mercoledì, giugno 06, 2012

L'impronta dell'acqua dell'umanità - prima parte

di Arjen Y. Hoekstra e Mesfin M. Mekonnen

Dipartimento di ingegneria e gestione dell'acqua, Università di Twente, P.O. Box 217, 7500 AE Enschede, Olanda.
Edito da Peter H. Gleick,Pacific Institute for Studies in Development, Environment, and Security, Oakland, CA, and approved December 21, 2011 (ricevuto per la revisione il 20 Giugno 2011)

Questo studio [presentato in 3 capitoli, NdR] quantifica e mappa l'impronta dell'acqua (IA) dell'umanità con un'alta risoluzione spaziale. E' una relazione sull'uso consuntivo dell'acqua piovana (IA verde), delle acque superficiali e sotterranee (IA blu) e sui volumi delle acque inquinate (IA grigia). 

L'impronta dell'acqua è stimata per nazioni da un punto di vista della produzione e del consumo. I flussi di acqua virtuale internazionali sono stimati basandosi sullo scambio di merci agricole ed industriale. La media annuale complessiva dell'impronta dell'acqua nel periodo 1996-2005 è stata di 9,087 Gm3∕anno (74% verde, 11% blu, 15 grigio). 

La produzione agricola contribuisce per il 92%. Circa un quinto dell'impronta dell'acqua complessiva è collegata alla produzione per l'esportazione. Il volume totale dell'acqua internazionale virtuale collegata allo scambio dei prodotti agricoli ed industriali è stato di  2,320 Gm3∕anno (68% verde, 13% blu, 19% grigio). L'impronta dell'acqua del consumatore medio è stata di 1,385 m3∕anno. Il consumatore medio degli Stati Uniti ha una IA di 2,842 m3∕anno, mentre i cittadini medi di Cina ed India hanno una IA di 1,071 e 1,089 m3∕anno, rispettivamente

Il consumo dei cereali da il contributo più grande alla IA del consumatore medio (27%), seguito dalla carne (22%) e dai prodotti caseari (7%). Il volume, gli schemi di consumo e la IA per tonnellata di prodotto dei prodotti consumati sono i principali fattori che determinano la IA di un consumatore. Lo studio illustra la dimensione complessiva del consumo e dell'inquinamento di acqua, mostrando che diverse nazioni dipendono fortemente da risorse idriche estere e che molte nazioni hanno impatti significativi sul consumo e l'inquinamento di acqua altrove.



Le risorse di acqua dolce della Terra sono soggette ad una pressione sempre maggiore sotto forma di consumo ed inquinamento (1-4). Finora, i problemi legati alla disponibilità, all'uso ed alla gestione dell'acqua potabile sono stati affrontati su scala locale, nazionale e di bacino fluviale. 

Il riconoscimento che le risorse di acqua potabile sono soggette ai cambiamenti globali e alla globalizzazione, ha portato un certo numero di ricercatori a sostenere l'importanza di inserire i problemi dell'acqua potabile in un contesto globale (5-9). 
Rendersi conto della dimensione globale delle risorse di acqua potabile può essere considerato come un punto chiave per risolvere alcuni dei problemi di acqua più urgenti (10). 

Formulando i piani idrici nazionali, i governi hanno adottato una prospettiva meramente nazionale, puntando a far combaciare la domanda nazionale di acqua con le forniture. I governi hanno cercato modi per soddisfare gli utilizzatori di acqua senza considerare la quantità totale della domanda di acqua. Anche sei oggigiorno i governi considerano le ipotesi di ridurre la domanda d'acqua, in aggiunta a quelle di aumento delle forniture, generalmente non considerano la dimensione globale dei modelli di domanda di acqua. 

Tutti i paesi si scambiano merci con alta densità di acqua, ma pochi governi considerano esplicitamente opzioni per risparmiare acqua attraverso l'importazione di prodotti ad alta intensità di acqua o facendo uso della relativa abbondanza idrica per produrre merci ad alta intensità di acqua per l'esportazione. 

Inoltre, considerando l'uso di acqua all'interno della propria nazione, i governi non hanno una visione complessiva della sostenibilità del consumo nazionale. Molti paesi hanno esternalizzato significativamente la loro IA, senza considerare se i prodotti importati sono collegati all'esaurimento e all'inquinamento dell'acqua nei paesi produttori. La conoscenza della dipendenza da risorse idriche esterne è rilevante per un governo nazionale, non solo quando valuta la sua politica ambientale, ma anche quando verifica la sicurezza alimentare nazionale. 

Capire l'impronta dell'acqua (IA) di un paese è molto rilevante per sviluppare una politica nazionale bene informata. I conti dell'uso convenzionale nazionale di acqua sono limitati a statistiche su prelievi d'acqua all'interno del proprio territorio (11-13). I conti della IA nazionale estendono queste statistiche all'uso di acqua piovana, ai volumi di acqua usata per l'assimilazione dei rifiuti e aggiungendo i dati sull'uso di acqua, in altri paesi, per la produzione di merci importate, così come dati sull'acqua utilizzata per produrre merci da esportazione (14) (Figura S1). 

La IA è una misura dell'appropriazione delle risorse di acqua potabile da parte degli esseri umani ed ha tre componenti: blu, verde e grigio (8, 14). 

La IA blu si riferisce al consumo di risorse idriche blu (acque superficiali e sotterranee), il cui consumo si riferisce al volume d'acqua che evapora o che non sia incorporato in un prodotto. La IA blu così è spesso più piccola del prelievo d'acqua, perché in genere parte di un ritorno del prelievo d'acqua alla terra o alle acqua di superficie. 

La IA verde è il volume dell'acqua verde (acqua piovana) consumata, che è particolarmente rilevante nella produzione dei cereali. La IA grigia è invece un indicatore del grado di inquinamento dell'acqua potabile ed è definito come il volume di acqua potabile richiesta per assimilare il carico di inquinanti, basato sullo standard di qualità delle acque esistenti in ambiente. Quantificare e mappare le IA nazionali è stato un campo di studi in evoluzione da quando è stato introdotto il concetto di IA, all'inizio di questo secolo (15). Un primo studio complessivo sulle IA è stato portato a termine da  Hoekstra e Hung (16); un altro studio, molto più globale, è stato condotto da  Hoekstra e Chapagain e riportato in diverse pubblicazioni successive (8, 17–20). 

L'attuale studio è la terza valutazione complessiva delle IA nazionali che migliora, rispetto alle valutazioni precedenti, in diversi aspetti, come verrà elaborato sotto. L'obiettivo di questo studio è quello di stimare la IA dell'umanità attraverso la quantificazione delle IA dei diversi paesi sia dal punto di vista del consumo sia da quello della produzione. 

Per prima cosa, quantifichiamo e mappiamo, ad alta risoluzione spaziale, le AI verdi, blu e grigie all'interno degli Stati associati alla produzione agricola ed industriale ed al consumo domestico. In un secondo momento, stimiamo il flusso virtuale internazionale di acqua collegato al commercio di merci agricole ed industriali. Infine quantifichiamo il consumo per tutti i paesi del mondo, distinguendo per ogni paese fra AI di consumo nazionale interno ed esterno. 

Nello svolgersi dello studio, noi distinguiamo esplicitamente fra AI verdi, blu e grigie. Stimiamo le medie annuali per il periodo 1996-2005, che è stato il più recente periodo decennale per il quale tutti i gruppi di dati potevano essere raccolti al tempo dell'esecuzione dei calcoli. Lo studio attuale è più globale e dettagliato dei due precedenti studi sulle IA (8, 16). Rispetto al lavoro precedente, lo studio migliora sotto diversi aspetti. 

Primo, applichiamo una risoluzione spaziale di  5 × 50 nella stima della IA per la produzione di cereali, per la produzione industriale e per il consumo domestico. Secondo, nel caso della produzione di cereali, facciamo un'esplicita distinzione fra la IA verde e quella blu (cosa che non è stata fatta nei precedenti studi sulla IA complessiva) ed ora includiamo la IA grigia nella valutazione complessiva. Terzo, facciamo uso di stime migliori della composizione dei mangimi per gli animali da allevamento e distinguiamo tre diversi sistemi di produzione animale (pascolo, misto ed industriale) in ogni paese, tenendo conto della relativa presenza di quei tre sistemi. Quarto, distinguiamo esplicitamente fra IA blu e grigia nella produzione industriale e nel consumo domestico e consideriamo la copertura del trattamento delle acque reflue per ogni paese. Infine, applichiamo un approccio dal basso verso l'alto nella stima della IA del consumo nazionale di prodotti agricoli, che è meno sensibile agli scambi di dati dell'approccio dall'alto verso il basso che era stato applicato nei primi studi (8, 16). 

Inoltre, adottare un approccio dal basso verso l'alto ci permette di valutare la IA per paese in un modo dettagliato per ogni categoria di consumo, il che non era possibile negli studi iniziali che adottavano l'approccio dall'alto verso il basso. Il presente articolo si basa su due studi precedenti degli stessi autori. Abbiamo riportato le IA verdi, blu e grigie dei cereali e dei prodotti derivati nei riferimenti 21 e 22 ed abbiamo documentato le IA verdi, blu e grigie degli animali da cortile e dei prodotti animali nel riferimento 23.

Risultati

La IA della produzione nazionale. La figura 1 mostra l'Impronta dell'acqua dell'umanità ad un'alta risoluzione spaziale. Cina, India e Stati Uniti sono i paesi con la IA totale più grande all'interno dei loro territori, con IA totali di 1,207, 1,182 e 1,053 Gm3∕anno, rispettivamente.

Circa il 38% della IA della produzione complessiva si trova in questi tre paesi. Il paese successivo in classifica è in Brasile con una IA totale all'interno del proprio territorio di 482 Gm3∕anno. L'India è il paese con la più alta IA blu all'interno del proprio territorio: 243 Gm3∕anno, che è il 24% della IA blu globale. L'irrigazione del grano è il processo che richiede la parte più grande (33%) della IA blu dell'India, seguito dall'irrigazione del riso (24%) e dall'irrigazione della canna da zucchero (16%). 

La Cina è il paese con la IA grigia all'interno dei propri confini: 360 Gm3∕anno, che è il 26% del grigio globale. Figura S2 mostra le mappe mondiali delle IA verdi, blu e grigie all'interno degli Stati nel periodo 1996-2005. In tutti gli Stati, la IA collegata alla produzione agricola ha la fetta più grande nel totale della IA all'interno del paese. 

La Cina e gli Stati Uniti hanno le più grandi IA nei loro territori in relazione alla produzione industriale; il 22% della IA globale si trova in Cina ed il 18% negli Stati Uniti. Il Belgio è il paese in cui la produzione industriale impiega la parte più ampia nella IA totale.  La IA delle industrie in Belgio, contribuisce per il 41% dalla IA totale del paese; la produzione agricola contribuisce ancora per il 53% qui. La Figura S3 mostra la mappa mondiale con le IA della produzione agricola e in relazione con il consumo domestico.



Fig. 1. L'impronta dell'acqua dell'umanità nel periodo 1996-2005. I dati sono mostrati in millimetri per anno su una griglia di 5 × 50


La IA complessiva collegata alla produzione agricola, industriale e del consumo domestico per il periodo 1996-2005 è stata di 9,087 Gm3∕anno (74% vered, 11 blu e 15 grigia; vedi tavola 1). 

La produzione agricola prende la quota più grande, contando per il 92% della IA totale. La produzione industriale contibuisce per il 4,4% ed il consumo domestico per il 3,6%. La IA complessiva per produrre beni per l'esportazione è di 1,762 Gm3∕anno. Nel settore agricolo, il 19% della IA totale riguarda la produzione per l'esportazione; nel settore industriale questa corrisponde al 41%. La IA corrispondente al consumo domestico non è in nessun modo relativa all'esportazione. Presa come una media fra tre settori di uso, troviamo che il 19% della IA complessiva non è per il consumo interno ma per l'esportazione.

Flussi di Acqua Virtuale Internazionale

La somma complessiva dei flussi di acqua virtuale internazionale per il commercio di prodotti agricoli ed industriali nel periodo 1996-2005 è stato in media di  2,320 Gm3∕anno (68% verde, 13% blu e 19% grigio). 

La quota più grande (76%) dei flussi di acqua virtuale internazionale fra i paesi è collegata al commercio internazionale dei cereali e prodotti derivati. Il commercio in prodotti animali ed industriali hanno contribuito per il 12% rispettivamente ai flussi complessivi di acqua virtuale. Il volume complessivo dei flussi di acqua virtuale relativi ai prodotti interni è stato 1,762 Gm3/anno. 

I flussi internazinali lordi di acqua virtuale sono presentati nella Tavola 2. Come media complessiva, le quote blu e verde nella AI totale dei prodotti commerciati a livello internazionale sono leggermente maggiori di quelle del consumo domestico, il che significa che i beni da esportazione sono più fortemente legati al consumo di acqua ed all'inquinamento delle acque di superficie e sotterranee di quanto lo siano quelli non da esportazione. 

La componente verde nella IA totale è dei prodotti del commercio internazionale è del 68%, mentre è del 74% della produzione complessiva totale. I maggiori importatori lordi di acqua virtuale, che insieme contano più della metà dell'export di acqua virtuale complessiva, sono gli Stati Uniti (314 Gm3/anno), la Cina (143 Gm3/anno), l'India (125 Gm3/anno, il Brasile (112 Gm3/anno), Argentina (98 Gm3/anno), Canada (91 Gm3/anno), Australia (89 Gm3/anno), Indonesia (72 Gm3/anno), Francia (65 Gm3/anno) e Germania (64 Gm3/anno). Stati Uniti, Pakistan, India, Australia, Uzbekistan, Cina e Turchia sono i più grandi esportatori di acqua virtuale blu, contando il 49% dell'export di acqua virtuale totale. 

Tutti questi paesi sono parzialmente sotto stress idrico (24-26), che fa emergere la questione se la scelta implicita o esplicita di consumare le limitate risorse di acqua blu per l'esportazione sia sostenibile e più efficiente. Strettamente collegata a questo problema è la questione di quanto la scarsità si rifletta sul prezzo dell'acqua in questi paesi. Dato il fatto che tutte le esternalità e una scarsità di pagamento raramente vengono incluse nel prezzo dell'acqua, in modo particolare l'agricoltura, non ci si può aspettare che gli schemi di produzione e commercio tengano conto automaticamente degli schemi di scarsità regionale di acqua.
 
I maggiori importatori lordi di acqua virtuale sono Stati Uniti
(234 Gm3∕anno), Giappone (127 Gm3∕anno), Germania (125 Gm3∕anno), Cina
(121 Gm3∕anno), Italia (101 Gm3∕anno), Messico (92 Gm3∕anno), Francia
(78 Gm3∕anno), Regno Unito (77 Gm3∕anno) e Olanda
(71 Gm3∕anno).
La Figura 2 [inclusa nel prossimo capitolo NdR] mostra il bilancio idrico virtuale per ogni paese ed i più grandi flussi lordi di acqua virtuale. I paesi rappresentati in verde hanno un bilancio negativo, il che significa che hanno un'esportazione al netto di acqua virtuale. I paesi rappresentati dal giallo al rosso hanno un'importazione al netto di acqua virtuale. I più grandi esportatori al netto di acqua virtuale si trovano in Nord e Sud America (Stati Uniti, Canada, Brasile e Argentina), Asia del Sud (India, Pakistan, Indonesia e Tailandia) e Australia. I più grandi importatori al netto di acqua virtuale sono Nord Africa e Medio oriente, Messico, Europa, Giappone e Corea del Sud.
La quota più grande dei flussi internazionali di acqua virtuale è collegata al commercio di semi oleosi (compresi cotone, semi di soia, olio di palma, girasole, semi di colza ed altri) e dei loro derivati. 

Questa categoria conta per il 43% della somma totale dei flussi internazionali di acqua. Più della metà di questa quantità è collegata al commercio dei prodotti del cotone; circa un quinto è collegato al commercio dei semi di soia. Gli altri prodotti con una larga quota nei flussi di acqua virtuale globali sono i cereali (17%), i prodotti industriali (12,2%), il caffè, il the e il cacao (7,9%) e i prodotti dei bovini da carne (6,7%).


Tavola 1. Impronta dell'Acqua complessiva della produzione (1996–2005)




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