Ekologie a problém modré vody

Voda je jen jedna. Zní to pěkně, ale co si o tom má chudák člověk pomyslet, jak to má chápat? Vždyť třeba stačí, aby se u vody sešli dva lidé, a s klidem se pohádají už jenom o to, jakou má voda barvu. Smaragdovou, blankytnou, průzračnou? V hospodské debatě by na to padlo nemálo piv a stejně by společnost nedošla ke shodnému závěru. Žijeme ovšem v moderní době, tak se můžeme podívat, co se o barvě vody dovíme v on-line prostoru.

Kupodivu v novinových titulcích nejčastěji uváděnou barvu vody by asi čekal málokdo: „Když se smaragdová voda zbarvila do krvava“, „Voda ve Vltavě se v pondělí odpoledne zbarvila do ruda“ nebo „Červeně zbarvená voda začala vytékat v Sokolově do řeky Ohře“. Ovšem, může jít o ještě zlověstnější variantu této barvy: „Australská pláž byla uzavřena, voda se zbarvila do krvava“, „Sibiřská řeka má barvu krve“ a nakonec „Voda se zbarvila jeho krví“, to už je úplný horor. S barvou vody si někdy dokonce musí poradit požárníci: „Voda v dolní kašně se zbarvila do černa. Inkoust do tiskárny zlikvidovali hasiči.“ A pokud jste si mysleli, že voda má být modrá, tak vás možní překvapí titulek: „Modrá voda už z potoka zmizela.“

Jak to s tou barvou vody vlastně je?

MODRÁ voda je voda, která teče v řekách a potocích, voda která plní nádrže a rybníky, voda kterou čerpáme ze studen a vrtů. Je to voda podzemní, voda na povrhu i voda v potrubí. Je to voda, u které můžeme měřit hladinu, rychlost nebo průtoky, zajímá nás její vydatnost nebo kvalita.

ZELENÁ voda je zase voda vázaná v rostlinách nebo v půdě, voda zachycená v krajině. Vytváří rovnovážný stav v zemědělství, při hospodaření v lesích, ale také ve volné krajině. Přesto, že se jedná o „neviditelnou“ vodu, je základem života rostlin. Pokud nastane sucho, je tato voda první, které se to dotkne.

ŠEDÁ voda je zjednodušeně řečeno „použitá“ voda. Jedná se zejména o odpadní vody, ale třeba také o městské dešťové vody. Užitím člověkem se u šedé vody významně mění kvalita a někdy i kvantita. Špatné hospodaření s šedou vodou má vliv na snížení retence, eutrofizaci toků i „kvetení“ nádrží. Jedná se o vodu, které se chceme rychle zbavit, aniž si uvědomujeme, jak nám pak chybí.

Čtěte také: Životní prostředí Petrohradu

BÍLÁ voda je voda v atmosféře. V plynném stavu ji známe jako mlhu nebo mraky, ráno ji někdy najdeme jako rosu na trávě. Je důležité, jestli se tato voda udrží v malém cyklu svázaném s krajinou, nebo se vydá s velkým cyklem až daleko na moře. Na bílou vodu se zpět promění až 2/3 vody, která naprší na naše území. Tento proces je závislý na ročním období a na energetických tocích mezi jednotlivými segmenty krajiny. Velikost regulačního efektu tohoto procesu se vymyká našim běžným měřítkům, proto se třeba u chladicího efektu běžně používá jednotka jeden temelín. Je s podivem, že takto obří množství vody jsme se ještě nenaučili standardně započítávat do vodohospodářské bilance.

Zvláštní barvu bychom možná měli přiřadit také suchu, protože sucho můžeme chápat jako mezní stav vody. Možná extrémní, kontroverzní, katastrofický, ale potřebný a neopomenutelný. Sucho je důležitou epizodou ve vodním cyklu.

Ekoton jako klíč k pochopení

Pro pochopení vzájemných vztahů těchto čtyř barev vody si pomůžeme termínem ekoton. Ekoton je přechodná zóna mezi dvěma a více různými společenstvy nebo systémy. Stejná přechodová zóna nám vzniká i mezi jednotlivými barvami vody. Mnohdy je obtížné určit hranici, kde ke změně systému dochází, a přechodová zóna je vlastně fenoménem důležitějším než systémy, které propojuje. Tyto hranice mohou ležet v prostoru, někdy ale také v čase. Délka hranic je mnohdy důležitější než plochy, které oddělují.

Problémem naší krajiny proto často je, že se významně nezměnily celkové plochy jejích segmentů, změnila se ale jejich struktura a dramaticky klesla délka jejich hranic, délka ekotonů s právě tou jedinečnou bohatostí a rozmanitostí. Stejně je to také s jednotlivými barvami vody, i tady se nám vytrácí jejich vzájemná interakce. Přitom prolínání modré a zelené vody má zásadní dopad na kvalitu naší krajiny. Toky ale ztratily členitost břehů a drobné morfologické struktury. Vodohospodářskými úpravami přišly o přirozené vinutí i svoji délku. Jako bychom dlouho důležitou souvislost modré a zelené vody ani neviděli. Bez husté a spletité sítě hranic modré a zelené vody ale naše krajina nikdy nebude fungovat dobře, bez vzájemného spolupůsobení modré a zelené se jí nebude dařit úspěšně čelit epizodám sucha.

Proto je nutné všude, kde to jde, obnovovat vazbu řeky a její údolní nivy, revitalizovat vodní toky nebo iniciovat přirozené morfologické procesy. Pokud jí dáme prostor, řeka nám sama pomůže.

Čtěte také: Ekologické aspekty vody v podniku

Zatím jsme řešili vztah mezi modrou a zelenou vodou, v případě šedé vody se ale dá říci, že hraje na obě strany. Je to vlastně bývalá, ale může být i budoucí modrá voda. Je velká chyba, že v ní často už modrou vodu nevidíme, pokládáme ji za něco, čeho se musíme zbavit. A přitom bychom ji mohli chápat jako zdroj. Šedá voda je velmi těsně svázána se zástavbou obcí a měst. Speciální kategorii tvoří dešťové vody, které z plochy zástavby odtékají. Prostě by zasákla na tom místě, kde spadla. Teď ji ale převážná část odtéká, než se z ní ale stane modrá voda, stačí se většinou znečistit natolik, že ji musíme považovat za vodu šedou. V tom nejhorším případě se přímo míchá s odpadní vodou, pak už o tom, že se z ní stává voda šedá, není pochyb.

Města věnují mnoho energie a prostředků, aby tuto vodu rychle a neškodně odvedla. Nárazové vlny znečištěné dešťové vody zatěžují vodní toky a navíc ta voda, které jsme se tak pracně zbavovali, nám potom ve městech chybí. Je lepší, když voda přímo ve městech zasakuje a doplňuje zásoby zelené vody, nebo se podaří díky retenci zpomalit její odtok tak, že vodní toky nezatěžuje, ale dotuje vodu modrou.

Pokud hledáme průsečíky a společné hranice s bílou vodou, často si pokládáme otázku: Můžeme pěstovat mraky a zasít déšť? A nesklidíme příslovečnou bouři? Tak se vydejme za odpovědí.

Vznik bílé vody a její role

Jak tedy vlastně vzniká bílá voda? Naučný slovník nás poučí, že evapotranspirací, což je celkový výpar ze zemského povrchu do atmosféry, který se vztahuje k určitému území. Zajímavé to ale začíná být až dál. Tento celkový výpar se skládá z evaporace, což je výpar ovlivněný čistě fyzikálními veličinami a procesy, a fyziologického výparu, tedy transpirace, jejíž hodnota je přímo závislá na množství, kvalitě a stavu vegetace. A tady se už dostáváme k modré a zelené vodě. Zelená se na bílou přeměňuje zejména transpirací a tady vegetace prokazuje svoji úžasnou samoregulační schopnost. Když je vody nadbytek, doslova s ní plýtvá, ale když je jí nedostatek, vegetace s ní začíná šetřit. Výpar je pevně svázán s denním cyklem a vegetace si dokáže dokonce bílou vodu brát i zpátky. Na trávě se s východem slunce objeví rosa a ranní les bílou vodu doslova nasává. Bílá voda vzniklá ze zelené se stává součástí pravidelných denních cyklů.

Modrá voda, ta se řídí podle fyziky. Vlastně by také mohla byt svázaná s denním cyklem, ale člověk do krajiny vložil mnoho změn. Místo pozvolných přechodů a ochranné bariéry zelené vody se do blízkosti modré vody dostaly plochy s extrémním teplotním režimem. Rozpálená města nebo třeba těžce sálající zemědělská poušť. Horký vzduch raketovou rychlostí stoupá vzhůru. Tento enormní teplotní gradient s sebou strhává bílou vodu a unáší ji pryč z uzavřeného vodního cyklu krajiny.

Čtěte také: Nerezová ocel a životní prostředí

Můžeme tedy zasít mraky? Samozřejmě, musíme jen ztlumit extrémy, které jsme v krajině vytvořili.

Voda je jen jedna, ať už jí přisuzujeme jakoukoli barvu. Modrá, zelená, šedá i bílá jsou vlastně čtyři barvy stejné duhy. Při našem rozhodování mějme proto na paměti vždy všechny tyto čtyři barvy vody (a třeba i sucho). Pokud budeme problémy řešit jen z pohledu jedné barvy, a je jedno, zda to bude zelená, modrá nebo třeba šedá, vždy dojdeme k špatnému výsledku.

Teorie čtyř barev vody vlastně neříká nic nového. Označení šedá voda se běžně používá ve vodohospodářské praxi a o dělení na modrou a zelenou například píšou ve své knize Voda v krajině Tomáš Just a Václav Cílek. Je to ale nástroj, který nám pomůže lépe pochopit mnohostrannou povahu vody, která je vlastně jen jedna.

Virtuální voda a vodní stopa

Kolik virtuální vody je obsaženo v potravinách a výrobcích, které kupujete? A jaká je vaše vodní stopa? Napadlo vás někdy, že spotřebováváte nejen vodu, která teče z vašeho kohoutku, ale zprostředkovaně i tu z jiných světadílů? Víme, jak hospodaříme s vodou? Jednoduchá odpověď zní: víme a nevíme. Téměř každá domácnost (nebo alespoň dům) má již vodoměr, na vesnici je možno podívat se na výšku hladiny ve studni a pravděpodobně každý má alespoň hrubou představu, že za den vypije cca 1,5 l vody a v dalším užití spotřebuje ještě několik desítek litrů.

Kolik je však celková spotřeba (tedy nejen domácností, ale i hospodářských sektorů)? Jak je tato spotřeba dělena mezi povrchovou, podzemní a půdní vodu? Nepřevyšuje spotřeba zásoby? Odpovědi na podobné otázky budou většině dospělé populace (a to i té vzdělané) neznámé.

Svět má vody dost a to může vest k domnění, že s ní není potřeba nakládat udržitelným způsobem. V globálním hydrologickém cyklu je ročně k dispozici ve formě tzv. stabilního ročního odtoku asi 40 000 km³ sladké vody, tedy několikrát více, než kolik si jí přivlastňuje současná sedmimiliardová populace. S lepšími technologiemi bychom snad mohli být během 20-30 let schopni získat dalších 10 % vody navíc, populace by však měla tou dobou vzrůst o 30-35 %.

V určitých částech světa je voda čím dál vzácnější. Navíc se obě její základní role - nezastupitelná podmínka života (terminologicky správně: regulační a životodárná služba) a ekonomické funkce (zásobovací a kulturní služba) - stále častěji dostávají vzájemně do konfliktu.

Krize vodních zdrojů ještě neplní titulky novin tak spolehlivě jako aféry politiků nebo fotbal (i když heslo „water crisis“ vygeneruje na Googlu přes 800 tisíc odkazů a „vodní krize“ přes 5 tisíc odkazů) - má totiž zatím spíše regionální rozsah, týká se hlavně rozvojových států a i tam trápí především nejchudší vrstvy.

Mnoho důkazů o tom, že v některých regionech lidé překročili hranice udržitelného využívání vodních zdrojů, můžeme najít již dnes. Nejzřetelnějším ukazatelem je permanentní přetěžování zdrojů podzemní vody, zejména v okolí měst a v zemědělských oblastech. S tímto problémem se potýká například Čína, Kalifornie, Indie nebo severní Afrika. Dochází k tomu ovšem i v Evropě - typickým příkladem je Španělsko.

Většina zemí na Blízkém východě a na severu Afriky trpí akutním nedostatkem vody, stejně tak Mexiko, Pákistán, Jihoafrická republika, velké části Činy a Indie. Již dnes jsme svědky toho, že se oblasti vodního stresu - tedy oblasti, kde je k dispozici méně než 1700 m³ vody na osobu za rok - neustále rozšiřují. Odhaduje se, že do roku 2025 by se populace žijící v oblastech s mírným až vážným vodním stresem měla oproti roku 1995 ztrojnásobit a dosáhnout velikosti 5,5 miliardy lidí. Kromě fyzického nedostatku vody je lidstvo vystaveno také tzv.

Nedostatek vody se zatím nezdá tak palčivý - není totiž pociťován všemi. I některé bohaté státy se nacházejí v oblastech zranitelných nebo i mírného vodního stresu, eventuální nedostatek vody však dokážou kompenzovat moderními technologiemi a fungující infrastrukturou. Navíc tyto země často svoji potřebu vody uspokojují dovozem tzv.

Abychom se s těmito novými výzvami dokázali vypořádat, potřebujeme adekvátní informace. Klasické ukazatele, jako je „spotřeba vody“ nebo „odběr podzemních/povrchových vod“, jsou důležité, ale mohou být i zavádějící. Potřebujeme je doplnit ukazateli poskytujícími komplexnější informace, s jejichž pomocí budeme moci identifikovat hlavní příčiny i dopady neuspokojivého stavu vodních ekosystémů a jejich řízení. Tyto ukazatele by měly zohlednit mj. Takovým ukazatelem může být např. vodní stopa (water footprint), kterou A. Y. Hoekstra poprvé představil v roce 2002.

V jejím základu stojí koncept tzv. „virtuální vody“ J. A. Allana, který se inspiroval výzkumy izraelských vědců již v 80. letech minulého století. Koncept virtuální vody vychází z toho, že některé světové oblasti mají dostatečné zásoby sladké vody, zatímco jiné mají tyto zdroje omezené. Při optimalizaci využívání sladkovodních zdrojů v globálním měřítku by se státy s omezenými vodními zdroji měly zaměřit na vývoz produktů nenáročných na vodu, a naopak dovážet výrobky náročné. Měly by tedy dovážet virtuální vodu. Státy bohaté na vodní zdroje by naopak využívaly své komparativní výhody a vyvážely by produkty náročné na vodu. Indikátor vodní stopa se začíná prosazovat v oblasti udržitelné vodní politiky, navíc je srozumitelný i pro veřejnost.

Nicméně za výsledným číslem (např. Virtuální voda (virtual water) je objem vody potřebný k produkci výrobku nebo služby - jedná se o veškerou vodu použitou v různých fázích výrobního cyklu. Koncept virtuální vody není zcela usazen a v literatuře lze nalézt terminologické i konceptuální odlišnosti. Podle hlavního autora konceptu virtuální vody může být srážková voda, která spadne na území, rozdělena na zelenou a modrou vodu. Zelená voda (green water) je definována jako ta část srážek, která se dostává zpět do atmosféry evapotranspirací: zahrnuje jak půdní vláhu, která se vypaří z půdy neporostlé vegetací (evaporace), tak i vodu použitou rostlinami, která je odpařena i vydýchána listy (transpirace). Modrá voda (blue water) představuje objem povrchové a podzemí vody, která se spotřebuje v průběhu výrobního cyklu produktu nebo služby. Vodní stopa (water footprint) výrobku (zemědělské nebo průmyslové produkce) nebo služby obsahuje celkem tři složky, tři „různobarevné“ vody: zelenou, modrou a šedou. Důležitá je však i třetí složka - šedá voda (grey water). Vodní stopa je tedy celkový objem sladké vody potřebný k produkci zboží a služeb, které jsou spotřebovány danou společenskou jednotkou.

Podle měřítka lze rozlišit vodní stopu jednotlivce, domácnosti, města, celého regionu či státu. Vodní stopa - podobně jako další stopy (tj. ekologická, uhlíková, materiálová, dusíková či územní) - tak agregovaným způsobem vyjadřuje antropogenní zátěže prostředí z pohledu užití různých přírodních zdrojů.

Je zřejmé, že vodní stopa má řadu výhod - metodologických i komunikačních. Je však nutno správně interpretovat výsledky, protože automaticky neplatí, že produkt s větší vodní stopou působí větší zátěž prostředí než produkt se stopou menší. To záleží na mnoha okolnostech a podmínkách, které sama vodní stopa nepostihuje. Aby cílový uživatel vodní stopy - tj. politik či laická veřejnost - nemusel indikátor analyzovat společně s řadou dalších vodohospodářských údajů, a aby výsledky byly intuitivně pochopitelné (menší stopa je lepší než větší stopa), Riddout a Pfister upravili metodiku zapracováním faktorů charakterizujících vodní stres oblasti, odkud se voda využívá. Porovnali pak vodní stopu dvou produktů vyráběných a konzumovaných v Austrálii: rajčatové omáčky a arašídových bonbónů M&M.

Z těchto údajů však nelze zjistit, který produkt by měl vyvolat větší starost environmentalistů či vodohospodářů. Zatímco u omáčky převažovala modrá voda na zavlažování importovaných rajčat (tato voda mohla být v suché Kalifornii využita efektivněji, na jiné účely), kakaové boby potřebné pro bonbóny jsou náročné na vodu zelenou (pěstují se ale v tropických oblastech bohatých na srážky). Vodní stopa přispívá ke znalostem o celkových nárocích společnosti na vodní zdroje. Navazuje na výpočty a odhady tzv. lidského přivlastňování vodních zdrojů. Podle dnes již klasické studie uveřejněné v Science lidé využívají („přivlastňují si“) asi 26 % celkové terestrické evapotranspirace a 54 % územně a časově dostupného odtoku.

Vodní stopa také upozorňuje na to, že člověk není jediným uživatelem vodních zdrojů na planetě. A že je nutno tyto skutečnosti brát do úvahy nejen při zalévání vlastní zahrádky, ale především při tvorbě vodní politiky. Kupříkladu EU-28 je čistý dovozce virtuální vody. To znamená, že do velké míry externalizovala svou spotřebu vody, aniž by se příliš zabývala tím, jak dovážené zboží přispívá k drancování či znečišťování vodních zdrojů v zahraničí.

Závěr

I vzhledem k tomu, že v příštím týdnu (22. března) oslavíme i v ČR Světový den vody, není na škodu si připomenout některé méně známé vlastnosti této tekutiny. Často si myslíme, že voda je něčím vzácným, co odlišuje naší planetu od zbytku vesmíru, nebo aspoň Sluneční soustavy. Pokud ale dohlédneme dál než na Měsíc nebo Venuši, zjistíme pravý opak. Vody je všude plno. A není se co divit. Voda je sloučeninou v kosmu nejhojnějšího prvku (vodíku) s třetím nejhojnějším (kyslíku). Druhé v pořadí je helium, a to žádné sloučeniny netvoří. Žádná jiná látka (s výjimkou vodíku a hélia) se s vodou nemůže co do množství ani zdaleka měřit, i poměrně běžný amoniak za ní zaostává zhruba o řád.

Nikoho nepřekvapí, že voda je výborné rozpouštědlo. Díky vodíkovým můstkům má i neobyčejně široké rozmezí kapalnosti při biologicky zajímavých teplotách. Voda se při zmrznutí rozpíná, vodní led plave. Tato výjimečná vlastnost je ovšem pro biologické rozpouštědlo zároveň prokletím i požehnáním. Rozpínání mrznoucí vody doslova trhá buňky, což je pro většinu organismů bez speciálních přizpůsobení smrtelné. Voda je lehká a křehká molekula. Nízká molekulová hmotnost ji předurčuje ke snadnému úniku z planetárních atmosfér (tím spíše, pokud je fotolyzována UV paprsky na vodík a kyslík). Klimatologicky je voda doslova noční můrou: Když zamrzne, je bílá a odráží sluneční světlo (čímž nahrává dalšímu ochlazení), naopak když roztaje, je tmavá a sluneční světlo pohlcuje (čímž nahrává oteplení). Vodní pára je skleníkový plyn, který ohřívá planetu, přičemž každé oteplení uvolní do atmosféry ještě více vodní páry!

Dalším specifikem vody je její vysoká chemická reaktivita. V planetárním měřítku čelí podobnému problému, který jsme zmiňovali třeba u fluorovodíku - chemicky reaguje s horninami a minerály, často docela bouřlivě (hydratace, serpentinizace). Co je ještě horší, voda agresivně napadá (hydrolyzuje) mnohé chemické vazby, což je nemalý problém pro prebiotickou chemii a biochemii. Dokonce i naše nejmilovanější biomolekuly (včetně samotné DNA nebo proteinů) jsou vodou poškozovány, a organismy je musejí pravidelně nahrazovat či opravovat. S nadsázkou lze říci, že voda je takový chemický „prevít“, že ani po čtyřech miliardách let jsme si na ni tak úplně nezvykli. Všichni se vlastně ve vodě velmi pomalu rozpouštíme.

tags: #ekologie #modrá #voda #problém

Oblíbené příspěvky:

• Historie a současnost změn klimatu
• Techniky lezení po stěně
• Karibské klima a monitorovací stanice
• Odpadové hospodářství v České republice
• Udržitelnost ve Švédsku