Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego

Transkrypt

1 24 Nauka i technika Gospodarka wodna Rok VII Zeszyt 3(41) maj czerwiec 2015 ISSN Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego Rationalizing the exploitation of water resources by measuring the Water Footprint Ewa Burszta Adamiak Wiesław Fiałkiewicz Streszczenie Rozwój ekonomiczny, urbanizacja oraz poprawa warunków życia spowodowały wzrost zapotrzebowania na wodę i zwiększyły poziom jej zanieczyszczenia. Sytuacja ta jest obserwowana nie tylko w Polsce, ale i w wielu krajach Europy i świata, stąd problematyka zasobów wodnych jest coraz częściej podejmowanym tematem rozmów na poziomie międzynarodowym. Obecnie wyzwaniem dla gospodarki wodnej staje się ochrona zasobów wodnych przed zanieczyszczeniem oraz niewłaściwą lub nadmierną ich eksploatacją, tak aby zapewnić odpowiednią ilość i jakość wody dla zaopatrzenia ludności, przemysłu czy też rolnictwa. Nie jest to jednak zadanie łatwe. Dlatego wciąż poszukuje się narzędzi pozwalających na polepszenie zarządzania i gospodarowania wodą. Jednym z nich jest wskaźnik śladu wodnego (ang. Water Footprint). W artykule przybliżono pojęcie śladu wodnego oraz przedstawiono możliwości wykorzystania tego wskaźnika do analizy różnych problemów środowiskowych związanych z eksploatacją i zarządzaniem zasobami wodnymi, z jakimi spotkano się w wybranych miastach Europy Środkowej w czasie realizacji międzynarodowego projektu unijnego pt. Zastosowanie podejścia Water Footprint do monitorowania, oceny i poprawy gospodarowania wodą na obszarach miejskich (URBAN_WFTP). Słowa kluczowe: zasoby wodne, ślad wodny, zarządzanie, tereny miejskie Abstract Economic development, urbanization and the improvement of living conditions caused an increase in water demand and increased the level of contamination. This situation is observed not only in Poland but also in many countries in Europe and worldwide, thus the issue of water resources is often the topic of conversation at the international level. The challenge now for the water management becomes the protection of water resources from pollution and improper or excessive exploitation, so as to ensure an adequate quantity and quality of water for public supply, industry or agriculture. This is not an easy task. Therefore, tools are constantly sought to improve water management. One of them is the water footprint indicator. This article explains the water footprint approach and presents the possibility of using this indicator to analyze a variety of environmental problems associated with the exploitation and management of water resources, which were encountered in selected Central European cities during the implementation of the EU s international project: Introduction of Water Footprint (WFTP) Approach in Urban Area to Monitor, Evaluate and Improve the Water Use (URBAN_WFTP). Keywords: water resources, water footprint, management, urban area 1. Wprowadzenie Chęć zachowania wyższego standardu życia, rozwój przemysłu, a także perspektywa zmian klimatu, skutkująca większym zagrożeniem powodzią i suszą, stwarzają sytuację, w której gospodarka wodna musi sprostać nowym wyzwaniom. Świadomość tych wyzwań sprzyja poświęceniu większej uwagi zagadnieniom ochrony zasobów wodnych. Według Światowego Raportu o Gospodarce Wodnej [9] woda w Europie jest użytkowana w największym stopniu przez przemysł (50% dostępnych zasobów), następnie przez rolnictwo (30%) i gospodarstwa domowe (20%). Jednak, z punktu widzenia społecznego, najważniejszy jest pobór wody w celu zaopatrzenia ludności miast i wsi. Możliwości zaopatrzenia ludności w wodę do picia są ściśle związane z wielkością i jakością zasobów wodnych. Europa nie jest powszechnie uważana za suchy kontynent. Tym bardziej, zaskakujący może wydać się fakt, że blisko połowa ludności Unii Europejskiej żyje w krajach odczuwających

2 Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego 25 deficyt wody, w których pobór z istniejących źródeł wody słodkiej jest zbyt wysoki [7]. W Polsce, biorąc pod uwagę istniejące zasoby, ilość wody w przeliczeniu na jednego mieszkańca wynosi około 1600 m 3 / rok, podczas gdy w krajach europejskich przeciętne zasoby wód powierzchniowych są prawie trzykrotnie większe. W krajach rozwijających się obserwowany jest także wzrost stopnia zanieczyszczenia wód. Dzieje się tak dlatego, że zasoby wód powierzchniowych są stale narażane na negatywne zmiany pod wpływem antropopresji. Zagrożenia dla ilości i jakości wód podziemnych wynikają nie tylko z nadmiernej eksploatacji, ale także z występujących na znacznie większych obszarach dopływów pozostałości nawozów, ścieków i wód zanieczyszczonych oraz niekontrolowanych przecieków paliw i substancji chemicznych [3]. Zmiany jakościowe wód stanowią ryzyko dla ekosystemów wodnych, ale także wiążą się z koniecznością modyfikacji stosowanych technologii uzdatniania wód, co znacznie podraża koszty jej produkcji i dystrybucji. Z uwagi na obserwowane zmiany, problematyka zasobów wodnych, ich jakości i konieczności oszczędnego gospodarowania nimi, są coraz częściej podejmowanymi tematami debat na poziomie międzynarodowym. Okazuje się bowiem, że 20-40% wody w Europie jest marnowane, a poprawa efektywności zużycia wody o 40% możliwa jest poprzez ulepszenie rozwiązań technologicznych [1]. Z uwagi na fakt, że ponad 75% ludności Europy żyje w obszarach zurbanizowanych, aby przyczynić się do realizacji zapisanych w regulacjach prawnych celów, należy oddziaływać na zachowania i technologie na poziomie miejskim. Z myślą o potrzebie zastosowania innowacyjnych narzędzi do monitorowania i zarządzania wykorzystaniem wody, w listopadzie 2012 roku rozpoczęto realizację międzynarodowego projektu unijnego pt. Zastosowanie podejścia Water Footprint do monitorowania, oceny i poprawy gospodarowania wodą na obszarach miejskich (URBAN_WFTP). Projekt trwał 25 miesięcy (do listopada 2014 r.) i był realizowany przez konsorcjum, w skład którego wchodziły: Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu oraz Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji we Wrocławiu (Polska), Uniwersytet w Padwie, Giacomo Rumor Foundation Veneto Productivity Center oraz Gmina Vicenza (Włochy), Uniwersytet w Innsbrucku oraz Alps Ltd. (Austria), Innova Eszak-Alföld Regionalna Agencja Rozwoju Regionalnego i Innowacji (Węgry) oraz Przemysłowa Izba Gospodarcza Norymbergii i Środkowej Frankonii (Niemcy). Partnerem wiodącym był Uniwersytet w Padwie (Włochy). Projekt był finansowany z Programu Operacyjnego dla Europy Środkowej ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego (EFRR). W ramach realizacji projektu podjęto próby zastosowania wskaźnika śladu wodnego (Water Footprint WFTP), jako narzędzia wspomagającego proces podejmowania decyzji w celu lepszego zarządzania i gospodarowania wodą na obszarach miejskich. Celem artykułu jest przybliżenie pojęcia śladu wodnego oraz przedstawienie możliwości wykorzystania tego wskaźnika w analizowaniu różnych problemów środowiskowych związanych z wykorzystaniem i zarządzaniem zasobami wodnymi, z jakimi spotkano się w wybranych miastach Europy Środkowej w czasie realizacji ww. projektu. 2. Ślad wodny Wskaźnik Water Footprint pozwala na określenie pośredniego i bezpośredniego zużycia wody. Koncepcja śladu wodnego została wprowadzona po raz pierwszy jako wskaźnik zużycia słodkiej wody [6]. Ślad wodny można wyznaczyć dla produktu, procesu technologicznego, przedsiębiorstwa, regionu oraz kraju [4]. W rzeczywistości WFTP jest wielowymiarowym wskaźnikiem pokazującym objętość wody zużytej, umownie nazywanej wodą niebieską, zieloną i szarą [2, 5, 8]. Wszystkie składniki WFTP są Rys. 1. Strumienie wody w mieście (opracowanie własne)

3 26 Nauka i technika Gospodarka wodna uzależnione od położenia geograficznego i czasu. Niebieski WFTP określa objętość dostępnej wody, która została zużyta, to znaczy nie powróciła w krótkim czasie do tej samej zlewni. Zielony WFTP jest definiowany, jako ta część objętości wód opadowych, która została pobrana przez rośliny do wytworzenia określonych produktów (np. rolnych). Szary WFTP dotyczy zanieczyszczenia wód i obliczany jest jako objętość wody, która byłaby potrzebna do rozcieńczenia ładunku odprowadzanych zanieczyszczeń do takiego stopnia, aby jakość uzyskanej wody nie przekraczała ustalonych standardów. Strumienie wody wyznaczone dla potrzeb obliczenia śladu wodnego w miastach przedstawiono na rys Zastosowanie wskaźnika śladu wodnego w praktyce W ramach projektu podejście śladu wodnego zostało wdrożone w trzech europejskich miastach: Vicenzie we Włoszech, Innsbrucku w Austrii oraz we Wrocławiu, gdzie zostały założone wirtualne laboratoria (UWFLab). Zadaniem laboratoriów była analiza i ocena zachowania konsumentów i dostawców wody oraz szerzenie wiedzy, a także wskazywanie najlepszych praktyk, procedur i technologii (tab. 1). Analiza wskaźnika śladu wodnego została przeprowadzona na trzech poziomach (rys. 2). Pierwszy z nich bazował na wykonaniu bilansu ilości wody doprowadzanej i odprowadzanej z terenu miasta, pozwalając tym samym na ogólną ocenę śladu wodnego. Na drugim poziomie analiz ślad wodny miasta był rozpatrywany z uwzględnieniem podziału terenu na obszary o różnym sposobie użytkowania (podział wykonano w oparciu o Europejski Atlas Miejski, wykorzystując do tego celu oprogramowanie ArcGIS). Ten poziom pozwolił na wyodrębnienie tzw. hotspotów, czyli miejsc w których zużycie wody było największe i gdzie należałoby w pierwszej kolejności podjąć inicjatywy poprawiające ślad wodny tych terenów. Poziom trzeci obejmował ocenę śladu wodnego dla budynków. Ten ostatni poziom modelowania umożliwił lepsze zrozumienie wpływu zasad lokalnej polityki i technologii na zużycie wody przez indywidualnego mieszkańca miasta. Dodatkowo, na przykładzie Innsbrucka (Austria), zostało określone zużycie tzw. wody wirtualnej, czyli dokonano analizy ilości wody, która została zużyta do wyprodukowania towarów i usług skonsumowanych w mieście. Zastosowanie w tych trzech miastach ujednoliconego podejścia śladu wodnego, przy wykorzystaniu różnych wariantów ocen (dla miasta, obszarów o różnym zagospodarowaniu terenu oraz pojedynczych budynków), pozwoliło wykonać analizę odmiennych problemów gospodarki wodnej, charakterystycznych dla danego miasta. Tab. 1. Charakterystyka laboratoriów (UWFlab) wraz z kierunkami ich działań (opracowanie własne) Podstawowe dane o mieście Kierunki działań wyznaczone w ramach projektu Kierunki działań wyznaczone na przyszłość Liczba ludności: 631 tys. Powierzchnia: 293 km² 569 mm 7,5 C Wysokość n.p.m: m Liczba ludności: 125 tys. Powierzchnia: 105 km² 904 mm 8,5 C Wysokość n.p.m.: m Liczba ludności: 113,6 tys. Powierzchnia: 80 km² 1090 mm 12,8 C Wysokość n.p.m.: 39 m Wrocław (Polska) modelu A i B identyfikacja potrzeb celem poprawy zarządzania gospodarką wodno-ściekową w mieście omówienie z władzami samorządowymi zakresu zmian w lokalnych regulacjach Docelowe grupy odbiorców: lokalni decydenci oraz mieszkańcy Innsbruck (Austria) modelu A i obliczeń wody wirtualnej Docelowa grupa odbiorców: młode pokolenie mieszkańców (do 18 roku życia) Vicenza (Włochy) modelu A i C ocena zużycia wody w mieście i wprowadzenie zmian w planach zagospodarowania przestrzennego Docelowe grupy odbiorców: młode pokolenie mieszkańców (od 9 do 18 lat) włodarze lokalnego oraz regionalnego rynku wod-kan edukacja dzieci, młodzieży i dorosłych, szczególnie menedżerów i decydentów branży wod-kan. i planistów wzrost efektywnego odpływu poprzez ograniczenie uszczelnienia powierzchni w miastach i odprowadzanie nadmiaru spływów kanalizacją rozdzielczą podnoszenie poziomu wiedzy na temat wielkości strat wody i jej zużycia w gospodarstwach domowych zastosowanie podejścia śladu wodnego przy budowie i rozbudowie infrastruktury oraz przy wdrażaniu nowych technologii w sektorze wod-kan edukacja mieszkańców w zakresie poprawy zarządzania wodami w miastach i gospodarstwach domowych wzrost efektywnego odpływu poprzez ograniczanie odpływów do odbiorników i zagospodarowywania części opadów na miejscu wzrost świadomości mieszkańców na temat wielkości strat wody i wykorzystania wody z prywatnych studni zastosowanie podejścia śladu wodnego w planowaniu zrównoważonego rozwoju w mieście

4 Racjonalizacja wykorzystania zasobów wodnych poprzez pomiar śladu wodnego 27 Rys. 2. Poziomy analiz wskaźnika śladu wodnego w poszczególnych miastach (opracowanie własne) Podnoszenie świadomości mieszkańców oraz włodarzy miast odbywało się poprzez rozpowszechnianie wiedzy na temat podejścia śladu wodnego na warsztatach, seminariach oraz szkoleniach organizowanych w ramach projektu. Dostępność zasobów wodnych i potrzeba ich oceny i monitorowania za pomocą ujednoliconych wskaźników była także przedmiotem dyskusji na konferencjach krajowych i międzynarodowych, w których poza wykonawcami projektu brali udział reprezentanci grup naukowców, zewnętrznych ekspertów oraz decydentów. Spotkania, w których brali udział decydenci, miały szczególne znaczenie, gdyż dyskutowano na nich o możliwości wykorzystania podejścia śladu wodnego w praktyce, tj. m.in. przy opracowywaniu miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego, w realizacji przyszłej polityki regionu i strategii rozwoju miasta. W trakcie projektu były organizowane także wizyty studyjne (w każdym z ustanowionych w projekcie laboratoriów UWFLabs), w czasie których prezentowano technologie stosowane w sektorze wodno-ściekowym oraz przykłady zrównoważonych najlepszych praktyk pozwalających na zmniejszenie śladu wodnego terenów zurbanizowanych. Wskazanie najlepszych praktyk, procedur i technologii dla lepszego wykorzystania wody i gospodarki wodnej, było celem przyświecającym opracowywaniu w ramach projektu, specjalnej bazy danych. Zawiera ona dane o podmiotach z sektora publicznego i prywatnego (firmy, jednostki naukowe, laboratoria itp.), których działalność przyczynia się do poprawy gospodarowania zasobami wodnymi w terenach zurbanizowanych. Baza danych jest ogólnodostępna (szczegóły w zakładce Water Database na stronie internetowej projektu). Z jej zasobów mogą korzystać wszyscy użytkownicy wody, począwszy od indywidualnego mieszkańca miasta jak i jednostki administracyjne zajmujące się produkcją, dystrybucją i zarządzaniem wodą w mieście. Zapisy do bazy nie zostały przerwane wraz z zakończeniem projektu. Wciąż istnieje możliwość zapisania się do niej i poszerzenia grona specjalistów prowadzących działalność z zakresu sektora wodno-ściekowego, którzy swoją działalnością wpływają korzystnie na wielkość śladu wodnego miast. W celu promowania i rozpowszechniania wyników projektu została także utworzona sieć ekspertów projektu URBAN_WFTP. Z ich wiedzy i doświadczeń mogą skorzystać osoby, które chcą lepiej zrozumieć metodykę obliczania śladu wodnego oraz dowiedzieć się o możliwościach praktycznego zastosowania najlepszych praktyk, procedur i technologii dla lepszego wykorzystania wody na poziomie miast, przedsiębiorstw czy wspólnot mieszkaniowych. Aby uzyskać kontakt z członkami sieci należy wysłać na adres experts@ urban-wftp.eu, wskazując powód kontaktu oraz kluczowe kompetencje, a także branżę, w której pomoc ma być udzielona, zgodnie z instrukcją podaną na stronie projektu w zakładce Network of Experts. Zakończenie projektu URBAN_ WFTP zbiegło się z ukończeniem prac nad nową normą ISO dotyczącą śladu wodnego (ISO 14046:2014: Environmental management Water Footprint Principles, Requirements and Guidelines). Jest to o tyle ważne, że od tej pory zarówno interesariusze, konsumenci jak i wiele organizacji międzynarodowych zostało zobowiązanych do zwracania większej uwagi na zużycie wody przez przedsiębiorstwa. Przed normą ISO nie było żadnych międzynarodowych standardów dotyczących oceny zużycia wody. Przedsiębiorstwa stosowały różne techniki w celu uzyskania danych związanych ze zużyciem wody na potrzeby raportów dotyczących ochrony środowiska. Norma ISO definiuje zasady, warunki i wytyczne dotyczące oceny śladu wodnego produktów, procesów i organizacji na podstawie oceny cyklu życia (LCA). Dostarcza więc spójnej metodologii służącej do określenia zużycia wody za pomocą wskaźnika śladu wodnego na potrzeby sporządzania np. raportów oddziaływania na środowisko. Opracowanie tej normy, to zapewne dopiero początek wzrostu zainteresowania wykorzy-

5 28 Nauka i technika Gospodarka wodna staniem wskaźnika śladu wodnego do oceny ilości zużywanej wody. 4. Podsumowanie Pomimo zastosowania podejścia śladu wodnego do oceny zużycia wody w miastach różniących się od siebie pod względem charakterystyki geograficznej i warunków meteorologicznych, w ramach prowadzonych analiz zidentyfikowano podobne problemy i potrzeby w zakresie zarządzania zasobami wodnymi na terenach zurbanizowanych. Wykorzystanie tego wskaźnika w praktyce może być przydatne szczególnie dla decydentów, w tym przedsiębiorstw wodociągowo-kanalizacyjnych, a także polityków i władz miast oraz planistów, którzy mają wpływ na realizowane inwestycje związane z gospodarowaniem wodą w miastach oraz jej uzdatnianiem. Z tych względów istotne jest, aby stale podnosić poziom świadomości społecznej na temat znaczenia ochrony zasobów wodnych i motywować do wyboru przyjaznych dla środowiska i zrównoważonych rozwiązań, a w konsekwencji dokładać starań, aby odpowiedzialnie zarządzać tym cennym zasobem, jakim jest woda. Więcej informacji na temat zastosowania podejścia śladu wodnego w praktyce, wyników prowadzonych obliczeń i analiz prezentowanych w raportach i publikacjach można znaleźć na stronie projektu www. urban-wftp.eu. 5. Literatura [1] EU Water saving potential. Final report ENV.D.2/ETU/2007/0001r, Ecologic Institute for International and European Environmental Policy. [2] Fiałkiewicz W., Burszta-Adamiak E., Malinowski P., Kolonko A.: Urban Water Footprint system monitorowania i oceny gospodarowania wodą w miastach. Ochrona Środowiska 2013, 35, 3: [3] Gutry-Korycka M., Sadurski A., Kundzewicz Z. W., Pociask-Karteczka J., Skrzypczyk L.: Zasoby wodne a ich wykorzystanie. Nauka 2014, 1, [4] Hoekstra A. Y.: Sustainable, efficient, and equitable water use: the three pillars under wise freshwater allocation. WIREs Water 2014, 1, 31 40, doi: /wat [5] Hoekstra A. Y., Chapagain A. K., Aldaya M. M., Mekonnen M. M.: The water footprint assessment manual setting the global standard. London, UK: Earthscan [6] Hoekstra A. Y., Hung P. Q.: Virtual water trade: A quantification of virtual water flows between nations in relation to international crop trade. Value of Water Research Report Series No.11, UNESCO-IHE [7] Praca zbiorowa Komisji Europejskiej, dyrekcji generalnej ds. Środowiska naturalnego: Woda to życie. W jaki sposób Ramowa Dyrektywa Wodna chroni zasoby wodne Europy. Urząd Publikacji Unii Europejskiej, Luksemburg 2011, doi: /28801 [8] Stępniewska M.: Ile wody naprawdę zużywamy? Ocena śladu wodnego Polaków związanego z konsumpcją żywności. Gospodarka Wodna 2014, 9, [9] WWAP (World Water Assessment Programme). The United Nations World Water Development Report 4: Managing Water under Uncertainty and Risk. Paris, UNESCO, dr inż. Ewa Burszta-Adamiak dr inż. Wiesław Fiałkiewicz Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Instytut Inżynierii Środowiska PORTAL SAMORZĄDOWYCH LIDERÓW I PROFESJONALISTÓW WIĘCEJ NA