Module 1: De waarde van water Wij leven in een wereld van water. Meer dan 70% van de oppervlakte van de Aarde bestaat uit water. Water is overal… in oceanen, in meren, in de wolken, in het voedsel dat wij eten, en zelfs in de lucht die we inademen. Het menselijke lichaam bestaat zelf ook uit ongeveer 80% water. Zonder water zou er geen leven zijn op Aarde! Hoofdstuk 1: De waarde van water 1.1
Wat is water?
Van de hoogste bergen tot de diepste troggen in de oceaan er is overal is er water! Voor mensen en de meeste levende schepselen in de wereld, is water absoluut essentieel om te kunnen overleven. We kunnen zelfs zeggen dat de mens niet langer dan een paar dagen zonder water kan overleven. Er bestaan echter wel dieren, die veel langer zonder water kunnen leven, zoals kamelen. Kamelen kunnen water in hun bulten opslaan en kunnen hele dagen door de woestijnen lopen zonder een slokje water te nemen. Maar uiteindelijk hebben ook zij water nodig! Wat is water? In zijn zuiverste vorm is water een substantie die uit twee elementen bestaat: waterstof en zuurstof. Wanneer 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom samenkomen dan krijg je zuiver zoetwater. Maar het zoetwater dan we kennen van drinkwater, regen en water in meren en rivieren bestaat uit meer dan alleen maar waterstof en zuurstof. In water vind je ook substanties als zout, mineralen of zelfs gassen die opgelost zijn in het water. Dit heeft tot gevolg dat je een verscheidenheid hebt aan watertypes, die een leefomgeving vormen voor een diversiteit aan leven dat leeft onder de golven van onze waterige planeet. Hoeveel water is er op wereld? Kan je je een reuzendoos voorstellen waarvan de zijdes 1 kilometer (1000 meter) in lengte zijn en het deksel gaat 1 kilometer de lucht in?Als je die doos met water kan vullen dan heb je één kubieke kilometer water. Dit is gelijk aan 1000 kubieke meter, ofwel 1.000.000 (één miljoen) liter! Denk nu aan al het water op de hele wereld. Hoeveel reuzendozen zou je daarmee kunnen vullen? Men denkt dat het totale volume van al het water op de wereld rond de 1.500.000.000 kubieke kilometers is. Dat zijn anderhalf miljard reuzendozen! Maar het grootste deel van dat water is geen zuiver zoetwater.
Ongeveer 97% van al het water op aarde is zoutwater dat je vindt in de oceanen en zeeën. De overige 3% vind je in zoetwater leefgebieden zoals meren, rivieren en stromingen. Het meeste van dit zoetwater is echter niet in meren en rivieren, maar bevindt zich in ijskappen (meestal Antarctica en de Noordpoolgebieden) en grondwater. Omdat zoetwater in veel mindere mate beschikbaar is dan zout water, kunnen mensen slechts een kleine fractie van de totale hoeveelheid water gebruiken als drinkwater.
1.2
De watercyclus
Als je ooit hebt gezwommen in een meer, je tenen in een rivier hebt gestoken, regendruppels op je gezicht hebt gevoeld, dan weet je dat water altijd beweegt! We weten allemaal dat water
Date: 10/20/2008
stroomt. Maar weet je dat het totale volume van al het water op de wereld niet verandert? De hoeveelheid water op de wereld wordt als constant beschouwd. Ondanks het feit dat we dagelijks water gebruiken en regenbuien zien komen en gaan, water wordt altijd gerecycled door de natuur. Dit proces van water recycling wordt de “ watercyclus ” genoemd. Er zijn twee verschillende types watercyclus:
Grote watercyclus: tussen de oceaan en het land Kleine watercyclus: tussen de oceaan en de oceaan EN tussen het land en het land
Wanneer er regen of sneeuw valt op de grond, vormt het water kleine poelen of druppelt het van hellingen en bergen af. Deze druppeltjes komen samen en vormen beekjes. Deze beekjes groeien en groeien tot ze rivieren worden. Alle waterstromen gaan bergaf waardoor ze uiteindelijk in de oceaan uitkomen. Maar het water blijft niet in de oceaan, het water verdampt door de zon en de wind. Tijdens dit proces blijft het zout achter in de oceaan en alleen zoetwater gaat de atmosfeer in. Uiteindelijk verzamelt het water in de lucht en vormen wolken. De wind blaast deze wolken richting het land en duwt het hoger en hoger de lucht in. Hier wordt de lucht koeler en de wolken verliezen hun capaciteit om het water en vocht vast te houden en opnieuw valt het zoetwater als regen of sneeuwval. Natuurlijk valt er soms ook regen of sneeuw op bergtoppen of in het zuiden of het noorden van de poolgebieden, waar de temperatuur onder de nul kan zijn. In dit geval, kan het water vele jaren vastzitten als ijs of als deel van een gletsjer of het smelt tijdens de warmere maanden. Kortom de watercyclus brengt ons regen en sneeuw, drinkwater en onweersbuien. Het vult onze kritieke bron van drinkwater aan en brengt ons ook water voor onze gewassen dat we eten.
1.3
Hoe het water onze huizen bereikt
Casus: Ontzouting Omdat zoetwater zo belangrijk is voor onze overleving, hebben de mensen manieren gecreëerd, om de watercyclus te versnellen. Één van deze manieren heet ontzouting – dit is het proces van het verwijderen van zout uit zeewater om drinkbaar zoetwater te maken. Later zullen we zien dat er op veel plekken in de wereld niet genoeg drinkwater is. Heb je ooit zout water geproefd? Zeewater is niet drinkbaar, omdat het genoeg zout bevat om ons ziek te maken. Door het zout te verwijderen, krijgen we zoet water dat prima is om te drinken en ook nog prima smaakt. De waarde van zoetwater stijgt en meer plaatsen rond de wereld zien ontzouting als een mogelijke nieuwe industrie. Ontzouting vindt overal ter wereld plaats, onder andere in het Midden-Oosten en de Caraïben - gebieden waar er veel vraag is naar zoetwater.
Date: 10/20/2008
Andere plaatsen waar ontzouting technieken gebruikt worden zijn Singapore, China, Australië en Spanje. Jammer genoeg is ontzouting prijzig en gebruikt het veel energie, dat weer leidt tot verontreiniging van het milieu. Maar soms is ontzouting noodzakelijk. Hopelijk wordt er een milieuvriendelijkere manier gevonden om het zout uit de oceaan te verwijderen. Als dit gebeurt dan zal ontzouting een uiterst belangrijk proces zijn om drinkwater te verkrijgen voor toekomstige generaties. Al met al, ontzouting is een fantastisch voorbeeld hoe waardevol zoetwater voor de mensheid is. Het zuiveren van zoetwater In het algemeen levert ontzouting maar een klein deel van ons drinkwater. In feite, komt het merendeel van ons drinkwater uit de natuurlijke waterbronnen als meren, en gletsjers. Helaas zijn veel zoetwater bronnen in de wereld niet veilig voor mensen om er direct van te drinken. Het water moet allereerst worden gezuiverd voordat we het kunnen opdrinken. In zoet water kunnen veel vreemde dingen worden gevonden, zoals uiterst kleine microorganismen, mineralen, chemische producten, en sedimenten. Veel van deze dingen kunnen ons ziek maken, daarom moet het water eerst worden gezuiverd of behandeld. Water behandeling is het proces van het schoonmaken van water dat er schoon en kleurloos uitziet en het verwijderen van onzuiverheden en verontreinigende stoffen dat ons ziek maken. Er zijn verschillende methodes om water dat wordt geconsumeerd in de steden te behandelen, maar de meesten volgen de volgende basisstructuur. Ten eerste, wordt het water opgevangen door een dam of in een reservoir waar een systeem van pijpen het water naar een grote tank brengt. Hier vandaan gaat het water door de volgende processen: Stap 1: ·Het water wordt grondig gemixt door grote turbines. Stap 2: Chemische producten worden toegevoegd waardoor vuil en sedimenten samenkleven Stap 3: Het water wordt stevig geroerd de sedimenten klonteren aan elkaar en vormen grotere klonten. Stap 4: De klonten nestelen zich op de bodem Stap 5: Het water gaat door een filter systeem waardoor de grote en uiterst kleine microscopische klonten uit het water worden verwijderd. Stap 6: Vervolgens wordt chloor toegevoegd om ziektekiemen te doden, net als in veel zwembaden. Stap 7: Fluoride wordt soms toegevoegd, om onze tanden tegen gaatjes te beschermen. Het water wordt dan geleverd via een complex netwerk van pijpen naar onze huizen. Dit proces is ontworpen om ervoor te zorgen dat alle mogelijke bedreigingen voor de volksgezondheid en onze veiligheid zijn verwijderd. Helaas heeft niet iedereen op deze wereld toegang tot schoon drinkwater.
Date: 10/20/2008
Men schat dat bijna één miljard mensen aan één of andere vorm van ziekte lijdt dat is veroorzaakt door verontreinigd water. Meer dan 2 miljoen mensen sterven elk jaar door deze problemen. Bacteriën, virussen en protozoön kunnen ernstige ziekten bij mensen veroorzaken, zoals hepatitis, tyfus, cholera, en dysenterie. Daarom is waterbehandeling in onze steden uiterst belangrijk omdat we er dagelijks mee te maken hebben hoewel we dat meestal zelf niet realiseren!
1.4 Huishoudelijk watergebruik We gebruiken water meestal voor huishoudelijk gebruik. Dit is het water dat we zowel binnen als buiten elke dag gebruiken. Huishoudelijk water omvat alle dingen, die je thuis doet met betrekking tot water zoals drinken, koken, douchen, badderen, kleding wassen, afwassen, tandenpoetsen, planten water geven, tuinieren en zelfs het wassen van de hond. Rondom de wereld zijn er mensen of gemeenschappen die hun eigen waterputten hebben. Deze leveren het huishoudelijk water. Wanneer dit het geval is, moeten ze moeten hun water uit de put halen en naar hun huizen dragen. Ze lopen soms elke dag vele kilometers om dit water te halen. Maar voor diegene, die in de grote steden wonen, wordt het grootste deel van het water geleverd door onze gemeentelijke of lokale autoriteiten en de faciliteiten die ze bieden. Openbare watervoorzieningsystemen, beter bekent als “waterwerken”, “water afdelingen” of “water autoriteiten” verlenen waarschijnlijk de meest belangrijke dienst voor onze bevolking. In de meeste grote steden van de wereld zijn het de overheden of private instellingen die zoetwater uit nabijgelegen bronnen zoals rivieren, meren, of reservoirs halen. De waterautoriteit zuivert dan het water en zorgt ervoor dat het schoon en vrij is van de meeste sedimenten. Tot slot wordt het water direct geleverd aan onze huizen, ondernemingen en scholen via een complex systeem van pijpen. Als je in een grote stad als Singapore, Sjanghai of Rotterdam woont, krijg je waarschijnlijk je water op deze manier. Vroeger, toen onze bevolking meer landelijk was, groeven ze soms zelf hun eigen putten om zichzelf van water te voorzien. Maar tegenwoordig met zoveel mensen die in de grote steden wonen, doen de systemen van de waterautoriteiten het werk voor ons. Wij kunnen ons gelukkig prijzen dat we alleen de kraan hoeven open te draaien en de rekeningen te betalen! Hoofdstuk 2: Conservatie Kwesties 2.1
Zal onze drinkwater voorraad opraken?
We hebben al geleerd dat het totale volume van water op aarde niet verandert. Maar sommige gebieden hebben meer water dan andere gebieden, met als gevolg dat niet iedereen dezelfde toegang heeft tot water. Momenteel woont één derde van de totale wereld bevolking (ongeveer 2 miljard mensen) in landen die kampen met ernstig water problemen. In het algemeen zijn het de armen die het
Date: 10/20/2008
meest lijden in deze landen. Kan je je voorstellen hoe het is om geen toegang tot drinkwater te hebben? Momenteel wordt het meeste water gebruikt voor de productie van voedsel. We gebruiken meer water voor het kweken van vruchten en groenten en voor het fokken van vee dan dat we het gebruiken als drinkwater. De landbouw gebruikt ongeveer 70% van al het water dat we uit onze rivieren, meren en grondwater halen. Door slechte irrigatiesystemen bereikt in sommige plaatsen minder dan de helft van het water, dat wordt opgepompt, de gewenste gebieden. Maar aangezien er meer mensen geboren worden en dat onze aarde voller en voller wordt, hebben wij meer drinkwater en meer water voor onze gewassen nodig. Bevolkingsexplosie Het aantal mensen op onze planeet is dramatisch gestegen in de afgelopen 200 jaar. Toen waren we met één miljard mensen en nu met 6 miljard. In de periode dat je ouders zijn geboren, waren er 2 miljard mensen op de wereld. Tegen de tijd dat jouw kinderen zijn opgegroeid, zou het kunnen zijn dat we met 9 miljard mensen op de wereld zijn. Dit is een enorme groei! Jammer genoeg zal dit leiden tot ernstige problemen omdat er namelijk onvoldoende water is om aan al onze burgers te geven. Alleen al in Azië is de vraag naar water in de afgelopen 50 jaar met 300% gestegen, echter het totale water voorraad op de wereld is niet veranderd. Een groeiende bevolking is een ernstige kwestie waar we later op terugkomen. Je zult zien dat als de vraag naar water blijft toenemen en als we geen zoetwater op onze planeet meer kunnen produceren, we moeilijke tijden zullen meemaken. Wij hebben al overwogen dat ontzouting (zout verwijderen uit zeewater) een potentiële oplossing is, maar omdat het duur en milieu verontreinigend is, is dit niet de beste oplossing voor onze aarde. Misschien zullen wetenschappers in de toekomst een betere manier ontwikkelen om het zout uit zeewater te verwijderen. Maar zoals het er nu voor staat, moeten we goed voor onze zoetwaterbronnen zorgen. Misschien is de ongelijke distributie van zoetwater bronnen op de wereld wel het grootste probleem? De bevolking neemt bijna overal op de wereld toe, maar de hoeveelheid water blijft gelijk. Sommige landen als Canada en Rusland beschikken over veel zoetwaterbronnen, terwijl andere landen als het Midden-Oosten, water moeten invoeren om in hun behoeften te voorzien. Hoe gaan landen hier mee om en welke problemen kunnen zich voordoen?
2.2 Klimaatverandering en verwoestijning Water stroomt en is continue aan verandering onderhevig net als het klimaat op de wereld. Vandaag de dag zijn deskundige wetenschappers ongerust over ons klimaat omdat het drastisch verandert. Sommige plaatsen op de wereld worden warmer, terwijl andere plaatsen heftigere stormen en meer regen ervaren. Gletsjers van de Noordpool en Zuidpool zijn aan het smelten en vele bergen rondom de wereld verliezen hun ijskappen en gletsjers. Maar dit zijn niet de enige veranderingen die we zien.
Date: 10/20/2008
Een van de ernstige gevolgen van klimaatverandering vind je in China waar sommige plaatsen droger worden. Zo droog, dat de oude woestijnen weer groeien en nieuwe woestijnen op onverwachte plaatsen opduiken. Het oprukken van de woestijnen noemen we verwoestijning. In het Noorden van China wordt de Gobi woestijn groter en de hoofdstad Peking ondervindt problemen hiervan. Woestijnen verschijnen in plaatsen waar eens in grassen of bossen groeiden, maar nu voornamelijk als landbouwgronden worden gebruikt. Deze gebieden zijn erg kwetsbaar voor verwoestijning. Veel plaatsen in Peking zijn vaak bedekt in bruin stof en de lucht heeft soms een geelachtige kleur. Wanneer er sterke winden zijn, krijg je zogenaamde “stof stormen”. Andere plaatsen, die door verwoestijning geraakt worden, zijn: Xinjiang, binnen Mongolië, Ningxia, Gansu, Qinghai, Shanxi en Hebei. Deskundigen geloven dat één derde van China nu woestijn is. Maar de Chinese mensen werken hard om de situatie te verbeteren. Door bomen te planten en bossen te laten groeien, kunnen de mensen het land beschermen en helpen om het vocht terug te brengen. Bomen helpen verwoestijning te bestrijden doordat ze water opnemen en het vasthouden. Dit water brengt weer leven terug in het land. De bomen beschermen ook de mensen en het land tegen zandstormen en winden. Het planten van bomen helpt ook om klimaatverandering en broeikaseffect te bestrijden. In de volgende modulen, gaan we ons meer verdiepen in klimaatverandering. Hoofdstuk 3: Wat jij kunt doen om te helpen? 3.1 Zuinig omgaan met water Het beste wat we kunnen doen om de waterproblemen in de wereld te verminderen is door je eigen watergebruik te verminderen. Zoals je al weet, zijn er diverse toestellen en kranen water verbruiken. Douches, toiletten, gootstenen, wasmachines, afwasmachines, en de tuinslangen gebruiken allemaal water. Via een complex systeem van pijpen in je huis komt het water naar de verschillende plekken waar je het nodig hebt. Echter deze pijpen kunnen soms lekken. Door de lekken te repareren, is het niet alleen mogelijk om de waterproblemen van de wereld te verhelpen, maar het kan ook jou en je familie een hoop geld besparen. Laten we eens kijken naar het effect van een lekkende kraan op je jaarlijkse waterkosten en wat we eraan kunnen doen om mogelijk bestaande problemen op te lossen. Hoofdstuk 4: Opdrachten 4.1 Siemens water opdracht Draai alle waterkranen dicht in je huis. Wanneer je dit hebt gedaan, controleer dan je watermeter. Als de watermeter nog verder tikt, kijk dan waar het water vandaan komt, bijvoorbeeld toilet of kraan. Wanneer je de lek hebt gevonden, help of kijk mee met de reparatie. Wanneer je klaar bent met deze opdracht, open dan je project logboek en noteer je resultaat.
Date: 10/20/2008
