Niedobór wody

Niedobór wody

http://www.architekt.bedzin.pl

DIME Hydrophobic Materials z ZEA oraz Helmut Schulze z Niemiec

• Opracowali hydrofobowy piasek

• 10-cio centymetrową warstwę piasku należy umieścić pod warstwą gleby

• Piasek hydrofobowy działa jak folia,

uniemożliwiając przesiąkanie wody w głąb gruntu

• Zdaniem autorów rolnicy muszą podlewać pola 5-6 razy dziennie. Dzięki piaskowi można

ograniczyć podlewanie do 1 razu na dzień

• Skład substancji nie jest znany, jednak uzyskał certyfikat bezpieczeństwa ekologicznego

niemieckiej Federalnej Agencji Ochrony

Środowiska

Zamiana wody słonej na słodką

• Obecnie w Instytucie Technologii w

Massachusetts trwają prace nad ukończeniem budowy takiego urządzenia

• W pewnych określonych warunkach fizycznych i chemicznych, w wyniku działania pola

elektrycznego cząstki (wśród których jest sól i organizmy) ulegają odseparowaniu

• Pod wpływem działania prądu elektrycznego wynaleźli sposób na zamianę wody słonej w słodką

• Urządzenie działa, lecz wymaga jeszcze wielu

poprawek technicznych. Na dzień dzisiejszy

nowa technologia nie może być wykorzystana.

GE Water & Process Technologies

• Obecnie na świecie jest blisko 11000 zakładów otrzymujących wodę pitną z wody morskiej, w ok. 120 państwach

• Największa ich liczba jest na Bliskim Wschodzie

• Wodę pitną uzyskuje się na dwa sposoby

• Wielostopniowa destylacja rzutowa

• Chłodna woda przepływa przez kolumny destylacyjne w których się ogrzewa

• Dopływa do grzejnika, gdzie jest przegrzewana pod dużym ciśnieniem

• Następnie przepływa dalej – do kolumny – w której panuje niższe ciśnienie. Zaczyna wrzeć

• Para w górnej części kolumny (na chłodnicy) skrapla się i trafia do odbieralnika

• Woda przepływa do kolejnej kolumny ciśnienia dalej spada i proces się powtarza, aż woda przejdzie przez wszystkie

kolumny

• Wymaga dostarczenia bardzo dużej ilości energii

• Odwrotna osmoza

• Słona woda pod dużym ciśnieniem jest wtłaczana do rury wyścielonej specjalną błoną

• Błona ta przepuszcza cząsteczki wody, jednak zatrzymuje cząsteczki soli

• Woda bez soli zbiera się przy ścianie rury, skąd jest przetłaczana do innego zbiornika.

• Często błona się zatyka i trzeba ją wymieniać przez co jest bardzo kosztowna

• Dziennie na świecie odsala się najprawdopodobniej ok. 26 mln m^3 wody

• Największy zakład produkuje dziś 0,5 mln m^3 wody

• Koszty uzyskania wody słodkiej są różne i zależą od zastosowanej technologii, ilości odsalanej wody,

zawartości soli w wodzie oraz temperatury wody

• Obecnie koszty uzyskania wody za pomocą

odwrotnej osmozy wahają się między 0,46$ a 1,9$

za m^3

Zagrożenia wynikające

z braku wody

Zagrożenia dla rozwoju państw

• Sfera ekonomiczna i gospodarcza

• Sfera ekologiczna - brak możliwości dostaw ekosystemom

• Sfera polityczna i zagrożenia związane z wybuchem konfliktów

– Odsetek ludności w wieku 18 – 29 lat – jako grupa ludności najbardziej podatna na niepokoje i manipulacje polityczne – Czynnik ten odgrywa znaczącą rolę przy ocenie możliwości

wybuchu konfliktów o wodę

– Czynniki dodatkowe: stopa wzrostu ludności miast i dostępność do słodkiej wody w przeliczeniu na 1 mieszkańca

Wpływ polityki rządów na konflikty

• Nieskoordynowane planowanie i

prowadzenie inwestycji bez konsultacji społecznych

• Problem obszarów chronionych –

ustalanych na poziomie centralnym, bez

konsultacji lokalnych

• Dane statystyczne określają bezpośrednie zużycie wody przez człowieka na ok. 4 l dziennie.

• Każdy człowiek konsumuje dziennie 2000 l wody, zużyte na wyprodukowanie żywności

• Przyczyny klęsk głodu:

• Aktualnie rolnictwo pochłania więcej niż 70% wody

słodkiej, a w Azji i Afryce wielkość ta dochodzi do 90%

• Cena wody

• 1 l wody w slumsach w Nairobi kosztuje 5 razy więcej niż w amerykańskim city

• W wielu krajach Afryki, Azji i Ameryki Południowej litr wody jest 12 razy droższy niż w miastach Europy

Zachodniej

• Wg danych UNESCO średni dystans do dostępnych zasobów wodnych w Afryce i Azji wynosi 6 km

Zagrożenie głodem lub niedostatkiem żywności

• Szacuje się, że w 2025 r na świecie będzie żyć 7,8 mld ludzi (prognoza z roku 2000)

• Wzrost liczby ludności o 38% - wzrost zbiorów zboża o ok. 40%

• Wzrost o 29% powierzchni obszarów nawadnianych (wg IMWI)

• Wzrost zapotrzebowania na wodę do nawodnień o 17% (wg IMWI)

• Wg FAO – wzrost odpowiednio o 34% i 12%

• Wg Shiklomanova – wzrost zapotrzebowania na wodę do nawodnień o 27%

IMWI – International Water Management Institute

• Według obliczeń utrzymanie diety na poziomie

2800 kcal/os/rok wymaga 1 tys m^3/os/rok

• Zakłada się zę wzrost efektywności

nawadniania w państwach Trzeciego Św.

wyniesie zaledwie 4%

• Osiągnięcie wyższej efektywności uzależnione jest od zakupu nowego systemu pomp, który jest niezwykle kosztowny, przebudowy starej infrastruktury, przebudowy doprowadzalników, na których to są największe straty w wyniku

infiltracji

• Część państw poprawia efektywność systemów nawadniających:

• W Indiach, Jordanii, Hiszpanii i USA – dzięki

zastosowaniu nawodnień kroplowych uzyskano oszczędność rzędu 30 – 70%, przy zwiększeniu plonów o 20 – 90%

• W Teksasie dzięki zraszaczom efektywność

użycia wody wzrosła o 90%, przy zwiększeniu

plonów o 10 – 15%

• Część badaczy proponuje wprowadzić nowe miary wydajności do szacowania efektywności w rolnictwie

• W miejsce kg/ha proponują kg/m^3 wody

• Szczególnie problematyczne są wymagane terminy nawodnień, najbardziej optymalne dla wzrostu roślin

Na niektórych obszarach z jednego systemu nawodnienia korzysta wielu użytkowników, często z różnych zwaśnionych

plemion

Perspektywiczne możliwości ograniczenia potrzeb wodnych w rolnictwie

• Zwiększenie efektywności zużycia wody w rolnictwie

• Postęp w genetyce

• Zwiększenie możliwości użycia wód w obiegach zamkniętych

• Poprawa jakości wody, która zwiększa dostępność zasobów wodnych

• Postęp w agrotechnice

Zagrożenie chorobami

• Najgroźniejsze choroby przenoszone drogą wodną:

• Cholera

• Tyfus

• Czerwonka

• Zakaźne zapalenie wątroby

• Choroby pasożytnicze

Cholera

• ostra i zaraźliwa choroba zakaźna przewodu pokarmowego, której przyczyną jest spożycie pokarmu lub wody skażonej bakterią –

szczepami przecinkowca cholery

• Największe zagrożenie cholerą jest w Afryce, południowej Azji i w Ameryce Łacińskiej.

• Do zakażenia dochodzi na drodze pokarmowej - głównie przez skażoną ludzkimi odchodami wodę, rzadko przez żywność.

• Okres wylęgania trwa do 5 dni.

• Cholerę charakteryzuje – brak gorączki,

– biegunka o typowym wodnisto-ryżowym charakterze oraz słodkawym zapachu

– wymioty bez nudności, prowadzące do szybkiego odwodnienia i wyniszczenia chorego.

• Jeśli nie zostanie podjęte leczenie dochodzi do wypływu wody z komórek nabłonka jelit, co powoduje:

– zmarszczenie skóry (jak skóra rąk po myciu naczyń), – zmianę głosu,

– zapadnięcie oczu i wyostrzenie rysów twarzy (inaczej tzw.

twarz Hipokratesa).

• Mogą wystąpić zakażenia bezobjawowe.

• W skrajnie poważnych przypadkach dojść może do śpiączki.

• Brak pomocy medycznej często (około

50 procent przypadków) prowadzi do zgonu.

• Bakteria wywołująca cholerę jest bardzo wrażliwa na kwas, normalnie występujący w żołądku.

• Zabija on zazwyczaj małe ilości bakterii zanim te zdołają się osiedlić.

• Jedynie w przypadku wniknięcia dużych ilości lub

osłabienia odporności organizmu ryzyko pojawienia się objawów choroby jest znaczne.

• dostępna jest szczepionka przeciw cholerze, jednak jej skuteczność jest poddawana dyskusji.

• Jest nieskuteczna przeciw odmianie Bengal - szczepowi wyizolowanemu niedawno w południowej Azji.

• Ponieważ w pozostałych przypadkach działanie szczepionki jest ograniczone szczepienie powinni

rozważyć tylko niektórzy podróżni udający się na tereny

wysoce endemiczne

Tyfus / dur brzuszny

• ogólnoustrojowa choroba bakteryjna wywołana pałeczkami Salmonella

• bakterie z grupy salmonelli, które w temperaturze 60°C giną już po kilkunastu minutach

• Źródłem zakażenia może być brudna woda, nieumyte owoce, a także

nieczystości

• Charakteryzuje się:

– gorączką,

– krańcowym wyczerpaniem, – bólami brzucha,

– różową wysypką, tak zwaną „różyczką durową”, zlokalizowaną

na skórze klatki

piersiowej lub

nadbrzusza

• Nie zdiagnozowany i nieleczony prawidłowo

prowadzi do otępienia, światłowstrętu, krwawych

wybroczyn, majaczenia, osłabienia organizmu, a w

konsekwencji do śmierci po ok. 10 dniach.

• Rokowanie dobre, jeżeli wcześnie leczony, przed wystąpieniem powikłań, a ogólny stan i odporność chorego przed chorobą nie jest upośledzona.

• Nieleczony tyfus plamisty europejski prowadzi do

śmierci nawet do 60 procent chorych.

Czerwonka / Dyzenteria

• Ostra choroba zakaźna jelit, w szczególności jelita grubego,

• Objawy

– uporczywa biegunka

– obecność krwi oraz śluzu w stolcu

• Nieleczona prowadzi do śmierci.

• Leczenie polega przede wszystkim na doustnym

uzupełnianiu wody, elektrolitów i węglowodanów

• Najgroźniejsze choroby spowodowane brakiem wody:

• Świerzb

• Zakażenie skóry i owrzodzenie

• Trąd

• Frambezja

• Jaglica

• Dyzenteria

• Glistnica

Frambezja

• Do zarażenia dochodzi poprzez bezpośredni kontakt z osobą zarażoną.

• Czynnik chorobotwórczy wnika do organizmu

poprzez uszkodzenie na skórze lub błonie śluzowej.

• Na skórze pojawia się

początkowo grudka, która następnie przybiera postać brodawki

– Jest to zmiana pierwotna -

zwykle zanika w przeciągu 1/2 roku.

• Wskutek wtórnego rozsiewu krętków pojawiają się

kolejne zmiany skórne,

zwłaszcza na stopach,

powodujące znaczny ból

przy chodzeniu.

• W następnym okresie dochodzi do

powiększenia węzłów chłonnych, bólów kości oraz zapalenia kości palców.

– zmiany destrukcyjne kości, zwłaszcza w obrębie

twarzoczaszki

Jaglica

• egipskie zapalenie spojówek

• Jest najczęstszą przyczyną ślepoty w krajach rozwijających się

• Rocznie na jaglicę zapada 400 - 500 milionów ludzi,

z czego 6 milionów traci wzrok

• Choroba szerzy się przez kontakt z zakażoną wydzieliną spojówek wskutek bezpośredniego

kontaktu, używania brudnych ręczników i odzieży.

• Do zakażenia dochodzi we wczesnym

dzieciństwie, blizny powodujące ślepotę powstają

w wieku dorosłym

Glistnica

• Chorobę wywołuje glista ludzka, pasożyt jelita cienkiego człowieka

• Jest najczęstszą w świecie robaczycą przewodu

pokarmowego (około 1 mld ludzi zarażonych).

• Intensywne inwazje i powikłania glistnicy są przyczyną około 20 tysięcy zgonów rocznie na świecie.

• Najczęściej inwazje występują w krajach z nierozwiniętym problemem kanalizacji (w południowo-

wschodniej Azji ponad 80%, w Afryce 34% populacji –

głównie dzieci).

• Choroby pochodzenia wodnego można podzielić na:

• Choroby „brudnej wody” – powodowane

zanieczyszczeniami pochodzenia ludzkiego, zwierzęcego czy przemysłowego

• Choroby wywołane przez organizmy żyjące w wodzie

• Choroby wywołane przez owady żyjące w wodzie lub przewodzie pokarmowym

• Choroby powodowane brakiem wody

• Naukowcy z USA oraz Chin przeprowadzili analizę danych

literaturowych oraz z bazy danych GIDEON pod kątem chorób związanych z wodą. Badacze podzielili choroby na pięć grup:

• water-borne - powodowane przez mikroorganizmy które do wody dostają się poprzez zanieczyszczenie odchodami i

infekują człowieka poprzez wypicie zakażonej wody (np.

cholera, infekcja Giardia czy Cryptosporidium)

• water-based - powodowane przez robaki których cykl życiowy obejmuje stadium żyjące w wodzie (np. schistosomoza)

• water-related - powodowane przez czynniki chorobotwórcze przenoszone przez insekty, do których rozmnażania niezbędna jest woda (malaria, trypanosomoza)

• water-washed - powodowane przez patogeny, które

przenoszone są przez brak higieny wynikający z braku wody

• water-dispersed - powodowane przez patogeny, które

rozmnażają się w wodzie, lecz infekują organizm poprzez drogi oddechowe (np. Legionella)

Biegunka (diarrhoea)

• Uznawana za jedną z najgroźniejszych

• Zabija najwięcej dzieci przed 5 rokiem życia

• Najczęściej występuje na obszarach gdzie brak

urządzeń sanitarnych lub ich wykonanie i eksploatacja są niewłaściwe

• Powstaje wszędzie tam gdzie odbiornikami nieczystości są rowy, kanały, cieki wody, które w następstwie

zanieczyszczają wody podziemne będące źródłem wody do picia i potrzeb bytowych

• Z ok. 4 mld zachorowań na diaarhoea każdego roku umiera 2,2 mln ludzi

• Z czego 15% wszystkich przypadków przypada na dzieci przed 5 rokiem życia w krajach rozwijających się

• (co 15 sek. umiera 1 dziecko)

Drakunkuloza, filaroza, paragonimoza, clonorchiasis, schistosomatoza

• Choroby powodowane przez pasożyty, które przedostają się do organizmu człowieka z wody

• Początkowy okres życia pasożyty przeżywają w wodzie, kolejny w organizmie człowieka

• Nie są tak śmiertelne jak biegunka, są jednak bardzo dokuczliwe, bolesne i uniemożliwiające poruszanie się

• Najgroźniejsza z powyższych chorób to schistosomatoza

• Ok. 10% zarażonych schistosomatozą ma bardzo poważne powikłania, często śmiertelne

• Każdego roku zapada na nią 88 mln ludzi

• Obecnie choruje na nią 200 mln ludzi

• Przyczyną jest woda do picia złej jakości oraz niewłaściwa woda do kąpieli

• Pasożyty znacznie szybciej rozwijają się w wodach stojących, dlatego w wioskach w sąsiedztwie których znajdują się małe zbiorniki wodne ilość zachorowań jest nawet 5-krotnie większa

Drakunkuloza

• Drakunkuloza to zakażenie wywołane nitkowcem podskórnym.

• Do zakażenia u człowieka dochodzi po spożyciu

wody, w której znajdują się larwy

• Początkowo choroba

przebiega

bezobjawowo.

• Po około roku, pasożyt tworzy pęcherzyk na

skórze, zazwyczaj na kończynie

dolnej, co u chorej osoby wywołuje uczucie

bolesnego

pieczenia

• W roku 2013 zgłoszono 148 przypadków drakunkulozy.

• Liczba ta spadła z 3,5 miliona przypadków odnotowanych w 1986.

• W latach osiemdziesiątych istniała w 20 krajach,

• Obecnie jedynie w 4 państwach w Afryce

Schistosomatoza

Malaria, żółta febra, dengue fever, sleeping sickna, filaroza

• Choroby wywołane przez owady żyjące w wodach

zanieczyszczonych i czystych lub w przewodzie pokarmowym

• Najczęściej są one wywołane przez komary i muchy tse-tse

• Malaria zabija rocznie ok. 1 mln ludzi

• 90% z nich do mieszkańcy Afryki

• Na malarię każdego roku zapada 300 mln ludzi

• Swoim zasięgiem obejmuje ok. 100 krajów całego świata

• Szacuje się, że straty z powodu malarii wynoszą ok. 1,7 mld $ rocznie

• Leki profilaktyczne mają zastosowanie wyłącznie dla turystów – wysoka cena i krótki czas działania

• Jedynym środkiem zabezpieczającym przed malarią jest likwidacja owadów

Trachomia, gruźlica, leprosy, tężec, błonica, krztusiec

• Choroby powodowane brakiem wody

• Występują na obszarach dotkniętych niedostatkiem wody, któremu towarzyszy brak dostępu do urządzeń sanitarnych

• Jedynym antidotum jest higiena oraz poprawa dostępu do wody

• Ok. 6 mln ludzi jest niewidomych z powodu zachorowania na trachomię

• Ocenia się że ryzyko zachorowania na tę chorobę obejmuje ok. 500 mln ludzi

Zanieczyszczenie wód podziemnych arszenikiem

• Arszenik występuje w wodzie jako element środowiska i najczęściej stanowi składnik skał rodzimych

• Woda nim skażona nie zmiania barwy, smaku ani zapachu

• Woda nim zanieczyszczona wykazuje zauważalne skutki dopiero po wielu latach konsumpcji

• Spożywanie takiej wody powoduje raka skóry, płuc, pęcherza moczowego i nerek, a także zmiany skóry polegające na zmianie pigmentu

Sinice

• Powodują bardzo wielkie zagrożenie poważnymi

chorobami układu pokarmowego i systemu nerwowego oraz śmiercią

• Zatrucia sinicami występują na całym świecie

• Brak statystyk zatruć sinicami wynika najczęściej z błędnego ich klasyfikowania

• Str 225

• Obecnie obserwowany jest wzrost ataków serca oraz wzrost zachorowań na raka i inne choroby cywilizacyjne

• Uważa się coraz częściej, że mają one bezpośredni związek z reakcją chloru ze związkami organicznymi podczas procesu uzdatniania wody

• Nie określono jaki wpływ na nasze zdrowie mogą mieć metody uzdatniania wody, jak np. ozonowanie stosowane w większości krajów europejskich; oddziaływanie promieniowania

ultrafioletowego, popularnego w krajach skandynawskich

• Istnieje także problem materiałów używanych do budowy instalacji wodnych

• Początkowo był to materiał drewniany – bezbronny wobec bakterii

• Następnie był to ołów – który przyczynił się do upadku

cywilizacji rzymskiej będąc przyczyną uszkodzenia mózgu

• Wiele obecnie funkcjonujących zbiorników wodnych zbudowanych jest ciągle z azbestu

• Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem wpisała chlorek winylu na listę czynników rakotwórczych

• Rury PCW, w produkcji których się go wykorzystuje stosuje się obecnie do budowy sieci wodociągowych

• W produkcji tych rur stosowane są procesy pozwalające całkowicie ograniczyć możliwość migracji chlorku winylu do wody

• Amerykańska Agencja Ochrony Środowiska oszacowała górną granicę ryzyka zachorowania na raka u ludzie

stale korzystających z wody do picia, w której chlorek winylu jest wykrywany na poziomie 1 mg/l

• Na 10 tys mieszkańców wynosi ono 644 przypadki zachorowań

• Światowa Organizacja Zdrowia szacuje minimalne dzienne potrzeby człowieka następująco:

• Do picia 3 – 6 litrów czystej, bezpiecznej wody

• 20 – 25 litrów wody do picia i przygotowania posiłków

• Ok. 50 litrów wody dla toalet, kąpielisk i prania odzieży

• Ponad 400 mln dzieci w wieku szkolnym ma obniżone

możliwości uczenia się wskutek występowania objawów chorób pasożytniczych

• 50% pacjentów szpitali to chorzy na choroby pochodzenia wodnego

• Choroby powodowane przez zanieczyszczone wody używane do picia, przygotowania posiłków i prania są przyczyną śmierci 12 mln ludzi rocznie

• Około 2,5 mld ludzi cierpi z powodu chorób wywołanych zanieczyszczonymi wodami

• Około 60% śmiertelności noworodków jest przyczyną infekcji i chorób pasożytniczych w większości związanych z wodą

(cholera, polio, czerwonka bakteryjna, dur brzuszny, biegunka, wirusowe zapalenie wątroby)

• Rocznie w Azji umiera 0,5 mln ludzi z powodu brudnej wody pitnej i niedostatecznej higieny

Ekologia

• Zmiany reżimu hydrologicznego rzek i jezior

• Zmiana sposobu zagospodarowania zlewni

• Zagrożenie bioróżnorodności środowiska rzecznego i związanych ze środowiskiem wodnym korytarzy

ekologicznych istniejących wzdłuż rzek i cieków

• Gwałtowne odwodnienie obszarów i stepowienie

• Z 227 największych rzek świata, 60% jest przegrodzonych zaporami oraz

połączonych kanałami i przerzutami wody

• Str 230

• Str 350