W lipcu 1989 r. Wasilij Primka zbierał grzyby nad brzegiem rzeki Noren na Ukrainie. W pewnej chwili cisnął do wody niedopałek papierosa. Rzeka wybuchła. Zanieczyszczona niedawnym wyciekiem ropy paliła się przez kilka godzin.
Rzadko zastanawiamy się nad tym, jak niezwykłą substancją jest woda. Trudno o coś bardziej zwyczajnego, może poza powietrzem. A jednak pozory mylą. Nie przez przypadek życie na Ziemi powstało w wodzie. I nie bez powodu bez niej jest niemożliwe. W temperaturze ujemnej woda zamienia się w lód o gęstości 0,92 g/cm2 (pod normalnym ciśnieniem). Tymczasem gęstość wody w okolicach 0 st. C szybko wzrasta i przy +4 st. osiąga 1 g/cm2. Dlaczego jest to takie ważne? Ponieważ dzięki temu, że w niskich temperaturach gęstość lodu jest mniejsza niż gęstość wody, lód pływa po powierzchni, co zapobiega całkowitemu zamarznięciu zbiornika wodnego. A to sprawia, że organizmy żywe mogą zimą przetrwać pod lodem w rzekach i jeziorach. Inną ważną cechą wody jest to, że jej gęstość przy zmianie ciśnienia ulega tylko niewielkim wahaniom. Dzięki temu w głębinach morskich, pod ogromnym ciśnieniem, istnieje życie.
Trudny do przecenienia jest wpływ wielkich akwenów wodnych na klimat. Woda charakteryzuje się największym ciepłem właściwym ze znanych substancji, co oznacza, że do ogrzania pewnej ilości wody potrzeba więcej ciepła, niż do ogrzania innej substancji. Dlatego oceany długo „trzymają” ciepło, trudniej się ochładzają i ogrzewają. Dzięki temu masy wody łagodzą klimat (nad morzem w lecie jest chłodniej, a zimą cieplej).
Woda jest głównym składnikiem materii organicznej. Jej mała lepkość (tarcie cząstek wody jest stosunkowo niewielkie, więc nie spowalnia mocno jej ruchu) umożliwia przenoszenie w organizmie substancji niezbędnych do przemiany materii. Bez wody nie mogą zachodzić reakcje chemiczne, a bez nich nie ma życia.
W ludzkim ciele znajduje się ok. 70% wody. Cóż to jest wobec niektórych gatunków roślin i zwierząt, które z wody składają się w ponad 90%! Ale i tak w przypadku ludzi utrata zaledwie kilkunastu procent wody oznacza niechybną śmierć.
Cechy biochemiczne wody są unikatowe, ale może jeszcze bardziej fenomenalna jest jej wszechobecność w każdej sferze ludzkiego życia. Służy nie tylko konsumpcji, ale także przemysłowi, rolnictwu, energetyce, higienie, rekreacji, a nawet religii. W chrześcijańskim sakramencie chrztu woda oznacza łaskę oczyszczenia. Podobną rolę w hinduizmie spełnia nurt świętej rzeki Ganges. To tylko przykłady. Można by się zatem spodziewać, że ludzkość traktuje wodę jak najcenniejszy skarb. Niestety, nic bardziej błędnego.
Ktoś kiedyś zaproponował żartem, by Ziemię przemianować na Wodę, bowiem dominują na niej oceany. Ale oceany – to woda słona. Woda słodka, ta, której potrzebujemy najbardziej, stanowi zaledwie 2,5% ogólnych zasobów wodnych ziemskiego globu. W dodatku, większość z niej jest zmagazynowana w czapach lodowych Grenlandii, Arktyki i lodowcach górskich. Reszta to wody gruntowe. Zaledwie 0,01% ogólnej objętości wody na Ziemi stanowią jeziora, rzeki i opady atmosferyczne. Właśnie z wód powierzchniowych korzystamy najbardziej i zarazem najsilniej je zanieczyszczamy.
Przytoczona na początku przygoda Wasilija Primki to nie jedyny taki wypadek w dziejach zatruwania rzek. Przed ćwierćwieczem paliła się rzeka Cuyahoga, w Cleveland, w Stanach Zjednoczonych. Obecnie, choć rzeka ta nadal jest zanieczyszczona, nie grozi jej już zapalenie się, co stanowi sukces wprowadzonego w 1972 r., w USA, programu ochrony wód – tzw. Clean Water Act. Pomimo tego, nadal wiele amerykańskich rzek i jezior jest zanieczyszczonych. W Europie jeszcze w latach 80. do Renu dostawały się związki trujących metali, nawozy sztuczne i barwniki.
A przecież nie tak dawno, bo do końca XVIII w., paryżanie pili wodę nie oczyszczaną, bezpośrednio z Sekwany. Zaś członkowie brytyjskiego parlamentu, jeszcze na początku XIX w., mogli z mostu westminsterskiego łowić w Tamizie łososie.
Nadal wiele fabryk, zrzucając ścieki do rzek, przestaje się nimi interesować. Tymczasem w przyrodzie nie ma łatwych rozwiązań. Woda bezustannie krąży: parując, kondensując się w chmury, opadając w postaci deszczu bądź śniegu, przesiąkając w głąb gruntu, spływając strumieniami i rzekami do jezior i mórz, znów parując i tak dalej. Rocznie połowa wody opadowej natychmiast paruje i wraca do atmosfery, nieco ponad 40% spływa do zbiorników wodnych, a reszta zasila wody gruntowe. Ten mechanizm sprawia, że woda ma szansę częściowo się oczyścić, ale z drugiej strony, substancje szkodliwe mogą się rozprzestrzeniać bardzo szeroko.
Nawet jeśli deszcz jest stosunkowo „czysty”, to i tak może przyczynić się do wzrostu skażenia wód, spłukując zanieczyszczenia z gleby. W miastach stężenie zanieczyszczeń w tych tzw. ściekach opadowych dorównuje stężeniu w ściekach odprowadzanych z gospodarstw domowych.
Termin „kwaśny deszcz” ukuł ponad sto lat temu brytyjski chemik Robert A. Smith. Chodzi o zbyt wysoką kwasowość wody deszczowej, czyli wysokie stężenie jonów H+. W kroplach takiego deszczu można znaleźć także dużo azotanów, siarczanów, ołowiu i zanieczyszczeń organicznych. Kwaśny deszcz powstaje przede wszystkim wskutek emisji do atmosfery dwutlenku siarki przez kotłownie węglowe i zakłady przemysłowe, oraz emisji tlenków azotu pochodzących głównie ze spalin samochodowych. Tlenki azotu i siarki utleniają się w atmosferze, tworząc kwasy siarkowy i azotowy, które następnie, opadłszy wraz z deszczem lub śniegiem, stanowią wielkie zagrożenie dla czystości wód i żyjących w nich organizmów.
Zanieczyszczenia wód można podzielić na kilka kategorii. Zanieczyszczenia chemiczne: organiczne (np. oleje mineralne, pestycydy, ropa naftowa) i nieorganiczne (chlorki, fosfor, azot), a także detergenty, sole metali ciężkich itp. Zanieczyszczenia fizyczne to zawiesiny, cząstki gleby, szczątki obumarłych organizmów. Do zanieczyszczeń fizjologicznych należą substancje, które wpływają na zapach i smak wody: fenol, siarkowodór. Nadmierny rozwój bakterii, wirusów i robaków to zanieczyszczenia biologiczne, mogące sprzyjać rozpowszechnianiu się wielu chorób. Ze ścieków zrzucanych przez zakłady wykorzystujące izotopy promieniotwórcze mogą pochodzić skażenia substancjami radioaktywnymi. Długi czas rozpadu sprawia, że łatwo gromadzą się w łańcuchu pokarmowym. Na przykład stężenie względnie krótkożyciowego izotopu fosforu, fosforu-32, w ciele wodnych bezkręgowców może być 35 razy wyższe niż w wodzie. W ciele kaczek, żywiących się bezkręgowcami, jest go już 7,5 tys. razy więcej. W jajach kaczek stężenie wzrasta 200 tys. razy. W samym żółtku fosforu-32 jest 2 mln razy więcej niż w wodzie!
Głównymi sprawcami degradacji wód są: przemysł, rolnictwo i gospodarstwa domowe. Ścieki bytowo-gospodarcze i miejskie powodują zamulanie zbiorników wodnych, zużywanie tlenu rozpuszczonego w wodzie, wzrost liczby chorobotwórczych drobnoustrojów. Wody gruntowe są zanieczyszczane głównie tam, gdzie istnieją szamba; ich nieszczelność powoduje skażenie związkami azotowymi i metalami ciężkimi. Na terenach wiejskich głównym czynnikiem zanieczyszczania wód jest rolnictwo, oparte na nawozach sztucznych i środkach ochrony roślin. Substancje te, spłukiwane przez deszcze bądź trafiające do wód w wyniku opylania pól z samolotów, należą do najbardziej niebezpiecznych.
Największym trucicielem jest jednak przemysł, np. zakłady azotowe, przemysł barwników, farmaceutyczny, garbarski, metalurgiczny, celulozowo-papierniczy (a zatem nawet drukowanie apeli o ochronę wód ? szkodzi im!).
Szkodę może wyrządzić wodzie nie tylko jej zanieczyszczenie, ale też podgrzanie. Elektrownia wodna, pracująca w obiegu otwartym, zużywa nawet kilka tysięcy metrów sześciennych wody na dobę. Woda ta wraca do rzeki podgrzana, co może sprzyjać nadmiernemu rozwojowi glonów, a także wpływać niekorzystnie na organizmy wodne.
W wodach zachodzi zjawisko częściowego samooczyszczania się. Jest to głównie zasługa drobnoustrojów, które przetwarzają zanieczyszczenia na substancje nieszkodliwe. Proces to żmudny i niezwykle złożony. W tej „walce” o przywrócenie wodzie równowagi chemicznej i biologicznej uczestniczą także organizmy wyższe: glony, gąbki, skąposzczety, mięczaki itp. Ich wspólny wysiłek zmniejsza poczynione przez ludzi szkody, ale, oczywiście, nie jest w stanie poradzić sobie z prawdziwymi klęskami. A te wciąż się zdarzają.
31 stycznia 2000 r. w rumuńskiej kopalni złota w Baia Mare przelał się zbiornik ze ściekami. Do Cisy dostało się ok. 100 tys. m3 roztworu cyjanku potasu. Usiłowano go neutralizować nadchloranem sodu, co zaszkodziło jeszcze bardziej. Rzeka umarła. Wyginęły ryby ponad 60 gatunków, w tym kilku endemicznych. Nie przeżyły nawet bakterie. Była to największa katastrofa ekologiczna w Europie Środkowej.
Podobny wypadek wydarzył się 25 kwietnia 1998 r. w Hiszpanii. Z pękniętego zbiornika trujących ścieków w kopalni Aznalcollar, niedaleko Sewilli, wylało się 5 mln ton szkodliwych substancji. Życie w rzece Guadiama przestało istnieć. Cudem tylko udało się nie dopuścić do skażenia słynnego rezerwatu przyrody Do?ana.
Amazonka, największa rzeka na Ziemi, ginie z powodu zatrucia rtęcią. W 1979 r. wybuchła tam gorączka złota trwająca do dziś. Do płukania złota używa się rtęci, a ponieważ poszukiwaczy są tysiące, ilość tego niezwykle trującego metalu, gromadzącą się w rzece, liczy się w setkach ton.
Ale bilansowi wodnemu zagrażają także mniej uchwytne czynniki. Na przykład, obniżanie się poziomu wód gruntowych na terenach zamieszkanych może być spowodowane prowadzeniem prac ziemnych, które zaburzają ciągłość warstw wodonośnych. Bardziej jednak katastrofalnym w skutkach czynnikiem jest wycinanie lasów. Lasy bowiem, szczególnie tropikalne, magazynują większe ilości wody niż wszystkie jeziora na Ziemi. Nad lasami łatwiej tworzą się chmury, dzięki parowaniu i transpiracji („pocenie się” roślin), co wpływa na ilość opadów. Lasy w Etiopii, jeszcze przed półwieczem rosnące na 40% powierzchni kraju, obecnie zajmują zaledwie 1%. Etiopia staje się pustynią, a klęski głodu są stałym zjawiskiem.
Ponad 2 mld ludzi na świecie musi obyć się bez wystarczającej ilości wody pitnej. Na terenach, gdzie brak urządzeń sanitarnych stanowi realne zagrożenie, żyją 4 mld ludzi. Wiele miast w Indiach odprowadza nieczystości bezpośrednio do Gangesu. Według danych ONZ większość chorób w Trzecim Świecie jest skutkiem zanieczyszczenia wody pitnej lub braku sanitariatów. Codziennie od chorób przenoszonych drogą wodną umiera kilkadziesiąt tysięcy osób.
Woda, ten tak cenny, niczym nie dający się zastąpić surowiec, marnuje się. Trzy czwarte całej słodkiej wody, zużywanej na świecie, służy do nawadniania upraw. Z tego większość jest tracona wskutek stosowania nieefektywnych technologii, głównie otwartych rowów irygacyjnych, z których ok. 80% wody paruje lub przecieka do gleby. Jest to problem niebagatelny, gdyż obszary nawadniane powiększyły się w XX w. pięciokrotnie.
Nas, jako konsumentów wody, interesuje przede wszystkim jej czystość. Rozróżniamy trzy klasy czystości wód: klasa pierwsza to woda pitna, dla przemysłu spożywczego i hodowli ryb łososiowatych; woda klasy drugiej może być używana do hodowli innych ryb, na potrzeby zwierząt gospodarskich, w kąpieliskach; klasa trzecia to woda dla pozostałego przemysłu, do nawadniania gruntów i ogrodnictwa.
Nadal wielka ilość ścieków nie jest w Polsce poddawana żadnym procesom oczyszczania. Skutki są opłakane. Nie jest to jednak tylko polska specyfika. Choć to żadne pocieszenie, w dolnym biegu większości amerykańskich rzek nie ma wody zdatnej do picia.
Polska, z czego nie zawsze zdajemy sobie sprawę, nie jest krajem zasobnym w wodę. Pod względem ilości wody na jednego mieszkańca zajmujemy w Europie miejsce w drugiej dziesiątce. Stawia to nas w niewiele lepszej sytuacji niż mieszkańców pustynnych krajów arabskich!
Zasoby wodne świata kurczą się. Wprawdzie jej ilość szacuje się na 42 mln m sześc., co oznacza, że z kranu leciałaby przez 146 trylionów lat, ale to wcale nie jest dużo. Pięcioosobowa rodzina w kraju rozwiniętym zużywa rocznie w samej tylko toalecie 160 tys. l. Globalne zmiany klimatyczne, wywołane również przez działalność człowieka, powodują przemieszczanie się stref opadów, a nawet wysychanie rzek. Spektakularnym przykładem może być Huang-ho, piąta co do wielkości rzeka świata, która już kilkakrotnie nie dopłynęła do morza. W roku 1997 przez ponad 7 miesięcy koryto rzeki u ujścia było wyschnięte. Był to wynik trwającej suszy, największej od półwiecza. Ona z kolei jest w dużej mierze efektem erozji spowodowanej nadmiernym wylesianiem.
Takie klęski to potencjalne zarzewie konfliktów. Kto ma większe prawo do wody: ci, co żyją w górnym biegu rzeki, czy ci żyjący bliżej ujścia? Podczas długotrwałej suszy w 1991 r. mieszkańcy Los Angeles mieli pretensje do farmerów, że zużywają zbyt wiele wody, przez co mniej dopływało do miasta. Na znacznie większą skalę problemy takie mogą wystąpić między państwami, np. między Indiami a Bangladeszem. Czy z epoki wojen o ziemię, łupy i surowce wejdziemy w epokę wojen o wodę?
