Spis treści
Czy kiedy Twoje dziecko podejdzie do Ciebie i z charakterystyczną dla dopiero kształtującego się zasobu wiedzy w mózgu zapyta: skąd w kranie mamy wodę? czy będziesz w stanie odpowiedzieć? We współczesnym świecie dysponujemy tak bogatą technologią, tak zaawansowanymi gadżetami i tak wzajemnie połączonymi systemami w różnych sferach życia, że wiele z nich uznajemy za oczywistość i nigdy nie zastanawiamy się nad ich działaniem. Tymczasem, bliższe spojrzenie w coś tak podstawowego, jak cykl hydrologiczny i system wodociągowy może umożliwić nam lepsze zrozumienie różnych innych aspektów współczesnego świata. Sprawdźmy zatem, co z tą wodą!
Woda jako podstawowy zasób
Jak twierdzą niektórzy historycy, na całą historię ludzkości można spojrzeć jako na ciągły postęp w generowaniu nadwyżki żywności. To jednak niepełny obraz, bowiem w bardzo odległych czasach najistotniejsza była raczej woda, od której zaczynało się jakiekolwiek gromadzenie jedzenia. Oczywiście, mowa o wodzie zdatnej do picia, słodkiej – ta stanowi jedynie ok. 2,5% całej wody na Ziemi. Reszta, czyli wypełniająca oceany i morza słona ciecz nie nadaje się bez obróbki do picia czy podlewania roślin.
Najstarsze cywilizacje wyrastały zawsze w obrębie obszaru zdolnego zapewnić stały dostęp do dużego zasobu pitnej wody. Mezopotamia, czyli dosłownie Międzyrzecze, Egipt, nazywany darem Nilu, czy cywilizacja w dolinie Indusu lub starożytne Chiny – wszystkie niezwykłe osiągnięcia architektury, techniki i sztuki od najdawniejszych czasów możliwe były jedynie dzięki dobremu zaopatrzeniu w wodę.
Już w najwcześniejszych okresach historii rozwijała się inżynieria hydrauliczna. Pod tym pojęciem rozumiemy wszelkie sposoby doprowadzania wody tam, gdzie nie sięgała ona naturalnie, czyli irygację. Wczesne systemy nawadniania to przede wszystkim kanały – zwykłe rowy kopane od głównego koryta rzeki do pól uprawnych. Zajęcie to było tak ważne dla gospodarki regionu i kraju, że w okresie Starego Państwa Egiptu, czyli ok. 5 tys. lat temu, było uznawane za święty obowiązek i nawet faraon przedstawiany był na ówczesnych malowidłach i inskrypcjach właśnie podczas wykonywania tej pracy.
Innymi wynalazkami hydraulicznymi były różnorakie studnie, a także późniejsze tunele i akwedukty doprowadzające wodę do miast, cysterny i rezerwuary do przechowywania wody, jak również łaźnie. Do dziś nasza technologia korzysta z wielu starożytnych pomysłów.
Woda, a w zasadzie jej brak, czyli susza, odgrywała nierzadko pierwszoplanową rolę w procesie upadku cywilizacji. Było tak chociażby w przypadku wspomnianej doliny Indusu, gdzie ponad 4,5 tys. lat temu rozwijało się ok. dwa tysiące miast w pobliżu różnych mniejszych i większych rzek.
Na skutek zmian klimatu, wiele z tych akwenów zaczęło wysychać lub zmieniało swe regularne dawniej pory wylewu, przez co znacznie trudniej przychodziło tamtejszym ludziom pozyskiwanie żywności z rolnictwa i hodowli zwierząt. Susze walnie przyczyniły się również do załamania cywilizacyjnego z końcówki epoki brązu (ok. 3100 lat temu).
Przypuszcza się również, że cywilizacja Majów upadła z powodu osłabienia intensywności opadów deszczu, kluczowych w tamtym rejonie. Do dziś widzimy, że tereny o szczególnie ubogich zasobach wody cierpią często biedę i są niestabilne, gdyż o ten podstawowy zasób toczy się nieustanna walka – pomyślmy chociażby o Sudanie Południowym.
Skąd woda bierze się w rzekach? Cykl hydrauliczny w przyrodzie
Mówiąc o jakimkolwiek elemencie natury zawsze warto pamiętać, że przyroda to system naczyń połączonych. Objawia się to w cyklicznym charakterze wielu procesów. Jednym z podstawowych cykli w naturalnym środowisku jest cykl hydrologiczny – obieg wody w przyrodzie.
Aby łatwo zobrazować sobie wygląd systemu, w którym krąży woda, dobrze jest o nim myśleć jako o serii zbiorników czy rezerwuarów, w których owa substancja się zatrzymuje na jakiś czas. Dodajmy też, że mówiąc “woda”, nie mamy na myśli jedynie cieczy, lecz wszystko, co mniej więcej można opisać jako cząsteczki złożone z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu: H2O – a więc również para wodna i lód.
Zacznijmy więc od opadów atmosferycznych: deszcz, śnieg, grad – to wszystko woda zmieniająca swój stan skupienia z gazowego (pary) na ciekły lub stały. Dzieje się tak na skutek ochłodzenia pary wodnej zgromadzonej w atmosferze, przy odpowiednim ciśnieniu, co nazywamy kondensacją.
Cząsteczki H2O tworzą wtedy coraz bardziej zwięzłą masę (przy dużym ochłodzeniu nawet ciało stałe – kulki gradu), i skupiają się w chmury. Dobrą ilustrację tego procesu możemy zaobserwować w naszym najbliższym otoczeniu: gdy w ciepły, letni dzień wyciągniemy z lodówki puszkę lub butelkę zimnego napoju, po chwili pojawią się na niej kropelki wody, która wcześniej była w stanie gazowym, jednak ten lodowaty przedmiot ochłodził pobliskie cząsteczki pary wodnej z pobliskiego powietrza.
Chmura, czyli ogromna masa skondensowanych kropel wody, to de facto ogromny zbiornik H2O, który lata, a więc przemieszcza wodę z jednego obszaru w inny. Gdy taki deszczowy obłok gromadzi kolejne gramy kropel, staje się coraz cięższy, aż w końcu grawitacja sprawia, że woda spada na ziemię w postaci deszczu.
Na powierzchni wsiąka ona w grunt, a także jest wykorzystywana przez rośliny, lecz większość spływa do najniżej położonego punktu w okolicy – stawu, jeziora czy koryta rzeki (ewentualnie, w bardzo zimnych miejscach, zamienia się w lód – np. w okolicach podbiegunowych czy na szczytach gór). Z czasem, właśnie za pośrednictwem rzek, większość tej wody trafi ostatecznie do oceanów.
Przechodzimy więc do największych zbiorników na wodę. Co sprawia, że woda w oceanach jest słona, skoro, jak widać, cząsteczka H2O nie zawiera w sobie soli? Rzeki spływające po lądzie aż do oceanu zbierają po drodze wiele minerałów, które wypłukują z gleby, w tym właśnie sól. W oceanie, w którym cząsteczki wody prawie się nie przemieszczają, dlatego mogą być stale ogrzewane promieniami słonecznymi.
Na skutek tego podwyższenia temperatury na powierzchni takiego zbiornika (tyczy się to w zasadzie każdego rezerwuaru stojącej wody) zachodzi parowanie, czyli przemiana cieczy w gaz. Lekka i ciepła para wodna unosi się do atmosfery, aby uformować potem chmury. Jednak proces ten obejmuje jedynie cząsteczki czystej wody – minerały i sól zostają w oceanie czy morzu, przez co przez miliony lat zachodzenia tego cyklu, woda w takich zbiornikach staje się wyraźnie słona. Oczywiście, parowanie zachodzi nie tylko w oceanach, lecz na całej powierzchni Ziemi i w organizmach żywych.
Obieg wody stworzony przez człowieka
No dobrze, wiemy już, skąd bierze się woda w rzekach. Jednak w jaki sposób trafia ona do naszych domów, kranów, pryszniców, hydrantów i węży ogrodowych?
Wodociągi to rozbudowany system, który nie składa się tylko z rur zakopanych pod naszymi domami. Cały cykl zaczyna się w jednym z kilkudziesięciu ujęć, które zostało podłączone do sieci w danym mieście. Rezerwuary wody obsługiwane współcześnie mogą znajdować się zarówno pod ziemią (główne rozwiązanie, nawiązujące do tak prostego wynalazku, jak studnia), jak i na powierzchni (jeziora, rzeki). Głębinowe ujęcia mogą pobierać wodę umiejscowioną nawet kilkaset metrów pod ziemią.
Skąd jednak ona się tam wzięła? Pamiętajmy o cyklu hydrologicznym. Gdy pada deszcz, nagle w danym rejonie pojawia się dużo wody. Część z niej jest pożytkowana “na miejscu” – wsiąka w glebę, podlewa rośliny lub wpada prosto do lokalnych akwenów. Jedynie jej nadmiar spływa do kanalizacji, a potem do rzeki (lub, w rejonach niezurbanizowanych, prosto do rzeki). Część wody, która wsiąkła w ziemię, wyparuje, jednak wraz z opadami, krople dostają się głębiej i głębiej. Tam, pod ziemią, znajdują się czasem puste przestrzenie, a nawet sieci jaskiń, które są wynikiem różnorodnych procesów geologicznych.
Wszystkie te ujęcia sprowadzają naszą najdroższą ciecz do zakładów uzdatniania. Tam zostaje ona poddana wieloetapowemu procesowi oczyszczania i filtracji. Coraz mniejsze zanieczyszczenia oddzielane są stopniowo od wody, począwszy od tych widzialnych gołym okiem, jak piasek, aż po bakterie i drobnoustroje oraz niepożądane związki chemiczne. Stosuje się do tego m.in. chlor, co czasem może być wyczuwalne w smaku.
Po dogłębnym testowaniu oczyszczonej wody, może ona zostać wysłana ludziom do kranów. Strome wzniesienia i inne przeszkody terenowe pokonywane są dzięki potężnym pompom. Same rury biegnące od oczyszczalni są ogromne, lecz w mieście rozdzielają się na coraz mniejsze, aż w końcu docierają do poszczególnych budynków. W dużych miastach długość takiej sieci wodociągowej osiąga tysiące kilometrów.
Co zaś dzieje się z wodą, którą zużyliśmy? W najgorszym wypadku, który niestety czasem wciąż występuje, zanieczyszczona ciecz zwana ściekami trafia np. do pobliskiej rzeki. Jednak najczęściej w okolicy miasta budowana jest oczyszczalnia. Brudna woda, która do niej dotrze, przechodzi przez serię filtrów, urządzeń i maszyn, które mają sprawić, aby była ona jakkolwiek przydatna, a przede wszystkim – aby nie była szkodliwa dla człowieka i przyrody. Po wyjściu z oczyszczalni H2O może spokojnie zostać dodana do pobliskiej rzeki czy morza, gdzie stanie się częścią cyklu hydrologicznego opisanego wyżej.
Twój dom – ogniwo w cyklu hydrologicznym
Oceany, morza, rzeki, jeziora, ujęcia, wodociągi i oczyszczalnie to ogromne rezerwuary wody i systemy transportowe, w których znajdują się i przemieszczają niewyobrażalne ilości wody. Jednak sami również możemy stworzyć sobie mały obieg wody w naszym domu i ogrodzie.
Jednym z ambitniejszych projektów jest domowa oczyszczalnia ścieków. Nie uzyskamy w niej raczej pewności, że woda jest zdatna do picia, lecz do podlewania roślin i innych zastosowań niezwiązanych z konsumpcją może być zupełnie dobra. System nie jest bardzo skomplikowany. Potrzeba jedynie solidnego zbiornika, który w jakiś sposób podłączony byłby do rur, którymi w naszym domu spływa brudna woda (niekoniecznie z całego budynku, lecz np. z jednego pomieszczenia).
W tej ogromnej beczce czy cysternie woda oczyszczana jest z pomocą różnych mikroorganizmów i pożytecznych bakterii, które zjedzą znajdujące się w brudnej wodzie szkodliwe drobnoustroje. Przedtem jednak odfiltrowane powinny być większe osady. Dzięki temu możemy łatwo zmniejszyć nasze zużycie wody do prac okołodomowych.
Innym dobrym sposobem na ograniczenie zużycia wody to zadbanie o retencję deszczówki. W najprostszym wypadku możemy pod rynnami ustawić beczki, dzięki czemu po deszczu zgromadzoną w nich wodę możemy użyć w ogrodzie. Jednak jeżeli nie uśmiecha nam się latanie z wiadrami, warto pomyśleć o nieco bardziej zaawansowanym systemie, w którym zbiorniki na wodę zakopane są pod ziemią. Takie rezerwuary są bezpośrednio połączone z naszymi rynnami, a także z systemami nawadniania roślin.
Wodę z przydomowej oczyszczalni lub zgromadzoną w beczkach na deszczówkę czy też po prostu pochodzącą z kranów, czyli z wodociągów warto wykorzystywać jak najefektywniej. Zawsze pamiętajmy, że zasoby tej cennej cieczy na świecie są ograniczone, powinno się więc dbać o minimalizowanie jej marnotrawstwa. W jaki sposób? Zwróćmy uwagę, że dużo wody zużywane jest nieefektywnie na podlewanie ogrodu.
Oczywiście, jeżeli chcemy mieć piękne i zdrowe kwiaty, krzewy, warzywa czy drzewka owocowe, musimy zaopatrywać je w wodę, szczególnie, gdy lata stają się coraz cieplejsze, a susze zdarzają się coraz częściej. O ile trudno nam zaoszczędzić wodę na kąpiel czy czynności kuchenne, o tyle w przypadku podlewania dostępne są zaawansowane technologicznie systemy nawadniania, które optymalizują zużycie wody.
Nowoczesne systemy nawadniające oferowane w naszym sklepie składają się z różnorakich elementów. Są to m.in.:
- Rury doprowadzające wodę z kranu lub zbiornika (dostępne w rozmiarach 16mm, 20mm i 25mm).
- Linie kroplujące – mają specyficzną budowę, która sprawia, że płynąca we wnętrzu woda wydostaje się na zewnątrz jedynie kropla po kropli, w optymalnej ilości, przez specjalne kroplowniki rozmieszczone w konkretnej odległości od siebie wewnątrz linii.
- Złączki i inne akcesoria – pozwalają stworzyć prawdziwą sieć wokół naszych roślin. Służą do łączenia ze sobą rur i linii, do rozgałęziania ich oraz zmieniania kierunku.
- Węże pocące – w odróżnieniu od rur kroplujących, przepuszczają wodę w formie kropel równomiernie na całej swojej długości i powierzchni.
- Zraszacze, mikrozraszacze i emitery patykowe – pozwalają na dostosowanie sposobu rozprowadzenia wody do potrzeb różnych miejsc (ogrodów, sadów, szklarni, parków, itp.)
Oszczędzaj wodę! Pomyśl o systemie nawadniajacym
Polska posiada jedne z najmniejszych zasobów wody w Europie. W epoce nasilającego się globalnego ocieplenia, coraz powszechniejsze będą susze i upalne lata. W przyszłości może się zdarzać, że przez jakiś czas nie będziemy mieli wody w kranie w domu. W takim kontekście tym bardziej kluczowe jest wykorzystanie każdej możliwej ilości wody spoza ogólnej sieci wodociągowej. Dlatego np. retencja wody z opadów atmosferycznych staje się bardzo ekologicznym i dobrym ekonomicznie pomysłem.
Odpowiedzialne gospodarowanie ograniczonymi zasobami to nie tylko “recykling” wody, lecz również oszczędne używanie. Od zamykania kranu podczas szczotkowania zębów, po inwestycję w efektywny system nawadniania, który zoptymalizuje ilość wody używanej do podlewania roślin – każde z tych działań warte jest podejmowania, bowiem słodka woda to naprawdę najcenniejsza dla ciecz dla ludzkości.
