Zachránit každou kapku

Pro pouštní země s vysokými teplotami, jako např. Kuvajt, je největší starostí zajistit dostatek pitné vody pro obyvatele. A také zajistit, aby se s vodou dobře hospodařilo. Použití izotopových technik, podporované Mezinárodní agenturu pro atomovou energii ve Vídni, takovým zemím účinně pomáhá v mapování a nalézání nových zdrojů, ověřování kvality vody a v plánování zodpovědného vodohospodářství.

„V Kuvajtu nemáme žádná jezera ani stálé řeky. Jediným přírodním zdrojem pitné vody jsou podzemní zásoby,“ říká Muhammad Al-Rashed, výkonný ředitel Kuvajtského Centra pro vodní výzkum (Water Research Center (WRC)) z Kuvajtského ústavu pro vědecký výzkum (Kuwait Institute for Scientific Research (KISR)). Účinná politika hospodaření s vodou, zajištění dostatku vody a její kvality je pro zemi životně důležitá. Zajistit vodu je potřeba pro 4 miliony zdejších obyvatel. Zásoby podzemní vody leží většinou na severu Kuvajtu, kde je jejich doplňování srážkami silně omezené. Průměrné roční dešťové srážky jsou 115 mm (v Čechách je to 700 mm, pozn. red.). Přitom spotřeba vody v Kuvajtu patří ve světovém srovnání k nejvyšším - kolem 400 litrů na osobu a den (v ČR je to asi 89 litrů na osobu a den, pozn. red.). Roční čerpání podzemní vody je zde na úrovni 255 milionů krychlových metrů ročně, přirozený přítok do podzemních aquiferů (zvodeň, vodonosná vrstva) z okolních zemí se odhaduje na 67 milionů m³ ročně. Z toho plyne, že jestliže chce mít Kuvajt dostatek pitné vody pro své obyvatele, musí odsolovat mořskou vodu, což je velmi nákladný proces.

Pátrání po vodě

„Musíme prohledávat všechny dostupné oblasti, kde by mohla být podzemní voda. V tom je nám nejlepším pomocníkem hydrologická izotopová technika,“ říká Khaled Hadi, ředitel Divize provozu WRC. „Techniky založené na užití stabilních izotopů pomáhají s průzkumem i s optimálním využitím vodních zdrojů v souladu s udržitelným rozvojem,“ dodává. Celonárodní snaha se zaměřuje na vyhledávání podzemních zdrojů izotopovými metodami v kombinaci s fyzikálně-chemickými metodami, vyhodnocování doplňování srážek, strategii čerpání vody a možnosti umělého doplňování aquiferů.

Izotopové mapování

Od roku 2000 podporuje Kuvajt v jeho výzkumu Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE). Zaměřuje se na sběr izotopových dat o podzemních vodách, jejich vyhodnocování a porovnání s předchozími měřeními. Izotopové mapování pokryje celou zemi a pomůže určit vznik, stáří a pohyb podzemních vod, což je pro hospodaření s vodními zdroji nejdůležitější. Další projekt slouží k vyhodnocování potenciálních zdrojů kontaminace dusičnany a sírany. Sleduje se také úroveň přírodních radionuklidů v podzemních zdrojích. Dosavadní studie prokázaly, že hlavní zdroje dusičnanů a síranů jsou přírodní, nikoliv způsobené lidskou činností. Některé vzorky vody se posílají do Hydrologické izotopové laboratoře MAAE ve Vídni pro podrobnější výzkum. MAAE také podpořila vznik vlastní Kuvajtské hydrologické izotopové laboratoře a vybavila ji nejmodernějším zařízením. Další pomocí je výchova a trénink vědců a personálu.

Stabilní izotopy

Stabilní izotopy jsou atomy, které nevykazují radioaktivní rozpad. Přesto jsou dobře použitelné pro stopování látek v přírodním prostředí, např. ve výživě, zemědělství, geologii, vodohospodářství, v kriminalistice. Z prvních 82 prvků Mendělejevovy tabulky jich 80 má stabilní izotopy. Měření a analýza jejich výskytu má mnoho praktických uplatnění.

Zjišťuje se jejich množství a poměr k jiným izotopům. Přírodní stabilní izotopy ve vodě a dalších látkách slouží k identifikaci místa vzniku vzorků, jejich stáří, historie, pohybu pod zemí i nad zemí, identifikaci uhlíkového i dusíkového cyklu. Stabilní izotopy se také mohou použít jako stopovače - jejich přidáním do zkoumaného systému zjistíme cesty a přeměny dané substance. Pro stopovací techniky se stabilní izotopy získávají separací např. hmotovou spektroskopií. Deuterium, stabilní izotop vodíku, dvakrát těžší než normální vodík, se přednostně používá ve výzkumu výživy, dusík ¹⁵N je nejčastěji používaným stabilním izotopem v zemědělství. Stále se zvyšuje využití i dalších stabilních izotopů, např. ¹²C, ¹³C, ¹⁴N, ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O atd.