Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi. Voda

Soubor pracovních listů pro žáky

CZ.1.07/1.1.34/02.0014 Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi

Voda

Voda Soubor pracovních listů pro žáky

2013

Realizátor: Seductus, s.r.o. Vladimíra Majakovského 2092/7 434 01 Most IČ: 25489411

Projekt Trvale udržitelný rozvoj a jeho aspekty v podnikatelské praxi reg. č. CZ.1.07/1.1.34/02.0014 je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

Zhotovitel: IMPOWER ENERGY, s.r.o. Sadová 15 434 01 Most IČ: 25489399

Úvod

Voda

Úvod Předmětem souboru je komplexní příprava vzdělávacího materiálu pro volitelný předmět určený pro 2. stupeň základních škol (7.–8. ročník). Komplexní příprava vzdělávacího materiálu obsahuje následující oblasti: „„ modul „Ovzduší“ „„ modul „Voda“ „„ modul „Alternativní zdroje energie“ Cílem vytvořeného vzdělávacího programu pro žáky 2. stupně základních škol je stimulace ekologického myšlení a jednání žáků a  uvědomění si spoluzodpovědnosti člověka za  stav životního prostředí a  to prostřednictvím interaktivních, tvořivých nebo kooperativních metod. Vytvořený vzdělávací program zahrnuje ekologický, environmentální, biologický a ochranářský prvek.

Podstatným prvkem programu je návaznost a  respektování školních výukových osnov, které vedou ke  stimulaci zájmů cílových skupin, dále také k  rozvoji tvořivosti a  podpoře vzájemné spolupráce mezi žáky. Velký důraz je kladen na  maximální míru popularizace a  srozumitelnosti celého programu. Soubor pracovních listů pro žáky, kromě tematického zaměření z  daných oblastí, obsahuje ekonomický aspekt, který upozorní žáky s  potřebou dodržování objektivních limitů s ohledem na zabezpečení kvality života budoucích generací. Je žádoucí, aby žáci byli obeznámeni s  ekonomickými souvislostmi plynoucími z podnikání v souladu s principy udržitelného rozvoje.

3

Voda

Obsah

Obsah Úvod.......................................................................................................................................................................................................3 Pracovní list 1 – Krajina a voda..........................................................................................................................................................6 Pracovní list 2 – Voda, základní podmínka života na Zemi......................................................................................................... 10 Pracovní list 3 – Vodní obal Země - hydrosféra............................................................................................................................. 16 Pracovní list 4 – Voda ve vesmíru....................................................................................................................................................24 Pracovní list 5 – Voda ve vesmíru II.................................................................................................................................................29 Pracovní list 6 – Koloběh vody v přírodě – hydrologický cyklus................................................................................................ 30 Pracovní list 7 – Teorie o vodě – voda jako chemická sloučenina...............................................................................................33 Pracovní list 8 – Cena vody...............................................................................................................................................................38 Pracovní list 9 – Vodní zdroje (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky a kvalita vody)............. 40 Pracovní list 10 – Vodní zdroje II (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky).................................. 50 Pracovní list 11 – Vodní zdroje III (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky)................................... 51 Pracovní list 12 – Ochrana vody (svět, EU).....................................................................................................................................53 Pracovní list 13 – Voda a Česká republika......................................................................................................................................62 Pracovní list 14 – Poplatky za vodu (vodné).................................................................................................................................. 67 Pracovní list 15 – Ochrana vody (Česká republika).......................................................................................................................70 Pracovní list 16 – Vodní hospodářství v ČR.................................................................................................................................... 74 Pracovní list 17 – Pitná voda............................................................................................................................................................. 79 Pracovní list 18 – Pitná voda II – exkurze...................................................................................................................................... 88 Pracovní list 19 – Odpadní voda...................................................................................................................................................... 89 Pracovní list 20 – Odpadní voda II – exkurze................................................................................................................................ 94 Pracovní list 21 – Ekosystém a voda...............................................................................................................................................95 Pracovní list 22 – Ekosystém a voda II.......................................................................................................................................... 98 Pracovní list 23 – Ekosystém a voda III........................................................................................................................................104 Pracovní list 24 – Energie z vody...................................................................................................................................................106

4

Obsah

Voda

Pracovní list 25 – Energie z vody II.................................................................................................................................................112 Pracovní list 26 – Nedostatek a nadbytek vody...........................................................................................................................113 Pracovní list 27 – Voda a lidské zdraví..........................................................................................................................................120 Pracovní list 28 – Vodní stopa........................................................................................................................................................ 123 Pracovní list 29 – Ani kapka nazmar aneb jak hospodařit s vodou..........................................................................................127 Pracovní list 30 – „Vodní“ konference.......................................................................................................................................... 133

5

Voda

Krajina a voda

Pracovní list 1

Krajina a voda

1.1. Úvod Krajina je slovo, které slýcháme a používáme každou chvíli. Kupodivu se jedná o slovo velmi mladé, které není starší než 150 let a i dnes je obtížné nalézt jednu a úplnou odpověď. Pokud se podíváme na učebnicové definice, nalezneme řadu odpovědí. Například:

Krajina je část zemského povrchu s  typickým seskupením přírodních a kulturních prvků a charakteristickým vzhledem.

Nebo:

Krajina je odborný geografický a ekologický pojem, který vědeckým způsobem popisuje vybranou část zemského povrchu s  typickou kombinací přírodních a  kulturních prvků a charakteristickou scenérií.

Ale pokuste se říci vlastními slovy, co to krajina je?

1.2. Teoretická část 1.2.1. Základní složky krajiny K základním složkám krajiny patří reliéf, půda, vodstvo, klima, vegetační pokryv, zvířena a  člověk. Jako přírodní krajina se nazývá území nedotčené lidskou činností, v němž dominují přirozené prvky, takových oblastí však na Zemi zbývá velmi málo. V současnosti převládá kulturní krajina vzniklá přetvořením původní přírodní krajiny činností člověka. Krajina je z  hlediska ekologie ucelený systém, jehož popis v  sobě propojuje problematiku mnoha oborů. V  krajině na sebe působí přírodní a člověkem utvářené složky. Sousedící ekosystémy jsou vazbami propojeny do vyšších systémů a navzájem se ovlivňují i na velikou vzdálenost. Pro člověka je krajina prostorem, kde chce realizovat širokou paletu potřeb – od  získávání potravy a  materiálu pro oděv a obydlí, stavbu sídel, po rekreaci a estetické zážitky, inspiraci. Aby mohly být uspokojovány tyto různorodé potřeby zároveň, nelze krajinu využívat živelně.

6

Neuváženým zásahům, které by mohly mít na krajinu negativní a nevratné důsledky, mají předcházet nástroje k plánování využití krajiny (územní plánování, pozemkové úpravy) a  k  její ochraně (územní systémy ekologické stability, chráněné oblasti, Natura 2000).

1.2.2. Evropská úmluva o krajině Pro účely Evropské úmluvy o krajině „krajina“ znamená část území, tak jak je vnímána obyvatelstvem, a  jejíž charakter je výsledkem činnosti a vzájemného působení přírodních a/ nebo lidských faktorů. Evropská úmluva o  krajině byla podepsaná 20. října 2000 ve  Florencii, Česká republika ji podepsala ve  Štrasburku 28. listopadu 2002. V platnost vstoupila 1. března 2004 a jejími smluvními stranami je k 31. 01. 2013 je 37 členských států Rady Evropy. Úmluva se věnuje krajině pozoruhodné, běžné i  narušené Předmětem úmluvy je krajina přírodní, venkov-

Krajina a voda

Voda

Pohled na typickou krajinu Českého středohoří. Nejvyšší hora středohoří Milešovka.

ní, městská i industriální. Ochrana, správa a plánování krajin jsou podle úmluvy právem a povinností každého jednotlivce a všech evropských zemí. V  kontextu výtvarného umění se slovo krajina používá pro malířské zobrazení krajiny pomocí malby či kresby. Jeho vytvářením se zabývá krajinomalba. Pro zobrazení měst v krajině se používá termín veduta. Existuji i další abstraktní přenesené významy, např. krajiny ucha nebo krajiny srdce, sousloví obvykle vyjadřuje nějakou imaginární krajinu v naší mysli. Slovo krajina také v  hovorové mluvě občas splývá s  také obecným významem slova kraj - je používáno jako hovorové synonymum (třeba pro nějaké blíže nespecifikované území).

1.2.3. Krajina je víc než definice Krajina je však víc – zcela reálný základ našich životů a po generace dotýkaný a proměňovaný kus země, který pro nás – její obyvatele – byl vždy předmětem zvláštní péče, úcty a obdivu. Všimněme si, jak hluboce jsou vodní přirovnání zastoupena v jazyce, kterým mluvíme: do čeho všeho se noříme, v čem všem se topíme, hledáme prameny a  zdroje, jdeme proti proudu, nebo plyneme s proudem, dotkneme se dna, nebo

se konečně nadechneme nad hladinou, unášejí nás vlny naší mysli, spíme, jak když nás do vody hodí, naše trpělivost přeteče, rosteme jak z  vody, žízníme nejen po  tekutinách, příležitost nám protekla mezi prsty, nevstoupili jsme dvakrát do téže řeky, protože čas plyne jako voda. Vyřešíme-li nějaký problém, vlastně jsme ho rozpustili: solution – řešení – roztok. Dokonce i odpouštění je skutek tekutý a neuchopitelný. S  tématem vody se setkáváme v  našich zvycích, písních, tancích, literární i  divadelní tvorbě, náboženství, malířství, fotografiích…

1.2.4. Definice krajiny dle odborníků Emil Hadač 1915–2003, profesor, přírodovědec a biolog. Nadšenec Islandu. Výsledky jeho bádání pomohly pochopit některé přírodní děje u nás. „Krajina představuje konkrétní soustavu biotických útvarů, geobiocenóz, hydrobiocenóz a  technoantropocenóz. Technoantropocenózy jsou chápány jako systémy tvořené společenstvem lidí, pěstovaných a synantropních rostlin a živočichů a veškerým kulturním vybavením, které společenstvo využívá a prostředím, s nímž je toto společenstvo v interakci.“

7

Voda

Krajina a voda

Richart T. T. Forman Spolu s Godronem napsal mj. knihu Krajinná ekologie, 1993. Věnuje se výzkumu a psaní knih o krajinné ekologii. „Nechť se duch mládí zahledí do  budoucna, nechť se vcítí do  krajiny, nechť myslí s  krajinou.“ Ve  své knize píší autoři o  tom, že většinu svých potřeb naplňujeme z  rozmanitosti krajiny, ve  které žijeme. Přírodní síly krajiny nás naplňují úctou. Měníme ji, ničíme a někdy i zkrášlujeme. Zároveň nás ohromuje divokost a  síla přírody v  odlehlých nedotčených místech. Václav Cílek Geolog, spisovatel, překladatel taoistických textů. “Krajina bývala nutnost k žití, dnes je možností.“ – „Rekreant a turista je v krajině spíš nastaven na polohu „ber“, „dobij si baterky“, pro domácí je to poloha „ber“ i „dávej“.“ – „Důležitější je malé místo, s nímž souzním, než velké poutní místo, kde jsem návštěvníkem.“ „Pravidlo nenahraditelnosti: Existují místa, která nelze nahradit jinými místy“. Ve své knize Krajiny vnitřní a vnější se autor zabývá naším vztahem ke krajině. Ne vždy chráníme krajinu, která nám přináší užitek, ale vždy jsme citliví ke krajině, kde se cítíme doma, kterou máme rádi. Pocit domova ztrácíme tam, kde došlo k narušení horizontu, kde nevnímáme hranice (např. to naruší stavba dálnice, nebo když mizí místní názvy a příběhy). Oldřich Janota Zpívá meditativní písně o kráse a o životě. Svou hudební dráhu začal v 70–80. letech, kdy spolu s Jakubem Nohou hráli folkrock. Postupně se vrátil jen ke  kytaře, přírodě a  starým japonským básníkům. „Pomalu se zdvíhám nad svůj čas, nebe v dálce skrývá křídla první tmou paměť stromu, síla řeky, úžas barvy trvá tady dál. Přerušená jezem, řeka mizí v  mlze vlastních ran. Zahojí se ledem, cestou dál na sever míří mrak, vran hejno se zdvíhá.“ I. S. Zonnenveld „Krajina je část prostoru na  zemském povrchu, zahrnující komplex systémů, tvořených vzájemnou interakcí horniny, vzduchu, rostlin, živočichů a člověka, která svou fyziognomií vytváří zřetelnou jednotku…“ Jaroslav Anděl Z textu pro katalog výstavy „Proměny krajiny“. „Jestliže krajinu pochopíme jako existenciální dimenzi naší tělesnosti, a naopak naše tělo jako součást většího přírodního celku, pochopíme, že devastace krajiny je naší sebedestrukcí, fyzickou i duchovní.“

8

Katalog výstavy „Proměny krajiny“ „Krajina – slovanské označení znamená okraj, krajinu jako pomezí, hranici a tedy i možnost násilných střetů. Na něj navazuje jihoslovanský význam „vésti válku“. Proto jméno Krajina a Ukrajina.“ Jiří Sádlo Geobotanik Krajina: „To, proč lezeme na rozhlednu“.

1.2.5. Krajinný ráz Dle znění zákona č. 114/1992 Sb., o ochraně přírody a krajiny je krajinný ráz definován takto: Krajinný ráz „je zejména přírodní, kulturní a  historická charakteristika určitého místa či oblasti“. Ochrana krajinného rázu je především ochranou estetických a přírodních hodnot – významných krajinných prvků, zvláště chráněných území, kulturních dominant krajiny, harmonického měřítka a vztahů v krajině (§12 zákona č. 114/1992 Sb.). Genius loci Je něco podobného, ale ještě méně uchopitelného než „krajinný ráz“. Asi nejlepší definicí „ducha místa“ je to, že je způsoben důvodem, který neumíme pojmenovat, ale kvůli kterému se vracíme. V římské mytologii byl „Genius loci“ duch či bůžek, ochraňující určité místo, často býval zobrazován jako had. V  dnešním slovníku má však tento obrat spíš význam specifické atmosféry dané oblasti, než jakési místní ochraňující síly.

1.2.6. Voda v krajině Bez vody není života. Nejvýznamnější funkce vody v  krajině jsou: „„ „„ „„ „„ „„ „„ „„

biologická hospodářská zdravotní a rekreační kulturní a estetická energetická a transportní krajinotvorná a estetická ekologická – vodní prostředí ekosystémů

Přirozená voda v  krajině má ještě jeden význam: je krásná. Bez potůčků, říček a řek, tůněk a rybníků si krajinu České republiky ani neumíme představit. Proudící voda nebo hladina rybníka zčeřená větrem oživí nehybné okolí a pohled na ně podvědomě přitahuje lidské oko. Jen si všimněte, na  kolika malebných fotografiích je zachycena voda v  různých podobách.

Krajina a voda

Voda

1.3. Praktická část 1.

Prohlédněte si film „Zkusme myslet jako voda. Budeme si s ní lépe rozumět“ (2003), scénář a režie T. Škrdlant Odkaz na film: „„ www.ceskatelevize.cz/porady/1117212070-mysleni-vody/20356226229/video/

Film pojímá vodu nejen jako „základní a  životně důležitou složku našeho prostředí“, ale jako živel – jako archetypální metaforu všech plynoucích procesů: myšlení, času, života. Všechny živly jsou archetypy – něco, co se člověk současné civilizace snaží vymýtit ze svého vědomí, avšak nemůže zabránit tomu, aby mytické myšlení dál pracovalo v našem nevědomí. Závěrečným posláním filmu by mělo být zjištění (či ujištění), že je možný živý, partnerský vztah s  vodou, vzájemné spolužití a  spolupráce, namísto trvalé války. Strategie win-win a ne win-lose. K tomu je ovšem třeba nenahlížet vodu jako H2O, jako využitelnou „věc“ existující k naší potřebě, ani jako přírodní sílu, kterou musíme porazit (pokořit!), spoutat a vnutit jí naše libovolná přání, ale jako bytost, ke které se můžeme vztahovat jako k partnerovi s kterým hledáme oboustranně prospěšné soužití, koexistenci v harmonické jednotě života na zemi. 2. Prohlédněte si následující obrázky, případně další obrázky na webových stránkách Agentury ochrany přírody a krajiny české republiky a pokuste se vlastními slovy vyjádřit co to krajina je, co ji tvoří. „„ fotogalerie.nature.cz/Default.aspx Popište, jakou krajinu znáte ze svého okolí a  vyjádřete, jak by měla dle Vás krajina vypadat za dalších 20, 30 či 100 let. Zdroje „„ ucebnice3.enviregion.cz/9_-kulturni-krajina/co-je-to-krajina_ „„ www.ceskatelevize.cz/porady/1117212070-mysleni-vody/20356226229/video/ „„ www.ceskatelevize.cz/porady/10284728942-tajemstvi-vody/21138254714/ „„ fotogalerie.nature.cz/Default.aspx

9

Voda

Voda, základní podmínka života na Zemi

Pracovní list 2

Voda, základní podmínka života na Zemi

2.1. Úvod Životním prostředím je vše, co vytváří přirozené podmínky existence organismů včetně člověka a je předpokladem jejich dalšího vývoje. Jeho složkami jsou zejména ovzduší, voda, horniny, půda, organismy, ekosystémy a energie. Voda patří mezi neživé (anorganické) složky životního prostředí. Je základem života na Zemi.

2.2. Teoretická část 2.2.1. Voda základ života Základem všeho živého na  této planetě je voda. První jednoduché jednobuněčné organismy vznikly kdysi dávno před stovkami milióny lety právě ve vodním prostředí. Vodě vděčíme za vznik prvotní atmosféry i za naši existenci, neboť voda je základní složkou životního prostředí a nezbytnou podmínkou života na Zemi. Modrobílá planeta Naše planeta se odlišuje od  všech ostatních, které známe, jednou látkou, a to je voda, i když se v malém množství vy-

skytuje i na jiných planetách. Při pohledu z vesmíru vypadá Země jako modrobílá planeta: bílá od  vodní páry a  modrá od  vody. A  zákonitě všechny formy života závisejí na  vodě. Vodu ke svému životu potřebuje fauna i flóra, člověk je také úzce spjatý s vodou, s místem jejího výskytu. Proč je voda modrá? Modrá barva moře nemá nic společného s  barvou oblohy. Vždyť zbarvení vody má široké spektrum – od  temně indigově modré až po žlutozelenou. Souvisí to jak s množstvím rozptýlených pevných částic, tak s  množstvím a  typem fytoplanktonu obsaženého ve  vodě. Pobřežní moře a  oblasti výstupných proudů bývají bohaté na živiny, a proto mívají téměř vždy nazelenalou nebo žlutozelenou barvu. Obsahují totiž velké množství mikroskopických řas a jiných rozptýlených částic, které nejvíce odrážejí vlnové délky zeleného a žlutého světla. Naopak voda na otevřeném oceánu a v subtropických mořích mívá málo živin, obsahuje minimum rozptýlených částic, takže převažuje indigově modrá barva. Souvisí to i s rozptylem světla na molekulách vody, které nejvíce rozptylují právě modré vlnové délky. Výjimečně má moře i  jiné barevné odstíny – v  oblasti bermudského trojúhelníku a v tropických mořích Perského zálivu by zaujaly pruhy bílé vody. Příčinou jsou drobné krystaly aragonitu (modifikace uhličitanu vápenatého) a  jedinečně velké množství teplých vod. Když se mořská voda rychle zahřeje, krystaly aragonitu se z roztoku vysrážejí a vzniká bílé zbarvení moře.

10

Voda, základní podmínka života na Zemi

Voda

Velká modrá jáma, Belize

Kde je voda, tam je i člověk Odedávna se člověk usazoval a budoval svá sídla v blízkosti vodních toků a ploch. V celé historii lidstva tvořila voda vždy významnou podmínku pro osídlení a  rozvoj v  dané oblasti. První starověké civilizace vznikaly u toků velkých řek – Tigridu, Eufratu, Gangy, Nilu apod. I v současné době vyspělých technologií zůstává voda základní podmínkou pro rozvoj regionů ve všech zemích. Voda vždy byla pro člověka nezbytnou složkou potravy, surovinou, zdrojem energie i dopravní cestou, v současnosti navíc i místem rekreace. Ne náhodou v údolích velkých řek vznikly první vyspělé civilizace, lidé se spojovali při budování zavodňovacích soustav a ochranných hrází.

Díky zásahům člověka do životního prostředí je stále náročnější zabezpečit dostatek kvalitní vody, ochrana jejích zdrojů je stále obtížnější a složitější. Význam a použití vody „„ Je základní podmínkou života. Ve  vodě vznikl život. Je to rozpouštědlo, ve kterém probíhají veškeré chemické děje v organismu. „„ Je nejdůležitější surovinou všech průmyslových odvětví, používá se ke chlazení, ohřevu, oplachu, k výrobě elektrické energie ve  formě páry a  v  potravinářství k výrobě nápojů atd.

Voda dobrý služebník, zlý pán

„„ Je základní podmínkou rostlinné a živočišné výroby.

Voda nejen člověku slouží, ale dokáže být i  nebezpečná. V  období povodní dokáže svou silou ničit vše, co jí přijde do cesty, nezřídka bere i lidské životy. Nejen nadbytek vody, ale i její nedostatek přináší člověku problémy a škody. Dlouhotrvající sucha a s nimi i nedostatek vláhy způsobují škody v přírodě i na zemědělských plodinách.

„„ Je zdrojem obživy v přímořských státech.

Stále zřetelněji se ukazuje, že voda ve všech jejích podobách je základní složkou životního prostředí, je významnou součástí přírodního bohatství a  je nezbytným předpokladem dalšího rozvoje společnosti.

„„ Voda je využívána při rekreaci a sportu.

„„ Vodní toky (řeky) a  plochy (oceány, moře, jezera) hrají významnou roli v dopravě. „„ Přítomnost vodních ploch má vliv na klima krajiny.

„„ Minerální voda má léčivé účinky.

11

Voda

Voda, základní podmínka života na Zemi

Voda je všude kolem nás i v nás Zemský povrch je ze 71 % tvořen světovými oceány, 29 % povrchu Země tvoří souš. Podobně i těla živých organismů včetně člověka jsou přibližně ze dvou třetin tvořena vodou. Povrchová voda na Zemi je soustředěna převážně v mořích a  oceánech, dále však také ve  vodních tocích, v  přírodních vodních nádržích (jezera, bažiny, slatiniště atd.), v  umělých vodních nádržích (přehrady, rybníky), ve formě sněhu a ledu.

Voda podpovrchová je obsažena v půdních pórech, průlinách, ve  formě podzemního ledu v  permafrostu (věčně zmrzlá půda). Voda v atmosféře se vyskytuje ve skupenství plynném (vodní páry), ve  skupenství kapalném (vodní kapky), ale i  ve  skupenství pevném (sněhová vločka) a na závěr voda v živých organismech je bezpodmínečnou součástí rostlinných a  živočišných těl.

2.3. Praktická část Zamyslete se, diskutujete a společně odpovězte na následující otázky: 1.

2. Proč Organizace spojených národů vyhlásila rok 2013 Mezinárodním rokem vodní spolupráce? Co je cílem?

Je voda samozřejmost?

Zažili jste doma někdy situaci, kdy vám doma netekla voda a chodili jste s kbelíky k cisterně? Jaké to bylo? Lidé v České republice mají štěstí. Voda teče až do našich domovů. Otočíme kohoutkem – a voda je tu. Tohle ale pro mnoho lidí na světě znamená nedosažitelný sen a velký luxus. Ne každý člověk na světě má snadný přístup ke kvalitní vodě. Každý šestý člověk na světě nemá přístup k čisté pitné vodě! Kolik máš spolužáků? Vyděl jejich počet šesti a zjistíš, kolik z nich by nemělo přístup k vodě, kdyby žili jinde než v České republice. Hodně špatně je na  tom Afrika. Tam je hodně sucho a  lidé mají s  vodou opravdu problém. Tak například v  Etiopii jsou místa, kde ženy a  děti stráví denně několik hodin na  cestě k pitné vodě a čekáním u studny! A takhle každý den! Děti dokonce často nechodí do  školy, protože musí pro svou rodinu zajišťovat vodu. Možná si říkáš, že by se ti to líbilo – nechodit do  školy. Afričanů je právě to, co tebe někdy trochu otravuje – škola. Na mnoha místech taky lidé berou vodu z řek a rybníků. Voda v řekách a  rybnících je ale špinavá, a  tak lidé z  vody často onemocní. A léčení v Africe také vypadá úplně jinak – doktor není buď vůbec, nebo daleko, stejně tak léky. A tak na nemoci z vody lidé v Africe často také umírají… Někteří lidé v  Evropě se snaží lidem v  Africe pomoct. Staví studny, aby více lidí mělo přístup k dobré vodě. To je skvělé, ale lidí bez vody je na světě stále dost.

Na konci roku 2010 Valné shromážděné OSN vyhlásilo rok 2013 mezinárodním rokem vodní spolupráce. Cílem Mezinárodního roku vodní spolupráce je mimo jiné prezentovat přínosy spolupráce ve vodním hospodářství na úspěšných příkladech takové spolupráce v různých geografických podmínkách. Na úvodním ceremoniálu k začátku Mezinárodního roku vodní spolupráce v Paříži 11. února 2013 byl vyhlášen i slogan pro tento rok, který vzešel z  otevřené soutěže více než 12  000 návrhů a následného hlasování. Vítězným sloganem je: „Water, water everywhere, only if we share.“ Ve volném českém překladu tedy: „Vody není nekonečně, užívejme ji společně.“ Voda nezná hranic, celkem 148 států má na  svém území povodí, které zasahuje na území více států. Na světě je 276 mezinárodních povodí, z toho 68 z nich se rozkládá v Evropě, kde se nachází i povodí s největším počtem sdílejících ho zemí – Dunaj, jehož povodí zasahuje do 19 států. Vodní spolupráce UNESCO u příležitosti Mezinárodního roku vodní spolupráce 2013 uvádí jako důvody přínosu, že vodní spolupráce: „„ je klíčem k bezpečnosti, sociální rovnosti a rovnosti pohlaví a odstranění chudoby, „„ přináší ekonomické výhody, „„ je klíčová při ochraně vodních zdrojů a  přírodního prostředí, „„ přináší mír.

12

Voda, základní podmínka života na Zemi

Voda

Voda do etiopských škol

3. Kdy, proč a jak se slaví Světový den vody? Navrhněte, jak ho oslavit v roce 2014. Světový den vody byl poprvé vyhlášen v roce 1992 na konferenci Organizace spojených národů v  brazilském Riu de Janeiro a dne 22. března 1993 byl slaven vůbec poprvé. Na  aktivitách podporujících ochranu vodních zdrojů země a  Světový den vody se podílí mnoho organizací jako FAO (Organizace pro výživu a  zemědělství - anglicky: Food and Agriculture Organization), UNESCO (Organizace OSN pro výchovu, vědu a kulturu, anglicky United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization), WHO (Světová zdravotnická organizace, anglicky World Health Organization) a další. Všechny členské státy OSN byly vyzvány, aby pořádaly informační kampaně, které zdůrazní význam vody nejen pro člověka a ekosystémy, ale i pro sociální a ekonomickou úroveň. Každý rok je vyhlášeno heslo související s problémem, který je nutné naléhavě řešit. V  minulých letech byla témata Světového dne vody následující – Žena a  voda, Voda a  její dostatek, Voda a  zdraví, Zvládání vodní nouze či Sanace. Jen pro zajímavost, Světový den vody 2011 byl zaměřen na problematiku nedostatečného přístupu k pitné vodě a také její absenci právě ve městech,

a téma tedy bylo příznačné – Voda pro města, v roce 2012 bylo mottem Voda a bezpečnost potravin. Důvod? Je zřejmé, že v budoucnu bude stále akutnější nedostatek vody nemilosrdně narušovat bezpečnost potravin. V roce 2013 pak tématem Světového dne vody pro rok 2013 je Mezinárodní rok vodní spolupráce, protože přístup k čisté vodě je základem pro uspokojování lidských potřeb. V  roce 2030 bude 47 % světové populace žít v  oblastech s nedostatkem vody. Se stoupajícím počtem obyvatelstva se zvyšují nároky na spotřebu vody. Na zeměkouli je 1,4 miliardy km2 vodní plochy, ale 97,5 % této vody je příliš slané na  to, aby se dala použít jako pitná nebo na zavlažování. Jen 0,26 % připadá na jezera a řeky, z kterých bereme vodu na zavlažování a pro naši potřebu.

Spotřeba vody v %

Svět

Afrika

Evropa

Zemědělství

69

88

33

Průmysl

23

5

54

Domácnosti

8

7

13

13

Voda

Voda, základní podmínka života na Zemi

Zajímavá čísla o spotřebě vody. Voda je opravdu pro náš život důležitá! Kolik vody spotřebujeme na naše každodenní činnosti (údaje v litrech) spláchnutí toalety

10–12

koupel ve vaně

100–150

sprchování

60–80

mytí nádobí v myčce

15–30

praní v pračce

40–80

mytí rukou

3

mytí automobilu

200

pití každý den

1,5

denně v kuchyni

5–7

Příklady specifické spotřeby vody (v litrech vody na osobu a den) USA

4. Budeme bojovat o přístup k vodě? Ačkoliv se často uvádí, že v budoucnosti budou vznikat válečné konflikty o vodu, historie ukazuje, že ačkoliv vodní stavby se v minulosti staly cílem vojenských útoků, nedošlo k žádnému vojenskému konfliktu kvůli vodním zdrojům od  války městských států Lagash a  Umma v  Mezopotámii 2  500 let před naším letopočtem. Soupeření o přístup k vodě však v některých případech vedlo k politické nestabilitě a násilí v lokálním měřítku. Na druhou stranu se uvádí, že mezi roky 1820 a 2002 bylo podepsáno více než 400 mezinárodních dohod o vodě a jejím užívání. Zdá se tedy, že vědomí významu a důležitosti vody jako základní zdroje života a  solidarita a  spolupráce při jejím využívání převažuje nad spory a  konflikty a  že voda je nejen výborným rozpouštědlem mnoha chemických látek, je však také moderátorem konfliktů a katalyzátorem vztahů, interakcí a spolupráce mezi jednotlivci, komunitami i státy. 5. Je vody dost?

300

Vyspělé západoevropské země

150–200

Česká republika

120

Země třetího světa

10

Hygienické minimum deklarované Světovou zdravotnickou organizací

100

Neplýtvejte vodou Kapající kohoutek

4 l/hod

Netěsnící WC

80 l/hod

Vytékající hadice na zalévání

60 l/hod

Kolik vody je třeba k výrobě 1 litru piva

25 l

1 kg papíru

300 l

1 kg vlny

150 l

Jak slavit? Různě! Ve spojitosti s oslavou Světového dne vody se po celé republice koná řada charitativních či happeningových akcí, kterými lidé vzdávají hold životodárné tekutině.

Voda je nezbytná pro lidský život i společnost, voda totiž neslouží jen k  pití, ale záleží na  ní. Jak již bylo uvedeno výše mnohé další aktivity – zemědělství, průmysl, výroba elektrické energie potřebuje vodu pro chlazení apod. Voda je nezbytná i pro uchování krajiny a ekosystémů. Rostoucí města, rostoucí lidská populace a její nároky stále zvyšují požadavky na  využití zdrojů vody, které je stále složitější plně uspokojovat, zejména při výskytu nepříznivých klimatických podmínek a výkyvů. V našich podmínkách zatím nedostatek vody plošně nezaznamenáváme, existují však období a lokality, kde musí docházet k omezování spotřeby vody z důvodu jejího nedostatku. Z hlediska celé Země je však situace mnohem nepříznivější: „„ 780 miliónů lidí nemá přístup k čisté vodě. „„ 6 až 8 miliónu lidí ročně zemře v důsledku katastrof a nemocí spjatých s vodou. „„ Populace Země nadále roste a  nadále tak rostou nároky na  spotřebu vody, a  to více v  oblastech již zasažených nedostatkem vody nebo zranitelných z hlediska klimatických oscilací a změn (např. Afrika). „„ Rychle rostoucí města se potýkají s přílišnou spotřebou vody, někde hladiny podzemní vody díky tomu poklesly až o desítky metrů. „„ Za  70 % veškeré spotřeby vody je zodpovědné zemědělství.

14

Voda, základní podmínka života na Zemi

Virtuální voda Kolik vody spotřebujeme? Velmi snadno lze vypočítat, kolik vody přímo spotřebujeme v  domácnostech; podle Českého statistického úřadu v roce 2011 činila spotřeba vody 88,6 litru na osobu a den, při započtení i další spotřeby (např. ve službách a průmyslu) pak dosáhla 135,8 litru na osobu a den. Kromě toho ale ve  skutečnosti pro svůj život potřebujeme, byť nepřímo, vody daleko více. Voda se spotřebovává při pěstování plodin, chovu dobytka, výrobě v  podstatě všech věcí, při výrobě energie. Takto nepřímo spotřebovaná voda bývá označována jako voda virtuální; odhaduje se, že každý člověk ve  vyspělých zemí spotřebuje až 3 000 litrů virtuální vody denně. V jejím případě však nastupuje ještě jeden další aspekt, a to její import a  export. Pokud si zakoupíte výrobek, či potraviny pocházející z Asie, znamená to, že jste vlastně virtuálně spotřebovali i část tamní vody nezbytné pro jejich výrobu. 6. Proč má mnoho lidí problémy se zásobováním vodou, ačkoliv tři čtvrtiny povrchu planety je pokryto vodou?

Voda

Dnes již existují technologie odsolování mořské vody, ale ty jsou stále dosti ekonomicky náročné a  jsou využívány pouze v nejbohatších přímořských zemích s nedostatkem jiných zdrojů vody (např. Kuvajt). Jako pitná voda se tedy dá použít jen nepatrná část ze světových zásob vody, sladká podzemní a povrchová voda a také voda atmosférická, tedy dešťová. V  některých případech jsme překročili povolenou hranici a četné vodní zdroje zmenšujeme. Už dnes je na mnoha místech ve světě kritický nedostatek pitné vody. Podle odhadů OSN při současném trendu spotřeby vody nebude mít kolem roku 2050 přes 60 % obyvatel Země dostatek vody k pití a vaření. Na následujících obrázcích 1–7, jejichž podkladem jsou data z  OECD1, je přehledně uvedeno, jaký je stav vody ve  světě, její zdroje, kolik je k  dispozici pitné vody, kolik  % obyvatel světa má přístup k upravené vodě, spotřeba vody na obyvatele jednotlivých zemí OECD, i cena vodného a stočného pro domácnosti. Zdroje

Téměř 98 % veškeré vody na Zemi je soustředěno v mořích a oceánech. Tato voda je však slaná, nedá se užívat jako pitná voda. Voda obsažená ve  světovém oceánu je roztok minerálních a  organických látek obohacený o  plyny, ve  které probíhají neustálé fyzikální, chemické a biologické procesy.

„„ ucebnice3.enviregion.cz/voda/vodni-obal-zeme/ vodni-obal-zeme „„ vtm.e15.cz/index.php?q=autor/radim-jahoda

Jednou důležitou vlastností vody je její slanost (salinita). Jedná se o celkové množství rozpuštěných minerálních látek v 1 kilogramu mořské vody (uvádí se v promile). Průměrná salinita světového oceánu je 35 ‰. Hlavními zdroji hořko-slané chuti jsou chlorid sodný, chlorid hořečnatý a síran hořečnatý. Mezi jednotlivými místy značně kolísá podíl salinity, kterou ovlivňuje mnoho faktorů jako výpar, srážky, přítoky atd.

„„ www.hyundai-electronics.cz/media/novinky/voda-do-etiopskych-skol.aspx „„ www.aquainfo.cz/aqua-united/svetovy-den-vody/

OECD je zkratka pro Organizaci pro hospodářskou spolupráci a  rozvoj (z  angl.Organisation for Economic Co-operation and Development), která je mezivládní organizace 34 ekonomicky nejrozvinutějších států na světě, které přijaly principy demokracie a tržní ekonomiky. 1

15

Voda

Vodní obal Země – hydrosféra

Pracovní list 3

Vodní obal Země - hydrosféra

3.1. Úvod Veškerá voda na Zemi a v atmosféře, bez rozdílu skupenství, se nazývá hydrosféra – vodní obal Země. Zahrnuje všechny formy vody vyskytující se na Zemi: vodní páry v atmosféře, podzemní vody a povrchové vody ve vodních tocích, v nádržích, jezerech, mořích a v oceánech.

3.2. Teoretická část 3.2.1. Zásoby vody na Zemi Hydrosféra zahrnuje veškerou vodní hmotu na  zemském povrchu, pod ním a  v  zemské atmosféře ve  skupenství kapalném, pevném i plynném. Hydrogeologové uvažují za hydrosféru i podzemní vodu hlubokých horizontů (až do 800 m) a mělo by jít o vodu, která se zapojuje do oběhu vody na Zemi. V atmosféře bereme za součást hydrosféry troposféru, neboť se zde vyskytuje voda, která se zapojuje do hydrologického cyklu (výpar, přenos, srážky). Zásoby vody v hydrosféře jsou velmi nerovnoměrně rozmístěny. Značná část těchto zásob je pro člověka v  současné době obtížně využitelná, např. voda v  ledovcích, podzemní voda ve velkých hloubkách, slané vody oceánu.

Z  celkové plochy povrchu Země 510 mil. km2 zaujímají oceány a moře 360,7 mil. km2 (70,7 %) a pevnina 149,3 mil. km2 (29,3 %). Voda a souše jsou na povrchu Země rozloženy nerovnoměrně. Na severní polokouli připadá na souši 100 mil. km2 a na vodní plochu 155 mil. km2, na jižní polokouli na souši 49 mil. km2 a na vodní plochu 206 mil. km2. Na Zemi máme 4 oceány a k nim patří okrajová a středozemní moře (např. Středozemní moře, Rudé moře, Mexický záliv apod.).

Zásoby vody v dílčích částech hydrosféry Část hydrosféry Světový oceán Ledovce a dlouhodobá sněhová pokrývka Voda v atmosféře (do výšky cca 11 km)

Objem vody (tisíce km3)

% celkových zásob

1 360 000

97,6784

24 000

1,7237

13

0,0009

Povrchová voda na souši Sladkovodní jezera

130

0,0093

Slaná jezera

105

0,0075

Umělé vodní nádrže

6

0,0004

Močály, bažiny

6

0,0004

1,25

0,0001

Koryta řek (průměr roku)

16

Vodní obal Země – hydrosféra

Voda

Podpovrchová voda Půdní vláha

25

0,0018

Voda v pásmu provzdušnění (zóna aerace)

40

0,0029

8 000

0,5746

1,392 325,25

100,0000

Voda v pásmu nasycení (zóna saturace) Celkové zásoby vody na Zemi Světový oceán V  oceánech je soustředěno skoro 98 % veškeré vody. Průměrná salinita mořské vody je 35 ‰. Světový oceán je tvořen pěti oceány: Tichý (nazývaný Pacifik), Atlantský, Indický, Jižní neboli Antarktický, a  Severní ledový oceán. Největší je Tichý oceán, který zabírá 178,7 mil. km2 (35 % zemského povrchu) a  můžeme v  něm navštívit nejhlubší místo Země Mariánský příkop (průrva v  zemské kůře o  hloubce 11  034 metrů). Druhým největším je Atlantský oceán s (18 % zemského povrchu), třetí pak Indický oceán (14,9 %) čtvrtý je Jižní oceán se svými 32 248 000 km2 a nakonec Severní ledový se svými 14 350 000 km2. Oceány, jež se rozprostírají mezi kontinenty, mají hluboké pánve, samostatný systém proudů a  dmutí a  vlastní vodní masy s typickým rozložením teplot a salinity. Moře jsou části oceánů vnikající do  pevniny nebo oddělené od oceánu řetězem ostrovů. Jejich plošná rozloha může být značně rozdílná a  není pro jejich označení rozhodující (např. nejrozlehlejší Korálové moře 4 791 000 km2, nejmenší Marmarské moře 11  600 km2). Moře se rozdělují na  okrajová a vnitřní. Okrajová moře jsou oddělena souší od oceánu nedokonale, s  oceány jsou široce a  volně spojena alespoň svrchními vrstvami svých vod. Jejich proudový systém bývá součástí oceánského proudového systému a  teplota a  salinita vod se příliš neliší od teploty a salinity vod oceánských. Vnitřní moře jsou téměř úplně obklopena souší a s oceánem jsou spojena jen průlivy. Mají samostatný proudový systém. Bilance oběhu vody v  nich je silně závislá na  přítoku vody z okolní pevniny, na poměru mezi srážkami a výparem a na rozsahu spojení s oceánem. Zvláštním typem vnitřních moří jsou moře středozemní. Jejich označení vyplývá z  jejich polohy mezi dvěma pevninami (Středozemní a Karibské moře, Mexický záliv, Rudé moře a Indonéské středomoří).

Výpar z povrchu světového oceánu je hlavním zdrojem vláhy v atmosféře Země. Světový oceán je významným regulátorem teploty naší planety, neboť zabírá obrovské území a  tím také zachytává i  nejvíce slunečního světla a  tepla (asi 85 %). Tímto oceán zabraňuje náhlým výkyvům teplot, což blahodárně působí na biosféru a celkově na život na Zemi. Ledovce Ledovce zaujímají plochu přes 14,9 milionů km2 a  je v  nich akumulována převážná část sladké vody na pevnině (kolem 74 %). 90 % ledovcové hmoty na  pevnině zaujímá antarktický pevninský ledovec, 8 % zaujímá ledovec grónský. Další ledovce pevninského typu nalezneme např. v  části Kanadského arktického archipelagu (např. na Ellesmerově ostrově, Devonu; celkem zde ledovce zaujímají 153  000 km2), v  Aljašských horách (pásmo Coastal Mountains, 92  500 km2; např. Malaspina Glacier), Špicberky (57 000 km2), Nová země (24 300 km2), Severní země (17 500 km2), země Františka Josefa (13 730 km2), Island (11 252 km2; např. Vatnajökull, největší evropský ledovec). Horské (alpínské) ledovce tvoří 0,6  % objemu ledovců na  Zemi. Jsou rozšířeny ve  všech velehorách. V  Asii zaujímají 89 000 km2, z toho v Himálaji 33 000 km2, Karákoramu 13 660 km2, Ťan-Šanu 8 600 km2 (zde se nacházejí ledovce s nejdelšími splazy, dlouhými až 70 km, např. Fedčenkův, Velký a  Malý Inilček) a  Pamíru (a  Alajském pohoří) 8  400 km2.

Zálivy a  zátoky jsou definovány jako menší části oceánu nebo moře vnikající do  pevniny. Zálivy jsou plošně rozsáhlejší než zátoky. Při respektování historických názvů se toto pravidlo mnohdy nedodržuje a  některé zálivy mají všechny vlastnosti okrajových moří (např. Guinejský, Biskajský, Aljašský záliv) nebo naopak moře spíše vlastnosti zálivů (Bílé, Azovské moře). Míra spojení s  oceánem nebo mořem ovlivňuje i mnohé vlastnosti jejich vody a její pohyb.

17

Voda

Vodní obal Země – hydrosféra

V Jižní Americe zaujímají horské ledovce 25 000 km2 a jsou soustředěny v  Andách (např. pohoří Nevados Hentisqueros na pomezí Chile a Argentiny, pohoří Cordillera Blanca v Peru je nejvíce zaledněným tropickým územím na Zemi, ledovce zde zaujímají 723 km2). Na  evropském kontinentě nalezneme horské ledovce v  Alpách, kde je celkem 3 600 km2 ledovců (v Bernských Alpách se nachází největší evropský horský ledovec Aletschgletscher, avšak největší koncentrace ledovců je ve Walliských Alpách), a Skandách s 3 200 km2 ledovců (např. Jostedalsbreen). V Oceánii se rozkládá 1 000 km2 ledovců na Novém Zélandu (např. Cookův) a 15 km2 na Nové Guineji. V Africe zaujímají ledovce celkově pouze 15 km2 a najdeme je na vrcholcích pohoří Ruwenzori, Mount Kenya a Kilimandžáro. Nejdelší ledovce světa: „„ Lambertův (Australské antarktické území), délka 402 km, šířka až 64 km; „„ Petermanův (severní Grónsko), délka 200 km; „„ Beardmoreův (Novozélandské antarktické území), délka 200 km;

Klimatická sněžná čára je linie vyrovnané bilance přírůstku a úbytku ledovcové a sněhové hmoty. Tzn. že nad sněžnou čarou ledovce přibývají a  pod ní ubývají. Nadmořská výška sněžné čáry klesá od rovníku k pólům, tj. závisí na zeměpisné šířce. Nejvýše položená je sněžná čára kolem obratníků, kde jsou horší srážkové podmínky než na rovníku. Např. nadmořská výška sněžné čáry je v chilsko-argentinských Andách až 6  200 m n. m. (nejvyšší polohu sněžné čáry na  světě vykazuje stratovulkán Llullaillaco), na  Cotopaxi, Chimborazu či Kilimandžáru 5 200 m n. m., naopak v zemi Františka Josefa 50 m n. m. a na severním okraji Špicberku 0 m n. m. Kromě zeměpisné šířky závisí nadmořská výška sněžné čáry i  na  kontinentalitě klimatu, kdy sněžná čára stoupá např. od západu Evropy do nitra Eurasie (v Alpách je v nadmořské výšce 2 600 až 2 900 m n. m., na Kavkaze ve výšce 3 500 m n. m., v Pamíru ve výšce 5 000 až 5 500 m n. m.). Příčinou této skutečnosti je ubývání srážek. Kromě kontinentality ovlivňují výšku sněhové čáry i  místní podmínky (např. v  Ťan-Šanu v  pohoří Kirgizskij chrebet se výška sněžné čáry pohybuje kolem 3 500 m n. m.) Ledovce vznikají tak, že prachovému sněhu se zvětšuje zrnitost a sníh více uléhá. Zvětšuje hustota a hmotnost sněhu. Jakmile dosáhne hustota sněhu hodnoty 0,84 g × cm–3, začne sníh přecházet v ledovec. Podpovrchová voda

„„ Hispar Biafo (Karákoram, Pákistán), délka 120 km, šířka až 3,2 km; „„ Hubbardův (pohoří Saint Elias, Aljaška), délka 114 km; „„ Humboldtův (severozápadní Grónsko), délka 114 km, šířka (u konce) 95 km. Poznámka K ústupu ledovců dochází všude až na výjimku, kterou jsou polární oblasti s dostatkem srážek.

Bajkalské jezero

18

Pod zemským povrchem se ukrývá asi 25 % sladké pevninské vody, nezahrnujeme-li ledovce tak až 97 %. Mimořádný význam má podpovrchová voda v suchých oblastech, kde je soustředěna v artéských pánvích (např. v Austrálii). Sladkovodní jezera Většina objemu sladkovodních jezer je soustředěna ve třech světových oblastech, a  to Severní Americe, kde se nachází 25 % celosvětových zásob sladké jezerní vody (Velká Kanadsko-americká jezera, jezera Kanady – např. Velké Medvědí, Velké Otročí, Sobí, Winnipežské, Athabaska, Winnipegosis), a  Africe, kde je 22 % celosvětových zásob (jezera Východoafrické příkopové propadliny – Tanganika, hluboká 1 435 m, tj. po Bajkalu druhé nejhlubší jezero na Zemi, Malawi, Ukerewe, Kyoga). Třetím největším soustředěním sladké jezerní vody je jezero Bajkal, které pojímá 18 % jejích celosvětových zásob. Bajkal je hluboký 1 637 m a jedná se o kryptodepresi („skrytou proláklinu”, kdy jeho hladina je nad úrovní moře a  dno pod jeho úrovní). Do Bajkalu ústí 544 řek a jen jedna vytéká (Angara), délka údolnice jezera je 636 km, v nejužším místě je jezero 23 km široké. Trvá 500 let, než se vymění voda v Severní kotlině Bajkalu, a 250 let, než se vymění voda ve Střední kotlině. Bajkal je se svými 1620 m hloubky (někde se uvádí dokonce 1637 m hloubky) nejhlubším jezerem na  Zemi. Bajkal se rozkládá v  ruské části jižní Sibiře vklíněné mezi vysoká za-

Vodní obal Země – hydrosféra

Voda

lesněná pohoří. Bajkal obsahuje 20 procent veškeré nezamrzlé sladké vody světa. Svými 48 km šířky a 636 km délky pokrývá plochu 31 500 km2 (pro srovnání – rozloha celé ČR je 78  864 km2). Spolu s  více než 50  000 km2 okolní krajiny je toto průzračné jezero (viditelnost do  hloubky až 40 m) od roku 1996 chráněno jako světové dědictví UNESCO, protože industrializace oblasti začala ohrožovat jedinečnou mnohotvárnost zdejší fauny i flóry.

Řeka Angara zadržuje největší množství vody na světě díky 4 přehradním nádržím na ní vybudovaným. Jedná se o Irkutskou, Bratskou, Usť-Ilimskou a Bogučanskou vodní nádrž. Ani čínské Tři soutěsky nemohou toto množství vody překonat.

Slaná jezera

Vodní pára v atmosféře

Nacházejí se převážně v subtropech a vnějších tropech, kde výpar převládá nad srážkami. V  létě ztrácejí značné množství vody, zmenšují svoji rozlohu, popř. se pokrývají solnou krustou. Slaná jezera jsou reliktem větších vodních ploch geologické minulosti. Přítok sladké vody z dlouhodobého geologického hlediska zvyšuje jejich salinitu.

Vodní pára je v atmosféře obsažena ve velmi proměnlivém množství; u  zemského povrchu v  průměru od  0 do  3 % objemu (v reálu 0,2 až 2,5 %). Obsah vodní páry je významně ovlivňován teplotou. Největší hodnoty obsahu vodní páry nalezneme v oblastech podél rovníku a nejnižší naopak v polárních oblastech (hlavně v Antarktidě).

Téměř tři čtvrtiny objemu vody slaných jezer je v pánvi Kaspického jezera, které je se svojí rozlohou 371 000 km2 největším jezerem na Zemi. Slaná jezera mají často větší slanost (salinitu) než světový oceán, např. na hladině Mrtvého moře je salinita 245 ‰, v hloubce 280 ‰. Dalšími příklady slaných jezer mohou být Aralské jezero (Kazachstán – Uzbekistán), Velké Solné jezero (USA), Poopó, Salar de Uyuni (Bolívie), Salinas Grandes (Argentina), Salar de Atacama (Chile), Eyreovo jezero (Austrálie), Turkana (Keňa), Vanské jezero (Turecko), Urmijské jezero (Írán), Balkaš (Kazachstán), Lobnor, Kukunor (Čína).

Vodní pára přechází do  atmosféry výparem, který dále dělíme na  evaporaci (výpar odehrávající se v  anorganickém prostředí; fyzikální výpar) a  transpiraci (výpar odehrávající v  organickém prostředí, fyziologický výpar). Celkový výpar zveme evapotranspirace. V  přírodě je však obtížné výpar měřit, a proto pro potřeby měření nahrazujeme výpar výparností, což je výpar za ideálních podmínek (na zemském povrchu je dostatek vody, která se může vypařovat) a simuluje podmínky výparu nad volnou vodní hladinou. V hydrologii je výpar zván „klimatologická výparnost“. V  různých podnebných pásech je odlišný poměr evaporace a transpirace. Směrem od pólů k rovníku narůstá podíl transpirace s výjimkou horkých oblastí podél obratníků. V  našich zeměpisných šířkách převažuje transpirace nad evaporací.

Čím vyšší je salinita vody, tím je třeba nižší teplota, aby voda zmrzla.

Nejvíce elektrické energie vyrobené z vody využívá Paraguay, a to plných 100 %, neboť veškerou elektrickou energii odebírá z vodní elektrárny Itaipú na hranici s Brazílií.

Přehradní nádrže Zásoby vody v  přehradních nádržích neustále rostou. Dnes přehradní nádrže akumulují pětkrát více vody než koryta všech světových řek. Plošně nejrozsáhlejší přehradní nádrží je Akosombo v Ghaně na řece Voltě. Avšak v nádrži jsou velmi přemnoženi hlísti, kteří způsobují zdejším dětem tzv. vodní slepotu. Nejobjemnější vodní nádrží je Bratská (170 km3 vody) na  řece Angaře v  Rusku. Následují ji dále Násirova nádrž (169 km3) na  Nilu v  Egyptě a  nádrž Kariba (160 km3) na Zambezi na pomezí Zimbabwe a Zambie. Přehradní nádrže budované v tropech za účelem závlah mají na jedné straně úspěch, na straně druhé přinášejí zasolování půd, neboť v tropech síla tepla přitahuje vodu zpět k zemskému povrchu a  ta s  sebou vynáší i  soli. Navíc se přehradní nádrže samy zanášejí sedimenty. Největší množství přehrad buduje Brazílie, největší přehradu buduje Čína – Tři soutěsky na řece Jang-c’-ťiang. Po napuštění budou Tři soutěsky největší přehradou, jak co výkonu, tak do  objemu a  tak do  plochy. Druhou největší přehradou co do rozlohy bude po napuštění přehrada na řece Tocantins v Brazílii. V České republice je nejobjemnější přehradou Orlík (0,72 km3).

Z  fyzikálního hlediska jsou vodní molekuly v  pohybu a  některé v  tak velkém, že dokážou překonat povrchové napětí a vstoupit do atmosféry. Převažují-li molekuly, které přecházejí z vody do atmosféry, dochází k výparu. Opakem výparu je kondenzace, kdy přechází voda ze skupenství plynného do  skupenství kapalného. Je-li mezi tokem výparu a  tokem kondenzace rovnováha, jedná se o stav nasycení. Nasycení je charakterizováno maximálním možným množstvím vodních par ve vzduchu. Podmínky, za nichž je vzduch nasycen vodními parami: „„ teplota vzduchu T – se vzrůstající teplotou geometricky roste maximální možné množství vody obsažené ve vzduchu; „„ tlak vzduchu p – s  klesajícím tlakem vzduchu stoupá maximální možné množství vody obsažené ve vzduchu; „„ skupenství (stav vody, z níž k výparu dochází) – v okolí ledového povrchu je maximální možné množství

19

Voda

Vodní obal Země – hydrosféra

vody ve  vzduchu menší než v  okolí kapalné vodní hladiny); „„ zakřivení povrchu vodní hladiny – s  růstem poloměru zakřivení klesá množství vody obsažené ve vzduchu (např. velká vodní kapka - analogie ledu; malá kapka - analogie kapalné vodní hladiny); „„ obsah rozpuštěných solí – se zvyšujícím se obsahem solí, klesá maximální možné množství vody obsažené ve vzduchu; „„ elektrický náboj vodního prostředí – se zvyšujícím se obsahem elektrických nábojů, klesá maximální možné množství vody obsažené ve vzduchu. Vlhkost vzduchu a její základní charakteristiky Tlak (napětí) vodní páry e vyjadřuje dílčí (parciální) tlak vodní páry ve směsi se suchým vzduchem. Je-li vzduch vodními parami nasycený, nahrazujeme e tlakem vodních par při nasycení E. Obě veličiny se udávají v hPa. Tlak vodních par v okolí vody v pevném skupenství je odlišný od tlaku vodních par v okolí kapalné vody. Poměrná (relativní) vlhkost vzduchu r vyjadřuje poměr skutečného tlaku vodní páry e k  maximálně možnému tlaku nasycení E při dané teplotě. r vyjadřuje stupeň nasycení vzduchu vodní párou.

Absolutní vlhkost vzduchu a  udává hmotnost vodní páry obsažené v jednotce objemu vzduchu neboli hustotu vodní páry. Udává se v g × m-3. a = 1,22e Měrná (specifická) vlhkost vzduchu s udává hmotnost vodní páry obsažené v jednotce hmotnosti vlhkého vzduchu. s je bezrozměrná veličina a je stálá v měnícím se tlakovém, teplotním a  hustotním prostředí. Při vertikálním pohybu vzduchu se s nemění. Teplota rosného bodu je teplota, při níž se vzduch následkem ochlazování stane nasyceným (r dosáhne 100 %), aniž mu byla dodána vodní pára zvnějšku. Při poklesu teploty pod teplotu rosného bodu obvykle dochází ke  kondenzaci vodní páry obsažené ve vzduchu a následnému poklesu teploty rosného bodu. Při r menší než 100 % je teplota rosného bodu vždy nižší než teplota vzduchu. Např. teplota vzduchu při ochlazování je 20 °C a tlak vodní páry je 24 hPa. Teplota rosného bodu je 15 °C a  tlak vodní páry 18 hPa. r je 18/24 × 100, tedy 75 %. r se stále zvyšuje, a to až do teploty 15 °C, kdy je dosaženo stavu nasycení (r = 100 %) a  začíná se tvořit rosa nebo mlha. Teplota vzduchu klesne až na 10 °C a tlak na 12 hPa. Na stejnou teplotu klesne i  teplota rosného bodu. 6 hPa se „ztratí”, vytvoří se z  nich rosa nebo mlha. Poznámka Celá proměnlivost atmosférického počasí je založena na různém množství vody při teplotních, tlakových a  hustotních situacích.

r = e/E * 100 % Při 100% r je dosaženo stavu nasycení. Sytostní doplněk d vyjadřuje rozdíl mezi tlakem nasycení a skutečným tlakem vodní páry. Udává kolik vodní páry chybí, aby se vzduch stal nasyceným. d udáváme v hPa. d=E–e

Vodní pára je vysoce radiačně aktivní plyn mající vysoký význam při procesech pohlcování záření a  vydávání vlastního záření. Fázové změny skupenství, které se odehrávají na  zemském povrchu, jsou spojeny s  toky tepla spotřebovaného při výparu a jsou důležité pro výměnu energie mezi zemským povrchem a atmosférou.

Závislost tlaku vodních par na teplotě t (°C)

–40

–30

–20

– 10

0

+10

+20

+30

E voda (hPa)

0,19

0,5

1,3

2,9

6,1

12,3

23,4

42,4

E led (hPa)

0,13

0,38

1,03

2,6

6,1

–

–

–

Poznámka V atmosféře se voda v pevném stavu vyskytuje až při teplotách nižších než –12 °C. Kapalná voda se může v atmosféře vyskytovat do teploty –40 °C.

20

Z tabulky vyplývá, že se stoupající teplotou roste tlak vodních par při nasycení.

Vodní obal Země – hydrosféra

Bergoron-Findeisenova teorie srážek Jestliže se blízko sebe nachází kapalná vodní částice a ledová částice, tak v kapalné vodní částici dojde ke stavu přesycení a začne se vypařovat do ledové částice. Ledová částice desublimuje (přechod od plynu v pevnou látku), zvětšuje se, přejímá vodní páry z  kapalné vodní částice. Ledová částice se nakonec tak zvětší, až ji neudrží výstupné proudy a  začne padat k zemi. Tento jev je zván difusní přenos. Částice může při pádu k  zemi nabalovat jiné částice a  růst, ale nemusí nakonec na zemský povrch dopadnout, neboť dosáhne takové velikosti, kdy se rozpadne. Proces nabalování zveme koagulace. Všechny srážky mají v  zárodečné části pevné skupenství s výjimkou oblastí nízkých šířek a mírných šířek v létě. Kondenzace vodní páry v oblacích 1. Ze zemského povrchu je prostřednictvím výparu dodáno do atmosféry mnoho vodní páry. Jakmile se atmosféra nasytí, dojde ke kondenzaci vodních par. 2. Od  zemského povrchu díky oteplování slunečními paprsky se vzduch ohřívá a vystupuje vzhůru. S rostoucím stoupáním však dojde k  chladnutí par až k  úrovni stavu nasycenía jejich kondenzaci. Vzniknou oblaky. Aby ke  kondenzaci vodních par došlo, je nutná přítomnost kondenzačních jader, kterých je ve vzduchu dostatek. Kondenzační jádra jsou aerosolové částice v  atmosféře, které mají vhodné fyzikální vlastnosti k tomu, aby se staly centry kondenzace vodní páry a napomáhaly přechodu vody z fáze plynné do  fáze kapalné. Tím pádem kondenzační jádra napomáhají vzniku zárodečných vodních kapek. Kondenzační jádra mají rozměry od  10–8 do  10–5. Kondenzační jádra jsou tvořena drobnými krystalky mořských solí, jež se do  atmosféry dostávají následkem vypařování vodních kapek odstřikujících z  mořské pěny. Částice větší jak 10–6 zveme obří kondenzační jádra. Obří kondenzační jádra jsou tvořena antropogenními exhaláty, prachem či většími částicemi solí. Pro přechod obřích jader do  atmosféry je nutné jejich uvolnění vyvinutím intenzivní termické konvekce. Při termické konvekci se od ohřátého zemského povrchu ohřeje vzduchová částice, které se říká vzduchový valounek, a ta získá schopnost odtrhnout částici země a výstupným pohybem ji odnést. Takováto termická konvekce je možná jen v tropech a v létě v mírném pásu. Rozdíl zakřivení vodní hladiny vůči rovné hladině kondenzačních jader Rozměr kondenzačního jádra

10-5

10-6

10-7

Rozdíl zakřivení

1,012

1,13

3,39

Voda

Mezi malou a velkou vodní kapkou je tlak vodních par nasycen, ale malá kapka je bohatší vodou. Voda v malé kapce je v přesyceném stavu a vypařuje se do velké kapky a ta se tím pádem zvětšuje. Jedná se o analogii ledové a vodní částice (viz Bergoron–Findeisenova teorie srážek). Při nahromadění větších kapek (příp. ledových krystalků) dojde ke vzniku oblaků. Z toho vyplývá, že kapky mohou padat i z malých nebo smíšených oblaků. S přibývající koncentrací soli se snižuje tlak nasycení, z toho plyne, že výpar z hladiny oceánu je menší než výpar suchozemských hladin. V  prostředí znečištěné městské atmosféry je obsah solí v kapkách větší než v mimoměstské krajině. Ve znečištěném prostředí může dojít k zažehnutí kondenzace dříve, než dojde k nasycení vodních par. Ke kondenzaci dochází dříve, než je dosaženo 100 % poměrné vlhkosti vzduchu r. Na venkově ke kondenzaci dochází při r = 98 až 99 % a v městě při r = 96 %. Se snižující se teplotou je kondenzát mnohem slanější a stačí již r = 85 % k zažehnutí kondenzace. Věda a hydrosféra Hydrosféra je předmětem zkoumání následujících věd: „„ hydrologie „„ hydrogeografie „„ oceánografie „„ hydrogeologie Hydrologie je věda, která se systematicky zabývá poznáváním zákonů výskytu, oběhu a vlastností vody v přírodě. Poznané zákonitosti jsou využívány v celé řadě dalších oblastí lidské činnosti. Hydrologické poznatky jsou využívány při navrhování, stavbě a provozování vodních děl, úpravy vodních toků, ochraně před povodněmi, ochraně přírodních vod a nápravou škod na přírodních vodách. Hydrologický výzkum je užitečný nejen pro poznání okolního světa, ale také má velký význam pro ochranu přírody. Hydrologie se začala vyvíjet pozorováním a  zaznamenáváním pohybu toků, periodicitou záplav a  využíváním řek již v období starověku. Na pravidelných záplavách, přinášeném úrodném bahně a  dopravě po  řece byly závislé první státy, na stavbách zavlažovacích systémů a ochraně proti povodním docházelo k  další dělbě práce a  k  třídnímu rozdělení společnosti.

21

Voda

Vodní obal Země – hydrosféra

Na  prvotním pozorování kolísání hladin řek, pohybu vody a předpovědích povodní byly závislé sklizně úrody a následně i existence celých národů. Veškeré poznatky byly využívány hospodářskou činností člověka.

boká dna oceánů a porozumění deskové tektonice přineslo pochopení jejich vzniku – přesto zůstává se svým obrovským objemem většina světových oceánů neprozkoumaná a tvoří tak doposud neobjevený svět na naší vlastní planetě.

Hydrogeografie je dílčí věda fyzické geografie; studuje a vysvětluje rozšíření a zákonitosti vývoje hydrosféry

Hydrogeologie je vědní obor zabývající se podzemními vodami, jejich původem, podmínkami výskytu, zákony pohybu, jejich fyzikálními a chemickými vlastnostmi a jejich interakcí s  okolním prostředím (tj. s  povrchovými vodami, horninami i atmosférou). Jedná se o aplikovanou vědu na pomezí geologie, chemie, hydrauliky a hydrologie, stejně jako některých technických disciplín (vodárenství, technologie úprav vody, vrtání a vystrojování vrtů).

Oceánografie je vědní obor zabývající se oceány a moři. Původně se věnoval pouze jejich popisu, postupně se ale stal plnohodnotným vědním oborem, kombinujícím poznatky z různých oborů (geologie, chemie, biologie, fyzika, …), který se snaží porozumět fungování tohoto vodního obalu Země. S rozvojem technologií ve 20. století vědci pronikli i na hlu-

3.3. Praktická část 1.

Najděte objem a  procentuální zastoupení jednotlivých forem vrchové vody na  světe/ČR/regionu. Nejdříve se pokuste zastoupení odhadnout a poté dohledejte správné údaje.

FORMA

Objem (tisíce km2)

Zastoupení v hydrosféře (%)

Sladkovodní jezera

Cílem je zjisti údaje u  jednotlivých forem povrchové vody a vyplnit následující tabulku.

Slaná jezera

Správné řešení najdete například na  www.zemepis.com/zasoby.php.

Močály, bažiny

Umělé vodní nádrže

Koryta řek (průměr toku)

3.4. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek S  využitím Senzoru počasí, PS-2154A Počasí 6 v  1, firmy PASCO, který měří teplotu, barometrický tlak, relativní, absolutní vlhkost, rosný bod nadmořskou výšku, proměřte ve zvoleném časovém úseku v pravidelných intervalech a ve stejnou hodinu, např. každý den školní výuky v období od října do prosince, vždy ráno a v poledne na stanoveném a označeném místě následující parametry vzduchu: „„ tlak „„ teplotu „„ vlhkost absolutní „„ vlhkost relativní „„ rosný bod „„ nadmořská výška

22

Ideální by bylo současně pro srovnání měřit údaje i ve třídě, neboť s ubývajícími venkovními teplotami bude přibývat teploty ve třídě (zahájení topné sezóny). Pro záznam stanoviště využijte přístroj PS-2175 GPS snímač polohy: „„ www.sevt.cz/produkt/ps-2175-gps-snimac-polohy-44109100/ Je nutné současně vést evidenci stavu počasí; tj. zda pršelo (včetně intenzity deště), sněžilo, svítilo slunce, zda bylo jasno, polojasno nebo zataženo, zda foukal vítr atd. Po  ukončení cyklu měření vyhodnoťte tabulkově a  graficky a diskutujete o výsledcích a závislostech

Vodní obal Země – hydrosféra

Technická specifikace přístroje Barometr

800 až 1090 hPa, 0.001 v Hg (0,03 hPa), ±0.03 in Hg (1 hPa)

Vlhkost relativní

0-100%, ± 2%, (0–60%), 1%

Vlhkost absolutní

0–50 g/m3, ± 10%, 0.1 g/m3

Teplota

–20 °C až 55 °C, ±0.5 °, 0.1 °C

Rosný bod

–50 °C až 55 °C, ±2 %, 0.1 °C

Nadmořská výška

Voda

Zdroje „„ www.stoplusjednicka.cz/clovek-proti-prirode-bajkal-jako-odpadni-jimka „„ www.sevt.cz/produkt/ps-2154a-pocasi-6-v-1-senzor-merici-teplotu-vlhko-44104000

0 až 7,000 m ±5%

23

Voda

Voda ve vesmíru

Pracovní list 4

Voda ve vesmíru

4.1. Úvod Voda znamená pro Zemi život, alespoň v té podobě, jak jej známe. Bez vody si vznik života snad ani nedokážeme představit. Je sice možné, že život existuje i tam, kde žádná voda není, chybí nám však dostatek znalostí, možná i fantazie. I kdyby však byla voda jedinou podmínkou pro vzniku života, zdá se, že soustav, ve kterých může život vzniknout, najdeme ve vesmíru mnoho, neboť voda je ve vesmíru velmi rozšířenou molekulou. Hledání vody ve vesmíru je hledáním podmínek života, který by byl založen na podobných principech, jaké známe.

4.2. Teoretická část 4.2.1. Vesmír Země je součástí sluneční soustavy, kterou tvoří 9 planet. Kromě Merkura a Venuše má každá planeta sluneční soustavy své přirozené družice – měsíce. Země má jeden.

Vesmír je soubor všech kosmických těles a polí, které na sebe vzájemně působí. Vesmír vznikl asi před 15 miliardami let, kdy nastal tvz. „Velký třesk“. Stáří sluneční soustavy se odhaduje na  5,7 mld. let. Země vznikla asi před 5,5 mld. let. Hranice vesmíru jsou asi 15 miliard světelných let. (vzdálenost, kterou urazí světlo za 1 rok).

Planety sluneční soustavy Průměr na rovníku (km)

Vzdálenost od slunce (mil. km)

Povrchová teplota (°C)

Gravitace (Země = 1)

Hmotnost (Země = 1)

Doba oběhu kolem Slunce (dny)

Rotace

Počet měsíců

Merkur

4 879

57,9

427 až –173

0,4

0,055

88

59 dne

0

Venuše

12 102

108,2

+482

0,9

0,8

225

243 dne

0

Země

12 756

149,6

+15

1

1

365,25

24 h

1

Mars

6 794

227,9

–140 až 20

0,4

0,1

687

24 h 62'

2

Jupiter

142 884

778,3

–150

2,6

318

4 330

90 h 50'

63

Saturn

120 536

1 427

–125

1,16

93

10 752

10 h 39'

31

51 118

2 869

–193

0,8

15

30 667

–17 h

27

Neptun

50 538

4 496

–220

1,1

17

60 142

16 h

13

Pluto

2 446

5 900

–230

0,06

0,002

90 962

7 dní

1

Uran

Střední vzdálenost Země od Slunce je 149,6 mil. km. Tato vzdálenost se označuje jako astronomická vzdálenost – 1 AU = 149,6 mil. km.

24

Voda ve vesmíru

Voda ve Sluneční soustavě V  posledních letech máme možnost se neustále utvrzovat v tom, že vody je ve vesmíru značné množství. Voda se nachází velmi pravděpodobně pod povrchem Marsu, kde ji detekovala sonda Mars Odyssey i  v  rovníkových oblastech pomocí neutronového detektoru. Rovněž polární čepičky na Marsu jsou složeny z větší části z vodního ledu. Vodu nacházíme i  v  atmosférách velkých planet a  některé měsíce planet mají přímo ledový povrch, ukázaly to již snímky sond Voyager 1 a 2. Jedná se například o měsíce planety Jupiter Europu, Ganymed a Callisto, které jsou díky sondě Galileo prozkoumány velmi důkladně. Vodu nacházíme ve formě „špinavého ledu“ v kometách, přičemž molekula vody je dokonce v těchto tělesech dominantní. Voda v mezihvězdném prostoru Sama myšlenka, že by ve  vesmírném prostoru mohla existovat voda v jakémkoliv skupenství, by byla ještě v polovině 20. století za fantaskní a nikdo by jí nevěřil. Vždyť mezihvězdný prostor je prostředím více něž nepříznivým s všudypřítomným silným ultrafialovým zářením, které rozkládá každou molekulu na atomy a životní doby molekul jsou proto příliš krátké, takže se nenahromadí pozorovatelné množství molekul. Výsledky družicového měření ukázaly, že v  mezihvězdném prostoru existují místa, kde se molekuly různých látek včetně vody existují. Ještě v polovině 20. století nikdo nevěřil na existenci molekul ve velice nehostinném mezihvězdném prostředí. Je zde totiž přítomno silné ultrafialové záření, které rozbíjí každou vzniklou molekulu zpět na  atomy. To ovšem neplatí v  tmavých mračnech, kde je větší mezihvězdná extinkce, tedy v  místech, kde se nachází mezihvězdný prach. Jsou to ty oblasti mezihvězdného prostředí, kde hustota látky převyšuje 103 atomů či molekul v cm3 a teplota se pohybuje od 10 do 50 K. V takových místech se molekuly vyskytují a dodnes byla detekována více než stovka různých molekul, od jednoduchých dvouatomových jako CO až k  složitým uhlovodíkům nebo alkoholům. Řadu molekul byla objevena také v  cirkumstelárních obálkách. Ve většině těchto oblastí byla pozorována samozřejmě i přítomnost molekul vody. Voda byla pozorována v  mezihvězdném plynu, kde družice ISO (Infrared Space Observatory) detekovala vodu v mnoha molekulárních mračnech, přesněji v jejich teplejších částech o teplotách 100 až 200 K, nejvíce pak v oblastech, kde právě vznikají nové hvězdy. ISO však detekovala vodu i  na  jiných místech, dokonce i  ve  zbytku supernovy 3C 391. Zdánlivě v rozporu s pozorováním družice ISO jsou poslední výsledky nové družice SWAS (Submilimeter Wave Astronomy Satellite), která na rozdíl od družice ISO umožňuje sledovat vodu

Voda

především v  chladných mračnech o  teplotách 10 až 20 K. Tato družice napozorovala méně než 1 % množství vody, které se v těchto mračnech očekávalo. Vysvětlení je pravděpodobně takové, že většina vody se zde nachází ve  formě ledu na  povrchu prachových zrn. Že se v těchto oblastech nachází vodní led, se předpokládá již dlouho, nepřítomnost vody v  plynu však svědčí o  tom, že dochází k rychlé kondenzaci vodní páry na povrchu zrn. Navíc to svědčí i o tom, že chemické reakce vedoucí ke vzniku vody v mezihvězdném plynu nejsou dostatečně efektivní, jak nakonec ukázala i poslední měření v laboratoři. Studiu vodního ledu se rovněž věnovala družice ISO, jejíž pozorování dokazují, že vodní led je hlavní složkou mezihvězdných zrn, ve spektrech byly nalezeny samozřejmě i další molekuly jako oxid uhelnatý (CO), oxid uhličitý (CO2) či formaldehyd (CH3OH). Led, který nacházíme v  mezihvězdném prostředí při velmi nízkých teplotách má jednu možná nečekanou vlastnost je amorfní. Je to asi poněkud překvapivé, každý známe ze zkušenosti led v jeho krystalické podobě. Při velmi nízkých teplotách však vznikající led nemá žádnou strukturu a má další zajímavé vlastnosti po ozáření vysoce energetickým zářením se chová trochu jako tekutina, která umožňuje vznik i složitým organickým molekulám. Navíc tento led dokáže složité molekuly nejen vytvářet, ale i ochránit, takže mohou být takové molekuly velmi dlouho zakonzervovány. Jelikož se předpokládá, že komety se skládají z materiálu, který se velmi podobá ledům pozorovaným v mezihvězdném prostředí v oblastech tvorby nových hvězd, mohly komety zásadním způsobem ovlivnit i vznik života na Zemi, když přinesly na Zem v počátcích její existence dostatek organického materiálu. Velmi zajímavá jsou pozorování vody v  okolí hvězdy CW Leonis, která je též označována jako IRC+10216. Jedná se o hvězdu, která má většinu svého života již za sebou a nyní je z ní tzv. uhlíková hvězda, ve které dochází k přeměně vodíku a helia na uhlík již ve slupkách obklopujících jádro hvězdy. Uhlík poté stoupá k povrchu hvězdy a váže se na kyslík, takže ve spektru hvězdy pozorujeme oxid uhelnatý CO. Jelikož je většina kyslíku vázána tímto způsobem na  uhlík, jehož je ve hvězdě nadbytek, neměla by v okolí vody vznikat v současné době žádná voda. Přesto tuto hvězdu obklopuje ohromný mrak vodní páry, což astronomové interpretují tak, že se jedná o vodu z oblaku ledových těles, který tuto hvězdu obklopoval, a  nyní vzhledem ke  zvýšené teplotě rozpínající se hvězdy se začala tato voda vypařovat. Množství detekované vody odpovídá ledu o hmotnosti asi 10 hmotností Země ve  vzdálenosti kolem 300 astronomických jednotek. Je to zvláštní způsob pozorování komet patřících k  jiné hvězdě pozorujeme stopy jedné obrovské „komy“, která vznikla vypařováním oblaku, který má ve  Sluneční soustavě obdobu v Kuiperově pásu či Oortově oblaku, což je jistě velký objev srovnatelný s objevy velkých planet u jiných hvězd. Podporuje to i domněnku, že v Galaxii můžeme najít mnoho soustav podobných naší Sluneční soustavě.

25

Voda

Voda ve vesmíru

V mezihvězdném prostředí se nachází značné množství vody. V  části molekulárního mračna o  hmotnosti našeho Slunce najdeme typicky množství vody o hmotnosti až několika desítek hmotností planety Země. Takové množství vody by dokázalo naplnit několik desítek tisíc pozemských oceánů. Přitom běžné molekulární mračno má hmotnost několika tisíc hmotností Slunce. Jak voda ve vesmíru vzniká? Voda se v mezihvězdném prostředí vyskytuje ve dvou fázích: jako plyn a  jako led zachycený na  mezihvězdném prachu. Nejprve se zabývejme tím, jak může vzniknout molekula vody v plynu. Budeme uvažovat oblak plynu a prachu, ve kterém prach dostatečně odstíní rušivé UV záření, které by mohlo molekuly rozbít.

mračnu ionty, když jsme odstínili UV záření? Ionizaci plynu zajišťuje kosmické záření, tedy částice o vysokých energiích, především jádra atomů, elektrony a fotony záření gama. Tyto částice ztratí při průchodu mračnem jen malou část energie a způsobují ionizaci všech atomů a molekul, především pak ionizují molekulární vodík (H2) a helium (He), které mají v  mračnech největší zastoupení. Pro jednu molekulu H2 je sice průměrná doba, kdy dochází ke srážce s částicí kosmického záření 1 miliarda let, přesto to dostačuje k  tomu, aby se inicializovala celá dlouhá řada chemických reakcí, neboť i tato malá pravděpodobnost vede k tomu, že počet iontů je dostatečný k tvorbě pozorovatelného množství molekul. Jako první si tedy napišme reakci molekuly vodíku s  kosmickým zářením (označeno c.r. z anglického cosmic rays): H2 + c.r. => H2+ + e + c.r.

Možná by se zdála pro vznik molekuly vody nejpříhodnější chemická reakce:

kde e značí uvolněný elektron. Iont H2+ rychle reaguje s jinou molekulou vodíku a vytváří iont H3+:

H2 + O => H2O

H2+ + H2 => H3+ + H

nebo molekulárního vodíku nacházíme ve vesmíru dostatek a  atomární kyslík se v  mezihvězdném prostoru zcela jistě také nachází. Je zde však potíž v  tom, že aby mohla molekula vody takto vzniknout, musí překonat poměrně značnou energetickou bariéru, a  i  když ji překoná, stav soustavy se vrátí do  původní podoby a  molekula vody se nevytvoří jednoduše proto, že molekula vody má v  tom okamžiku příliš mnoho energie, kterou musí uvolnit. K  tomu potřebuje nějakou další částici, které by energii předala, ale v řídkém mezihvězdném plynu může trvat řadu let, než k  takové kolizi dojde, zatímco životnost tzv. metastabilního komplexu je jen zlomky sekundy.

Ačkoliv H3+ se brzy srazí s  další molekulou H2, další reakce již nenastává a H3+ je k dispozici pro další reakce, které nás zajímají, nebo konečně půjde o vznik vody. Potká-li se totiž iont H3+ s atomem kyslíku, může dojít postupně k těmto chemickým reakcím:

Zkusme tedy jiný způsob, kdy při kontaktu molekuly vodíku a atomu kyslíku dojde k jakési výměně pozic: H2 + O => OH + H H2 + OH => H2O + H Nyní může přebytečnou energii odnést atom vodíku. K této chemické reakci by již dojít mohlo, vzhledem k  energetické bariéře však probíhá při nízkých teplotách velice pomalu nebo přesněji tato reakce prakticky vůbec neprobíhá a  nehraje při teplotách kolem 10 K žádnou roli. Je zde však ještě jeden způsob a  tím jsou reakce mezi ionty a  molekulami. V  mezihvězdném prostoru byly objeveny i ionty jako například HCO+ nebo H3O+. To vedlo astrochemiky k domněnce, že právě reakce iontů s molekulami hrají při vzniku molekul v plynu hlavní roli. Kde se však vzaly v našem

26

H3+ + O => OH+ + H2 OH+ + H2 => H2O+ + H H2O+ + H2 => H3O+ + H Proč dochází k těmto reakcím mnohem spíše než k reakcím mezi neutrálními molekulami? Vysvětlením je samozřejmě elektrický náboj iontu, který buď indukuje dipól u nepolárních molekul, nebo interaguje přímo s dipólem molekuly, která má permanentní dipólový moment. Stále jsme ale nezískali molekulu vody. Ta vzniká rekombinací iontu H3O+ s elektronem: H3O+ + e => H2O + H Poznamenejme, že v poslední reakci nemusí vzniknout voda, ale radikál OH a molekula vodíku H2, nebo radikál OH a dva atomy vodíku H, nebo může touto rekombinací vzniknout zpátky kyslík O, molekula vodíku a vodíkový atom. Tyto další tři možnosti pak způsobují, že jen menší část chemických reakcí vede ke vzniku vody v plynu, a další reakce ke vzniku vody rovněž mnoho nepřispívají.

Voda ve vesmíru

Voda

Jaká je role prachových zrn?

Skupenství vody ve vesmíru

V naší úvaze jsme však zatím opomenuli jeden důležitý krok vznik molekuly vodíku. Pokud vezmeme v  úvahu předchozí argumenty, nemůže vlastně tato molekula v  plynu vznikat, nebo po sloučení dvou atomů vodíku do molekuly H2 by se musela energie vzniklé molekuly nějak uvolnit, a  v  řídkém mezihvězdném plynu je to prakticky nemožné.

Voda ve vesmíru se nachází v následujících skupenstvích: „„ plynná (vodní pára): Merkur – 3,4 % v atmosféře Země – stopy, záleží na podnebí

Důležitou roli zde sehrávají opět zrnka mezihvězdného prachu. To jsou většinou grafitové či silikátové částečky o  rozměru od 1 nm do 1 mikrom, které byly vytvořeny v chladných atmosférách hvězd pozdních spektrálních typů. Na nich ulpívají atomy vodíku, které mohou po povrchu migrovat jednak v důsledku své tepelné energie, jednak pomocí tunelového jevu známého z kvantové fyziky. Pokud se na povrchu potkají dva atomy vodíku, dojde k  jejich sloučení a  výsledná molekula vodíku se z povrchu zrna vypařuje zpět do plynu. Tento proces je tak výkonný, že v příznivých podmínkách přemění většinu atomárního vodíku na  molekulární již za  méně než milión let. Zrna nejen pasivně chrání molekuly před UV zářením, které by způsobilo jejich rozklad, ale rovněž aktivně přispívají k tvorbě molekulárního vodíku, který je jednak nejrozšířenější molekulou, jednak umožňuje vznik dalších molekul včetně vody. Na  zrnech samozřejmě neulpívají pouze atomy vodíku, ale samozřejmě i všechny ostatní atomy a nově vzniklé molekuly. Zpět do plynu se však dostává pouze vodík (atomární i molekulární) a helium. Všechny ostatní atomy a molekuly nemají dostatek energie k „odlepení se“ z povrchu. Zůstávají na povrchu a vytvářejí plášť, jehož objem roste a postupně takto značná část látky v  mračnu „vymrzne“. Kromě toho atomy vodíku migrující na  povrchu zrn se slučují i  s  těmito atomy a vytváří molekuly. Nejvíce se přitom vytváří vody, která vzniká velmi jednoduchým způsobem kombinací atomu kyslíku a posléze vzniklého hydroxylového radikálu s vodíkem:

Mars – 0,03 % v atmosféře Jupiter – 0,1 % v atmosféře Saturn – 0,1 % v atmosféře Enceladus (měsíc planety Saturn) – 100 % v atmosféře „„ kapalná: Země – 71 % povrchu Europa (měsíc planety Jupiter) – náznaky, protože na povrchu je led Io (měsic planety Jupiter) – málo nebo žádná voda (předpoklad) „„ zmrzlá voda (led): Mars – výskyt potvrdila na  pólech orbitální sonda Mars Express Pluto – odhad, že led tvoří asi 30 % Pluta Europa (měsíc planety Jupiter) – na povrchu je led Phoebe (měsíc planety Saturn) – předpoklad podle hustoty

O + H => OH OH + H => H2O Vznik vody na povrchu zrn je mnohem jednodušší než v plynu. Nepřekvapuje proto, že většina ledových plášťů zrn je složena právě z  vodního ledu s  příměsí dalších zmrzlých plynů jako amoniak, metan či formaldehyd. Voda se při tak nízkých teplotách nevypařuje, k  tomu je zapotřebí teplota alespoň 110 K (-163 °C), jak alespoň ukazují výsledky měření v  laboratoři. Složení mezihvězdných ledů je velmi podobné složení komet, což vede řadu astronomů k  přesvědčení, že komety jsou složeny z materiálu, který vznikl již dávno před vznikem Sluneční soustavy.

Enceladus (měsíc planety Saturn) – velmi pravděpodobný předpoklad komety – předpoklad okraje mlhovin, např. v  Oortově oblaku „„ není vůbec: Venuše

27

Voda

Voda ve vesmíru

Je voda na Zemi mezihvězdného původu? Odpověď na  otázku původu vody na  Zemi není jednoduchá. Má se za to, že většinu vody a organického materiálu přinesly na Zemi komety a meteority. Planetisimály akretující spíše při vyšších teplotách totiž nemohly udržet svoji vodu přímo na  povrchu, takže protosolární voda na  Prazemi nikdy nezkondenzovala. Z toho plyne, že protoplanetární materiál byl buď smíchán s horninami bohatými na vodu, a ta se později dostala na povrch ze zemského pláště, nebo byly tyto materiály přineseny na povrch dopady komet či chondritů. Pokud však Měsíc vznikl v důsledku obrovské srážky Země a tělesa o  velikosti Marsu, většina těkavého materiálu (jako je voda) se musela vypařit a vytratila se do vesmíru. Proto jsou mimozemské objekty nejpravděpodobnějším zdrojem vody na Zemi.

Otázka původu vody na  Zemi zůstává stále nedořešena. Jiné komety pocházející například z Kuiperova pásu mohou mít poměr D/H vyšší a tedy bližší poměru pozemskému, který známe jako SMOW. Jinou možností je, že vodu na Zem přinesly uhlíkaté meteority, u nichž nacházíme mnohem lepší shodu pro poměr D/H molekul vody. Tak jako tak, značná část vody, se kterou se na Zemi potkáváme, vznikla již hodně dávno, ještě před vytvořením Země. Zkuste si nabrat vodu sklenice a představit si, že to co vidíte, jsou molekuly, které vznikly před téměř pěti miliardami let v době, když tu ještě žádné Slunce nebylo. Napijete se mezihvězdné vody? Zdroje

Důležitým indikátorem, který nám může pomoci najít původce vody na Zemi, je poměr zastoupení deuteria D (neboli těžkého vodíku, který má kromě jednoho protonu ve  svém jádře ještě jeden neutron) k vodíku H. Pokud si budeme všímat zastoupení deuteria ve  pozemské vodě a  v  kometách, zjistíme, že jsou si tyto poměry sice velmi blízké, nejsou však zcela stejné, což by měl být případ, kdy veškerá voda pochází z dopadů komet. Pro molekuly vody je poměr D/H naměřený v  kometách 1P/Halley, C/1996 B2 (Hyakutake) a  C/1995 O1 (Hale-Bopp) roven přibližně 3 × 10-4, zatímco tento poměr v pozemské vodě, zvaný SMOW (z angl. Standard Mean Ocean Water), je 1,5 × 10-4, tedy asi dvakrát nižší. Z toho vyplývá, že původ pozemské vody je třeba hledat i jinde, nebo z výše uvedeného poměru D/H plyne, že nejvýše asi polovina vody v pozemských oceánech může mít původ v kometách. Vezmeme-li však v úvahu i množství komet, které by se muselo se Zemí srazit, hovoří některé odhady jen o 10 % pozemské vody, která má původ v kometách. Jednoduchým výpočtem dospějeme k závěru, že k naplnění oceánů na Zemi by postačilo, pokud by se Země srazila s kometou o průměru 10 km jednou za 1000 let. Během miliardy let by pak byly oceány plné jako dnes. Samozřejmě mohlo dojít i  k  velkému množství srážek s asteroidy a meteoroidy, ty však obsahují jen asi 10 % vody, takže k získání potřebného množství vody by bylo třeba mnohem více srážek.

28

„„ info.observatory.cz „„ www.astro.cz

Voda ve vesmíru II

Voda

Pracovní list 5

Voda ve vesmíru II (návštěva planetária)

5.1. Praktická část Navštivte planetárium v regionu či v Praze a diskutujete s odborníky na téma Vody ve vesmíru, např. Hvězdárna a planetárium hlavního města Prahy www.planetarium.cz Královská obora 233 Bubeneč 170 00 Praha 7

Severočeská hvězdárna a planetárium v Teplicích, příspěvková organizace www.teplice-city.cz/hap/pt.htm Koperníkova 3062 415 01 Teplice 1

29

Voda

Koloběh vody v přírodě

Pracovní list 6

Koloběh vody v přírodě – hydrologický cyklus

6.1. Úvod Voda podléhá na Zemi neustálému oběhu, který označujeme jako hydrologický cyklus. Hlavní silou tohoto gigantického, fenomenálního a nepřetržitého oběhu je sluneční energie. Jejím účinkem dochází k vypařování vody ze zemského povrchu. Podmínkou rovnovážného stavu vody v ekosystémech je její koloběh. Kromě přísunu vody má zásadní význam pro pohyb a přesun látek v rozpuštěné i suspendované formě a je důležitý i pro usměrňování toku energie

6.2. Teoretická část Koloběh vody je poháněn: „„ sluneční energií – výpar z  vodních povrchů, půdy i vegetace a vzdušné proudění, vítr „„ gravitační energií – pád a tok vody v kapalné formě i pád a posun ve formě pevné ve směru gravitačního spádu. Hydrologický cyklus má čtyři základní části: „„ srážky

Koloběh vody v přírodě je doprovázen změnami skupenství vody. Dochází k němu díky účinku sluneční energie, zemské rotace a gravitace. Voda se vypařuje z oceánů, řek, jezer, ze všech vodních ploch i  zemského povrchu (evaporace) a  také z  rostlin (transpirace), k označení souhrnného vypařování se používá pojem evapotranspirace. Vodní páry se v ovzduší neustále přemisťují (cirkulace atmosféry). Po kondenzaci, ke které dochází vlivem snížené teploty nebo zvýšeného tlaku, voda z ovzduší dopadá na zemský povrch v podobě vodních srážek.

„„ odtok „„ výpar „„ vsak Koloběh vody na  kontinentech začíná srážkami. Jakmile dopadnou z mraků na povrch, mohou putovat třemi cestami: „„ zpravidla víc než 50 % (někdy i 100 %) se znovu vypaří „„ méně než 30%, většinou 10 %–20 %, steče do potoků, řek a nakonec do moře „„ 10 % a méně (ale také nic) se může vsáknout.

30

Převážné množství srážek spadne zpět do oceánu a jen asi 8,3 % dopadne na pevninu. Dešťová voda opět doplní stav vodních nádrží a toků, vsákne se do Země nebo doplní zásoby podzemních vod (infiltrace). Velký koloběh vody – neboli velký hydrologický cyklus Mezi povrchem pevnin a  atmosférou dochází ke  složité a mnohokrát se opakující výměně vody, která vede nakonec k opětovnému návratu téhož množství do světového oceánu. Počátečním bodem je přechod vody z  kapalné fáze na  fázi plynnou – výpar, evaporace, na výpar se spotřebuje asi 25 % energie slunečního záření dopadajícího na  zemský povrch. V tomto měřítku se jedná především o výpar z hladiny oceánů.

Koloběh vody v přírodě

Voda

Koloběh vody

Vodní pára je pak vzdušným prouděním přenášena i  nad kontinenty a  zde padá ve  formě kapalný a  pevných srážek, nebo kondenzuje na  povrchu objektů. Ve  směru gravitačního gradientu pak ve formě povrchového a podpovrchového odtoku směřuje zpět k  oceánu, nebo se díky zásaku stává součástí podzemních vod. Ty mohou také vyvěrat a zúčastnit se povrchového odtoku. Část vody se opět vypaří, stává se součástí těl živých organizmů nebo tvoří zásoby půdní vody, mj. důležité pro život rostlin i živočichů. Malý koloběh vody – neboli malý hydrologický cyklus Účinkem slunečního záření a  jeho přeměnou na  teplo se voda vypařuje z  povrchu Země. Jako srážky pak dopadne zpět na povrch oceánu Probíhá nad pevninou, v  krajinném měřítku a  typem krajiny je výrazně ovlivňován. Jeho znalost umožňuje racionální využívání zdrojů vody pro nejrůznější účely, tj. vlastní vodní hospodářství. Na  úrovni lesního ekosystému je pro zásobu a  využití zdrojů vody důležitá jeho vodní bilance, jež je výsledkem procesů souvisejících s hydrologickými cykly. Malý hydrologický cyklus je uzavřený koloběh, při kterém voda vypařená z pevniny spadne v podobě srážek na tu samou pevninu (podobně funguje i nad mořem).

k zvyšování odtoku z území, ubývá množství vody, která se vypaří a  vrací se do  malého vodního cyklu. Tím následně ubývají celkové srážky a  narušuje se tepelný i  vodní režim krajiny. Většina dešťové vody dopadající na stále se rozšiřující zastavěné území je odvedena dešťovou kanalizací do  řek a  dále pryč z  pevniny. Tím dochází k  destrukci malého vodního cyklu. Namísto pravidelných menších srážek pak můžeme pozorovat dlouhá období sucha a následující přívalové deště (srážky přicházející z oceánu, velký vodní cyklus). To má za následek erozi půdy, pokles hladiny spodní vody a poškození vegetace, což v důsledku opět vede k destabilizaci klimatu. Naopak trvale dostatečně vodou zásobená vegetace může ovlivňovat i  další faktory podílející se na  klimatické změně. Příkladem může být snižování obsahu CO2 v atmosféře během fotosyntézy. Vzhledem k  tomu, že se voda na  Zemi vyskytuje v  omezeném množství, není rovnoměrně rozložena ani prostorově ani časově, je zapotřebí s ní velmi dobře hospodařit. K tomu je nezbytně nutné znát zákonitosti výskytu a  oběhu vody v přírodě, její vlastnosti a možnosti jejího využití.

Navzdory svému názvu má malý vodní cyklus na  svědomí většinu srážek dopadající na  pevninu. Pokud dochází

31

Voda

Koloběh vody v přírodě

Voda jako nevyčerpatelný zdroj Voda je díky hydrologickému cyklu přírodní zdroj nevyčerpatelný. Člověk však nebezpečně do tohoto cyklu zasahuje: „„ urychluje odtok vody z  pevniny (regulace vodních toků a  odstraňování meandrů toků, odlesňováním atd.). Důsledkem je pak vysoušení krajiny, eroze půdy a  další negativní dopady na  krajinu a  životní prostředí,

„„ prostřednictvím zvyšování skleníkového efektu může dojít ke snižování množství vody vázané v ledovcích, kdy jejich táním by došlo k zatopení pevniny zejména při pobřeží, kdy už v současné době se hladina světového oceánu zvyšuje. Mořská hladina se během posledního století v  globálním průměru zvedla o 10 až 20 cm. Pro srovnání, k nejrychlejšímu zvyšování mořské hladiny, o 10 mm/rok, došlo před 15 000 a 6 000 lety. Od posledního glaciálního maxima před 20 tisíci lety se v důsledku tání ledovcových štítů mořská hladina zvýšila asi o 120 m.

„„ vodu znečišťuje a znemožňuje její využívání pro život,

6.3. Praktická část Odpovězte na následující otázky: 1. Popište a vysvětlete koloběh vody v přírodě.

Přístroje „„ Pro zaměření stanoviště:

2. Jak narušuje člověk koloběh vody v přírodě?

6.3.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek

PS-2175 GPS snímač polohy www.sevt.cz/produkt/ ps-2175-gps-snimac-polohy-44109100/ „„ Pro stanovení půdní vlhkosti:

Půda – součást koloběhu vody v přírodě PASCO senzor půdní vlhkosti PS-2163 Půda tvoří nejsvrchnější vrstvu zemské kůry, je prostoupená vodou, vzduchem a organismy. Žáci odeberou několik vzorků půdy z různých stanovišť a vyhodnotí jejich pH, koncentraci solí v  půdním roztoku, propustnosti půdy a půdní vlhkost.

Postup včetně motivace, potřebných pomůcek a  přístrojů formy PASCO, pracovního návodu, pracovních listů pro učitele i žáky dle Sady výukových materiálů BIOLOGIE, projekt „Jdeme na to od lesa“ (Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884). Zdroje „„ www.zelenalaborator.cz/index.php/biologie/79-puda

32

Teorie o vodě

Voda

Pracovní list 7

Teorie o vodě – voda jako chemická sloučenina

7.1. Úvod Spolu se vzduchem, resp. zemskou atmosférou tvoří voda základní podmínky pro existenci života na Zemi. O významu vody pro život na Zemi, o rozložení zásob vody na Zemi, koloběhu jsme se zmínili. Ale co to vlastně voda je? O tom se více dozvíme v následujícím textu.

7.2. Teoretická část Voda, sumárním vzorcem (zároveň však racionálním) H2O, systematicky oxidan, je chemická sloučenina vodíku a  kyslíku. Za normální teploty a tlaku je to bezbarvá, čirá kapalina bez zápachu, v  silnější vrstvě namodralá. Systematicky se nazývá „oxidan“. Název oxidan byl užíván již dříve, ale byl to název triviální, systematickým byl ustanoven až od  názvosloví IUPAC 93. Kromě toho se užívalo a užívá i triviální označení „voda“. Pojem voda se ale používá i jako označení pro směs, jejímž hlavním základem je právě sloučenina oxidan. Někdy se oxidan označuje i termínem „destilovaná voda“, ale ani to není správné, protože destilovaná voda je jen jedním druhem oxidanu (oxidanu získaného destilací).

7.2.1. Chemické a fyzikální vlastnosti Voda vzniká prudkým až explozivním slučováním vodíku s kyslíkem (hořením bezbarvým plamenem) podle rovnice: 2H2 + O2 -> 2 H2O za vývinu velkého množství tepla (exotermní reakce). Kromě toho vzniká jako vedlejší produkt vedle solí při neutralizaci kyselin zásadami, např.: HCl + NaOH -> H2O + NaCl

Teplota tání 0 °C, bod varu 100 °C. Nejvyšší hustota (a  nejmenší objem) při 4 °C, při ochlazení pod 4 °C opět mírně snižuje hustotu a zvětšuje svůj objem. Je nejuniverzálnějším rozpouštědlem. Velmi málo stlačitelná.

Voda je obsažena ve spalných plynech při hoření většiny organických látek, např. methanu

V přírodě se vyskytuje ve třech skupenstvích:

nebo hexanu (hlavní složky benzínu)

CH4 + 3 O2 -> 2 H2O + CO2

„„ v pevném – led

2 C6H14 + 19 O2 -> 14 H2O + 12 CO2

„„ v kapalném – voda

Vodné roztoky mohou vykazovat kyselou, neutrální nebo zásaditou reakci.

„„ v plynném – vodní pára Kyselost (acidita) a zásaditost (bazicita) se vyjadřuje ve stupnici hodnot pH.

33

Voda

Teorie o vodě

Následující tabulka uvádí přibližný přehled hodnot pH u některých roztoků, potravin či výrobků

Co je to pH? pH je definován jako záporný dekadický logaritmus molární koncentrace oxoniových kationtů. Ve zředěných vodných roztocích lze hodnotu pH také určit a pak platí:

Látka

pH

Kyselina v bateriích

<1,0

pH = − log [H3O ]

Žaludeční šťávy

2,0

Ve  vodném roztoku je vždy kromě molekul H2O také určité množství oxoniových kationtů H3O+ a hydroxylových aniontů OH-.

Citronová šťáva

2,4

Ocet

2,9

Šťáva z pomeranče nebo jablka

3,5

Pivo, Černá voda

4,5

Káva

5,0

Čaj

5,5

+

Součin koncentrací obou těchto iontů je ve  vodných roztocích vždy konstantní, je označován jako iontový součin vody a nabývá hodnoty 10-14. V čisté vodě je látková koncentrace obou iontů stejná: 10-7. To odpovídá pH = 7. Kyselost vzniká přebytkem H3O+. Zvýšení jejich koncentrace na  stonásobek, tedy 10-5, odpovídá pH = 5. Zásaditost je přebytek hydroxylových iontů na úkor oxoniových. Je-li v roztoku např. 1000× více OH- než ve vodě, klesne koncentrace iontů H3O+ na 10-10, což odpovídá pH = 10. U kyselin je pH < 7, čím menší číslo, tím „silnější“ kyselina; naopak zásady mají pH > 7, čím větší číslo, tím „silnější“ zásada.

Kyselý déšť Sliny onkologických pacientů

a) kyselý roztok

(pH ‹ 7)

b) neutrální roztok (pH = 7) c) zásaditý roztok

4,5–5,7

Mléko

6,5

Čistá voda

7,0

Sliny zdravého člověka Krev Mořská voda Mýdlo

Typy vodných roztoků podle hodnot pH:

< 5,6

6,5–7,4 7,34–7,45 8,0 9,0–10,0

Čpavek pro domácí použití

11,5

Hašené vápno

12,5

Louh sodný pro domácí použití

13,5

Molekula vody

(pH › 7)

Rozsah stupnice je od 0 do 14 pH, přičemž hodnotě pH 7 odpovídá roztok neutrální. Hodnoty nižší označují roztok kyselý, hodnoty vyšší zásaditý čili alkalický. Vody kyselé jsou obvykle bez života, protože se v nich nevytváří plankton ani baktérie.

Mimořádné chemické a fyzikální vlastnosti vody jsou důsledkem geometrie její molekuly. Atomy v ní vázané nejsou uspořádány lineárně (v  jedné přímce), ale chemické vazby mezi atomy svírají úhel přibližně 105°. Polaritě vazeb (různé afinitě atomů vodíku a kyslíku) a zmíněné nelinearitě molekuly vděčí molekula vody za svoji polaritu, za existenci vodíkové vazby (zvané též vodíkové můstky) a anomálie následujících vlastností:

Molekula vody

34

Hustota Největší hustotu nemá led, ale tekutá voda při 3,95 °C. Je to způsobeno polymerizací vodních molekul v závislosti na teplotní změně úhlu mezi atomy vodíku. Nejmenší objem má proto při 3,95 °C a dalším snižováním teploty se objem zase zvětšuje. Krystalová struktura ledu má okolo 10 % „děr“ (ledovce „vystrkují“ toto procento objemu nad hladinu, zatímco 90 % skrývají).

Teorie o vodě

Voda o teplotě kolem 4 °C se hromadí na dně oceánu a vodních nádrží. Tato zvláštnost má např. tyto důsledky: led se tvoří na povrchu vodních ploch a tím nezmrzlou vodu izoluje, voda tolik nepromrzává do  hloubky, přičemž voda o teplotě 3,95 °C se hromadí na dně vodních ploch. Tato skutečnost je velmi důležitá pro přežití vodních organismů. „„ tento proces urychluje zvětrávání – voda zvětšující svůj objem „trhá“ horniny a další látky „„ zvětšování objemu má význam pro rostliny a zemědělství – při mrznutí dochází ke kypření ornice Kdyby se voda při mrznutí smršťovala, led by neplaval na vodě, ale klesal ke dnu jezer a oceánů. Led na dně oceánů by byl odloučen od působení Slunce, takže oceány, s výjimkou tenké vrstvy kapaliny na povrchu za teplého počasí, by byly věčně zamrzlou tuhou hmotou. Větší odrážení slunečního světla zamrzlými oceány a  jejich větší chladicí účinek na atmosféru by způsobily, že teplota půdy (Země) by byla mnohem nižší než dnes. Na Zemi by tedy s největší pravděpodobností panovala věčná doba ledová. Protože se život zřejmě vyvinul v pravěkých mořích, je nanejvýš pravděpodobné, že kdyby se led při mrznutí smršťoval, nebylo by dnešního života na naší planetě.

Voda

V tomto parametru je voda naprosto neobvyklá. Vysoké výparné teplo umožňuje efektivní ochlazování teplokrevných obratlovců, jako je člověk – bez pocení by nepřežili. Právě díky vysoké měrné tepelné kapacitě je voda často využívána pro transport tepla. Chemicky čistá voda (destilovaná voda či deionizovaná voda) je elektricky nevodivá, ale i malé množství rozpustných příměsí způsobuje její vodivost. Mpembův jev: teplá voda paradoxně mrzne (mění skupenství z kapalného na tuhé dřív než studená (k jevu nemusí dojít vždy). Mpembův jev, v angličtině Mpemba effect, označuje zdánlivě nesmyslnou a paradoxní skutečnost, že teplá voda může zmrznout (tj. změní se skupenství z kapalného na tuhé, změní se v led) dříve než voda studená. K tomuto jevu však nemusí dojít vždy (např. v  menším prostoru (mrazáku) může teplá voda v nádobě příliš ovlivnit teplotu celého prostředí). Podle tvrdosti dělíme vodu na: „„ měkkou – obsahuje málo minerálních látek „„ tvrdou – z podzemních pramenů, obsahuje více minerálních látek Nejvíce rozpuštěných látek obsahuje voda minerální, která vyvěrá z  podzemních minerálních pramenů, nejméně rozpuštěných látek obsahuje voda destilovaná. Podle čistoty či obsahu mikrobiologických látek dělíme vodu na: „„ pitnou „„ u žitkovou „„ odpadní – splaškovou

Závislost hustoty vody na teplotě

„„ měrná tepelná kapacita (specifické teplo) je třikrát větší než u  většiny ostatních látek, jako jsou horniny, železo, hliník, atd. Proto má voda svou tepelnou setrvačností velký klimatický vliv a s výhodou se používá k  transportu tepla (např. ústřední topení). „„ specifická skupenská tepla (tání a varu)

Molekuly vody vzájemně spojené vodíkovými můstky

35

Voda

Teorie o vodě

Podle salinity (množství rozpuštěných solí) rozeznáváme vodu: „„ sladkou „„ slanou „„ brakickou Brakická voda má koncentraci solí mezi mořskou a  sladkou vodou. Je slanější než sladká voda, ale není tak slaná jako voda mořská, od 0,5 do 30 g solí na  litr. Vyskytuje se v  místech, kde se slaná mořská voda míchá s vodou sladkou. Nejčastěji to bývá v  ústích řek, někdy brakická voda tvoří celá moře. Největší plocha brakické vody na  světě je Baltské moře, dále Kaspické moře, Azovské moře atd. Podle vlastností dělíme vodu: „„ měkká – obsahuje málo minerálních látek „„ tvrdá – z  podzemních pramenů, obsahuje více minerálních látek „„ mořská voda „„ destilovaná voda, deionizovaná voda – je zbavena minerálních látek „„ užitková – v  průmyslových závodech (sníží se tvrdost vody a ta se zbaví Fe2+ a Mn2+) a v potravinářství – vyžaduje dezinfikovanou vodu (chlórování, ozonizace, ozařování ultrafialovým zářením)

Povrchové napětí a viskozita vody v závislosti na teplotě teplota [°C]

povrchové napětí [mN/m]

viskozita [mPa×s]

0

75,6

1,78

10

74,2

1,31

20

72,8

1,00

30

71,2

0,80

50

67,9

0,55

100

58,9

0,28

Tepelná vodivost vody v závislosti na teplotě teplota [°C]

tepelná vodivost [W/(m×K)]

-20

kapalina: 0,523; led: 2,43

0

kapalina: 0,564; led: 2,22

10

0,584

20

0,597

30

0,618

50

0,645

80

0,670

100

0,682

Celkovou tvrdost můžeme rozdělit na přechodnou, tj. uhličitanovou, a na stálou.

„„ minerální voda – obsahuje mnoho minerálních látek „„ napájecí voda – voda pro parní kotle, zbavená minerálních solí, aby nevznikl kotelní kámen, který zanáší potrubí „„ pitná voda – je vhodná ke každodennímu použití, je zbavená nečistot, obsahuje vyvážené množství minerálních látek tak, aby neškodily zdraví Tvrdost vody Veličina nejčastěji udávající koncentraci kationtů vápníku a hořčíku ve vodě. Definice tvrdosti vody je však nejednotná, někdy se tak označuje koncentrace dvojmocných kationtů vápníku, hořčíku, stroncia a barya, nebo všech kationtů s nábojem větším než jedna. Vzhledem k této nejednotnosti se moderní hydrochemie termínu tvrdost vody snaží vyhýbat. V praxi mnoha oborů, například akvaristiky, se však pojem tvrdost vody stále často užívá.

36

Přechodnou (karbonátovou) tvrdost vody způsobují rozpustné hydrogenuhličitany a to především hydrogenuhličitan vápenatý Ca(HCO3)2 a hydrogenuhličitan hořečnatý Mg(HCO3)2; tuto tvrdost vody lze odstranit převařením – dekarbonizací: Ca(HCO3)2 -> CaCO3 + H2O + CO2 Mg(HCO3)2 -> MgCO3 + H2O + CO2 Vařením se však nezbavíme tvrdosti trvalé (nekarbonátové), za kterou jsou odpovědné především sírany, a to síran vápenatý CaSO4 a síran hořečnatý MgSO4. K jejich odstranění používáme srážení působením hydroxidu vápenatého Ca(OH)2 a uhličitanu sodného Na2CO3: Ca(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> 2 CaCO3 + 2 H2O Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + MgCO3 + 2 H2O MgSO4 + Ca(OH)2 -> CaSO4 + Mg(OH)2 CaSO4 + Na2CO3 -> CaCO3 + Na2SO4,

Teorie o vodě

čímž se rozpustné hydrogenuhličitany a  sírany převedou na méně rozpustné normální uhličitany, a to uhličitan vápenatý a uhličitan hořečnatý, resp. hydroxid hořečnatý. Hodnotu tvrdosti vody uvádíme v  mmol/l nebo tzv. německých stupních tvrdosti (dGH). Jeden německý stupeň odpovídá 10 mg CaO v jednom litru vody. Současná (2005) česká norma stanovuje tvrdost vody podle koncentrace Ca a  Mg (mmol/l). Mezi uvedenými jednotkami je možno přibližně převádět podle vztahu 1 mmol/l = 5,61° dGH. Z  celkové tvrdosti vody jsou odvozeny tyto údaje: tvrdost od 1 do 10° značí vodu měkkou, z toho do 5° jde o vodu zvláště měkkou. 10–20° značí střední tvrdost, 20–30° značí vodu tvrdou a přes 30° zvláště tvrdou. Voda má 66 anomálií. Vědci začali odhalovat jejich příčinya pomalu začínají rozumět jedinečným vlastnostem vody. U jiných látek poklesem teploty hustota roste, u vody toto pravidlo neplatí. Nejnovější výzkum odhalil i nečekané poznatky týkající se její molekulární struktury.

Voda

Jaký je rozdíl mezi slanou a sladkou vodou? Slaná voda je voda, která obsahuje určité množství soli. To znamená, že její vodivost je vyšší a její chuť je slanější. Slaná voda není vhodná k pití, protože sůl odvádí vodu z lidského těla. Když lidé pijí slanou vodu, tak riskují dehydrataci. Pokud bychom chtěli pít mořskou vodu, musela by být nejprve odsolena. Slanou vodu můžeme najít kdekoliv na povrchu země, v  oceánech, v  řekách a  v  jezerech se slanou vodou. Okolo 71 % země je pokryto slanou vodou. Sladká voda je voda s rozpuštěnou solí o koncentraci menší než 1 %. Existují dva typy sladkovodních ložisek: stálé sladkovodní plochy, jako jsou jezera, nádrže a vnitrozemské mokřiny, a  přechodné sladkovodní plochy, jako jsou vodní prameny a  řeky. Tyto vodní orgány zahrnují pouze malou část zemského povrchu a jejich polohy nejsou závislé na klimatu. Pouze 1 % zemského povrchu je pokryto sladkou vodou, přičemž v ní žije 41 % všech známých druhů ryb. Sladkovodní oblasti jsou většinou úzce spojeny s  pevninou; proto jsou většinou ohroženy neustálým vstupováním organických látek, anorganických živin a imisí.

7.3. Praktická část 1. Vysvětlete co je to pH 2. Co je to tvrdost vody 3. Jaký je rozdíl mezi slanou a sladkou vodou

7.3.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Vlastnosti vody a dalších látek Postup včetně motivace, potřebných pomůcek a  přístrojů formy PASCO, pracovního návodu, pracovních listů pro učitele i  žáky dle Sady výukových materiálů Chemie, projekt „Jdeme na to od lesa“ (Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884).

Ke stanovení bude použit pH-metr, který s velkou přesností (na dvě desetinná místa) určí pH. Výsledky žáci sestaví do tabulky. Následně využijí zjištěné skutečnosti ke stanovení pH kapalin ze svého okolí a přemýšlejí o problémech s použitím těchto kapalin v praktickém životě. Speciální pomůcky „„ počítač s USB portem „„ PASPORT USB Link (Interface) nebo Xplorer GLX „„ pH senzor (PS-2102) „„ software DataStudio Zdroje

„„ www.zelenalaborator.cz/files/Chemie/GF_metodika2_CHEMIE_pH_FINAL.pdf Během laboratorního cvičení se žáci seznámí s metodou stanovení pH a to nejen pro vodu „kohoutkovou či balenou (např. Coca Cola, minerální voda), ale také s roztoky, se kterými se denně setkávají, např. roztok pracího prášku ve  vodě, vody s citronem, mléka...

„„ www.zelenalaborator.cz/index.php/chemie/93-stanoveni-ph „„ cs.wikipedia.org/wiki/Voda „„ cs.wikipedia.org/wiki/PH „„ www.techmania.cz „„ technet.idnes.cz/voda-ma-66-anomalii-vedci-zacali-odhalovat-jejich-priciny-pjn-/tec_technika. aspx?c=A090911_135558_tec_technika_mbo

37

Voda

Cena vody

Pracovní list 8

Cena vody

8.1. Úvod Vody bude ubývat. Problémy s nedostatkem vody by se brzy mohly dotknout i střední Evropy. „České republice bude voda chybět třeba už v roce 2050,“ říká přední hydrolog a geograf Bohumír Janský. Člověk v  tísni, o. p.s. provádí v  roce 2013 zdarma kampaň s názvem „Cena vody“. Cílem této kampaně je informovat českou veřejnost o  globálním problému nedostatku a špatné kvalitě vody v rozvojových zemích, spolu se souvisejícím problémem nedostatečné sanitace (nedostupnost toalet a hygienických zařízení). Kampaň klade důraz na  hlubší pochopení důsledků nedostatku kvalitní vody a sanitace, zejména na pochopení souvislostí ve  vztahu vyspělého a  rozvojového světa. Cílem je, aby česká veřejnost se mohla sama aktivně zapojit do řešení těchto problémů, které jsou propojeny s českým spotřebitelským chováním. Jen dobře informovaná veřejnost, která bude lépe chápat komplexnost globálních problémů, v tomto případě konkrétně problematiky nedostatku a znečištění vody, bude schopná a zároveň motivovaná se proaktivně zapojit do boje proti

celosvětové chudobě. A to nejen formou přímé podpory rozvojovým projektům, ale především nepřímo změnou svého spotřebitelského chování či zapojením se do veřejné debaty. Kontakt koordinátorka kampaně: Marie Hokrová [email protected] mediální koordinátorka kampaně: Terzea Hronová [email protected] Projekt byl podpořen z prostředků České rozvojové agentury a Ministerstva zahraničních věcí ČR v rámci Programu zahraniční rozvojové spolupráce ČR.

8.2. Teoretická část 8.2.1. Jaká je pravá Cena vody? Kdyby dnes macecha poručila Marušce, aby došla v  lednu pro jahody nebo rozkvetlé růže, nebyl by to žádný problém. Jednoduše by je zašla koupit do nejbližšího stánku. Jak je ale možné, že když u nás mrzne, můžeme koupit rozkvetlé květiny? Denně se na náš trh dováží z rozvojových zemí – z Keni, Etiopie, Zambie, Ugandy nebo Kolumbie. Ale jakou za ně platí cenu lidé na druhém konci planety? Na  veškerou produkci a  přepravu zboží je potřeba energie a suroviny, včetně té nejcennější – vody. A právě pitná voda, kterou my získáme jediným otočením kohoutku, je pro jiné lidi luxusem. Problémy s  nedostupností a  špatnou kvalitou

38

vody v rozvojových zemích s námi nesouvisí pouze zdánlivě. Důkaz najdeme ve vlastním nákupním košíku. K problémům přispívají právě růže ve  váze na  našem stole, protože kvůli nim vysychá jezero Naiwasha v  Keni. Na  produkci jednoho bavlněného trika bylo spotřebováno 2  700 litrů vody, a  to často v  oblastech, kde vody není dost ani pro obživu místních obyvatel. „Naše“ banány mohou za to, že voda a půda v Latinské Americe je plná chemikálií. To vše se žáci mohou dozvědět z velmi zajímavé přednášky Marie Hokrové. Přednáška je doplněna promítáním filmu.

Cena vody

Voda

8.2.2. Praktická cvičení Přečtěte si zajímavé články o tématu vody v rozvojových zemích? Stáhněte si bulletin Cena vody. Z  webových stránek Člověk v tísni, o. p. s. Zavedou vás do  světa vody, životodárné tekutiny, která je rozložena na  zemské pevnině velmi nerovnoměrně. Seznámíte se s problémem nevratného vysychání jezer v Asii i Africe. S  komplikacemi, které rozvojovému světu přináší znečišťování vody jedovatými látkami, ať už z  průmyslu nebo zemědělství. Pokusíme se vám ukázat, jakou cenu má voda pro chudé lidi. Pro lidi, kteří pro ni chodí i několik kilometrů denně. V neposlední řadě se dočtete i o tom, jak je možné vodní zdroje zpřístupnit. Kdyby totiž každá africká rodina měla v domácnosti vodovodní kohoutek, mohla by se transformovat celá společenství. Místo trmácení pro vodu by se ženy mohly věnovat živnostem, vylepšily by si tak rodinný rozpočet a děti by mohly chodit do školy.

Cena vody Rádi bychom vám zde ukázali, jak drahocennou surovinou je pro řadu lidí obyčejná voda, která nám běžně teče z kohoutku.

Věděli jste například… „„ že do roku 2025 se podle odhadů zvýší úbytek zdrojů vody v rozvojových zemích o 50 %, v zemích vyspělých o 18 % a 1,8 miliardy lidí bude žít v zemích s absolutním nedostatkem vody? „„ že průjmová onemocnění jsou nejčastějším onemocněním a  nejčastější příčinou úmrtí vůbec, umírá na ně až 43 % lidí? „„ že změnou svého nákupu ovlivníme množství a znečištění vody v rozvojových zemích?

39

Voda

Vodní zdroje

Pracovní list 9

Vodní zdroje (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky a kvalita vody)

9.1. Úvod Vodním zdrojem je vodní útvar povrchové nebo podzemní vody, kterou lze použít pro uspokojení potřeb člověka. Některé jsou přírodní, jiné byly uměle vytvořeny. Jako vodní zdroj je většinou označován zdroj vody pro využití v technologickém procesu (zásobování, zavlažování), nebo jako zdroj pitné vody pro zásobování obyvatelstva (vodárna). Ale jaká je ale kvalita vody v těchto zdrojích? Bývávalo, že z jakéhokoli pramene, který pocestní potkali při cestě z  vesnice do  vesnice, se mohli napít. Kvůli vedlejším produktům našeho způsobu života, který nás činí zcela závislými na  technice, jsme se o  tuto a  mnoho dalších kvalit

přírodního prostředí připravili. Jedním ze způsobů, jakým se s  touto skutečností vyrovnáváme, je zjišťování nejrůznějších kvalitativních vlastností vody, na  jejichž základě určujeme vhodnost jejího použití k rozličným účelům, i možnosti a  způsoby jejího znovuvy čištění. Budeme se tedy zabývat i kvalitou vody.

9.2. Teoretická část 9.2.1. Přírodní zdroje

Moře

Oceány

Moře tvoří okrajové části oceánu, jejich režim je zčásti ovlivněn blízkostí pevniny (okrajová, vnitřní).

Světový oceán je veškerá vodní hmota na  zemi kromě vod na souši a vody v nerostech, biosféře a vodních par v atmosféře. Hmotnost oceánu představuje 0,24 % hmotnosti pevného zemského tělesa. Oceány leží mezi pevninami, mají hluboké pánve, uzavřený proudový systém, vlastní vodní masy s  typickým rozvrstvením teplot a salinity. Oceánografie je nauka o světovém oceánu. Člení se na fyzickou oceánografii (tvar, rozloha, hloubky) a biologickou oceánografii (život v moři).

40

Mořská voda podléhá gravitaci Země i pevnin, dmutí Slunce a Měsíce. Mořská hladina reaguje i na změny atmosférického tlaku. Na  pohyb hladiny má vliv i  rozdílná hustota mořské vody a větry. Hlavním zdrojem tepla je sluneční záření. Ale i  moře vydává teplo do ovzduší. Platí, že všechny oceány jsou na severu teplejší než ve  stejných šířkách na  jihu, což je následek rozdělení pevnin a oceánů. V hlubinách pak platí, že ubývání teploty s hloubkou se nápadně podobá křivce úbytku teploty v atmosféře s výškou.

Vodní zdroje

Samotná mořská voda obsahuje mnoho rozpuštěných nerostných látek a  je proto hustší než sladká voda a  její bod mrazu klesá pod 0°C. Při průměrné slanosti 35 % a hustotě 1,028 mrzne mořská voda teprve při teplotě -1,9°C. Salinita znamená míru celkového obsahu soli v mořské vodě. Je definována jako celkové množství pevného materiálu v gramech, jenž je obsažen v 1 kg mořské vody. Ve 100 dílech mořské soli je 78 dílů NaCl a 11 dílů MgCl2.Místa stejné slanosti spojujeme na mapě čarami, tzv. izohalinami. Mořská voda má i svou barvu. Ta je ovlivněna reflexí barvy oblohy nebo oblaků na hladině. Pravá barva je tak něco mezi zelenou a  modrou. Největší průhlednost je v  Sargasovém moři ( 66 m ) a v Černém moři ( 77 m). Rudé moře má svůj název podle množství planktonu, Žluté moře podle spraší z řeky Huang He. Pohyby mořské vody Pohyby mořské vody jsou dvojího druhu. Jednak se dějí na  místě při vlnění a  dmutí, jednak se dějí na  velké vzdáleností prostřednictvím mořských proudů. Vlnění je způsobeno tím, že při každém nárazu větru na hladinu se dostávají jednotlivé částice do  kmitavého pohybu po křivkách zvaných orbity. Každá vlna má svůj hřbet, vpadlinu, výšku a  délku. Vlny mohou být volné a  nucené. Volné vlny vzniknou třeba při vhození kamene do vody a uklidňují se velmi dlouho, i  po  utichnutí větru. Nucené vlny naopak jsou nepravidelné. Existují také tzv.seiches neboli stojaté vlny, které vznikají hlavně v uzavřených částech moře nebo na jezerech ( Genfersee ) bez viditelné příčiny.

Voda

Vodárenský tok je určený jako zdroj vody k hromadnému zásobování obyvatelstva pitnou a užitkovou vodou. Vodní cesta – vodní tok, po  kterém je možné provozovat pravidelnou lodní dopravu. Tok, nebo úsek jeho koryta, kterým probíhá státní hranice, je hraničním tokem. Vodní toky jsou předmětem správy. Toky se člení na: „„ významné vodní toky „„ drobné vodní toky Seznam významných vodních toků stanovilo Ministerstvo zemědělství ve spolupráci s Ministerstvem životního prostředí. Vodní tok představuje složitý ekosystém, zahrnující jednak složku vodního prostředí, tj. koryto a  vodní prostor, jednak složku suchozemskou, kterou tvoří doprovodné porosty a navazující niva. Základní charakteristikou přirozeného průběhu dna koryta toku v podélném i příčném směru je střídání výmolů a brodů. Utváření dna koryta určuje vlastnosti biotopu vodního prostředí toku. Uplatňuje se především průběh povrchu dna – morfologická členitost, výskyt tůní, proudových stínů a  úkrytů, struktura a  mocnost dnové vrstvy, oživení bentickými organismy. Rozdílnost přírodních podmínek biotopů tekoucích vod vyjadřují tzv. rybí pásma, která vymezují životní prostředí vhodná pro určitou biotu.

Mořské proudy rozdělujeme na nucené (hnané větrem), volné, vyrovnávací. Hlavní hnací silou je jednak vítr, ale i  proměny atmosférického tlaku. Mezi nejvýznamnější mořské proudy patří Golfský, Jihorovníkový, Labradorský, Severorovníkový, Humboldtův, Jihorovníkový nebo Západní příhon.

Vodní toky a přiléhající niva, patří k hlavním krajinotvorným prvkům, představují prvky stabilizující krajinné přírodní prostředí. Tvoří kostru krajinného ekosystému.

Vodní toky

Jsou výsledkem dlouhodobého působení prvků krajinného prostředí. Drobné vodní toky tvoří základní část říční soustavy České republiky.

Dle vodního zákona vodní tok zahrnuje povrchové vody tekoucí vlastním spádem v  korytě trvale nebo po  převažující část roku, a to včetně vod v nich uměle vzdutých. Jejich součástí jsou i vody ve slepých ramenech a v úsecích přechodně tekoucích přirozenými dutinami pod zemským povrchem nebo zakrytými úseky.

Drobný vodní tok má převážně plochu povodí menší než 50 km2, jednoletý průtok menší než 10 m3.s-1, není hraničním tokem a  na  toku se nenacházejí vodní díla významná pro nakládání s  vodami (např. významné jezy, vodárenské nádrže, zdroje pitné vody, odběry pro energetiku, průmysl nad 100 000 m3.rok-1, vodní cesty).

Podle stavu se rozdělují toky na: „„ přirozený vodní tok „„ umělý tok

Drobným vodním tokem převážně není tok, který protéká obcí s více než 5000 obyvateli, který je součástí protipovodňové ochrany, který je chráněn Ramsarskou konvencí a který je součástí biokoridoru nadregionálního ÚSES a  také toky, které se využívají pro intenzivní vodní rekreaci.

„„ upravený tok

41

Voda

Vodní zdroje

Drobné vody se člení do těchto kategorií: Kategorie 1 pramenné pásmo, plocha povodí menší než 1 km2

„„ C – Podhorské potoky „„ Q330d menší než 0,2 m3.s-1 „„ nadmořská výška 200 až 600 m n. m.

Kategorie 2 otoky, plocha povodí větší než 1 km2 „„ A – Potoky nížin

„„ střední sklon toku 5 až 10 ‰ „„ sklon toku vyrovnaný, ustálený podélný profil

„„ Q330d menší než 0,2 m3.s-1

„„ transport valounů, štěrku a písku

„„ nadmořská výška do 350 m n. m.

„„ sedimentace valounů a  štěrku, místní akumulace písku

„„ střední sklon do 2 ‰ „„ rybí pásmo lipanové až pstruhové „„ sklon toku vyrovnaný, ustálený podélný profil „„ základní druhy ryb: lipan podhorní, pstruh obecný „„ transport písku, hlinitých a jílnatých splavenin „„ rybí pásmo cejnové, od 200 m n. m. parmové „„ základní druhy ryb: cejn velký, plotice obecná, štika obecná, jelec jesen, jelec tloušť, parma obecná „„ rychlost proudění vody do 0,3 m.s-1 při normálních průtocích v brodech, při průtoku velké vody do 1,5 m.s-1 „„ charakteristika koryta: hlinité až písčité dno, bahnité úseky, koryto málo členité s  malým množstvím úkrytů, meandrující trasa, porosty vodních rostlin „„ B – Potoky pahorkatin

„„ rychlost proudění vody 0,8 až 1 m.s-1 při normálních průtocích v brodech, při velké vodě do 2 m.s-1 „„ charakteristika koryta: brodové až peřejnaté úseky se štěrkovým dnem a s valouny, střídání delších brodových úseků s  nepravidelnými tůněmi s písčitým dnem, štěrkové lavice a písčité akumulace, nevýrazná členitost koryta „„ D – Horské potoky „„ nadmořská výška nad 500 m n. m. „„ střední sklon toku 10 až 30 ‰ „„ sklon toku proměnlivý, neustálený podélný profil s občasnými změnami

„„ nadmořská výška 200 až 600 m n. m.

„„ transport valounů, štěrku a písku

„„ střední sklon toku 2 až 10 ‰

„„ sedimentace valounů, štěrkové lavice, místní písčité akumulace

„„ sklon toku velmi proměnlivý „„ transport štěrku, písku a hlinitých splavenin „„ rybí pásmo parmové „„ základní druhy ryb: parma obecná, jelec tloušť „„ rychlost proudění vody do 0,4 m.s-1 při normálních průtocích v brodech, při průtoku velké vody do 2 m.s-1 „„ charakteristika koryta: písčité dno s hlinitými až bahnitými úseky v tůních a se štěrkovými brody, v tůních porosty vodních rostlin

42

„„ rybí pásmo pstruhové, základní druh je pstruh obecný „„ rychlost proudění vody 1 až 1,5 m.s-1 při normálních průtocích v brodech, při průtoku velké vody do 2,5 m.s-1 „„ charakteristika koryta: štěrkové dno s  valouny až balvany, drobné nepravidelné výmoly, stupně v  niveletě dna tvořené akumulacemi valounů, štěrkové lavice, drobné písčité akumulace, kamenité břehy s  četnými nátržemi, koryto značně členité

Vodní zdroje

„„ E – Bystřiny

Voda

Umělé – antropogenní Jde o díla, která byla vytvořena člověkem:

„„ plocha povodí menší než 35 km2 „„ vodní kanály „„ nadmořská výška nad 200 m n. m. „„ vodní tunely „„ střední sklon dna toku přes 30 ‰ „„ aquadukty „„ sklon toku velmi proměnlivý, neustálený podélný profil s  častými změnami, velká rozkolísanost průtoků

Členění profilu toku Podélný profil většiny toků lze rozdělit do tří zón.

„„ transport splavenin větších velikostí „„ sedimentace balvanů a  valounů, štěrkové lavice, drobné písčité akumulace „„ rybí pásmo pstruhové, základní druh je pstruh obecný „„ rychlost proudění vody 1 až 1,5 m.s-1 za normálních průtoků, za průtoku velké vody do 3,5 m.s-1 „„ charakteristika koryta: kamenité až balvanité dno, štěrkové a  písčité akumulace, četné akumulace valounů až balvanů tvořící stupně nivelety, četné nepravidelné výmoly malých rozměrů pod stupni a  za  balvany, kamenité až balvanité nepravidelné břehy, koryto značně členité, velké množství proudových stínů a úkrytů

Zóna 1, horní část má často nejvíce strmý gradient. Sedimenty jsou významně erodovány a odnášeny směrem po proudu. V zóně 2 dochází k částečnému ukládání erodovaného materiálu a představuje transportní část, obvykle je charakterizována širokou údolní nivou a sklony k meandraci. Postupně přechází v  zónu 3, jež zajišťuje významnou akumulaci sedimentu. Hlavní podíl na  utváření tvaru toku má energie proudu. Eroze, transport i akumulace se tak vyskytují vzájemně v každé zóně.

9.2.2. Vodní díla v krajině V krajině se vyskytuje široká škála přirozených i člověkem vytvořených vodních útvarů. Jsou nedílnou součástí přírodního prostředí. Postupně se však převáděly a převádějí přirozené vodní útvary na umělé, budují se vodní díla.

Druhy vodních toků Vodní toky se dělí na: Přirozené Přirozené vodní toky se dále rozdělují podle velikosti na několik typů, nicméně hranice mezi jednotlivými pojmy nejsou zcela jasně dané a ani hydrologové je neužívají jednotně: „„ bystřina – malý vodní tok se značným a  proměnlivým sklonem dna

Každé vodní dílo ovlivní ráz krajiny, hydrologické poměry, ovlivní stav a vývoj životního prostředí v daném území. Vodní díla jsou vymezena § 55 vodního zákona. Za  vodní díla se považují stavby, které slouží ke  vzdouvání a  zadržování vod, umělému usměrňování odtokového režimu povrchových vod, k ochraně a užíváním vod, k nakládání s vodami, ochraně před škodlivými účinky vod, k úpravě vodních poměrů nebo k jiným účelům, a to: „„ přehrady, hráze, vodní nádrže, jezy a zdrže

„„ potok – menší vodní tok s  vyrovnanějším a  mírnějším sklonem

„„ stavby, jimiž se upravují, mění nebo zřizují koryta vodních toků

„„ říčka – velikostní přechod mezi potokem a řekou „„ řeka – větší vodní tok „„ veletok – obvykle se vymezuje jako řeka alespoň 500 km dlouhá s plochou povodí alespoň 100 000 km2 „„ průtok – spojnice mezi dvěma vodními plochami nebo vodními toky

„„ stavby vodovodních řadů, vodárenských objektů, kanalizačních stok, čistíren odpadních vod „„ stavby na ochranu před povodněmi „„ stavby k  vodohospodářským melioracím, zavlažování a odvodňování pozemků

43

Voda

Vodní zdroje

„„ stavby, které se k  plavebním účelům zřizují v  korytech vodních toků nebo na jejich březích „„ stavby k  využití vodní energie a  energetického potenciálu

Dle obsahu živin (trofie) Malá produkce organické hmoty, dostatek kyslíku, malá tvorba sedimentů charakterizuje vody Oligotrofní. Vody eutrofní se naopak vyznačují velkou produkcí organické hmoty, malým množstvím kyslíku. Distrofní vody mají malé množství organických látek, ale vysoký obsah huminových kyselin.

„„ stavby odkališť „„ stavby sloužící k  pozorování stavu povrchových nebo podzemních vod „„ studny „„ stavby k hrazení bystřin a strží K největším vodním dílům, která výrazně ovlivňují ráz krajiny a vodohospodářské podmínky v povodí, patří přehrady.

Zvláštní druhy stojatých vod Za takovýto druh stojaté vody lze považovat například rašeliniště. Jedná se o mokřadní ekosystém, který je tvořen vodní plochou a  masou mechu rašeliníku. Chudý na  N,P, naopak obsahuje velké množství huminových kyselin. V níže položených oblastech za zemněním jezer (laicky řečeno vsáknutím jezerní vody do země) slatiny. Slatinné bahno bývá často léčivé. Používá se například při léčbě kožních nemocí. Mokřadní ekosystém ve výše položených lokalitách se nazývá také vrchoviště. Hlavním zdrojem vody je srážková voda.

Přehrady Přehrady jsou složité inženýrské vodohospodářské stavby většinou vybavené náročnou technologií pro využití vodní energie. Jsou to člověkem vybudovaná vodní tělesa, která přehrazují vodní tok a následně vyvolávají zatopení údolí nad tělesem hráze.

Trochu zvlášť stojí údolní nádrže, které tvoří jakýsi přechod mezi vodou stojatou a tekoucí.

Přehrady mají různé účely, např. hydroenergetické, regulaci průtoků vedoucí k  nadlepšení vodních stavů v  toku pod přehradou tak, aby byly umožněny potřebné odběry vody na dolní trati toků pro průmysl, plavbu, zavlažování atd.

Vodní nádrže, přirozené nebo umělé, jsou součástí kulturní krajiny ČR. Nejstarší rybníky byly budované již na konci prvního tisíciletí. K  rozmachu výstavby rybníku došlo za  vlády Karla IV., avšak za zlatý věk rybníkářství se považuje 16. století, kdy zejména Pernštejnové v Polabí a Rožmberkové v jižních Čechách budovali nejvetší rybniční soustavy. V té době bylo v českých zemích 180 tisíc hektaru rybníku s celkovou retenční kapacitou 2,4 mld. m3.

Vodohospodářské nádrže slouží pro akumulaci vody pro zásobování obyvatel pitnou vodou. Další využití nadržené vody (vodní zdrže), je pro rekreaci, sportovní rybolov, vodní sporty.

V současnosti rybníky a vodní nádrže zaujímají asi 81 tis. hektaru, z toho cca 24 tis. rybníku leží na ploše 51 tis. hektaru a více než 100 údolních nádrží leží na ploše asi 30 tis. hektaru.

Velká rozloha zatopeného území příznivě ovlivňuje mikroklima v širší oblasti. Každá přehrada má víceúčelový charakter. Provoz nádrže se řídí vodoprávně schváleným manipulačním a provozním řádem.

Podstatnou předností rybničních nádrží je jejich vliv na zpomalení odtoku vody při povodních a vliv na retenční kapacitu krajiny. Téměř polovina rybníku plní dočištovací funkci, někdy i čistící funkci, dále mají rybníky významnou funkci při zachycování sedimentu.

Význam přehrad pro protipovodňovou ochranu na  toku je dán jejich vodohospodářským řešením a manipulací s vodou. Retenční prostor přehrad většinou není rozhodující, představuje však zachycení cca 400 mil. m3 vody z povodňové vlny. Dělení vodních nádrží Umělé a přirozené Ty přirozené vodní nádrže vznikly různými způsoby. Podle toho je také dělíme. Z dob, kdy bylo území pokryto ledovcem nám zústala ledovcová jezírka (plesa). Jiné nádrže mohou být například původu tektonického, vulkanického, krasového... Vznikly i říční nádrže a nádrže při mořském pobřeží. Námi vytvořené jsou například rybníky nebo údolní nádrže (záleží na době zdržení vody).

44

Komu patří voda aneb můžeme si přivlastnit např. řeku? Vodní zákon č. 254/2001 Sb. nám říká: „Vody povrchové a  podzemní nejsou předmětem vlastnictví a nejsou součástí ani příslušenstvím pozemků, na němž nebo pod nímž se vyskytují“. Nebo-li voda je majetkem nás všech. Koryta řek však podle vodního zákona mohou mít vlastníka, jímž zákon předepisuje celou řadu povinností a omezení. Vodu v řece ani jezeru nebo rybníku ale vlastnit nemůžeme.

Vodní zdroje

Voda

229/2007 Sb. Ochraně jakosti povrchových a podzemních vodních zdrojů prostřednictvím opatření souvisejících se zemědělskou činností se věnuje též jedna z os Národního strategického plánu rozvoje venkova České republiky na období 2007–2013.

9.2.3. Kvalita vody ve vodních zdrojích

Ukazatele vyjadřující stav vody ve vodním toku, NEK a poža-

23. října 2000, kterou se stanoví rámec pro činnost Společen-

a  odpadních vod, náležitostech povolení k  vypouštění od-

Dopady jakosti povrchové vody na lidské zdraví a ekosystémy davky na  užívání vod stanovuje nařízení vlády č. 23/2011 Jakost vody má jakosti přímývodvliv především a navlády vodu vázaných Sb., kterým se vodních mění nařízení č. 61/2003 Sb., o ukazaZákladnípovrchové požadavky na zlepšení vychází ze směr-na biodiverzitu organismů, ale ovlivňuje též další přilehlé ekosystémy (např. říční nivy). telích a hodnotách přípustného znečištění povrchových vod nice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES ze dne padních voddo do vod povrchových a do kanalizací ství v oblasti množství vodní politiky (tzv. rámcová směrnice).fosforu) Směrni- vstupujících Nadměrné nutrientů (především vodního prostředí přispívá a o citlivých k oblastech, ve znění nařízení vládypitné č. 229/2007 ce se zaměřuje na komplexní ochranu kvality i kvantity eutrofizaci vod (především v nádržích), která vod, je problematická v rámci úpravy vody Sb. a Ochraně jakosti prevenci zhoršování alespoň dobréhopovrchových stavu představuje přímé a dosažení zdravotní riziko přitzv. využívání vodpovrchových ke koupání.a podzemních vodních zdrojů prostřed-

nictvím opatření souvisejících se zemědělskou činností se vod a  s  nimi spojených ekosystémů, jako základ pro trvale věnuje též jedna z os Národního strategického plánu rozudržitelné užívání vod a zmírňování následků povodní a suNěkteré nebezpečné látky obsažené v povrchových vodách mají schopnost dlouhodobě se voje venkova České republiky na období 2007–2013. cha. Vzhledem k plošnému znečištění je významná směrnice akumulovat v sedimentech a v tkáních vodních živočichů a vstupovat tak do potravního řetězce celé Rady 91/676/EHS ze dne 19. prosince 1991 o  ochraně vod řady dalších organismů včetně člověka. K hlavním zdravotním rizikům požitím a expozicí Dopady jakostispojeným povrchové svody před znečišťováním dusičnany ze zemědělských zdrojů (tzv. znečištěné vodě patří nákaza infekčními onemocněními a na lidské kožní vyrážky. zdraví a ekosystémy nitrátová směrnice). Jako prostředek dosažení těchto cílů jerepubliky požadována správa Zpráva o životním prostředí České

Jakost povrchové vody má přímý vliv především na biodiverzitu vodních a na vodu vázaných organismů, ale ovlivňuje též povrchových i podzemních vod a stanovení emisních a imisJakost vody je pravidelně vyhodnocovány a uváděna ve Zprávě o životním prostředí České republiky. další přilehlé ekosystémy (např. říční nivy). ních limitů a  kvalitativních cílů. Konkrétní cíle a  programy Zpráva životním prostředí České je komplexní hodnotící dokument, který shrnuje aktuální opatřeníoke zlepšování jakosti vod jsou republiky stanoveny v Plánech poznatky prostředí,množství vlivu hospodářských sektorů na vstupujínutrientů (především fosforu) povodí. o stavu a vývoji jednotlivých složek životního Nadměrné životní prostředí, nástrojích politiky životního prostředí, stavu životníhovod (předecích dopadech do  vodního současného prostředí přispívá k  eutrofizaci prostředí lidskésměrnice zdraví a do českého ekosystémy a o stavu životního prostředí v mezinárodním kontextu. Cílem vším v nádržích), která je problematická v rámci úpravy pitné Transpozicina rámcové právního systému vody a představuje příménové zdravotní riziko oblasti, při využívání povrzajišťuje č. 254/2001 Sb. (vodní zákon), prostředí je rovněžpředevším posouditzákon naplňování Státní politiky životního a identifikovat prioritní chových vod ke koupání. který prošel v  roce novelizací. Z  významkteré by měly být v2010 rámcirozsáhlou politiky řešeny. ných změn lze jmenovat nové pojetí plánování v oblasti vod Některé nebezpečné látky obsažené v povrchových vodách (stávajících 8 oblastí povodí nahradí plány 10 dílčích povodí) Zpráva o životním prostředí České republiky je v gesci Ministerstva životního prostředí vytvářena a mají schopnost dlouhodobě se akumulovat v  sedimentech a podporu revitalizací vodních toků. předkládána vládě každoročně, a to již od roku 1993. Po schválení je v souladu se zákonem a v tkáníchvládou vodníchČR živočichů a vstupovat tak do potravního č. 123/1998 Sb., o právu na informace o životním prostředí, zveřejněna, a to na internetových řetězce celé řady dalších organismů včetně člověka. K hlavDůležitým nástrojem z  hlediska ochrany vod před prioritnístránkách Ministerstva prostředí.Evropského ním zdravotním rizikům spojeným s požitím a expozicí znemi nebezpečnými látkamiživotního se stala směrnice čištěné vodě patří nákaza infekčními onemocněními a kožní parlamentu a Rady 2008/105/ES ze dne 16. prosince 2008 vyrážky. znečištění ve vodních tocích Labe a normách environmentální v  oblasti vodní politiky. ukazatelů Vo následujících grafech jsoukvality uvedeny vývoje koncentrací Dosažení těchto norem je povinností do konce roku 2015. Odry, dále srovnání průměrných hodnot koncentrací ukazatelů znečištění v tocích ČR a východní Evropy

za období 1993 - 2008, kde zdrojem je Zpráva o životním prostředí České republiky v roce 2011:

63 45

Voda

Vodní zdroje

Zpráva o životním prostředí České republiky

Znečištění velkých toků v ČR

Jakost vody je pravidelně vyhodnocovány a uváděna ve Zprávě o  životním prostředí České republiky. Zpráva o  životním prostředí České republiky je komplexní hodnotící dokument, který shrnuje aktuální poznatky o  stavu a  vývoji jednotlivých složek životního prostředí, vlivu hospodářských sektorů na  životní prostředí, nástrojích politiky životního prostředí, dopadech současného stavu životního prostředí na  lidské zdraví a ekosystémy a o stavu životního prostředí v mezinárodním kontextu. Cílem je rovněž posoudit naplňování Státní politiky životního prostředí a  identifikovat nové prioritní oblasti, které by měly být v rámci politiky řešeny.

Pro zjednodušení složitosti otázky kvality vody byly stanoveny třídy jakosti; I. třída značená modrou barvou je nejlepší a V. třída značená barvou červenou nejhorší.

Zpráva o životním prostředí České republiky je v gesci Ministerstva životního prostředí vytvářena a  předkládána vládě každoročně, a to již od roku 1993. Po schválení vládou ČR je v souladu se zákonem č. 123/1998 Sb., o právu na informace o  životním prostředí, zveřejněna, a  to na  internetových stránkách Ministerstva životního prostředí. V  grafech 1–3 jsou uvedeny vývoje koncentrací ukazatelů znečištění ve vodních tocích Labe a Odry, dále srovnání průměrných hodnot koncentrací ukazatelů znečištění v  tocích ČR a východní Evropy za období 1993–2008, kde zdrojem je Zpráva o životním prostředí České republiky v roce 2011.

Znečištění vody se sleduje vždy ve  stejných místech – tzv. měrných profilech. V některých místech se sledování provádí už řadu desetiletí. Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) jako Národní referenční středisko pro monitoring v  rámci činností zajišťovaných pro MŽP provozuje informační systém IS ARROW. Systém umožňuje uložení a  zpracování výsledků programů monitoringu týkající se sledování chemického stavu a ekologického stavu vod dle požadavků Směrnice Rady č. 2000/60/ ES, ustavující rámec pro činnosti Společenství v  oblasti vodohospodářské politiky (Rámcová směrnice) a  jejich zveřejnění pro laickou i odbornou veřejnost Znečištění vody se sleduje vždy ve  stejných místech – tzv. měrných profilech. V některých místech se sledování provádí už řadu desetiletí. Můžete si také najít, kolik bylo v  řekách např. těžkých kovů (rtuť, olovo), rozpuštěných zbytků výkalů (fekální bakterie), rozpuštěných živin (dusičnany, fosforečnany), nebo třeba nebezpečných pesticidů (např. lindan gama-HCH). V  podrobné databázi ČHMÚ (hydro.chmi.cz/isarrow/index. php ) uvidíte, v kolika místech se měřilo. Na webových stránkách Českého hydrometeorologického ústavu www.chmi.cz lze nalézt mnoho zajímavých aktuálních i historických údajů o monitorování vody v české republice.

ištění velkých toků v ČR zjednodušení složitosti otázky kvality vody byly stanoveny třídy jakosti; I. třída značená modrou 46 ou je nejlepší a V. třída značená barvou červenou nejhorší.

ištění vody se sleduje vždy ve stejných místech - tzv. měrných profilech. V některých místech se

Vodní zdroje

Znečištění vašeho potoka Zjistit, jak je na tom s čistotou vody nějaký potok ve vašem okolí je obtížné. Pro celkové zhodnocení kvality a vyloučení přítomnosti nebezpečných jedovatých látek se na  velkých tocích ve  vodě pravidelně měří přes 100 chemických látek a jejich směsí. To ve vašem potoce asi nikdo nedělá. Některé malé potoky v polích a lukách sleduje příslušní správa povodí. Můžete zkusit vyhledat, zda ten váš je mezi nimi také. Jinak nezbývá, než se pokusit získat informace od správce vašeho vodního toku, na obecním úřadě, anebo se do analýzy pustit s pomocí pedagoga sami. Celkové zhodnocení čistoty vody na velkých řekách Zajímavá je otázka, jestli se u nás kvalita vod zlepšuje nebo zhoršuje. Pro celkové zhodnocení se dělají statistiky sledování velkého množství míst na  všech našich větších řekách. V  posledních patnácti letech docházelo vlivem přísnějších zákonných předpisů k významnému zlepšování kvality našich toků, které se předtím dostaly místy až na pokraj svého života. Znečištění živinami jako je dusík a fosfor, vodní květ Zdánlivě málo nebezpečné látky, jako jsou dusičnany nebo fosforečnany, mohou přesto ve vodách způsobit vážné problémy. Přemíra živin ve vodách může vést k rychlému bujení vodních rostlin. Přemnožené sinice tvoří tzv. vodní květ, který produkuje do vody jedovaté látky. Pokud se živiny dostanou do  podzemních vod, mohou je dlouhodobě kontaminovat. Zmineralizované živiny odnášejí řeky většinou až do  moře, kde působí vážné problémy mořským ekosystémům. Ty na přehnojení reagují stejně jako naše přehrady. Rychle zde bují řasy, rozmnožují se i jedovaté druhy a po odumření řas chybí ve vodě kyslík. Živiny v povrchových vodách Do  povrchových vod se mohou živiny (zejména sloučeniny dusíku a fosforu) dostávat jednak z výpustí přečištěných odpadních vod, ale také při silných deštích splachy z přehnojených polí nebo kejdovaných luk. Pokud se jedná o  silně reaktivní sloučeniny, jako je například právě amoniak (čpavek) obsažený v kejdě, dochází ve vodních tocích vlivem samočistících procesů k jeho postupné přeměně na dusičnany. Zmineralizované formy dusíku a  fosforu (dusičnany a  fosforečnany) ve vodě již dlouhodobě zůstávají a odtečou až do moře. Živiny v podzemních vodách (dusičnany a sloučeniny fosforu) Do podzemních vod (mělké vrty, hluboké vrty) pronikají sloučeniny dusíku a  fosforu nejčastěji průsakem z  přehnojené půdy, anebo z  nechtěného vsakování odpadních vod z  netěsných žump a  kanalizací. Zdravotní problémy při využití takéto vody jako pitné působí vyšší koncentrace dusičnanů,

Voda

na  které jsou zvláště citliví kojenci krmení umělou výživou. Dusičnany se v jejich zažívacím traktu přeměňují v další sloučeniny – nejdřív na dusitany, které vedou k poruše přenosu kyslíku krví (tzv. modrání kojenců), a ty pak na rakovinotvorné nitrosaminy. I pro dospělého člověka představuje vysoká koncentrace dusičnanů riziko. Běžně se stravující člověk ale přijme většinu dávky dusičnanů a dusitanů v masných výrobcích, kam se přidávají jako povolená aditiva, nebo v zelenině. Vodní květ (přemnožení sinic) a koupání Stalo se vám, že jste se nemohli jít koupat, protože voda zeleně kvetla? Podstatou vodního květu je přemnožení mikroskopických vodních sinic. Sinice jsou příbuzné bakteriím a za příznivých podmínek (teplo, dostatek živin) se dokážou ve vodě silně namnožit. Jejich shluky pak v podobě drobných jehliček můžeme pozorovat u hladiny pouhým okem. Zvláště alergikům mohou po koupání působit vážné obtíže jedovaté látky, které sinice vylučují do vody. Sinicové jedy (cyanotoxiny) jsou škodlivé také v případě, že proniknou do pitné vody. Podrobně a  srozumitelně o  vodním květu čtěte na  webu Státního zdravotního ústavu. Zde se dozvíte více o  čistotě vody v nádržích (včetně vodárenských) s ohledem na vegetační zákal. Znečišťující látky ve vodách – dělení Znečišťující látky můžeme rozdělit do několika skupin. Najdeme zde látky organického původu (fekálie, zbytky jídel), které vedou ke  hnití vody (spotřebovávají v  ní rozpuštěný kyslík). Tyto látky se časem samočištěním přemění a přestanou škodit. Látky v podobě rozpuštěných minerálů (dusičnany, soli) se z řek neztratí a dotečou až do moře. Nebezpečné jsou různé jedovaté (xenobiotické) látky, pokud projdou čistírnou odpadních vod až do řeky. Mezi ně můžeme počítat těžké kovy (např. rtuť, kadmium), přípravky na  ochranu rostlin (pesticidy) a řadu dalších látek pocházejících z tzv. domácí chemie, průmyslové výroby nebo těžby nerostů Jedovaté látky mohou proniknout i  do  podzemních vod. Množství znečišťujících látek sleduje Ministerstvo životního prostředí prostřednictvím veřejně přístupného registru Integrovaný registr znečišťování (IRZ, www.irz.cz), a  také třeba nevládní organizace. Velké množství dat o toxických látkách v tocích najdete v přehledu výsledků monitoringu ČHMÚ. Znečišťovatelé Mezi hlavní zdroje znečištění patří nedostatečně vyčištěné komunální odpadní vody (z bytů, hotelů, obchodů atd.), čištěné odpadní vody průmyslových podniků a zemědělství. Ze zemědělství se znečištění do vody obvykle nedostává přímo (s výjimkou havárií), ale pomalu prosakuje z přihnojovaných polí a  luk do  podzemní vody a  pramenů. Pro malé potoky jsou významnými zdroji znečištění i malé vesnice nebo jednotlivá rekreační střediska. Mnoho jich dosud nemá čistírnu

47

Voda

Vodní zdroje

a – i když už byla vybudována – nemůže nikdy dosáhnout takové účinnosti jako velké městské nebo průmyslové čistírny odpadních vod (ČOV). Vhodné je proto přidat ještě dočišťovací stupeň, například rybník. Množství látek, které ročně odnášejí řeky Řeky u nás nekončí, ale tečou do moře. Slyšeli jste o znečištění Severního moře a jak v něm umírají tuleni? Ano, právě až sem se dostanou některé znečišťující látky z  nedostatečně vyčištěných odpadních vod z  Prahy nebo Ústí nad Labem. Amoniak (čpavek) ve vodě celkem rychle zreaguje, množství organických látek se procesy samočištění významně sníží. Ale minerální živiny, jako jsou dusičnany a  fosforečnany, nebo třeba těžké kovy a některé pesticidy odnesou řeky až do moře. Bilance jakosti a množství vod Podle zákona č.254/2001 Sb. o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon) a  Vyhlášky Ministerstva zemědělství o obsahu vodní bilance, způsobu jejího stanovení a údajích

pro vodní bilanci č. 431/2001 Sb. sestavuje Český hydrometeorologický ústav Hydrologickou bilanci České republiky. Hydrologická bilance se skládá z bilance množství vody a bilance jakosti vody. Výstupy bilance množství v těchto povodích obsahují údaje o: „„ atmosférických srážkách „„ celkovém odtoku základním odtoku „„ zásobách vody ve sněhové pokrývce „„ změnách zásob podzemní vody „„ přirozených průtocích vody ve vodních tocích Pro účely bilance jakosti vody v  roce 2002 bylo na  území České republiky zvoleno 283 profilů sledování jakosti povrchových vod a 461 objektů sledování jakosti podzemních vod (137 pramenů, 146 mělkých vrtů, 178 hlubokých vrtů). V roce 2006 to bylo již 387 profilů sledování jakosti povrchových

organických látek se procesy samočištění významně sníží. Ale minerální živiny, jako jsou dusičnany a fosforečnany, nebo třeba těžké kovy a některé pesticidy odnesou až do moře. Odnos vybraných látek v jednotlivých profilechřeky [t/rok] Pokračování tabulky viz str. 137 Hydrologická bilance množství a jakosti vody České republiky v roce 2011 Tabulka: Odnos vybraných látek v jednotlivých profilech [t/rok] (voda.chmi.cz/opzv/bilance/zprava_bilance_11.pdf).

48

Pokračování tabulky viz str. 137 Hydrologická bilance množství a jakosti vody České republiky v roce 2011 http://voda.chmi.cz/opzv/bilance/zprava_bilance_11.pdf Bilance jakosti a množství vod

Vodní zdroje

vod a 461 objektů sledování jakosti podzemních vod (138 pramenů, 147 mělkých vrtů, 176 hlubokých vrtů), pro které byly určeny tyto výstupy: „„ sestava ukazatelů jakosti vody porovnaných s referenčními hodnotami

Voda

„„ výsledky výpočtu látkového odnosu zvolených látek ve vybraných profilech „„ přehledná mapa jakosti podzemních vod v  přírodním prostředí „„ přehledná mapa jakosti vody ve vodních tocích

9.3. Praktická část 1. Zmapujte vodní zdroje ve  zvolené oblasti (region kde bydlíte, např. Teplicko, Litvínovsko atd.) a  rozdělte je na přirozené a umělé.

6. Vyskytují se v nejbližším rybníku řasy a sinice? Proč je nevhodné se koupat ve vodách, kde jsou sinice? 7. Zlepšuje se nebo zhoršuje kvalita vod v  České republice? Pro vyhledání odpovědi využijte doporučené zdroje informací v textu.

2. Popište jejich účel. 3. Odpovězte na otázku, komu patří voda a zda ji můžete vlastnit? 4. Jaké jsou kvalitativní ukazatele vody?

8. Odhadli byste, kolik tun různých látek (dusík, fosfor) Labe v  Děčíně ročně odnáší dále do  Německa? Už Vltava pod Prahou odnáší ročně deseti tisíce tun.

5. Pokuste se zjistit, jaká je kvalita vody vodního toku ve  vašem okolí. Co je příčinou případného znečiš9.3.1. Pokusy a měření s využitím tění? Kdo je největší znečišťovatel? Zeptejte se pořízených pomůcek • sestava ukazatelů jakostiúřadě, vody na nejbližším porovnaných s referenčními hodnotami na svém obecním či městském • výsledky látek ve vybraných profilech podniku povodí.výpočtu látkového odnosu zvolenýchViz pracovní list 10 a 11.

• •

přehledná mapa jakosti podzemních vod v přírodním prostředí přehledná mapa jakosti vody ve vodních tocích

Rozdělení České republiky Obrázek: Rozdělení České republiky do 10 bilančních oblastí do 10 bilančních oblastí

Zdroj: http://voda.chmi.cz/opzv/bilance/zprava_bilance_11.pdf

9.3

Praktická část f.

Zmapujte vodní zdroje ve zvolené oblasti (region kde bydlíte, např. Teplicko,

49

Voda

Vodní zdroje II

Pracovní list 10

Vodní zdroje II (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky)

10.1. Praktická část V návaznosti na Pracovní list č. 9 bude realizována vycházka či exkurze s cílem seznámení žáků s vodními zdroji ve vytipovaném území.

10.1.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek V  průběhu exkurze budou odebrány vzorky vod z  různých druhů vodních zdrojů, např. řeky, potoka, rašeliniště, vodní nádrže a také vody stojaté. Místa odběrů budou stanovována pomocí GPS. Žáci pomocí Xploreru a Pasco-senzorů určí GPS souřadnice lokality, pH a vodivost vzorků vody a uvedou do zápisu. Odeberou vzorky vody pro laboratorní cvičení k určení její kvality pomocí kolorimetru.

50

V  laboratorním cvičení (Pracovní list 11) zanalyzují vzorky vody odebrané během předešlé vycházky a  určí obsah dusičnanů, fosforečnanů a  chlóru pomocí Pasco-kolorimetru a Xploreru, výsledky zpracují do protokolu, pro nějž případně využijí i zápis z vycházky.

Vodní zdroje III

Voda

Pracovní list 11

Vodní zdroje III (moře, oceány, řeky, potoky, mokřady, jezera, přehrady, rybníky)

11.1. Praktická část V návaznosti na Pracovní list 9 a 10 budou analyzovány vzorky vod, odebraných v rámci vycházky či exkurze s cílem seznámení žáků s vodními zdroji ve vytipovaném území.

11.1.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek Cíl: porovnání kvality vody z různých vodních zdrojů V  průběhu exkurze budou odebrány vzorky vod z  různých druhů vodních zdrojů, např. řeky, potoka, rašeliniště, vodní nádrže a také vody stojaté.

„„ sady ampulí a  reaktantů k  určování obsahu dusičnanů (EZ-2333A), fosforečnanů (EZ-2337) a chlóru „„ (EZ-2339) ve vodě „„ software DataStudio

Postup včetně motivace, potřebných pomůcek a  přístrojů formy PASCO, pracovního návodu, pracovních listů pro učitele i  žáky dle Sady výukových materiálů Biologie, projekt „Jdeme na to od lesa“ (Gymnázium Frýdlant, Mládež 884). „„ www.zelenalaborator.cz/files/Biologie/GF_metodika22_EKOLOGIE_kvalita_vody_FINAL.pdf Žáci pomocí Xploreru a Pasco-senzorů určí GPS souřadnice lokality, pH a vodivost vzorků vody a uvedou do zápisu. Odeberou vzorky vody pro laboratorní cvičení k určení její kvality pomocí kolorimetru. V laboratorním cvičení zanalyzují vzorky vody odebrané během předešlé vycházky a  určí obsah dusičnanů, fosforečnanů a  chlóru pomocí Pasco-kolorimetru a Xploreru, výsledky zpracují do protokolu, pro nějž případně využijí i zápis z vycházky či exkurze. Speciální pomůcky

Upozornění Pro využití kolorimetru pro provádění laboratorní práce s kolorimetrem je potřeba vysvětlit princip Lambert-Beerůva zákon. Lambert–Beerův zákon Prochází-li tok rovnoběžných monochromatických paprsků o  určité zářivé energii (F0), homogení vrstvou délky (l), dochází k  určité absorbci záření a  z  homogení vrstvy vychází paprsek se sníženou zářivou energií (F). Velikost absorbce záření je závislá na  délce vrstvy (l) a na koncentraci absorbující složky (c). Vzájemný vztah mezi absorbcí záření, délkou vrstvy a  koncentrací absorbující látky udává spojený Lambert - Beerův zákon, který můžeme matematicky vyjádřit jako A= e • c • l

„„ X-plorer nebo jiná sběrnice dat „„ GPS-senzor „„ PS-2179 Kvalita vody – kolorimetr

A = absorbance, c = koncentrace absorbující složky, l = délka absorbující vrstvy e = molární absorbční koeficient, který je charakteristický pro danou látku.

51

Voda

Vodní zdroje III

ve zkoumaném roztoku. Pokud má kalibrační křivka lineární průběh můžeme k určení koncentrace látky určit výpočtem. c(vz) = Avz/Ast • cst c(vz) = koncentrace látky ve vzorku, c(st) = koncentrace látky ve standardu, A(vz) = absorbance vzorku, A(st) = absorbance standardu.

Lambert - Beerův zákon platí pouze v omezeném rozsahu (je zákonem limitním). Platí pouze za následujících podmínek: „„ záření musí být monochromatické „„ roztoky musejí být velmi zředěné (c < 10-2 mol/l) „„ absorbující prostředí nesmí podléhat žádným změnám „„ v roztoku musí být jen jedna absorbující složka (pokud je v roztoku přítomno více složek je absorbance sumou absorbancí jednotlivých složek) Odchylky do L.B. zákona se projeví, pokud vyneseme závislost absorbance na koncentraci odchylkou od lineární přímky směrem nahoru (konvexní tvar), dolů (konkávní tvar). Pokud je v roztoku přítomna i jiná absorbující složka, pak protíná křivka osu y a absorbace je dána vztahem A = A0 + e • c • l A0 = je absorbace pozadí (další absorbující složky).

Závislost absorbace na  koncentraci nazýváme kalibrační křivkou. V  rozsahu zákona L.B. má tvar přímky vycházející z počátku. Z kalibrační křivky můžeme určit koncentraci látky

52

Ochrana vody (svět, EU)

Voda

Pracovní list 12

Ochrana vody (svět, EU)

12.1. Úvod Znečištění vody je jeden z  největších problémů současného světa; výrazně totiž omezuje přístup určité části lidské populace k pitné vodě. Znečištěním vodních toků a nádrží se zhoršuje kvalita vodních ekosystémů i ekosystémů v jejich okolí. Znečištění vody lze v některých případech omezit metodami čištění odpadních vod. Lidstvo působí na vodní zdroje ve všech směrech a znečišťuje vodní toky, které v konečném důsledku mohou ohrozit život ve vodách i v mořích. Do ovzduší, vod a půdy vstupuje vlivem lidské činnosti asi 100 000 různých chemických sloučenin. V atmosféře se nachází tuny nečistot, které se se srážkami vracejí na zem. Světová zdravotnická organizace přijala následující definici znečištění vod:

Voda je znečištěna, je-li její složení změněno v důsledku přímé nebo nepřímé činnosti člověka tak, že je méně vhodná pro některé nebo všechna účely, pro které je voda vhodná v přirozeném stavu.

Vodu a její zdroje je nutné chránit. Ochrana vod v sobě zahrnuje kromě ochrany povrchových a podzemních vod i ochranu celých vodních ekosystémů. Cílem ochrany vod je zabezpečit nejen jejich kvalitu, ale také její dostatečné množství pomocí udržitelného užívání vodních zdrojů. Odběr vod by měl vždy respektovat požadavky na užívání vod a dobrý stav a ekologické limity vodních útvarů.

12.2. Teoretická část 12.2.1. Znečištění vod

Rozdělení podle povahy znečištění

Největší znečištění jsou v průmyslových oblastech, ale také v oblastech se zemědělstvím z důvodů používání pesticidů a  jiných chemických přípravků, které znečišťují vodu. Organické a  anorganické nečistoty, inertní látky, látky toxické, látky a  organismy, které způsobují organoleptické znehodnocování vody, mikroorganismy způsobující vodou sdílené choroby a  paraziti, látky mutagenní a  karcinogenní, teplo sdílené oteplenými odpadními vodami a radionuklidy.

Znečištění může nastat: „„ půdními a jílovitými částicemi, např. následkem eroze „„ eutrofizace „„ toxickými látkami „„ anorganickými průmyslovými kaly „„ průmyslovými tuky a oleji „„ radioaktivitou „„ teplem „„ mikrobiálním znečištěním (patogenními zárodky)

53

Voda

Ochrana vody (svět, EU)

Zdroje znečišťování vody „„ zemědělství „„ doprava „„ těžba

Dle původu: Dle původu lze rozlišit látky pocházející z  průmyslu, zemědělství, komunální sféry, dopravy, eroze vodní nebo větrné apod. Nejvíce kvalitu vody ohrožují látky rozpuštěné ve vodě. Tyto látky ovlivňují kvalitu vody v celém objemu toku.

„„ průmyslová výroba a skladování „„ služby „„ domácnosti

Pokud se jedná o  organické látky podléhající biochemickému rozkladu, snižují za aerobních podmínek hladinu kyslíku ve vodě a ohrožují nejvíce vodní flóru a faunu. V nejhorším případě může dojít až ke  zvratu rozkladu do  anaerobních poměrů.

„„ přirozené zdroje Znečištění vodních toků Znečišťující látky vstupující do  povrchových vod nepříznivě ovlivňující celkový stav vodního toku a složení vody, plovoucí nečistoty působí rušivě až odpudivě. V  případě přítomnosti těkavých složek ve  vodě mohou pachy obtěžovat bližší i  vzdálenější okolí, zejména u  peřejí, splavů a  jezů, kde dochází k  intenzivnímu provzdušnění vody a  desorpci rozpuštěných plynů (princip stripingu). Znečišťující látky lze vzájemně rozlišit dle několika hledisek: Dle vstupu do toku lze rozlišit zdroje: „„ místní – bodové, které ústí do  vodního toku v  jednom konkrétním místě. Jedná se např. o  vyústění kanalizační sítě, malý znečištěný tok nebo stoku. „„ liniové – difusní, které vstupují do  toku např. průsakem kontaminované vody z pobřežních pozemků, vodní erozí způsobenou odplavováním půdy při deštích nebo při rychlém tání sněhu. Dle skupenství znečišťujících látek: „„ plynné látky rozpuštěné ve vodě

Rozpuštěné anorganické látky (RL) zvyšují solnost vody, její korozívní účinky na  kovové i  betonové konstrukce se také zvyšují. Často způsobují potíže při úpravě vody, někdy omezují až vylučují její použitelnost, neboť prodražují úpravárenské procesy. Nejvážnější potíže způsobují ionty amonné, dusičnanové a fosforečnanové. Tyto základní živiny mohou za příznivých světelných a tepelných podmínek vyvolat enormní růst biomasy až eutrofizaci vod. Nerozpuštěné anorganické a  organické látky (NL) většinou kvalitu vody příliš neovlivňují, ale působí nepříznivě na vzhled toku. Nejhorší jsou v tomto směru rostlinné oleje a  tuky, ale zejména ropné látky (motorová paliva a  maziva, lehké a těžké topné oleje, rozpouštědla aj.). Všechny tyto znečišťující látky se na  hladině rozprostírají do tenké vrstvy bránící přístupu vzduchu, čímž brání rozpouštění kyslíku ve vodě. Jejich biochemické odbourávání přirozenými procesy sice probíhá, ale velmi pomalu. Při delším trvání tohoto znečištění (několik dnů nebo týdnů) závisle na množství znečišťujících látek, ročním období, průtoku a  teplotě vody, teplotě atmosféry a  slunečním svitu může dojít až ke kolapsu ekosystému. Potom jeho návrat do původního přírodního stavu trvá velmi dlouho nebo je bez aktivního zásahu člověka vyloučen.

„„ tuhé látky rozpuštěné ve vodě „„ nerozpuštěné suspendované v  objemu vody dobře sedimentující nebo nesedimentující „„ nerozpuštěné plovoucí na hladině „„ kapalné látky dokonale mísitelné s  vodou tvořící roztoky

Proto je nezbytné co nejrychlejší zastavení šíření plovoucích látek pomocí norných stěn a  odčerpání nebo sbírání nečistot s hladiny toku. Zbytkové znečištění je sanováno pomocí adsorbentů např. na  bázi křemeliny, vláknitých hmot nebo dřevěných pilin. Nerozpuštěné látky s hustotou vyšší než má voda se v klidnějších úsecích vodních toků usazují a zanášejí koryto. Současně zhoršují prosvětlení vody.

„„ částečně mísitelné tvořící roztoky nebo emulze „„ n emísitelné s vodou, většinou plovoucí na hladině

54

U  splavněných řek působí další potíže – snižují využitelný ponor plavidel a  zhoršují průjezdnost plavební dráhy. Při

Ochrana vody (svět, EU)

zvýšených průtocích se část kalů zvíří a pohybuje se vodním tokem, až se opět usadí v klidnějších úsecích toku nebo při povodních v zátopovém (inundačním) území. Kaly mohou významně působit na změny ekosystému. V silnějších vrstvách usazených kalů obsahujících organické látky probíhají pomalejší anaerobní rozkladné procesy, neboť k nim nemá přístup okysličená voda. Do vody se pak v podobě bublin uvolňuje oxid uhličitý a metan. Huminové kyseliny a jejich soli obsažené v sedimentech působí jako iontoměniče a vážou na sebe kationy těžkých kovů. Proto bahno vytěžené ze dna toků nebo nádrží může být zcela nevhodné pro rekultivace a  zúrodňování půd. Často je klasifikováno jako nebezpečný odpad a dle toho se s ním musí nakládat. Mikrorganismy – bakterie, viry, řasy aj. – jejich škodlivost je hodnocena podle patogenity, schopnosti vyvolávat různá infekční onemocnění. Platí, že patogenní zárodky lépe a déle přežívají ve znečištěné vodě za zvýšené teploty. Řada kmenů bakterií naopak v přirozených samočisticích procesech způsobuje biochemické odbourávání organických sloučenin (viz. dále). Riziko oteplení vodního toku bývá problémem při vypouštění větších objemů ohřátých chladících vod z průmyslu nebo energetiky. Hovoří se potom o tepelném znečištění vodního toku. Nejvýraznější je tento problém v  letních měsících za  vyšších atmosférických teplot a nízkých průtoků vody v tocích. Zvýšená teplota vody způsobuje snížení koncentrace kyslíku ve vodě, urychlení rozkladných procesů a tím vyšší spotřebu kyslíku. V  krajním případě se při dlouhodobém vypouštění oteplených vod zcela změní ekosystém v daném úseku toku. Z tohoto důvodu není přípustné vypouštět do povrchových toků vodu teplejší než 40 °C a zvýšit teplotu vody mezi odběrem a výpustí zpět do toku o více než 20 °C.

Voda

Vrty jsou pak využívány pro sanaci. V principu jsou užívány dvě metody sanace znečištění podzemních vod. První skupina metod – in situ – spočívá ve vhánění vzduchu do podzemních vod nebo naopak odsávání par těkavých látek z hladiny podzemních vod, očkování vody mikroorganismy schopnými rozkládat znečišťující látky apod. Druhá skupina metod – ex situ - spočívá v odčerpávání vody z podzemního zdroje a její separátní čištění ve stabilních čistírnách odpadních vod nebo k tomu účelu instalovaných čistírnách. Volba metody vždy závisí na chemickém složení znečišťujících látek, jejich koncentraci, ploše zasaženého území s kontaminovanými vodami, rychlosti a směru proudění podzemních vod, jejich teplotě, horninovém prostředí apod. Všechny dříve popsané zdroje a účinky znečištění na kvalitu vody jsou označovány jako primární (prvotní). Zhoršení kvality vody ale mohou také vyvolat biochemické nebo chemické procesy probíhající následně až ve  vodním prostředí mající za následek sekundární (druhotné) znečištění. Např. zvýšený přísun živin – fosforečnanů a  dusičnanů, zejména v  prohřáté stojaté vodě koncem léta, může intenzifikovat fotosyntézu natolik, že způsobí přemnožení některých druhů řas, sinic a vodních rostlin. Objem biomasy původně příznivě působící na kyslíkovou bilanci ve vodě vyvolá po jejím odumření během biochemického rozkladu rychlé odčerpávání kyslíku. To může skončit až zvratem k  anaerobním procesům s eutrofizací vody spojenou s hynutím všech biologických organismů přítomných ve vodě.

12.2.2. Samočištění vodních toků

Povrchové vody mohou být rovněž znečištěny radioaktivními látkami přirozeného nebo antropogenního původu. Tyto látky mohou zářením dlouhodobě ovlivňovat vodní flóru a faunu, snadno jsou přenášeny do potravních řetězců. Adsorpce a chemisorpce radionuklidův sedimentech působí nepříznivě – koncentrují se v nich a v případě povodní zamořují další úseky vodních toků.

Vodní tok jako každý ekosystém reaguje na  podněty okolí, v tomto případě vstupující znečišťující látky, pochody, kterými se snaží vrátit do původního rovnovážného stavu.

Analogicky mohou být znečištěny i podzemní vody. Jelikož jsou často zdrojem pro úpravny pitné vody, případně přímé zásobování obyvatelstva pitnou vodou ze studní, je toto poškození podzemních vod vždy velmi závažné. Často na dlouhou dobu zcela vyřazuje znečištění podzemní zdroje z jejich využitelnosti.

Řada kmenů bakterií vyvolává v tekoucích nebo stojatých vodách biochemické odbourávání organických sloučenin, které je principem přirozených samočisticích procesů. Základem biochemického odbourávání organických látek ve  vodách je v  případě aerobních podmínek jejich oxidace a  následně mineralizace.

Také sanace - odstranění znečišťujících látek je komplikovanější a  vždy je nákladné. Často musí být vyvrtána síť vrtů studní pro odebírání vzorků podzemní vody k  chemickým analýzám a monitorování šíření znečištěné vody.

Účinkem bakterií vznikají konečné produkty rozkladu – voda a oxid uhličitý. Za anaerobních podmínek se při probíhajícím biochemickém rozkladu uplatňují redukční procesy za vzniku metanu a oxidu uhličitého.

Přitom se uplatňují následující procesy: Biochemické procesy

55

Voda

Ochrana vody (svět, EU)

Současně vznikají poměrně stabilní sloučeniny huminového typu a do vod se uvolní minerální živiny (dusičnany, fosforečnany, sloučeniny síry a dalších biogenních prvků). Část minerálních živin spolu s částí vznikajícího oxidu uhličitého spotřebovávají během fotosyntézy zelené řasy a vodní rostliny. Přínosem tohoto procesu je produkce kyslíku rozpouštějícího se ve vodě, čímž se aerobní rozklad intenzifikuje.

zvyšuje se mezifázový povrch rozhodující pro výměnu plynů difusí mezi atmosférou a vodou. Intenzivní provzdušnění vody tedy intenzifikuje jak absorpci, tak desorpci – rozhodující je koncentrace složek rozpuštěných ve vodě a jejich parciální tlak v plynné fázi, atmosféře, teplota atmosféry a vody, atmosférický tlak a rovnovážné koncentrace. Chemické procesy

Nevýhodou po odumření vodních rostlin je vznik dalšího podílu biomasy, která vodu znečišťuje a  opět podléhá biochemickému rozkladu spojenému se spotřebou kyslíku. V ekologicky vyváženém systému je produkce kyslíku vyšší než jeho spotřeba.

Látky přirozeně přítomné ve  vodách mohou chemicky reagovat se sloučeninami vstupujícími do  toků s  odpadními vodami. Tím se může část znečišťujících látek přeměnit na neškodné sloučeniny, které kvalitu vody neohrožují, resp. mohou vzniknout dobře sedimentující sraženiny.

Tento cyklus koloběhu živin, kyslíku a biomasy bývá spojen s  produkcí závadných nebo alergenních látek některými řasami. Ty mohou ohrožovat vodní živočichy i člověka.

V  tomto případě jsou výsledky průběhu chemických reakcí pro vodní prostředí příznivé. Příkladem mohou být uhličitany, fosforečnany a sírany, které s řadou kationtů z druhé a vyšších skupin periodické soustavy prvků, zejména těžkých kovů, tvoří omezeně rozpustné až nerozpustné sloučeniny.

Fyzikální a fyzikálně-chemické procesy Látky těžší než voda sedimentují na dně toku. Jejich negativní vliv na čistotu a prosvětlení vody se snižuje. Za zvýšených průtoků jsou sedimenty odplavovány, za povodňových situací sedimentují v inundačním území podél vodního toku nebo v klidnějších zónách koryta. Regulací vodních toků byla silně potlačena vodní eroze břehů a zákal vody. Řada vodních toků byla splavněním a odstraněním meandrů významně zkrácena. Na Labi je toto zkrácení řečiště odhadováno na území ČR na 80 km! Po regulaci vodních toků byla neuváženě zavezena, hrázemi od  vodního toku oddělena nebo zastavěna i  některá záplavová území podél toků. Tím se významně zhoršily odtokové poměry za  vyšších stavů vody při jarním tání nebo dlouhodobých či intenzivních srážkách. Výsledkem těchto zásahů je nižší akumulace a vsakování vod v záplavových územích, vyšší povodňové vlny a jejich rychlejší šíření povodím. Stabilizací hladiny výstavbou splavů, jezů, hrází nebo přehrad je snížena intenzita proudění, jsou zlepšeny podmínky pro sedimentaci kalů a prosvětlení vodních vrstev. Naopak lodní doprava způsobuje zviřování sedimentů a přechodné zakalení vody. Světlo je nutnou podmínkou fotosyntézy, procesů zajišťujících uvolnění kyslíku do vody a průběh aerobního biochemického rozkladu. Proto má světlo nezastupitelný význam pro samočisticí procesy. Menší turbulencí v klidnějším toku je ale způsoben pomalejší transport kyslíku od hladiny do objemu vody – ve větší míře se uplatňuje pomalejší molekulární difuse místo konvekce. Při transportu kyslíku z  atmosféry do  vody příznivě působí kromě turbulence na  peřejích, jezech a  splavech také vítr a vlny, čímž se promíchávají svrchní vrstvy vody při hladině,

56

Vedle srážecích reakcí probíhají ve  vodách reakce neutralizační a  oxidační. Oxidaci rozpuštěným kyslíkem snadno podléhají siřičitany nebo dvojmocné železo. Jejich sloučeniny jsou často méně rozpustné a dobře sedimentují. Opačný efekt – zhoršení kvality vody – mohou mít rozkladné reakce probíhající v důsledku poklesu pH vody při deštích v  územích s  vysokou depozicí kyselinotvorných oxidů v  atmosféře (SO2, NOx). V kyselejší vodě se některé omezeně rozpustné nebo původně nerozpustné sloučeniny rozloží a rozpustí. Tím se zvyšuje solnost vody se všemi negativními důsledky pro kvalitu vody. Výsledkem samočisticích procesů je vždy zlepšení kvality vody. Zda je dosaženo téměř úplného vyčištění vody nebo nikoliv, záleží v  první řadě na  původní kvalitě vody, úrovni znečištění, charakteru a koncentraci znečišťujících látek, průtoku, intenzitě proudění a teplotě vody. Pro odstranění organických sloučenin je navíc důležitá kyslíková bilance a  biochemická rozložitelnost těchto látek. Samočisticí kapacita povrchových vod je omezená. Zpočátku je rychlost samočisticích procesů vysoká. S  vyčerpáváním kyslíku se jejich rychlost zpomaluje a  v  krajním případě se mohou zcela zastavit. Překročení samočisticí kapacity se projeví změnami nebo poškozením biocenózy, mění se zastoupení některých druhů vodní flóry a  fauny, případně některé citlivé druhy ryb, korýšů a měkkýšů zmizí. Samočisticí biochemické procesy se zastaví v  případě přítomnosti toxických látek ve  vodách, neboť blokují biochemické procesy. V povrchových vodách jsou do jisté míry stálé úrovně znečištění, které mají charakteristickou biocenózu odlišnou od např. toku neznečištěného.

Ochrana vody (svět, EU)

Pro úseky s určitou kvalitou vody jsou typické vybrané druhy vodních organismů, které jsou základem pro klasifikaci toků do  tzv. saprobního systému. Nejčistší pramenné vody jsou katarobní, relativně čisté vody v  přirozených podmínkách jsou oligosaprobní, mírně znečištěné vody jsou mesosaprobní, silně znečištěné polysaprobní atd. Tak lze podle identifikovatelných organismů z  tabulek určit odpovídající pásmo a podle něho stupeň znečištění vodního toku v daném úseku. Výhodou této nepřímé metody kontroly kvality vody je relativní rychlost a spolehlivost.

Voda

Úniky ze skládek Oficiální, tzv. zabezpečené skládky se sice stavějí na  stabilním a málo propustném podloží a podkládají se izolační vrstvou jílu a  plastovou fólií, ani to však nemusí stoprocentně zabránit úniku různých nebezpečných látek do půdy a vody. Plastová fólie má totiž omezenou životnost – zhruba 100 let. Stejně tak dešťová voda s sebou do okolí spláchne i nebezpečné látky, které se můžou kontaminovat okolní podzemní vody. Klasifikace znečištění povrchových vod:

Vypovídá o koncentraci a kolísání obsahu znečišťujících látek v určitých mezích a zejména v delším časovém úseku daném reprodukčním cyklem příslušných organizmů.

12.2.3. Znečištění vody léčivy Spotřeba léčiv v rámci EU stále stoupá. Denně jsou zužitkovány miliony balení desetitisíců druhů léčiv. Ty obsahují kolem 300 různých účinných látek. Nejčastěji se jedná o antibiotika, antidepresiva, léčiva pro diabetiky, hormonální antikoncepci tlumící bolest či zánět, cytostatika, beta-blokátory atd. Účinné látky těchto léčiv v  lidském těle projdou metabolizmem. Část z  nich je však z  těla ve  stále aktivním stavu vyloučena. Řada lidí likviduje léky s prošlou dobou spotřeby spláchnutím do  toalety nebo vyhozením do  odpadu. Podle britských výzkumů končí mezi odpadky až dvě třetiny prošlých léků, do odpadní vody se dostane až jedna pětina. Další možnou formou znečištění vody léčivy jsou průsaky ze špatně zabezpečených skládek. V  menší míře v  některých lokalitách může ke znečištění dojít z odpadů či úniků při výrobě léků. Kromě humánních farmaceutik mohou za dílčí znečištění zodpovídat rovněž léčiva aplikovaná na  hospodářská či domácí zvířata. V rámci procesu čištění odpadních vod jsou látky obsažené v lécích odstraněny pouze částečně, v některých případech vůbec. Tímto způsobem se farmaceutika dostávají do  povrchových a někdy i podzemních vod, z nichž některé mohou být zdrojem pitné vody.

12.2.4. Jiné cesty znečištění vody Vážné problémy všude ve světě způsobují látky, které se dostávají do vod jinými cestami něž odpady, v důsledku havárií v  zařízeních tyto látky zpracovávajících, skladujících nebo dopravujících; v  důsledku vymývání nebo jiných úniků ze skládek tuhých i ostatních odpadů; atmosférickými srážkami ze znečištěného ovzduší; vodní erozí.

„„ Znečištění havarijní, jednorázové s  mnohdy katastrofálními okamžitými dopady, spojenými s  masovým úhynem vodních organismů i  jinými škodami. Zpravidla toto znečištění relativně brzy odezní a vytvoří se podmínky pro obnovení života ve vodě a dalších funkcí vodního ekosystému. „„ Z nečištění dlouhodobé, projevující se trvalejším, zejména organickým znečišťováním. Celkově negativně ovlivňuje vodní prostředí a  skladbu potravní nabídky, takže některé druhy ryb v  postižených úsecích řek vymizí, případně se značně sníží jejich reprodukční schopnost. V řadě případů je rybí maso nepoživatelné. Nejzávažnější znečištění Nejzávažnější znečištění způsobují především ropné látky, chlorované a  aromatické uhlovodíky, těžké kovy, radionuklidy. Zvlášť nebezpečné je znečištění přímo surovou ropou. Vyskytuje se v ní totiž vysoký obsah aromatických uhlovodíků (30 %), které se pokládají za biologicky nejškodlivější. K  závažným únikům ropy do  moří, povrchových i  podzemních vod dochází z tankerů plujících po mořích, z vrtů naftových polí, pobřežních šelfů a z ropovodů. Další skupinou vodám škodlivých látek tvoří chlorované uhlovodíky (DDT, PCB). Dostávají se do  vod nejen v  důsledku havárií provozních zařízení a  dopravních prostředků, ale i  odpadními vodami, splachem z  půdy, strháváním z  atmosféry ve srážkách. Dopady jejich přítomnosti ve vodách mají mnohdy rovněž katastrofální charakter a projevují se jak poškozením zdravotního stavu vodních organismů a narušením jejich normálních životních projevů, ale také jejich úhynem nebo úplným vymizením. V  případě, že se tyto organismy řadí ke  zdrojům potravy člověka, je důsledkem i  nepříznivý vliv na lidské zdraví. Těžba používání těžkých kovů (rtuť, zinek, olovo, měď, chrom, kadmium, nikl)přináší v  odpadních, důlních i  dešťových vodách, do  povrchových a  podzemních vod další skupinu toxických látek.

57

Voda

Ochrana vody (svět, EU)

Přehled počtu havárií v mořské přepravě ropy v Evropě za období let 1977–2000

Obrázek: Přehled počtu havárií v mořské přepravě ropy v Evropě za období let 1977-2000 zdrojů. Odběr vodPCB). by měl vždy respektovat Potenciální nebezpečí znečištění vod zdraví Další skupinou vodám škodlivých láteknebezpečnými tvoří chlorovanéních uhlovodíky (DDT, Dostávají se do vodpožadavky na  užívání vod a  dobrý stav a  ekologické limity vodních radionuklidy, zejména těmi, které mají dlouhý poločas rozpanejen v důsledku havárií provozních zařízení a dopravních prostředků, ale i odpadními vodami, útvarů. du,splachem představuje odstraňování radioaktivních odpadů. Zejméz půdy, strháváním z atmosféry ve srážkách. Dopady jejich přítomnosti ve vodách mají na jejich ukládání ve  speciálních sudech do  mořských hlumnohdy rovněž katastrofální charakter a projevují se jak poškozením zdravotního stavu vodních Ochrana vod bin, přeprava radionuklidů po mořích a likvidace atomových organismů a narušením jejich normálních životních projevů, ale také jejich úhynem nebo úplným zbraní. Možnou cestu vniknutí radioaktivních látek do  vod vymizením. V případě,srážky že se tyto organismy řadí ke zdrojům potravy člověka, je důsledkem nepříznivý Ochrana obecná je souhrn veškerých i opatření k  zajištění představují atmosférické při haváriích atomových vliv na lidské zdraví. ochrany vod jako složky přírody a životního prostředí. elektráren.

Těžba používání těžkých Znečištění oceánů odpady

kovů (rtuť, zinek, olovo, měď, chrom,zvláštní kadmium, nikl)přináší v odpadních, Ochrana je již něčím zvláštním, něco více než obecná vod ochrana. stanovena vodnímlátek. zákonem, případně jeho důlních i dešťových vodách, do povrchových a podzemních další Je skupinu toxických

prováděcími předpisy a má za účel zajistit z různých důvodů Největší mořský shluk odpadů na  světě, který se nachází vyšší ochrany než ochranatěmi, obecná. Především v  Potenciální severním Pacifiku, se stále rozrůstá. Je „plovoucím monebezpečí znečištění vod zdraví nebezpečnýmistupeň radionuklidy, zejména které mají se jedná o významné přirozené akumulace vod, o jejichž ochranu numentem naší kultury destrukce,“ napsal Ed Cumming pro dlouhý poločas rozpadu, představuje odstraňování radioaktivních odpadů. Zejména jejich ukládání ve má stát zájem (chráněné oblasti přirozené akumulace vod The Telegraph. Za uplynulé desetiletí se skvrna zdvojnásobispeciálních sudech do mořských hlubin, přeprava radionuklidů po mořích a likvidace atomových zbraní. - dále jen CHOPAV), nebo také o ochranu vod, které jsou pro la a podle některých odhadů je dnes podobně rozlehlá jako Možnou cestu vniknutí radioaktivních látek do vod představují atmosférické srážky haváriích další využití, zejména jako zdroje pitnépři vody, ohroženy nebo šestinásobek území Británie. Plast, který není zpracován atomových elektráren. znečištěny. na pevnině, skončí v řekách, pluje do oceánu, a tam se v sedmdesáti procentech případů uloží na  dně. Zbytek je hnán mořskými proudy a shromažďuje Znečištění oceánů odpady se v jednom místě na povr- Ochrana speciální je nadstavbou na oběma výše uvedenými typy. StanovujePacifiku, ji vodoprávní úřad (v minulosti chu vod. Skoro všechny světové oceány majíkterý svůj vlastNejvětší mořský shluk odpadů naproto světě, se nachází v severním se stále rozrůstá. Jevodohospodářský orgán) svým rozhodnutím, k  čemuž ho zmocňuje ní „plovoucím rozsáhlý ostrov plovoucích PET lahví a  jiných předmětů. monumentem naší kultury destrukce,“ napsal Ed Cumming pro The Telegraph. Za uplynulé příslušný právní předpis (dnes vodní zákon v  § 30). PředeProtože se plast přirozeně nerozkládá, zmenšuje se na stále desetiletí se skvrna zdvojnásobila a podle některých odhadů je dnes podobně rozlehlá jako vším jde o ochranná pásma vodních zdrojů (např. ale i o růzmenší části, které plavou těsně pod povrchem. Ty se díky šestinásobek území Británie. Plast, který není zpracován né na monitoringy pevnině, skončí v řekách, pluje do oceánu, a apod. doplňující prvky speciální ochrany). slunečnímu záření rozpadají až na  malé kuličky zvané angtam se v sedmdesáti procentech případů uloží na dně. Zbytek je hnán mořskými proudy a shromažďuje licky „nurdles“, které vstřebávají toxiny. Kuličky se následně se v jednom místě na povrchu vod. Skoro všechny světové oceány proto mají svůja povrchové vlastní rozsáhlý Základní pilíře ochrany podzemní vody: smíchají s planktonem, kterým se živí organismy na nejnižší ostrov plovoucích řetězců. PET lahví a jiných předmětů. Protože se plast přirozeně nerozkládá, zmenšuje se na úrovni potravinových Samy pak slouží jako strava vyšším toxiny těsně šíří do celých ekosysté- Ty se díky „„ slunečnímu Hospodárné využívání vodních zdrojů stále organismům, menší části, a tak kteréseplavou pod povrchem. záření rozpadají až na malé mů. Podle zvané OSN uhyne kvůli„nurdles“, těmto škodlivým každokuličky anglicky které látkám vstřebávají toxiny. Kuličky se následně smíchají s planktonem, ročně milion a sto tisíc savců. „„ Zlepšení a zachování kterým septáků živí organismy na nejnižší úrovni potravinových řetězců. Samy pak sloužíjakosti jako vod strava vyšším

organismům, a tak se toxiny šíří do celých ekosystémů. Podle OSN uhyne kvůli těmto škodlivým látkám

Ochrana vod v  sobě zahrnuje kromě ochrany povrchových „„ Zlepšování retenční schopnosti krajiny každoročně milion ptáků a sto tisíc savců. a podzemních vod i ochranu celých vodních ekosystémů. Cílem ochrany vod je zabezpečit nejen jejich kvalitu, ale také vodmnožství v sobě zahrnuje kromě ochrany povrchových a podzemních vod i ochranu celých vodních jejíOchrana dostatečné pomocí udržitelného užívání vod-

ekosystémů. Cílem ochrany vod je zabezpečit nejen jejich kvalitu, ale také její dostatečné množství

58

83

Ochrana vody (svět, EU)

12.2.5. Evropa Ochrana vodních zdrojů v množství a v kvalitě, zajištění potřeb všech uživatelů vody, ochrana území před povodněmi a  suchem, soustavná péče o  ekosystémy vázané na  vodní prostředí je náplní vodního hospodářství. Význam vody pro člověka, pro životní prostředí z  globálního hlediska byl vyjádřen „Evropskou vodní chartou“ přijatou v  roce 1968 ve Štrasburku. Evropská vodní charta I.

Bez vody není života. Je drahocenná a  pro člověka ničím nenahraditelná. Voda se dostává na  Zem i  z  atmosféry ve  formě srážek. Prostřednictvím ledovců, potoků, řek a jezer odtéká do moří. Při oběhu se zadrží část vody v půdě a v rostlinách. Vypařováním se vrací do atmosféry. Voda je pro lidi, zvířata a rostliny životně důležitá, lidské tělo obsahuje 2/3 vody, rostliny 9/10. Člověk potřebuje vodu jako potravinu, v  domácnosti, jako zdroj energie, v  hospodářství, jako dopravní prostředek. Dále slouží k  zotavení, což moderní život stále více a více vyžaduje.

Voda

II. Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné. Je proto nezbytné je udržovat, chránit a  podle možnosti rozhojňovat. Stoupající potřeba vody pro obyvatelstvo, zemědělství a  průmysl způsobuje stále větší poptávku. Stále bude těžší uspokojit tuto potřebu a zároveň zvyšovat životní úroveň, dokud každý jednotlivec nebude zacházet s vodou šetrně jako s drahocenným zbožím. III. Znečištění vody způsobuje škody člověku a  ostatním živým organismům, závislým na  vodě. Voda je životním prostředím četných organismů, které přispívají k  udržení čistoty vody. Jestliže jsou vody přespříliš znečištěny, je životní společenstvo tak rozrušeno, že jsou poškozeny možnosti samočištění. Povrchové i  podzemní vody musí být chráněny před znečištěním. Každé snížení množství a jakosti tekoucí a stojaté vody přináší nebezpečí škodlivých následků pro lidi i živočichy. IV. Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví. Požadavky na vlastnosti vody mohou být rozličné, podle druhu použití (voda pit-

59

Voda

Ochrana vody (svět, EU)

ná, pro domácnost, zemědělství, průmysl, rybářství, rekreaci). Proto je nutná péče k udržení vod v jejich přírodním stavu, neboť všechen život ve  své nekonečné rozmanitosti je závislý na dobrém stavu vody. V. Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato voda zabránit dalšímu jeho použití pro veřejné i  soukromé účely. Znečištění je obecně taková změna jakosti vody způsobená člověkem, která nepříznivě ovlivňuje další využití vody pro průmysl a zemědělství, rybářství, rekreaci a životní přírodní podmínky. Odstraňování odpadků nebo odpadních vod, které způsobují fyzikální, chemické nebo biologické znečištění vody, nesmí být zdravotnickou veřejností dovoleno a musí být udržena schopnost samočištění toků. Velký význam zde mají sociální a hospodářská hlediska.

XI. Hospodaření s  vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených povodí a ne v rámci politických a správních hranic. Voda, která padá na povrch půdy, shromažďuje se v tocích podle sklonu území. Řeku, která je zásobována svými vedlejšími přítoky, možno srovnat se silně rozvětveným stromem. Uvnitř tohoto povodí stojí v  těsné souvislosti všechna využití podzemních a  povrchových vod. Při všech vodohospodářských cílech je třeba s touto skutečností počítat. XII. Voda nezná hranic; jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci. Mezinárodní problémy, které souvisejí s využitím vody, musí být v zájmu udržení množství a jakosti řešeny společně se sousedními státy. Rámcová směrnice

VI. Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především les. Je nutné udržet rostlinstvo a  zvláště les na  potřebných plochách a  kde chybí, vysazovat je co možno nejrychleji. Lesy hrají velkou roli ve vyrovnávání odtoků. Stejně cenné jsou lesy pro hospodářství a rekreaci. VII. Vodní zdroje musí být zachovány. Využitelné množství sladké vody je méně než 1 % z  celkového množství vody na  Zemi. Mimoto je voda velmi nerovnoměrně rozdělena. Je nezbytné znát zásoby podzemní a  povrchové vody ve  vztahu k  běhu, jakosti a využití. VIII. Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji. Voda je cenná. Správné hospodaření s vodou vyžaduje důkladné plánování, které musí přihlížet i  k  potřebě ve  vzdálené budoucnosti. To vyžaduje konstruktivní vodohospodářskou politiku, která musí řídit příděl vody, dbát o  udržení jakosti a potřebného množství a vypouštění odpadních vod. Dále sledovat vývoj nových metod pro využití vody, její opakované použití a čištění odpadních vod. IX. Ochrana vod vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu odborníků a informování veřejnosti. K výzkumu vod, a především použitých vod, je třeba všemi způsoby napomáhat. Informační prostředky by měly být rozšířeny k ulehčení mezinárodního sdělování výsledků. Mimoto je nutné další školení kvalifikovaných sil v technickém i biologickém směru. X. Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána. Povinností každého je užívat vodu účelně a ekonomicky. Každý člověk potřebuje a konzumuje vodu a musí proto brát ohled na ostatní uživatele. Kdo s  vodou bezmyšlenkovitě mrhá, zneužívá daru přírody a jedná proti společnosti.

60

Rámcová směrnice byla přijata Evropským parlamentem a Radou Evropského společenství v prosinci 2000. Hlavními dokumenty Rámcové směrnice v  České republice jsou Plán hlavních povodí ČR a  Plány oblastí povodí. Prostřednictvím Plánu hlavních povodí se prosazují závěry mezinárodních dohod. Plány oblastí povodí stanovují konkrétní cíle pro osm oblastí povodí. Po vstupu České republiky do Evropské unie představuje plánování v oblasti vod hlavní nástroj prosazování vodohospodářské politiky ke zlepšení ochrany vod z hlediska množství a jakosti, k podpoře udržitelného užívání vod, pro řešení vodohospodářských problémů přesahujících hranice, k  ochraně vodních a  navazujících suchozemských ekosystémů a k ochraně před povodněmi a dalšími škodlivými účinky vod. Hlavním cílem ochrany vod je zamezit dalšímu zhoršování stavu povrchových a  podzemních vod a  dosáhnout dobrého ekologického stavu povrchových a podzemních vod nebo dobrého ekologického potenciálu u  silně ovlivněných nebo umělých útvarů povrchových vod s termínem do roku 2015. Tyto úkoly plynou ze Směrnice 2000/60/ES Evropského parlamentu a  Rady ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky (dále jen Rámcová směrnice).

Ochrana vody (svět, EU)

Voda

12.3. Praktická část 1. Vyhledejte a  komentujte největší znečištění vod ve světě za posledních 10 let. 2. Který stát na  světě je největším znečišťovatelem vod, jak vodu znečišťuje a proč? 3. Vysvětlete význam jednotlivých bodů Evropské vodní charty 4. Vysvětlete, jak se dostanou léčiva do vod a co mohou způsobit 5. Postačuje dle Vašeho názoru stávající způsob ochrany vod. Navrhněte, jak by podle vás měla být prováděna ochrana vody v ČR, EU a ve světě.

61

Voda

Voda a Česká republika

Pracovní list 13

Voda a Česká republika

13.1. Úvod Území ČR prochází hlavní evropská rozvodí, která vycházejí z vrcholu Králického Sněžníku (nazývaného „střecha Evropy“). Největším zdrojem vody většiny řek jsou proto dešťové a sněhové srážky. Proto je nutné s vodou hospodařit a vodní zdroje chránit.

13.2. Teoretická část Voda z  území ČR je odváděna 3 úmořími. Největší část (63,3 %) odvodňuje Labe se svým přítokem Vltavou do Severního moře (skoro celé území Čech). Druhou největší část (27,5 %) odvodňuje Morava a Dyje do Černého moře (malé oblasti na Šumavy a Českého lesa jsou odvodňovány Dunajem v Německu, a menší části Javorníků a Bílých Karpat jsou odvodňovány Váhem na  Slovensku). Nejmenší část území (9,2 %) je odvodňováno Odrou do  Baltského moře (hlavně na  Moravě a  ve  Slezsku, menší oblasti na  severu a  severovýchodě Čech).

13.2.1. Vodní toky Labe, jako nejmohutnější česká řeka (největší průměrný průtok 312,5 metrů krychlových za sekundu), pramení v Krkonoších a území ČR opouští v severních Čechách do Německa. Významnými přítoky Labe jsou od pramene: Úpa, Metuje, Orlice (Tichá a Divoká), Chrudimka, Cidlina, Jizera, Vltava, Ohře, Bílina, Ploučnice.

Vltava jako největší přítok Labe je zároveň nejdelší řekou na  území ČR (433 km) vzniká na  Šumavě soutokem Teplé a Studené Vltavy. Jejími největšími přítoky jsou od pramene: Malše, Lužnice, Otava, Sázava a Berounka. Berounka jako největší přítok Vltavy vzniká v Plzni soutokem Mže a Úslavy (Plzní protékají další významné řeky - Radbuza a Úhlava). Nejvýznamnější přítokem Berounky je Střela. Ohře, i když jako jeden z přítoků Labe, odvodňuje poměrně velké území, proto ji uvádím jako samostatné povodí. Pramení v Německu (Eger) a nejvýznamnějšími přítoky jsou Svatava, Teplá. Sázava (přítok Vltavy) též odvodňuje velké území. Jejími významnými přítoky jsou Blanice a Želivka. Morava (třetí nejdelší řeka s  297 km) pramení v  Jeseníkách a  území ČR opouští na  jihu Moravy, kde se posléze vlévá do  Dunaje. Významnými přítoky od  pramene jsou Desná, Bečva (Rožnovská a Vsetínská), Haná, Olšava, Dyje. Dyje (největší přítok Moravy) pramení na česko-moravském pomezí a protéká podél česko-rakouské hranice (část v Rakousku – Thaya). Významným přítokem je Svratka. Svratka (přítok Dyje) odvodňuje velkou část Moravy a  pramení na  Českomoravské vrchovině. Největšími přítoky jsou Svitava a Jihlava.

Územní rozložení jednotlivých úmoří v ČR

62

Odra pramení v  Nízkém Jeseníku a  odvodňuje hlavně území severní Moravy a Slezska, a poté opouští území ČR u Ostravy do Polska. Významnými přítoky jsou Moravice, Opava, Ostravice, Olše. Menší území, které odvodňuje též Odra, ale už na území Polska. Významným tokem této oblasti je Lužická Nisa.

Voda Vzduch a Česká a energie republika

Voda

Soutok Labe a Ohře

Vodopády

Vodní nádrže

I na území ČR se vyskytují vodopády. Jsou však malé a krátké. Nejvyšším vodopádem je Pančavský vodopád v Krkonoších s výškou 148 m.

Byly budovány především v druhé polovině 20. století. V roce 1945 bylo v  Československu 41 přehradních nádrží, v  roce 1975 bylo jen na  území České republiky 100 vodních nádrží a v roce 2003 se na našem území nacházelo 115 vodních nádrží.

Vodní plochy Přírodou vytvořených vodních ploch je v ČR poměrně málo. Většinu tvoří umělé vodní plochy, tzn. vytvořené člověkem.

Jméno

Z území Československa odtékalo 15 km3 vody za rok, ale čs. hospodářství potřebovalo 20 km3 vody. Z toho plyne, že díky výstavbě přehrad mohlo hospodářství růst.

Řeka

Rok zbudování

Kapacita

Využití

Orlík

Vltava

1963

716,5

H, C, I, R

Lipno

Vltava

1960

306,0

H, C, R

Ohře

1968

272,4

S, H, C, I, R

Slapy

Vltava

1957

269,3

H, C, I, R

Želivka (Švihov)

Želivka

1975

266,0

S

Moravice

1997

219,0

S, H, C, R

Dyje

1988

133,9

C, I, R, H

Jihlava

1978

127,3

H, R

Dyje

1934

122,7

H, C, S, R

Nechranice

Slezská Harta Nové Mlýny I, II, III Dalešice Vranov

C – Zadržovací (ochranná); H – Elektrárna; I – Zavlažovací; S – Zásobovací; R – Rekreace.

Význam přehradních nádrží tkví v tom, že ochraňují obyvatelstvo před následky povodní, umožňují zesplavnění toků, lze z nich odebírat vodu pro závlahy polí a pro potřeby průmyslu. Dále lze využít přehradní nádrže pro rybolov, rekreační využití či pro zásobování obyvatelstva pitnou vodou. Přehradní nádrže jsou součástí ekosystému krajiny. Problémy vodních nádrží jsou zejména jejich zanášení sedimenty a  znečišťování odpadními vodami ze sídel, průmyslu (těžké kovy) a  zemědělských ploch (obrovské množství hnojiv).

Díky znečišťování vodních nádrží hnojivy, dochází v  nich k eutrofizaci neboli tzv. “vodnímu květu”. Jedná se o proces, kdy díky růstu “vodního květu” je spotřebováván kyslík a fosfor z vody. V I. ochranném pásmu přehradních nádrží se vůbec nic nesmí. V II. ochranném pásmu lze již provozovat ekologické zemědělství s minimem hnojení. Nejvíce zanesenou přehradou na světě je Si-an (Xi’an) na Žluté řece (Chuang-che) v Číně, a to až z 90 %. V Evropě je např. velmi zanesená Kachovská nádrž na Dněpru na Ukrajině.

63

Voda

Voda a Česká republika

Jméno

Řeka

Rok zbudování

Výkon (MW)

Dlouhé Stráně

Desná

1996

650

Dalešice

Jihlava

1978

450

Orlík

Vltava

1963

364

Slapy

Vltava

1957

144

Lipno

Vltava

1960

120

Štechovice II

Vltava

1949 (přestv. 1995)

45

Kamýk

Vltava

1963

40

Štechovice I

Vltava

1944

22,5

Střekov

Labe

1936

19,5

Vranov

Dyje

1933

16,3

Nejvíce vodních nádrží se nachází na  řece Vltavě, tzv. Vltavská kaskáda. Rozlohou největší vodní nádrž je Lipenská přehrada na Vltavě (4870 ha). Objem vody je největší Orlická přehrada na  Vltavě (374,5 milionů metrů krychlových). Nejhlubší nádrží jsou Dalešice na řece Jihlavě (84 m).

Koncem 18. století, v  důsledku josefinských reforem jsou rybníky zaváženy a na jejich místech vznikají pšeničná pole. Počátkem 19. století dochází v jižních Čechách k překotnému vysušování rybníků; v letech 1826 až 1852 bylo v Třeboňské pánvi zrušeno 5 velkých a 12 malých rybníků.

Významné vodní nádrže: Lipno (Vltava), Orlík (Vltava), Slapy (Vltava), Nechranice (Ohře), Švihov (Želivka), Nové Mlýny (Dyje), Slezská Harta (Moravice), Přísečnice, Jesenice (Odrava), Hracholusky (Mže), Rozkoš, Vír (Svratka), Vranov (Dyje), Dalešice (Jihlava), Šance.

Třeboňská pánev

Rybníky Rybníky jsou mělké vodní nádrže nejrůznějších rozměrů sloužící především k  chovu ryb, ale i  jiným účelům. Rybníkářství má v českých zemích mnohasetletou tradici; nejstarší rybník v Čechách vznikl již v roce 1115 (podle zakládací listiny kladrubského kláštera). K největšímu rozmachu rybníkářství došlo koncem 15. století a ve století šestnáctém. V 17. století, zejména po  třicetileté válce dochází k  úpadku rybníkářství.

Rybník Rožmberk, Kaňov a další rybníky

64

K  rozvoji rybníkářství zde docházelo již za  vlády Jana Lucemburského a  především pak za  vlády Karla IV. ve  druhé polovině 14. století. Z této doby pochází nejstarší jihočeský rybník Dvořiště (1363). V  husitské době nastává přechodný útlum, v  polovině 15. století, kdy se jižní Čechy stávají panstvím Rožmberků, dochází k novému rozvoji. Na přelomu 15. a 16. století začíná z jednotlivých rybníků vznikat důmyslná soustava. V Třeboňské pánvi jsou rybníky propojeny Novou řekou, jež zásobuje celý systém rybníků vodou z  Lužnice (včetně rybníka Rožmberk); dále bylo vybudováno propojení mezi Lužnicí a Nežárkou. Třeboňská pánev má příhodné podmínky pro výstavbu rybníků proto, že se v geologické minulosti na území Jihočeských pánví rozkládala obrovská jezera a okolo byly hojné močály. Do bezodtokých pánví přitékalo velké množství řek a po prolomení sedlčanského plutonu začala voda z  těchto pánví vytékat. Tak vznikla nová řeka, dnešní Vltava, která vodu z Jihočeských pánví odvedla. Po jezerech zůstaly pouze nepropustné jílovité sedimenty. Kromě Třeboňské pánve jsou dalšími rybničními regiony Českobudějovická pánev, Lnářsko-Blatensko, Polabí, Českomoravská vrchovina, povodí dolní Dyje (rybník Nesyt) a  horní Odry. Celkově se v České republice nachází asi 21 000 rybníků o celkové ploše 49 000 ha (z toho 40 000 ha v Čechách). V jižních Čechách se nachází 10 rybníků s plochou větší než 200 ha, přičemž takto velké rybníky se na jiných místech republiky nachází jen ojediněle (Dokeský rybník neboli Máchovo jezero, Žehuňský rybník, Nesyt, Velké Dářko).

Voda Vzduch a Česká a energie republika

Významní stavitelé rybníků Josef Štepánek Netolický (za  Petra Voka z  Rožmberka) řídil výstavbu rybníků Velký Tisý, Opatovický a Horusický. Jeho nejvýznamnějším dílem je Zlatá stoka (dokončena 1518), která je dlouhá 45 km a  přiváděla vodu do  největších jihočeských rybníků z řeky Lužnice. Zlatá stoka je dosud funkční. Jakub Krčín z  Jelčan (druhá polovina 16. stol.) se proslavil stavbou rybníků velkých rozměrů, podílel se i  na  jejich rozšiřování a  modernizaci (Dvořiště, Opatovický, Horusický aj.). Jeho dílem např. rybníky Svět (původně Nevděk) a Rožmberk (z r. 1590), který byl tehdy největším rybníkem Evropě. V současnosti je Rožmberk největším rybníkem České republiky (dříve měl plochu 1  060 ha, dnes 489 ha). Nejodvážnějším Krčínovým počinem byla výstavba 13,4 km dlouhé stoky, jež měla ochránit budoucí Rožmberk od  povodňových přívalů na  řece Lužnici. K  výstavbě této stoky, která odvádí přebytečnou vodu do řeky Nežárky, došlo v letech 1585 až 1587.

Voda

„„ fluviální jezera – jezera vzniklá odškrcením meandrů; jsou hojná např. ve středním Polabí, Litovelském Pomoraví, při soutoku Moravy a Dyje a na horním toku Lužnice. „„ organogenní jezera – rašeliniště a vrchoviště (např. Velké Mechové jezero na Rejvízu v Jeseníkách, Modravské slatě), jedná se o  mělká jezera s  velkým množství rašelin. „„ glaciální jezera – na  české straně Šumavy se jich nachází pět, a  to Plešné, Černé, Čertovo, Prášilské a Pleso (Laka). V Bavorsku se nacházejí 3 další – Velké a Malé Javorské a Roklanské. „„ antropogenní jezera – zatopené lomy, pískovny, doly; na území republiky je celkem 680 antropogenních jezer. Podzemní vody

Mikuláš Ruthard z Malešova se zasadil o rozvoj chlumecké rybniční soustavy. Pod jeho vedením vznikly rybníky Hospodář a  Podsedek; proslavil se výstavbou Staňkovského rybníka (z r. 1544), který je z českých rybníků nejdelší, nejhlubší, zaujímá největší objem vody a je také velice oligotrofní (méně úživný). Dále Mikuláš Ruthard z  Malešova rozšířil Mlýnský rybník, později zvaný Hejtman. Hlavní funkcí rybníků je jejich hospodářská funkce (chov ryb). Později přibyly i funkce rekreační (Máchovo jezero) a ochrany mokřadní vegetace s  výskytem obojživelníků a  vodních ptáků (NPR Velký a  Malý Tisý, NPR Novozámecký rybník). Druhotné využití rybníků tkví v protipovodňové ochraně, neboť rybníky zvyšují retenční schopnost krajiny, nadlepšování průtoků, kdy dochází k vypouštění vody v době nízkých stavů, a v akumulaci vody pro závlahové účely. Jezera Jezera se na území ČR vyskytují minimální a jsou malé svojí rozlohou. Většinou jsou ledovcového, krasové nebo rašeliništního původu. Výjimkou je Odlezelské (Mladotické) jezero, které vzniklo při sesuvu půdy. Nejvýznamnější jezera: Černé jezero (Šumava), Čertovo jezero (Šumava), Plešné jezero (Šumava), Prášilské jezero (Šumava), jezero Laka (Šumava). „„ jezera vzniklá sesuvem – Mladotické jezero, které vzniklo po zahrazení údolí Mladotického potoka sesuvem způsobeným mohutnou povodní v roce 1872. Dnes má jezero rozlohu 4,55 ha a  silně se zanáší. Od roku 1972 se jeho plocha zmenšila o 22 %.

Zdrojem podzemní vod jsou hlavně dešťové srážky, to znamená, že jsou velmi ohroženy povrchových znečištěním životního prostředí. Největšími zásobárnami podzemní vody jsou sníženiny České tabule, Chebská, Třeboňská a Českobudějovická pánev. V  České republice jsou též hojné prameny minerální vod. Nejvíce jich je v  severozápadních Čechách (Karlovy Vary, Mariánské Lázně, Františkovy Lázně), ve středních Čechách (Poděbrady) či v Jeseníkách (Velké Losiny, Karlova Studánka). Rašeliniště a slatiny v České republice Jedná se o zamokřená území v horských rašeliništích na rozvodí (zvána též horská vrchoviště) či níže položených slatinách. Jsou zde častá jezera organogenního původu, která vznikají zadržením srážkové či podzemní vody v  mělkých depresích za spoluúčasti procesů rašelinění či tvorby slatin. Rozlišují se tedy jezera rašelinná a slatinná. Rašelinná jezírka jsou všeobecně malých rozměrů a  vyskytují se téměř ve všech našich pohraničních pohořích. Nejvíce se jich nachází v klidovém území Modravské slatě v centrální části Šumavy (Rokytecká slať, Roklanská slať, Mlynářské slatě, Novohuťské močály aj.). Dále rašelinná jezírka nalezneme v Jizerských horách (Na Čihadle, Klečové louky, Černá jezírka, Rybí loučky aj.), Krušných horách (Velké a Malé Jeřabí jezero, Velký močál, Novodomské rašeliniště), Českém lese (Jezírka u Rozvadova), Krkonoších (Úpské rašeliniště, Pančavská louka), Orlických horách (Jelení lázeň, Pod Pětirozcestím), Jeseníku (Mechová jezírka u Rejvízu) a Slavkovském lese (Sirňák, Smraďoch, Kladské rašeliny).

65

Voda

Voda a Česká republika

13.3. Praktická část 1. Navrhni způsob hospodaření/zádrže vody v  České republice pro příští generace. 2. Vysvětli funkci přehrad na vodních tocích. Zdroje „„ Šára P., Tesaříková P., Školní atlas Česká republika a Evropa, 2. vyd., 65 str., Shocart, Vizovice 2007. „„ cs.wikipedia.org/wiki/GeografieČeska

66

Černé jezero

Poplatky za vodu

Voda

Pracovní list 14

Poplatky za vodu (vodné)

14.1. Úvod Za vodu se musí platit. Ne ale všude. Z potoka nebo řeky si můžete nabrat vodu na mytí, zalévání a nic to nestojí. I voda pro naši potřebu ze studny je zadarmo. Platit se však musí za vodu vodovodní, kterou musely vodárny vyčistit a dopravit až k nám. Pro mnoho lidí na světě představuje kohoutek s tekoucí pitnou vodou nedosažitelný luxus. (Právě ti nejchudší lidé na světě často musí platit pouličním prodavačům vody drahé peníze za vodu pochybné kvality, nebo pijí vodu ze špinavých řek nebo louží.)

14.2. Teoretická část 14.2.1. Proč musíme za vodu platit? Otočíme-li doma kohoutkem a  voda teče, není to samo sebou. O dodávky vody se v ČR stará několik společností. Voda se musí načerpat ze zdroje, upravit tak, aby byla vhodná k pití a dopravit ke spotřebitelům. Pitná voda se získává úpravou surové vody. Z  některých zdrojů, zejména podpovrchových, je možné získat pitnou vodu bez úpravy, takových zdrojů bohužel rychle ubývá. Surová voda se upravuje za pomoci filtrace i chemických metod. Veškeré chemikálie používané pro úpravu vody musejí splňovat přísné zákonné normy. Posledním krokem výroby pitné vody je její hygienické zabezpečení - dezinfekce, jejímž cílem je zničení případných patogenů a  zabránění nárůstu mikroorganismů ve vodovodní distribuční síti.

Hygienické požadavky na  pitnou vodu (kontroly, chemické, fyzikální a  mikrobiologické limity) stanovuje vyhláška Ministerstva zdravotnictvíč. 252/2004 Sb.. Byla vydána na základě zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví. Poplatky za vodu Cena vody zahrnuje především náklady na opravy a obnovu rozvodů vody, dále poplatky za nákup surové vody, náklady na  elektrickou energii, chemikálie, služby atd. U  kanalizací jsou to poplatky za  vypouštění odpadních vod a  nemalou položku tvoří i služby. Cenu zatěžuje i DPH, které od 1. ledna 2010 vzrostlo na 10%.

Dezinfekce se provádí přidáním oxidačního činidla (prostředky na  bázi chlóru, ozón) nebo ozářením vody UV zářením. Pitná voda musí splňovat kvalitativní parametry stanovené vyhláškou 252/2004 Sb. a to v místě, kde je spotřebovávána. V  ČR je kvalita pitné vody dodávaná vodárenskými společnostmi na velmi vysoké světové úrovni. Eventuální pachuť, zákal či zabarvení vody je způsobeno reakcí dopravované vody s  vnitřním povrchem potrubí (které bývá někdy i přes sto let staré) a v drtivé většině případů se jedná pouze o estetickou, nikoli zdravotní, závadu.

Úpravna vody v Klečůvce

67

Voda

Poplatky za vodu

Průměrná sazba vodného stoupla v  roce 2010 o  korunu z 28,10 Kč za metr krychlový na 29,10 koruny. Cena stočného se zvýšila o 1,20 na 26,30 Kč. Cena vodného a stočného musí v dalším období umožnit obnovu a rozvoj vodárenského majetku. V oblastech, kde jsou sítě a technologie ve špatném stavu, se tedy ceny budou radikálně zvyšovat. Polovina z těchto prostředků (za vodné a stočné) musí směřovat zpátky do obnovy sítí. Odborníci ze Sdružení vodovodů a kanalizací předpokládají, že během tří až pěti let by cena vodného a  stočného měla dosáhnout úrovně 100 korun za kubík, poté poroste pouze o inflaci, případně o nárůst dní a poplatků.

14.2.2. Poplatky ve vodním hospodářství Podzemní voda Ti, kteří odebírají podzemní vodu, jsou povinni platit platbu za její skutečně odebrané množství, a to podle účelu jejího užití. V  případě, kdy skutečně odebrané množství podzemní vody je za kalendářní rok větší než 6000 m3, platí se pouze za množství snížené o 6000 m3.

Vypouštění odpadní vody Každý, kdo vypouští odpadní vody do povrchových vod, tedy znečišťovatel, je povinen platit poplatek za znečištění vypouštěných odpadních vod a poplatek z objemu vypouštěných odpadních vod. Povinnost platit tyto poplatky se nevztahuje na vypouštění minerálních vod jako přírodního léčivého zdroje, na  přírodní minerální vody, pokud nebyly použity při výrobě balených minerálních vod, poplatky ze sanačních vrtů a  za  odpadní vody z průtočného chlazení parních turbín. Poplatek je povinen znečišťovatel platit, jestliže jím vypouštěné vody překročí v příslušném ukazateli znečištění zároveň hmotnostní a koncentrační limit zpoplatnění. Ukazatele jsou uvedeny v příloze č. 2 vodního zákona. Poplatek z objemu vypouštěných odpadních vod se platí při překročení 30  000 m3 za  kalendářní rok. Znečišťovatel je povinen sledovat u zdroje znečištění koncentraci znečištění v příslušných ukazatelích, měřit objem vypouštěné odpadní vody a vést o tom evidenci. Každý znečišťovatel, který je povinen platit poplatky, je povinen předložit vodoprávnímu úřadu poplatkové přiznání (do  15. února). Poplatky jsou příjmem Státního fondu životního prostředí ČR. Cena za odběr povrchové vody se stanoví podle účelu užití:

V  případě, kdy odebrané množství v  některém měsíci přesáhne 500 m3, platí se množství odebrané vody převyšující tuto hodnotu.

„„ pro průtočné chlazení parních turbín, „„ pro zemědělské závlahy,

Za množství vody odebrané čerpáním za účelem získání tepelné energie (pro tepelná čerpadla) se poplatek neplatí. Příjmy z tohoto poplatku jsou z 50 % příjmem krajů, z 50 % příjmem Státního fondu životního prostředí České republiky.

„„ pro zatápění umělých prohlubní terénu, zbytkových jam po těžbě nerostů, ve výši, která kryje nezbytné náklady správce vodního toku, z  kterého se voda odebírá, „„ pro ostatní povolené odběry. Platba za  odběr povrchové vody se neplatí při odebraném množství povrchové vody menším než 6000 m3 za kalendářní rok nebo 500 m3 za měsíc. Při vyšších odběrech se výše platby určuje pouze z množství nad tyto limity.

Schéma úpravy pitné vody

68

Neplatí se za odběry povrchové vody pro provoz rybích líhní a sádek, pro napouštění rybníků a vodních nádrží pro chov ryb, pro požární účely, napouštění veřejných koupališť, odstavných ramen toků a nádrží tvořících chráněný biotop rostlin a  živočichů, pro výrobu sněhu, za  odběr okalových vod, za  odběr vody pro hydrickou rekultivaci, zatápění důlních jam po těžbě nerostů, pokud správci toku nevznikají náklady a za povolený odběr pro vyrovnání vláhového deficitu zemědělských plodin (viz Metodický pokyn MZe č. j. 15194/2002).

Poplatky za vodu

Vodné a stočné Vlastník vodovodu má právo na  úplatu za  dodávku pitné vody (dále jen „vodné). Vodné je úplatou za  pitnou vodu a za službu spojenou s jejím dodáním.

Voda

Vlastník kanalizace má právo na úplatu za odvádění odpadních vod (dále jen „stočné“). Stočné je úplatou za službu spojenou s  odváděním a  čištěním, případně zneškodňováním odpadních vod. Vodné a  stočné má jednosložkovou nebo dvousložkovou formu.

14.3. Praktická část 1. Cena vody u nás stoupá, což vede lidi k tomu, že s ní více šetří. Je todobře? Z hlediska životního prostředí určitě ano. A kolik platíte za vodu u vás? Nejpravděpodobněji cenu zjistíte z dokladu o placení vodného nebo ji můžete zkusit najít na stránkách provozovatele vašeho vodovodu.

Zdroje „„ projektysipvz.gytool.cz/ProjektySIPVZ/Default. aspx?uid=143 „„ hygienické požadavky na  pitnou vodu (kontroly, chemické, fyzikální a  mikrobiologické limity) stanovuje vyhláška Ministerstva zdravotnictvíč. 252/2004 Sb.. Byla vydána na základě zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví.

2. Zjistěte cenu vodného a stočného u vás doma a porovnejte si vzájemně nejen výši nákladů za rok, ale také se zamyslete nad objemem vody, spotřebované každou rodinou. Zjistěte také, jaké náklady na vodné a stočné má vaše škola. Zmapujte vývoje např. ceny a objemu za posledních 5 let.

69

Voda

Ochrana vody (Česka republika)

Pracovní list 15

Ochrana vody (Česká republika)

15.1. Úvod Základem právní ochrany vod v České republice je zákon č. 254/2011 Sb., o vodách, tzv. vodní zákon. Účelem zákona je chránit povrchové a podzemní vody, stanovit podmínky pro hospodárné využívání vodních zdrojů a pro zachování i zlepšení jakosti povrchových a podzemních vod, vytvořit podmínky pro snižování nepříznivých účinků povodní a sucha a zajistit bezpečnost vodních děl v souladu s právem Evropských společenství1). Účelem tohoto zákona je též přispívat k zajištění zásobování obyvatelstva pitnou vodou a k ochraně vodních ekosystémů a na nich přímo závisejících suchozemských ekosystémů. Zákon upravuje právní vztahy k  povrchovým a  podzemním vodám, vztahy fyzických a právnických osob k využívání povrchových a  podzemních vod, jakož i  vztahy k  pozemkům a  stavbám, s  nimiž výskyt těchto vod přímo souvisí, a  to v zájmu zajištění trvale udržitelného užívání těchto vod, bezpečnosti vodních děl a ochrany před účinky povodní a sucha.

V  rámci vztahů upravených tímto zákonem se bere v  úvahu zásada návratnosti nákladů na vodohospodářské služby, včetně nákladů na  související ochranu životního prostředí a  nákladů na  využívané zdroje, v  souladu se zásadou, že znečišťovatel platí.

15.2. Teoretická část 15.2.1. Změna koncepce ochrany vodních zdrojů z plošné na zonální Právní předpisy od roku 1955 odstartovaly určitou koncepci speciální ochrany vodních zdrojů. Měla být zajištěna ochrana jakosti a zdravotní nezávadnosti, ale i vydatnosti každého takového zdroje. I přes původně velmi pozitivní hodnocení zákona o vodách bylo třeba provést zásadní změny právě v oblasti zajišťování speciální ochrany vodních zdrojů v návaznosti na vlastnická práva osob k pozemkům a stavbám. V roce 1975 začal platit nový zákon o vodách, počátkem září 1979 nabyl účinnost nový prováděcí předpis ministerstva zdravotnictví k zákonu č. 20/1966 Sb. Jednalo se o  Směrnice č. 51/1979 o  základních hygienických zásadách pro stanovení, vymezení a využívání ochranných pásem vodních zdrojů (OP) určených k hromadnému zásobování pitnou a užitkovou vodou a pro zřizování vodárenských nádrží.

70

Zákon č. 14/1998 Sb. tedy zavedl zcela odlišné pojetí speciální ochrany (novou koncepci). Nový vodní zákon č. 254/2001 Sb. převzal zonální koncepci speciální ochrany do svého § 30 a její podstata platí dosud. OP II. st. nemusí být souvislé, nemusí navazovat na OP I. st., může být tvořeno i  více samostatnými územími (zónami), a ta mohou být stanovována postupně (opět na rozdíl od minulosti, kdy nebyly možné dílčí změny vPHO, ale pouze jen celková revize se všemi účastníky řízení). V  současné době se setkáváme s  platnými plošnými PHO – Pásmo hygienické ochrany (podle původní koncepce) i s ochrannými pásmy stanovenými dle současné koncepce. Ke změnám – optimalizacím ochrany vodních zdrojů dochází postupně, podle místních podmínek.

Ochrana vody (Česka republika)

Voda

15.2.2. Současné zákonné normy vodního hospodářství

„„ tvorby a  vedení vodohospodářského informačního systému

Vodní zákon – zákon č. 254/2001 Sb., o  vodách a  o  změně některých zákonů (vodní zákon), ve  znění pozdějších předpisů.

„„ sestavování a schvalování plánů v oblasti vod a programů opatření

Zákon o vodovodech a kanalizacích – zákon č. 274/2001 Sb., o vodovodech a kanalizacích pro veřejnou potřebu a o změně některých zákonů (zákon o  vodovodech a  kanalizacích), ve znění pozdějších předpisu. Obě základní vodoprávní normy nabyly účinnosti k  datu 1. 1. 2002. Od té doby prodělaly až doposud radu novelizací. Vytvářejí základní právní rámec pro činnosti vykonávané na úseku vodního hospodářství. Jejich základní úprava je podrobně specifikována ve  více než 20 prováděcích právních předpisech.

15.2.3. Výkon státní správy Státní správu vykonávají vodoprávní úřady a Česká inspekce životního prostředí. Kontrolu nad jakostí povrchových vod stanovených pro koupání provádí krajské hygienické stanice (zdravotní ústavy).

„„ ochrany vodních zdrojů, chráněných oblastí přirozené akumulace vod (CHOPAV), citlivých a zranitelných oblastí „„ ochrany před povodněmi „„ řízením Českého hydrometeorologického ústavu a České inspekce životního prostředí Ministerstvo zdravotnictví vykonává působnost ústředního vodohospodářského úřadu ve  věcech stanovení povrchových vod využívaných ke koupání. Ministerstvo dopravy a spojů vykonává působnost ústředního vodoprávního úřadu ve věcech užívání povrchových vod k plavbě. Ministerstvo obrany vykonává působnost ústředního vodoprávního úřadu ve  věcech, v  nichž je založena působnost újezdních úřadů. Česká inspekce životního prostředí

Vodoprávními úřady jsou: „„ obecní úřady „„ újezdní úřady na území vojenských újezdů

Česká inspekce životního prostředí byla zřízena v roce 1991 zákonem ČNR č. 282/1991 Sb., o  České inspekci životního prostředí a její působnosti v ochraně lesa. Ostatní složky se k ní připojily následně v průběhu let 1991–1992. Je samostatnou organizační složkou státu

„„ obecní úřady s rozšířenou působností „„ krajské úřady „„ ministerstva jako ústřední vodoprávní úřad Působnost, která podle zákona přísluší vodoprávním úřadům, vykonávají především obecní úřady s rozšířenou působností. Působnost ústředního vodoprávního úřadu vykonává Ministerstvo zemědělství ČR.

zřízenou Ministerstvem životního prostředí ČR a činnost vykonává v 5 oblastech: „„ v ochraně ovzduší „„ ochraně vod „„ odpadovém hospodářství „„ ochraně přírody

Ministerstvo životního prostředí vykonává působnost ústředního vodoprávního úřadu zejména ve věcech: „„ ochrany množství a jakosti povrchových vod „„ zjišťování a  hodnocení stavu povrchových a  podzemních vod

„„ ochraně lesa Současně je uplatňován integrovaný přistup k ochraně životního prostředí jak na základě zákona o integrované prevenci (IPPC), o posuzování vlivů na životní prostředí (EIA), tak i celkovým způsobem inspekční práce.

71

Voda

Ochrana vody (Česka republika)

Přehled činnosti ČIŽP „„ dozírá na dodržování právních předpisů na ochranu životního prostředí „„ provádí inspekce – kontroly „„ ukládá opatření k nápravě zjištěných nedostatků „„ ukládá sankční opatření za nedodržování zákonů životního prostředí

Vodoprávní úřady Vodoprávní úřady mají pravomoci rozhodovat při mimořádných situacích, vyžaduje-li to veřejný zájem. Zejména v situacích přechodného nedostatku vody nebo zhoršení jakosti vody. Vodoprávní úřady vykonávají vodoprávní dozor nad plněním ustanovení zákona a  vydaných rozhodnutí. Vrchní vodoprávní dozor vykonávají Ministerstvo zemědělství a Ministerstvo životního prostředí, případně Česká inspekce životního prostředí. Vodoprávní řízení

„„ kontroluje obchod a nakládání s ohroženými druhy živočichů, rostlin a výrobků z nich „„ omezuje, případně zastavuje provozy, pokud vážně ohrožuji životni prostředí

Vodoprávní úřady postupují při řízení o  věcech upravených vodním zákonem podle správního řádu. Je stanoveno, ve kterých případech a  které doklady je žadatel pro rozhodnutí nebo vyjádření povinen předložit náležitosti povolení, souhlasů a vyjádření (vyhláška č. 432/2001 Sb.).

„„ podílí se na řešení starých ekologických zátěží „„ řeší podněty občanů i právnických osob „„ poskytuje informace na  základě žádostí ve  smyslu platných zákonů „„ informuje veřejnost i sdělovací prostředky a orgány statni správy o  údajích o  životním prostředí, které získává při inspekční činnosti „„ vypracovává stanoviska pro jiné orgány státní správy „„ podílí se na  řešení havárií v  oblasti životního prostředí „„ spolupracuje s  inspekčními orgány zemí Evropské unie a sítí inspekčních orgánů EU (tzv. IMPEL) „„ stanovuje poplatky za  vypouštění odpadních vod a odběr podzemních vod ČIŽP je členěna na 10 oblastních inspektorátů, dvě pobočky a ředitelství. Oblastní inspektoráty Praha, České Budějovice, Plzeň, Ústí nad Labem, Liberec, Hradec Králové, Havlíčkův Brod, Brno, Olomouc, Ostrava, pobočky Zlín a Karlovy Vary. Ředitel ČIŽP je jmenován ministrem životního prostředí.

Účastníkem vodoprávního řízení jsou obce a  osoby, které mohou být ovlivněny vodními poměry; nebo kde může dojít ke změně životního prostředí. Správce vodního toku je ze zákona účastníkem všech vodoprávních řízení, které se dotýkají jím spravovaného toku. Občanské sdružení má postavení účastníka vodoprávního řízení, je-li podle jeho stanov jeho úkolem ochrana životního prostředí, a jestliže písemně požádá o postavení účastníka řízení do 8 dnů ode dne poskytnutí vyžádaných informací vodoprávního úřadu. Za  nedovolené odběry vod, za  nedovolené vypouštění odpadních vod, za nedovolené nakládání se závadnými látkami, za porušení povinností týkajících se vodních děl, za porušování povinností týkajících se užívání povrchových vod k plavbě a  za  porušení jiných zjištěných povinností, se ukládají pokuty. Pokuty je oprávněn udělovat vodoprávní úřad obce s rozšířenou pravomocí a Česká inspekce životního prostředí.

15.2.4. Poplatky ve vodním hospodářství Podzemní voda Ti, kteří odebírají podzemní vodu, jsou povinni platit platbu za její skutečně odebrané množství, a to podle účelu jejího užití. V  případě, kdy skutečně odebrané množství podzemní vody je za kalendářní rok větší než 6000 m3, platí se pouze za množství snížené o 6000 m3. V  případě, kdy odebrané množství v  některém měsíci přesáhne 500 m3, platí se množství odebrané vody převyšující tuto hodnotu.

72

Ochrana vody (Česka republika)

Voda

Za množství vody odebrané čerpáním za účelem získání tepelné energie (pro tepelná čerpadla) se poplatek neplatí.

(do  15. února). Poplatky jsou příjmem Státního fondu životního prostředí ČR.

Příjmy z tohoto poplatku jsou z 50 % příjmem krajů, z 50 % příjmem Státního fondu životního prostředí České republiky.

Cena za odběr povrchové vody se stanoví podle účelu užití: „„ pro průtočné chlazení parních turbín,

Vypouštění odpadní vody „„ pro zemědělské závlahy, Každý, kdo vypouští odpadní vody do povrchových vod, tedy znečišťovatel, je povinen platit poplatek za znečištění vypouštěných odpadních vod a poplatek z objemu vypouštěných odpadních vod. Povinnost platit tyto poplatky se nevztahuje na vypouštění minerálních vod jako přírodního léčivého zdroje, na  přírodní minerální vody, pokud nebyly použity při výrobě balených minerálních vod, poplatky ze sanačních vrtů a  za  odpadní vody z průtočného chlazení parních turbín. Poplatek je povinen znečišťovatel platit, jestliže jím vypouštěné vody překročí v příslušném ukazateli znečištění zároveň hmotnostní a koncentrační limit zpoplatnění. Ukazatele jsou uvedeny v příloze č. 2 vodního zákona. Poplatek z objemu vypouštěných odpadních vod se platí při překročení 30  000 m3 za  kalendářní rok. Znečišťovatel je povinen sledovat u zdroje znečištění koncentraci znečištění v příslušných ukazatelích, měřit objem vypouštěné odpadní vody a vést o tom evidenci.

„„ pro zatápění umělých prohlubní terénu, zbytkových jam po těžbě nerostů, ve výši, která kryje nezbytné náklady správce vodního toku, z  kterého se voda odebírá, „„ pro ostatní povolené odběry. Platba za  odběr povrchové vody se neplatí při odebraném množství povrchové vody menším než 6000 m3 za kalendářní rok nebo 500 m3 za měsíc. Při vyšších odběrech se výše platby určuje pouze z množství nad tyto limity. Neplatí se za odběry povrchové vody pro provoz rybích líhní a sádek, pro napouštění rybníků a vodních nádrží pro chov ryb, pro požární účely, napouštění veřejných koupališť, odstavných ramen toků a nádrží tvořících chráněný biotop rostlin a  živočichů, pro výrobu sněhu, za  odběr okalových vod, za  odběr vody pro hydrickou rekultivaci, zatápění důlních jam po těžbě nerostů, pokud správci toku nevznikají náklady a za povolený odběr pro vyrovnání vláhového deficitu zemědělských plodin (viz Metodický pokyn MZe č. j. 15194/2002).

Každý znečišťovatel, který je povinen platit poplatky, je povinen předložit vodoprávnímu úřadu poplatkové přiznání

15.3. Praktická část 1. Seznamte se s  činností České inspekce životního prostředí prostřednictvím Výroční zprávy za  rok 2013, je umístěna na  webu ČIŽP (www.cizp.cz/files/=3975/CIZP_VZ_Cz_2013_web_v2-2.pdf) 2. Prostudujte si přehled významných vodohospodářských havárií od  r. 1964, který je uveden na  webu ČIŽP (www.cizp.cz/Havarie-na-vodach)

Zdroje „„ www.cizp.cz/files/=3975/CIZP_VZ_Cz_2013_web_ v2-2.pdf „„ www.cizp.cz/Havarie-na-vodach

3. Pozvěte inspektora ČIŽP do školy a diskutujete s ním o jeho práci a poznatcích z provedených kontrol

73

Voda

Vodní hospodářství v ČR

Pracovní list 16

Vodní hospodářství v ČR

16.1. Úvod Vodní toky na území České republiky jsou rozděleny na významné vodní toky a drobné vodní toky. Významné vodní toky a část určených drobných vodních toků spravují státní podniky Povodí, tj. Povodí Vltavy, státní podnik, Povodí Ohře, státní podnik, Povodí Labe, státní podnik, Povodí Odry, státní podnik a Povodí Moravy, s. p. Většinu drobných vodních toků spravuje státní podnik Lesy České republiky. O  stavu vodního hospodářství ČR každoročně informuje zpráva, stručně označovaná jako „Modrá zpráva“, kterou vydává Ministerstvo zemědělství a  Ministerstvo životního

prostředí již od roku 1996. Zpráva informuje o stavu vodního hospodářství v daném roce a obsahuje zejména popis stavu v hlavních ukazatelích.

16.2. Teoretická část Voda jako základní složka životního prostřední a  zároveň základní potřeba lidské společnosti je kompetenčně rozdělena mezi Ministerstvo životního prostředí a  Ministerstvo zemědělství.

Obsah Modré zprávy za rok 2011 1.

Hydrologická bilance 1.1. Teplotní a srážkové poměry

Základem úspěchů dosažených v této oblasti je úzká a konstruktivní spolupráce obou resortů, což dokládá i  společně každoročně vydávaná Modrá zpráva. Bez dobré spolupráce obou resortů by nebylo možné zajistit plánování v  oblasti vod, účinnou ochranu před povodněmi, prosazovat státní zemědělskou politiku s  minimálním negativním dopadem na jednotlivé složky životního prostředí či realizovat společná geo-environmentální opatření.

16.2.1. Modrá zpráva Ve  zprávě jsou uvedeny základní informace o  vodě a  vodstvu v České republice v uplynulém roce, o nakládání s vodou a  snahách o  její hospodárné využívání, o  systému vodního hospodářství u nás i o spolupráci s okolními zeměmi, o kvalitě vod i  o  trendech, které se dají vyčíst z  porovnání parametrů let předcházejících. Modrá zpráva předkládá zároveň přehled o spolupráci obou resortů, tj. Ministerstva životního prostředí a Ministerstva zemědělství, které se dělí o kompetence v oblasti nakládání s vodami.

1.2. Odtokové poměry 1.3. Režim podzemních vod 2. Povodňové situace v roce 2011 2.1. Průběh povodní 2.2. Odstraňování povodňových škod 3. Jakost povrchových a podzemních vod 3.1. Jakost povrchových vod 3.2. Jakost podzemních vod 4. Nakládání s vodami 4.1. Odběry povrchových vod 4.2. Odběry podzemních vod 4.3. Vypouštění odpadních vod

74

Vodní hospodářství v ČR

5. Zdroje znečištění

Voda

11. Prioritní úkoly, programy a stěžejní dokumenty ve vodním hospodářství

5.1. Bodové zdroje znečištění 11.1. Plánování v oblasti vod 5.2. Plošné znečištění 11.2. Plány rozvoje vodovodů a kanalizací 5.3. Havarijní znečištění 6. Správa vodních toků 6.1. Odborná správa vodních toků 6.2. Státní podniky Povodí

11.3. Programy a  opatření ke  snižování znečištění povrchových vod 11.4. Reportingová činnost ČR pro EU 12. Mezinárodní spolupráce v ochraně vod

6.3. Zemědělská vodohospodářská správa

12.1. Spolupráce v rámci EHK OSN

6.4. Lesy ČR, s. p.

12.2. Mezinárodní spolupráce v ochraně vod v ucelených povodích Labe, Dunaje a Odry

6.5. Vodní cesty 7. Vodovody a kanalizace pro veřejnou potřebu 7.1. Zásobování pitnou vodou 7.2. Odvádění a čištění komunálních odpadních vod

12.3. Mezinárodní spolupráce České republiky na hraničních vodách 13. Výzkum a vývoj ve vodním hospodářství 13.1. Výzkum a vývoj v působnosti Ministerstva zemědělství

7.3. Vývoj ceny pro vodné a stočné 8. Rybářství a rybníkářství 8.1. Rybářství a rybníkářství v roce 2011 8.2. Změny stavu rybničního fondu 9. Státní finanční podpora vodního hospodářství 9.1. Ministerstvo zemědělství

13.2. Výzkum a vývoj v působnosti Ministerstva životního prostředí

16.2.2. Správci vodních toků Správci vodních toků v  působnosti Ministerstva zemědělství zajišťují správu více než 95 % délky všech vodních toků v České republice. Necelých 5 % se na správě vodních toků podílejí Ministerstvo obrany, správy národních parků, případně fyzické a právnické osoby.

9.2. Ministerstvo životního prostředí „„ Povodí Labe, státní podnik 9.3. Státní fond životního prostředí www.pla.cz 9.4. Finanční podpory ze zahraniční spolupráce a Evropské unie

Víta Nejedlého 951/8, Slezské Předměstí, Hradec Králové, 500 03

10. Legislativní opatření „„ Povodí Vltavy, státní podnik 10.1. Vodní zákon a prováděcí předpisy www.pvl.cz 10.2. Zákon o vodovodech a kanalizacích a prováděcí předpisy

Holečkova 106/8, Praha 5, 150 24

10.3. Kontrola výkonu státní správy v oblasti vodního hospodářství a ochrany vod

75

Voda

Vodní hospodářství v ČR

„„ Povodí Ohře, státní podnik www.poh.cz Bezručova 4219, Chomutov, 430 03 „„ Povodí Odry, státní podnik www.pod.cz Varenská 3101/49, Moravská Ostrava a Přívoz, Ostrava, 70200 „„ Povodí Moravy, s.p. www.pmo.cz

16.2.3. Činnost Společenství v oblasti vodní politiky Směrnice Evropského parlamentu a  Rady 2000/60/ES ze dne 23. října 2000, kterou se stanoví rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky (tzv. rámcová směrnice), mimo jiné usiluje o účinné a udržitelné využívání vod. Odběr vod by měl respektovat požadavky na  užívání vod, dobrý stav a  ekologické limity vodních útvarů tak, aby nadměrným využíváním nedocházelo k  poškozování těchto zdrojů ani přilehlých vodních ekosystémů. Členské státy mají pro své území zpracovat Plány povodí s programy opatření, pomocí nichž by se měly postupně odstraňovat nejvýznamnější vodohospodářské problémy a  v  rámci tří šestiletých plánovacích období do roku 2027 dosáhnout dobrého stavu povrchových a podzemních vod.

Dřevařská 932/11, Brno, 60200 Plán hlavních povodí ČR Správci drobných vodních toků „„ Lesy České republiky, státní podnik www.lesycr.cz Přemyslova 1106/19, Nový Hradec Králové,Hradec Králové, 50008

Důležitým strategickým dokumentem, který není přímo požadován rámcovou směrnicí, je Plán hlavních povodí ČR, který představuje koncepci v oblasti vod a jehož specifickým cílem je zabezpečení bezproblémového zásobování obyvatel a dalších odběratelů vody nezávadnou a kvalitní vodou. Legislativní požadavky na kvalitu a kontrolu pitné vody v České republice vycházejí ze směrnice Rady č. 98/83/ES ze dne 3. listopadu 1998 o jakosti vody určené pro lidskou spotřebu.

Mapa jednotlivých správců povodí

76

Vodní hospodářství v ČR

Voda

Koncepce agrární politiky ČR a Koncepce vodohospodářské politiky

a meziroční kolísání odběrů je závislé právě na průběhu teplot a množství srážek během vegetační sezony.

Také Koncepce agrární politiky ČR pro období po  vstupu do  EU (2004–2013) a  Koncepce vodohospodářské politiky Ministerstva zemědělství do roku 2015 si kladou za cíl vytvořit podmínky pro udržitelné hospodaření s  omezeným vodním bohatstvím České republiky, které umožní sladit požadavky na všechny formy užívání vodních zdrojů s požadavky ochrany vod a  vodních ekosystémů při současném zohlednění opatření ke snížení škodlivých účinků vod.

Odběry pro průmysl (včetně dobývání nerostných surovin) vykazují dlouhodobý pokles (od  roku 2000 o  39,5 %), přičemž poslední meziroční (2010/2011) snížení činilo 2,1 %. V  současnosti souvisí tento pokles spíše se zaváděním nových šetrnějších technologií výroby, a  to nejen z  důvodů environmentálních, ale i úsporných. Dále má na odběry pro průmysl vliv i ekonomický vývoj v sektorech s nejvyššími odběry (potravinářský, chemický a papírenský průmysl).

Plán rozvoje vodovodů a kanalizací území ČR Střednědobou koncepci státní politiky v  oblasti vodovodů a kanalizací s výhledem do roku 2015 představuje Plán rozvoje vodovodů a kanalizací území ČR.

16.2.4. Odběry vody Průmysl Snižování celkových odběrů vody je dlouhodobý trend. V 90. letech 20. století souvisel pokles především se snižováním průmyslové výroby v  důsledku restrukturalizace národního hospodářství a dále i s klesající náročností průmyslových technologií na vodu. V  posledních pěti letech se celkový objem odebírané vody stabilizoval. Na  odběrech vod (1 892,8 mil. m3 v  roce 2011) se jednotlivé sektory podílejí různou měrou. Výrazné rozdíly ve  struktuře odběrů lze sledovat i  mezi odběry z  povrchových a podzemních zdrojů Z  celkového objemu odebírané vody je 20,0 % odebíráno z  podzemních zdrojů. Odběry podzemní vody se od  roku 2000 snižují, v  posledním meziročním srovnání se ale mírně zvýšily (o  1,4 mil. m3, tzn. o  0,4 %), a  to díky navýšení odběrů pro průmysl, zemědělství a  ostatní odvětví (včetně stavebnictví). Nejvíce vody je odebíráno pro energetiku (48,2 % z  celkových odběrů v roce 2011, tzn. 60,1 % z odběrů z povrchových vod a  0,7 % z  podzemních vod), která se i  největší měrou podílela na kolísání celkových odběrů vody v posledních deseti letech. Důvodem bylo postupné uvádění jednotlivých elektráren využívající průtočné chlazení do provozu. Většina vody odebrané pro chlazení v energetice je opět navrácena do vodních toků smírně pozměněnou kvalitou (zvýšení teploty, snížení obsahu kyslíku), část vody se ztratí výparem. Naopak stabilně nízký je odběr vody pro zemědělství (2,1 % z  celkových odběrů v  roce 2011), které v  případě rostlinné výroby z  velké míry vystačí s  vodou dodávanou srážkami,

Odběry vody pro průmysl v  roce 2011 tvořily 16,0 % z  povrchových a  9,2 % z  podzemních zdrojů. Dlouhodobý pokles odběrů vykazuje i odvětví s druhým největším objemem celkových odběrů (33,9 %) – vodovody pro veřejnou potřebu. Pitná voda Odběry pitné vody klesají, obdobně jako u  průmyslu, díky zavádění šetrných technologií na úspory pitné vody a kvůli rostoucím cenám. Celkem 48,8 % odběrů pro výrobu pitné vody je realizováno z podzemních zdrojů, které mají lepší jakost a vyžadují méně úprav. Odběry z  podzemních zdrojů ovšem mohou přispět k poklesu zásob podzemních vod, neboť doba zpětného návratu vody do podzemních zdrojů je delší než u zdrojů povrchových vod. Obecným rizikem pro zásobování vodou jsou též změny intenzity a sezonality srážek a nižší vsak do půdy, který může být způsobený i antropogenními zásahy do krajiny (zhutňování půdy, zástavba). V  roce 2011 bylo vyfakturováno celkem 486 mil. m3 pitné vody, z čehož 65,3 % tvořily odběry pro domácnosti, zbývající část byla spotřebována průmyslem (11,8 %), zemědělstvím (1,7 %) a ostatními odběrateli. Obecně od  roku 2000 celkové množství fakturované pitné vody v ČR kleslo o 9,7 %. V posledních 7 letech má množství fakturované pitné vody klesající tendenci, která je způsobena především snížením dodávek pro domácnosti a pro kategorii ostatních provozovatelů (např. stavebnictví). Tento klesající trend se odráží i ve spotřebě vody přepočtené na jednoho obyvatele, kdy se specifická potřeba z vody vyrobené v roce 2011 (174,1 l. obyv.-1 den-1) pohybuje na úrovni 73,2 % hodnoty z roku 2000 (238,0 l. obyv.-1 .den-1). Snižování množství vyrobené vody se odvíjí také od snižování ztrát pitné vody ve vodovodní síti (v současnosti se ztráty pohybují pod 20 %, v  roce 2000 byly 25 %) a  od  snižování spotřeby vody v domácnostech.

77

Voda

Vodní hospodářství v ČR

Spotřeba vody v  domácnostech od  roku 2000 téměř soustavně klesá, a  to i  přesto, že se zvyšuje počet obyvatel zásobovaných pitnou vodou z  veřejných vodovodů, který v současnosti tvoří 9,8 mil. obyvatel (93 % obyvatel ČR). Vliv na  snížení spotřeby vody v  domácnostech má jak dlouhodobě rostoucí cena vodného, která se meziročně zvýšila o 5,8 %, tak masové rozšíření úsporných spotřebičů. V  mezinárodním srovnání se odběry vody na  obyvatele v ČR pohybují pod evropským průměrem. V rámci EU se odběry vody na obyvatele odvíjejí především od fyzickogeografických podmínek (klima, reliéf, přírodní zdroje vody) a používané technologie

výroby elektřiny (chlazení energetických zařízení). Na  předních místech jsou proto státy s vysokými odběry v sektoru zemědělství, a to z důvodu zavlažování v sušších a teplejších mediteránních oblastech (Portugalsko, Řecko, Španělsko, Itálie), a dále státy s vysokou náročností energetického sektoru na odběry vody za účelem chlazení (Estonsko, Bulharsko, Litva). Do budoucna se vlivem změny klimatu předpokládají i změny v dostupnosti vodních zdrojů a možné ohrožení v důsledku tzv. vodního stresu.

16.3. Praktická část 1. Co je to Modrá zpráva? 2. Proč Modrou zprávu zpracovávají MŽP a Mze? 3. Seznamte se s  obsahem Modré zprávy a  sledujte a komentujte vývoj vodního hospodářství České republiky v oblasti jakosti vody. 4. Který sektor průmyslu odebíral v roce 2011 největší množství vod? 5. Jaké jsou důvody poklesu odběru vody pro průmysl i domácnosti? 6. Jaká je aktuální spotřeba pitné vody na 1 obyvatele ČR? O kolik poklesla‚ ve srovnání s rokem 2000? 7. Je využívání vody v  ČR hospodárné s  ohledem na zachování dostupnosti zdrojů vody i do budoucna? Odpovědi lze nalézt v Zprávě o životním prostředí České republiky za rok 2011. 8. Porovnejte srovnání spotřeby vody České republiky s ostatními evropskými státy a odůvodněte rozdíly. 9. Seznamte se s  Vodohospodářským informačním portálem Ministerstva zemědělství a  prací s  ním. Které informace můžete z tohoto portálu získat?

78

Zdroje „„ eagri.cz/public/web/file/171287/Modra_zprava_2011_web_10._9..pdf „„ www.mzp.cz/C1257458002F0DC7/cz/zprava_o_zivotnim_prostredi_2011/$FILE/OEDN-zprava_o_zivotnim_prostredi_2011-20130329.pdf „„ voda.gov.cz/portal/cz/

Pitná voda

Voda

Pracovní list 17

Pitná voda

17.1. Úvod Ne všechna voda na Zemi je vhodná pro konzumaci, nebo pro její úpravu na pitnou. Pouze necelých 0,1 % vody na celé planetě je snadno použitelná pro lidskou potřebu. Vztah lidí k vodě z hlediska spotřeby se za posledních několik desítek let velmi dramaticky měnil. V  době před rozšířením vodovodní sítě nebyla k  dispozici jiná voda než ta, kterou si každý vlastnoručně vypumpoval ze studny, nebo nabral z potoka. Pro každého z nás je dnes samozřejmostí, že mu voda teče z vodovodního kohoutku. Často to vede ke značnému plýtvání. Díky skutečnosti, že se naše země nachází v klimatické oblasti poměrně bohaté na srážky, jsme výraznější nedostatek vody dosud nepocítili. Ale například již oby-

vatelé Španělska se potýkají s problémem nedostatku vody. Někteří odborníci odhadují, že voda – spolu s úrodnou půdou – bude v budoucnosti jedním z nejvzácnějších zdrojů. Pitnou vodou je veškerá voda v  původním stavu nebo po úpravě, která je určena k pití, vaření přípravě jídel a nápojů, dále voda, která je určena k péči o tělo, k čištění předmětů, které přicházejí do styku s potravinami nebo lidským tělem. Provozovatelem vodovodů je dodávána až ke spotřebiteli.

17.2. Teoretická část 17.2.1. Pitná voda Požadavky na  zdravotní nezávadnost a  čistotu pitné vody jsou stanoveny hygienickými limity mikrobiologických, biologických, fyzikálních, chemických a  organoleptických ukazatelů. Tyto limity jsou upraveny platným prováděcím právním předpisem, nebo jsou povoleny či určeny příslušným orgánem ochrany veřejného zdraví. Hygienické požadavky na pitnou vodu (kontroly, balená voda, chemické, fyzikální a  mikrobiologické limity) stanovuje vyhláška Ministerstva zdravotnictví č. 252/2004 Sb. Byla vydána na základě zákona č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví. Pitná voda „je zdravotně nezávadná voda, která ani při trvalém požívání nevyvolá onemocnění nebo poruchy zdraví přítomností mikroorganismů nebo látek ovlivňujících akutním, chronickým či pozdním působením zdraví fyzických osob a jejich potomstva, jejíž smyslově postižitelné vlastnosti a jakost nebrání jejímu požívání a užívání pro hygienické potřeby fyzických osob.“ (Podle definice pitné vody, která je zakotvena v zákona 258/2000 Sb. a ve vyhlášce MZe ČR 252/2004 Sb., které se pitné vody bezprostředně týkají).

Hodnoty pro určování parametrů pitné vody „„ Doporučená hodnota „„ Mezní hodnota (MH) – její překročení nepředstavuje akutní zdravotní riziko. Je nutné provést úpravu! „„ Nejvyšší mezní hodnota (NMH) – nesmí být překročena! Pokud dojde k překročení, nejedná se o pitnou vodu. Parametry pitné vody „„ Escherichia coli (EC) „„ platí NMH „„ je indikátorem čerstvého fekálního znečištění „„ Koliformní bakterie (KB) „„ platí MH „„ je indikátorem celkového fekálního znečištění

79

Voda

Pitná voda

Zdroje pitné vody

„„ Enterokoky (EK) „„ platí NMH „„ je indikátorem fekálního znečištění „„ Pseudomonas aeruginosa (PA) „„ platí NMH „„ způsobuje patogenníhnití „„ důrazně se sleduje u  balených vod určených pro kojence „„ Počty kolonií při 36 °C (K36) „„ platí MH; u balené vody NMH „„ zdrojem jsou nejčastěji výkaly, dále půda, rostliny, prach, atd. „„ Počty kolonií při 22 °C (K22)

Nejdřív se voda čerpala všude možně, nejčastěji ze studní nebo se používala voda povrchová. Postupem doby se přešlo k získávání vody z řek a rybníků, kdy voda přecházela přes přípravnu, čerpala se do  věže a  poté sama stékala do  domácností odběratelů. Pitná voda se získává úpravou surové vody. Surová voda se získává v České republice z podzemních (asi 45–55 %) – ze studní či pramenů – nebo povrchových (asi 45–55 %) zdrojů – z přehrad a řek. Z některých zdrojů – zejména podpovrchových – je možné získat pitnou vodu bez úpravy. Jako kvalitní vodní zdroje slouží podzemní zdroje či artézské studny, speciální vodárenské nádrže, méně kvalitní zdroje se nacházejí v jezerech, řekách a potocích. Podzemní zdroje obsahují velmi kvalitní vodu, jejíž čistota vzniká tak, že do  těchto míst musí voda projít přes různé vrstvy hornin, čímž dochází k  její filtraci. Na  složení těchto hornin, kterými voda prochází tak závisí její čistota a  kvalita. Často voda z těchto hornin přebírá různé minerální prvky v takové míře, že se voda používá jako minerální voda na pití. Z podzemních zdrojů se voda čerpá z vrtů.

„„ platí MH; u balené vody NMH Shromažďování vody „„ zdrojem jsou nejčastěji výkaly, dále půda, rostliny, prach, atd. „„ Clostridium perfringens (CP) „„ platí MH „„ patogen, působící na kvalitu přípravy pitné vody z povrchové „„ Počet eukaryotů „„ Dalších 52 chemických a fyzikálních parametrů

Ke shromažďování povrchové vody slouží vodárenská nádrž (přehrada), v níž se nachází odběrová věž s několika odběrovými šachtami v různých hloubkách. Odebírá se podle příkazu z úpravny vody, která bývá v blízkosti přehrady. Vhodná teplota pro odběr je méně než 12 °C. Speciální vodárenské nádrže jsou vodní díla vybudována za účelem akumulace vhodné pitné vody. Jsou tedy budovány v  místech, kde jsou pouze kvalitní přítoky do  takové nádrže a kde nehrozí znečištění vody v nádrži činností člověka. Každá vodárenská nádrž má rozsáhlé ochranné pásmo, kde se například nesmí přepravovat ropné látky, nebo používat chemické hnojení, aby takové nevhodné látky nemohly stéci až do  nádrže. Tyto nádrže se nepoužívají ani k  rekreačním účelům. V místech, kde není žádná vodárenská nádrž, ani dostatečné podzemní zdroje, nezbývá než používat vodu z dostupných místních vodních toků. Ta bývá nejvíce znečištěná, takže její úprava v  kvalitní vodu pitnou je také nejsložitější a  nejnákladnější. Často je úprava takovéto vody tak problematická, že se vyplatí raději vybudovat přivaděč kvalitní vody ze zdroje vzdáleného až několik desítek kilometrů.

Vodárenská nádrž Opatovice

80

Surovinu z  těchto zdrojů pro výrobu pitné vody nazýváme neupravená surová voda. Tu musíme dopravit na místo, kde je úpravna vody, a kde proběhne přeměna této vody na vodu pitnou.

Pitná voda

Výjimečně se využívá umělé filtrace a  sorpční schopnosti půdního sedimentu, protože řasy často ucpávají filtraci. Voda z toku se nechá infiltrovat z umělých nádrží do podzemí a z podzemí se poté čerpá. Příkladem může být vodárna v obci Káraný, která od r. 1911 vyrábí kvalitní pitnou vodu pro přibližně třetinu Prahy a řadu dalších obcí a měst Středočeského kraje Čerpání z podpovrchových zdrojů z podzemních vrtů. Surová voda se odvádí do úpravny vod. Tam se upravuje (mechanické předčištění, chemické čeření, filtrace přes pískové filtry, odstranění iontů železa a manganu, někdy i částečné odstranění dusičnanů a  dusitanů, desinfekce). Pak směřuje do  vodojemů a  z  nich se vodovody dopravuje k  spotřebitelům. Jak tedy probíhá celý proces úpravy vody, aby byla pitná? 1.

Filtrování a prosívání Voda je nejdříve filtrována přes jednoduchou mříž, aby došlo k zachycení největších částic přítomných ve  vodě (listí, hmyz, částečky větší nez 1 mm). nejmenší částice. Dále prochází sítem s jemnými otvory, které zachytí nejmenší částice.

2. Vločkování a odkalování

Voda

17.2.2. Distribuce vody Vodojemy a vodárenské věže Zajištění dostatečného množství kvalitní vody po  celých 24 hodin denně vyžaduje, aby již upravená pitná voda byla akumulována (skladována) v podzemních nádržích – vodojemech, kam je přečerpávána z úpravny vody. Tyto vodojemy jsou položeny na vyvýšených místech tak, aby voda mohla být gravitačně dopravena zákazníkům i  z  nejvyšších pater domů na nejvýše položených místech města. Pokud je město položeno v  rovinatém kraji, používají se k akumulaci vody věžové vodojemy. Distribuce vody zákazníkům Cesta, kterou voda prochází, než se dostane od zdroje ke kohoutku, je dlouhá a spletitá. Voda získaná z  přírodního zdroje, podzemního či povrchového, většinou obsahuje různé příměsi, které je nutné před distribucí do vodovodní sítě odstranit. Proto se surová voda nejprve odvádí na úpravnu vody, kde se upravuje mechanicky, chemicko-biologicky a  chemicky tak, aby vyhovovala všem požadavkům na kvalitu pitné vody.

Do  vody je přidán koagulátor usnadňující srážení vloček odpadu, které ještě zůstali ve  vodě (prach, zbytky zeminy, rybí jikry atd.) Tyto vločky, které jsou těžší než voda, se usadí na dně dekantační nádrže a 90 % látek je takto odstraněno. 3. Filtrace jemným pískem Voda je filtrována jemným pískem, anebo aktivním uhlím. Filtrace pískem odstraní látky viditelné pouhým okem. Filtry na  bázi aktivního uhlí zachytí mikroskopické znečišťující látky jako pesticidy a pohltí část látek organického původu. Existují také další způsoby filtrace např. přes membránový filtr. 4. Ozonizace Voda je dezinfikována ozónem, který má antibakteriální a antivirové účinky. Zlepšuje také barvu a chuť vody. Úprava vody ozónem je ekologická a  šetrná k životnímu prostředí. 5. Chlorování Chlór se přidává do vody až při výstupu z úpravny vody s cílem zachovat kvalitu vody i během distribuce a zabránit náhodné sekundární kontaminaci.

Vodojem Únětice

81

Voda

Pitná voda

Upravená pitná voda je buď gravitačně, nebo většinou čerpáním rozváděna do  pásmových vodojemů. Z  vodojemů je třeba vodu dopravit ke konečnému spotřebiteli. Do obytných domů, továren, škol, úřadů i bazénů. Voda musí být dodávána v dostatečném množství a ve stálé kvalitě. O to se stará vodovodní síť a čerpací stanice. Vodovodní síť rozvádí v potrubí vodu gravitačně z vodojemů po  celém zásobovaném území. Čerpací stanice pak přečerpávají vodu z  hlavních vodojemů do  dalších vodojemů. Vodojemy slouží k  vyrovnávání špičkových odběrů v  ranních a večerních hodinách. Plnění většiny vodojemů je dnes ovládáno automaticky, pomocí centrálního počítače, a  řízeno z dispečinku. Voda poté odtéká do  vodovodní sítě, která ji rozvádí přímo k  jednotlivým spotřebitelům. Každý spotřebitel je napojen na vodovodní řad vodovodní přípojkou. U konečného spotřebitele pak již stačí jen otočit kohoutkem. Užitková voda Užitková voda je voda hygienicky nezávadná, nepoužívá se jako pitná voda a  na  vaření. Může pocházet z  jakéhokoliv zdroje, pokud vyhovuje zdravotním a  technickým požadavkům, používá se na  mytí, koupání a  na  výrobní účely. Na užitkovou vodu se nekladou taková přísná kritéria, pokud jde o fyzikální vlastnosti (teplota, barva, zákal), jako na pitné vody, ale nesmí být odpudivá, nesmí obsahovat toxické látky a ze zdravotního hlediska musí vyhovovat normě, platné pro pitnou vodu. Voda balená nebo z kohoutku? Vodovodní voda v  ČR splňuje požadavky na  kvalitu pitné vody až na malé výjimky. ČR patří v EU mezi země s nejkvalitnější dodávkou pitné vody do domácností. 50 % pitné vody, dodávané naší vodovodní sítí, je vyráběno stejně jako balené vody z podzemních zdrojů, a tato voda je zcela srovnatelná s vodou balenou, je však mnohonásobně levnější.

Mnohé testy poukázaly na shodnou kvalitu, v případě testu časopisu Instinkt (2011) dokonce balené vody vykázaly horší kvalitu než voda z kohoutku. Je-li balená voda dlouhodobě vystavená slunci a  vysokým teplotám, mohou se v  ní přemnožit bakterie, čímž se voda stane mnohem méně kvalitní než čerstvá voda z vodovodu. Voda z  kohoutku sice prochází pravidelně povinnými kontrolami, ale pochopitelně ani v jejím případě se zpravidla neanalyzuje výsledné složení u  vás doma, které je ovlivněno distribucí ve vodárenské soustavě. Z hlediska ochrany životního prostředí je samozřejmě správné pít kvalitní vodu z  kohoutku. Odpadá zvýšená spotřeba PET lahví, vyráběných z ropných produktů, výrobní procesy při plnění lahví, negativní vlivy dopravy balené vody i  nutnost likvidace použitých PET lahví, jejich náročné recyklace, v horším případě zvyšování objemu skládkovaného odpadu. Litr balené vody spotřebuje litry tři Odborníci se také pustili do výroby balené vody. Na výrobu jednoho jejího litru jsou potřeba tři litry vody. V USA si výroba balených vod vyžádá 17 miliónů barelů ropy ročně. Kohoutková voda – kvalita Zástupci Státního zdravotního ústavu zdůrazňují, že u  nás má pitná voda z kohoutků obecně velmi dobrou kvalitu a vyhovuje i v důležitých ukazatelích, jako jsou dusičnany, chlorované látky, těžké kovy nebo pesticidy. To potvrzuje i  výzkum srovnávající bezpečnost pitných vod v  mezinárodním měřítku, ve  kterém získala česká voda nejvyšší možný počet bodů. To ale neplatí o mnoha soukromých nebo obecních studnách nevyhovujících z  mikrobiologického hlediska. Podobně zaostává voda v  řadě především rozvojových zemí. Kvalitu vody z  kohoutku může ovlivnit stav vodovodního potrubí. Pokud je ale potrubí v některých starších domech zanedbané, může z  kohoutku téct voda s  příměsí olova a železa. Olovo a větší množství železa nepříznivě ovlivňuje zdraví dětí. V případě, že existuje podezření na vyšší koncentraci olova, je dobré nechat udělat rozbor a  pak případně urgovat výměnu potrubí, na kterou je možné dostat i dotaci od Ministerstva pro místní rozvoj. Větší výskyt olova ale není nutně u každé vody, která teče z olověných trubek. V některých trubkách se usazuje vodní kámen a úniku olova tak zabraňuje. Tyto problémy jsou však jen okrajovou záležitostí. Vodovodní síť je kontrolovaná, převážná část potrubí vyhovuje hygienickým standardům, a olova se proto nemusíme bát.

Čerpací stanice ve vodojemu Bosonohy

82

Pitná voda

Voda

Častou námitkou proti vodě z  kohoutku je chlor. Ve  skutečnosti ho voda obsahuje jen zdraví neškodné množství. Pokud nám voda s chlorem nechutná, můžeme ji napustit a nechat odstát. Chlor se odpaří.

Kojeneckou vodu již současná legislativa nezná a  neexistuje tudíž ani speciální limit pro obsah dusičnanů. Vyhláška 275/2004 Sb. se zmiňuje pouze o balené kojenecké vodě, pro kterou je limit dusičnanů 10 mg/l.

Na co si dávat při pití kohoutkové vody pozor

Podle informací z  Krajské hygienické stanice by pro každé dítě měl udělat doporučení kvality pitné vody ošetřující lékař, který by měl znát kvalitu vody z vodovodu v místě, kde dítě žije. Pokud voda neobsahuje žádné bakterie a  dítě je zdravé, tak by mělo kohoutkovou vodu s obsahem do 50 mg dusičnanů zvládnout bez jakýchkoliv zdravotních komplikací. V případě, že máme malé dítě a lékař doporučí kupovat vodu balenou, snažme se vybrat vodu z okolí našeho bydliště.

„„ na konzumaci a úpravu potravin ji používat jen studenou „„ zvážit a poradit se s lékařem nebo lékařkou, zda dávat vodu kojencům „„ v případě podezření na přítomnost olova si nechat udělat hygienický test a případně vyměnit vodovodní potrubí (toto je však problémem jen u některých starších domů) Balené vody Výroba a prodej balených vod má u nás dlouhou tradici, kterou můžeme vystopovat až do  16. století. Původně šlo výhradně o vody léčivé (ať už se skutečným nebo domnělým účinkem), stáčené do kameninových džbánků. K nim se později (18.–19. století) přidaly i vody, které byly pro svou zvláštní chuť považovány za osvěžující nápoj. Jednalo se buď o minerální vody nebo o vody s vysokým obsahem oxidu uhličitého CO2, ať původu přirozeného (kyselky) nebo uměle připravované, stáčené převážně do skla. Tento stav se v Evropě v podstatě udržel do 60.–70. let minulého století, kdy jednak skleněné obaly začaly být postupně vytlačovány plastickými a jednak došlo ještě k jiné, mnohem revolučnější změně: balené vody začaly být používány též jako zdroj „obyčejné“ pitné vody, nejen jako řešení občasných havarijních situací, ale především jako náhrada za pitnou vodu distribuovanou veřejnými vodovody. Což znamená, že se vedle vybraných druhů minerálních vod začaly stáčet i  vody z  kvalitních podzemních zdrojů pitné vody, které nevykazovaly ani zvláštní chuť, ani zvláštní farmakologický účinek. Pramenitá, kojenecká, minerální, pitná S  takovými označeními se můžeme setkat na  etiketách balených vod. Jde o  vyhláškou vymezené kategorie. Zatímco pitná balená voda může být stáčena do lahví i z vodovodu, pramenité, kojenecké a minerální balené vody musejí pocházet jen z chráněného stabilního podzemního zdroje. Kojenecká balená voda navíc může být upravována pouze UV zářením. Jak balená, tak kohoutková pitná voda smí mít maximálně 50 mg dusičnanů na 1 l vody. Brněnská voda obsahuje mezi 37–40 mg/l dusičnanů a je upravena chlorem.

Pokud opravdu musíme sáhnout po balené kojenecké vodě, pokusme se ji koupit ve vratných skleněných obalech a vyberme vodu pocházející z místa blízkého našemu bydlišti. Z  minerálních vod se k  častějšímu pití doporučují jen slabě mineralizované (do 500 mg/l). Silnější minerálky by se měly naopak pít jen výjimečně, případně na lékařský předpis. Neplatí, že čím více minerálů, tím lépe. Naopak, jejich nadbytek nám může i uškodit. Minerály však obsahuje i voda z kohoutku a ty jsou v kombinaci se stravou dostačující. Pitná voda by také měla být oproti vodě na praní tvrdší. Tento požadavek voda z brněnského vodovodu rovněž splňuje. Doporučený obsah minerálů v pitné vodě podle Státního zdravotního ústavu Látka

Hodnota

Ca

> 40–80 mg/litr

Mg

> 20 mg/litr

K

> 1 mg/litr

Na

< 20 mg/litr

Cl

< 25 mg/litr

SO42-

< 240 mg/litr

NO3-

< 10 mg/litr

Mnohé z  balených vod (zejména minerální vody) těmto doporučením nevyhovují. Výrobci minerálních a  pramenitých vod jsou povinni uvádět na etiketách lahví složení vody, které můžete s tabulkou porovnat. Voda z kohoutku by měla uvedené limity splňovat. Proč tedy balenou vodu vůbec pijeme? Mnozí se jen nechali zlákat reklamou. Jiní jako důvod uvádějí, že jim balená voda chutná lépe. To mnohdy ovlivňuje jen psychologický, tzv. placebo efekt.

83

Voda

Pitná voda

Pitná voda by měla být uchovávána v  chladu a  chráněna před sluncem. Balené vody často tyto požadavky nesplňují ani v  prodejnách a  rozhodně také ne při převozu. Taková voda se může kazit a  podléhat množení mikrobiologických organismů, které se množí i v otevřené lahvi mimo lednici. Oproti tomu je voda z  kohoutku vždy čerstvá, uchovávaná v temnu a chladu s vyhovující teplotou 9–10 °C. Voda z kohoutku se vyplatí i finančně. Je totiž přibližně 125krát levnější než voda balená. Proč pít vodu z kohoutku „„ je kvalitní, čerstvá, lehce mineralizovaná, a  proto ideální pro každodenní pití „„ nezatěžuje přírodu odpadem a dopravou

Pokud s sebou nosíte láhev s vodou, můžete místo opětovného kupování balené vody láhev průběžně doplňovat vodou z kohoutku. Kde se lze dozvědět o pitné vodě více „„ Státní zdravotní ústav „„ www.zvodovodu.cz – nové a  nezávislé informace o vodě z kohoutku včetně seznamu restaurací, kde Vám poskytnou k jídlu vodu z vodovodu automaticky. „„ vyhláška č. 252/2004 Sb., kterou se stanoví hygienické požadavky na pitnou a teplou vodu a četnost a rozsah kontroly pitné vody

„„ je přibližně 125krát levnější než voda balená

Nemoci ze závadné pitné vody

„„ je jednou z nejkontrolovanějších potravin

V  ČR bylo v  období let 1995 až 2000 např. evidováno 18 epidemií* z  pitné vody, s  celkovým počtem 1123 hlášených onemocnění. Podle původce onemocnění se ve 4 případech jednalo o  virovou hepatitidu A  (celkem 255 onemocnění), ve 3 případech o bacilární úplavici (v jednom případě kombinovanou se salmonelózou; celkem 29 onemocnění), ve 2 případech o salmonelózu (45 onemocnění), v 1 případě o tularémii (48 onemocnění) a v 8 případech o akutní gastroenteritis pravděpodobně infekčního původu, ale bez přesného určení infekčního agens (celkem 747 onemocnění).

„„ je okamžitě dostupná v jakémkoliv množství „„ nemusíme se zatěžovat jejím nošením „„ nepodílíme se na  zbytečném vyčerpávání hlubinných zdrojů vody Dopady balených vod na přírodu Balené vody představují pro přírodu mnohem větší zátěž než voda z kohoutku. Je tomu tak hlavně proto, že je nutné je přepravit a zabalit. Doprava se uskutečňuje převážně nákladní automobilovou přepravou. Ta spotřebovává fosilní neobnovitelné zdroje a přispívá ke globálním klimatickým změnám produkcí CO2. K tomu také připočítejme hluk z dopravy a znečištění ovzduší, které snižuje kvalitu našeho života. Plastové lahve zatěžují přírodu nejen jako odpad, ale škodí i  jejich výroba náročná na  spotřebu vody, elektrické energie a ropy. Pokud už PET lahve máme, je vhodné je vytřídit do plastu. Ne všichni se však tímto doporučením řídí. V České republice se vytřídí přibližně jen polovina PET lahví. Nejlepším řešením vzhledem k životnímu prostředí je plastové lahve nekupovat vůbec. Čerpáním pramenitých a  minerálních vod z  útrob země vyčerpáváme cenné zásoby, jež se zde tvořily po tisíciletí. Z tohoto pohledu je voda z  hlubinných zdrojů rovněž neobnovitelným zdrojem, se kterým není radno plýtvat. Dříve byly minerální vody doporučovány jen k  léčebným kúrám lázeňských hostů a i ti přijímali pouze vodu z pramenů vytékajících na povrch, ne z umělých hlubinných vrtů.

84

Pitné rady

Závadným zdrojem byly ve většině případů domovní, veřejné a neveřejné studny, ale ve dvou případech též veřejný vodovod a v jednom případě podnikový vodovod. * Epidemie je stav, při kterém dvě a více osob onemocní v určitém časovém úseku stejnými či podobnými chorobnými příznaky po  expozici stejné vodě, a  kdy důkazy z  epidemiologického šetření nákazy svědčí o  tom, že voda byla pravděpodobným zdrojem původce nákazy. (www.szu.cz/tema/ prevence/infekcni-onemocneni-z-pitne-vody) Následky znečištění vod ve světě Jedna pětina lidstva stále nemá přístup k  nezávadné vodě. Znečištěná voda ve světě podle zprávy OSN (2010) zabíjí více lidí než veškeré formy násilí včetně válek. Ročně na průjmy ze znečištěné vody plné bakterií a  špatnou hygienu umírá v rozvojových zemích 2,2 miliónu lidí. Na nemoci získané ze špinavé vody dále ročně umírá 1,8 miliónu dětí do pěti let. Na počátku 21. století čelí svět další krizi, která se týká vody, a to jak jejího nedostatku, tak její špatné kvality, což je dáno neustálým růstem populace, industrializací i způsobem produkce potravin,“ uvádí zpráva Programu OSN pro životní prostředí nazvaná Nemocná voda.

Pitná voda

Vodu znečišťují splašky, hnojiva, další odpady ze zemědělské produkce a odpady z průmyslové výroby. Denně se vypouští dvě miliardy tun takto znečištěných odpadních vod, uvádí zpráva zveřejněné ve Světový den vody. Podle zprávy OSN (2010) 3,7 % ze všech úmrtí na světě mají na  svědomí nemoci spojené se znečištěnou vodou. Lidé trpící nemocemi souvisejícími se znečištěnou vodou zabírají polovinu nemocničních lůžek na světě.

Voda

Využití vody k léčbě V ČR jsou minerální prameny využívány v lázeňství a k získávání minerální vody. Lázeňství Největší koncentrace lázeňských míst v  ČR jsou severozápadní Čechy a významná lázeňská centra jako: Karlovy Vary, Mariánské Lázně, Františkovy Lázně, lázně Jáchymov a Lázně Kynžvart.

Nedostatek pitné vody Více než miliarda lidí na  světě nemá přístup ke  kvalitnímu zdroji pitné vody. Nejhorší je situace v  subsaharské Africe, kde má přístup k nezávadné pitné vodě pouze 56 % obyvatel. V absolutních číslech je problém největší v Asii – jen v Číně se jedná o 300 milionů obyvatel. „Ve většině měst – vyjma subsaharské Afriky – jsou k dispozici relativně dobré zdroje, zato na venkově je kvalita vody problematická celosvětově. Nekvalitní voda má spolu s nedostatečným hygienickým zázemím zásadní dopady na  zdraví lidí v  rozvojových zemích. Výrazně se podepisuje na  vysoké dětské úmrtnosti: Podle WHO umře ročně 1,5 milionu dětí v  důsledku průjmových onemocnění – ta jsou ve  většině případů způsobena právě závadnou vodou nebo chybějící sanitací. Důsledky jsou však mnohem širší - například řada dětí musí každodenně nosit vodu ze vzdálených nádrží, a proto se jim nedostane plnohodnotného vzdělání. Jindy tuto práci zastávají ženy, kterým zase nezbývá čas na  jinou – výdělečnou – činnost. Zajištění pitné vody a  základní hygieny pro všechny lidi na  světě do  roku 2015 je jeden z  Rozvojových cílů tisíciletí. Podle všeho se však nepovede ho splnit - při současném tempu zlepšování situace by v Africe byl naplněn až v roce 2076. Dostatečný přístup k  pitné vodě se definuje jako dostupnost nejméně 20 litrů vody na  osobu a  den ze zdroje vzdáleného do 1 km od místa bydliště.

Minerální vody Minerální vody pocházející v ČR z Českého masivu jsou převážně tzv. kyselky (obohacené o oxid uhličitý). Příkladem je minerálka Mattoni, vyvěrající poblíž Lázní Kyselka. Studené minerální prameny Zatímco na  Karlovarsku máme teplé minerální prameny, v  nedalekých Mariánských Lázních se setkáme naopak se studenými minerálními prameny, jejichž teplota dosahuje pouhých 7–10°C. Pro srovnání – minerální prameny v dalších známých lázních v Luhačovicích jsou zhruba o pět stupňů teplejší. Pozitivní účinky minerálních pramenů A proč vlastně využívat přírodní léčivé zdroje, jakými jsou třeba minerální prameny? Každý minerální pramen má jiné složení a vlastnosti. Některé prameny jsou vhodné pro zlepšení pohybového systému, další pak pro oběhový systém, kožní nemoci, nervový systém, trávicí ústrojí atd. Minerální prameny mohou mít pozitivní účinek i na dýchací ústrojí či dokonce na duševní poruchy. Rozmanitost je vskutku veliká. Jak vidno, není nutno spoléhat jen na  chemii a  vědu, stačí využívat přírodní léčebné zdroje a vrátit se tak trochu do dob, kdy se k léčení chorob a nemocí žádná chemie nepoužívala. Voda a potraviny

Voda léčí Voda může léčit různá onemocnění, jak dokazují četná lázeňská místa u nás i ve světě. Lázně mohou být klimatické, slatinné, lázně s prameny termální či minerální vody i lázně s radonovou vodou (Jáchymov). Minerální pramen Minerální pramen je vývěr podzemní vody z  hlubin zemské kůry. Jedná se o  přírodní léčivé zdroje, vyskytující se po  celém světě. Minerály obsažené v  horninách jsou unášeny vodou, která je obohacována a  pod tlakem stoupá vzhůru k zemskému povrchu.

Člověk nepřijímá vodu jen v podobě pitné vody, ale i v potravinách, které konzumuje. Obsah vody v některých potravinách: máslo 18  % chléb 40  % sýr 30 až 60 % jogurt, mléko 87,5 % maso 60–75  % jablko, hruška 85 % vodní meloun 90 % mrkev 94  % okurky, rajčata 98 %

85

Voda

Pitná voda

17.3. Praktická část 1. Jaký zdroj pitné vody používáte ve vašem městě? 2. Zpracujte mapu zdrojů pitné vody pro města v  Ústeckém kraji.

jich a chraňme je! Pokud se náhodou zmýlíme, neumřeme, ale při jednorázovém napití nás může potrápit nejspíš průjem. 12. Je možné získat pitnou vodu z moře?

3. Jaké jsou ukazatele kvalitní pitné vody? 4. Proč je lepší pít vodou „kohoutkovou“ než balenou? 5. Co je důsledkem nekvalitní pitné vody? 6. Seznamte se s  doporučeným obsahem minerálů v  pitné vodě Státního zdravotního ústavu a  porovnejte jej se složením minerální vody uvedeném na  minerální vodě. V  jakých ukazatelích se nejvíce liší a proč? 7. Které vody jsou léčivé v Ústeckém kraji a proč? 8. Vyhledej údaj o  počtu obyvatel České republiky a  průměrnou spotřebu vody na  1 obyvatele. Dále zjisti zásoby pitné vody v  České republice. Dle zjištěných dat se pokud komentovat, zda má Česká republika dostatek vody pro své obyvatele a odhadnout, jaký bude další vývoj? 9. Zjistit kvalitu vody ve  vašem vodovodu je velmi snadné! Tuto informaci vám musí podat ten, kdo vám vodu dodává. Podívejte se tedy na fakturu nebo složenku, pomocí které platíte vodné, tam najdete adresu provozovatele. Tyto údaje často bývají také na internetu. Užitečné rady pro spotřebitele můžete nalézt na stránkách Státního zdravotního ústavu. 10. Jak zjistíte, že ve vaší studni je pitná voda? Přesnou odpověď na  tuto otázku ukáže chemický a mikrobiologický rozbor vody, který vám může zhotovit každá vodárenská laboratoř (např. na nejbližší hygienické stanici). 11. Můžete se napít ze studánky? Studánky odjakživa sloužily lidem k pití, ale i k dalším účelům. Mnohé z nich mají dosud velmi kvalitní vodu. Jiné jsou ale napájeny prameny, které byly člověkem znečištěny. Ze které studánky se nemusíte bát napít? Měla by být nejlépe v lese, nad ní nesmí být pole, pastviny, salaše ani domy či horské chaty. Chuť vody by měla být příjemná. Pít lze i z některých čistých potůčků, bystřin nebo horských řek. U nich musí být čisté celé povodí nad místem, kde se chceme napít. Takových je ale u  nás již málo, važme si

86

Zásoby pitné vody se stále zmenšují. Řešením problému celosvětového nedostatku pitné vody by mohlo být odsolování mořské vody nebo slané vody z  podzemních pramenů. A  jak se získává ze slané vody pitná? Vysvětlivky Mořská voda pokrývá tři čtvrtiny zemského povrchu, tvoří tedy téměř nevyčerpatelnou světovou zásobárnu této tekutiny. Objem pitné vody získané odsolováním stále roste. Zatímco v  šedesátých letech pocházelo z  mořské vody sotva osm tisíc metrů krychlových, dnes se denně vyrobí dvacet milionů metrů krychlových sladké vody. Největší podíl na  tomto množství má Saúdská Arábie a  Spojené státy. V Las Palmas na Kanárských ostrovech se odsolováním pokrývají dokonce tři čtvrtiny spotřeby pitné vody. Hlavní nevýhodou tohoto procesu je, že bývá poměrně drahý. Existují různé metody odsolování, které jsou vesměs velice náročné na  spotřebu energie. Jde o  destilaci pomocí zahřívání elektrolýzou a obrácenou osmózu (prolínání), která patří k nejrozšířenějším. Cena krychlového metru pitné vody se liší podle použité metody. Destilace Destilace probíhá v  několika uzavřených nádržích, do  kterých je přiváděna mořská voda. Na vnější straně je umístěn kotel, který zahřívá topná tělesa uvnitř nádrže. Voda vytváří kapky, které se vlivem tepla mění v páru. Teplota dosahuje jen 70 °C, protože tlak v nádobě je nižší než atmosférický tlak. Zbylá mořská voda, která se neproměnila v páru, se shromažďuje na dně nádoby. Obsahuje velké množství soli. Poté je voda přečerpána do druhé nádoby. Sem putuje i vodní pára, která v zahnutých trubkách kondenzuje. Při přechodu z plynného do kapalného skupenství se uvolňuje energie, díky které opět dochází ke kondenzaci mořské vody z první nádrže. Uvolněná pára se převádí do další nádoby. V praxi lze umístit až sedm nádob za sebou. Poslední část potrubí se ochlazuje pomocí mořské vody. Voda, která kondenzuje v  záhybech trubek, je sladká k  získání jednoho litru sladké vody je zapotřebí dvou až čtyř litrů vody slané.

Pitná voda

Voda

Elektrodialýza Jsou-li do  slané vody umístěny elektrody, dojde k  pohybu iontů. Ionty se záporným nábojem (anionty) putují ke kladně nabité elektrodě (anoda), ionty s kladným nábojem (kationty) se pohybují k  záporně nabité elektrodě (katoda). Mezi nimi jsou umístěny membrány označené jako A  a  C. Membrány typu A  propouštějí pouze anionty (Cl-), membrána typu C pouze kationty (Na+). Střídavě umístěné membrány umožňují vznik úseků s vodou obohacenou o sůl a vedle nich úseků s vodou, která je zbavena soli. Obrácená osmóza Při osmóze by proudila voda z levé části nádoby, kterou rozděluje polopropustná membrána, do pravé. Proces by pokračoval až do chvíle, kdy by nastala osmotická rovnováha. Pro odsolení je třeba proces převrátit. Působením tlaku, který je vyšší než osmotický tlak, prochází voda membránou, která zadržuje rozpuštěné soli. Pitná voda z mořského dna Prameny pitné vody tryskají nejen na  pevnině, ale často i  z  mořského dna. Nové technologie umožňují tyto zdroje vyhledávat a využívat. Užitek z nich by měly mít především suché pobřežní oblasti. Na  stopu přivedlo geologa Pierre Beckera kozí stádo. Pozoroval v Korintském zálivu kozy, jak ponořují hlavy do mořské vody a pijí. Při bližším ohledání zjistil, že z mořského dna tam prýští pramen sladké vody. Podmořské prameny dovedli využívat již staří Féničané. Přiklopili je amforou a koženou hadicí pak odčerpávali sladkou vodu na povrch. Současný výzkum prováděný pomocí infračervené fotografie ukázal, že na světě je nejméně pět set podmořských pramenů ve čtyřiceti různých zemích. Mnohé z nich se nacházejí ve Středozemním moři, v okolí Arabského poloostrova a u pobřeží Afriky. Becker založil firmu Nymphea Waters a  ve  Středozemním moři poblíž francouzsko-italských hranic instaloval první pokusné zařízení na čerpání pitné vody z mořského dna. Ve čtyřicetimetrové hloubce umístili potápěči desetimetrový jímací zvon, z něhož se voda čerpá do čerpací stanice na hladině. Zařízení v hodnotě 1,2 milionu eur je možné nainstalovat během několika hodin. Cena získané sladké vody se pohybuje kolem třiceti centů za krychlový metr, což představuje třetinové náklady ve  srovnání s  vodou z  běžných odsolovacích zařízení.

87

Voda

Pitná voda II

Pracovní list 18

Pitná voda II – exkurze

18.1. Praktická část 1. Návštěva vodní nádrže na pitnou vodu a úpravny vody. 2. Seznámení s procesem úpravny vody.

18.2. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek V  průběhu exkurze žáci pod dozorem pedagoga odeberou vzorky vody z  vodní nádrže a  dále vody před úpravou a po úpravě pro následný laboratorní rozbor v rozsahu: Stanovení: „„ pH, zákalu, teploty, rozp. O2, vodivost, kolorimetrem tvrdost vody, chloridy, fosfáty, amoniak, dusičnany, fosfáty, železo Přístroje: „„ PASCO senzor zákalu tekutin „„ PASCO senzor pro měření kvality vody „„ PASCO senzor kolorimetr a příslušenství pro kolorimetrická měření tvrdosti, chloridů, fosfátů, amoniaku, dusičnanů, fosfátů, železa

88

Odpadní voda

Voda

Pracovní list 19

Odpadní voda

19.1. Úvod Voda, která k vám domů přiteče jako pitná, za malou chvíli odtéká znečištěná pryč. Co se děje s odtékající „špínou“, o to se člověk obvykle nezajímá. Dnes většinu odpadních vod odvádí kanalizace. Ve  městech jsou kanalizace v  naprosté většině zakončeny čistírnou odpadních vod, která z vody vyčistí větší část škodlivých látek. Ne ale všechny, a tak se do vody stále vypouštějí tuny dusičnanů a solí, ale i mnoho lidmi vyloučených léčiv. Stále je ještě i řada vesnických kanalizací, které nejsou čištěny vůbec, a odpadní voda končí přímo v potoce. Průmyslové podniky také produkují obrovské množství odpadních vod.

19.2. Teoretická část 19.2.1. Odpadní voda Odpadní vody produkované v domácnostech a podnicích se ve většině případech odvádějí kanalizační sítí do čistíren odpadních vod. Na  čistírně se splašky nejprve mechanicky předčistí a  zbaví největších nečistot. Voda je pak odvedena do aktivačních nádrží, kde se pomocí kyslíku a  mikroorganismů odstraňují rozpuštěné nečistoty. Poslední fází je odstranění minerálních látek, ke  kterému dochází v  dosazovacích nádržích. Teprve takto vyčištěná voda se vypouští zpět do přírody. Veřejné kanalizace a  čistírny odpadních vod nemají příliš dlouhou historii. První skutečná stoka byla postavena v  roce 1660 v  Praze jesuitském Klementinu, ale ve  větší míře se začaly veřejné kanalizace a čistírny odpadních vod budovat až v druhé polovině 20. století. Počet odběratelů napojených na veřejnou kanalizaci zakončenou čistírnou odpadních vod však neustále stoupá Kanalizační sítě a  čistírny odpadních vod hrají významnou úlohu v  oblasti ochrany vodních toků a  tedy životního prostředí jako celku. Postupně se modernizují stávající čistírny odpadních vod, vylepšují se a  doplňují procesy čištění odpadních vod, včetně zařízení na likvidaci kalů. Podchycují se dosud nenapojené volné kanalizační výustě a  budují nové čistírny odpadních vod i kanalizační systémy pro více obcí.

Kvalita čištěných odpadních vod se pečlivě sleduje. Na  základě výsledků pravidelný odběr vzorků na  přítoku, odtoku a rovněž i v samotném čistícím procesu se optimalizují jednotlivé technologické procesy čištění tak, aby bylo trvale dosahováno předepsaných parametrů kvality vyčištěné vody. Kromě vodárenských společností kontroluje kvalitu čištění rovněž Česká inspekce životního prostředí a dále pak správy povodí příslušných toků.

19.2.2. Čištění odpadních vod Budování čistíren odpadních vod bylo v ČR zahájeno na začátku 20. století. První čistírnou na  našem území vůbec je ČOV v pražské Bubenči, vystavěná v roce 1901. V době, kdy byla postavena, byla architektonickým skvostem a technicky dokonalou stavbou. Její dnes už starodávné stroje poháněné párou fungují dodnes. Čištění odpadních vod je proces zlepšování kvality odpadní vody. Intenzivně probíhá na  čistírnách odpadních vod, mnohem pomaleji i  samovolně v  přírodě během procesu samočištění. Metody čištění Pro čištění odpadních vod se používají chemické, fyzikálně-chemické i biologické metody.

89

Voda

Odpadní voda

Čistírna odpadních vod v pražské Bubenči, vvystavěná v roce 1901

Chemické a fyzikálně-chemické metody: „„ sedimentace (usazování) – využívá ji lapák štěrku, lapák písku, usazovací nádrž, atd. „„ vzplývání a flotace – například lapák tuků

Typem biologických čistíren jsou tzv. kořenové čistírny, aktivační systémy, biofiltry, oxidační příkopy nebo zemní filtry. Odpadní vody jsou také čištěny za pomoci bakterií. Nejprve se přefiltrují hmotné odpady, poté se voda napustí do usazovacích nádrží a nechá se usadit. Další cesta vede do nádrží s bakteriemi, které postupně vyžerou všechen odpad. Takto čištěná voda je vypuštěna do řeky.

„„ odstřeďování Složení samotné čistírny odpadních vod „„ filtrace „„ magnetická separace „„ iontová výměna

„„ Lapák štěrku – slouží k zachycení větších nečistot, které se odvážejí např. na skládku. „„ Archimédův šroub – dopravuje odpadní vodu do potřebné výšky v čistírně odpadních vod.

„„ membránové procesy „„ Česle – slouží k zachycení hrubých nečistot. „„ koagulace „„ srážení

„„ Zásobník na  shrabky (shrabky – tuhé nečistoty, které zůstanou na česlích, dále se likvidují jako nebezpečný odpad).

„„ neutralizace „„ Lapák písku – slouží k usazení písku a kamenů. „„ a další „„ Usazovací nádrž – slouží k prvotnímu usazení kalu. Biologické metody: „„ aerobní procesy – aktivační systémy, biofilmové reaktory „„ anaerobní procesy

90

„„ Aktivační nádrž – přivádí části kalu zpět. Kal obsahuje mikroorganismy, které si živí organickým znečištěním. Mikroorganizmy potřebují pro život vzduch, a proto jsou nádrže provzdušňovány.

Odpadní voda

Voda

Usazovací nádrž

„„ Přítok do aktivační nádrže. Dávkování síranu železitého – pomáhá k vyvločkovat organického znečištění a  usazení na  dně dosazovacích nádrží. Přebytečný kal je odváděn do kalového hospodářství kde se z něj tvoří bioplyn a vyrábí se elektrická energie. „„ Dosazovací nádrž. Dochází zde k  usazení zbytkového kalu, který obsahuje mikroorganizmy, od  vyčištěné vody. Dále následuje dočištění pomocí chemických látek (např. úprava pH vody) a voda se může vypouštět do řek. Samočištění vody v přírodě Samočištění vody je přirozený přírodní proces, při kterém se voda čistí pomocí mikroorganismů a  vzdušného kyslíku, u  podzemních vod také filtrací průchodem před vodopropustné geologické vrstvy. Maximální účinnost čištění vody dosahuje příroda jejím odparem a  zpětnou kondenzací, která probíhá prakticky neustále v zemské atmosféře.

Čištění odpadních vod ve státech Evropské unie Znečištěná voda teče z  potoků do  řek a  velkými toky dál do moře a na hranicích nestaví. Jak čistí země Evropské unie své vody můžete zjistit na  mapovém portálu Evropského informačního systému pro vodu WISE. Na sběru dat o vodě a monitorování stavu životního prostředí v Evropě se podílí také CENIA. Čištění odpadních vod z průmyslu Odpadní vody z průmyslu se musí čistit ve specializovaných čistírnách odpadních vod. Některá odvětví, jako třeba potravinářský průmysl, produkují znečištění podobné jako obyvatelstvo. Vesměs se ale odpadní vody z chemiček, hutí, papíren nebo koksáren čistí obtížně. I přes stále zdokonalované čistírny se dostává do  vodních toků velké množství málo nebezpečných látek smíchaných s malými, ale významnými koncentracemi nebezpečných toxických látek. Díky modernějším technologiím množství odpadních vod produkovaných průmyslem klesá. Čistota nádrží

Kolik se platí za vypouštění odpadní vody do kanalizace – stočné Za vypouštění odpadní vody a její čištění musí každý zaplatit. Tomuto poplatku se říká stočné (za odběr pitné vody se naopak platí vodné). Z vybraných peněz se platí provoz čistírny odpadních vod a také její opravy. Centrálně jsou sledovány průměrné ceny stočného.

Přehrada je někdy křišťálově čistá, jindy zeleně kvete. Menší nádrže často po dešti zakalí přitékající voda dohněda. Zvláště pro koupání a získávání pitné vody je nevhodné velké letní rozrůstání sinic – tzv. vodního květu. Nádrže mohou být ale znečištěny i celou řadou dalších látek, a proto se jejich kvalita pravidelně sleduje.

91

Voda

Odpadní voda

Čistota vody v rybnících Přestože u většiny rybníků nenajdeme údaje o jejich čistotě, několik velkých rekreačních rybníků se sleduje jako tzv. koupací oblasti. Někdy informace o kvalitě vody získáte od majitele rybníka nebo od provozovatele kempu či ubytovacího zařízení, který si nechá udělat rozbor vody. Nejčastějším problémem kvality rybniční vody je přebytek živin (dusík a fosfor), který se projevuje jako tzv. vodní květ. Živiny se dostávají do rybníků hlavně vymýváním z hnojených zemědělských půd i hnojením vody kejdou či hnojem u intenzivně využívaných chovných rybníků. Havárie Většina znečištění se do toků dostane z výpustí čistíren nebo dosud nečištěných kanalizací. Na život v potocích a řekách mají ale velký vliv také časté havárie. Tehdy vlivem poruchy výroby, silniční nehody nebo třeba prasknutím ropovodu uniknou jednorázově a nepovoleně do vodního toku znečišťující látky. Takové havárie pak řeší Česká inspekce životního prostředí (ČIŽP) a jejich viníkovi udělí většinou dosti vysokou pokutu a  nařídí nápravné opatření. Životu v  otrávené řece to ale již příliš nepomůže. Např. na vyhynutí raků na většině území našeho státu měly právě havárie na tocích velký podíl. Kde nahlásit havarijní znečištění vodního toku Vidíte, jak po řece plavou barevné olejové skvrny? Našli jste na  břehu potoka hromadu mrtvých ryb nebo havarovanou autocisternu s naftou tekoucí do škarpy? Je zapotřebí rychle informovat Českou inspekci životního prostředí – mají nepřetržitou pohotovostní službu. Co dělat při havárii nebo ohrožení životního prostředí vám poradí tento návod. Co dělat, když zaznamenám… „„ znečištěnou odpadní vodu vytékající z  dešťového oddělovače v bezdeštném období? „„ znečišťování povrchových vod z plavidel plovoucích nebo ukotvených na povrchových vodách? „„ rozsáhlejší znečištění volného terénu cizorodou látkou (např. ropnou látkou nebo chemikálií) nebo únik závadné látky z potrubí či z dopravního prostředku (např. při dopravní nehodě)? „„ skladování nedostatečně zabezpečených látek, které mohou ohrozit podzemní vody (např. ropné látky nebo volně skladované pevné látky např. soli apod.) na volně přístupném místě? Podle možností zajistěte důkazní materiál (fotodokumentaci, videosnímek, popř. svědectví důvěryhodné osoby) a situaci ohlaste místně příslušnému obecnímu úřadu s  rozšířenou

92

působností, dále případně Policii ČR, správci Povodí nebo příslušnému OI ČIŽP. „„ povrchová voda zjevně znečištěna (vizuálně nebo pachově) – např. výskyt nepřirozené barvy vody, výskyt většího množství pěny, plovoucích látek na hladině apod., Nahlaste záležitost Hasičskému záchrannému sboru, případně Policii ČR, správci Povodí nebo příslušnému oblastnímu inspektorátu ČIŽP. „„ vypouštění odpadních vod do  povrchových vod nebo na  volný terén (např. z  autocisterny nebo z volně položené hadice apod.)? Urychleně uvědomte Policii ČR, dále obecní úřad s  rozšířenou působností, správce Povodí nebo příslušný oblastní inspektorát ČIŽP. „„ úhyn většího množství ryb nebo neobvyklé chování ryb, popř. dalších vodních živočichů? Zajistěte podle možností důkazní materiál (fotodokumentaci, videosnímek, popř. svědectví důvěryhodné osoby) a situaci ohlaste místně příslušnému obecnímu úřadu s  rozšířenou působností, dále případně Policii ČR, správci Povodí nebo příslušnému OI ČIŽP. V případě úhynu ryb je možné ohlásit tuto skutečnost i místnímu rybářskému správci. „„ cizorodý pach nebo chuť vody z  domovní studny, zejména když zjištěná skutečnost může souviset s činností mimo hranice dané nemovitosti? Odeberte vzorek vody a situaci ohlaste místně příslušnému pověřenému obecnímu úřadu, popř. příslušnému orgánu hygienické služby. V akutních případech je možné mimo běžnou pracovní dobu volat na  určený mobilní telefon pracovníka oblastního inspektorátu, který je určen pro řešení havarijních situací: „„ www.cizp.cz Počty havárií ve vodách v ČR a jejich příčiny Ročně u nás dochází k velkému počtu havárií, které postihnou vodní prostředí. Jejich počet se naštěstí snižuje. Častým původcem havárií bývá doprava. U mnoha havárií se ale původce nepodaří zjistit. Možná byste čekali, že havárie nejčastěji působí technické závady, ale hlavní příčinou je lidské selhání. Likvidace havárie je náročná a způsobené škody jsou často závislé na rychlém odhalení a nahlášení havárie.

Odpadní voda

Voda

19.3. Praktická část 1. Kolik platíte stočné právě u vás? Nejjednodušší je podívat se na  účtenku za  stočné, pokud ji doma najdete, anebo se zeptat u  vašeho správce kanalizace. V  městech to bývá nejčastěji místní podnik VaK (vodovodů a kanalizací). 2. Pokuste se vyhledat informaci, zda jsou už všechny kanalizace v ČR zakončené čistírnami odpadních vod?

Zdroj „„ www.vodakva.cz/ochrana-prostredi „„ www.praguecityline.cz/prazske-pamatky/stara-cistirna-odpadnich-vod „„ www.vitejtenazemi.cz/hry/voda/inspektori/index.html „„ www.vodakva.cz/ochrana-prostredi

Přestože počet obyvatel napojených na  kanalizaci roste, stále ještě přibližně 5 % všech odpadních vod odtéká do potoka, a to hlavně na vesnicích. Rychle roste délka kanalizací i přibývá čistíren. Je to způsobené tím, že krátký kus kanalizace od  jednoho paneláku svede vody od několika stovek lidí. Na vesnici se musí pro stejný počet lidí postavit stovky metrů kanalizace. I  mezi čistírnami přibývají nejrychleji právě ty malé. Je potěšitelné, že klesá množství průmyslových odpadních vod. Zdrojem může být např. Modrá kniha.

„„ www.cizp.cz/(gnpykzefcdw35zrzijslon55)/default. aspx?ido=5&sh=76155 „„ www.cizp.cz/(gnpykzefcdw35zrzijslon55)/default. aspx?ido=119&sh=420810171

3. Zahrajte si hru a  staňte se na  chvíli inspektorem na  ochranu vod z  České inspekce životního prostředí. Hra je na  webových stránkách CENIA, Česká informační agentura životního prostředí/Vítejte na Zemi: www.vitejtenazemi.cz/hry/voda/inspektori/index.html

93

Voda

Odpadní voda II

Pracovní list 20

Odpadní voda II – exkurze

20.1. Praktická část V návaznosti na Pracovní list č. 19 bude realizována exkurze do čistírny odpadních vod a seznámení s procesem čištění odpadních vod. ČOV může být jak průmyslová, tak i městská.

94

Ekosystém a voda

Voda

Pracovní list 21

Ekosystém a voda

21.1. Úvod Existence života na Zemi je možná jen ve vzájemné závislosti organismů mezi sebou a interakci s okolním prostředím. Tyto vztahy odráží pojem ekosystém, který se používá v dvojím smyslu: „„ Obecně je ekosystém každá soustava, v níž je přítomen alespoň jeden živý prvek. „„ Podle původního pojetí, jež zavedl anglický ekolog H. G. Tansley, je ekosystém strukturním a  funkčním celkem, složeným ze všech živých organizmů a abiotického prostředí v daném časoprostoru. V jiném vyjádření lze za  ekosystém považovat úhrn všech životních forem a jejich projevů probíhajících v  uvažovaném období v  topograficky vymezeném prostoru.

ními částmi přírody. Příkladem je např. ekosystém listnatého lesa nebo vlhké nekosené louky. Protože není zpravidla jednoznačně specifikováno, jakou prostorovou velikost by měl ekosystém mít, lze za  ekosystém považovat v  extrémním případě i celou biosféru a naopak, třeba i trávicí trakt přežvýkavce (s výskytem bakterií a nálevníků). Český zákon o  životním prostředí ekosystém definuje jako „funkční soustavu živých a neživých složek životního prostředí, jež jsou navzájem spojeny výměnou látek, tokem energie a předáváním informací a které se vzájemně ovlivňují a vyvíjejí v určitém prostoru a čase.“

Ekosystém je obecné označení pro ucelenou část přírody (biosféry), která ovšem není uzavřená a komunikuje s ostat-

21.2. Teoretická část 21.2.1. Ekosystém Ekosystém se skládá ze složky živé, tvořené organismy (tzv. společenstvo neboli biocenóza) a složky neživé, tvořené prostředím (biotopem). Základní funkce ekosystému jsou koloběh látek (tzv. biogeochemické cykly) a tok energie. Ekosystémy lze dělit na přírodní (jezero, les, louka) a umělé (vinice, sad, pole, rybník), které vytvořil nebo se na nich podílí člověk. Energie vstupuje do většiny ekosystémů dvojím způsobem: „„ Ze slunečního záření. Přeměnu energie slunečního záření na  další formy energie nazýváme transformace nebo též disipace. „„ Formou energetického dodatku (z  jiného ekosystému). Energetický dodatek přitom může být přirozený (příliv, mořské proudy, vítr, záplavy…) nebo antropogenní (hnojení, práce techniky, vypouštění odpadních vod…).

Typizace ekosystémů slouží k  vymezení a  pojmenování podobných ekosystémů tak, aby bylo možné o nich shromažďovat informace a porovnávat je. Všeobecně přijímaný globální systém biotopů neexistuje, ale jeho základy položil projekt Physis. Biosféru Země člení na  8 biogeografických oblastí a definuje mnoho rámcových jednotek platných pro celý svět. Základní jednotky ekosystémů (habitatů), jsou vymezeny pouze pro palearktickou, neotropickou a  afrotropickou oblast. Na stejných principech je založen český národní systém, který je přizpůsoben potřebám české ochrany přírody. Světové ekosystémy – biomy Biomy jsou hlavní ekosystémy Země. Jejich charakteristiku určuje soubor biotických a abiotických faktorů, přičemž určujícím faktorem je potenciální vegetační stupeň (rostlinná společenstva). Biom zahrnuje ekosystémy v různém stupni vývoje a  to jak přirozené, tak zasažené lidskou činností. Rozdělení biosféry na biomy není jednotné a liší se u jednotlivých autorů.

95

Voda

Ekosystém a voda

Potravní řetězec ve vodě

Vodní ekosystémy

Biotop

Voda je důležitým životním prostředím mnoha živočichů a  rostlin. Organismy žijí ve  vodních ekosystémech, jak přírodních tak i umělých. V našich podmínkách se setkáme nejčastěji s  rybníkem, jezerem, přehradní nádrží, potokem, řekou, studánkou, studnou, močálem apod., ale za hranicemi republiky uvidíme i moře, oceán a další.

Biotop je všechny neživé (abiotické) a živé (biotické) prvky, které dohromady vytváří prostředí určitému druhu či společenstvu druhů. Např. biotopem blatouchu bahenního jsou vlhká a bahnitá místa.

Při sledování jakéhokoli ekosystému lze vypozorovat úzké vztahy mezi jednotlivými vodními organismy, které se dají schematicky znázornit jako potravní řetězce nebo potravní pyramidy.

Maloplošná zvláště chráněná území (MZCHÚ) jsou zřizována jako plošně menší útvary s nadstandardní nebo mimořádnou přírodní hodnotou. Mají národní či mezinárodní význam (NPR, NPP), nebo význam regionální (PR, PP). V celé ČR jsou necelé 3 000 těchto území a zaujímají necelá 2 % rozlohy státu.

Potravní řetězec popisuje vztahy mezi jednotlivými druhy v  ekosystému (vztah mezi sežírajícím a  sežíraným organismem). Řetězec není větvený. Vztah se znázorňuje pomocí šipky. Rozsah ekosystémů Za  největší ekosystém světa můžeme považovat celou biosféru. Obecně lze též říct, že ekosystém jako celek v  sobě může skrývat další plošně menší ekosystémy. Např. ekosystém pouště Sahary zahrnuje menší ekosystémy oáz, které v sobě mají ekosystémy palmových hájů. Dalším příkladem může být ekosystém Krušných hor, ve kterém najdeme ekosystém jehličnatých lesů, mokřadů nebo horských potoků. Složky ekosystému Každý ekosystém je tvořen prvky živé a  neživé přírody. Do neživé přírody se řadí faktory jako podnebí, vodstvo, půdní poměry, podloží a  je nezbytnou součástí biotopu. Živou přírodu (biocenózu) tvoří živé organismy – rostliny, živočichové a houby. Ty se dále rozlišují na producenty, reducenty a dekompozitory.

96

Maloplošná zvláště chráněná území

Pro ochranu rašeliništních biotopů, typických výskytem chráněných rostlin (bříza trpasličí, rojovník bahenní, kyhanka sivolistá, šicha černá, rosnatka okrouhlolistá aj.) a živočichů (zmije obecná, ještěrka živorodá, tetřívek obecný aj.) je důležité uchování vodního režimu (neodvodňování), omezení a zákaz těžby rašeliny a v případě zarůstání náletovými dřevinami jejich odstraňování. Producenti Všechny organismy, které ve svém těle vytvářejí z látek anorganických a sluneční energie látky organické. Mezi tyto autotrofní organismy patří zelené rostliny, které jsou schopné fotosyntézy, a chemotrofní bakterie. Ty nemají fotosyntetická barviva (tj. chlorofyly), ale jsou schopny oxidace anorganických látek (H2S, H2, NH3, sloučeniny Fe2+, bakterie sirné, vodíkové, nitrifikační, železité). Vyprodukovaná organická hmota je přímo či nepřímo zdrojem potravy heterotrofních organismů. Autotrofové tvoří celkem 99,9 % hmotnosti všech organismů na zemi.

Ekosystém a voda

Voda

Konzumenti

Tok energie a látek v ekosystému

Všechny organismy, které konzumují rostlinnou nebo živočišnou organickou hmotu, jež je pro ně zdrojem energie a látek. Mezi tyto heterotrofní makrokonzumenty patří vyšší nezelené rostliny bez chlorofylu a živočichové.

Jednou z  charakteristických vlastností ekosystému je koloběh chemických látek mezi jeho živými (biotickými) a  neživými (abiotickými) částmi. Energie (např. sluneční), která do  ekosystému vstupuje, je vázána rostlinami (primárními producenty). Býložravci využijí z této primární produkce asi 10–20 % a zbytek je rozložen rozkladači. Organická hmota je pak odbourávána při látkové přeměně a při dýchání.

Rozkladači Dekompozitoři (destruenti), česky rozkladači. Patří mezi ně houby a  bakterie. Jak už název napovídá, jde o  organismy, které rozkládají organickou hmotu. Část této hmoty spotřebovávají jako zdroj látek a energie. Při jejich činnosti vznikají anorganické látky, které mohou využít producenti. Vzájemné vztahy organismů ve  vodních ekosystémech zajišťují biologickou rovnováhu, tj.přírodní rovnováhu (stabilitu). Je to schopnost ekosystému vyrovnávat změny způsobené vnějšími činiteli a zachovávat své přirozené vlastnosti a funkce.

Energie v systému je v rovnováze, tzn., že energie slunečního záření dopadajícího na zemský povrch je v rovnováze s energií, která zemský povrch opouští ve  formě tepla. Při každé přeměně formy energie se jí část degraduje v  neuspořádanou formu, tzn. např. energie přijatá rostlinami je jen zčásti využita býložravci, zbytek se během procesu růstu přeměnilo v teplo (respirační ztráty).

21.3. Praktická část 1. Názory na to, co vlastně ekosystém je, se podle jednotlivých autorů liší.

8. Vyhledejte, jaké další prvky jsou důležité pro ekosystémy a jaký je jejich koloběh?

Najděte na  internetu další definice, zamyslete se nad nimi a  popište vlastními slovy, co podle vás vlastně ekosystém je.

9. Seznamte se o obsahem Mapy Národních přírodních rezervací v ČR. Znáte některé? Kolik jich je v Ústeckém kraji ?

2. Který ekosystém vidíte z okna své třídy? Popište jej.

Vyhledejte důvody, proč byla území Bořeň, Milešovka, Růžák, Novodomské rašeliniště případně další zařazena jako Národní přírodní rezervace.

3. Na  serveru Národního geoportálu INSPIRE se podívejte na  mapu potenciální vegetace v  okolí vaší školy (mapové kompozice – stanoviště a  biotopy). Zamyslete se, jak by vypadalo, kdyby zde nežili lidé. 4. Podívejte se na webu Národního geoportálu INSPIRE na geologickou, půdní a klimatickou mapu (změny mapových podkladů provedete v sekci „mapové kompozice“) a zkuste charakterizovat prvky neživé přírody v okolí vaší školy. 5. Víte, co je to parazit? Jmenujte nějakého živočišného a nějakého rostlinného parazita. 6. Zkuste za pomoci internetu definovat, co jsou organické a co anorganické látky. 7. Jak se liší tok energie a chemických látek v ekosystému?

Zdroje „„ ucebnice.enviregion.cz/3_-voda/voda-a-zivot/vodni-ekosystemy „„ www.cittadella.cz/europarc/index.php?p=mapaNPR&site=default_cz „„ www.oskole.sk/userfiles/image/zaida/biologia/ ekosystem%20mo_html_m6d560064.png „„ ucebnice.enviregion.cz/userFiles/voda_pic/eko-pyramida-pro-1-stupen.jpg „„ geoportal.gov.cz/web/guest/map?openNode=Soil&keywordList=inspire

97

Voda

Ekosystém a voda II

Pracovní list 22

Ekosystém a voda II (Tento praktický list navazuje na praktický list 21)

22.1. Praktická část II 1. Jaký biom jste za svůj život navštívili? Napište o něm postřehy. 2. Zamyslete se, který biom je pro lidstvo nejdůležitější z hlediska ekonomického, který z biologického a který z estetického. 3. Najděte na internetu mapu rozšíření biomů, a určete, do kterého z nich patří Česká Republika. 4. Člověk zaujímá v přírodě funkci predátora, parazita, výrobce organických látek nebo rozkladače? 5. Čím může člověk narušit biologickou rovnováhu ve vodních ekosystémech? 6. Co můžete udělat ty pro udržení biologické rovnováhy vodních ekosystémů ve vašem okolí? 7. Vyhledejte ve  svém nejbližším okolí všechny vodní ekosystémy - jsou přirozené nebo umělé?

8. Na příkladu rybníka vysvětlete, co je ekosystém. 9. Vytvořte několik potravních řetězců z nabídky z ekosystému rybník. 10. Najděte v okolí svého bydliště nějaké MZCHÚ a pokuste se najít či popsat sami, jací jsou tam nejvýznamnější konzumenti a producenti. 11. Vytvořte obrázky s názvy a šipky pro tvorbu řetězců. Následující obrázky organismů umístěte do potravní pyramidy s tím, že vytvořte možnost přesouvat obrázky do slepé pyramidy. bakterie, buchanka, bruslařka, člověk, čolek, kachna, kapr, krásnoočko, larva komára, larva potápníka, lín, nezmar, nitěnka, okružák, okřehek, pijavice, perlín, perloočka, potápník, pulec, puškvorec, rákos, sinice, skokan, škeble, štika, trepka, vodní mor, vodouch, zelenivka

Ekologická potravní pyramida

98

Ekosystém a voda II

Voda

99

Voda

100

Ekosystém a voda II

Ekosystém a voda II

Voda

101

Voda

102

Ekosystém a voda II

Ekosystém a voda II

Voda

103

Voda

Ekosystém a voda III

Pracovní list 23

Ekosystém a voda III

23.1. Pokusy a měření s využitím pořízených pomůcek V návaznosti na pracovní list č. 21 a 22 je vhodné pozorovat zařadit do výuky pozorování osmotických jevů v  rostlinné buňce v rámci sledování vodního režimu rostlin a významu vody pro organismy. Realizujte vycházku k  vodnímu ekosystému, kde odeberte vzorky vodních rostlin pro následné laboratorní cvičení v  průběhu kterého se žáci seznámí s  projevy a  v  důsledky osmotických jevů pro rostlinnou buňku.

Vycházku lze spojit také se stanovením kvality vody v místě, kde byla vodní rostlina odebrána spolu se záznamem stanoviště pomocí GPS firmy PASCO. Použití potřebných pomůcek a  přístrojů formy PASCO, pracovního návodu, pracovních listů pro učitele i žáky dle Sady výukových materiálů BIOLOGIE, projekt „Jdeme na to od lesa“ (Gymnázium Frýdlant, Mládeže 884). Odkaz

S osmotickými jevy a jejich viditelnými projevy se u rostlin setkáváme téměř každodenně. Žáci budou mít možnost pozorovat, jak se buňky chovají v jednotlivých typech prostředí (hypotonickém, izotonickém a hypertonickém). Sami si vyzkouší přípravu mikroskopických preparátů a roztoků o zadané koncentraci, zakreslí změny objemu živých těl buněk z pokožky cibule v jednotlivých prostředích, stanoví osmotický potenciál buněk metodou hraniční plazmolýzy a vyvodí závěry. Speciální pomůcky

„„ www.zelenalaborator.cz/files/Biologie/metodika18_ BIOLOGIE_osmoza_FINAL.pdf Transpirace je hlavním mechanismem výdeje vody rostlinou. V rámci tématu Vodního režimu rostlin je vhodné jako další laboratorní cvičení lze provést měření, jak se u rostlin mění rychlost transpirace za  normálních podmínek v  porovnání s  rychlostí transpirace za  větrného dne (zvýšené proudění vzduchu).

„„ mikroskop

Buňka v hypertonickém, izotonickém (hraniční plazmolýza) a hypotonickém prostředí

104

Ekosystém a voda III

Žáci by měli zvládnout: „„ využít barometr pro měření změn tlaku v  hadičce Spojující čidlo se stonkem rostliny, „„ změřit intenzitu transpirace v závislosti na proudění vzduchu,

Voda

Zdroje „„ cs.wikipedia.org/wiki/Turgor „„ www.pasco.cz/images/stories/files_cz_experimenty/Pasco_BIOLOGIE_01-Transpirace_r1-0.pdf

„„ využít k  hodnocení intenzity transpirace měření změn barometrického tlaku za jednotku času. Postup laboratorního cvičení s názvem „Transpirace u rostlin – jak ji ovlivňuje proudění vzduchu?“ je zpracován kompletně firmou PASCO a je možné jej volně stáhnout z webových stránek firmy PASCO (www.pasco.cz).

105

Voda

Energie z vody

Pracovní list 24

Energie z vody

24.1. Úvod Vodní energie se využívá již od starověku. Nejprve to bylo k dopravě (splavování lodí a vorů či dřeva po proudu řek), později k pohonu mechanismů (mlýnů, hamrů, čerpadel – například vodního trkače – a pil). K  rozšíření jejího využívání v  Evropě došlo v  období středověku primárně zásluhou mnišských řádů (především benediktinů a cisterciáků), jejichž kláštery ji nejen hojně využívaly, ale též si mezi sebou relativně rychle předávaly vylepšení zvyšující efektivitu jejího využití.

v  Kanadě. Důležité jsou dnes i  přečerpávací vodní elektrárny, které akumulují energii a vyrovnávají rozdílnou spotřebu elektrické energie, hlavně z toho důvodu, že jaderné a tepelné elektrárny reagují na výkon odebíraný sítí mnohem pomaleji než elektrárny vodní.

První vodní elektrárna byla postavena v Appletonu ve státě Wisconsin v USA v roce 1882. Výroba elektřiny je dnes převažujícím způsobem využití vodní energie.

Mezi obnovitelnými zdroji energie v České republice dominují vodní elektrárny. Převážnou většinu obnovitelných zdrojů získává ČEZ nikoli díky solárním farmám či polím osázeným větrnými elektrárnami (tzv. větrné parky), ale pomocí vodních elektráren. V současné době 21 vodních děl vyrábí zhruba 83 % obnovitelné energie skupiny ČEZ (830 MWh elektrického výkonu).

Současnost V současnosti velký podíl celkové produkce elektřiny vykazují vodní elektrárny např. v Norsku (99,5 %), Švýcarsku nebo

24.2. Teoretická část 24.2.1. Vodní energie z řek I  když v  ČR nejsou přírodní poměry pro budování velkých vodních energetických děl ideální, hrají v  rámci obnovitelných zdrojů u  nás vodní elektrárny prim. Naše toky nemají potřebný spád ani dostatečné množství vody. Proto je podíl výroby elektrické energie ve vodních elektrárnách na celkové výrobě v ČR poměrně nízký. Významným posláním vodních elektráren v  ČR je však sloužit jako doplňkový zdroj výroby elektrické energie a využívat především své schopnosti rychlého najetí na velký výkon a tedy operativního vyrovnání okamžité energetické bilance v elektrizační soustavě ČR. V  českých zemích má využívání vodní energie dlouholetou tradici. Od přímého mechanického pohonu zařízení mlýnů, pil a hamrů až k přeměně na elektrickou energii. Nejstarším zařízením tohoto typu v Čechách byla vodní elektrárna v Písku, vybudovaná v roce 1888. Byla zřízena v návaznosti na velký úspěch propagačního osvětlení centra města Františkem Křižíkem 23. června 1887. Písek se stal prvním měs-

106

tem v Čechách se stálým veřejným elektrickým osvětlením. Také v  Praze existovaly již na  začátku 20. století dokonce dvě vodní elektrárny – na Těšnově a na Štvanici. Těšnovská byla roku 1929 zrušena, štvanická je po rekonstrukci dodnes v provozuschopném stavu. Podle metodiky EU se přečerpávací vodní elektrárny a malé vodní elektrárny s instalovaným výkonem nad 10 MW mezi zařízení vyrábějící elektřinu z obnovitelných zdrojů nepočítají, nicméně z hlediska jejich významu pro elektroenergetiku ČR a především pro svůj přínos k zachování životního prostředí jsou i ony předmětem zájmu Skupiny ČEZ. Všechny velké vodní elektrárny, s  výjimkou Dalešic, Mohelna a  Dlouhých Strání, jsou situovány na  toku Vltavy, kde tvoří kaskádový systém – vltavskou kaskádu. Jejich provoz je automatický a  jsou řízeny z  centrálního dispečinku ve Štěchovicích.

Energie z vody

Vznikem rozšířené Skupiny ČEZ se původní portfolio hydroenergetiky ČEZ, a. s., rozšířilo o 12 elektráren, z toho 11 malých vodních elektráren, o  celkovém instalovaném výkonu přibližně 48 MW. Při započtení dalších osmi malých vodních elektráren, původně začleněných do samostatné dceřiné organizace HYDROČEZ, a. s., tak je od roku 2006 ve Skupině ČEZ široké portfolio vodních zdrojů. Koncem roku 2011 činil instalovaný výkon všech vodních elektráren Skupiny ČEZ v České republice 1 935,2 MW. Z hlediska všech obnovitelných zdrojů Skupiny ČEZ mají vodní elektrárny na výrobě elektrické energie největší podíl. Přehled vodních elektráren provozovaných Skupinou ČEZ Elektrárna

Instalovaný výkon (MW)

Rok uvedení do provozu

Akumulační a průtočné vodní elektrárny Lipno I

120

1959

Orlík

364

1961–1962

Kamýk

40

1961, 2008

Slapy

144

1954–1955

Štěchovice I

22,5

1943–1944

Vrané

13,88

1936, 2007

19,5

1936

Střekov

Malé vodní elektrárny Lipno II

1,5

1957

Hněvkovice

9,6

1992

Kořensko I

3,8

1992

Kořensko II

0,98

2000

Želina

0,64

1994

1,2; 0,56

1977, 1999

Dlouhé Stráně II

0,16

1996

Přelouč

2,34

1927

Spálov

2,4

1926

Hradec Králové I

0,75

1926

Práčov

9,75

1953

Pastviny

3

1938

Obříství

3,36

1995

Les Království

2,12

1923

Předměřice nad Labem

2,1

1953

Mohelno

Voda

Pardubice

1,96

1978

Spytihněv

2,6

1951

Brno Kníničky

3,1

1941

Brno Komín

0,21

1923

Vydra

6,4

1939

Hracholusky

2,55

1964

Čeňkova Pila

0,1

1912

Černé jezero I

1,5

1930

Černé jezero II

0,04

2004

Černé jezero III

0,37

2005

Bukovec

0,63

2007

Mělník

0,59

2010

Přečerpávací vodní elektrárny Štěchovice II

45

1948, 1996

Dalešice

480

1978, 2008

Dlouhé Stráně I

650

1996

24.2.2. Vodní energie z moří Nevyčerpatelná energie vody nabízí člověku četné možnosti využití. Příležitost k  výrobě ekologické elektrické energie nepřinášejí pouze říční toky, ale také moře a oceány. Mořské vodní elektrárny využívají energii přílivu a odlivu nebo mořského vlnění. Síla vodního živlu slouží člověku také k  akumulaci již vyrobené elektrické energie díky přečerpávacím elektrárnám, které v době přebytku elektřiny načerpají vodu vzhůru do vodní nádrže a v době vysoké spotřeby elektřiny ji naopak z nádrže vypouštějí zasoučasné výroby elektrického proudu. Právě díky všestranným možnostem využití hraje vodní energetika v oblasti obnovitelných zdrojů velmi významnou roli u nás i ve světě. Vodní energie je technicky využitelná potenciální, kinetická nebo tepelná energie veškerého vodstva na Zemi. Jedná se hned po biomase o druhý nejvyužívanější obnovitelný zdroj energie. Nejvíce se v dnešní době využívá přeměny ve vodních elektrárnách na elektrickou energii . Elektřina vyrobená ve  vodních elektrárnách tvořila v  roce 2010 na  našem území téměř polovinu (48 %) z  celkového objemu elektrické energie vyrobené z obnovitelných zdrojů. Byly to tedy především vodní elektrárny, které České republice pomohly splnit závazek Evropské unii, pokrýt alespoň 8 % spotřeby elektřiny prostřednictvím energie vyrobené z obnovitelných zdrojů.

107

Voda

Energie z vody

Na celkovém množství energie, která u nás byla v průběhu roku 2010 vyrobena, tvoří podíl elektřiny z vodních elektráren jen o něco málo více než 3 %. Necelá polovina takto vyrobené elektřiny pochází z malých vodních elektráren, kterých se na našem území nachází přibližně 1 400. Jako malé vodní elektrárny se označují zařízení s  instalovaným výkonem do 10 MW (nebo 5 MW podle terminologie EU). Malé vodní elektrárny u nás početně převažují nad elektrárnami s  výkonem větším. Geografická poloha České republiky na tzv. evropském rozvodí, kde pramení mnoho vodních toků, vytváří velmi vhodné podmínky pro využití vodního živlu v rámci malých vodních elektráren. Malé vodní elektrárny jsou plošně rozloženy na celém našem území, což je výhodné i  pro elektrizační soustavu, protože malé decentralizované zdroje neohrožují elektrickou síť možným přetížením, a naopak mohou napomáhat lepší stabilitě systému. Česká republika ještě zdaleka nevyužívá maximálního potenciálu, který se vodní energetice u nás nabízí. Další výraznější rozvoj však naráží na řadu problémů. Velké vodní elektrárny jsou investičně dosti náročné a  navíc jsou možnosti jejich další výstavby z  hlediska možných dopadů na  životní prostředí velmi omezené. Na druhou stranu většina příhodných míst pro výstavbu malých vodních elektráren je dnes již obsazena a  v  dalších vhodných lokalitách bývá zřizování nových elektráren z různých důvodů problematické. Z celkové produkce elektřiny v ČR se ve vodních elektrárnách vyrobí asi 3,3 %. Vodní elektrárny (včetně přečerpávacích) představují asi 12 % instalovaného výkonu elektráren v  ČR. Většina tohoto výkonu (cca 90 %) připadá na  zařízení s  výkonem vyšším než 5 MW. V ČR se za malou vodní elektrárnu (MVE) považují zařízení s výkonem pod 10 MW, v EU pod 5 MW. MVE jsou rozptýleny po celé republice, tím se snižují ztráty v rozvodech – elektřinu není třeba daleko přenášet. Případný výpadek některé z nich je z hlediska sítě, na rozdíl od výpadku velkého centrálního zdroje, nevýznamný.

Vodní kolo

108

Od vodního kola k turbíně Lidé využívají energii vody k  mnoha účelům již stovky let. Na počátku vodních strojů stojí různé typy vodních kol, která však většinou nedosahovala vysoké účinnosti. Vodní kola poháněla mlýny, důlní čerpadla, pily či vodárenské stroje. Energii z vody je možno získat využitím jejího proudění (energie pohybová, kinetická) a  jejího tlaku (energie potenciální, tlaková), nebo také obou těchto energií současně. Podle způsobu využití potom rozlišujeme i  používané typy vodních strojů. Kinetická energie je ve vodních tocích dána rychlostí proudění; rychlost je závislá na spádu toku. Dříve se využívala vodními koly, dnes turbínami typu Bánki a Pelton. Energie potenciální vzniká v  důsledku gravitace, závisí na výškovém rozdílu hladin. Využívá se pomocí turbín typu Kaplan, Francis, Reiffenstein a  rovněž různých typů turbín vrtulových a vhodných čerpadel v turbínovém provozu. Snaha o technické zdokonalení a zvýšení účinnosti vodních kol postupně vedla ke  zrodu vodních turbín. První turbína vznikla již v první polovině 19. století, přičemž v průběhu následujících desetiletí bylo vynalezeno hned několik dalších typů turbín vhodných pro různé vodní toky. Podle principu jejich fungování se vodní turbíny rozlišují na  rovnotlaké, využívající zejména pohybové energie vody a  na  přetlakové, které používají vodní energii pohybovou i  tlakovou. Mezi nejznámější přetlakové turbíny patří Kaplanova (má několik modifikací) a  Francisova, které jsou zároveň nejčastěji používanými turbínami v našich vodních elektrárnách. Mezi rovnotlakými turbínami jsou pak nejznámější Bánkiho a Peltonova. Vodní turbíny jsou obecně považovány za  technicky nejdokonalejší mechanické motory, protože mohou dosáhnout až 95% účinnosti za současného ekologicky čistého provozu.

Francisova turbína

Energie z vody

Voda

Malé vodní elektrárny (MVE) Dnes už voda kuje železo a otáčí mlýnským kolem zpravidla jenom ve skanzenech lidové řemeslné výroby. I dnes využíváme vodní energii, avšak voda většinou neotáčí mlýnskými koly, zato roztáčí lopatky vodních turbín, jejichž točivý pohyb dokážeme využít k výrobě elektrické energie.

24.2.3. Jak funguje vodní elektrárna K  vodní turbíně, která je srdcem vodní elektrárny, je spád vody směřován prostřednictvím různých typů přivaděčů. Před turbínou ještě voda proteče česlemi, které si můžeme představit jako sběrné síto, které brání přiváděným nečistotám vniknout do  turbíny. Po  průchodu turbínou je voda odváděna odpadními kanály zpět do  původního říčního toku. Nezbytnou součástí vodních elektráren je dále generátor, který umožňuje samotný převod mechanické energie na elektrickou. Princip funkce Vodní elektrárny soustředí měrnou energii vodního toku vybudováním jezu nebo přehrady. Voda roztáčí turbínu, ta je na společné hřídeli s elektrickým generátorem (dohromady tvoří tzv. turbogenerátor). Mechanická energie proudící vody se tak mění na  energii elektrickou, která se transformuje a odvádí do míst spotřeby.

Kaplanova turbína

Stavba vodní elektrárny - dobré plánování Existuje mnoho variant technického řešení vodních elektráren, přičemž samotné výstavbě musí předcházet dobré plánování a posouzení všech významných vstupních parametrů vycházejících z podmínek konkrétní lokality. Mezi rozhodující parametry patří využitelný spád vodního toku a průtok vody. Na základě těchto hodnot se vybere vhodný typ a výkon turbíny a další součásti provozu. Obecně platí, že místa s vyššími spády jsou pro vodní elektrárnu z  hlediska ekonomiky provozu výhodnější. Malé vodní elektrárny na  říčních tocích proto k  zajištění dostatečného spádu používají jezy, které umožní potřebné vzdutí vody. Tohoto principu však nejlépe využívají vodní elektrárny postavené v rámci přehradních nádrží.

Schéma turbíny

Přírodní podmínky ČR pro MVE Malé vodní elektrárny se stavějí na vodních tocích v místech bývalých mlýnu a jezů. Je možné začít stavbu i tzv. na zelené louce, náklady však budou podstatně vyšší. Určujícím parametrem zařazení mezi malé vodní elektrárny (dále jen MVE) je výkon těchto zařízení, který nepřesahuje 10 MW (pro EU je to 5 MW). Malé vodní elektrárny slouží většinou jako sezónní zdroje energie, protože průtoky vodních toků, které tyto elektrárny využívají, jsou velmi kolísavé v závislosti na počasí a na ročním období.

V ČR nejsou přírodní poměry pro budování vodních energetických děl ideální, naše toky nemají velké spády a potřebný dostatek vody. Přesto je ještě možné nalézt vhodné lokality pro výstavbu nebo obnovu malých vodních elektráren, přičemž nejvýhodnější využití je v oblastech vysokých spádů.

109

Voda

Energie z vody

Nezbytnou a  velmi nákladnou součástí každé elektrárny je vzdouvací zařízení (jez), případně přiváděcí nebo odtokový kanál. Je-li nutné tyto části vybudovat zcela nové, elektrárna se hodně prodraží. Pokud je tedy možné pouze rekonstruovat starší vodní dílo, investice se vyplatí mnohem více, neboť náklady na výstavbu významně klesnou. Dělení MVE I mezi malými vodními elektrárnami můžeme dále rozlišovat elektrárny menší a větší, lišit se mohou i v jiných parametrech. Dělení podle výkonu: „„ elektrárny domácí (do 35 kW) „„ mikrozdroje (do 0,1 MW) „„ minielektrárny (do 1 MW) „„ elektrárny průmyslové (od 1 MW) Podle spádu mohou být elektrárny: „„ nízkotlaké (do 20 m) „„ středotlaké (20–100 m) „„ vysokotlaké (od 100 m)

vitelný zdroj energie. Obavy ze znečištění vody ropnými produkty jsou většinou neopodstatněné vzhledem k  tomu, že v moderních provozech se používají ekologicky šetrná maziva a samomazná ložiska. Správně řešená vodní elektrárna je zároveň charakteristická velmi nízkou hlučností a také vstřícností k vodním živočichům, pro které je možné zbudovat tzv. rybí přechody, které pomohou eliminovat vzniklou migrační bariéru. Zejména malá vodní elektrárna může mít na  okolní životní prostředí dokonce přímo pozitivní vliv. Vodní elektrárna se podílí na  čištění toku zejména proto, že elektrárnou zachycené naplaveniny se nesmí do  řeky opětovně vracet. Zároveň také činnost elektrárny vede k provzdušňování vody, což může podpořit obnovování místního říčního života. Odběry vody v  MVE vždy ale představují významný zásah do  celkového hydrogeologického režimu toku a  ve  většině případů představují silný negativní vliv rybí osídlení pod profilem odběru a  nepřímo i  nad ním, neboť ve  většině případů musí být vybudován stupeň, což je negativní migrační bariéra. Z hlediska odběru ovlivňuje pouze malou část toku a podjezí. Rozlišujeme MVE příjezové a derivační: „„ Příjezová – je umístěna na  úrovni vzdouvacího stupně v  břehové části. Samotný odběr vody je v  nadjezí a  výtok do  podjezí je maximálně několik desítek metrů.

Podle způsobu využití vodní energie: „„ průtokové „„ akumulační „„ přečerpávací

„„ Derivační – je spojena s různě dlouhým derivačním kanálem nebo náhonem, jenž zajišťuje dostatečně velký rozdíl hladin vody pro dané turbiny.Délka derivačního honu se pohybuje v  délce několika desítek až stovek metrů, výjimečně až několik kilometrů. V  takovém případě může být na  náhonu hned několik MVE.

Vliv MVE na životní prostředí Vodní elektrárny neznečišťují ovzduší, nedevastují krajinu a povrchové či podzemní vody těžbou a dopravou paliv a surovin, jsou bezodpadové, nezávislé na dovozu surovin a vysoce bezpečné. Z hlediska ochrany životního prostředí je nutné pro výstavbu vodních elektráren pečlivě vybírat vhodné lokality, ve  kterých stavba nezpůsobí velký zásah do okolní přírody. Celou elektrárnu je také potřeba začlenit do okolního prostředí, aby nedošlo k narušení místního krajinného rázu. Oproti velkým hydroelektrárnám jsou malé vodní elektrárny z tohoto pohledu samozřejmě šetrnější. Pokud jsou při plánování a  následné výrobě elektřiny dodržovány všechny normy a  požadavky, vyznačují se vodní elektrárny velmi „čistým“ provozem, protože využívají obno-

110

Je třeba si uvědomit již před stavbou negativní dopady na celý daný ekosystém. V prvé řadě se jedná o stavbu, jejíž provoz vždy ovlivní a to dosti negativně hydromorfologické charakteristiky vodního toku a následně vodní biotu a též dojde k fyzikálně chemickým změnám. MVE negativně ovlivní rybí osádku daného toku, neboť dojde k vytvoření migračních bariér, dojde k fragmentaci toku, což může způsobit nekontinuální rybí populace, dojde ke  změně průtokových režimů v dané lokalitě, což vede ke změnám teplot, zarůstání, sedimentaci jílovitých částí, ale i ke zvýšené predaci ryb rybožravým ptactvem. Dochází ke snižování potravní základny a to vlivem rozkolísanosti průtoků a celkové zhoršení kvality vod, neboť v mnoha případech se zvyšuje kvantita organické hmoty v podjezí, což může vést až ke zvýšenému úhynu ryb.

Energie z vody

Voda

24.3. Praktická část 1. Kdo je to společnost ČEZ, a.s. 2. Prohlédněte si film společnosti ČEZ, a.s., který zdarma na vyžádání zašle, s názvem Obnovitelné zdroje energie. Mimo jiné je zde velice dobře zpracováno téma malé vodní elektrárny a téma kolující energie (přečerpávací elektrárny Štěchovice). 3. Vyhledejte, kde v  České republice jsou instalovány vodní elektrárny. Které jsou v  Ústeckém kraji? Jaký mají výkon? Jakou spotřebu energie tento výkon pokryje? 4. Je dle vašeho názoru v ČR vodní energie dostatečně využívána? 5. Uveďte příklady využití vodní energie v  historii a  v  současnosti. Uměli byste vyrobit vodní kolo (mlýnek) tak, jak si ho vyráběli dříve kluci na vesnici?

111

Voda

Energie z vody II

Pracovní list 25

Energie z vody II

25.1. Praktická část V rámci Praktické části výuky realizovat návštěvu přečerpávací vodní elektrárny případně malé vodní elektrárny a  seznámit se s jejím provozem.

Malá vodní elektrárna Štvanice

112

Nedostatek a nadbytek vody

Voda

Pracovní list 26

Nedostatek a nadbytek vody

26.1. Úvod Klimatické změny s velkou pravděpodobností významně změní dlouhodobý režim počasí u nás. Dlouhodobé předpovědi se většinou shodnou na tom, že přibude extrémů – povodní i velkého sucha. Klimatická změna je v  médiích zmiňována v  mnoha souvislostech. Pro sledování klimatu u  nás vznikl Národní klimatický program, který k  tématu sestavil i  několik odborných zpráv. Sledováním klimatu se zabývá také speciální oddělení Českého hydrometeorologického ústavu.

Povodňové situace, stejně tak i  sucho, představují největší hrozby přírodních katastrof na území ČR. Vzniku povodní nelze v současné době zabránit, lze pouze zmírnit jejich dopad na životy a majetek obyvatel.

26.2. Teoretická část 26.2.1. Povodně Spousty vod se hrnou a rozlévají z koryta do krajiny i měst, hladina stále stoupá a voda bere vše, co jí stojí v cestě. Povodeň! Jarní povodeň může způsobit rychlé tání sněhu, příčinou letních povodní jsou nejčastěji deště dlouhotrvající. Tyto povodně přichází po toku postupně a často o jejich hrozbě víme několik dní předem. Předpovědět jejich velikost přesto není tak jednoduché, jak by se mohlo zdát. Naopak krátkodobé, zato silné (tzv. přívalové) srážky mohou na malém toku vyvolat náhlou (tzv. bleskovou) povodeň i během několika minut. Jinou příčinou povodně může být i  protržení přeplněné hráze přehrady. V krajině s dostatkem zeleně, drobných nádrží, mokřadů a s volnými plochami kolem řek, kam se může voda bez větších škod rozlít, bývají běžné povodně slabší a působí menší škody. Povodeň je mimořádná událost, kdy se následkem dešťů, táním sněhu a  ledovců nebo náhlým uvolněním překážky ve  vodním toku - tzv. zvláštní povodně (protržení hráze přehrady, sesuv svahu během dešťů atd.) zvětší průtok vody a zvedne hladinu tak, že se voda z koryt vylévá a zaplavuje okolní území. Povodně jsou přírodním fenoménem, kterému se lze jen velmi obtížně bránit. Jsou nezávislé na  administrativních hranicích a často přicházejí v nejméně očekávané době. Ochrana před povodněmi prodělala nejen v  České republice značný vývoj a přinesla řadu mezinárodních aktivit i na úrovni Evropské unie.

Nejčastější příčiny povodní „„ dlouhotrvající nebo přívalové deště podpořené dalšími okolnostmi, zejména – rychlým táním sněhu, zmrzlou půdou, nepropustným povrchem nebo nasáklou půdou, hromadění ledových ker, nedostatečností kanalizačního systému, nadbytkem zpevněných ploch a dalšími okolnostmi. Rychlost vody při povodních je značná, takže ohrožuje naše životy a  zdraví, životní prostředí, majetek. Zranitelní jsou všichni, kdo žijí v  blízkosti vodního toku, anebo v  místech nedostatečné kanalizace. Povodně jsou doprovázeny ztrátami na  životech, životním prostředí a  majetku a  na  infrastruktuře s  následnými škodami v podnikání. Další problémy vznikají z kontaminované vody. Rychlost vzniku povodně závisí na mnoha faktorech a varování není vždy možné! Co je stoletá voda Pojem stoletá voda je dost známý, ale málokdo ví, co vlastně znamená. Stoletá voda nebývá jednou za 100 let. Je to taková povodeň, o které předpokládáme, že se za 1 000 let vyskytne jen přibližně desetkrát. Nebo za 10 000 let stokrát. Nikdo ale neví, kdy přesně to bude. Nemůžeme si tedy po  takové povodni říci, že máme na  sto let klid. Zkušenost

113

Voda

Nedostatek a nadbytek vody

nám v případě velkých povodní potvrzuje známé přísloví „neštěstí nechodí nikdy samo“. Povodně se skutečně často vyskytují několikrát za sebou. Ochrana před povodněmi V roce 2010 byl novelizován zákon č. 254/2001 Sb., o vodách a o změně některých zákonů (vodní zákon). Tato dlouho očekávaná novela byla provedena zákonem č. 150/2010 Sb., který nabyl účinnosti 1. srpna 2010. Novela udržela kontinuitu v  oblasti vodního práva, reaguje však například na připomínky Evropské komise k transpozici Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/60/ES, ustavující rámec pro činnost Společenství v oblasti vodní politiky (dále jen rámcová směrnice)do české legislativy. Dále nově transponuje požadavky Směrnice Evropského parlamentu a  Rady 2007/60/ES, o  vyhodnocování a  zvládáni povodňových rizik (dále jen povodňová směrnice). Významné změny jsou i v Hlavě IX o ochraně před povodněmi, které reaguji na  požadavky evropské povodňové směrnice, ale také na zkušenosti z uplynulých povodni, zejména v letech 2002, 2006 a 2009. Úpravy se promítly do rozšíření možnosti rychlejší aktivizace povodňových orgánů a rozlišování různých typů protipovodňových opatření. Nově se ochranou před povodněmi rozumí činnosti a  opatřeni k předcházení a zvládnutí povodňového rizika v ohroženém území. Zajišťuje se systematickou prevenci a operativními opatřeními. Zvládání povodňových rizik je podrobněji rozvedeno v  novém § 64a, kde je také provázáno se systémem plánování v  oblasti vod. Novela zákona upravuje dělení povodňových opatření na: a) přípravná opatření, mezi něž patři například stanovení záplavových území, vymezeni směrodatných limitů stupňů povodňové aktivity, povodňové plány, či příprava předpovědní a hlásné povodňové služby, b) opatření při nebezpečí povodně a  za  povodně, kterými jsou např. činnosti hlásné a  předpovědní povodňové služby, řízené ovlivňování odtokových poměrů, povodňové zabezpečovací a  záchranné práce, c) opatření po  povodni, mezi něž patři evidenční a dokumentační práce, vyhodnoceni povodně a obnova území po povodni. Z hlediska Českého hydrometeorologického ústavu (Č HMÚ) je významná úprava znění § 70, kdy do definice prvního stupně povodňové aktivity (bdělosti) přibylo ustanovení, že „ten-

114

to stav nastává rovněž vydáním výstražné informace předpovědní povodňové služby“. V návaznosti na toto ustanovení by měly povodňové orgány zahájit svou činnost v souladu s požadavky svých povodňových plánů okamžitě po vydání výstrahy, tedy s významným předstihem před vlastním pozorovaným vzestupem hladiny vodního toku nad úroveň limitního stavu 1. SPA. Předpovědní povodňovou službu zabezpečuje podle § 73 nadále Český hydrometeorologický ústav ve  spolupráci se správcem povodí. Účel této služby byl novelou upřesněn – informuje povodňové orgány a další účastníky ochrany před povodněmi o  nebezpečí vzniku povodně a  o  jejím vzniku a dalším nebezpečném vývoji. S  ohledem na  úpravu definice 1. SPA, který se nevyhlašuje, ale přímo nastává nyní též při vydání výstražné informace, stoupla i odpovědnost ČHMÚ při jejich vydávání. Nově také § 73 zákona obsahuje ustanovení, že pro předávání informaci předpovědní a  hlásné povodňové služby se využívá operačních a informačních středisek Hasičského záchranného sboru ČR a  složek integrovaného záchranného systému. Stupně povodňové aktivity Rozsah opatření prováděných na  ochranu před povodněmi se řídí mírou povodňového nebezpečí. Ta se vyjadřuje třemi stupni povodňové aktivity: 1. stupeň – bdělost (1. SPA) se nevyhlašuje, nastává při nebezpečí povodně a zaniká, pominou-li příčiny takového nebezpečí. Vyžaduje věnovat zvýšenou pozornost vodnímu toku nebo jinému zdroji povodňového nebezpečí, zpravidla zahajuje činnost hlídková a hlásná služba. Za stav bdělosti se rovněž považuje situace označená předpovědní povodňovou službou ČHMÚ. Na  vodních dílech nastává tento stav i  při dosažení mezních hodnot sledovaných jevů a skutečností, které by z hlediska bezpečnosti díla nebo při zjištění mimořádných okolností mohly vést ke  vzniku nebezpečí zvláštní povodně. 2. stupeň – pohotovost (2. SPA), vyhlašuje příslušný povodňový orgán v případě, že nebezpečí povodně přeroste ve skutečný povodňový jev, avšak ještě nedochází k  větším rozlivům a  škodám mimo koryto. Vývoj situace je nutno nadále pečlivě sledovat, aktivizují se povodňové orgány a  další složky povodňové služby, uvádějí se do  pohotovosti prostředky na  zabezpečovací práce, podle možnosti se provádějí opatření ke zmírnění průběhu povodně.

Nedostatek a nadbytek vody

Vyhlašuje se také při překročení mezních hodnot sledovaných jevů a  skutečností na  vodním díle z hlediska jeho bezpečnosti. Aktivizují se povodňové orgány a  další účastníci ochrany před povodněmi, uvádějí se do  pohotovosti prostředky na  zabezpečovací práce, provádějí se opatření ke zmírnění průběhu povodně podle povodňového plánu. 3. stupeň – ohrožení (3. SPA) vyhlašuje příslušný povodňový orgán při bezprostředním nebezpečí nebo při vzniku větších škod, při ohrožení životů a majetku v záplavovém území. Vyhlašuje se také při dosažení kritických hodnot sledovaných jevů a  skutečností na  vodním díle z hlediska jeho bezpečnosti současně se zahájením nouzových opatření. Provádějí se zabezpečovací a podle potřeby záchranné práce nebo evakuace. Stupně povodňové aktivity jsou obvykle vázané na  určité objektivně stanovené vodní stavy nebo průtoky v  hlásném profilu vodního toku (denní úhrn srážek, hladina vody v  nádrži, průsak nebo deformace hráze, vznik ledových nápěchů a barier, chod ledu apod.).

Voda

ním podnětem k vyhlášení. Povodňové orgány však mohou vyhlásit stupně povodňové aktivity i  z  jiných důvodů, např. na  základě výstrahy předpovědní povodňové služby ČHMÚ nebo doporučení správců povodí.

26.2.2. Povodňové situace Historické povodně „„ 272 – Praha – Juditin most, jehož mecenáškou byla Judita Durynská (1135–po 1174), choť krále Vladislava II. (cca 1110–1174), poškodila velká voda. „„ 1342 – Praha – Juditin most nápor ledu definitivně zničil. „„ 1432 – Praha – Karlův most velká voda zbořila pět pilířů. Oprava trvala 71 let. „„ 1768 – Písek – při povodni se zřítila levobřežní brána Kamenného mostu. Pravobřežní brána byla stržena z důvodu komunikační v roce 1825. „„ 1774 – Labe

Směrodatné stavy pro vyhlašování stupňů povodňové aktivity jsou obsaženy v povodňových plánech a spolu s nimi schvalovány povodňovými orgány. Směrodatné povodňové stavy uvedené v  povodňových plánech větších územních celků musí být zohledněny i v místně příslušných povodňových plánech územních celků.

„„ Povodeň v Čechách 1784 – 28. února průtok Vltavy v Praze 4500 m³/s „„ 1799 – Labe „„ 1815 – Labe

Stupně povodňové aktivity vyhlašuje Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) na základě společného měření vodních stavů toků a to společně se státními podniky Povodí.

„„ 1824 – Vltava „„ 1830 – Vltava

První stupeň povodňové aktivity nastává při dosažení směrodatného stavu a  při jeho pominutí zaniká. Druhý a  třetí stupeň povodňové aktivity vyhlašují a odvolávají povodňové orgány, přičemž dosažení směrodatného stavu je objektiv-

„„ Povodeň v  Česku 1845 – březen, odhadovaný průtok Vltavy v Praze 4500 m³/s „„ Povodeň v Česku 1862 – březen, Labe „„ Povodeň v Česku 1876 – jaro, Labe „„ Povodeň na Vltavě 1890 – září, Vltava, byl pobořen Karlův most, průtok Vltavy v Praze 4000 m³/s „„ Povodeň na Vltavě 1893 – Vltava „„ Povodeň na Vltavě 1954 – Vltava „„ Povodeň na Moravě 1970 – jižní Morava, 35 mrtvých „„ Povodeň v Česku 1985 – Čechy a Morava

Karlův most v Praze při povodni v květnu 1872

„„ Povodeň v Česku 1987 – Čechy

115

Voda

Nedostatek a nadbytek vody

„„ Povodeň na Moravě a Odře 1997 – Morava, Slezsko (50 mrtvých) „„ Povodeň ve  Východních Čechách 1998 – 23. července, Královéhradecký kraj (6 obětí) „„ Povodeň v Česku 2002 – srpen, Vltava a Labe, největší změřené povodně v  Čechách, průtok Vltavy v Praze 5300 m³/s (17 mrtvých) „„ Povodeň v Česku 2006 – různé řeky (7 obětí) „„ Povodeň v  Česku 2009 – červen a  červenec, především Moravskoslezský, Olomoucký, Zlínský a Jihočeský kraj (13 mrtvých) „„ Povodně ve střední Evropě v květnu 2010 – květen, především Moravskoslezský, Olomoucký (Troubky), Zlínský a Jihočeský kraj (1 mrtvý) „„ Povodně ve  střední Evropě v  srpnu 2010 – hlavně Liberecký kraj (5 mrtvých) Jaký je rozdíl mezi povodní a záplavou? Povodeň je zaplavení území vodou, která se vylila ze břehů vodních toků nebo vodních nádrží (přehrad a rybníků), nebo která tyto břehy a hráze protrhla. Záplava je vytvoření souvislé vodní plochy, která po určitou dobu stojí nebo proudí a může být způsobena i z jiných zdrojů než vodních toků, např. dešťovými srážkami, táním sněhu, z vodovodních zařízení a nádrží apod. Funkci regulaci vody v krajině zastávají především vodní nádrže (suché – poldry, umělé i  přirozené), přirozená koryta toků, které tvoří záplavové území (nivy). Ochrana před povodněmi Jako ochranu před povodněmi jsou prováděna následující opatření: „„ Preventivní opatření: stavba nádrží a  revitalizace toků, sledování vodních stavů a  včasné varování (vyhlašování stupňů povodňové aktivity povodňovými komisemi). „„ Technická opatření: především ve městech mobilní stěny a pytle s pískem, na vesnicích pak ochranné valy, pytle s pískem.

116

Sucha v České republice Opačným extrémem než povodeň je dlouhotrvající sucho. Sucho přichází nenápadně a  některé jeho důsledky (jako třeba vysychání pramenů a studní závislých na hladině podzemní vody) se projeví až za  dlouho. Pozvolna klesá množství vláhy v hlubších vrstvách půdy. I výška hladiny v řekách klesá postupně a  po  běžném dešti se nemusí hned zvýšit. Před povodní můžeme utéct, ale sucho si nás najde. Spolu se suchem přichází riziko požárů. Roky postižené velkým suchem mají i své zvláštní zprávy o velkém suchu. Naše země netrpí extrémními suchy často, klima je u  nás mírné – to se ale může změnit vlivem klimatické změny. Proto je potřeba zacházet s vodou šetrně a zadržovat ji vhodnými opatřeními v krajině (mokřady, přírodě blízké toky s tůňkami a jezírky apod.) co nejdéle. Nedostatek vody ve světě Už dnes se ve světě spotřebovává více vody, než je příroda schopna doplnit. Nejvíce v  zemědělství, především v  rozsáhlých zavlažovacích systémech, které jsou v  řadě zemí nezbytnou podmínkou pro rozvoj zemědělské výroby, ale přitom dokážou doslova vysát i  mohutné toky řek. Jako příklad může sloužit čínská Žlutá řeka (Chuang-che), která vždy bývala považována za veletok obřích rozměrů, ale už několikrát v  uplynulém desetiletí ani nedospěla ke  svému ústí. Odčerpaly ji nejrůznější zavlažovací systémy a dodávky vody do velkých měst ležících na jejím toku. Potoky místo řek Totéž se děje v  Severní Americe s  řekou Colorado River. Ta je dnes životodárným zdrojem pro celý americký jihozápad. Sedm amerických států a Mexiko užívají doslova každou kapku vody této řeky, jejíž ústí v Kalifornském zálivu připomíná spíš potok. Colorado River poskytuje vodu pětadvaceti milionům obyvatel a  zavlažuje kvetoucí farmy v  kalifornském Imperial Valley. Podobná situace postihla Rio Grande. I tato řeka vyschla dřív, než dospěla do Mexického zálivu. Ve Střední Asii je to případ Aralského jezera a po celém světě mnoha dalších řek. Zánik bažin a mokřin Mizejí i  bažiny a  mokřiny, které jsou odvodňovány, vysušovány a  používány pro zemědělské účely, ale i  pro občanskou a průmyslovou zástavbu. Před cca třiceti lety byla sice v íránském Ramsaru parafována světová dohoda o zachování mokřin a bažin, kterou podepsali představitelé 132 států, ale výsledky jsou slabé. Podle vědeckých odhadů bylo v minulém století zničeno nejméně padesát procent světových bažin a mokřin.

Nedostatek a nadbytek vody

Přehrady Dvojakou roli ve vodním hospodářství hrají přehrady. Na jedné straně slouží jako cenné rezervoáry vody, na druhé odebírají vodu velkým říčním tokům. Zatímco v  roce 1950 bylo na celém světě pouze pět tisíc velkých přehrad, v roce 2000 jejich počet dosáhl čtyřiceti pěti tisíc. Například vysychání řeky Rio Grande, kterou přetíná řada přehrad, je přisuzováno především vlivu těchto přehrad. Zemědělství Jak již bylo řečeno, většinu celosvětových zásob sladké vody spotřebovává zemědělství. Zavlažování umožňuje efektivní zemědělskou výrobu ve  velké části světa. Například indický stát Gudžarát, původně velmi suché místo, zaznamenal v posledních desetiletích obrovský vzestup zemědělství, doslova zelenou revoluci. Zatímco v padesátých letech minulého století tu bylo necelých sto tisíc pump na motorový pohon, dnes jich zde pracuje přes dvacet milionů a jejich počet každoročně vzrůstá o půl milionu. Farmáři tu čerpají daleko více vody, než příroda může nahradit, a tak úroveň podzemních vod prudce klesá zhruba o šest metrů ročně. Dnes se na řadě míst musí vrtat studně v pětinásobné hloubce než před čtyřmi desetiletími, v  sedmnácti až dvaceti metrech. Často ani to nestačí. Indická města Pokud jde o  vodu, patří Indie k  velmi problémovým zemím. Vody je málo v  metropolích i  na  venkově. Zdravotně nezávadná voda je vzácností. Do řeky Gangy se běžně pohřbívají uhynulá zvířata i  nebožtíci a  o  kus dál se koupou lidé, vykonávají do řeky své potřeby, perou v ní prádlo, myjí se v ní, případně si v ní čistí zuby a berou si z ní vodu na vaření. Výhodně jsou na tom někteří bezdomovci, kteří sídlí u velkých vodovodních potrubí a  využívají toho, že jsou stará a  voda z nich uniká. Řešení? Lepší využití vody Řešením mohou být efektivnější zavlažovací systémy. Zatím jako nejlepší, ale také nejnákladnější na výstavbu i na provoz je systém potrubí, do  nějž se několikrát denně vhání voda podle potřeby, tak jak to ukážou na počítač napojené sondy. Voda odkapává perforovaným potrubím přímo k  rostlinám, které potřebují závlahu. Tento systém spotřebuje o třicet až sedmdesát procent vody méně než klasické zavlažovací systémy a výsledný efekt je přitom daleko lepší. Tento úsporný systém zavlažování se začal používat v  šedesátých letech minulého století, ale pro svou nákladnost je zaveden pouze na jednom procentu světových zavlažovaných ploch.

Voda

Jen nepatrné procento vody se spotřebuje v domácnostech a v průmyslu. I tam lze ušetřit recyklací. Touto cestou se vydalo například hlavní město Chile Santiago, kde v roce 2009 bude recyklována užitá voda do  poslední kapky. Celosvětově se dvě třetiny vody užívané v domácnostech a průmyslu po použití vůbec neošetřují, o recyklaci nemluvě. Doslova nekonečné světové zásoby představuje mořská voda, i když jde o velmi drahý postup. Miliony litrů desalinizované vody protékají bazény vodního parku Wild Wadi v Dubaji. Tato vyprahlá, ale velmi bohatá země je názorným příkladem toho, co se dá dělat, když jsou peníze. Pokrývá odslaněnou mořskou vodou téměř celou svou potřebu užitkové a  pitné vody včetně exkluzivních bazénů. Možností a cest je mnoho. Chybí však finanční prostředky a především vůle tento velmi naléhavý problém nebo spíš nastávající katastrofu řešit. Co dělat když hrozí povodně Odborníci radí, jak se na  příchod povodně připravit, jak se chovat během ní a jak se chovat po povodni I. Stupeň povodňové aktivity = STAV BDĚLOSTI (nastává nebezpečí povodně, orgány samosprávy obcí a orgány okresních orgánů organizují hlídkovou službu na  vodních tocích, je organizována povodňová hlásná služba) II. Stupeň povodňové aktivity = STAV POHOTOVOSTI (vyhlašuje příslušný povodňový orgán, je zajištěna trvalá pohotovost, zasedá povodňová komise, jsou přijímána opatření ke zmírnění průběhu povodně) III. Stupeň povodňové aktivity = STAV OHROŽENÍ (vyhlašuje příslušný povodňový orgán při bezprostředním nebezpečí a vzniku větších škod, ohrožení majetku a životů v zaplaveném území, podle plánů se realizují technická opatření, vyprošťovací a záchranné práce) O hrozbě či vzniku povodně mohou být občané informováni z různých zdrojů: sirénami, sdělovacími prostředky, místním rozhlasem, mobilními megafony apod. Další informace o povodňové situaci lze získat na: „„ televizní stanici ČT24 „„ na internetové stránce ČHMÚ (hydro.chmi.cz)

117

Voda

Nedostatek a nadbytek vody

Jak se připravit na příchod povodně (v případě včasné předpovědi)

„„ náhradní oděv, obuv, pláštěnka, spací pytel nebo přikrývka

„„ informujte se na obecním úřadě, zda se vaše obydlí, chata, zahrada či pozemek nenachází v záplavovém území či v území ohroženém zvláštní povodní

„„ přenosné rádio s rezervními bateriemi

„„ dále se informujte o  místě a  způsobu evakuace, o případné humanitární pomoci a způsobu varování a informování obyvatelstva při povodni

„„ knížky, stolní hry, hračky apod.

„„ vytipujte si bezpečné místo, které nebude zaplaveno vodou „„ připravte si materiál na utěsnění nízko položených dveří, oken, odpadních potrubí atd. (pytle s pískem fólie, desky, ucpávky kanalizace) „„ poveďte si povodňovou prohlídku kolem svého obydlí, chaty a pozemku a zajistěte, aby neupevněný materiál, ploty, boudy a další překážky nebránily volnému průtoku vody a nevytvářely druhotné hrázky a ucpávky vodního toku „„ buďte v  pohotovosti, trvale sledujte předpovědi počasí, stav hladiny vodního toku a rybníka, přehrady (může-li vás ohrozit) „„ sledujte hromadné sdělovací prostředky a místní sdělovací prostředky (obecní rozhlas) „„ řiďte se pokyny povodňových orgánů, policie a záchranářů, aktivně se zapojte do  ochrany před povodní dle jejich pokynů Evakuační zavazadlo Evakuační zavazadlo se připravuje pro případ opuštění obydlí na delší dobu. Jako evakuační zavazadlo poslouží např. kufr, batoh nebo cestovní taška. Zavazadlo je nutné označit jménem a adresou. Doporučený obsah evakuačního zavazadla: „„ základní trvanlivé potraviny (nejlépe v konzervách), dobře zabalený chléb a pitná voda – vše na dva až tři dny „„ předměty denní potřeby, (jídelní nádobí a příbor, otvírák, ostrý nůž, hrnky) „„ užívané léky, toaletní a hygienické potřeby

„„ mobil, přenosná svítilna, zápalky, nůž

Jak se chovat během povodně „„ jednejte v klidu a s rozvahou „„ dodržujte pokyny povodňových orgánů, policie a záchranářů „„ pomáhejte sousedům, dětem, starým a nemocným lidem „„ zbytečně neriskujte. Pokud možno nevstupujte do  míst, která jsou zatopená, nechoďte do  blízkosti rozbouřených toků. Nehazardujte a  nesjíždějte na lodích rozvodněné vodní toky. „„ pamatujte, že povodňový orgán obce ve  svých územních obvodech organizuje, řídí, koordinuje a  ukládá opatření na  ochranu před povodněmi a v případě potřeby může i od vás požadovat osobní a věcnou pomoc „„ v  případě zaplavování domu, kdy už nezvládáte svou ochrany vlastní silou a prostředky, včas požádejte o pomoc povodňový orgán obce „„ nezůstávejte v místě, kde byste mohli ohrozit život svůj a  svých blízkých, včas se přesuňte na  místo, které nebude zatopené vodou „„ buďte připraveni na evakuaci – upuštění domova Konkrétní informace o postupu při ohrožení i evakuaci získají občané u  orgánů místní samosprávy – v  případě ohrožení městské či obecní úřady standardně zřizují krizové linky. Jak se chovat při evakuaci „„ při evakuaci (a  zaplavování domu) vypněte přívod elektrického proudu, uzavřete hlavní přívod plynu a vody „„ vyvezte vozidlo z  garáže, doplňte pohonné hmoty a zaparkujte ho mimo záplavové území, nebudete-li jej využívat při evakuaci

„„ osobní doklady, peníze, pojistné smlouvy a cennosti „„ připravte si evakuační zavazadla pro svou rodinu

118

Nedostatek a nadbytek vody

„„ přestěhujte potraviny, oblečení, nábytek, stroje a  zařízení, suroviny a  další materiály do  výše položených míst v bytě, nebo do vyšších pater budovy „„ odvezte nebo nezávadně zlikvidujte nebezpečné látky „„ odstraňte nebo řádně upevněte snadno odplavitelný materiál

Voda

Jak se chovat po povodni, při návratu do obydlí po opadnutí vody „„ nechte si zkontrolovat stav obydlí, zejména statiku budovy, rozvody energií a kanalizaci „„ zlikvidujte vodou kontaminované potraviny, plodiny a uhynulé zvířectvo a dodržujte základní hygienická pravidla

„„ uvolněte cestu domácímu a hospodářskému zvířectvu „„ nechte si řádně ošetřit každé otevřené zranění „„ uvědomte o evakuaci sousedy „„ při obnově studní a zdrojů pitné vody se řiďte pokyny odborníků, nepijte vodu z  místních zdrojů, dokud nebude prověřena její kvalita

„„ dobře se oblečte a obujte „„ uzavřete a uzamkněte všechny vstupy a okna „„ při opuštění domácnosti dejte na  dveře oznámení, kdo, kdy a kam se evakuoval, popř. kde jsou umístěna hospodářská zvířata

„„ kontaktujte příslušné pojišťovny ohledně náhrady škod (nahlásit pojistnou událost, vyhotovit jejich soupis škod, zdokumentovat je fotografiemi, znaleckými posudky, účty, svědectvími),

„„ malým dětem vložit do  kapsy kartičku se jménem a adresou

„„ pokud možno aktivně se zapojte při likvidaci následků povodní

„„ vezměte si s sebou evakuační zavazadlo

„„ jednejte s rozvahou, pomáhejte sousedům, dětem, starým a nemocným lidem

„„ zbytečně neriskujte, jednej v klidu a s rozvahou „„ dodržujte pokyny územně příslušných správních úřadů Je-li nedostatek času, okamžitě se přesuňte na  vytipované místo, které nebude zaplaveno vodou, opusťte ohrožený prostor.

„„ na obecním úřadě se informujte o místech humanitární pomoci a  v  případě stavu nouze si vyžádejte finanční, materiální, psychologickou nebo sociální pomoc

26.3. Praktická část 1. Vyhledejte na internetu údaje o povodních v České republice za posledních 20 let, zjistěte a porovnejte jejich rozsah, příčiny a škody, pokud to lze dohledat.

7. Jaké údaje jsou nutné pro sledování vyhodnocení stavu nebezpečí z hlediska povodně? 8. Kdo uhradí škody?

2. Porovnejte opatření, provedená v r. 2002 a v roce 2013.

při

povodní 9. Souvisí s klimatickou změnou i sucho?

3. Jaké složky státu jsou zapojeny do řešení povodňové situace, proč a jakou mají úlohu?

10. Co způsobí nedostatek srážek a  co naopak jejich nadbytek?

4. Co je to stoletá voda?

11. Vyhledejte v  internetu kdy a  v  jakém rozsahu bylo v ČR sucho? Doložte fotografiemi.

5. Setkali jste se s povodní? 12. Je nějaké řešení ochrany před suchem? 6. Vysvětlete jednotlivé stupně povodňové aktivity.

119

Voda

Voda a lidské zdraví

Pracovní list 27

Voda a lidské zdraví

27.1. Úvod Voda je nejdůležitější element pro přežití lidstva a to hned vedle vzduchu. Voda se nachází v každé naší tělesné buňce. U dospělých tvoří asi 60 % tělesné hmotnosti, u kojenců je to až 75 %. Je univerzálním pomocníkem, který se v našem těle podílí na všech činnostech týkajících se látkové a energetické přeměny. Voda zajišťuje správný krevní oběh, mozkovou funkci, metabolismus, regulaci tělesné teploty, funkci ledvin a vylučovací soustavy, funkci trávicího traktu, svalů a nervového systému, transport výživných látek do  každé buňky, správnou funkci kloubů a kostí a eliminaci toxinů z organismu.

Význam vody pro naše tělo dokazuje i fakt, že ačkoli člověk dokáže přežít týden i více bez jídla, bez vody přežije pouze 2–3 dny. Není divu, protože ztráta 15–20 % vody z organismu je smrtelná.

27.2. Teoretická část 27.2.1. Voda v lidském organismu Člověk vypije za  rok kolem 750 litrů vody, z  níž se skládá 70 % jeho organismu, kůra obou mozkových hemisfér obsahuje asi 85 % vody a  krev více než 80 %. Látková výměna, udržování tělesné teploty, vylučování nečistot a  produktů rozkladu - to vše zabezpečuje voda. Ztráta tekutin v organismu je často nebezpečnější než nedostatek potravy Zvláště v horkých oblastech planety může člověk přežít bez vody jen několik dnů, zato bez jídla mnohem déle: Jsme-li okolnostmi vyrváni vodnímu živlu - své pravlasti - časem „usycháme“. Kvůli tomu přicházejí mnohé nemoci, předčasné vrásky, stáří a smrt. Kdybychom dokázali udržet ve svých buňkách a kolem nich správně vyvážený obsah a složení vody, mohli bychom značně zvýšit délku i kvalitu svého života ve fyzickém těle. Dokonce i jediný den, který strávíme bez doušku vody, se odrazí na výkonu, volních vlastnostech, únavě a morálním stavu člověka. Jelikož voda, kterou pijeme, proniká do každé buňky našeho těla, je její kvalita důležitější než kvalita potravin. O významu kvality pitné vody svědčí prostý příklad: na cestách se člověk nejednou potýká se zažívacími problémy, únavou, jejichž příčinou je jen změna vody. Organismus, který se maximálně přizpůsobuje místnímu složení vody, si „zapamatuje“ určité látkové složení vody, kterou denně pijeme, a reaguje i na ty nejmenší změny. Proto sportovci na olympijských hrách používají pouze vodu a mnohdy i potraviny, které si s sebou při-

120

vezli. Důvod je jednoduchý – přechod na novou vodu nebo stravu by od organismu vyžadoval určité úsilí. Kojenci, děti a voda Potřeba vody pro dětský organismus je ještě mnohem naléhavější. Jestliže dospělý člověk ve  středním věku a  s  hmotností 60 kg potřebuje kolem 30 ml vody na 1 kg tělesné hmotnosti, dítě o hmotnosti l0 kg potřebuje již 100 ml a u kojence vážícího 5 kg je to až 150 ml pitné vody na 1 kg tělesné hmotnosti. Dětský organismus je navíc citlivější na vliv škodlivých prvků obsažených ve vodě. Chemické látky, procentuálně zastoupené v pitné vodě, znečišťují dětský organismus mnohem více než organismus dospělého. K tomu je nutno dodat, že dětský organismus je mnohem citlivější na toxické látky a působení toxických sloučenin má největší vliv na jeho zdraví. Kolik máme pít a kdy? Jednou z  nejdůležitějších funkcí vody v  organismu je její účast na trávení potravy a zásobování buněk živinami. Bylo zjištěno, že například na strávení 100 g masa člověk potřebuje minimálně 80m1 vody. Pokud člověk vypije toto množství v určitém čase před jídlem, zabezpečuje tak normální úroveň trávení. Bez toho není možné normální vstřebání aminokyselin z potravy obsahující bílkoviny.

Voda a lidské zdraví

Pro strávení tučných potravin člověk potřebuje ještě více vody. Dietologové tvrdí, že na  strávení jedné molekuly tuku jsou nutné tři molekuly vody. Právě proto často po požívání tučné stravy bez dostatečného množství vody vzniká pocit žízně. Voda a trávení Nedostatek vody při trávení potravy způsobuje to, že tato voda musí být vzata ze samotného organismu, což vede k  rozpadu a  zhuštění krve. Pouze tehdy se dostane signál do mozku a člověk pociťuje žízeň, která signalizuje, že v organismu byla zpozorována fyziologická porucha, kterou je nutno bez prodlení odstranit. Proto těm, kdo se skutečně starají o své zdraví, doporučují fyziologové krátce před jídlem vypít trochu čisté vody, která pak bude v organismu udržovat normální rovnováhu kyselin a zásad a vyrovnaný stav vody a solí. To se týká zvláště těch, v jejichž jídelníčku tradičně převládají kyselinotvorné potraviny - maso, chléb a cukr. Čistá horká voda posouvá jídlo do dolní části žaludku, uhasí žízeň, vyplavuje soli, proplachuje trávicí trakt a  ledviny a  zároveň disponuje velkou schopností rozpouštět, pomáhá při katarech, očních nemocích, zácpě a  jiných chorobách. Prokážete svému organismu velikou službu, když budete svůj den začínat sklenkou obyčejné horké vody. Všeho s mírou Hlavním pravidlem však zůstává „všeho s mírou“. Za posledních několik let se rozšířil názor, podle něhož čím více vody za den vypijeme, tím lépe. Denní norma „správného pitného režimu“, doporučovaná nadšenci a  činící 2,5–3 litry za  den, nebere prakticky do  úvahy roční období, počasí, konstituci člověka ani charakter jeho činnosti. Tento nový prvek přibyl do naší kultury nedávno a podle mého názoru souvisí na jedné straně s velkým rozšířením léčebných praktik, které mají svůj původ v zemích s velmi teplým podnebím (kde je potřeba pít přirozeně mnohem větší), a na druhé straně s tím, že je podporován společnostmi vyrábějícími balenou pitnou vodu, které mají z pochopitelných důvodů dostatek energie i argumentů, jimiž by podepřely zvýšenou spotřebu své produkce. A  vskutku, jen se podívejte na  kolemjdoucí v  ulicích města, na  cestujících v  dopravních prostředcích! Minimálně každý třetí má u sebe láhev! Také zde, jako ve všem, je nutná uměřenost. Přebytek je stejně špatný jako nedostatek. Důvěřujte svému organismu a čiňte tak, jak si sám žádá!

Voda

Základní faktory znečištění vodních zdrojů s  sebou přináší civilizace. Technogenní a antropogenní vlivy vedly ke globálnímu znečištění sladkovodních zdrojů, používaných k  zásobování pitnou vodou. Kvůli každodennímu vypouštění stovek milionů tun plynných látek do atmosféry je pozorováno globální znečištění vody ve vzduchu. Voda v řekách a jezerech se prostřednictvím koloběhu vody znečišťuje také exhaláty průmyslových podniků. Navíc je povrchová voda, zvláště v  hustě osídlených průmyslových oblastech, ohrožena znečištěním průmyslovými odpady a městskou kanalizací. Podzemní vody představují nejčistší zdroje pitné vody, ačkoli jsou koloběhem vody spojeny s  atmosférickou vodou a  povrchovými vodami. Zdálo by se, že i  ony budou nutně znečištěny stejnými složkami. Avšak v utváření podzemních vod sehrávají velkou roli horniny a nerosty, které mají velkou očistnou schopnost. Sladké vody, vhodné k pití, mají velmi široké spektrum složení a odlišují se podle obsahu solí, tvrdostí, pH, obsahu stopových prvků a podle svých bioaktivních vlastností. Co lze považovat za pitnou vodu vysoké kvality? Pokusme se položit otázku, co lze považovat za pitnou vodu vysoké kvality a jak je možné se k takové vodě dostat, máme-li k dispozici ten či onen pramen, navíc zpravidla znečištěný průmyslovými a  komunálními splašky. Základním kritériem kvality pitné vody je její vliv na lidské zdraví, protože existuje souvislost mezi jakostí pitné vody a nemocemi, včetně onkologických, a celkovou délkou života. Jedním z ukazatelů kvality je nepřítomnost toxických a zdraví škodlivých látek ve vodě. Pitná voda vysoké kvality typu přírodní pramenité vody musí být rovněž optimalizována, pokud jde o složení minerálních solí: je známo, že dlouhodobé pití vysoce mineralizované vody způsobuje onemocnění kameny v močových cestách, slabě mineralizované vody naopak narušují průběh výměnných procesů v organismu. Co je to dehydratace organismu? Dehydratace znamená narušení homeostázy (vnitřní rovnováhy organismu) v důsledku snížení obsahu vody v těle. Při nedostatku vody v těle se dostaví žízeň, bolest hlavy, zrychlený puls, závratě, nízké napětí kůže, minimální močení, při ztrátě tekutin nad 10 litrů smrt.

Co pijeme? Zvláštní problém představuje kvalita vody Spotřeba dobré pitné vody je schopna v  mnohém upravit nedostatky jídelníčku a  zabránit projevům mnoha klinických poruch. Podle údajů Světové organizace na ochranu zdraví obsahuje voda 13 000 potenciálních toxických prvků a prostřednictvím vody se šíří 80 % nemocí, na jejichž následky na Zemi denně umírá 25 milionů lidí.

Kolik vody máme vypít? Dospělý člověk by měl vypít cca 20–40 ml tekutin na 1 kg tělesné hmotnosti za 24 hodin, což je cca 2–3 l tekutin denně, jinak dochází k dehydrataci organismu. U dětí probíhá výměna látek mnohem rychleji než u dospělých, proto musí dítě v průběhu dne rovnoměrně přijímat větší množství vody (s ohledem na jeho tělesnou hmotnost).

121

Voda

Voda a lidské zdraví

Jaké tekutiny máme pít? Základem našeho pitného režimu by měla být čirá, nízce mineralizovaná pramenitá nebo minerální voda (150–400 mg/l). Pitný režim můžeme doplnit o ovocné a zeleninové šťávy, bylinkové a zelené čaje. Také ovocné a další nealkoholické nápoje mohou zpestřit náš pitný režim. Pro své zdraví bychom měli omezit nebo úplně vynechat alkohol, kávu a silné čaje.

27.3. Praktická část 1. Kolik kg vody máte ve svém těle? 2. Proč je voda pro lidský organismus důležitá? 3. Co se děje s organismem v případě nedostatku vody? 4. Mohou kojenci pít stejnou vodu jako my, dospělí jedinci? 5. Kolik a jaké vody cca denně vypijete? Jaká je denní norma?

122

Jestliže je voda přesycená minerály a jinými rozpustnými látkami má i  nepříznivé účinky. Lidský organismus přijímá anorganické minerály jen ve velmi omezeném množství. Podle odhadů za  život vypijeme asi 200 kg kamene v  podobě anorganických minerálů. Malá část zůstává v těle, ale může být příčinou velké míry zátěže a  poškozování lidského organismu. Minerální vody obsahují pro náš organismus cenné látky, měli bychom je však pít v přiměřeném množství.

Vodní stopa

Voda

Pracovní list 28

Vodní stopa

28.1. Úvod „Stopa“ se obecně stala jakýmsi kvantitativním měřítkem vyjadřujícím přisvojení si přírodních zdrojů lidskými bytostmi. Koncept „vodní stopy“ byl vyvinut jako analytický nástroj v reakci na pojmenování problému zajištění vody a udržitelného využívání vody. Vodní stopa ukazuje míru a geografické rozložení použití vody v souvislosti s lidskou spotřebou. Vodní stopa určité společnosti je definována jako objem vody potřebný pro výrobu zboží a  poskytování služeb spotřebovaných členy společnosti. Vodní stopa národa slouží jako indikátor výsledku národní spotřeby jak vnitřních, tak vnějších vodních zdrojů. Poměr vnitřní a vnější vodní stopy je důležitý,

protože externalizace vodní stopy znamená zvětšující se závislost na  cizích vodních zdrojích. To také vede k  externalizace dopadů na životní prostředí. Evropské země, jako např. Itálie, Německo, Velká Británie a Nizozemí přispívají 50–80 % k celkové vodní stopě.

28.2. Teoretická část 28.2.1. Vodní stopa

1.

Myšlenka vodní stopy byla představena před 6 lety Arjen Hoekstraou. Koncept vodní stopy je obdobný stopě ekologické, ale poukazuje na využití vody namísto využití půdy.

2. U hlíková stopa poměřuje využití energie ve formě celkového objemu emisí oxidu uhličitého.

Vodní stopa je měřítkem použití vody, které bere v úvahu jak přímé, tak nepřímé využití vody ať už spotřebitelem, nebo výrobcem. Vodní stopa jednotlivce, společnosti nebo podniku je definována jako celkové množství sladké vody, které je použito k produkci zboží a služeb spotřebovaných jednotlivcem nebo společností, či vytvářených podnikem. Využití vody se měří na základě objemu vody spotřebované (vypařené) a/nebo znečištěné za  jednotku času. Vodní stopa je geograficky jednoznačný indikátor, který ukazuje nejen objem užité vody a její znečištění, ale též její rozložení v daných oblastech. Tři rozměry lidské stopy Koncept vodní stopy je součástí větší skupiny konceptů, které byly vyvinuty v  environmentálních vědách v  posledním desetiletí. „Stopa“ se obecně stala, jak již bylo uvedeno, jakýmsi kvantitativním měřítkem vyjadřujícím přisvojení si přírodních zdrojů lidskými bytostmi. Existují již 3 „stopy“:

Ekologická stopa je mírou použití bioproduktivního prostoru (v hektarech).

3. V odní stopa měří využití vody (v m3 za rok). Ekologická stopa Myšlenka ekologické stopy byla rozvinuta Wackernagelem a Reesem v polovině 90. let 20. století, kteří byli znepokojeni množstvím půdy, potřebným k zásobování světové populace při její spotřebě, zejména pokud by měl každý člověk na Zemi přijmout západní způsob života. Lidé potřebují půdu k  životu a  pohybu, zemědělskou půdu (polnosti a pastviny) k produkci nezbytných potravin a zalesněnou půdu k poskytování produktů jako jsou dřevo a papír. Zalesněná půda je koneckonců nutná také k  přeměně oxidu uhličitého, který vzniká lidskou činností, na  organickou hmotu. Vedou se dohady, zda celková ekologická stopa všech obyvatel naší planety může dočasně přesáhnout dostupnou plochu, ale to pouze tím, že vyčerpá přírodní základnu zdrojů, která je považována za dlouhodobě „neudržitelnou“. V roce 1961 byla biokapacita naší planety využita zhruba na  50 %.

123

Voda

Vodní stopa

V roce 2002 to již bylo 1,2krát biokapacity Země. Celosvětový ekologický deficit 0,2 biokapiacity Země znamená globální ekologické překročení limitu. Uhlíková stopa Uhlíková stopa měří dopad lidských aktivit na životní prostředí pomocí množství vyprodukovaných skleníkových plynů měřených v  jednotkách CO2. Je indikátorem pro jednotlivce a  organizace k  získání představy jejich osobního nebo podnikového příspěvku ke globálnímu oteplování. Na uhlíkovou stopu může být nahlíženo jako na  celkové množství oxidu uhličitého (CO2) a  dalších skleníkových plynů vyprodukovaných v průběhu celého životního cyklu výrobku nebo služby. Uhlíková stopa je obvykle vyjadřována jako ekvivalent CO2 (v  kilogramech nebo tunách), aby byly výsledky globálního oteplování rozdílných skleníkových plynů porovnatelné a mohly se načítat.

Vodní stopa hovězího masa Ukažme si to na příkladu vodní stopy hovězího. Každý kus hovězího dobytka musí žít v systému průmyslového zpracování hovězího masa 3 roky, než je odveden na jatka, aby poskytl 200 kg čistého masa. Zvíře za tyto 3 roky zkonzumuje téměř 1  300 kg zrní (pšenice, ovsa, ječmene, kukuřice, hrachu, sójových zrn a  jiných malých zrn), 7  200 kg objemových krmiv (sena, píce a  ostatních krmiv), 24 m3 vody a  7 m3 užitkové vody. To znamená, že k  produkci jednoho kilogramu čistého masa spotřebujeme okolo 6,5 kg zrní, 36 kg objemového krmiva a  155 litrů vody (jen pitné a  užitkové). Vyrobení takového množství krmiva vyžaduje v průměru okolo 15 300 litrů vody. Vodní stopa jednoho kilogramu hovězího tedy znamená spotřebu 15 500 litrů vody. Toto množství však stále nezahrnuje množství znečištěné vody, které může vyplynout z louhování hnojiv na polích s úrodou krmiv nebo z přebytku mrvy, která se dostane do vodního systému. Tato čísla jsou celosvětovým odhadnutým průměrem; vodní stopa hovězího se velmi liší v závislosti na regionu, složení krmiva i původu krmných složek.

Vodní stopa Příklady vodní stopy různých potravin Celková vodní stopa jednotlivce nebo společnosti se skládá ze tří komponent: Jednotka

Průměrná světová vodní stopa (v litrech)

Jablko, hruška

1 kg

700

Banán

1 kg

860

Hovězí

1 kg

15 500

Pivo (z ječmene)

250 ml

75

Chléb (z mouky)

1 kg

1 300

Kapust

1 kg

200

Zelená stopa vyjadřuje objem vody vypařené z celosvětových vodních zdrojů (v podobě dešťové vody zachycené v půdě).

Sýr

1 kg

5 000

Kuře

1 kg

3 900

Šedá vodní stopa je objem znečištěné vody, který může být měřen jako objem vody nutný k rozpuštění znečišťujících látek na takovou míru, že kvalita okolní vody zůstává v mezích odsouhlasených standardů kvality vody.

Čokoláda

1 kg

24 000

125 ml

140

Okurka, tykev

1 kg

240

Datle

1 kg

3 000

Arašídy (ve slupce)

1 kg

3 100

Salát

1 kg

130

Kukuřice

1 kg

900

Mango

1 kg

1 600

Mléko

250 ml

250

Olivy

1 kg

4 400

Pomeranče

1 kg

460

Potravina „„ modré vodní stopy „„ zelené vodní stopy „„ šedé vodní stopy Modrá vodní stopa vyjadřuje objem sladké vody, která se vypaří ze světových vodních zdrojů (povrchová a podzemní voda) při výrobě zboží a poskytování služeb spotřebovaných jednotlivcem či společností.

Vodní stopa může být vypočtena pro každou přesně stanovenou skupinu spotřebitelů (např. jednotlivec, rodina, vesnice, město, kraj, stát či národ) nebo producentů (např. veřejná organizace, soukromý podnik nebo ekonomický sektor). Je také možné vyčíslit vodní stopu určitého produktu. Vodní stopa produktu (komodity, zboží nebo služby) je množství sladké vody použité k výrobě produktu měřené v místě jeho vzniku. Odkazuje se k celkovému množství vody použité ve  všech fázích komoditního/výrobního řetězce. Pro pojem „vodní stopa“ produktu se též někdy používá označení „obsah virtuální vody“ produktu.

124

Káva

Vodní stopa

Broskev, nektarinka

1 kg

1 200

Vepřové

1 kg

4 800

Brambory

1 kg

250

Rýže

1 kg

3 400

Cukr (z cukrové třtiny)

1 kg

1 500

250 ml

30

1 kg

180

125 ml

120

Čaj Rajčata Víno

Vodní stopa potravin Mezinárodní obchod se zemědělskými produkty představuje zároveň také formu virtuálního obchodu s vodou. Voda je využívána k produkci jídla a krmiva, které jsou vyváženy. Vodní stopa zboží nebo služby je celkové množství vody, jak vnitřní, tak vnější, které je potřeba k produkci dané komodity. Tento koncept může být použit k výpočtu a porovnání požadavků na  vodní zdroje, které vyplývají z  různých alternativ. Také může být rozšířen na zajištění vodních rozpočtů celých národů, či kontinentů. Řízení zdrojů vody už dávno není otázka omezená na jednotlivé země nebo povodí. Dokonce ani náhled na úrovni kontinentů není dostatečný. Vodní stopa v Evropě – celkový objem vody využívaný k produkci všech komodit spotřebovaných Evropany – byl významně rozšířen do  dalších částí světa. Evropa je např. velkým dovozcem cukru a  bavlny, plodin, které jsou nejnáročnější na vodu. Káva se dováží ze zemí jako Kolumbie, sójové boby z Brazílie, a rýže z Thajska. Spotřeba v Evropě hluboce závisí na zdrojích vody dostupných mimo Evropu. Jak si Evropa zajistí své budoucí dodávky vody? Čína a  Indie jsou na dodávkách vody stále z velké části nezávislé, ale s rostoucí poptávkou po jídle a se zvyšujícím se nedostatkem vody v  těchto dvou hlavních rozvojových zemích budeme muset očekávat větší poptávku po dovozech jídla, a tím také větší poptávku po „dovážené“ vodě. Voda se stále více stává globálním zdrojem. Přestože v mnoha zemích stále pochází většina potravin přímo z dané země, podstatný objem jídla a krmiva je obchodován mezinárodně. Výsledkem je, že všechny země dovážejí a  vyvážejí vodu ve  virtuální formě, tzn. ve  formě zemědělských komodit. V rámci Evropy je Francie jedinou zemí s čistým vývozem virtuální vody. Všechny ostatní evropské země vykazují čistý virtuální dovoz vody, to znamená, že sice používají vodu pro výrobu vyvážených produktů, ale mnohem více vody je využito jinde k  výrobě komodit, které jsou do-

Voda

váženy. Evropa jako celek je čistým dovozcem virtuální vody. Zajištění vody v Evropě je tedy velice závislé na vnějších vodních zdrojích. S tím souvisí fakt, že značná míra současných problémů týkajících se vyčerpání vody a  jejího znečištění ve světě se vztahuje k vývozu do Evropy. Celosvětová poptávka po  vodě k  produkci potravin, krmiva, vláknin a  energetických plodin rychle vzrůstá. Klíčovou otázkou pro regiony, které již jsou závislé na dovozu vody, je, zda jsou schopny udržet si tuto pozici dovozců virtuální vody. Další klíčovou otázkou je, jakou roli mohou v potravinovém sektoru sehrát obchody v  dodávání produktů při šetrném zacházení s vodou. Tato kapitola představuje nedávno vyvinutý analytický rámec ke studiu vztahu globalizace obchodu a řízení vody, a to jak pro vlády, tak pro obchodní společnosti. Nové koncepty: obchod s virtuální vodou a vodní stopy Koncept „virtuální vody“ byl představen Tony Allanem při jeho studiu možností dovozu virtuální vody (na rozdíl od „reálné vody“) jako částečnému řešení problému nedostatku vody na  Středním Východě. Allan vypracoval myšlenku využití dovozu virtuální vody (související s dovozem potravin) jako nástroj, který má ulevit tlaku na těžko dostupné domácí vodní zdroje. Tím se dovoz virtuální vody stává alternativním vodním zdrojem, spolu s vodními zdroji vnitřního původu. Snižování a kompenzování dopadu vodních stop Zvyšující se důraz na vodní stopu vede k otázce, jak mohou lidé odstranit či kompenzovat svou vodní stopu. Tato otázka je velmi obecná a zajímavá, a to jak z pohledu jednotlivých konzumentů a větších společností, tak také z pohledu vlád a společností. Představa konceptu neutrální vody má za cíl podnítit jednotlivce a společnosti ke snaze učinit své aktivity „vodně-neutrální“ – investováním do technologií šetřících vodu, do postupů k zachování vody, do řešení odpadních vod a dodávky vody chudým, kteří nemají její dostatečný přísun. Jinými slovy, „vodně-neutrální“ znamená, že často protikladné ekologické a sociální následky vodní stopy jsou zmenšeny a kompenzovány. Koncept neutrální vody byl vytvořen Pancho Ndebelem na  Světovém summitu o  udržitelném rozvoji v  Johannesburgu v roce 2002. Původní myšlenka v čase summitu byla měřit vodu spotřebovanou během konference samotnými delegáty a převést toto spotřebované množství na reálné peníze. Delegáti, společnosti a  občanská sdružení byli povzbuzováni k  tomu, aby byl summit „vodně-neutrální“ kupováním „vodně-neutrálních“ certifikátů, které kompenzovaly jejich spotřebu vody během desetidenního summitu tak, že tato kompenzační investice byla vyčleněna ke  zlepšení dodávek vody chudým v jižní Africe a k použití iniciativám zabývajícím se zachováním vody. Koncept neutrální vody je v  současné době diskutován nejrůznějšími společenstvími včetně vědců, nevládních organizací a podniků jako možný nástroj k převedení problematiky vodních stop do podoby vhodné k jednání.

125

Voda

Vodní stopa

Vodní neutralita Vodní neutralita může být nástrojem ke zvýšení uvědomění, ke stimulaci opatření, která zmenšují vodní stopu, a ke generování zdrojů pro udržitelné a spravedlivé užití zdrojů sladké vody. Avšak přesně řečeno, termín vodně-neutrální může být zavádějící. Často je možné zmenšit vodní stopu, ale obecně není možné ji snížit na nulu. Znečištění vody může být velkou měrou předcházeno a mnoho vody využité v nejrůznějších procesech může být znovu použito, avšak některé procesy jako např. pěstování plodin a mytí ve své podstatě vodu spotřebovávají. Jednotlivci, společnosti a  podniky budou mít vždy zbytkovou vodní stopu, i přes provedení všech technicky možných a ekonomicky realizovatelných opatření. V tomto smyslu se nikdy nemohou stát vodně-neutrálními. Myšlenka „vodní neutrality“ se liší od „uhlíkové neutrality“, protože je teoreticky možné vytvářet energii bez uvolňování uhlíku, ale není možné produkovat potraviny bez vody.

28.3. Praktická část 1. Co je to stopa? 2. Jaké máme stopy? 3. Vysvětlete vodní stopu. Z  jakých komponent se skládá, vysvětlete. 4. Prostudujte si tabulku vodní stopy jednotlivých potravin. Která potravina vás nejvíce překvapila a proč? 5. Jak je s  vodní stopou na  tom Česká republika ve srovnání s ostatními státy? 6. Vysvětlete pojem vodně-neutrální aktivita a komentujete její cíl. 7. Jak velkého snížení vodní stopy lze dle vás rozumně dosáhnout? 8. Využijte kalkulačku Oddělení Informování o  rozvojové spolupráci společnosti Člověk v tísni (oddělení „Rozvojovka“) k  projektu Cena vody a  spočítejte si svou denní spotřebu vody: www.rozvojovka.cz/kalkulacka-projetku-cena-vody

126

Vodní neutralita tedy nespočívá v anulování použití vody, ale v jejím šetření tam, kde to je možné, a kompenzování negativních ekologických a  sociálních dopadů jejího užití. Cesta k vodní neutralitě vyžaduje nejméně tyto dva požadavky: 1. Ke snížení stávající vodní stopy by mělo být učiněno vše, co je „rozumně možné“. 2. Zbytková vodní stopa je kompenzována vytvářením „rozumných investic“ v  zakládání či podpoře projektů zaměřujících se na udržitelné a spravedlivé použití vody. Přes všechna možná úskalí a dosud nezodpovězené otázky se zdá, že koncept neutrální vody nabízí použitelný nástroj k tomu, aby přivedl investory v řízení vody dohromady k diskusi o redukci vodní stopy, cílech a mechanismech odškodnění ekologických a sociálních dopadů zbytkové vodní stopy. Tento koncept bude nejpřínosnější tím, že přispěje k  moudřejšímu řízení vodních zdrojů naší planety, pokud budou vyvinuty jasné definice a postupy. Bude potřeba přísná vědecká analýza účtovacích metod a jasných (vyjednaných) postupů za podmínek, které musí být splněny, pokud chceme dosáhnout vodní neutrality.

Ani kapka nazmar

Voda

Pracovní list 29

Ani kapka nazmar aneb jak hospodařit s vodou

29.1. Úvod V našich zeměpisných polohách nedostatkem vody netrpíme. Výjimkou mohou být letní dny, kdy vysychají koryta řek a ztenčují se zásoby podzemních vod. I při těchto výjimkách se nestává, že by byl akutní nedostatek pitné vody pro obyvatelstvo. Jsou ale pásma, kde se toto říci nedá a  pitná voda je drahou a  vzácnou surovinou. Jedná se zejména o oblasti pouští a stepi. V těchto oblastech lidé a zvířata nemohou vodou plýtvat a v rozvojových zemích vodu mnohdy neupravují ani na vodu pitnou.

29.2. Teoretická část 29.2.1. Nedostatek vody Ačkoliv je voda z  pohledu života organismů i  krajiny neocenitelná, lidmi je až příliš často nedoceněná. Dnes máme k dispozici prakticky stejné zdroje pitné vody, jaké měli lidé před stovkami let. Rozdíl je ale v tom, že o ty samé zdroje se v současnosti dělí více než šest miliard lidí. Pro většinu z nich se pitná voda stává samozřejmostí - vždyť stačí pouze otočit kohoutkem a natočit si, kolik potřebujeme. Ne všude ale panuje taková situace. S nedostatkem vody se váže zaostalost, chudoba, nemoci a hlad. Více než miliarda lidí na  světě nemá přístup ke  kvalitnímu zdroji pitné vody. Nejhorší je situace v  subsaharské Africe, kde má přístup k nezávadné pitné vodě pouze 56 % obyvatel. V absolutních číslech je problém největší v Asii - jen v Číně se jedná o  300 milionů obyvatel. Ve  většině měst - vyjma subsaharské Afriky - jsou k dispozici relativně dobré zdroje, zato na venkově je kvalita vody problematická celosvětově. Nekvalitní voda má spolu s nedostatečným hygienickým zázemím zásadní dopady na  zdraví lidí v  rozvojových zemích. Letos zatím zemřelo na  choroby spojené s  nedostatkem vody na celém světě 1 156 437, toto číslo se neustále zvyšuje. Nedostatek vody má za příčinu také vysokou dětskou úmrtnost. Podle WHO umře ročně 1,5 milionu dětí v důsledku průjmových onemocnění - ta jsou ve většině případů způsobena právě závadnou vodou nebo chybějící sanitací.

Důsledky jsou však mnohem širší - například řada dětí musí každodenně nosit vodu ze vzdálených nádrží, a proto se jim nedostane plnohodnotného vzdělání. Jindy tuto práci zastávají ženy, kterým zase nezbývá čas na  jinou - výdělečnou - činnost. Rozvojové cíle tisíciletí Zajištění pitné vody a  základní hygieny pro všechny lidi na  světě do  roku 2015 je jeden z  Rozvojových cílů tisíciletí. Podle všeho se však nepovede ho splnit - při současném tempu zlepšování situace by v Africe byl naplněn až v roce 2076. Dostatečný přístup k  pitné vodě se definuje jako dostupnost nejméně 20 litrů vody na  osobu a  den ze zdroje vzdáleného do 1 km od místa bydliště. Důsledky znečištění vody Znečištěná voda má neblahý vliv na zdraví lidí i zvířat. Narušeny jsou hygienické podmínky, ale také estetické, kulturní a zdravotní. Voda je v těchto oblastech maximálně využívána pro každodenní úkony spojeny s potřebou vody. Nedochází k přílišnému plýtvání a lidé vodu v maximální možné míře využijí. Spotřeba vody v  těchto oblastech je zlomkem toho, co spotřebují lidé například v Evropě nebo severní Americe.

127

Voda

Ani kapka nazmar

Šetření s vodou Jak již bylo uvedeno, celosvětově je nejvíce vody spotřebováJe důležité, aby i lidé, kteří netrpí nedostatkem pitnénovody vodou šetřili a využívali které v zemědělství, a to 70 %. Průmyslsystémů, a energetika spotřebují šetří pitnou Může se jednat o využití dešťových vody spotřeby např. vody pro a 10 % závlahu, alena domácnostaké 20 %jako z celkové zbývá Je důležité, aby i vodu. lidé, kteří netrpí nedostatkem pitné vody, vod, využití vyčištěných vodkteré jakošetří novépitnou technologie úsporu pitné vody.regionech Nedostatek ti. V různých světových se tato čísla pitné ale velmi liší. vodou šetřili a  využívališedých systémů, vodu. pro zemích spotřebuje průmysl a energetiMůže se jednat o využití dešťových vod, jakolidské vody např. pro naV industrializovaných vody se stává globálním problémem populace Zemi. Šetření s vodou

závlahu, ale také využití vyčištěných šedých vod jako nové technologie prostoupá úsporu pitné vody. Nedostatek pitné vody se Cena vody stává globálním problémem lidské populace na Zemi.

ka více než polovinu vody určenou pro obyvatele.

vody je celosvětově ovlivněna přírodními podmínDostupnost pitné vody, její čištění, úprava vody, kteráSpotřeba musí odpovídathygienickým normám zvyšují kami dané země, ekonomickou situací obyvatel, zaměřením její cenu. hospodářství a mnoha dalšími faktory. Na národní úrovni je Cena vody stoupá

spotřeba, především v domácnostech, ovlivněna cenou vody. Cena pitné vody sejejí každým z důvodu nákladnějších položek v různých na její dostatečnou a Ovšem opět se liší podmínky koutech světa. Dostupnost pitné vody, čištění,rokem úpravazvyšuje vody, která musí stále hygienickou úpravu. Z těchto důvodů je proto nutné zamezit plýtvání pitnou vodou. odpovídat hygienickým normám, zvyšují její cenu. Cena pitné Okolo 80% světové populace žije v oblastech s možnými rivody se každým rokem zvyšuje z důvodu stále nákladnějších zikyapro vodu. Mezikde takové oblasti patří také např. USA či Evpoložek na její dostatečnou úpravu. Z těchto „Světu nedochází voda,a hygienickou ale ne vždy je k dispozice v místě v okamžiku ji lidé potřebují.“ ropa, tj. regiony s vysokou hustotou zalidnění a intenzivním důvodů je proto nutné zamezit plýtvání pitnou vodou. zemědělstvím. Potřeba vody „Světu nedochází voda, ale ne vždy je k dispozici v místě Voda je zapotřebí v zemědělství, průmyslu, energetice, domácnostech, pro rekreaci a také pro chod Odhady z roku 2007 hovoří o tom, že nejméně 11 % populaa v okamžiku kde ji lidé potřebují.“ přírody. Pro člověka použitelná téměř jen sladká voda. ce Evropy a  17  % jejího území bylo zasaženo nedostatkem vody. Škody způsobené suchy za posledních 30 let pak byly Potřeba vody Odebíráním vody zasahujeme do oběhu vody v krajině.odhadnuty Vliv na životní je patrný v prona 100prostředí bilionů EUR. Voda sepředevším postupně stává období sucha.v Velká část vody je odebírána z podzemních zdrojů, které a zasahuje mají lepšívšechny jakost obyvatele a vyžadujíEvropy. blémem více regionů Voda je zapotřebí zemědělství, průmyslu, energetice, domácnostech, pro rekreaci a také pro chod přírody. Pro člověméně úprav. Vodní stres ka použitelná téměř jen sladká voda. Odebíráním vody zasahujeme do oběhu vody v krajině. Vliv na životní prostředí je Podzemní voda je však cennějším zdrojem, jelikož doba zpětného návratu vody do podzemních zdrojů Koncept vodního stresu je relativně jednoduchý. Pojem se patrný především v období sucha. Velká část vody je odebíje delší než u zdrojů povrchových vod. Odběry tedy přispíváme k poklesu zásob podzemních vod, které používá v  situacích, kdy není dostatek vody kolik by ji bylo rána z podzemních zdrojů, které mají lepší jakost a vyžadují jsou patrné rovněž v souvislosti se změnami intenzity a sezonality srážek a nižším vsakem do půdy. pro zemědělství, průmysl či domácnosti potřeba. Bylo zjišméně úprav. těno, že pokud je ročně k dispozici na osobu méně než 1 700 Jak již bylo je nejvíce vodydoba spotřebováno v zemědělství, a to 70%. Průmysl a či pram3 obnovitelné sladké vody, země zažívá periodický Podzemní vodauvedeno, je však celosvětově cennějším zdrojem, jelikož 3 energetika spotřebují z celkové spotřeby vody zbývávodní na domácnosti. videlný stres. Pod 1 000 m již začíná nedostatek vody zpětného návratu vody do 20% podzemních zdrojů je delší neža 10% u zdrojů povrchových vod. Odběry tedy přispíváme k poklesu ohrožovat ekonomický rozvoj země a zdraví obyvatel. S vodzásob podzemních vod, které jsou patrné rovněž v souvislosstresem se budoucnuzemích budou potýkat velké aglomerace V různých světových regionech se tato čísla ale velmi liší.ním V industrializovaných spotřebuje ti se změnami intenzity a sezonality srážek a nižším vsakem i celé země, převážně rozvojové. průmysl a energetika více než polovinu vody určenou pro obyvatele. do půdy.

Graf: Odběry vody jednotlivými sektory v ČR v letech 2000-2009

Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR 2009 Odběry vody jednotlivými sektory v ČR v letech 2000–2009

Spotřeba vody je celosvětově ovlivněna přírodními podmínkami dané země, ekonomickou situací obyvatel, zaměřením hospodářství a mnoha dalšími faktory.

128

179

Graf: Spotřeba vody v zemích EU

Ani kapka nazmar

Voda

Graf: Spotřeba vody v zemích EU

Zdroj: Zpráva o životním prostředí ČR 2009 Na národní úrovni je spotřeba, především v domácnostech, ovlivněna cenou vody. Ovšem opět se liší Zdroj: Zpráva vo různých životnímkoutech prostředí ČR 2009 podmínky světa. Spotřeba vody v zemích EU Na národní úrovni je spotřeba, v domácnostech, ovlivněna cenou vody. Ovšem opět se liší Grafpředevším Spotřeba vody v domácnostech ČR a cena vody podmínky v různých koutech světa. Graf Spotřeba vody v domácnostech ČR a cena vody

Zdroj: Zpráva o životním prostředí 2009 Spotřeba ČR vody v domácnostech ČR a cena vody Okolo 80% světové populace žije v oblastech s možnými riziky pro vodu. Mezi takové oblasti patří také Zdroj: Zpráva životnímtj.prostředí 2009 hustotou zalidnění a intenzivním zemědělstvím. např. USA čio Evropa, regiony sČR vysokou Okolo 80% zsvětové populace v oblastech s možnými riziky proEvropy vodu.aMezi oblastibylo patřízasaženo také Odhady roku 2007 hovořížije o tom, že nejméně 11% populace 17%takové jejího území např. USA či Evropa, tj. regiony s vysokou hustotou a intenzivním nedostatkem vody. Škody způsobené suchy za zalidnění posledních 30 let pak zemědělstvím. byly odhadnuty na 100 bilionů EUR. Voda se postupně stává problémem více regionů a zasahuje všechny obyvatele Evropy. Odhady z roku 2007 hovoří o tom, že nejméně 11% populace Evropy a 17% jejího území bylo zasaženo nedostatkem Vodní stresvody. Škody způsobené suchy za posledních 30 let pak byly odhadnuty na 100 bilionů EUR. Voda se postupně stávájeproblémem více regionůPojem a zasahuje všechny obyvatelekdy Evropy. Koncept vodního stresu relativně jednoduchý. se používá v situacích, není dostatek vody

kolik by ji bylo pro zemědělství, průmysl či domácnosti potřeba. Bylo zjištěno, že pokud je ročně Vodní stres na osobu méně než 1700 m3 obnovitelné sladké vody , země zažívá periodický či pravidelný k dispozici 3 Koncept stresu je m relativně jednoduchý. Pojem se používá v situacích, kdy není dostatek vodní vodního stres. Pod 1000 již začíná nedostatek vody ohrožovat ekonomický rozvoj země avody zdraví kolik by ji bylo pro zemědělství, či domácnosti potřeba. Bylo zjištěno, i že pokud je převážně ročně obyvatel. S vodním stresem seprůmysl budoucnu budou potýkat velké aglomerace celé země, k dispozici na osobu méně než 1700 m3 obnovitelné sladké vody , země zažívá periodický či pravidelný rozvojové. vodní stres. Pod 1000 m3 již začíná nedostatek vody ohrožovat ekonomický rozvoj země a zdraví obyvatel. S vodnímobrázcích stresem je semožné budoucnu budou spotýkat velkévody aglomerace Na následujících se seznámit dostupností ve světě. i celé země, převážně rozvojové. Na následujících obrázcích možné se seznámit s dostupností vody ve do světě. Obrázek: jeProjekce množství odebrané vody ve světě roku 2025

Zdroj: OSN

Projekce množství odebrané vody ve světě do roku 2025

180

Graf Vývoj dostupnosti vody na 1 obyvatele od roku 1950 do roku 2025 180

129

Voda

Ani kapka nazmar

V 60 % evropských měst s více než 100.000 obyvatel jsou podzemní zdroje vody využívány rychleji, než je jejich obnova. I když nějaká voda zůstane zachována, je stále těžší její získávání. Mezi světová města, jež postihl pokles hladiny podzemních vod mezi 10–50 metry, patří Mexiko City, Bangkok, Manila, Peking, Madrás a Šanghaj.

běrem podzemních zdrojů, znečišťováním vod a  neefektivním využívání vod. Mezi aspekty jež ovlivní využívání sladké vody v budoucnosti, a tedy i to, zda ji bude dostatek či nikoli jsou následující: „„ růst populace „„ zvyšující se bohatství obyvatel (Indie, Čína)

OSN předpokládá, že do roku 2050 se zvedne počet obyvatel o  další 3 miliardy lidí, především v  rozvojových zemích, jež trpí vodním stresem již nyní.

„„ rozvoj průmyslu „„ rychlá urbanizace

K  vodnímu stresu lidé přispívají především odběrem povrchových vod (viz případ Aralského jezera), nadměrných od-

„„ klimatická změna

Dobrá zpráva

Špatná zpráva

Na Zemi je dostatek sladké vody.

Není vždy tam, kde ji lidé potřebují.

Voda je zdarma z přírody.

Infrastruktura potřebná k přenosu vody je drahá.

V mnoha oblastech je voda jednoduše dostupná a za nízkou cenu.

Lidé si myslí, že bude dostupná navždy a berou ji jako samozřejmost.

Příroda neustále recykluje a čistí vodu v řekách a jezerech.

Člověk znečišťuje vodu rychleji než ji příroda dokáže recyklovat.

Mnoho vody je v podzemí.

Člověk ji čerpá rychleji než se dokáže nahradit.

5 miliard lidí má „slušný“ přístup k vodě.

Více než 1 miliarda ne.

3,8 miliard lidí má k dispozici alespoň základní kanalizaci.

2,4 miliardy ne.

Biliony lidí se snaží dostat z chudoby.

Bohatí lidí spotřebovávají více vody.

Tempo industrializace se zvyšuje.

Průmysl bude potřebovat více vody.

Průmysl se stává efektivnějším ve využívání vody.

Mnoho odvětví stále používá vodu neefektivně.

Povědomí o problematice vody se zvyšuje.

Přechod od povědomí k akci může být pomalý.

Zmírnění možných následků nedostatku vody pomůže zvýšení účinnosti využívání vody v  zemědělství, průmyslu a domácnostech.

Průmysl by měl být tlačen ke snižování spotřeby vody, zvýšení její recyklace a snížení znečištění především ekonomickými faktory.

Zemědělství a následnou produkci potravin bez vody si patrně nikdo neumí představit. Je ale možné změnit svůj jídelníček. V potravě, kterou dnes zkonzumujeme, je mnohokrát více vody než potřebujeme k  životu. Stejně tak je mnoho vody např. v řezaných květinách (pěstovaných v Africe, jižní Americe a  Asii a  dovážených do  Evropy), elektronice a  veškerých výrobcích okolo nás. Zemědělství má také velký vliv na  znečištění vod. Používáním menšího množství chemických přípravků obsahujících nebezpečné látky a  hnojiv, je možné dosáhnout menší míry zamoření povrchových i podzemních vod.

Každý z nás nejsnáze dosáhne úspor v domácnosti. Zde je odpovědnost na každém z nás.

130

Bez opatření vedoucích ke zlepšení současného stavu a současných prognóz se může stát, že se voda stane předmětem konfliktů jak mezi jedinci, tak mezi národy. Seznam dosavadních konfliktů spojených s vodou je možné nalézt na webu projektu amerického Pacifik Institute „„ www.worldwater.org/conflict/index.html

Ani kapka nazmar

Voda

Pro připomenutí významu vody pro náš život se každý rok koná Světový den vody. Tradice Světových dnů vody, každoročně dne 22. března, byla založena vyhlášením na Valném shromáždění OSN v prosinci roku 1992. Toto rozhodnutí bylo přijato na základě doporučení.

tivit vodohospodářů v  ČR a  setkání na  celostátní a  rovněž regionálních úrovních jsou zaměřena nejen na odborné diskuse, ale zejména na informovanost veřejnosti.

Konference OSN o životním prostředí a rozvoji v Rio de Janeiro (1992) a  Mezinárodní konference o  vodě a  životním prostředí v Dublinu v témže roce.

Rok 2013 byl vyhlášen OSN Mezinárodním rokem spolupráce v oblasti vod. Účelem vyhlášení je zvýšit povědomí o potenciálu možné spolupráce a na problémy, kterým čelí vodní hospodářství s  ohledem na  zvyšující se poptávku po  vodě. Během roku budou připomenuty úspěšné iniciativy v oblasti vod založené na spolupráci stejně, jako budou diskutovány palčivé problémy v  oblasti vzdělávání, diplomacie, přeshraničního vodního hospodářství, finanční spolupráce či právní a zákonné závazky s ohledem na problematiku vody. Tento rok nabídne možnost nastavit nové cíle a  vize do  budoucnosti, aby se voda a vodní zdroje staly opravdu plně obnovitelnými a nevyčerpatelnými.

Důvodem bylo zejména nedoceňování významu ochrany, rozvoje a udržitelnosti vodních zdrojů, na jejichž dostupnosti a využívání závisí budoucnost lidstva i podmínek jeho života. Od roku 1994 jsou pro jednotlivé roky vyhlašována Světovou meteorologickou organizací určitá témata, k nimž by, na připomenutí významu vody při oslavách 22. března, měla být zaměřena pozornost jak odborníků, tak veřejnosti. Světové dny vody mají od svého vzniku pevné místo v kalendáři ak-

„„ eagri.cz/public/web/file/21689/Voda_v_CR.pdf

29.3. Praktická část 1. Vyhledejte ve  Zprávě o  životním prostředí v  roce 2011 aktuální grafy o  odběrech vody jednotlivými sektory v ČR, spotřebě vody v zemích EU a spotřebě vody v domácnostech ČR a ceně vody a porovnejte trend. Komentujte. 2. Navrhněte kampaň za úsporu vody Zkuste navrhnout kampaň pro své vrstevníky zaměřenou na úsporu vody. Inspirujte se ukázkami jiných kampaní zaměřených na  různé jiné pozitivní návyky, příkladem pro vás může být výběr z aktuálních kampaní zaměřených na  mládež: „Každý jsme jiný, všichni rovnoprávní“, „Školní rok bez šikany“ a jako poslední příklad kampaň „Celé Česko čte dětem“.

Seznam doporučení k úsporám a ochraně vody v domácnosti 1. Zajistit, aby nikde v  domácnosti neunikala voda (např. kapající kohoutek, protékající záchod). Kvůli kapajícímu kohoutku můžete za  měsíc vyplýtvat skoro celou vanu pitné vody. 2. Při čištění zubů nenechávat téct vodu z  kohoutku. Za jednu minutu proteče kohoutkem přibližně 5 litrů pitné vody do  odpadu. Pokud necháváte téct kohoutek při čištění zubů, vyhazujete do  odpadu zbytečně mnoho litrů pitné vody. Zkuste si spočítat, kolik vody za  rok takto promrhá čtyřčlenná rodina, pokud si čistí zuby každý den dvakrát. 3. Místo koupání ve  vaně se sprchovat. Šetrnější k  vodě je sprchovat se – když si dopřejete koupel v  plné vaně, spotřebujete tím dva až třikrát více vody než při sprchování. 4. Prát prádlo, jen když je pračka plná. Pokud nevlastníte pračku s  režimem, který nastavuje množství vody podle váhy prádla, perte jen tehdy, když pračku naplníte. Ušetříte tím velké množství vody. 5. Užívat v domácnosti úsporné splachování záchodu. Téměř třetina naší spotřeby vody padne na splachování záchodu, nebylo by asi vhodné přestat splachovat úplně, ale dá se splachovat šetrněji, a to zejména díky možnosti instalovat úsporné splachování.

131

Voda

Ani kapka nazmar

6. Mýt nádobí v myčce, až pokud je plná. Mýt nádobí v myčce je ke spotřebě vody šetrnější než mytí nádobí pod tekoucí vodou, ale je důležité prostor myčky plně využívat. 7. Používat pákové baterie spíše než kohoutkové. Pákové baterie jsou šetrnější. Teplotu a intenzitu vody si díky nim nastavíte rychleji než při použití kohoutkových baterií, stejně tak se rychleji uzavírají, což vede k úsporám vody kolem 10 %. Polovinu průtoku vody také ušetří instalace perlátoru. 8. Využívat dešťové vody k  zalévání. Květiny ani trávník nepotřebují k tomu, aby vám dělaly radost, pitnou vodu. Snažte se tedy na  zahradě využít vody dešťové. Stejně tak je důležité zeleň zalévat tehdy, kdy není tak vydatný sluneční svit. Pokud totiž zaléváte v době, kdy slunce hodně pálí, může se až 60 % vody zbytečně odpařit. Navečer je zalévání nejefektivnější. 9. Nemýt nádobí pod tekoucí vodou. Mýt nádobí pod tekoucí vodou je velmi nešetrné, je daleko vhodnější použít dvojitý dřez, v jednom nádobí omývat saponátem a v druhém oplachovat vodou. 10. Odpad z  koupelny nesplachovat, ale dávat do  odpadkového koše. Záchod není odpadkový koš. Všechny odpady z něj odcházejí do čističky odpadních vod, kde mohou následně způsobit velké problémy. 11. Studenou vodu raději ochlazovat v ledničce než nechat odtékat vodu z  kohoutku. V  létě mají všichni rádi studenou vodu – vhodnější než nechat odtékat mnoho vody z kohoutku dokud nezačne téci studená je napustit si konvici vody, kterou pak ochlazujeme v ledničce. 12. Mýt špinavé auto v myčce než na zahradě či dvorku. Domácí mytí auta je u nás častým zvykem, ale odporuje zásadám ochrany životního prostředí. Zbytky pohonných hmot, mastnota, čisticí prostředky a další nečistoty se tak dostávají přímo do kanalizace nebo do volné přírody. Naopak v myčce takovou odpadní vodu zpracují, aby dále nezatěžovala životní prostředí.

132

„Vodní“ konference

Voda

Pracovní list 30

„Vodní“ konference

30.1. Závěrečné shrnutí Na základě seznámení s obsahem pracovních listů na téma Voda, absolvování všech aktivit; tj. exkurzí, vycházek do přírody, laboratorních cvičení atd. svolejte na předposlední výuce „Vodní konferenci“. Na konferenci by si měli žáci samostatně připravit krátkou prezentaci (stejně jako na konferenci) na téma, které je nejvíce v tématu vody zaujalo nebo, která hodina výuky se jim nejvíce líbila a proč.

Žáci by měli sami provést návrh, co v příštím způsobu výuky vypustit a co naopak zahrnout a proč.

Každý z žáků by pak měl na závěr vyslovit svou vlastní představu, jak se k vodě bude na základě absolvované výuky chovat; zda stejně nebo jinak a pokud jinak, tak jak.

133

Voda

134

Poznámky

Soubor pracovních listů pro žáky

Zhotovitel: IMPOWER ENERGY, s.r.o. Sadová 15 434 01 Most IČ: 25489399

Realizátor: Seductus, s.r.o. Vladimíra Majakovského 2092/7 434 01 Most IČ: 25489411