Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Im większe miasto, tym efektywniejsze zużycie wody

Recommended Posts

Rosnąca liczba ludności wywiera coraz większy wpływ na środowisko naturalne. Szczególnym wyzwaniem jest zapewnienie odpowiednich zasobów rozrastającym się miastom, których zapotrzebowanie na surowce naturalne jest olbrzymie. Okazuje się, że zwiększenie liczby mieszkańców miasta może prowadzić do lepszego wykorzystywania zasobów. Do takich wniosków doszli naukowcy z Pennsylvania State University, którzy przeanalizowali sposób użycia wody w 65 amerykańskich miastach. Badali miejscowości od średnich rozmiarów po wielkie światowe metropolie.

Organizacja życia człowieka na naszej planecie nigdy nie była bardziej złożona. Jesteśmy powiązani niezwykłą liczbą zależności światowego handlu i gospodarki. Mieszkańcy wsi kupują żywność przywożoną z drugiego końca kuli ziemskiej. Dlatego też potrzebujemy nowych złożonych narzędzi do analizowania sposobu, w jaki wykorzystujemy surowce naturalne, mówi inżynier profesor Caitlin Grady.

Aby stworzyć narzędzia analityczne o których mowa, naukowcy musieli najpierw lepiej zrozumieć, w jaki sposób miasta wykorzystują wodę. Przyjrzeliśmy się sposobowi wykorzystywania wody. Nie tylko temu, jak woda trafia do kranów w domach, ale jak trafia do żywności, którą każde z miast produkuje i konsumuje. Przeanalizowaliśmy zarówno bezpośrednie jak i pośrednie użycie wody. Nasz ślad wodny, dodaje uczona.

Naukowcy wykorzystali dane Departamentu Rolnictwa, Transportu i Służby Geologicznej na temat zaobów wody, przeanalizowali jej użycie przez rolnictwo, hodowlę i przemysł. Okazało się, że w przeliczeniu na głowę mieszkańca, większe miasta zużywają mniej wody.

W miarę, jak wzrasta populacja miasta, zmniejsza się konsumpcja wody w przeliczeniu na mieszkańca. Największe miasta są pod tym względem najbardziej efektywne, mówi Grady.

Konsumpcja wody i jej zużycie do produkcji są powiązane ze strukturą gospodarczą miasta, która zmienia się w miarę jego wzrostu. To sugeruje, że większe miasta są bardziej zorientowane na usługi, a spada w nich znaczenie przemysłu. To pozwala wielkim miastom na zmniejszenie ich śladu wodnego poprzez przekierowanie aktywności wymagających zużycia dużych ilości wody do terenów słabiej zaludnionych, wyjaśnia doktorant Tasnuva Mahjabin.

Zauważono też wyjątki. Nowy Orlean ma znacznie większą konsumpcję wody niż wskazywałaby na to jego wielkość, a z kolei zużycie wody w Los Angeles jest znacznie poniżej średniej dla tej wielkości miast.

W przyszłości uczeni chcą rozwinąć swój model tak, by pozwalał na analizę większej liczby danych, na przykład, by mógł posłużyć do obliczenia ilości wody zużywanej do produkcji i dostaw energii elektrycznej czy stabilności systemu dostaw wody.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W północnym Izraelu odkryto nieznane miasto z epoki brązu. Ein Esur, bo tak zostało nazwane, liczy sobie 5000 lat, jego powierzchnia sięga 65 hektarów i było zamieszkane przez około 6000 osób. Jak informuje Izraelska Służba Starożytności, to największa osada z epoki brązu odkryta na tych obszarach, która na zawsze zmienia naszą wiedzę na temat historii urbanizacji na tym terenie.
      To osada znacznie większa niż jakakolwiek z tego okresu w Izraelu i poza Izraelem – w Jordanii, Libanie i północnej Syrii, mówi wicedyrektor wykopalisk, doktor Yitzhak Paz. Mamy tutaj zaplanowany rozkład ulic, alej i placów oraz instalacje odwadniające, dodaje. Miasto znajduje się w odległości około 50 kilometrów na północ od Tel-Awiwu. Odkryto je podczas budowy autostrady.
      W mieście znaleziono też szczątki niezwyklej świątyni, spalone kości zwierzęce – dowody na składnie ofiar – oraz figurkę z ludzką głową. Są też miliony fragmentów ceramiki, kamiennych narzędzi i naczyń. Pozostałości po budynkach mieszkalnych, miejscach spełniających różne funkcje, budynkach użyteczności publicznej wskazują na istnienie zorganizowane społeczeństwa oraz hierarchii, stwierdzają naukowcy. To Nowy Jork wczesnej epoki brązu. Kosmopolityczne, zaplanowane miasto, dodają.
      Jednak to nie jedyne odkrycie. Okazało się, że pod miastem znajdują się ślady jeszcze starszej osady. Liczy sobie ona 7000 lat. To bardzo duża osada rolnicza. A dwa tysiące lat później na jej miejscu powstało jedno z pierwszych miast w tej części świata, informuje doktor Dina Shalem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zmiany klimatyczne mogą w wielu miejscach na świecie zmniejszyć zdolność gleby do absorbowania wody, twierdzą naukowcy z Rutgers University. To zaś będzie miało negatywny wpływ na zasoby wód gruntowych, produkcję i bezpieczeństwo żywności, odpływ wód po opadach, bioróżnorodność i ekosystemy.
      Wskutek zmian klimatu na całym świecie zmieniają się wzorce opadów i inne czynniki środowiskowe, uzyskane przez nas wyniki sugerują, że w wielu miejscach na świecie może dość szybko dojść do znacznej zmiany sposobu interakcji wody z glebą, mówi współautor badań Daniel Giménez. Sądzimy, że należy badać kierunek, wielkość i tempo tych zmian i włączyć je w modele klimatyczne. Uczony dodaje, że obecność wody w glebie jest niezbędna, by ta mogła przechowywać węgiel, jej brak powoduje uwalnianie węgla do atmosfery.
      W ubiegłym roku w Nature ukazał się artykuł autorstwa Giméneza, w którym naukowiec wykazał, że regionalne wzrosty opadów mogą prowadzić do mniejszego przesądzania wody, większego jej spływu po powierzchni, erozji oraz większego ryzyka powodzi. Badania wykazały, że przenikanie wody do gleby może zmienić się już w ciągu 1-2 dekad zwiększonych opadów. Jeśli zaś mniej wody będzie wsiąkało w glebę, mniej będzie dostępne dla roślin i zmniejszy się parowanie.
      Naukowcy z Rutgers University od 25 lat prowadzą badania w Kansas, w ramach których zraszają glebę na prerii. W tym czasie odkryli, że zwiększenie opadów o 35% prowadzi do zmniejszenia tempa wsiąkania wody w glebę o 21–35 procent i jedynie do niewielkiego zwiększenia retencji wody.
      Największe zmiany zostały przez naukowców powiązane ze zmianami w porach w glebie. Duże pory przechwytują wodę, z której korzystają rośliny i mikroorganizmy, co prowadzi do zwiększonej aktywności biologicznej, poprawia obieg składników odżywczych w glebie i zmniejsza erozję.
      Gdy jednak dochodzi do zwiększenia opadów, rośliny mają grubsze korzenie, które mogą zatykać pory, a to z kolei powoduje, że gleba słabiej się poszerza i kurczy gdy wody jest więcej lub mniej.
      W kolejnym etapie badań naukowcy chcą dokładnie opisać mechanizm zaobserwowanych zmian, by móc ekstrapolować wyniki badań z Kansas na inne regiony świata i określić, w jaki sposób zmiany opadów wpłyną na gleby i ekosystemy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Oczyszczanie wody z rozpuszczalników organicznych, takich jak trichloroetylen (TRI), to nic nowego. Ale znalezienie metody, która takie zanieczyszczenia rzeczywiście neutralizuje, a nie tylko przesuwa w inne miejsce, to już wyczyn. Zespół pod kierunkiem dr hab. Anny Śrębowatej opracował metodę katalitycznego wodorooczyszczania, czyli przekształcania TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Dzięki naukowcom z IChF PAN woda, nie tylko w naszych kranach, ale też w rzekach, może być czystsza i bezpieczniejsza dla zdrowia.
      Czysta woda to skarb, a zarazem dobro coraz trudniej dostępne. Rozmaite zanieczyszczenia są powszechne, a część z nich niezwykle trudno usunąć. Do takich zanieczyszczeń należy trichloroetylen (w Polsce oznaczany akronimem TRI). Ten organiczny rozpuszczalnik był powszechnie stosowany np. w syntezach organicznych, pralniach chemicznych oraz do przemysłowego odtłuszczania metali w procesie ich obróbki. Ze względu na szkodliwość od 2016 r. jego użycie zostało oficjalnie zakazane. Jednakże biorąc pod uwagę trwałość, może on jeszcze przez wiele lat występować zarówno w wodzie, jak i glebie – wyjaśnia Emil Kowalewski z zespołu, który opracował nowatorską metodę oczyszczania wody z tego związku. Projekt jest częścią globalnego trendu skoncentrowanego na ochronie zasobów wodnych. Prowadzone badania mogą być interesujące dla przemysłu, stać się potencjalnym punktem wyjścia do opracowania nowatorskich systemów oczyszczania wody. Dlaczego?
      Dzisiejsze oczyszczalnie ścieków to systemy składające się z wielu procesów fizycznych, chemicznych i biologicznych, ale efektywnie eliminują głównie konwencjonalne zanieczyszczenia. Inne przy odpowiednio wysokich stężeniach mogą pozostawać w wodzie. Tymczasem trichloroetylenu nie powinno być w niej wcale, ze względu na to, że jest mutagenny, kancerogenny, teratogenny, a do tego niezwykle trwały. Kumuluje się i zostaje na dnie zbiorników, a że jego rozpuszczalność w wodzie jest bardzo słaba, może szkodzić jeszcze przez wiele lat.
      Dziś z takimi związkami radzimy sobie, głównie przeprowadzając ich sorpcję. Jednakże w ten sposób jedynie przenosimy zagrożenie z miejsca na miejsce. Atrakcyjnym rozwiązaniem wydaje się katalityczne wodorooczyszczanie, czyli przekształcanie TRI w mniej szkodliwe dla środowiska węglowodory. Aby w pełni wykorzystać potencjał drzemiący w tej metodzie, trzeba było jednak opracować wydajny, stabilny i tani katalizator -mówi dr hab. Anna Śrębowata, profesor IChF.
      Wcześniej przeprowadzaliśmy badania z katalizatorami palladowymi. Były skuteczne, ale kosztowne - uśmiecha się Emil Kowalewski. Nowe katalizatory niklowe, opracowane w IChF PAN, pozwalają w tani i efektywny sposób prowadzić proces oczyszczania wody w trybie przepływowym, a przy tym są proste w syntezie. Wykorzystując katalizator, w którym nanocząstki niklu o średnicy ok. 20 nm osadzamy na powierzchni węgla aktywnego, łączymy właściwości sorpcyjne węgla i aktywność katalityczną niklu - wyjaśnia dr Kowalewski. W swoich badaniach naukowcy z IChF PAN wykazali ponadto, że nanocząstki niklu osadzone na węglu aktywnym o częściowo uporządkowanej strukturze wykazują wyższą aktywność i stabilność niż analogiczny katalizator oparty na nośniku o strukturze amorficznej.
      Naukowcy są jednak najbardziej dumni z innowacyjnego elementu swoich badań: technologii przepływowej. Dzięki niej można optymalizować parametry procesu, zmniejszyć ilość odpadów, a przy tym wykorzystywać katalizatory, które w reaktorach okresowych (czyli takich, gdzie jednorazowo oczyszcza się określoną partię produktu) były nieefektywne lub wręcz nieskuteczne. Tak było z naszym katalizatorem niklowym - opowiada dr Kowalewski. Bez technologii przepływowej jego zdolności do utylizowania TRI szybko spadały, katalizator ulegał zatruciu. W reaktorze przepływowym nawet po 25 godzinach nie obserwowaliśmy spadku aktywności, choć prowadziliśmy badania na stężeniach około 8000 razy przekraczających polskie normy jego zawartości w wodzie pitnej.
      Gdzie można wykorzystać nowatorską metodę? Przede wszystkim w stacjach uzdatniania wody i oczyszczalniach ścieków. Tam, gdzie chcemy, żeby woda trafiająca do "końcowego odbiorcy", niezależnie czy jest to użytkownik wody z kranu, czy pływająca w rzece ryba, była czysta.
      A co zrobić z produktami reakcji wodorooczyszczania wody z trichloroetylenu? Powstającymi związkami są węglowodory, głównie etylen. Nie powstaje go jednak na tyle dużo, by wystarczyło na dojrzewalnię bananów - uśmiecha się półżartem naukowiec. Po prostu się ulotni...

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Mieszkające w miastach wrony amerykańskie (Corvus brachyrhynchos) mają wyższy poziom cholesterolu we krwi niż ich krewniacy mieszkający na wsiach. Autorzy najnowszych badań, których wyniki opublikowano w piśmie The Condor: Ornithological Applications, nie wykluczają, że przyczyną jest ludzkie jedzenie, którym żywią się miejskie zwierzęta.
      Obszary zurbanizowane zapewniają mieszkającym tu zwierzętom łatwy i powszechny dostęp do żywności, jednak żywność spożywana przez człowieka nie dość, że może nie być odpowiednia dla zwierząt, to często jest niskiej jakości.
      Naukowcy przeanalizowali dane dotyczące poziomu cholesterolu oraz środowiska naturalnego u ptaków ze 140 gniazd w okolicach wiejskich i miejskich miasta Davies w Kalifornii. Przeprowadzili też dodatkowy eksperyment, podczas którego dostarczali cheeseburgery z okolice 86 gniazd w wiejskiej populacji wron w pobliżu miasta Clinton w stanie Nowy Jork.
      Badania wykazały, że im bliżej miasta mieszkały ptaki, tym wyższy był u nich poziom cholesterolu we krwi. Co więcej, ptaki z okolic wiejskich, którym dostarczano cheeseburgery również miały wyższy poziom cholesterolu niż ptaki żyjące na wsi i żywiące się naturalnym pokarmem. Jednocześnie nie stwierdzono, by podwyższony poziom cholesterolu miał wpływ na przeżycie ptaków, był jednak skorelowany z lepszymi wynikami ogólnego stanu organizmu. Sama jednak urbanizacja była powiązana z krótszym życiem ptaków.
      Uczeni sądzą, że podniesiony cholesterol może wskazywać, że ptaki mają dostęp do wysokokalorycznej bogatej w tłuszcze żywności pochodzenia antropogenicznego, co do pewnego stopnia może poprawiać kondycję ptaków i w pewnej mierze redukować negatywny wpływ życia na obszarze zurbanizowanym. Potrzebne są długoterminowe obserwacje i ocena zdrowia oraz kondycji ptaków, by poznać ewentualne negatywne i pozytywne skutki zwiększonego poziomu cholesterolu u miejskich wron, konkludują autorzy badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Apameę w Syrii, jedno z największych miast hellenistycznych, założono jesienią 320 roku przed Chrystusem, dowodzi profesor Marek Olszewski z Uniwersytetu Warszawskiego. Udało się to ustalić dzięki zdjęciom, jakie wykonali złodzieje zabytków. W 2011 roku w Apamei odkryto mozaikę podłogową. Zabytek został ukradziony i sprzedany kolekcjonerom antyków. Dotychczas go nie odnaleziono, jednak złodzieje podczas kradzieży wykonali zdjęcia. I to właśnie ich analiza pozwoliła na ustalenie daty fundacji miasta.
      Przez długi czas sądzono, że Apameę założył Aleksander Wielki około 330 roku przed naszą erą. Ostatnio jednak pojawiła się hipoteza mówiąca, że jej założycielem był jeden z generałów władcy, Antygon Jednooki (Monoftalmos), a miasto powstało pomiędzy rokiem 307 a 304.
      Jedna ze scen na mozaice pokazuje fundację tej miejscowości w 320 roku przed naszą erą, najprawdopodobniej na jesieni, przez Antypatra, regenta imperium i jego syna Kassandra, dowódcę konnicy macedońskiej, powiedział profesor Olszewski.
      Dokonana przez uczonego szczegółowa analiza scen na mozaice wskazuje, że miasto najpierw było kolonią wojskową o nazwie Pella. Około 300 roku zyskała ona status miasta, któremu nadano nazwę Apamea, na cześć żony króla Seleukosa I Nikatora. Co interesujące, na mozaice uwidoczniono też samą królową Apameę. Jest to jedyny znany jej portret ze starożytności.
      Mozaika ta jest jedną z nielicznych mozaik o tematyce historycznej powstałych w antyku grecko-rzymskim. Jest to dzieło o wyjątkowym znaczeniu dla odtworzenia dziejów Apamei i diadochów, czyli dowódców armii Aleksandra Wielkiego, którzy przejęli władzę po jego śmierci, powiedział Olszewski.
      Apamea, zwana dzisiaj Kalat al-Madik, znajduje się 55 kilometrów na północny zachód od Hama. Była drugim po Antiochii największym miastem Wschodu. Znajdował się tam główny ośrodek wojskowy Seleucydów. W 63 roku p.n.e. to liczące setki tysięcy mieszkańców miasto zostało przyłączone do rzymskiej prowincji Syria. W IV wieku po Chrystusie zostało stolicą prowincji Syria Secunda. W VII wieku Apameę zniszczyli Persowie, lecz później została odbudowana. Miasto zostało opuszczone po trzęsieniu ziemi w 1152 roku.
      Mozaika, której zdjęcia analizował uczony, ma 19 metrów kwadratowych powierzchni i składa się z trzech pasów, na których przedstawiono różne sceny.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...