água, ar e alimentos são os recursos naturais mais importantes para as pessoas. Os seres humanos podem viver apenas alguns minutos sem oxigênio, menos de uma semana sem água, e cerca de um mês sem comida. A água também é essencial para o nosso fornecimento de oxigênio e alimentos. As plantas decompõem a água e usam-na para criar oxigénio durante o processo de fotossíntese.A água é o composto mais essencial para todos os seres vivos. Os bebês humanos são aproximadamente 75% água e os adultos são 60% água. Nosso cérebro é cerca de 85% água, sangue e rins são 83% água, músculos são 76% água, e até ossos são 22% água. Perdemos constantemente água pela transpiração; em climas temperados devemos beber cerca de 2 litros de água por dia e as pessoas em climas quentes do deserto devem beber até 10 litros de água por dia. A perda de 15% da água corporal geralmente causa morte.A terra é verdadeiramente o planeta da água. A abundância de água líquida na superfície da terra nos distingue de outros corpos no sistema solar. Cerca de 70% da superfície da Terra é coberta por oceanos e aproximadamente metade da superfície da Terra é obscurecida por nuvens (também feitas de água) a qualquer momento. Há um grande volume de água em nosso planeta, cerca de 1,4 bilhões de quilômetros cúbicos (km3) (330 milhões de milhas cúbicas) ou cerca de 53 bilhões de galões por pessoa na Terra. Toda a água da Terra poderia cobrir os Estados Unidos a uma profundidade de 145 km (90 mi). Do ponto de vista humano, o problema é que mais de 97% é água do mar, que é demasiado salgada para beber ou usar para irrigação. As fontes de água mais usadas são rios e lagos, que contêm menos de 0,01% da água do mundo!Um dos objetivos ambientais mais importantes é fornecer água limpa a todas as pessoas. Felizmente, a água é um recurso renovável e é difícil de destruir. A evaporação e a precipitação combinam-se para reabastecer constantemente o nosso abastecimento de água doce; no entanto, a disponibilidade de água é complicada pela sua distribuição desigual sobre a Terra. Clima árido e áreas densamente povoadas se combinaram em muitas partes do mundo para criar escassez de água, que são projetados para piorar nos próximos anos devido ao crescimento populacional e às mudanças climáticas. As atividades humanas, como o uso excessivo da água e a poluição da água, agravaram significativamente a crise da água que existe hoje. Centenas de milhões de pessoas não têm acesso a água potável segura, e milhares de milhões de pessoas não têm acesso a saneamento melhorado tão simples como uma latrina. Como resultado, quase dois milhões de pessoas morrem todos os anos de doenças diarreicas e 90% dessas mortes ocorrem entre crianças com menos de 5 anos. A maioria destas mortes são facilmente evitadas.
a água é a única substância comum que ocorre naturalmente na terra em três formas: sólido, líquido e gás. É distribuído em vários locais, chamados reservatórios de água. Os oceanos são de longe o maior dos reservatórios, com cerca de 97% de toda a água, mas essa água é muito salina para a maioria dos usos humanos (Figura 1). As calotas polares e geleiras são os maiores reservatórios de água doce, mas esta água está inconvenientemente localizada, principalmente na Antártida e na Groenlândia. As águas subterrâneas pouco profundas são o maior reservatório de água doce utilizável. Embora os rios e lagos sejam os recursos hídricos mais utilizados, eles representam apenas uma pequena quantidade de água do mundo. Se toda a água do mundo fosse encolhida para o tamanho de 1 galão, então a quantidade total de água doce seria de cerca de 1/3 copo, e a quantidade de água doce facilmente utilizável seria de 2 colheres de sopa.
o ciclo da água (ou hidrológico) (que foi coberto no Capítulo 3.2) mostra o movimento da água através de diferentes reservatórios, que incluem oceanos, atmosfera, geleiras, águas subterrâneas, lagos, rios e Biosfera. A energia Solar e a gravidade impulsionam o movimento da água no ciclo da água. Simplificando, o ciclo da água envolve a transferência de água dos oceanos, rios e lagos para a atmosfera por evaporação, formando nuvens. Das nuvens, cai como precipitação (Chuva e neve) em água e terra. A água em terra pode retornar ao oceano por escoamento superficial, rios, geleiras e vazamentos subterrâneos, ou retornar à atmosfera por evaporação ou transpiração (perda de água pelas plantas para a atmosfera).
uma parte importante do ciclo da água é como a água varia na salinidade, que é a abundância de íons dissolvidos na água. A água salgada nos oceanos é altamente salina, com cerca de 35.000 mg de íons dissolvidos por litro de água do mar. Evaporação (em que a água muda de líquido para gás a temperaturas ambientes) é um processo de destilação que produz água quase pura com quase nenhum íons dissolvidos. À medida que a água vaporiza, ela deixa os íons dissolvidos na fase líquida original. Eventualmente, a condensação (onde a água muda de gás para líquido) forma nuvens e às vezes precipitação (Chuva e neve). Depois que a água da chuva cai sobre a terra, dissolve minerais em rocha e solo, o que aumenta sua salinidade. A maioria dos lagos, rios e águas subterrâneas próximas à superfície têm uma salinidade relativamente baixa e são chamados de água doce. As próximas seções discutem partes importantes do ciclo da água em relação aos recursos de água doce.
recursos primários de Água Doce: a precipitação
os níveis de precipitação estão desigualmente distribuídos em todo o mundo, afectando a disponibilidade de água doce (Figura 3). Mais precipitação cai perto do equador, enquanto menos precipitação tende a cair perto de 30 graus de latitude norte e sul, onde os maiores desertos do mundo estão localizados. Estas chuvas e padrões climáticos estão relacionados com as células da circulação eólica global. A intensa luz solar no Equador aquece o ar, fazendo-o subir e arrefecer, o que diminui a capacidade da massa de ar para conter o vapor de água e resulta em tempestades frequentes. Cerca de 30 graus de latitude norte e sul, condições de ar descendentes produzem ar mais quente, o que aumenta a sua capacidade de conter vapor de água e resulta em condições secas. Tanto as condições de ar seco como as temperaturas quentes destes cinturões de latitude favorecem a evaporação. A precipitação Global e os padrões climáticos também são afetados pelo tamanho de continentes, grandes correntes oceânicas e montanhas.
Recursos Hídricos Superficiais: Rios, Lagos, Glaciares
água fluindo da chuva e neve derretida em terra entra nos canais fluviais por escoamento superficial (Figura 4) e infiltração subterrânea (Figura 5). A descarga do rio descreve o volume de água que se move através de um canal fluvial Ao longo do tempo (Figura 6). As contribuições relativas do escoamento superficial vs. infiltração de águas subterrâneas para a descarga de rios dependem dos padrões de precipitação, vegetação, topografia, uso da terra e características do solo. Logo após uma forte tempestade, a descarga do rio aumenta devido ao escoamento superficial. O fluxo normal regular de água do rio é principalmente a partir de águas subterrâneas que descarrega no Rio. A gravidade puxa a água do rio para baixo em direcção ao oceano. Ao longo do caminho, a água em movimento de um rio pode corroer partículas do solo e dissolver minerais. As águas subterrâneas também contribuem com uma grande quantidade de minerais dissolvidos na água dos rios. A área geográfica drenada por um rio e seus afluentes é chamada de Bacia de drenagem ou bacia hidrográfica. A bacia hidrográfica do Rio Mississippi inclui aproximadamente 40% dos Estados Unidos, uma medida que inclui as bacias hidrográficas menores, como o Rio Ohio e o Rio Missouri, que ajudam a compreendê-lo. Os rios são um importante recurso hídrico para irrigação de terras agrícolas e água potável para muitas cidades ao redor do mundo. Rios que tiveram disputas internacionais sobre o abastecimento de água incluem o Colorado (México, sudoeste dos EUA), Nilo (Egito, Etiópia, Sudão), Eufrates (Iraque, Síria, Turquia), Ganges (Bangladesh, Índia) e Jordânia (Israel, Jordânia, Síria).
além dos rios, os lagos também podem ser uma excelente fonte de água doce para uso humano. Eles geralmente recebem água de escoamento superficial e água subterrânea. Eles tendem a ser de curta duração em uma escala de tempo geológico, porque eles estão constantemente enchendo com sedimentos fornecidos por rios. Lagos formam-se em uma variedade de formas, incluindo glaciação, recente elevação tectônica (por exemplo, Lago Tanganica, África), e erupções vulcânicas (por exemplo, Lago Crater, Oregon). As pessoas também criam lagos artificiais (reservatórios) por represar rios. Grandes mudanças climáticas podem resultar em grandes mudanças no tamanho de um lago. Como a terra estava saindo da última Idade do Gelo cerca de 15.000 anos atrás, o clima na U. OcidentalS. mudou de fresco e úmido para quente e árido, o que fez com que mais de 100 Grandes Lagos desaparecessem. O Grande Lago Salt em Utah é um remanescente de um lago muito maior chamado Lago Bonneville.
embora os glaciares representem o maior reservatório de água doce, geralmente não são utilizados como fonte de água porque estão localizados muito longe da maioria das pessoas (Figura 7). O derretimento dos glaciares constitui, de facto, uma fonte natural de água dos rios e de águas subterrâneas. Durante a última Era Glacial havia 50% mais água nos glaciares do que há hoje, o que fez com que o nível do mar fosse cerca de 100 metros mais baixo. Ao longo do século passado, o nível do mar tem aumentado em parte devido ao derretimento dos glaciares. Se o clima da Terra continuar a aquecer, os glaciares de fusão provocarão um aumento adicional do nível do mar.
recursos de água subterrânea
embora a maioria das pessoas no mundo usem água de superfície, a água subterrânea é um reservatório muito maior de água doce utilizável, contendo mais de 30 vezes mais água do que rios e lagos combinados. As águas subterrâneas são um recurso particularmente importante em climas áridos, onde as águas superficiais podem ser escassas. Além disso, a água subterrânea é a fonte de água primária para os proprietários rurais, fornecendo 98% dessa demanda de água nos EUA. . A água subterrânea é água localizada em pequenos espaços, chamados poros, entre grãos minerais e fraturas em materiais terrestres subterrâneos (rocha ou sedimento). A maioria das águas subterrâneas se origina de chuva ou neve, que se infiltra no solo e se move para baixo até chegar à zona saturada (onde as águas subterrâneas enchem completamente espaços de poros em materiais terrestres).Outras fontes de águas subterrâneas incluem a infiltração de águas superficiais (lagos, rios, reservatórios e pântanos), águas superficiais deliberadamente bombeadas para o solo, irrigação e sistemas subterrâneos de tratamento de águas residuais (fossas sépticas). As áreas de recarga são locais onde as águas superficiais se infiltram no solo em vez de correrem para rios ou evaporarem. As zonas húmidas, por exemplo, são excelentes áreas de recarga. Uma grande área de sub-superfície, rocha porosa que contém água é um aquífero. Aquíferos são comumente perfurados, e poços instalados, para fornecer água para a agricultura e uso pessoal.
o uso de água nos EUA e no mundo
as pessoas precisam de água, muitas vezes grandes quantidades, para produzir os alimentos, energia e recursos minerais que usam. Considere, por exemplo, estes requisitos aproximados de água para algumas coisas que as pessoas no mundo desenvolvido usam todos os dias: um tomate = 3 galões; um quilowatt-hora de eletricidade de uma usina termoelétrica = 21 galões; um pedaço de pão = 150 galões; uma libra de carne = 1.600 galões; e uma tonelada de aço = 63.000 galões. Os seres humanos requerem apenas cerca de 1 galão por dia para sobreviver, mas uma pessoa típica em uma casa dos EUA usa aproximadamente 100 galões por dia, que inclui cozinhar, lavar pratos e roupas, lavar a casa de banho, e tomar banho. A demanda de água de uma área é uma função da população e outros usos da água.
O consumo global total de água está a aumentar a um ritmo cada vez maior do que o crescimento da população mundial (Figura 10). Durante o século XX a população global triplicou e a demanda de água cresceu por um fator de seis. O aumento da demanda global de água para além da taxa de crescimento da população é devido à melhoria do padrão de vida sem uma compensação pela conservação da água. O aumento da produção de bens e energia implica um grande aumento da procura de água. As principais utilizações globais da água são a irrigação (68%), o abastecimento público (21%) e a indústria (11%).
atribuição
Essentials of Environmental Science by Kamala Doršner is licensed under CC BY 4.0. Modificado a partir do original por Matthew R. Fisher.