O chemicznej strukturze wody, jej zasobach na świecie i w Polsce oraz sposobie, w jaki z niej korzystamy rozmawiamy z Jackiem Pietrusiakiem – hydrotechnikiem i pracownikiem Fundacji Wspomagania Wsi.
Jacek Pietrusiak, Fundacja Wspomagania Wsi.
Skąd się wzięła woda na Ziemi?
To właściwie nie jest pytanie o wodę, ale raczej: skąd się wziął tlen na Ziemi? Wodór był obecny od początku – jest elementem wszystkiego, co się dzieje na naszej planecie. Tlen natomiast pojawił się później, choć dziś nie jest to już takie oczywiste. Nie mamy ostatecznej zgody wśród naukowców, co było źródłem tlenu. Około 500 milionów lat temu tlen zaczął występować w większych ilościach. Zaczął się łączyć z wodorem, co doprowadziło do powstania wody. To jednak są hipotezy – nie mamy na to bezpośrednich dowodów, możemy jedynie przypuszczać, że tak właśnie było.
Czy ten proces powstawania wody wydarzył się tylko raz?
Nie, na Ziemi nic nie dzieje się tylko raz. Każdy proces trwa miliony lat. Jeśli całą historię Ziemi, liczącą 4,5 miliarda lat, rozpatrujemy w tym kontekście, to jest wystarczająco dużo czasu na różne procesy i wydarzenia. Nic nie dzieje się nagle, poza katastrofami. Katastrofa to zawsze moment, a reszta to długotrwałe zmiany.
Czy wciąż powstaje nowa woda, gdy tlen łączy się z wodorem?
Możliwe, ale są to ilości, których nie zauważamy. Proces ten zaczął się w momencie pojawienia się tlenu na Ziemi i prawdopodobnie trwa nadal. Dziś rozbijamy cząsteczki wody na tlen i wodór, by pozyskiwać wodór do napędu samochodów czy produkcji energii. Dopóki nie znajdziemy dużych pokładów wodoru, jedyną metodą na jego pozyskanie jest doprowadzenie do rozpadu wody. Przy okazji uzyskujemy tlen jako produkt uboczny.
Można odnieść wrażenie, że ilość wody na Ziemi się nie zmienia.
Tak, wody jest tyle, ile jest i kropka. Może być nieprzydatna dla naszych potrzeb, ale nie znika. Być może cały czas jej przybywa, ale nie jesteśmy w stanie tego zmierzyć. Raczej nie ubywa jej w skali globalnej, nie widzę procesu, który mógłby to powodować, o ile sami jej nie zniszczymy. Woda to wyjątkowy związek chemiczny – ma najmniejszą objętość przy 4°C, a przy 0°C zmienia stan skupienia na stały i zwiększa objętość. Jest też wyjątkowym rozpuszczalnikiem – tylko alkohol, sztucznie wytwarzany, ma lepsze właściwości rozpuszczalnika niż woda. Woda nadaje Ziemi unikalne właściwości. Bez niej nie byłoby życia, jakie znamy, bo to właśnie jej cechy są kluczowe do powstania życia.
Wody nie ubywa, ale w niektórych regionach jej brakuje.
Bilans globalny pozostaje niezmienny, ale lokalnie woda się przemieszcza lub gromadzi w różnych formach.
Większość wody na Ziemi jest zanieczyszczona.
To prawda. Mamy coraz więcej zanieczyszczonej wody. Zaledwie 1% wód na Ziemi nadaje się do użycia przez człowieka. Reszta jest zanieczyszczona metalami ciężkimi, solami czy innymi związkami. Jednocześnie oceany pochłaniają najwięcej dwutlenku węgla i generują najwięcej tlenu – oczywiście nie „robi” tego sama woda, ale miliardy organizmów w niej żyjących.
Czy człowiek może wyprodukować wodę?
Tak, jeśli mamy wodór i tlen, możemy je połączyć, spalając wodór – wówczas powstaje woda. Nie znamy obecnie, mimo poszukiwań w wielu krajach źródeł tzw. metalicznego wodoru. Metaliczny wodór to stan, który wodór osiąga przy bardzo wysokim ciśnieniu i niskiej temperaturze. W takiej postaci, wodór wykazuje właściwości przewodnictwa elektrycznego, charakterystyczne dla metali.
Czy w Polsce mamy duże zasoby wody?
Polska ma duże zasoby wód gruntowych, być może największe w Europie. Jednak rabunkowo je eksploatujemy, a woda staje się surowcem strategicznym. Woda zużyta wraca do środowiska, ale często już jako ściek, nawet jeśli oczyszczony w 99% to formalnie pozostaje ściekiem i nie nadaje się do ponownego użycia bez dalszego oczyszczania.
Na czym polega ta rabunkowa eksploatacja wody?
Złe praktyki to m.in. jednorazowe używanie wody i odprowadzanie jej do kanalizacji lub rzek, skąd trafia do morza i staje się bezużyteczna dla lokalnych potrzeb. Powinniśmy odprowadzać wodę tam, skąd ją pobraliśmy, najlepiej po oczyszczeniu zasilać nią wody gruntowe. Powinniśmy również ograniczyć użycie wody oligoceńskiej, ponieważ jej zasoby są nieodnawialne.
Jaki jest poziom wód gruntowych w Polsce?
Poziomy wód gruntowych w Polsce są zróżnicowane: pierwszy poziom to 5–10 metrów, drugi 15–30 metrów, a wody oligoceńskie, trzeciorzędowe, wydobywane z głębokości od 70 do 200 metrów. Wydobywanie wody z głębszych pokładów jest prawnie zabronione. Te wody są praktycznie nieodnawialne – powstały miliony lat temu i bardzo powoli się regenerują. Nadużywamy tych głębokich wód, więc poziom wód trzeciorzędowych spada. Państwowy Instytut Geologiczny regularnie publikuje prognozy dotyczące stanu tych zasobów. W niektórych regionach Polski już teraz brakuje wód gruntowych, co objawia się suchymi studniami i koniecznością dowożenia wody.
Czy głębiej są jeszcze jakieś inne zasoby wody?
Tak, wody termalne są jeszcze głębiej i są ogrzewane przez jądro Ziemi. Ich eksploatacja wiąże się z ingerencją w głębsze warstwy skorupy ziemskiej, co może mieć nieprzewidywalne skutki. Każda nasza ingerencja w środowisko powoduje jakieś zmiany – przykładem są zbiorniki wodne i elektrownie, które zmieniły bilans wodny wielu regionów.
Jakie mógłbyś dać rekomendacje odnośnie korzystania z zasobów wodnych?
Musimy szanować wodę, nie korzystać z głębokich zasobów, jeśli nie jest to konieczne i rozwijać technologie oczyszczania oraz ponownego wykorzystania wody. Woda będzie coraz droższa, jeśli nie zadbamy o jej obieg zamknięty.
Warto rozwijać przydomowe oczyszczalnie ścieków i systemy ponownego wykorzystania wody, choć obecnie nie są one traktowane jako pełnoprawne oczyszczalnie. Potrzebny jest system kontroli jakości wody odprowadzanej do środowiska.
Woda jest zasobem strategicznym, a Polska ma szansę stać się wodnym potentatem w Europie, jeśli zadbamy o właściwą gospodarkę wodną i ochronę zasobów.
