Voda Kisneva | Blog Ecosoftu

Výzkumníci využili hluboké učení k zaplnění mezer v „nejednotných“ datech o kvalitě vody a odhalili tak desetiletí trvající trend směrem k teplejším, méně okysličeným řekám, který by mohl mít alarmující důsledky.

Nedostatek kyslíku ve vodních plochách Země může zvýšit emise skleníkových plynů, mobilizovat kovové toxiny a dusit vodní organismy dýchající kyslík. Zatímco deoxygenace je ve vodních plochách, jako jsou jezera a oceány, relativně běžná, nová studie v časopise Nature Climate Change uvádí, že řeky ve Spojených státech a střední Evropě se oteplují a ztrácejí kyslík ještě rychleji než oceány.
Vědci použili model hlubokého učení k vyplnění mezer v datech o kvalitě a teplotě vody shromážděných za čtyři desetiletí ze 796 řek. Model jim umožnil rekonstruovat trendy, které by jinak nebylo možné rozeznat z řady historických dat. Na základě modelu prosazeného do budoucnosti vědci předpovídají, že hladina kyslíku bude klesat 1,5 až 2,5krát rychleji než za posledních 40 let.
„Je to malé číslo, ale měníte základní linii způsobem, který může způsobit častější výskyt extrémních jevů,“ řekla vodní ekoložka Joanna Blaszczaková z Nevadské univerzity v Renu, která se studie nepodílela. „A tyto extrémy mají mnoho důsledků – jak biogeochemicky, tak pro vodní společenstva.“
Stejně jako počasí se i hladiny rozpuštěného kyslíku mění den ode dne. Stejně jako vyšší průměrné teploty znamenají častější a intenzivnější horké dny, trvale nízká základní hladina rozpuštěného kyslíku znamená častější a intenzivnější minima, což může vést ke vzniku „mrtvých zón“ pro vodní organismy, které se k dýchání spoléhají na kyslík. Může také stimulovat emise skleníkových plynů, protože anoxie nutí bakterie přejít z dýchání kyslíku na jiný metabolismus, který produkuje oxid dusný, silný skleníkový plyn. Mnoho toxických kovů, jako je arsen, je také citlivých na kyslík a snáze se pohybují řekami během období silné hypoxie.

Nekonzistentní data brzdí úsilí

Na první pohled je vztah mezi teplotou a rozpuštěným kyslíkem ve vodě zřejmý: kyslík se ve studené vodě rozpouští snadněji než v teplé. Tento vztah je jedním z důvodů, proč se očekává, že změna klimatu sníží hladinu rozpuštěného kyslíku v některých vodních tocích.
Řeky ale nejsou laboratorní baňky. V reálném světě jsou věci složitější.
Například řeky jsou provzdušňovány svým tokem. A biologická aktivita v řekách může buď zvýšit množství kyslíku, ke kterému dochází během fotosyntézy, nebo ho spotřebovat – během dýchání živočichů a bakterií. Krajina, kterou řeky procházejí, může také významně ovlivnit rozpuštěný kyslík.
Vědci tedy nemohou jen předpokládat, že změna klimatu povede k anoxii v řekách po celém světě. Potřebují skutečná data. Naštěstí agentury jako Americká geologická služba mají desítky let zkušeností. Je tu jen jeden háček.
„Data jsou obecně poměrně řídká,“ řekl vědec pro životní prostředí Wei Zhi z Hohai University v čínském Nankingu.
Jak se dá očekávat od dat shromažďovaných agenturami a zeměmi po několik desetiletí, údaje o kvalitě řek jsou „nejednotné“, souhlasil Blaszczak. A tato nejednotnost brzdí snahy o rekonstrukci spolehlivých, rozsáhlých historických trendů v oblastech, jako jsou teploty řek a rozpuštěný kyslík.

Hluboké učení odhaluje trendy

Zhi a jeho kolegové si mysleli, že hluboké učení by mohlo zaplnit mezery v historických datech. Proto s využitím dat o kvalitě vody, teplotě, topografii, využívání půdy a počasí trénovali typ neuronové sítě zvané model dlouhé krátkodobé paměti, aby předpovídal teplotu a hladinu rozpuštěného kyslíku v řekách ve Spojených státech a střední Evropě. Dlouhá krátkodobá paměť je klasický model pro vyplňování časových řad, říká Zhi.
„Byli schopni využít tento model dlouhodobé krátkodobé paměti, toto hluboké učení, k rekonstrukci minulých historických časových řad a následnému odhadu trendů,“ řekl Blaszczak. „Překonali omezení řídkosti dat.“
Trendy ukázaly, že 87 % řek zahrnutých do studie se mezi lety 1981 a 2019 oteplilo, s průměrnou mírou oteplování 0,16 °C a 0,27 °C za desetiletí pro Spojené státy a střední Evropu. Přibližně 70 % řek ztratilo kyslík, přičemž desetiletní pokles průměrných koncentrací rozpuštěného kyslíku v některých řekách dosáhl 1–1,5 %.
Vzhledem k mnoha faktorům ovlivňujícím skutečné řeky nebyl přímý vztah mezi vyšší teplotou a deoxygenací zcela konzistentní: venkovské řeky se oteplovaly nejméně, ale deoxygenovaly nejrychleji.
„Zemědělské lokality obvykle obsahují hodně živin,“ poznamenává environmentalista Li Li z Pensylvánské státní univerzity, Zhiho kolega. „A to může řídit spoustu biologické aktivity, jako je dýchání,“ což vyčerpává kyslík.
Řeky také „ztrácejí kyslík rychleji než oceány,“ říká Lee. To nedává smysl, protože řeky jsou mělké, dobře provzdušněné a vystavené slunečnímu záření, které umožňuje fotosyntézu produkující kyslík.
Jak přesně se daná řeka v budoucnu změní, bude záviset na místních faktorech. „Rádi bychom provedli globální studii,“ řekla Li, ale prozatím se ona a Zhi mohly kvůli omezeným datům zaměřit pouze na řeky v Severní Americe a Evropě. Přesto detailní povaha jejich zjištění odhalila významné regionální rozdíly, které by nebylo možné odhalit jinými metodami – a to jak mezi Spojenými státy a střední Evropou (která se otepluje a odkysličuje rychleji), tak i v rámci menších, lokálních oblastí.
„A když přemýšlíme o tom, jak můžeme proaktivně hospodařit s řekami, abychom se pokusili zpomalit rychlost odkysličení,“ řekl Blaszczak, „mám pocit, že je to důležité ponaučení.“

Je založen na různých technologiích pro tvorbu „živé“ vody. Nedávný čtenář našeho blogu se ptal, co je to „kyselá voda“ a čím se liší od nouzové vody. Zkusíme také data publikací s nejrozsáhlejšími informacemi k tomuto tématu.

Dovolte mi však přidat malý spoiler, věda potvrzuje, že ve vodě je kyselost, jak ji pijeme, a neexistuje žádná souvislost s žádným množstvím v naší krvi.

Zničení kisenu v přírodních vodách

Vzhled rozbité kyselé vody pro pitnou vodu není nikde na světě standardizován, úlomky, v první řadě víno neteče na svou šťávu, a jinými slovy, nenese důležité nepřímé informace. Níže vysvětlíme, proč je tento ukazatel důležitý pro přírodní vody a ne informativní pro pitnou vodu.

Vzhledem k existenci přírodních vod hraje v tomto případě místo rozpuštěné kyselosti ve vodě důležitou roli, ve skutečnosti se jedná o posouzení vitality flóry a fauny ve vodách.

Voda se stává kyselou, když přijde do kontaktu s atmosférou, a je doplňována přirozeným spádem, který následně zavádí další plyny, a také během procesu fotosyntézy řas a vody. Kyselost rebarbory se snižuje v procesech hnití, ukládání organických produktů a množení řas (zarostnutí vodou).

V arktických vodách nad obzorem prakticky neexistuje kyselost a zjevně se zde nevyskytují žádné aerobní mikroorganismy. Dále je zde extrémně dvojmocné zbarvení, protože když je opotřebováno větrem, pravděpodobně rychle oxiduje na nevýznamný trojmocný element.

Pitná voda neobsahuje živé bakterie ani jiné živé organismy. Kyselá voda v blízkosti pitné vody proto nemá žádný význam.

Co je to kyselá voda?

Díky svým fyzikálním a chemickým vlastnostem je voda silným ničitelem. Dokáže ničit organické i anorganické soli a také většinu plynů.

Pokud mluvíme o kyselé vodě, pak se jedná o zadek systému, který je tvořen ze středu (voda – H₂O) a rozpuštěný plyn – kyselý (O₂). Jeden litr vody o teplotě 20 °C dokáže rozpustit 31 ml kyseliny. Pro vyváženost uvádíme také rozklad dalších plynů: 879 ml pro oxid uhličitý a 2,3 litru pro chlor.

Ve skutečnosti je kyselá voda totéž co perlivá voda, jen je to náhrada za oxid uhličitý (CO₂) je jednotlivě plněna kysanou .

Proč by se měla kyselost skladovat?

Hlavními faktory jsou teplota a tlak. Čím vyšší teplota, tím nižší je kyselost vody, a to ze stejného důvodu. Z tohoto důvodu je voda po varu prakticky zbavena jakýchkoli plynných látek. To přesně znamená, že membrány vírové osmózy jsou navrženy tak, aby propouštěly molekuly rozštěpené kyseliny.

Důležitou roli hraje také tlak, který umožňuje, aby se do objemu vody vešlo více plynu. Z tohoto důvodu se do plastové lahve pod velkým tlakem vhání oxid uhličitý a poté se hermeticky uzavře víčkem. Po otevření lahve se objeví charakteristické „šňupnutí“, které doprovází výskyt zakoupeného, nevyřešeného plynu.

Možná jste si všimli, že když se tanec s perlivou vodou zahřeje na slunci, nabobtná a po ochlazení se opět změní. Tento efekt znamená, že obsah oxidu uhličitého (stejně jako čehokoli jiného) klesá a ve vodě vytvořené v otevřeném prostoru tance je vidět prudký tlak, který se po ochlazení opět rozpadne.

Místo kyselé vody

Litr běžné vody z kohoutku obsahuje 2,5 – 3,5 mililitrů kyseliny, v čistých řekách může obsahovat až 20 ml a v rybnících zanesených splašky může být kyselina přítomna po celý den.

Jak jsme psali, voda dokáže rozpustit více kyselosti, například výrobci podobné „kyselé vody“ se ztotožňují, takže jejich produkty mohou obsahovat až 90 mlO.₂/l. Skupina výzkumníků provedla zkoumání skladování kyselé vody pěti různých značek a ve 4 z 5 vzorků množství výrazně překročilo koncentraci kyselé vody v původní vodě z vodovodu a v jednom ze vzorků bylo množství shodné. V okamžiku rozšíření kapacity však limitní kapacita dosáhla maximálně 80 mlO.₂/l, v atmosféře jsou viditelné fragmenty s normálními odtoky. Pro zjištění, kolik kyselosti je ve vodě, je nutné provést další vyšetření. V laboratorních podmínkách se experimenty nejčastěji provádějí titrační metodou. Pro domácí experimenty jsou vhodné testovací směsi a skvrnité testy, jaké najdete v obchodech s akvarijním zbožím.

Chi mohou lidé dihati shlunok?

Pokud si přečtete různé marketingové materiály, možná si myslíte, že kyselá voda v sobě skutečně nese píseň o terapeutické síle. Všechny argumenty se ale rozplynou v okamžiku, kdy se vrátíte ke školnímu kurzu biologie.

„Kožní tkáň těla má potenciál absorbovat kyselost,“ zdá se, že to voní, ale je to pravda, jen se to trochu ztratilo. Anatomie, věda o lidech, nám říká o těch, kteří každé ráno klesají do nohy a tam se dotýkají plicních sklípků, které jsou prostoupeny sítí tenkých cév. Zápach budovy absorbuje kyselost ze vzduchu a odstraňuje oxid uhličitý. Kysané zelí se pak vstřebává do erytrocytů, což je spojeno s uvolňováním hemoglobinu do zásoby, a poté se transportuje tkáněmi těla. U lidí neexistují žádné jiné způsoby dýchání, i když zápach je možný u výrůstků a střevních organismů (například medúz).

A teď něco málo k číslům. Jeden jediný nádech v klidném stavu se vytvoří přibližně 500 ml, kyselost v klidném stavu se stává 21 %, což je přibližně 105 ml. A maximální koncentrace kyseliny v individuálně nalité vodě nepřesahuje 90 ml/l. Aby vaše voda vypila tolik, kolik jeden nádech kyselé vody, musíte vypít o něco více než litr tekutiny. Upozorňujeme, že k tomu je potřeba jeden destilát, úlomky plynu v normálním stavu se okamžitě odpaří do volného prostoru a takto fungují fyzikální zákony.

Když je bylinný trakt prázdný, kyselost je tam a bez bohaté vody – v úložišti střevních plynů. Vín se tam každou hodinu vrací a klesá. Celkový objem těchto plynů by měl být 150 až 500 ml. V různých odvětvích bylinného systému se kyselost místo toho snižuje. Ve spodní části je 15-16 %, nejlepší je přidat více a poté použít koupel s kyselou vodou, pak se kyselost změní.

I když není nutné přímo vyživovat tkáně skuta, věda nepopírá, že kapilární síť kolem skuta je navržena tak, aby absorbovala kyselé látky.

Toto je založeno na výzkumu na laboratorních králících, který potvrdil, že pokud do kundičky zvířete zavedete malé množství (asi 2 % jejich vody) vody zkřížené s kyselinou, dostane se do cév žaludku. růst. Protože lidé trpí, hromadění vody přesycené kyselostí nevedlo k žádným změnám krevních parametrů, řekněme například, že existují desítky článků, které popisují skutečné lékařské studie ve specializovaných vědeckých časopisech.

Nenašli jsme žádné studie podložené fakty, takže, jak jste uhodli, v této statistice nebude žádná část s popisem pozitivního účinku takové vody.