Tajemství obyčejné vody
- 9. 5. 2018
- Minut čtení: 6
Aktualizováno: 1. 3.
Že je voda obyčejná? Vůbec ne.
Jistý Thalés z Milétu tvrdil už v 6. století př. n. l., že podstatou všech věcí je voda. Nepovolával bohy, nesváděl to na nadpřirozeno. Prostě si všiml, že všechno živé vodu potřebuje. A že bez ní by se to celé sesypalo jako domek z karet.
Pokud měl pravdu, pak voda není obyčejná. Je nejvzácnější látkou, se kterou kdy lidstvo přišlo do styku.
A i přes to nás dnes u vody nejvíce zajímá kolik stojí, jestli je teplá a jestli se v ní dá koupat. Úsměvné, viďte?
Podstatou všech věcí je voda (Tháles z Milétu)
Co je to voda?
Vzorec vody je pravděpodobně tím nejznámějším, který existuje: H₂O.
Dva atomy vodíku, jeden kyslíku. Molekula je polární — jedna část je mírně kladná, druhá záporná. Díky tomu se mezi molekulami tvoří vodíkové můstky.
A právě tady začíná magie.
Bez těch vodíkových vazeb by voda:
nemrzla při 0 °C,
nevařila při 100 °C,
neměla tak vysokou tepelnou kapacitu,
nebyla by ideálním rozpouštědlem života.
Ve srovnání s podobnými molekulami (např. sirovodík H₂S) má voda extrémně vysoké body varu i tání. Ne proto, že by byla složitá. Ale proto, že mezi molekulami drží neobvykle silné mezimolekulární vazby.
A ano — led má nižší hustotu než kapalná voda. Proto plave. a rybníky nezamrzají ode dna. Proto život přežil do jara.
Tři skupenství vody
Voda je jediná běžná látka na Zemi, která se přirozeně vyskytuje ve všech třech skupenstvích současně. Známe.
Kapalná
Voda teče. Rozpouští, přenáší, reaguje. Je prostředím biochemie.
Pevná
Voda zamrzne. Led má asi 91–92 % hustoty kapalné vody. Molekuly tvoří otevřenou mřížku.
Plynná
Voda se odpařuje. Odpařování spotřebuje obrovské množství energie (vysoké výparné teplo). Díky tomu voda stabilizuje klima.
Ve skutečnosti známe přes 20 různých forem ledu (různé krystalické struktury při různých tlacích).
Odkud je voda? Nemáme páru.
Naše země má veliké štěstí. Tedy ne snad ani tolik naše Země, ale spíš my, kteří ji obýváme. Řečeno zjednodušeně, postavení naší planety je ve Vesmíru unikátní tím, že je „tak akorát“ vzdálená od Slunce. To jí zaručuje, že se všechna voda ihned neodpaří. A zároveň je u Slunce dostatečně blízko, aby ji tento žhnoucí kolos dostatečně ohříval a její atmosféra tak nezamrzla. A tím naše vesmírné štěstí nekončí. Velikost i to, z čeho se Země skládá, a její pozice na oběžné dráze kolem Slunce, jsou nezbytnými faktory pro existenci životadárné hydrosféry. Naše Země je dost „těžká“ nato, aby si vytvořila magnetické pole, které zadržuje atmosférické plyny unikající z jejího povrchu. A v neposlední řadě i to, že Země rotuje kolem své osy, ji zaručuje, že se ohřívá víceméně rovnoměrně. Z pekla štěstí, že ano?
Současná hypotéza říká:
že část vody vznikla při formování Země,
část byla přinesena asteroidy a kometami,
voda je ve vesmíru běžná — v mezihvězdných oblacích, na měsících, v kometách.
Žádný „ledový gel“ jako čtvrté skupenství fyzika oficiálně nezná. Ale zná vysokotlaké fáze ledu, které na Zemi běžně nenajdeme — třeba v nitrech planet a měsíců.
V přírodě se chemicky „čistá“ voda prakticky nevyskytuje
Další zajímavostí je, že úplně čistá voda, tedy taková, která by přesně odpovídala našemu oblíbenému vzorci, se v přírodě v podstatě nevyskytuje. S trochou nadsázky by se dalo říci, že nejvíce chemicky čisté vody je v laboratořích.
Kolik je na Zemi vody?
Aktuální odhady (USGS, 2024):
Celkové množství vody: cca 1,386 miliardy km³
Sladká voda: asi 2,5–3 %
Z toho přibližně 68–70 % je v ledovcích a sněhu
Asi 30 % je podzemní voda
Pouze cca 0,3 % sladké vody je dostupné v řekách a jezerech. To je ta voda, kterou používáme.
Kdybychom všechnu vodu na Zemi slili do koule, měla by průměr asi 1 385 km.
Naše Země, jako jediná z planet Sluneční soustavy, má atmosféru složenou z vody, kyslíku a dusíku. (Na ostatní plyny připadá přibližně pouze jediné procento.) Voda, obsažená v naší atmosféře, zásadně ovlivňuje počasí a podnebí na Zemi. Tato voda se v atmosféře nachází v podobě par, vody kapalné i krystalků ledu. Množství páry se sice neustále mění, ale nějaká tam pokaždé je. Dostává se tam vypařováním z volných vodních hladin (ale také z půdy a vegetace). Jen pro zajímavost, z oceánů se ročně do ovzduší vypaří přibližně 503 000 km³ vody a z pevniny dalších 74 000 km³. Neustále se v atmosféře Země vyskytuje něco kolem 13 000 km³ vody, což je asi 0,001% veškeré pozemské vody.
Sladká a slaná voda
Voda je jen jedna. Rozdíl je v obsahu soli, které je v průměru přibližně 35 kg na jednu tunu vody v případě vody, které říkáme slaná. Té je také na zeměkouli neporovnatelně více, nežli vody sladké. Či lépe řečeno neslané.
Pro naši existenci je zajímavější voda sladká. Jenomže kvůli růstu populace klesla dostupnost obnovitelné sladké vody na osobu od roku 1960 o více než 50 %.
„Lidská populace se každoročně zvýší přibližně o 90 milionů lidí. Každý nový člověk přitom nepředstavuje jen spotřebu pitné vody, ale i vody skryté v potravinách, energii a průmyslu. V součtu jde každoročně o desítky kubických kilometrů vody navíc.“
Kolik lidí má problémy s vodou
Přibližně 2,2 miliardy lidí nemá bezpečný přístup k pitné vodě. A přes 4 miliardy lidí zažívají vážný nedostatek vody alespoň část roku.
Zhruba 5 % z celkového množství pitné vody se skutečně vypije nebo použije na vaření.
V českých domácnostech vypadá běžná spotřeba vody nějak takhle:
přímé pití a vaření tvoří cca 3–5 % spotřeby
sprchování a koupání cca 35–40 %
splachování WC cca 25–30 %
praní cca 12–15 %
Průměrná denní spotřeba v ČR (2024) je kolem 88–95 litrů na osobu denně a spotřeba oproti minulosti klesá.
Domácnosti spotřebují přibližně 10 %. 20 % připadá na průmysl a až 70 % nateče do zemědělství. Průmysl a zemědělství nespotřebávají vždy vodu pitnou jako domácnosti. Výjimkou je průmysl potravinářský. Pokud byste chtěli příklad spotřeby zemědělství, pak 1 tuna obilí spotřebuje až 1 800 m³ vody. A tuna vypěstovaného hovězího masa až 20 000 m³ vody. A to už vůbec nemluvě o balené vodě. Ta má oproti kohoutkové vodě až tisícinásobně vyšší energetickou náročnost a z pohledu logiky by se měla pít pouze tam, kde je nevhodná kohoutková voda.
Voda je již dnes neoficiální strategická surovina
Dalo by se říci, že největší spotřebu vody má v západním světě zemědělství. Přes 60 %. Zemědělství nespotřebovává vždy nezbytně vodu pitnou. Ovšem na kvalitní pitné vodě je kompletně závislý průmysl potravinářský. Podobně jako se vymyslela uhlíková stopa, jejíž význam se line především v teoretické rovině, vodní stopa, je v mnohém realističtější a alarmující.
Znečištění vody
Znečišťování vody, a jedno jestli slané nebo sladké, je průvodním jevem civilizace. Voda je totiž dokonalé rozpouštědlo. A co rozpouští, to také roznáší. Znečištění se ve vodě „ztratí“. Ale jen opticky. Ve skutečnosti se jen rozptýlí. Stačí relativně malé množství škodlivé látky, která dokáže znehodnotit obrovský objem vody. Ne proto, že by voda byla slabá. Ale proto, že je příliš ochotná „spolupracovat“.
Co nejvíce znečišťuje vodu
Zemědělství
Globálně největší zdroj plošného znečištění.
dusík a fosfor z hnojiv
pesticidy
zbytky léčiv z chovů
splachy erodované půdy
Právě zemědělství je dnes hlavním zdrojem eutrofizace povrchových vod v Evropě. Ne domácnosti. Ne pračky.
Průmysl
Historicky devastující, dnes lépe kontrolovaný... alespoň v Evropě.
těžké kovy
organické polutanty
ropné látky
PFAS (tzv. „věčné chemikálie“)
PFAS jsou dnes jedním z největších problémů moderního vodního hospodářství. Jsou extrémně perzistentní a běžné čistírny je nedokážou odstranit.
Odpadní vody z domácností
Dnes už nejde jen o klasické organické znečištění, které by čističky odpadních vod snadno odstranily.
Ve vodě končí:
zbytky léků (antibiotika, hormony, antidepresiva)
kosmetické látky
dezinfekční chemie
Čističky odpadních vod jsou technologicky vyspělé, ale nejsou navržené na mikropolutanty. Ty jen částečně zachytí, část projde dál. Navíc vývoj technologií čištění vod není tak rychlé, jako vývoj technologií, po kterých musejí vodu čistit.
Přibližně 80 % odpadních vod na světě se stále vypouští bez dostatečného čištění.
Více než 1,7 miliardy lidí žije v oblastech, kde je voda kontaminovaná fekálními bakteriemi.
Vegetace jako nenápadný výkonný filtr vody
Úbytek lesů a trvalých travních porostů má přímý vliv na kvalitu vody. A stejně tak na jejím zadržování (prevence povodní, zásoby vláhy, apod.) Lesy totiž zpomalují odtok vody, filtruje živiny a zadržuje sedimenty. Bez zdravých lesů voda odteče rychleji a odnese s sebou vše, co je jí v cestě. Na místo zvlhčení a udržení vody v půdě jen „proteče“.
I malý zdroj znečištění dokáže znehodnotit miliony krychlových metrů vody
Kolik máme u nás vody?
Naše země je na tzv. odtokovém území. Tedy v oblasti, odkud voda především odtéká. Žádné významné přítoky tu nemáme. I dešťová voda je odplavována řekami mimo naše území.
Na území České republiky se nachází hlavní evropské rozvodí, které odděluje úmoří tří moří:
Labe → Severní moře
Odra → Baltské moře
Morava (přes Dunaj) → Černé moře
Vodní fakta ČR
Délka vodovodních sítí v ČR: cca 78 000–80 000 km
Délka kanalizačních sítí v ČR: cca 48 000 km
Počet vodojemů: přes 12 000 (sedí)
Počet čistíren odpadních vod: cca 2 800–3 000
Čistíren na úpravu pitné vody, těch je zhruba jen 1 500–2 000)
Na záchodě si svítíte úspornou žárovkou, abyste uspořili 0,nic elektřiny a 0,nic emisí CO₂. Pak po sobě záchod spláchnete několika litry pitné vody. Hloupé, že?
Voda: technologicky dokonalá surovina
Pitná voda je jedna z technologicky nejdokonalejších surovin, které si dokážeme „vyrobit“. Než vyteče z kohoutku, nebo se s ní spláchne záchod (rozvody tzv. užitkové vody v obytných a kancelářských budovách jsou výjimkou), musí se stát zhruba toto:
musí se získat v povodí
projde úpravou (filtrace, koagulace, dezinfekce)
laboratorní kontrolou
přečerpáním desítky kilometrů potrubí
skladováním ve vodojemech
nepřetržitým monitoringem
A když ji použijeme, následuje:
odvedení kanalizací
biologické a chemické čištění
energeticky náročné procesy
likvidace kalů
A to všechno stojí zhruba 100–120 Kč za kubík. To znamená asi 10 haléřů za litr.
Za deset haléřů nedostanete skoro nic, že?
