Voda • 3 skupenství • Zajímavé chemické a fyzikální vlastnosti • Univerzální (polární) rozpoušt dlo • Univerzální transportní medium • Sou ást organizm • Vznik (odplyn ní zem. nitra? led komet?)
Množstvé vody na Zemi
Množství vody v kolob hu oceány
1348 mil. km3
ledovce
29 mil. km3
podzemní voda
8 mil. km3
jezera a eky
200 000 km3
atmosféra (páry)
13 000 km3
výpar z oceánu
430 000 km3
výpar z pevnin
70 000 km3
srážky nad oceánem
390 000 km3
srážky nad pevninami
110 000 km3
ro ní odtok z pevnin
40 000 km3
Využití vodních zdroj Srážky nad pevninou 110 300 (v km3) Evapotranspirace 69 600 + stabilní odtok 40 700 Stabilní odtok (40 700): „remote flow“ (odlehlá místa)
7 700
nezachyceno (povodn )
20 500
Geograficky a asov dostupné 12 500 erpáno + „instream use“ Zbývá cca 6 000 km3
4 400 + 2 300
Využití vodních zdroj oblast
Evropa
podíl na odtoku (%)
odtok (km2)
podíl na populaci %
8
13
3,24
Asie
35,8
60,5
14,55
Afrika
10,6
12,5
4,32
S. a C. Amerika
15,2
8
6,20
J. Amerika
25,6
5,5
10,42
Austrálie a Oc.
4,8
0,5
1,97
celkem
100
100
40,70
Využití vodních zdroj Zem Island
m3 per capita 624535
Ruská federace
30599
Turkmenistan
17573
Estonsko
11490
Rakousko
11333
Rumunsko
9109
Litva
6541
Albánie
6190
Itálie
2920
Špan lsko
2809
R
1612
Belgie
1236
Británie
1219
Bilance využívání vody 40000 km3 je ro ní odtok z pevnin 12000 km3 je k dispozici globální spot eba je 4000 km3 (6000) km3 spot eba na osobu a rok je 670m3 (1000m3) spot eba na osobu a den 1,8m3 (2,7m3) Se vzr stem populace klesá relativní dostupnost vody na osobu maximum spot eby vody (50-80%) je vázáno na zavlažování
Využití vody – domácnosti zdroj: UNEP
Využití vody – pr mysl zdroj: UNEP
Využití vody – zem d lství zdroj: UNEP
lov k a voda (zdroj FAO Aquastat) ODHAD RO NÍ SPOT EBY VODY
ZTRÁTY Z REZERVOÁR SÍDLA PR MYSL ZEM D LSTVÍ
Nedostatek vody („vodní stres“) zdroj: World resource institute
„Typy“ nedostatku vody
Využití vody - sv t
Ekologická katastrofa Aralského mo e P vodn cca 50% vody z ek Amudarja a Syrdarja ( an-Šan, Pamír) užíváno k zavlažování, 50% napájelo Aralské mo e. Od cca 60 let díky odklonu ek k zavlažování p ítok klesá na 3%. • Hladina mo e postupn klesá až o 16m • Plocha se zmenšuje na cca 50%. • Zvyšuje se salinita • Vymírají organismy • Mizí tradi ní obživa (rybolov) • Zhoršuje se kvalita pitné vody • Je poškozováno zdraví • Od r. 1992 úmluva o využívání vody • Od r. 1994 poprvé neklesá rozloha hladiny
více na: http://na.unep.net/digital_atlas2/webatlas.php?id=11
Aral – salinita/výška hladiny
zdoj: http://www.unep.org/Geo/geo1/fig/fig2-2_1.htm
Aral – chronologie zm n
Nedostatek (zavlažovací) vody
zdroj:
Využití vody a její kvalita Kritéria pro posouzení kvality vody: Pitná voda (mikrobi, chemické látky, radioaktivita, zápach, zákal …) Zavlažování (salinita, toxicita, paraziti …) Rybá ství (kyslík, toxicita, paraziti …) Rekreace (toxicita, mikrobi, zápach, zákal ..) Pr mysl (korozivní ú inky, suspenze …) Doprava (dostatek …)
Typy zne išt ní vody • • • • • • • • • •
Patogenní organismy (mikrobiální zn.) Organické látky (netoxické) Organické látky (toxické) Anorganické látky (rozpušt né l.) Živiny Atmosférická depozice (acidifikace) Salinita Suspendované látky (pevné l.) Odpadní teplo Radioaktivita
Typy zne išt ní vody • Patogenní organismy (mikrobiální zn.) Obsah: Viry, bakterie, prvoci, paraziti … P vod: M stské splaškové vody, odpadní v. ze zem d lství, poraviná ského pr myslu, pr saky ze skládek TKO, septik , zvláštní provozy… Kvantifikace – po et koliformních bakterií/100ml
Typy zne išt ní vody • Organické látky (netoxické) Obsah: Cukry, bílkoviny, tuky a jejich sm si a další látky s vyšší mol. váhou …, ásti t l org. P vod: Potraviná ský, textilní, papírenský pr mysl, zem d lství (k rozkladu t eba O2) Kvantifikace - BSK5 CHSK mg/l
Typy zne išt ní vody • Organické látky (toxické) Obsah: Ropné látky, org. Rozpoušt dla, PCB, PAU, pesticidy … P vod: Chemický pr mysl, zpracování paliv, zem d lství … Kvantifikace – hmotnostní koncentrace ng/l
Typy zne išt ní vody • Anorganické látky (rozpušt né l.) Obsah: Siln i málo rozpustné soli, kyseliny, hydroxidy, toxické kovy P vod: P írodní i antropogenní p vod, pr mysl, t žba zpracování rud, metalurgie … Kvantifikace - mg/l; µg/l
Typy zne išt ní vody • Živiny - EUTROFIZACE Obsah: Látky nezbytné pro r st rostlin (NO3-, PO43-) P vod: Smyvy z polí, rezidua hnojiv, odpadní vody sídel … Kvantifikace – BSK5, CHSK (mg/l)
EUTROFIZACE P ísun živin (N, P, K) do vody Nár st fyto a zooplanktonu Odumírání organizm Sedimentace t l Bakteriální rozklad v sedimentu Spot eba kyslíku Anoxie P evaha anaerobních proces Zm na chemismu, zm na spole enstev
Eutrofizace Sinice – toxicita • Hepatotoxiny (Microcystis, Anabaena, Oscillatoria - experimentáln , karcinom jater v ín ?) • Neurotoxiny (Aphanizomenon, Anabaena, Oscillatoria - experimentáln , vodní ptáci) • Dermatotoxiny (Lyngbia, Oscillatoria, Schizothrix - podrážd ní k že, alergické reakce u lidí i zví at) Úprava vody (na pitnou) – filtrace, uvol ování endotoxin …
Typy zne išt ní vody • Atmosférická depozice (acidifikace) Obsah SO2 a NOx, reakce v amosfé e na kyseliny. P vod: Spalovací procesy – fosilní paliva s obsahem síry Kvantifikace – pH; mg/l; µg/m3
Typy zne išt ní vody • Salinita Obsah: R zné anorganické soli, nej ast ji NaCl P vod: Zavlažování, solení komunikací, pr sak slané vody Kvantifikace - µS·m−1
Typy zne išt ní vody • Suspendované látky (pevné l.) Netoxické i toxické suspenze áste ek ve vod . • Odpadní teplo Chladící i oh ívací procesy v r zných za ízeních i v domácnostech. • Radioaktivita P irozená (Rn) i antropogenní radiace.
Typy zne išt ní vody Endokrinní disruptory 1) Vylou ená nemetabolizovaná rezidua hormonální antikoncepce 2) Mobilizace receptor hormon nízkými koncentracemi n kterých látek (nap . estradiolu podprahovou koncentrací pesticid – Dieldrin, Endosulfan s PCB) Vylou ená nemetabolizovaná ( áste n metabolizovaná) rezidua lék
Zne išt ní vody Odpadní voda 99,9% voda
0,01% odparek
50% rozp./ 50% nerozp.
70% org. látky 65% proteiny
25% cukry
30% anorg. látky soli
kovy písek/št rk
10% tuky
Zne išt ní vody Samo istící schopnosti vody: hydrolýza okysli ování rozklad mikroorganismy asimilace živin ( asy, makrofyta) Odpad z OV shrabky písek št rk kaly metan CO2
Zne išt ní vody 1. stupe mechanický
esle
usazování písku
odstran ní kalu
2. stupe biologický
odstran ní živin
3. stupe chemický
odstran ní fosforu
OV Denitrifikace (anaerobní, pH>7) CO2 + H2O + N2 + OHCxHyOz + NO3Nitrifikace (aerobní pH<7) NO2- + H2O + 2H+ (nitrosomonas) NH4+ + 1,5O2 NO2- + 0,5O2 NO3- (nitrobacter) Odstran ní fosforu FePO4 Fe3+ + (PO4)33Fe2+ + 2(PO4)3Fe3(PO4)2 Al3+ + (PO4)3AlPO4
Zpracování kalu Anaerobní digesce/vyhnívání (CH4) Stabilizace (s CaO) Kompostování Spalování
