acqua

Poiché l'acqua è una molecola piegata, la sua forma gioca un ruolo importante nella sua polarità. Infatti, a causa della sua forma piegata, i baricentri delle cariche parziali positive e negative non sono sovrapposti. Ciò si traduce in una distribuzione non uniforme delle cariche che conferisce all'acqua le sue proprietà di molecole polari.

Ne consegue che:

• Poiché l'elettronegatività dell'atomo di O è superiore a quella di H, c'è una polarizzazione di questa molecola, che la rende un buon solvente. Di norma, ha un dipolo elettrico permanente. La polarità della molecola di H 2 Ogli permette di formare legami idrogeno intermolecolari (+20 - 25  kJ/mol ). I legami a idrogeno sono legami deboli, quindi molto mobili, che conferiscono all'acqua una struttura ordinata all'origine delle sue particolari proprietà.
• Osserviamo 2 cariche parziali negative (δ - ), sulle coppie di ossigeno non leganti che formano ciascuna un legame idrogeno con un atomo di idrogeno di un'altra molecola che porta una carica parziale positiva (δ + ).
• E una carica parziale positiva (δ + ), su ciascun atomo di idrogeno che consente legami idrogeno con l'ossigeno di un'altra molecola che porta una carica (δ - ).

Questo spiega, ad esempio, la forma particolarmente ordinata dei cristalli di ghiaccio. In quantità uguali, il ghiaccio galleggia sull'acqua (la sua densità solida è inferiore a quella del liquido).

L'acqua è un composto anfotero , cioè può essere una base o un acido . L'acqua può essere protonata, cioè catturare uno ione H + (in altre parole un protone, da cui il termine protonato ) e diventare uno ione H 3 O + (vedi Protonazione ). Viceversa, può essere deprotonato, ovvero un'altra molecola di acqua in grado di catturare un H + ioni e trasformarla in un OH - ioni . Tuttavia, queste reazioni si verificano molto rapidamente e sono minime.

I solventi protici o polari sono solubili in essi (attraverso legami idrogeno) e il solvente aprotico o non polare non lo sono.

cibo umano

L'acqua è il principale costituente del corpo umano . La quantità media di acqua contenuta in un corpo adulto è di circa il 65%, che corrisponde a circa 45  litri di acqua per una persona di 70  chilogrammi . Questa percentuale può variare, tuttavia, più una persona è magra, maggiore è la proporzione di acqua nel suo corpo. L'acqua dipende anche dall'età: diminuisce con gli anni, perché più i tessuti invecchiano, più si disidratano , l'acqua viene sostituita dal grasso .

Nel corpo, la concentrazione di acqua varia da un organo all'altro e a seconda delle cellule:

• 76% nel cervello  ;
• 78% nei polmoni  ;
• 81% nei reni  ;
• 79% nel sangue  ;
• 79% nel cuore  ;
• 78% nello stomaco  ;
• 75% nei muscoli  ;
• 70% nella pelle  ;
• 22% nelle ossa  ;
• 10% nei denti .

L'organismo umano necessita di circa 2,5  litri di acqua al giorno ( 1,5  litri in forma liquida e 1  litro acquisito nell'alimento assorbito), di più in caso di esercizio fisico o calore elevato; non è necessario aspettare di avere sete per assorbirlo, soprattutto per le donne in gravidanza e per gli anziani nei quali la sensazione di sete è ritardata. Senza acqua, la morte avviene dopo 2-5 giorni, senza fare alcuno sforzo (40 giorni senza cibo mentre si è a riposo).

Ogni giorno il corpo assorbe in media:

• 3  litri per l'uomo o 2,2  litri per la donna, di acqua sotto forma di bevanda  ;
• 0,7  litri per gli uomini o 0,5  litri per le donne, di acqua contenuta negli alimenti  ;
• 025  litri di acqua prodotta dal metabolismo dei nutrienti energetici .

Ogni giorno, il corpo rifiuta:

• da 1 a 2  litri di urina (con un minimo di 0,5  litri per una persona adeguatamente idratata in condizioni normali);
• 0,45  litro per sudorazione e sudorazione (valori aumentati con il caldo e/o con l'attività fisica);
• da 0,3  litri (± 20%) a 0,55  litri (± 10%) nell'ambito dell'attività fisica, per respirazione  ;
• 0,15  litri (± 10%) attraverso le feci .

Ci sono otto tipi:

• Acqua potabile  ;
• Acqua del rubinetto  ;
• Acqua in bottiglia  ;
• Acqua di sorgente  ;
• Acqua minerale naturale  ;
• Acqua frizzante  ;
• Acqua ferma  ;
• Acqua purificata .

I controlli di qualità sono alla ricerca di eventuali inquinanti e sostanze indesiderabili, inclusi recentemente farmaci, residui di farmaci o interferenti endocrini per limitare i rischi ambientali e per la salute dei residui di farmaci negli ambienti acquatici .

Produzione di acqua potabile

L' acqua relativamente pura o potabile è necessaria per molte applicazioni industriali e per il consumo umano.

Acqua del rubinetto e acqua in bottiglia

La comunicazione degli attori della filiera dell'acqua in Francia spesso affronta l'opposizione tra consumo di acqua in bottiglia o di rubinetto, che è fonte di alcune controversie:

• i produttori di acqua in bottiglia evidenziano la qualità del gusto di quest'acqua (assenza di nitrati , tra gli altri) e l'assenza di metalli pesanti ( piombo ,  ecc. ) talvolta presenti nell'acqua del rubinetto in presenza di vecchie tubazioni. Le problematiche economiche relative alla commercializzazione dell'acqua in bottiglia hanno talvolta portato a una distinzione tra calcare e carbonato di calcio CaCO 3in realtà identico; calcare essendo composto anche da carbonato di magnesio MgCO 3, ed entrambi essenziali per l'organismo;
• i distributori di acqua di rubinetto evidenziano la scarsa valutazione ambientale delle bottiglie di plastica (inquinamento durante la produzione, rilascio di sostanze chimiche durante i periodi di riscaldamento) e del loro trasporto ,  ecc. , così come il maggior costo dell'acqua in bottiglia. Solo una decina di inquinanti vengono monitorati su più di 20.000 sostanze chimiche presenti nell'acqua, secondo gli standard dell'acqua potabile .

In Francia, entrambi i tipi di acqua contengono sostanze inquinanti.

Inoltre, l'acqua viene utilizzata anche per pulire cibo e vestiti, per lavare ma anche per riempire le piscine (e occorrono 60  m 3 d'acqua per riempire una media piscina privata ).

Prelievi e consumi per settore

In Francia, dal 2008 al 2015, i distributori d'acqua della Francia continentale hanno fornito circa 5,5 miliardi di metri cubi di acqua potabile all'anno, ovvero, in media, 85  m 3 per abitante all'anno, o 234  litri di acqua per persona al giorno, un terzo di cui proveniente da acque superficiali (il 20% di tale acqua viene persa per perdite dalla rete di distribuzione); e in totale " ogni anno vengono prelevate diverse decine di miliardi di m 3 di acqua" e utilizzata come acqua potabile (imbottigliata e non), ma anche per l'irrigazione, l'industria, l'energia, il tempo libero, l'idroterapia, i canali, la manutenzione delle strade, la produzione di innevamento artificiale o molte altre attività, ma è la produzione di energia che consuma di più (59% del consumo totale) davanti al consumo umano (18 %), all'agricoltura (irrigazione) (12%) e all'industria (10%). Una Banca nazionale dei prelievi idrici (BNPE) è disponibile online per il grande pubblico e per gli esperti dal 2015. Dovrebbe consentire il monitoraggio dei prelievi quantitativi (di circa 85.000 opere conosciute nel 2015) e la valutazione della pressione sulle risorse idriche ( Francia metropolitana e Francia d'oltremare ), con dati di dettaglio o di sintesi scaricabili (ma “ancora da consolidare” nel 2015)).

Da un punto di vista economico, il settore idrico è generalmente considerato parte del settore primario perché sfrutta una risorsa naturale  ; talvolta è addirittura aggregato al settore agricolo .

Settore domestico

Settore agricolo

L' agricoltura è il primo settore di consumo di acqua, in particolare per l' irrigazione .

In Francia , l'agricoltura assorbe più del 70% dell'acqua consumata, il che può essere spiegato da diversi motivi:

• bestiame la cui alimentazione comporta la mobilitazione di grandi quantità di energia e acqua per razione prodotta;
• irrigazione massiccia con l'obiettivo di garantire la massima resa per le colture che richiedono molta acqua;
• crescita demografica che richiede la produzione di maggiori quantità di cibo;
• diete più ricche a causa di un crescente orientamento dello stile di vita "stile occidentale".

Di conseguenza, all'inizio degli anni '60, gli agricoltori, per aumentare significativamente i loro raccolti, ricorsero all'agricoltura intensiva (uso di fertilizzanti chimici , pesticidi e prodotti fitosanitari ). Questa agricoltura intensiva ha portato a inquinare l'acqua del suolo con alte concentrazioni di azoto, fosforo e molecole di prodotti fitosanitari. Oggi i trattamenti per rimuovere questi inquinanti sono complessi, costosi e spesso di difficile applicazione. Di conseguenza, ci stiamo muovendo verso altre pratiche agricole più rispettose dell'uomo e dell'ambiente, come l' agricoltura “integrata” o “  biologica  ”. Agroforestali e siepi sono soluzioni per costruire microclimi e far circolare l'acqua verso l'interno del terreno grazie ai fenomeni di evapotraspirazione delle piante. Ad esempio, un ettaro di faggeta, che consuma dalle 2.000 alle 5.000 tonnellate di acqua all'anno, ne rilascia 2.000 per evaporazione.

Settore industriale

L'acqua è utilizzata anche in molti processi e macchine industriali, come la turbina a vapore o lo scambiatore di calore . Nell'industria chimica viene utilizzato come solvente o come materia prima nei processi, ad esempio sotto forma di vapore per la produzione di acido acrilico . Nell'industria, gli scarichi di acque reflue non trattate causano inquinamento che include scarichi di soluzioni ( inquinamento chimico ) e scarichi di acqua di raffreddamento ( inquinamento termico ). L'industria ha bisogno di acqua pura per molte applicazioni, utilizza un'ampia varietà di tecniche di purificazione sia per l'alimentazione che per lo scarico dell'acqua.

L'industria è quindi un grande consumatore di acqua:

• in Asia Sud - Est e Pacifico, rappresentando oltre il 30% dei prelievi idrici. In queste regioni l'industria rappresenta ormai il 48% del PIL totale e questa quota è in costante aumento. L'inquinamento e i rifiuti industriali mettono in pericolo le risorse idriche perché degradano e distruggono gli ecosistemi di tutto il mondo. Questo fenomeno minaccia la sicurezza idrica;
• le industrie estrattive consumano sempre più acqua, ed in particolare l'industria petrolifera e del gas che la utilizza per aumentare la pressione nei pozzi al fine di estrarre più idrocarburi e più velocemente, in particolare con la fratturazione idraulica . Uno studio pubblicato nel 2016 su 129 paesi ha esaminato l'impronta idrica del nostro consumo energetico: ha mostrato differenze significative (a seconda del paese e del settore) in termini di dipendenza dalle risorse internazionali di acqua dolce.
  Ad esempio, se l'industria petrolifera ha dimensioni comparabili in Nord America e Cina, in Nord America consuma tre volte più acqua dolce internazionale. Allo stesso modo, secondo i dati disponibili per l'UE-28 con, in media, l'86% del consumo di acqua dolce associato al settore petrolifero avviene al di fuori del paese di consumo. Un paese come la Francia non minaccia le proprie risorse poiché il suo petrolio viene importato. Si potrebbe essere tentati di attribuire meno importanza a questo fenomeno rispetto alla Cina, dove questo problema è una questione di sicurezza interna. Le pressioni esercitate dai paesi ricchi sui paesi poveri possono portare ad aggravare o creare carenze idriche e destabilizzare alcuni equilibri geostrategici, a scapito della pace, della sicurezza idrica ed energetica. I biocarburanti non sono una soluzione in questo senso, perché quando provengono da piante coltivate, o colture di alghe artificiali, consumano anche molta acqua. L'energia nucleare consuma anche acqua, che riscalda, quindi in Francia circa il 60% dei prelievi di acqua (industria) viene utilizzato per il raffreddamento delle centrali nucleari  ;
• in Svizzera , la popolazione è aumentata dal 1975 , ma il suo consumo totale di acqua è diminuito: nel 1981 , 500  litri per abitante al giorno sono stati consumati; nel 2011 questo consumo era di  circa 350 litri. Questa diminuzione è dovuta in particolare agli sforzi del settore. Una buona gestione dell'acqua è quindi possibile con il controllo dei costi. Tuttavia, con i cannoni sparaneve , l' industria dell'intrattenimento per gli sport invernali utilizza sempre più acqua nel degrado.

Interconnessione energia acqua

Lotta contro gli incendi

È perché i combustibili si combinano con l'ossigeno nell'aria che bruciano e rilasciano calore. L'acqua non può bruciare poiché è già il risultato della reazione dell'idrogeno con l' ossigeno .

Aiuta a spegnere il fuoco per due motivi:

• quando un oggetto è ricoperto d'acqua, l'ossigeno dell'aria non può raggiungerlo e attivarne la combustione;
• il secondo è che l'acqua può assorbire una grande quantità di calore mentre vaporizza e quindi abbassare la temperatura del materiale in combustione al di sotto del suo punto di accensione.

Il cracking dell'acqua avviene a partire da 850  °C , si evita di utilizzare acqua senza additivo se la temperatura del braciere supera questa temperatura.

Rifiuto

Il risanamento e depurazione stanno raccogliendo e trattamento delle acque reflue (industriale, domestico o altro) prima dello scarico in naturale , per evitare l'inquinamento ed inquinamento sul ambiente . L'acqua dopo un primo trattamento viene spesso disinfettata mediante ozonizzazione, clorazione o trattamento UV, oppure mediante microfiltrazione (senza aggiunta di alcun prodotto chimico in questi ultimi casi).

Politica ed economia

La tutela di questo bene comune che è la risorsa idrica ha motivato la creazione di un programma delle Nazioni Unite ( UN-Water ) e di un Global Annual Assessment of Sanitation and Drinking-Water (GLAAS), coordinato dall'OMS .

La molteplicità dei suoi usi rende l'acqua una risorsa fondamentale per le attività umane. La sua gestione è costantemente monitorata e incide sui rapporti tra gli Stati.

Per affrontare questi problemi, nel 1996 è stato fondato un Consiglio mondiale dell'acqua , con sede a Marsiglia , che riunisce ONG , governi e organizzazioni internazionali. Su base regolare, viene organizzato un forum mondiale sull'acqua per discutere di questi argomenti, ma non sempre nella stessa città. Parallelamente al forum mondiale sull'acqua, i movimenti alternativi organizzano un forum mondiale alternativo sull'acqua .

In Francia , i numerosi attori dell'acqua e le loro missioni differiscono a seconda dei dipartimenti e dei territori. Erano cinque le forze dell'ordine dell'acqua coordinate oggi dal Missions interservice de l'eau (MISE). Le agenzie idriche sono istituzioni pubbliche che riscuotono tasse che finanziano azioni da parte di autorità pubbliche, produttori, agricoltori o altri attori per purificare o proteggere le risorse idriche. La distribuzione dell'acqua potabile è un servizio pubblico gestito a livello comunale o EPCI , direttamente in gestione o delegato a società privata ( locazione , concessione ). L' ONEMA sostituisce il Consiglio superiore della pesca , con missioni estese.

La nuova “  legge sull'acqua e gli ambienti acquatici  ” (LEMA) del 2007 modifica profondamente la legge precedente e traduce nella legislazione francese la “Direttiva quadro sulle acque” (WFD) europea.

La gestione dell'acqua copre molte attività:

• produzione agricola ( irrigazione e drenaggio );
• la produzione di acqua potabile  ;
• sanificazione (o depurazione );
• produzione e trasporto di energia  ;
• ripristino, protezione e gestione degli ambienti naturali e forestali (zone umide e ambienti acquatici).

La Francia è il paese delle grandi compagnie idriche ( Suez , Veolia ,  ecc .). Questi hanno assunto un'importanza globale a partire dagli anni 90. Ma con la Grenelle de l'Environnement e la Grenelle de la Mer , e sotto l'egida di personalità come Riccardo Petrella , la questione dell'acqua come bene pubblico rimane senza risposta.

Nel 2009 una conferenza si è concentrata sulla regolamentazione e una maggiore trasparenza dei servizi idrici in Francia.

Problema acqua in montagna

Le montagne coprono gran parte della Terra. In Europa (35,5% del territorio in Europa, 90% in Svizzera e Norvegia) e nel 2006 vi abitavano più di 95 milioni di europei. Sono vere e proprie torri d'acqua e giocano un ruolo capitale nella gestione delle risorse acquifere perché concentrano una significativa parte delle precipitazioni e tutti i principali fiumi e i loro principali affluenti hanno lì la loro sorgente.

In montagna l'acqua è una ricchezza ecologica ma anche una fonte di energia idroelettrica e di commercio (imbottigliamento di acqua minerale), e il sostegno dello sport e del tempo libero in acque bianche. In Europa, 37 grandi centrali idrauliche sono ubicate in montagna (su 50, ovvero 74%), a cui si aggiungono altre 59 grandi centrali su 312 (18,9%).

Le montagne presentano situazioni particolari, perché sono prima di tutto aree di rischio:

• con la pendenza e il rilievo, uniti ad una vegetazione spesso corta e fragile a causa di un clima più rigido, sono aree di intensa erosione e rapida concentrazione di acqua che formano le piene e le piene che possono essere devastanti per le parti basse dei bacini e delle pianure . Il fenomeno è accentuato dal sovrapascolamento e dalla deforestazione , dall'impermeabilizzazione del suolo da parte di costruzioni, parcheggi e strade, in particolare nelle zone a forte sviluppo urbano e turistico;
• viceversa, l'abbandono dei settori più difficili da parte delle popolazioni che praticano attività economiche tradizionali come la pastorizia, comporta la cessazione delle manutenzioni e la distruzione di opere collettive, terrazzamenti e sistemi di drenaggio.

Ma l'acqua in montagna è soprattutto fonte di ricchezza e sviluppo. Un migliore sviluppo di questo potenziale attraverso la pianificazione territoriale può essere fonte di nuova ricchezza per l'economia delle aree montane, ma nel quadro di comportamenti economici e responsabili. Con il riscaldamento globale, le situazioni di eventi estremi come siccità, inondazioni ed erosione accelerata, rischiano di moltiplicarsi e di diventare, con inquinamento e rifiuti, entro una generazione uno dei principali fattori che limitano lo sviluppo economico e sociale nella maggior parte dei paesi del mondo.

Secondo gli esperti riuniti a Megève inmarzo 2007nell'ambito dell'"Anno Internazionale della Montagna" con la partecipazione di FAO , UNESCO , Global Water Partnership e International Network of Basin Organizations , al fine di effettuare una diagnosi e formulare proposte presentate al Kyoto World Water Forum (marzo 2003): “La “solidarietà monte-valle” resta troppo debole: è meglio aiutare la montagna nell'ambito delle politiche integrate di bacino, perché assicurino la necessaria gestione e attrezzatura degli alti bacini idrici. […] È infatti imperativo realizzare azioni specifiche in montagna, rafforzate con lo sviluppo e la gestione per proteggersi meglio da alluvioni ed erosione, combattere l'inquinamento e ottimizzare le risorse idriche disponibili per condividerle tra le comunità. a monte e in pianura a valle. "

Questione idrica e urbanistica

Alcune aree stanno vivendo un significativo sviluppo determinato dalla messa in funzione di nuove infrastrutture stradali e dal dinamismo economico. In Francia, i documenti urbanistici sono frequentemente rivisti per consentire la costruzione di nuovi spazi . Tuttavia, l'estensione dei territori urbanizzati genera impatti sull'ambiente: aumento dei prelievi per fornire acqua potabile alle popolazioni, aumento degli scarichi (acque piovane e reflue), frammentazione degli ambienti naturali,  ecc. Questi non sono sempre correttamente compresi a livello di documenti urbanistici, che strutturano e pianificano lo spazio . Queste riflessioni sono state al centro della Grenelle de l'Environnement nel 2007.

Questi impatti devono essere presi in considerazione a monte, dalla definizione di progetti di strutturazione alla scala di un territorio. Si consiglia pertanto di integrarli nella predisposizione dei documenti urbanistici ( piani urbanistici locali , mappe comunali,  ecc .).

Geopolitica: la "guerra dell'acqua"