voda, vzduch a jídlo jsou pro lidi nejdůležitějšími přírodními zdroji. Lidé mohou žít jen několik minut bez kyslíku, méně než týden bez vody a asi měsíc bez jídla. Voda je také nezbytná pro naše zásobování kyslíkem a potravinami. Rostliny rozkládají vodu a používají ji k vytváření kyslíku během procesu fotosyntézy.
voda je nejdůležitější sloučeninou pro všechny živé věci. Lidské děti jsou přibližně 75% vody a dospělí jsou 60% vody. Náš mozek je asi 85% vody, krev a ledviny jsou 83% vody, svaly jsou 76% vody a dokonce i kosti jsou 22% vody. Neustále ztrácíme vodu potem; v mírném podnebí bychom měli vypít asi 2 litry vody denně a lidé v horkém pouštním podnebí by měli vypít až 10 litrů vody denně. Ztráta 15% tělesné vody obvykle způsobuje smrt.
země je skutečně vodní planeta. Množství kapalné vody na zemském povrchu nás odlišuje od ostatních těles ve sluneční soustavě. Asi 70% zemského povrchu je pokryto oceány a přibližně polovina zemského povrchu je kdykoli zakryta mraky (také z vody). Na naší planetě je velmi velký objem vody, asi 1, 4 miliardy kubických kilometrů (km3) (330 milionů kubických mil) nebo asi 53 miliard galonů na osobu na Zemi. Veškerá zemská voda by mohla pokrýt Spojené státy do hloubky 145 km (90 mi). Z lidské perspektivy, problém je, že více než 97% z toho je mořská voda, která je příliš slaná pít nebo použít k zavlažování. Nejčastěji používanými vodními zdroji jsou řeky a jezera, které obsahují méně než 0,01% světové vody!
jedním z nejdůležitějších environmentálních cílů je poskytnout čistou vodu všem lidem. Naštěstí je voda obnovitelným zdrojem a je obtížné ji zničit. Odpařování a srážky se kombinují, aby neustále doplňovaly naši zásobu sladké vody; dostupnost vody je však komplikována nerovnoměrným rozložením po zemi. Vyprahlé klima a hustě osídlené oblasti se v mnoha částech světa spojily, aby vytvořily nedostatek vody, který se v příštích letech podle odhadů zhorší v důsledku populačního růstu a změny klimatu. Lidské činnosti, jako je nadměrné používání vody a znečištění vody, významně zhoršily vodní krizi, která dnes existuje. Stovky milionů lidí nemají přístup k bezpečné pitné vodě a miliardy lidí nemají přístup ke zlepšené hygieně tak jednoduché jako jámová latrína. Výsledkem je, že téměř dva miliony lidí každoročně umírají na průjmová onemocnění a 90% těchto úmrtí se vyskytuje u dětí mladších 5 let. Většině z nich lze snadno zabránit úmrtím.
voda je jediná běžná látka, která se přirozeně vyskytuje na zemi ve třech formách: pevná, kapalná a plynná. Je distribuován na různých místech, nazývaných vodní nádrže. Oceány jsou zdaleka největší z nádrží se asi 97% veškeré vody, ale ta voda je příliš fyziologický roztok pro většinu lidských používá (Obrázek 1). Ledové čepice a ledovce jsou největšími zásobníky sladké vody, ale tato voda je nepohodlně umístěna, většinou v Antarktidě a Grónsku. Mělká podzemní voda je největší rezervoár využitelné sladké vody. Ačkoli řeky a jezera jsou nejvíce využívanými vodními zdroji, představují jen malé množství světové vody. Pokud všechny světové vody se zmenšil na velikost 1 galon, pak celkové množství sladké vody by bylo asi 1/3 šálku, a množství snadno použitelné sladké vody by to být 2 lžíce.
vodě (nebo vodní) cyklus (který byl uveden v Kapitole 3.2) ukazuje pohyb vody různými nádržemi, mezi něž patří oceány, atmosféra, ledovce, podzemní voda, jezera, řeky a biosféra. Sluneční energie a gravitace řídí pohyb vody ve vodním cyklu. Jednoduše řečeno, vodní cyklus zahrnuje vodu pohybující se z oceánů, řek a jezer do atmosféry odpařováním a vytvářením mraků. Z mraků padá jako srážky (déšť a sníh) na vodě i na souši. Voda na zemi může buď vrátit do oceánu povrchového odtoku, vodní toky, ledovce, podpovrchové proudění podzemních vod, nebo se vrátit do atmosféry vypařováním nebo transpirace (ztráta vody rostlinami do ovzduší).
důležitou součástí vodního cyklu je to, jak se voda mění v slanosti, což je množství rozpuštěných iontů ve vodě. Slaná voda v oceánech je vysoce slaná, s asi 35 000 mg rozpuštěných iontů na litr mořské vody. Odpařování (tam, kde se voda se změní z kapaliny na plyn při teplotách okolí), je destilační proces, který produkuje téměř čisté vody s téměř žádné rozpuštěné ionty. Jak se voda odpařuje, zanechává rozpuštěné ionty v původní kapalné fázi. Nakonec kondenzace (kde se voda mění z plynu na kapalinu) vytváří mraky a někdy i srážky (déšť a sníh). Poté, co dešťová voda spadne na půdu, rozpouští minerály ve skále a půdě, což zvyšuje její slanost. Většina jezer, řek a podzemních vod má relativně nízkou slanost a nazývá se Sladkovodní. Dalších několik částí pojednává o důležitých částech vodního cyklu ve vztahu ke zdrojům sladké vody.
Primárním Zdroji pitné Vody: Srážky
množství Srážek jsou nerovnoměrně distribuovány po celém světě, které ovlivňují dostupnost čerstvé vody (Obrázek 3). Více srážek padá poblíž rovníku, zatímco méně srážek má tendenci klesat poblíž 30 stupňů severní a jižní šířky, kde se nacházejí největší pouště na světě. Tyto srážky a klimatické vzorce souvisejí s globálními buňkami cirkulace větru. Intenzivní sluneční světlo na rovníku ohřívá vzduch, což způsobuje jeho vzestup a ochlazení, což snižuje schopnost vzduchové hmoty zadržovat vodní páru a má za následek časté bouřky. Kolem 30 stupňů severní a jižní šířky, klesající vzduchové podmínky produkují teplejší vzduch, což zvyšuje jeho schopnost zadržovat vodní páru a vede k suchým podmínkám. Podmínky suchého vzduchu i teplé teploty těchto pásů zeměpisné šířky podporují odpařování. Globální srážky a klimatické vzorce jsou také ovlivněny velikostí kontinentů, hlavní oceánské proudy, a hory.
Zdrojů Povrchové Vody: Řeky, Jezera, Ledovce
Tekoucí dešťové vody a rozpuštěného sněhu, na souši, vstoupí do řeky, kanály podle povrchového odtoku (Obrázek 4) a průsaky podzemních vod (Obrázek 5). Říční výboj popisuje objem vody pohybující se říčním kanálem v průběhu času (obrázek 6). Relativní příspěvky povrchového odtoku vs. prosakování podzemní vody k vypouštění řeky závisí na vzorcích srážek, vegetace, topografie, využití půdy, a půdní charakteristiky. Brzy po silné bouřce se výtok řeky zvyšuje kvůli povrchovému odtoku. Stabilní normální tok říční vody je hlavně z podzemních vod, které se vypouštějí do řeky. Gravitace táhne říční vodu z kopce směrem k oceánu. Po cestě může pohybující se voda řeky erodovat částice půdy a rozpouštět minerály. Podzemní voda také přispívá velkým množstvím rozpuštěných minerálů v říční vodě. Geografická oblast odvodněná řekou a jejími přítoky se nazývá povodí nebo povodí. Mississippi povodí zahrnuje přibližně 40% z USA, opatření, které zahrnuje menší povodí, jako jsou Řeky Ohio a Missouri Řeky, které pomáhají ji tvoří. Řeky jsou důležitým vodním zdrojem pro zavlažování orné půdy a pitné vody pro mnoho měst po celém světě. Řeky, které mají mezinárodní spory o dodávky vody patří Colorado (Mexiko, jihozápad USA), Nil (Egypt, Etiopie, Súdán), Eufrat (Irák, Sýrie, Turecko), Gangy (Bangladéš, Indie), a Jordánsko (Izrael, Jordánsko, Sýrie).
kromě řek mohou být jezera také vynikajícím zdrojem sladké vody pro lidské použití. Obvykle dostávají vodu z povrchového odtoku a vypouštění podzemní vody. Mají tendenci být krátkodobé v geologickém časovém měřítku, protože se neustále plní sedimenty dodávanými řekami. Jezera se tvoří různými způsoby, včetně zalednění, nedávného tektonického vzestupu (např. Jezero Tanganika, Afrika) a sopečných erupcí (např. Crater Lake, Oregon). Lidé také vytvářejí umělá jezera (nádrže) přehrazením řek. Velké změny klimatu mohou mít za následek velké změny velikosti jezera. Jak země vycházela z poslední doby ledové asi před 15 000 lety, klima v západním u.S. se změnil z chladného a vlhkého na teplý a suchý, což způsobilo zmizení více než 100 velkých jezer. Velké slané jezero v Utahu je pozůstatkem mnohem většího jezera zvaného Lake Bonneville.
ačkoli ledovce představují největší nádrž sladké vody, obecně se nepoužívají jako zdroj vody, protože se nacházejí příliš daleko od většiny lidí (Obrázek 7). Tající ledovce poskytují přirozený zdroj říční vody a podzemní vody. Během poslední doby ledové bylo v ledovcích až o 50% více vody než dnes, což způsobilo, že hladina moře byla asi o 100 m nižší. Během minulého století hladina moře částečně stoupala kvůli tání ledovců. Pokud se zemské klima bude i nadále zahřívat, tající ledovce způsobí další nárůst hladiny moře.
Zdroje Podzemní vody
i když většina lidí na světě, používání povrchové vody, podzemní vody je mnohem větší nádrže využitelné sladké vody, obsahující více než 30 krát více vody než řeky a jezera dohromady. Podzemní voda je zvláště důležitým zdrojem ve vyprahlém podnebí, kde může být povrchová voda vzácná. Kromě toho je podzemní voda primárním zdrojem vody pro majitele venkovských domů a poskytuje 98% této poptávky po vodě v USA.. Podzemní voda je voda umístěná v malých prostorech, nazývaných pórový prostor, mezi minerálními zrny a zlomeninami v podpovrchových zemských materiálech(hornina nebo sediment). Většina podzemních vod pochází z deště nebo tání sněhu, který proniká do země a pohybuje se dolů, dokud nedosáhne nasycené zóny (kde podzemní voda zcela vyplňuje pórové prostory v zemských materiálech).
Jiné zdroje podzemních vod patří prosakování z vody povrchové (jezera, řeky, nádrže a bažiny), povrchové vody záměrně čerpána do země, zavlažování, a podzemní čistírny odpadních vod (septiky). Oblasti dobíjení jsou místa, kde povrchová voda proniká do země, spíše než do řek nebo odpařování. Například mokřady jsou vynikajícími dobíjecími oblastmi. Velká plocha podpovrchové, porézní horniny, která drží vodu, je aquifer. Zvodnělé vrstvy se běžně vrtají a instalují studny, aby poskytovaly vodu pro zemědělství a osobní potřebu.
Využívání Vody v USA a Světě,
Lidé potřebují vodu, často velkém množství, k výrobě potravin, energie a minerálních zdrojů, které používají. Vezměme si například, tyto přibližné požadavky na vodu u některých věcí, které lidé v rozvinutém světě používají každý den: jedno rajče = 3 litrů; jedna kilowatthodina elektřiny z tepelné elektrárny = 21 litrů; jeden bochník chleba = 150 litrů; jedna libra hovězího masa = 1,600 litrů; a jedné tuny oceli = 63,000 litrů. Lidské bytosti vyžadují pouze asi 1 galon za den, aby přežili, ale typický člověk v AMERICKÝCH domácností využívá přibližně 100 litrů za den, který zahrnuje vaření, mytí nádobí a oblečení, splachování toalety a koupání. Poptávka po vodě v oblasti je funkcí populace a jiného využití vody.
Globální celková spotřeba vody se neustále zvyšuje rychlostí vyšší než růst světové populace (obrázek 10). Během 20. století se globální populace ztrojnásobila a poptávka po vodě vzrostla o šestkrát. Nárůst celosvětové poptávky po vodě nad míru populačního růstu je způsoben zlepšenou životní úrovní bez kompenzace ochrany vody. Zvýšená produkce zboží a energie znamená velký nárůst poptávky po vodě. Hlavní globální využití vody je zavlažování (68%), veřejné zásobování (21%) a průmysl (11%).
Atribuční
Základy Vědy o životním Prostředí tím, Kamala Doršner je licencovaný pod CC BY 4.0. Upraveno od originálu Matthew R .. Fisher.