Właściwości biochemiczne wody są wyjątkowe, ale być może jeszcze bardziej fenomenalna jest jej wszechobecność we wszystkich dziedzinach życia człowieka. Służy nie tylko do konsumpcji, ale jest wykorzystywana także w przemyśle, rolnictwie, energetyce, higienie, rekreacji, a nawet religii. W chrześcijańskim sakramencie chrztu woda oznacza łaskę oczyszczenia. W hinduizmie podobną rolę odgrywa święta rzeka Ganges. To tylko przykłady. Można by się zatem spodziewać, że ludzkość uzna wodę za swój najcenniejszy skarb. Niestety, nic nie jest dalsze od prawdy.

Słodka woda, której najbardziej potrzebujemy, stanowi zaledwie 2,5 proc. całkowitych zasobów wodnych Ziemi. Co więcej, większość jest zmagazynowana w czapach lodowych Grenlandii, Arktyki i lodowcach górskich. Resztę stanowią wody gruntowe. Tylko 0,01 proc. całkowitej ilości wody na Ziemi stanowią jeziora, rzeki i opady atmosferyczne. To wody powierzchniowe, których zużywamy najwięcej, a jednocześnie najbardziej je zanieczyszczamy.

Deszcz bywa kwaśny

Wiele fabryk wciąż odprowadza ścieki do rzek. Tymczasem w naturze nie ma łatwych rozwiązań. Woda stale krąży: paruje, skrapla się w chmurach, spada jako deszcz lub śnieg, przesiąka do ziemi, przepływa strumieniami i rzekami do jezior i mórz, ponownie paruje itd. Każdego roku 50 proc. wody deszczowej natychmiast odparowuje i ponownie dostaje się do atmosfery, 42 proc. spływa do rzek i jezior, a 8 proc. wnika w glebę i zasila wody gruntowe. Mechanizm ten pozwala wodzie częściowo oczyścić się, ale z drugiej strony zanieczyszczenia mogą rozprzestrzeniać się bardzo daleko. Na obszarach przemysłowych woda deszczowa może zawierać metale ciężkie, kwas siarkowy i produkty spalania węgla. Deszcz może również przenosić materiały radioaktywne z wybuchów jądrowych. Mimo że deszcz jest stosunkowo „czysty”, nadal może przyczyniać się do zwiększonego zanieczyszczenia wody poprzez zmywanie zanieczyszczeń z gleby. Największy odpływ zanieczyszczeń następuje w ciągu pierwszych 10–20 minut deszczu. W miastach stężenie zanieczyszczeń w tych tzw. ściekach deszczowych wzrasta, co odpowiada stężeniu w ściekach odprowadzanych przez gospodarstwa domowe.

Pojęcie kwaśnych deszczy wprowadził sto lat temu brytyjski chemik R.A. Smith. Oznacza ono zbyt wysoką kwasowość wody deszczowej, czyli wysokie stężenie jonów H+. Takie krople deszczu zawierają również dużo siarczanów, azotanów, ołowiu i zanieczyszczeń organicznych.

Kwaśne deszcze są spowodowane głównie emisją dwutlenku siarki do atmosfery przez kotłownie węglowe i niektóre gałęzie przemysłu (metalurgia, energetyka), a także emisją tlenków azotu, głównie ze spalin samochodowych. Tlenki azotu i siarki utleniają się w atmosferze, tworząc kwas siarkowy i azotowy, które następnie opadają wraz z deszczem lub śniegiem. Kwaśne deszcze mają bardzo negatywny wpływ na wodę i organizmy w niej żyjące.

Zanieczyszczenie wody można podzielić na kilka kategorii. Zanieczyszczenia chemiczne: organiczne (np. oleje mineralne, pestycydy, ropa naftowa) i nieorganiczne (chlorki, fosfor, azot), a także środki czyszczące, sole metali ciężkich itp. Zanieczyszczenia fizyczne to substancje stałe w postaci zawiesin, cząstek gleby, pozostałości martwych organizmów. Zanieczyszczenia fizjologiczne to substancje zmieniające smak i zapach wody: fenol, siarkowodór. Nadmierny wzrost bakterii, wirusów i robaków to zanieczyszczenia biologiczne, które mogą przyczyniać się do rozprzestrzeniania się wielu chorób: cholery, tyfusu, czerwonki bakteryjnej, zakaźnego zapalenia wątroby, choroby Heinego-Mediny, robaczycy.

Zanieczyszczenie substancjami radioaktywnymi może pochodzić ze ścieków odprowadzanych z obiektów wykorzystujących izotopy radioaktywne; najgroźniejsze z nich to: stront, jod i cez. Ze względu na długi czas rozpadu mogą one łatwo gromadzić się w łańcuchu pokarmowym. Przykładowo, stężenie stosunkowo krótkotrwałego izotopu fosforu, fosforu-32, w ciele bezkręgowców wodnych może być 35 razy wyższe niż w wodzie. W ciele kaczek, które żywią się bezkręgowcami, jest ich już 7,5 tys. razy więcej. W jajach kaczych stężenie wzrasta 200 tys. razy. Samo żółtko zawiera 2 miliony razy więcej fosforu-32 niż woda.

Uwaga, truciciele

Głównymi czynnikami przyczyniającymi się do degradacji wody są: przemysł, rolnictwo i gospodarstwa domowe. Ścieki bytowe i miejskie prowadzą do zamulenia zbiorników wodnych, zużycia tlenu rozpuszczonego w wodzie i wzrostu liczby mikroorganizmów chorobotwórczych. Wody gruntowe są zanieczyszczane głównie tam, gdzie znajdują się szamba; ich przeciekanie prowadzi do skażenia związkami azotu i metalami ciężkimi. Na obszarach wiejskich głównym czynnikiem zanieczyszczenia wody jest rolnictwo, które opiera się na sztucznych nawozach i pestycydach. Substancje te należą do najniebezpieczniejszych, gdy są zmywane z pól przez deszcz lub dostają się do wody poprzez opryski lotnicze.

Największym trucicielem jest jednak przemysł. Na przykład zakłady azotowe emitują ponad 50 ton związków azotu jako odpadów każdego dnia. Inne szkodliwe gałęzie przemysłu chemicznego to przemysł farbiarski, farmaceutyczny i garbarski. Przemysł metalurgiczny odprowadza ścieki zawierające oleje, detergenty, fenole i metale ciężkie po flotacji. Wodzie mogą zaszkodzić nie tylko zanieczyszczenie, ale także jej ogrzewanie. Elektrownia wodna o obiegu otwartym o mocy 600 MW zużywa 3500 metrów sześciennych wody dziennie. Woda ta wraca do rzeki podgrzana, co może sprzyjać nadmiernemu wzrostowi glonów i szkodzić organizmom wodnym.

Najbardziej niebezpieczne są ścieki z przemysłu celulozowo-papierniczego, które zawierają zanieczyszczenia organiczne, słabo degradowalną ligninę i celulozę, siarczany, kwasy i zasady.

Katastrofy wciąż się zdarzają

Woda ulega częściowemu samooczyszczaniu. Dzieje się tak głównie za sprawą mikroorganizmów, które przekształcają zanieczyszczenia w nieszkodliwe substancje. Proces ten jest długotrwały i niezwykle złożony – różne rodzaje zanieczyszczeń są eliminowane w różnym tempie, a niektóre związki chemiczne są przetwarzane tylko przez niektóre mikroorganizmy. W tej „walce” o przywrócenie równowagi chemicznej i biologicznej wody uczestniczą również organizmy wyższe: glony, gąbki, skąposzczety, mięczaki itp. Ich wspólny wysiłek zmniejsza szkody wyrządzone przez człowieka, ale oczywiście nie jest w stanie poradzić sobie z prawdziwymi katastrofami. A te nadal się zdarzają.

31 stycznia 2000 r. w rumuńskiej kopalni złota w Baia Mare przepełnił się zbiornik ściekowy. Do Cisy wlało się około 100 000 metrów sześciennych roztworu cyjanku potasu. Podejmowano próby jego neutralizacji nadchloranem sodu, co spowodowało jeszcze większe szkody. Wyginęło ponad 60 gatunków ryb, w tym kilka endemicznych. Nawet bakterie nie przeżyły. Była to największa katastrofa ekologiczna w Europie Środkowej.

Podobny wypadek miał miejsce w Hiszpanii 25 kwietnia 1998 r. W kopalni Aznalcollar w pobliżu Sewilli pękł zbiornik z toksycznymi ściekami, uwalniając 5 milionów ton zanieczyszczeń. Życie w rzece Guadiama przestało istnieć. Cudem zapobiegnięto skażeniu słynnego rezerwatu przyrody Doñana.

Amazonka, największa rzeka na Ziemi, umiera z powodu zatrucia rtęcią. W 1979 r. wybuchła tam gorączka złota, która trwa do dziś. Rtęć jest używana do płukania złota, a ilość tego niezwykle toksycznego metalu, która zgromadziła się w rzece, wynosi co najmniej kilkaset ton.

Dbajmy o lasy

Bilans wodny jest zagrożony również przez mniej oczywiste czynniki. Na przykład prace wydobywcze lub budowlane przecinające warstwy wodonośne mogą powodować obniżenie poziomu wód gruntowych na terenach zamieszkanych. Ale bardziej katastrofalnym czynnikiem jest wylesianie. Lasy, zwłaszcza tropikalne, magazynują więcej wody niż wszystkie jeziora na Ziemi. Chmury tworzą się łatwiej nad lasami z powodu parowania i transpiracji („pocenia się” roślin), co wpływa na ilość opadów. Jako konsumenci wody jesteśmy przede wszystkim zainteresowani jej czystością. Wyróżniamy trzy klasy czystości wody: klasa pierwsza to woda pitna dla przemysłu spożywczego i hodowli łososia; woda drugiej klasy może być używana do hodowli innych ryb, na potrzeby zwierząt gospodarskich i w kąpieliskach; klasa trzecia to woda dla przemysłu (oprócz żywności), do nawadniania gruntów i ogrodnictwa.