Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego

Transkrypt

1 Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego dr inż. Wiesław Fiałkiewicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Kraków, r.

2 Plan prezentacji Definicja wody wirtualnej i śladu wodnego Składniki śladu wodnego Przykłady dla produktów, krajów i mieszkańców Metodologia WFN Model śladu wodnego dla miasta Ślad wodny dla Wrocławia Czynniki wpływające na ślad wodny miast

3 Rys historyczny Pojęcie woda wirtualna (Virtual Water) wprowadził John A. Allan w 1993 r. Woda potrzebna do wytworzenia produktu globalna wymiana wody zawartej w produktach. wskaźnik ślad wodny (Water Footprint) zaproponował Arjen Y. Hoekstra w 2002 r. Wszechstronny wskaźnik zużycia zasobów wody słodkiej. Produktu, Kraju, Ludności normę ISO 14046: Zarządzanie środowiskowe - Ślad wodny - Zasady, wymagania i wytyczne, opublikowano w 2014 r. Wskaźnik określający potencjalny wpływ na środowisko wodne na podstawie oceny cyklu życia (LCA). Wyrobów, procesów i organizacji.

4 Woda wirtualna Całkowita ilość wody, która jest potrzebna do wyprodukowania danego produktu spożywczego, który może być sprzedany.

5 Przepływ wody wirtualnej [Gm 3 /a] Mekonnen, M.M. and Hoekstra, A.Y. (2011)

6 Ślad wodny Według WFN ( Water Footprint Network) ślad wodny to: Wskaźnik zużycia wody słodkiej przez konsumenta lub producenta, który uwzględnia zużycie wody: bezpośrednie pośrednie Mierzony w jednostce czasu lub dla całego procesu wytwarzania.

7 Składniki śladu wodnego Zielony ślad wodny: objętość wody opadowej, która nie spływa powierzchniowo (ewapotranspiracja) Niebieski ślad wodny: objętość zużytej wody powierzchniowej i podziemnej (parowanie, transfer, produkcja) Szary ślad wodny: objętość wody, która byłaby konieczna do rozcieńczenia zanieczyszczeń do takiego stopnia, aby jakość wody nie była gorsza od obowiązujących standardów

8 Składniki śladu wodnego Bezpośredni ślad wody Pośredni ślad wody Pobór wody Woda powrotna Zielony ślad wody Niebieski ślad wody Zielony ślad wody Niebieski ślad wody Konsumpcja wody Statystyczne zużycie wody Szary ślad wody Szary ślad wody Zanieczyszczenie wody Hoekstra et al. (2011)

9 Ślad wodny Produktu Procesu Konsumenta Grupy konsumentów (wspólnoty) Przedsiębiorstwa Regionu (kraju)

10 Ślad wodny produktów spożywczych

11 Ślad wodny produktów przemysłowych

12 Ślad wodny krajowej konsumpcji m 3 a per capita Hoekstra and Mekonnen (2012)

13 Ślad wodny mieszkańca Średni 1385 m 3 /rok = 3800 litrów/dzień 3.8% śladu wodnego to zużycie wody w domu 96.2% śladu wodnego jest niewidzialne, zawarte w produktach kupowanych w sklepach 91.5% produkty rolnicze, 4.7% produkty przemysłowe 22% śladu wodnego nie ma pochodzenia krajowego, tylko pochodzi z zagranicy Hoekstra & Mekonnen (2012)

14 Ślad wodny krajów GWSP Digital Water Atlas (2008). Map 33: Water Footprint per Country (V1.0). Available online at

15 Metodologia WFN 1 Zdefiniowanie celu i zakresu 2 Obliczenie śladu wodnego 3 Ocena zrównoważenia śladu wodnego 4 Sformułowanie działań poprawiających ślad wodny Hoekstra et al. (2011)

16 Ślad wodny miasta Zielony ślad wodny konsumpcja tej części opadu, która nie zamienia się w spływ powierzchniowy. Obejmuje wodę, która transferowana jest z powierzchni zielonych do atmosfery w wyniku ewapotranspiracji. Niebieski ślad wodny konsumpcja zasobów wód powierzchniowych i podziemnych. Obejmuje parowanie z powierzchni uszczelnionych, magazynowanie wody opadowej i eksport poza granice miasta. Szary ślad wodny objętość czystej wody, która byłaby konieczna do rozcieńczenia zanieczyszczeń do takiego stopnia, aby jakość wody nie była gorsza od obowiązujących standardów. Obliczany na podstawie ładunku zanieczyszczeń odprowadzanych do odbiornika.

17 Model śladu wodnego Handel Konsumpcja Model przepływu wirtualnego Produkcja Przepływ wody rzeczywistej Model przepływu rzeczywistego Fialkiewicz et al. (2014)

18 Model przepływu wirtualnego Woda wirtualna importowana i re-eksportowana Woda wirtualna importowana i re-eksportowana Woda wirtualna importowana Ślad wodny skonsumowanych produktów wytworzonych poza miastem z wody zewnętrznej MIASTO Ślad wodny skonsumowanych produktów Woda wirtualna eksportowanych produktów Woda wirtualna eksportowana Woda rzeczywista pochodząca z miasta

19 Model przepływu rzeczywistego Burszta-Adamiak i Fialkiewicz (2015)

20 ZŁOŻONOŚĆ Modele śladu wodnego miasta Mała A B Globalny Ogólna charakterystyka miasta Powierzchniowy Podział miasta na 20 regionów zgodnie z European Urban Atlas C Lokalny Szczegółowa charakterystyka miasta Duża Fialkiewicz et al. (2014)

21 Ślad wodny dla Wrocławia 23 mln m 3 34% 8 mln m 3 12% 67 mln m 3 /rok 36 mln m 3 54% 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 34,1% 4,9% 6,6% 6,9% 16,7% Ścieki oczyszczone Ewaporacja z terenów prywatnych Ewapotranspiracja z terenów publicznych Straty w prod. ciepła Zużycie i magazynowanie 30% 2,8% 20% 10,1% Niebieski ślad wodny Zielony ślad wodny 9,3% 10% Szary ślad wodny 2,2% 6,4% 0% Eksport Straty w transporcie Ewaporacja z pow. utwardzonych Ewaporacja z dachów Ewaporacja z dróg

22 Ślad wodny dla regionów administracyjnych Wrocławia [m 3 /rok]

23 Czynniki zmieniające ślad wodny Zmiana klimatu (opad, parowanie) Rozwój miasta (powierzchnia uszczelniona) Retencja (magazynowanie wody) Świadomość mieszkańców (oszczędzanie wody) Technologia oczyszczania ścieków (jakość ścieków) Demograficzne (zmiana liczby ludności)

24 Zielony ślad wodny 8 7 Niski: 6 5 Mały udział terenów zielonych w powierzchni miasta (wyloty kanalizacji deszczowej) Niska retencja wód opadowych w gruncie (duże obszary powierzchni szczelnych, odprowadzanie wód opadowych przy pomocy kanalizacji deszczowej) 1 0 Miasto A Miasto B Jak zwiększyć?

25 Zielony ślad wodny Zielone dachy Zwiększają powierzchnię terenów zielonych redukując powierzchnię uszczelnioną Łagodzenie szczytowego odpływu Stanowią dodatkową izolację budynku Przepuszczalna nawierzchnia komunikacyjna Zwiększenie retencji wód opadowych Redukcja odpływu rocznego do 60%

26 Niebieski ślad wodny 8 7 Wysoki: 6 Wysokie zużycie wody przez mieszkańców 5 4 Wysoka wodochłonność produkcji 3 2 Duże straty wody w sieci wodociągowej 1 0 Wrocław Miasto A Miasto Miasto C B Jak obniżyć?

27 Niebieski ślad wodny Podnoszenie świadomości mieszkańców Gromadzenie wód opadowych w celu wykorzystania do spłukiwania toalet i podlewania roślin/ murawy Modernizacja sieci wodociągowej

28 Szary ślad wodny Wysoki: Nieefektywny proces oczyszczania ścieków (przestarzała infrastruktura i technologia) Duże obciążenie oczyszczalni ścieków ładunkiem zanieczyszczeń (ścieki przemysłowe) 1 0 Miasto A Miasto CB Jak obniżyć?

29 Szary ślad wodny Podwyższenie norm jakościowych dla ścieków przemysłowych wprowadzanych do kanalizacji miejskiej Optymalizacja procesu oczyszczania ścieków Modernizacja procesu oczyszczania ścieków poprzez przebudowę infrastruktury i zastosowanie najnowszych rozwiązań technologicznych

30 Podsumowanie Wiedza o śladzie wodnym umożliwia: racjonalne zarządzanie zasobami wodnymi przez samorządy i firmy wodociągowe podnoszenie świadomości mieszkańców o deficycie wody promowanie i wspieranie zachowań pro ekologicznych promowanie i dobór pro ekologicznych rozwiązań technologicznych do produkcji dóbr materialnych

31 Dziękuję za uwagę Literatura: Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K., Aldaya, M.M. and Mekonnen, M.M. (2011) The water footprint assessment manual: Setting the global standard, Earthscan, London, UK. Mekonnen, M.M. and Hoekstra, A.Y. (2011) National water footprint accounts: the green, blue and grey water footprint of production and consumption, Value of Water Research Report Series No. 50, UNESCO-IHE, Delft, the Netherlands. Hoekstra, A.Y. and Mekonnen, M.M. (2012) 'The water footprint of humanity, Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(9): Fialkiewicz W, Czaban S, Kolonko A, Konieczny T, Malinowski P, Manzardo A, Loss A, Scipioni A, Leonhardt G, Rauch W, Haida C, Schneider K, Wohlfart K, Schmidt R, Chilo L, Bedin D, Kis A (2014) Water footprint as a newapproach to water management in the urban areas. In: Dymaczewski, Z.,Jez-Walkowiak, J., Nowak, M. (Eds.), Water Supply and Water Quality. PZITS, Poznan, pp Burszta-Adamiak E, Fialkiewicz W, (2015) Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego, Technologia Wody, Rok VII, Zeszyt 3(41): 24-28