sześciennych ścieków. Jedynie 5% tej
objętości jest oczyszczanych. Poważnym źródłem zanieczyszczeń jest produkcja zwierzęca.
Mało kto wie, że na przykład dorodna krowa wydala pięćdziesiąt kilogramów odchodów dziennie. Pięćdziesiąt kilogramów odchodów pomnożonych przez ilość sztuk dużych i pomnożonych przez 365 dni w roku daje nam
olbrzymią ilość 140 milionów ton rocznie. 140 milionów
ton odchodów zwierzęcych rocznie produkowanych przez
Polskę stanowi niezwykle istotny ładunek zanieczyszczeń,
które wprowadzamy do Morza Bałtyckiego.
Naukowcy skrzętnie obliczyli, że duża krowa zanieczyszcza środowisko w tym samym stopniu co piętnastu aktywnych życiowo ludzi. Co czynić? Może zaprzestać picia mleka i wcinania befsztyków?
A czteroosobowa rodzina zanieczyszcza środowisko poprzez nieodpowiednio skonstruowane szambo, tak jak cztery hektary intensywnie użytkowanego obszaru rolniczego.
Ścieki bytowo-gospodarcze, ścieki wiejskie, gnojowice, gnojówka, odcieki kiszonkowe wprowadzane do odbiorników wody, po pierwsze zmieniają chemizm tych
wód. A więc zmieniają na tyle skład jakościowy, czyniąc je nieprzydatnymi do gospodarczego wykorzystania. Warto tu nadmienić, że ładunek zanieczyszczeń zawarty w odchodach zwierzęcych, w przeciętnej
zagrodzie wiejskiej, liczącej cztery osoby i tam, gdzie,
powiedzmy, jest kilka krów, jest 10-, 20-, a niekiedy
60-krotnie większy w stosunku do ładunku zanieczyszczeń, jaki jest zawarty w ściekach bytowych.
Bardzo niebezpieczny jest efekt ulewy, kiedy to duża
ilość nawozów sztucznych przedostaje się do wód powierzchniowych. Skutkiem takich działań jest zwiększona ilość zawiesiny w wodach i zwiększony ładunek substancji nawożących. Mogą pojawić się też
pozostałości po źle użytych środkach ochrony roślin.
Oprócz tych zagrożeń może wystąpić zjawisko tak zwanego „wmycia” zanieczyszczeń przez glebę do płytkich
wód gruntowych. Skutki tego zjawiska są również bardzo niekorzystne, przejawiające się degradacją środowiska wodnego na całe dziesięciolecia.
To są te wszystkie czynniki, które należy mieć na uwadze, chcąc chronić w sposób należyty wody gruntowe. Ale początek postępowania jest na terenie zagrody. Zagroda jest czynnikiem determinującym jakość
ochrony wód.
W przypadku wód powierzchniowych zanieczyszczenia płynne, pyłowe i gazowe rozpuszczają się. Po prostu ruch wody w pewien sposób je „rozgania”. Stężenia zanieczyszczeń mogą się zmniejszać dzięki
rozcieńczaniu.
Jeśli przyjmiemy za 100% emisję zanieczyszczeń z obszarów wiejskich, to 20% zanieczyszczeń pochodzi
z rolniczej przestrzeni produkcyjnej, a 80% z zagrody
wiejskiej. Tam koncentrują się największe zanieczyszczenia, które degradują glebę i wodę. Zdecydowanie
najgorzej reaguje na nie właśnie woda. Efekty tego są
czasami nieodwracalne. Jedną z przyczyn zagrożeń jest
fakt, że wieś nie jest skanalizowana. W sposób zmechanizowany pobiera wodę ponad 90% zagród wiejskich,
z tego około 60% z wodociągów zbiorowych, 30% z wodociągów indywidualnych, zagrodowych, ale tylko nie
więcej niż ok. 23% ludności wiejskiej korzysta z kanalizacji i oczyszczalni ścieków. Ta dysproporcja nie jest
obojętna dla jakości środowiska naturalnego na wsi.
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
lll
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
12 września 2013
W związku z tym powinny być podejmowane działania zmierzające do równoczesnego realizowania sieci
wodociągowych i do budowy systemów kanalizacyjnych.
Żeby ograniczyć zanieczyszczenia wód na terenach wiejskich trzeba koniecznie oczyścić ścieki przy źródle ich
powstawania. Najlepiej zastosować indywidualne systemy oczyszczania. Mogą nimi być systemy wykorzystujące procesy naturalne. Ostatnio na szczególną uwagę
zasługują oczyszczalnie z zastosowaniem roślinności.
Są to gruntowo-korzeniowe bądź glebowo-roślinne
oczyszczalnie z zastosowaniem wierzby wiciowej, trzciny pospolitej i całego szeregu innych roślin. Mogą mieć
zastosowanie również złoża biologiczne z wypełnieniem torfowym. Pojawiają się także oczyszczalnie biologiczne z osadem czynnym.
Trudnym problemem są ścieki z produkcji rolniczej.
Są one po prostu wywożone okresowo na pola, zbierane w zbiornikach w gospodarstwach, szczególnie tam,
gdzie jest więcej zwierząt.
Ze względu na rozproszoną, kolonijną zabudowę wsi,
a jest to około sześćdziesięciu procent takich zagród,
konieczna jest budowa indywidualnych systemów
oczyszczania. Dotyczy to ścieków bytowych i gospodarczych.
Natomiast w przypadku gospodarstw specjalizujących
się w hodowli bydła wymagana jest budowa gnojowni
i zbiorników gromadzących gnojówkę.
Ocenia się, że w Polsce jedynie 10% gospodarstw jest
przystosowanych do racjonalnego gospodarowania nawozami naturalnymi. Pozostałe 90% gospodarstw musi być wyposażonych w tego typu urządzenia. Około stu
siedemdziesięciu tysięcy gospodarstw zajmujących się
produkcją zwierzęcą będzie zmuszonych wydać pieniądze na oczyszczanie. Do tego dołączą gospodarstwa
produkujące trzodę chlewną, czyli razem powinno powstać około trzystu tysięcy oczyszczalni ścieków.
Na zakończenie jeszcze raz o sytuacji globalnej. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) ocenia, że około
3 miliardów ludzi, czyli prawie połowa, nie ma dostępu do sprawnych urządzeń sanitarnych, a więc zbliżona do tej liczby część ziemskiej populacji Homo sapiens nie ma dostępu do czystej wody. Dane te nie
ulegają poprawie. Gorzej, można przyjąć, że ludzie ci
są w gorszych warunkach niż większość naszych przodków żyjących w... starożytności. Nawet na terenach
stosunkowo suchych (basen Morza Śródziemnego).
Spadają nakłady na urządzenia oczyszczające i umożliwiające dotarcie do czystej wody. WHO ostrożnie
ocenia, że co roku umiera co najmniej 5 milionów ludzi z powodu używania wody o niedostatecznej jakości. Liczba chorujących, w tym przewlekle, jest wielokrotnie większa.
Oto bardzo skrótowy obraz największego zagrożenia
zdrowotnego ludzkiej cywilizacji. Zagrożenia wywołanego wyłącznie przez nas samych.
DR WITOLD LENART
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
Rys. 1. Przeciętne stężenie wybranych zanieczyszczeń w rzekach europejskich wg danych z kilkuset
rzek objętych stałym monitoringiem
foto: Shutterstock
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
WODA
Od ponad 12 lat Unia Europejska
ma nowe zasady działania
w kwestiach związanych
z zarządzaniem zasobami wodnymi.
Krajowe przepisy dostosowane do prawa unijnego wyznaczają nowe kompleksowe podejście do problematyki zasobów wodnych, ich ochrony i racjonalnego wykorzystania.
Gwałtowny rozwój cywilizacyjny i zwiększanie liczby ludności we współczesnym świecie idzie w parze z kurczeniem się zasobów wody zdatnej do picia i problematyką
zanieczyszczenia środowiska wodnego. Rozwinięte kraje
zaczęły zwracać uwagę na to zagadnienie i rozpoczęły prace nad strategią racjonalnego gospodarowania wodą opartą na zasadach ochrony i zrównoważonego wykorzystania
przy równoczesnym poszanowaniu potrzeb środowiska.
W 2000 roku na obszarze Unii Europejskiej ustanowiono
Ramową Dyrektywę Wodną (RDW), która reguluje podstawowe zasady polityki wodnej, uszczegóławiane i rozwijane w krajowych aktach prawnych. W Polsce takim dokumentem jest ustawa Prawo wodne z 2001 roku.
Cele środowiskowe
Zapisy Ramowej Dyrektywy Wodnej mają usprawnić
działanie obecnie funkcjonujących systemów planowania i zarządzania w gospodarce wodnej państw członkowskich.
Filozofia nowego podejścia do gospodarowania zasobami wodnymi została zawarta w preambule RDW. Wo-
12 września 2013
chroniony
skarb
Racjonalne zarządzanie
w gospodarce wodnej
Nowoczesne zasady racjonalnego zarządzania zasobami wodnymi ujęte w RDW to przede wszystkim (rys.1):
n gospodarowanie obszarami, uwzględniające podział
zlewniowy w miejsce dotychczasowych granic administracyjnych,
n uznanie wody jako dobra ekonomicznego,
n ustawowa kontrola państwa nad zasobami wodnymi
w tym kompleksowy program monitoringu wód,
n centralne podejmowanie decyzji strategicznych i ustalanie środków finansowych dla gospodarki wodnej,
n włączenie społeczeństwa w proces planowania gospodarowania wodami,
n uwzględnienie środowiskowych aspektów gospodarki wodnej.
Podstawową jednostką zarządzania jest obszar dorzecza rozumiany jako jedno lub kilka sąsiednich dorzeczy (obszary lądu, z których wszystkie spływy powierzchniowe odprowadzane są systemem strumieni, rzek
i jezior do morza) wraz z połączonymi z nimi wodami
podziemnymi i przybrzeżnymi.
Granice administracyjne państw nie powinny stanowić
ograniczenia w osiągnięciu celów środowiskowych wynikających z RDW. Jeśli dorzecze znajduje się w granicach kilku państw Wspólnoty Europejskiej to zgodnie z artykułem 13 dyrektywy państwa te powinny
stworzyć wspólny plan gospodarowania dla danego dorzecza. Dla dorzeczy wykraczających częściowo poza
Unię Europejską powinny zostać podjęte próby do ustanowienia międzynarodowej współpracy w celu opracowania wspólnej polityki wodnej.
Na obszarze Polski, zgodnie z Prawem wodnym, w chwi-
w ten sposób przepisy art. 9 RDW.
Prawo wodne w art. 21 wspomina o konieczności partycypacji w kosztach utrzymania wód przez
zakłady, które wprowadzają do nich ścieki.
Program monitoringu środowiska wodnego na potrzeby
RDW został opracowany w celu dokonania spójnej i jednolitej dla całej Unii Europejskiej oceny stanu wód we
wszystkich obszarach dorzeczy. Dzięki temu możliwe
jest ustalenie natężenia zanieczyszczeń oraz wywieranych przez nie oddziaływań. Programy monitoringu służą do oceny dotrzymania celów środowiskowych wynikających z dyrektywy. Zakres monitoringu obejmuje
zarówno elementy ilościowe, chemiczne, biologiczne jak
i hydromorfologiczne. Monitoring długoterminowych
zmian oraz identyfikacja trendów są pomocne przy planowaniu oraz kontroli skuteczności działań zawartych
w planach gospodarowania wodami w dorzeczach. Zasady organizacji i funkcjonowania monitoringu wód powierzchniowych i podziemnych w Polsce zostały opracowane przez Głównego Inspektora Ochrony Środowiska.
Do właściwej koordynacji administracyjnej wynikającej z RDW w proces planowania zasobami wodnymi
dołączono również partycypację społeczeństwa. Główni adresaci biorący udział w konsultacjach społecznych
to: administracja rządowa i samorządowa, użytkownicy wód, organizacje ekologiczne i osoby prywatne. Mają oni prawo wnoszenia komentarzy do tworzonych planów gospodarowania wodami dorzeczy. Zgłoszone
uwagi po przeanalizowaniu powinny zostać uwzględnione w ostatecznej wersji planów gospodarowania. Integracja użytkowników i społeczeństwa we wspólnym
podejmowaniu decyzji dotyczących zasobów wodnych
ma pozwolić na efektywne osiągnięcie celów środowiskowych i wzmocnienie ich utrzymania w przyszłości.
Racjonalne gospodarowanie zasobami wg RDW polega także na uwzględnianiu środowiskowych aspektów
gospodarki wodnej. Już na wstępie, w artykule 1 określającym cele dyrektywy jako pierwszy wymieniono
ochronę i poprawę stanu ekosystemów wodnych. W planach gospodarowania uwzględnia się także obszary
chronione. Artykuł 6 RDW wspomina o obowiązku
utworzenia odrębnego rejestru obszarów chronionych
w granicach dorzeczy. Tereny te, określone w załączniku IV, obejmują:
n obszary przeznaczone do poboru wody użytkowanej
do spożycia przez ludzi,
n obszary przeznaczone do ochrony gatunków wodnych
o znaczeniu ekonomicznym,
n części wód przeznaczone do celów rekreacyjnych,
w tym obszary wyznaczone jako kąpieliska na mocy
dyrektywy 76/160/EWG,
n obszary wrażliwe na substancje biogenne, w tym obszary wyznaczone jako strefy wrażliwe na mocy dyrektyw: 91/676/EWG oraz 91/271/EWG,
n obszary przeznaczone do ochrony siedlisk lub gatunków, gdzie utrzymanie lub poprawa stanu wód jest
ważnym czynnikiem w ich ochronie, w tym właściwe miejsca w ramach programu Natura 2000, wyznaczone na mocy dyrektyw 92/43/EWG (zwanej Habitatową) oraz dyrektywy 79/409/EWG (zwanej Ptasią).
Odstępstwa od wymaganych
standardów
Rys.1 Składowe zarządzania zasobami wodnymi wg Ramowej Dyrektywy Wodnej
dę potraktowano nie jako produkt handlowy, ale jako
dziedzictwo, element środowiska, który musimy przekazać następnym pokoleniom w jak najmniej zmienionym
stanie. Aby to przesłanie się urzeczywistniło, w art. 4
dyrektywy sformułowano główne cele środowiskowe:
n niepogarszanie stanu wód,
n osiągnięcie dobrego stanu chemicznego wszystkich wód,
n osiągnięcie dobrego stanu ekologicznego wód powierzchniowych,
n osiągnięcie dobrego stanu ilościowego wód podziemnych,
n spełnienie wymagań w odniesieniu do obszarów chronionych (m.in. narażonych na zanieczyszczenia związkami azotu pochodzącymi ze źródeł rolniczych, przeznaczonych do celów rekreacyjnych, do poboru wody
przeznaczonej do spożycia, wrażliwych na eutrofizację
wywołaną zanieczyszczeniami, pochodzącymi ze źródeł komunalnych, przeznaczonych do ochrony gatunków zwierząt wodnych o znaczeniu gospodarczym, do
ochrony siedlisk lub gatunków, dla których utrzymanie
stanu wód jest ważnym czynnikiem w ich ochronie),
n zaprzestanie lub stopniowe wyeliminowanie zrzutu
substancji szczególnie szkodliwych (zwanych w dyrektywie priorytetowymi) do środowiska,
n zmniejszanie skutków powodzi i susz.
li obecnej wyznaczonych jest 10 obszarów dorzeczy,
w tym Wisły i Odry oraz dorzeczy międzynarodowych:
Dniestru, Dunaju, Jarftu, Łaby, Niemna, Pregoły, Świeżej i Ücker. Dorzecze Wisły leży częściowo na terytorium państw nienależących do Unii Europejskiej i wymaga dodatkowych umów i współpracy z tymi krajami
w celu osiągnięcia założeń RDW.
Wprawdzie dyrektywa rozpoczyna się od stwierdzenia,
że woda nie jest produktem komercyjnym, ale dziedzictwem, które musi być chronione, to jednak korzystanie
z niej musi być odpłatne. Opłaty za korzystanie z wód
mają za zadanie zachęcać użytkowników do racjonalnego korzystania z ich zasobów i uwzględniać wnioski płynące z analiz ekonomicznych. Analiza ekonomiczna korzystania z wód ma na celu ustalenie zwrotu kosztów za
usługi wodne, zarówno na poziomie finansowym, jak
i ekonomicznym dla poszczególnych sektorów gospodarki narodowej, głównie przemysłu, rolnictwa, a także
gospodarstw domowych. Pozwala na ustalenie, w jakim
stopniu wdrażane są zasady: „zanieczyszczający płaci”,
a także „korzystający płaci”. W Polsce obowiązek ponoszenia kosztów korzystania z zasobów wodnych realizowany jest przez uiszczanie opłat za pobór wód i zrzut ładunków zanieczyszczeń, na podstawie ustalanych
corocznie przez Radę Ministrów stawek opłat, realizując
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
Poza wodami naturalnymi dyrektywa wyróżnia kategorię wód silnie i sztucznie zmienionych. Warunkiem przypisania takiej kategorii jest okoliczność, gdy zmiana charakterystyk hydromorfologicznych tych wód w celu
osiągnięcia dobrego stanu ekologicznego wywarłaby negatywny wpływ na: żeglugę, rekreację, zaopatrzenie
w wodę do spożycia, wytwarzanie prądu, nawadnianie,
regulację wód, zapobieganie powodzi, odwadnianie ziemi oraz inną jednakowo ważną działalność człowieka
związaną ze zrównoważonym rozwojem.
Dyrektywa uwzględnia także sytuacje awaryjne, gdy
w pewnych warunkach mogą zaistnieć przesłanki do
czasowego wyłączenia części wód z wymogu osiągnięcia dobrego stanu. Wśród okoliczności zwalniających
wymieniane są: nieprzewidziane zdarzenia, susze, powodzie, nadrzędny interes publiczny, nowe zmiany charakterystyki fizycznej wód przy założeniu, że podjęto
wszelkie możliwe działania, by ograniczyć negatywne
oddziaływania na tę część wód.
Program środków działania
W celu właściwego zarządzania wodą w dorzeczach określono program podstawowych i dodatkowych środków
działania (artykuł 11 RDW). Podstawowe środki działania składają się m.in. ze środków wymaganych na mocy
innych dyrektyw dotyczących aspektów wodnych, np.:
azotanów, jakości wody w kąpieliskach, jakości wody do
spożycia, środków ochrony roślin, oczyszczania ścieków,
poważnych awarii, osadów ściekowych, siedlisk przyrodniczych, dzikiego ptactwa. Do tej grupy środków zalicza
się także kontrolę: poboru wód powierzchniowych i podziemnych, piętrzenia wód, sztucznego zasilania wód podziemnych, środki zapobiegające lub kontrolujące wprowadzanie zanieczyszczeń z rozproszonych źródeł, środki
do wyeliminowania zanieczyszczenia wód substancjami
niebezpiecznymi, czy przypadkowymi np. w czasie powodzi. Dodatkowe środki działania w celu osiągnięcia
założeń dyrektywy to m.in.: kodeksy dobrej praktyki, ponowne tworzenie i odtwarzanie terenów podmokłych,
kontrole poboru wody, kontrole emisji, promowanie produkcji rolniczej o zmniejszonym zapotrzebowaniu na
wodę na terenach narażonych na suszę, środki promujące efektywne i powtórne użycie wody w przemyśle (obiegi zamknięte wody w ciągach produkcyjnych), a także
wodooszczędne techniki nawodnień.
Podstawowe i uzupełniające działania, tożsame z artykułem 11 RDW, zawiera dokument planistyczny - program wodno-środowiskowy kraju wynikający z ustawy
Prawo Wodne. Inne dokumenty planistyczne wymienione w ustawie i służące racjonalnej gospodarce wodą to:
n plan gospodarowania wodami na obszarze dorzecza,
n plan zarządzania ryzykiem powodziowym,
n plan przeciwdziałania skutkom suszy na obszarze dorzecza,
n warunki korzystania z wód regionu wodnego.
Ten ostatni dokument sporządza się dla obszarów, dla
których w wyniku ustaleń planu gospodarowania wodami na obszarze dorzecza jest konieczne określenie szczególnych zasad ochrony zasobów wodnych, a zwłaszcza
ich ilości i jakości, w celu osiągnięcia dobrego stanu wód.
Plany gospodarowania wodami
Głównym narzędziem, usprawniającym proces osiągania
celów środowiskowych, opartym na wspomnianych nowoczesnych zasadach zarządzania są plany gospodarowania wodami dorzecza. Plany te mają wpływać nie tylko
na kształt gospodarki wodnej regionu, ale też innych sektorów działalności człowieka. Powinny być również
uwzględniane w dokumentach planistycznych, strategiach
i koncepcjach rozwoju przestrzennego. Prawo wodne w artykule 4a wspomina o obowiązku uzgadniania z właściwym dyrektorem regionalnego zarządu gospodarki wodnej: studiów, planów zagospodarowania przestrzennego,
decyzji o ustaleniu lokalizacji inwestycji celu publicznego na potrzeby zapewnienia właściwego gospodarowania. Plany gospodarowania nie stoją w sprzeczności z realizacją działań wynikających z przyjętych polityk, planów
lub programów, które mogą wpłynąć na pogorszenie stanu wód, jeśli wykazany będzie nadrzędny cel społeczny
owych działań, a ich realizacja jest uzasadniona pod względem ekonomicznym, społecznym lub gospodarczym.
Plan gospodarowania wodami zawiera między innymi
takie elementy jak: ogólny opis obszaru dorzecza, podsumowanie istotnych oddziaływań antropogenicznych
i oceny ich wpływu na stan wód powierzchniowych i podziemnych, wskazanie obszarów chronionych, mapę sieci
monitoringu, wraz z graficzną prezentacją wyników programów monitorowania, określenie celów środowiskowych dla jednolitych części wód i obszarów chronionych,
podsumowanie analizy ekonomicznej związanej z korzystaniem z wód oraz działań podjętych w celu informowania społeczeństwa i wyników konsultacji społecznych.
Ważną częścią planów gospodarowania jest podsumowanie działań, które mają doprowadzić do wypełnienia celów środowiskowych dyrektywy. Dotyczą one zarówno
konkretnych przedsięwzięć inwestycyjnych, jak i środków
o charakterze administracyjnym, ekonomicznym, badawczym, informacyjnym czy edukacyjnym.
Problem klęsk żywiołowych
w zarządzaniu wodą
Równie ważnym dokumentem racjonalnego gospodarowania wodą w kontekście zachodzących zmian klimatycznych jest wymieniony w Prawie wodnym (art. 88r) plan
przeciwdziałania skutkom suszy na obszarze dorzecza.
Plan taki zawiera:
n analizę możliwości powiększenia dyspozycyjnych zasobów wodnych,
n propozycje budowy, rozbudowy lub przebudowy urządzeń wodnych,
n propozycje niezbędnych zmian w zakresie korzystania z zasobów wodnych oraz zmian naturalnej i sztucznej retencji.
W przypadku ogłoszenia stanu klęski żywiołowej, w celu ograniczenia skutków suszy, może zostać wprowadzone czasowe ograniczenia w korzystaniu z wód,
w szczególności w zakresie poboru wody lub wprowadzania ścieków do wód albo do ziemi oraz zmiany sposobu gospodarowania wodą w zbiornikach retencyjnych.
Proces planowania w RDW ma charakter ciągły i zakłada doskonalenie przyjętych już strategii w kolejnych
perspektywach czasowych. Działania te powinny być
zastosowane na obszarze dorzecza do 2015 r., z możliwością przedłużenia, w uzasadnionych przypadkach,
terminu realizacji, nie później jednak niż do 2027 roku. Sama dyrektywa po 19 latach od wprowadzenia
w życie ma być poddana weryfikacji w celu wprowadzenia niezbędnych poprawek.
DR INŻ.
MICHAŁ WASILEWICZ
SGGW W WARSZAWIE
ZAJMUJE SIĘ PROBLEMATYKĄ RENATURYZACJI
ŚRODOWISK WODNYCH
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
SZKLANKĄ CZY WIADREM?
Oszczędzanie
WODY
Oszczędność wody jest obok walki
ze śmieciami i wyłączaniem
zbędnych odbiorników energii
najpopularniejszym zadaniem
i hasłem dla początkujących
ekologów.
Problem z realizacją postulatu oszczędności jest we wszystkich tych trzech kwestiach jednakowy – człowiek nie może żyć bez wody, energii i śmieci. Czyli nie ma celu ostatecznego. Są możliwe do wskazania kierunki, tendencje,
kroki we właściwą stronę. Zasadniczo wiele się nie da
zrobić, ale, jak mawiają Rosjanie stremitsia nada.
Najpierw należy poznać wielkość zasobów, które daje
nam natura. Żeby oszczędzać trzeba przecież znać przedmiot oszczędzania. Po zapewnieniu niezbędnych ilości
wody do funkcjonowania przyrody, tzn. płynięcia rzek,
utrzymywania się jezior i bagien, dostarczeniu niezbędnych roślinom i zwierzętom porcji tego płynu, pozostaje
jeszcze odpływ w objętości około 15 mln km3, który możemy zagospodarować. W skali planety. To ogromna ilość
przekraczająca milion razy dzisiejsze potrzeby Szwajcarii. Zasoby wodne są ograniczane w największym stopniu przez odpływ wezbraniowy, który bez wykorzystania
umyka do oceanu. Ta tracona fala ma objętość prawie 30
mln km3. I tu jest największa szansa na oszczędzanie.
Problem tylko jak tę wodę przechwycić. Kiedy płynie tak
wezbrana rzeka, zwykle uciekamy, bojąc się powodzi,
a budowa wielkich zbiorników z dwustumetrowej wysokości zaporami powoli wychodzi z mody. Przepraszam
– raczej została słusznie skompromitowana jako przejaw
cywilizacyjnej megalomanii kosztem przyrody i ludzi też.
Absolutne minimum potrzeb wodnych człowieka wynosi 6 litrów na dobę, chociaż w zasadzie trudno wyobrazić sobie takie życie. W miastach potrzeba około 100
litrów, a w domach jednorodzinnych około 160. Wyższe potrzeby można już uznać za rozrzutność. Ale z drugiej strony nie da się tych limitów obniżyć. Bo wrócą
czasy usuwania zapachów perfumami.
Zastanówmy się, co najsilniej zubaża zasoby wód i co
zatem trzeba ograniczyć, by wody było więcej. Uszczuplanie zasobów wody na lądzie zamieszkałym następuje w rezultacie:
n wycinania i wypalania lasów, co powoduje przyspieszenie spływu powierzchniowego,
wysokiego, często nieracjonalnego poboru wód przez
przemysł,
n podgrzewania wód, na przykład przez elektrownie
i elektrociepłownie, co intensyfikuje parowanie,
n rozszerzania obszarów z uprawami wodochłonnymi (skrajnym przykładem jest tu bawełna oraz ryż)
oraz z intensywną hodowlą wymagającą znacznych ilości wody,
n budowy dużych zbiorników wodnych (uwaga! paradoks), które zazwyczaj położone w obszarach
suchszych tracą olbrzymie objętości wody na parowanie,
n stopniowego, ale wciąż rosnącego zużycia czystej wody komunalnej przy utrzymywaniu się zanieczyszczenia tych wód, także zużycia na cele o wątpliwym
uzasadnieniu.
Z powyższego można bez trudu stworzyć listę pożądanych zabiegów zmierzających do oszczędzania i odtwarzania zasobów wody:
n ograniczanie wszelkiej produkcji i działalności wodochłonnej lub stosowanie zamkniętych obiegów wody, tam gdzie jest ona potrzebna w znacznych ilościach,
n tworzenie warunków do retencjonowania wód w gruncie, a nie na powierzchni,
n zalesianie wszelkich terenów nieprzydatnych do innych celów, wprowadzanie zadrzewień oraz upraw lepiej chroniących glebę przed wysuszeniem, a także
wprowadzanie zadrzewień utrudniających nagły odpływ podczas roztopów,
n ochrona jakości wód, a zwłaszcza budowa oczyszczalni, podczyszczalni wód deszczowych i drenażowych, a także zakładanie liczników zużycia wody,
n rozumna lokalizacja terenów mieszkaniowych, rolniczych, turystycznych, tak aby nie naruszać stabilności bilansu wodnego.
Woda jest stosowana powszechnie. Najwięcej potrzebuje jej rolnictwo. Zwłaszcza tam, gdzie stosuje się
nawadnianie pól. Wzrost obszarów nawadnianych jest
jednym z najbardziej dynamicznych procesów cywilizacyjnych. Sto lat temu nawadnianych było ok.
50 mln ha. Dzisiaj ponad 300. Problemem jest sposób tego nawadniania. Efektywność nawadniania rzadko przekracza 30%, nawet w USA. Na szczęście pojawiają się nowoczesne technologie nawadniania
umożliwiające trzykrotne zmniejszenie zużycia wody przy tych samych efektach. Mowa tu o nawadnianiu kropelkowym polegającym na dostarczaniu małych ilości wody bezpośrednio do tych części roślin,
które najbardziej potrzebują wilgoci. Bardzo istotn
Rys. Ocena trudności z zaopatrzeniem w wodę około 2030 roku w Europie. Tereny z wysokim
poziomem eksploatacji zasobów (powyżej 40%) pokryto gęstym rastrem kropkowym,
ze średnim poziomem (od 20 do 40%) pokryto rzadkim rastrem kropkowym, tereny bez rastru
wykazują niski poziom eksploatacji zasobów (poniżej 20%). Na podstawie różnych analiz
europejskich i krajowych.
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku
nym pozytywnym efektem takiego
nawadniania jest zmniejszenie ryzyka zasolenia gleby. Nawadnianie kropelkowe w wydaniu supernowoczesnym może się
odbywać za pomocą ruchomych zraszaczy. Systemy ruchome zmniejszają, a nawet
eliminują niebezpieczeństwo
chorób pasożytniczych rozprzestrzeniających się z kanałów nawadniających. Niestety, ten nowoczesny i ekologicznie poprawny system
obejmuje zaledwie pół procenta całego nawadnianego obszaru i jest w miarę powszechny tylko w Kalifornii i w Izraelu. Z drugiej strony istnieje obawa, że
intensyfikacja nawadniania w Europie spowoduje dalszy wzrost produkcji żywności, w zasadzie bez możliwości jej zagospodarowania. Poruszamy ten problem, bo ma globalny charakter. To, że praktycznie
Polski nie dotyczy, wynika przede wszystkim ze struktury własnościowej polskiego rolnictwa. Nie można
wykluczyć pojawienia się potrzeb irygacyjnych
w przyszłości.
Rośnie także zużycie wody w hodowli (w tym ryb). Niezbędna uwaga w tej kwestii polega na potrzebie racjonalizacji struktury zwierząt hodowlanych, tak aby jednostkowe zużycie wody było jak najmniejsze. Zależy
to od bardzo wielu czynników, gdyż poziom zużycia
wody zależy od systemu prowadzenia hodowli, a nie
tylko od biologicznych potrzeb zwierząt.
W przemyśle woda wykorzystywana jest przede
wszystkim do chłodzenia instalacji oraz jako nośnik
ciepła (przegrzana para wodna). W obu tych przypadkach bez trudu można zastosować pełne obiegi zamknięte oszczędzające ten cenny surowiec. W przemyśle przetwórczym użytkowane są znaczne ilości wody
do różnych celów, przy czym występują tam zarówno straty poprzez parowanie, jak i intensywne zanieczyszczanie tych wód. Jednostkowe zużycie wody
w różnych przemysłach przetwórczych jest jednak bardzo zróżnicowane, co oznacza możliwość znacznych
oszczędności poprzez dobór czystszej technologii.
I tak np. przy rafinacji tony ropy naftowej przeciętnie
zużywa się 15 m3 wody, ale są już instalacje potrzebujące mniej niż 10 m3. Wytwarzanie włókien syntetycznych to jedna z najbardziej wodochłonnych gałęzi przemysłu. Stare instalacje pobierają nawet 2 000 m3
wody, by wyprodukować tonę włókna. Wielkość tę
można zredukować co najmniej 10-krotnie. Podobnie jest z kwasem siarkowym. Nowoczesne wytwórnie wymagają paru metrów sześciennych wody na tonę produktu zamiast kilkunastu dotychczas.
Najczęstszym cytowanym przy takiej okazji przykładem jest produkcja papieru. Tutaj różnice wynikające z nowoczesności technologii są największe. Do wyprodukowania kilograma papieru niektóre rozrzutne
papiernie potrzebują aż tonę wody. Gdy inne zadowalają się setką litrów.
W przemyśle spożywczym woda wchodzi na trwałe do
końcowego produktu. Jest zatem konsumowana i stanowi element ogniwa małego obiegu wody. Mamy zatem praktycznie naturalny sposób użytkowania. Ale i tutaj możliwa jest oszczędność, zwłaszcza tam, gdzie
woda jest potrzebna do czynności przygotowawczych.
Dotyczy to w szczególności przemysłu mięsnego, mlecznego, cukrowniczego. W tym ostatnim przypadku osiągnięto już zużycie zaledwie 50 litrów przy produkcji
1 kilograma cukru. Ale nawet przemysł piwowarski,
gdzie woda jest podstawowym surowcem składnikiem
napoju, może ograniczyć ogólne zużycie do paru hektolitrów na hektolitr piwa.
W gospodarstwach domowych krajów niestosujących
nawadniania zużywa się ok. 1/5 ilości wody (w Polsce wynosi to dokładnie 21%). Obejmuje to także
zaopatrzenie wodociągów komunalnych, a więc zbiorowe użytkowanie wody. Tu także widoczne są możliwości oszczędzania, np. poprzez uszczelnianie miejskich systemów zaopatrzenia w wodę, wprowadzanie
domowych urządzeń o mniejszym zapotrzebowaniu
na wodę, wykorzystanie wód opadowych, wprowadzanie systemów wspólnego użytkowania wód do niektórych.
Woda stwarza możliwość prowadzenia taniego transportu. Te kraje, które zainwestowały w drogi wodne
w końcu XIX stulecia wciąż korzystają z tego dobrodziejstwa. Ale budowa nowych kanałów, kanalizacja
dzikich rzek i rozbudowa portów przeładunkowych
jest obecnie w większości przypadków nieracjonalna. Prace tego rodzaju dewastują krajobraz, burzą
ukształtowany już ład przestrzenny i wykazują bar-
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
lll
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
12 września 2013
dzo niską efektywność ekonomiczną. Są to także
obiekty prowadzące do marnotrawstwa wody, gdyż
nie wspierają zasad magazynowania, czyli retencjonowania wody, tam, gdzie jest ona szczególnie potrzebna.
W coraz większym stopniu śródlądowe akweny stają
się obiektem zainteresowania turystów i turystyki. Ta
dziedzina usług jest już dziś ważnym ogniwem gospodarki. A turystyka wodna lokuje się na czele całego ruchu turystycznego. Bez wody nie ma wypoczynku i rekreacji. Symptomatycznym przykładem tych
przewartościowań jest nasz Kanał Augustowski, który ze szlaku transportowego zmienia się w superatrakcyjną trasę turystyczną. Użytkowanie wody w szeroko rozumianej turystyce i rekreacji jest zwykle
racjonalne. Jest tak dlatego, że utrzymanie w dobrym
stanie wód przeznaczonych na takie cele jest kosztowne. Trochę inaczej jest z szybko rozwijającymi się
sportami, a raczej rekreacją narciarską. Do produkcji
sztucznego śniegu potrzeba kolosalnych ilości wody.
W Szwajcarii zużywa się jej na ten cel więcej niż potrzebuje całe Megalopolis, czyli konurbacja wielkich
miast wschodniego wybrzeża USA. Tu już można zakrzyknąć – chcecie tras zjazdowych? Wybierajcie się
w wyższe partie gór, a nie czekajcie na uruchomienie śnieżnych armatek.
Najważniejsze znaczenie wody polega na powszechnym jej łaknieniu. Tu oczywiście ilościowych ograniczeń nie będziemy sugerować. Ale problem oszczędzania dotyczy także jakości. Chodzi o zwiększenie
różnorodności źródeł wody nadającej się do picia.
Czysta woda dla wszystkich to wielkie hasło minionej już Międzynarodowej Dekady Wody Pitnej, która zakończyła się w 1991 roku. Zrobiono wtedy bardzo wiele dla poprawy stanu sanitarnego urządzeń
wodnych oraz rozszerzenia dostępu do pitnej wody.
Problem nie został jednak rozwiązany. Nadal 1/3
mieszkańców Ziemi nie ma zapewnionej niezbędnej
ilości dobrej jakości wody do picia. W krajach Północy ponad 90% ludności korzysta z czystej wody
wodociągowej oraz z systemów sanitarnych. Na Południu niecałe 70% ma w miarę swobodny dostęp do
takiej wody, a tylko połowa może skorzystać z urządzeń sanitarnych. Zatrważające jest to, że operując
liczbami bezwzględnymi, rośnie liczba ludzi, którzy
nie mogą korzystać z dobrej wody. Corocznie przybywa ich ponad sto milionów. Liczba kranów przypadająca na setkę mieszkańców jest najlepszym wskaźnikiem zdrowotności społeczeństwa. Znacznie lepszym
niż liczba lekarzy czy łóżek szpitalnych. Konsekwencje tego przygnębiającego stanu są tragiczne. Brudna
woda zabija rocznie przynajmniej 25 mln ludzi, w większości dzieci. W Indiach przenoszone przez wodę
choroby powodują straty w absencji pracowniczej oceniane na prawie 2 mld dol. rocznie. Z wodą, a raczej
jej brakiem i zanieczyszczeniem wiążą się tak złowieszczo brzmiące choroby jak jaglica, czerwonka,
żółtaczka, biegunki, malaria, słoniowacizna, tyfus,
cholera, trąd, żółta febra. W niektórych przypadkach
działalność człowieka potęguje to zagrożenie, np. schistosomatozę łączy się z rozbudową kanałów i zapór
wodnych – odpowiednich siedlisk dla ślimaków. Chorobę tę przenoszą właśnie ślimaki, gdyż wywołujący
ją nitkowiec jest ich pasożytem. W tej sytuacji oszczędzanie słodkiej wody nadającej się do picia jest
nakazem współczesności. Niedopuszczalne jest, aby
do celów, dla których możliwe jest wykorzystanie gorszej jakości wód, korzystać z pitnej wody. I to nie tylko w krajach ubogich hydrologicznie, ale i u nas. Po
to by nieść w świat wiedzę o możliwościach oszczędzania płynu życia.
Nawet przez chwilę nie mogą przeciekać nasze krany, zawory, przewody, pompy i zbiorniki magazynujące wodę.
Ogłaszamy najwyższy alert oszczędnościowy dotyczący wody do mycia. Oczywiście myć się należy, ale siedzenie w wodzie nie jest myciem. Tylko wyjątkowo obfite grubasy mogą korzystać z wanny – gdy ich kształt
wannę praktycznie wypełnia – zużycie wody jest wtedy niewielkie, choć efekt sanitarny niewielki. Zdecydowanie lepiej schudnąć i używać prysznica.
Odpowiednio skonstruowany zraszacz („słuchawka”)
pozwala na skuteczne mieszanie powietrza z wodą, co
umożliwia prawdziwe mycie i pozwala na zakończenie seansu po 20 litrach. Natomiast golenie i mycie zębów odbywać się powinno z zastosowaniem naczynia
z wodą o objętości pół litra, a nie przy odkręconym
kranie. Mycie naczyń w zmywarce oszczędza wodę.
Chyba że włączamy to urządzenie po podwieczorku
we dwoje. Natomiast mycie samochodów jest rozrzutnością, chyba że odwiedzamy myjnię z pełnym obiegiem zamkniętym. Drobne przepierki wykonujemy
przy okazji kąpieli pod prysznicem, a pralkę uruchamiamy tylko po całkowitym jej napełnieniu. Kwiatki
podlewamy wodą deszczową, bardzo to lubią, bo do
takiej przywykły. Zresztą wodę z chmur można wykorzystać przy wielu innych okazjach. To jest oszczędność, bo bierzemy ją przed procesem parowania, który na lądzie zawsze jest stratą.
Oszczędzajmy także lania wody przy zachęcaniu do
tych oszczędności. Trzeba używać mocnych i konkretnych argumentów wyżej przytoczonych.
DR WITOLD LENART
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
lll
Dodatek informacyjno-promocyjny
do Gazety Wyborczej
MIĘDZY CHMURĄ A KRANEM
WODA
Odpływ rzeczny jest jednym z ogniw
cyklu hydrologicznego, w którym
zachodzi krążenie wody między
oceanem i lądami.
Podstawową rolę odgrywają tu procesy atmosferyczne,
które zapewniają transport wody między tymi dwoma
środowiskami. Zasobność atmosfery w parę wodną
w znacznym stopniu zależy od temperatury mas powietrza. Generalnie ciepłe masy powietrza zawierają więcej wody w postaci pary niż chłodne. W skali globu
średnia zawartość wody w atmosferze we wszystkich
stanach skupienia odpowiada wysokości warstwy wody wynoszącej zaledwie 25 mm. Roczna suma opadu
wynosi zaś średnio dla globu około 1000 mm. Parowanie skutecznie uzupełnia zasoby wody w atmosferze,
wymieniając ją około 40 razy w ciągu roku. Ponad 60%
wody, którą parowanie dostarcza do atmosfery, pochodzi z pasa ograniczonego równoleżnikami 30oN i S. A jedynie 5% całkowitego parowania zachodzi w wyższych
niż 50o szerokościach geograficznych. Obraz ten komplikuje rozkład lądów i oceanów oraz transport wilgoci w wyniku przenoszenia mas powietrza w globalnych,
regionalnych i lokalnych układach cyrkulacji atmosferycznej.
W rozważaniach o zasobach wodnych Polski pojawia
się często argument o bardzo niekorzystnej sytuacji naszego kraju na tle innych krajów europejskich. Takie
oceny są oparte na prostym wskaźniku, jakim jest ilość
wody przypadająca na jednego mieszkańca w ciągu roku – obliczanym przez podzielenie objętości odpływu
rzecznego przez liczbę mieszkańców. Taka metoda obliczeń jest prawidłowa w przypadku zgodności granic
państwa z granicami dorzecza. W przypadku małych
państw położonych nad rzekami tranzytowymi uzyskujemy nieprawdziwy wynik. Dobry przykład to Węgry
położone nad Dunajem, gdzie wskaźnik zasobów wodnych jest bardzo dobry, przy ogromnym deficycie wody w regionach rolniczych.
Z punktu widzenia gospodarstwa domowego niezbędne dobowe minimum na osobę wynosi 100 l. Jeżeli
uwzględnić potrzeby rolnictwa, przemysłu i energetyki, wielkość ta powinna być od 5 do 20 razy większa.
Jako próg odnawialnych zasobów wodnych powodujących jedynie sporadyczne zagrożenie lokalnymi niedoborami wody ustalono 1700 m3 na osobę/rok.
Polska w przeliczeniu na mieszkańca dysponuje zasobem ok. 1600 m3. W latach suchych wskaźnik ten spada nawet poniżej 1000 m3. Według oceny Międzynarodowego Programu „Populacja i Środowisko” dokonanej
w 1993 roku Polska zajęła wśród 100 analizowanych
krajów 72. miejsce i zakwalifikowana została jako jedyny kraj europejski zagrożony deficytem wody wobec
około 4500 m3 średnio w Europie.
Lepszym oszacowaniem posługuje się Europejska Agencja Środowiska, gdzie stosowany jest procentowy stosunek zużycia wody do średniej objętości zasobów
– WEI (ang. water exploitation index). W Europie zasoby wód śródlądowych są szacowane na 2270 km3 w roku. Objętość poborów wody to zaś około 288 km3, co
daje wskaźnik WEI na poziomie 13%. Struktura zużycia wygląda następująco: 44% pobieranej wody zużywa się do produkcji energii, 24% dla potrzeb rolnictwa,
dla
Polaków
21% na cele komunalne, a 11% dla potrzeb przemysłu.
Te dane nie oddają jednak specyfiki poszczególnych regionów, np. w południowej Europie rolnictwo zużywa
60% całkowitej ilości pobieranej wody, a na niektórych
obszarach osiąga poziom 80%.
W Polsce zużycie wody w 2010 roku wynosiło 10,8 km3
przy średniej wieloletniej objętości odpływu rzecznego 58 km3, co daje wskaźnik WEI na poziomie 19%,
a więc zbliżony do średniej w Europie. Należy jednak
pamiętać, że odpływ rzeczny zależnie od warunków
opadowych waha się w granicach 37,5-90 km3, co powoduje, że w skrajnie suchym roku wskaźnik WEI może osiągnąć 29%.
Porównanie z innymi krajami europejskimi wskazuje, że bardzo wysokie wskaźniki WEI mają takie kraje jak Cypr (45%), Bułgaria (38%), Hiszpania (34%).
W raporcie Europejskiej Agencji Środowiska (EEA)
przyjęto, że progową wartością wskaźnika WEI wskazującą na problem z zaopatrzeniem w wodę jest 20%,
przekroczenie 40% oznacza zaś poważne problemy
z dostępnością wody. Na rys. 1 pokazano mapę Europy z wartościami wskaźnika WEI, Polska znalazła się w grupie państw, w których, przyjmując warunki średnie, nie występuje problem braku zasobów
wodnych.
Największą ilość wody, z jezior i rzek, pobierają zakłady przemysłowe, głównie elektrociepłownie wykorzystujące ją w procesach chłodzenia. Z pobranej objętości
wody znaczna część wraca do systemu hydrologicznego, co sprawia, że Polska zużywa bezzwrotnie ok. 3%
swoich zasobów wodnych (Żelaziński, 2007).
W Polsce na przestrzeni lat 1980-2010 zmniejszyło się
zużycie wody z 14,1 km3 do 10,8 km3 (rys. 2). Zaszła
także istotna zmiana w źródłach zaopatrzenia wodociągów komunalnych. Zdecydowanie zmniejszył się
udział wody pobieranej z ujęć powierzchniowych.
W chwili obecnej (GUS, 2006) głównym źródłem zaopatrzenia ludności w wodę są wody podziemne, dostarczające 67% całkowitej objętości pobieranej wody
(1,42 km3/rok), reszta (0,68 km3/rok) pobierana jest
z powierzchniowych ujęć wody (przede wszystkim
z rzek, w mniejszym stopniu ze sztucznych zbiorników
wodnych i jezior).
Do połowy lat 80. XX w. ilość wody pobieranej na cele przemysłu i gospodarstw domowych stale wzrastała.
Główną przyczyną wzrostu jednostkowego zużycia wody w miastach było zwiększenie liczby ludności korzystającej z wodociągu. W tym czasie straty spowodowane nieszczelnymi instalacjami (głównie przecieki
w spłuczkach ustępowych) stanowiły nawet 50% całkowitego zużycia wody w gospodarstwach domowych.
Także wadliwe działanie instalacji cieplnych zwiększało potrzeby wodne mieszkańców.
Kolejną przyczyną dużego zużycia wody był nieracjonalny system opłat za wodę. Przed 1990 rokiem opłaty
za wodę były zryczałtowane i uzależnione jedynie od
wielkości mieszkania, a nie od faktycznej ilości zużytej wody. Taki system opłat nie stwarzał motywacji do
oszczędzania wody ani do usprawniania działania instalacji wodociągowej.
Po 1990 roku nadzór nad systemami wodociągowymi
i kanalizacyjnymi został przekazany gminom, które
wprowadziły zmiany w zasadach ustalania opłat. Podstawowym celem gmin było dostosowanie cen za usługi wodociągowe do rzeczywistych kosztów eksploatacji. Takie postępowanie doprowadziło do znacznych
podwyżek cen za dostarczanie wody i odprowadzanie
ścieków, a w konsekwencji
do ograniczenia marnotrawstwa wody.
Rys. 1 Wartości wskaźnika wielkości poborów wody WEI w Europie
(EEA, 2009)
Dodatek przygotowany przez Fundację Na Rzecz Zrównoważonego Rozwoju
12 września 2013
W 1995 roku dobowe zużycie wody w miastach sięgało 250 dm3/osobę, a obecnie kształtuje się na poziomie
120-180 dm3/osobę (Heinrich i Jędrzejkiewicz, 2007).
Dla porównania w tab. 1 podano objętości wody zużywane przez mieszkańców innych krajów europejskich.
W gospodarce wodnej duże znaczenie mają sztuczne
zbiorniki wodne, które umożliwiają sterowanie wielkością przepływu. W Europie objętość sztucznych zbiorników wodnych pozwala zatrzymać ok. 20% odpływu
rzecznego. Są jednak kraje, w których ze względu na
ograniczone zasoby wodne retencjonuje się ponad 40%
odpływu rzecznego – np. Rumunia, Hiszpania. W Polsce wraz z mniejszymi zbiornikami całkowita pojemność zbiorników retencyjnych wynosi 3,6 km3, co
stanowi 6% odpływu rzecznego. W dorzeczu Wisły zlokalizowano największe zbiorniki retencyjne w Polsce,
Tab. 1. Dobowe zużycie wody w gospodarstwach
domowych wybranych krajów Unii Europejskiej
(Dąbrowski, 2000)
Kraj
Zużycie wody
[dm3/osobę]
Belgia
Dania
Niemcy
Hiszpania
Francja
Włochy
Luksemburg
Holandia
Austria
Finlandia
Szwecja
Wielka Brytania
których łączna pojemność całkowita wynosi 2,4 km3.
Pojemność użytkowa, która może być użyta do prowadzenia aktywnej gospodarki wodnej, to jednak tylko
0,2 km3.
Położenie geograficzne Polski oraz orientacja sieci rzecznej odprowadzającej odpływ z południa na północ sprawiają, że duże fale wezbrań opadowych, uformowane
w karpackich dopływach Wisły, mają charakter tranzytowy, zagrażając obszarom zalewowym środkowej i północnej Polski. Maksymalne przepływy wezbrań wiosennych na Wiśle wzrastają zwykle z biegiem rzek
w wyniku zasiania wodami roztopowymi z dopływów
nizinnych. Z kolei kulminacje wezbrań letnich Wisły,
uformowanych na południu, zwykle zmniejszają się
w miarę propagacji w korycie rzeki.
W pracy Dobrowolski i in. (2010) przedstawiono klasyfikację zlewni najczęściej narażonych na powstawanie powodzi (rys. 3). Autorzy ci zwracają uwagę, że powodzie o wymiarze katastrofalnym powodowane były
z reguły losowym jednoczesnym wystąpieniem kilku
czynników genetycznych. Zatem należy zwrócić szczególną uwagę na tereny, na których często występują
wezbrania, gdyż zgodnie z zasadami prawdopodobieństwa zachodzić tam może także koincydencja czynników powodziogennych.
W dorzeczu górnej Wisły częstość pojawiania się wezbrań pochodzenia deszczowego jest zdecydowanie
wyższa dla dopływów powyżej ujścia Wisłoki oraz
w zlewni Kamiennej, odprowadzającej wodę z Gór Świętokrzyskich (20-30 przypadków w wieloleciu). W Polsce północnej odnotowano niewielką liczbę wezbrań
pochodzenia opadowego (5 przypadków).
DR HAB.
ARTUR MAGNUSZEWSKI, PROF. UW
UNIWERSYTET WARSZAWSKI
WYDZIAŁ GEOGRAFII I STUDIÓW REGIONALNYCH
116
175
144
131
161
214
183
173
215
150
195
161
Literatura
Dąbrowski W., 2000, Dokąd zmierza zapotrzebowanie na wodę. Gaz, woda
i technika sanitarna 10.
Dobrowolski A., Mierkiewicz M., Ostrowski J., Sasim M., 2010, Regiony
Polski najbardziej zagrożone powodziami katastrofalnymi. [w:] Magnuszewski A. (red.) Hydrologia w ochronie i kształtowaniu środowiska. Monografie
Komitetu Inżynierii Środowiska PAN, nr 68, s. 55-70.
European Environment Agency, 2009, Water resources across Europe
— confronting water scarcity and drought.
GUS, 2006, Ochrona środowiska 2006. Warszawa.
Heinrich Z., Jędrzejkiewicz J., 2007, Analiza zużycia wody w miastach polskich 1995-2005. Ochrona środowiska, 4, 29-34.
Żelaziński J., 2007, Siedem mitów gospodarki wodnej. [w:] Kalinowska
A., Lenart W. (red.) Wybrane zagadnienia z ekologii i ochrony środowiska.
Uniwersytet Warszawski, Warszawa.
Tab. 2. Najważniejsze sztuczne zbiorniki wodne w dorzeczu Wisły
Zbiornik
Solina
Czorsztyn-Niedzica
Rożnów
Tresna
Porąbka
Goczałkowice
Dobczyce
Świnna Poręba
Wióry
Klimkówka
Sulejów
Nielisz
Chańcza
Żur
Przeczyce
Dziećkowice
Siemianówka
Dębe
Włocławek
Koronowo
dorzecze Wisły
Pojemność
całkowita
[mln m3]
Rzeka
San
Dunajec
Dunajec
Soła
Soła
Mała Wisła
Raba
Skawa
Świślina
Ropa
Pilica
Wieprz
Czarna
Wda
Czarna Przemsza
dorzecze Przemszy
Narew
Narew
Wisła
Brda
Rys. 2 Objętość wody zużywanej przez różne działy gospodarki
wodnej w Polsce (GUS, 2006)
472
231,9
166,6
100
28,4
166,8
125
161
35
43,5
78,8
19,5
24,5
16
20,7
52,5
79,5
94,3
408
80,6
2404,6
Rezerwa
powodziowa
[mln m3]
81,9
63,3
50
30,9
47,5
45,4
25,8
24,5
19
11,5
10
8
7
4
3
205,7
Powierzchnia
zbiornika
[ha]
Rok oddania
do użytku
2110
1968
1234
1997
1600
1941
1000
1967
370
1936
3200
1956
1070
1986
1040 bud. do 2010
408 bud. do 2006
306
1994
1980
1973
834
1997
470
1984
300
1929
510
1963
710
1976
3250
1995
3030
1963
7040
1970
1560
1960
Rys. 3. Regiony występowania i liczba powodzi opadowych
w latach 1946-2001 w Polsce (Dobrowolski i in. 2010)
Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczone w dodatku