Tulevaisuus, vesi ja globaali ruokaturva

Transkriptio

1 Tulevaisuus, vesi ja globaali ruokaturva Mika Jalava tohtorikoulutettava Water & Development

2 Sisältö Vesi luonnonvarana Veden käyttö Tulevaisuudenkuvia Vesitekniikkaa Aallossa

3 Picture DiBiase et al./journal of Geophysical Research/2013 and USGS/NASA Landsat

4 Kaikki vesi maapallolla km 3 Ø 1380 km Kaikki makea vesi km 3 Ø km Makea vesi joissa ja järvissä km 3 Ø 56.2 km USGS Water Science School

5 Picture Illinois State Water Survey

6 Vesi luonnonvarana Makean veden esiintyminen maapallolla perustuu hydrologiseen kiertoon Vesi ei lopu Meillä on luontainen puhdistamo Osa sateesta ylemmäs kuin haihdunta vesi siellä missä tarvitaan, lisäksi Ilmaista energiaa käyttökelpoisessa muodossa Liian hyvää ollakseen totta? Ei suinkaan, mutta tähän liittyy jokunen MUTTA

7 Miten niin MUTTA? Veden käytön haasteita saatavuuden kannalta Vaikka vesi ei lopu, sitä ei ole rajattomasti! Makean veden saatavuutta rajoittaa kierron nopeus Veden saatavuus vaihtelee ajan ja paikan mukaan! Sekä vuotuinen että satunnainen vaihtelu asettavat rajoja veden saatavuudelle ääriesimerkkeinä aavikot ja monsuunialueet Vesien laatu vaihtelee! Sekä luontainen että ihmisten aiheuttama saastuminen voi rajoittaa veden käyttöä

8 VESI on myös sosiaalinen haaste Vesi ei juokse alavirtaa kohti se juoksee kohti rahaa. - tuntematon, tn. Pohjois-Amerikan lännen valloituksen ajalta Vesi: Tappaa paljon enemmän ja dramaattisemmin kuin AIDS tai terrori Joka 10. sekunti Päivässä > 9000

9 Vesipula kasvanut rajusti Maailman väestöstä korkean tason vesipula-alueilla: Vuonna % Vuonna % Vuonna 2040 ~50% Väestön kasvu, ilmastonmuutos, ruokavalio, biopolttoaineet Lähde: Kummu & al Environmental Research Letters

10 World by latitudes Kummu Varis 2011 Applied Geography Varis,Kummu 2011 Applied Geography

11 Veden käyttö Käytätkö vettä 160 litraa vai 3900 litraa päivässä?

12 Vesi ja nälkä: Suurin osa vedestä kuluu ruoan tuotantoon Ihminen juo muutaman litran vettä päivässä mutta syö litraa 80-90% ihmisen hyödyntämästä vedestä kuluu ruoan tuotantoon Ruokaturva ja vesivarat yhteydessä kiinteästi toisiinsa China & S Asia: Water withdrawals - agriculture, industry & domestic 0% 20% 40% 60% 80% 100% China Bangladesh India Nepal Pakistan

13 Ruokaturvan haasteita Väestönkasvu: 8, 9 tai 10 miljardia tällä vuosisadalla. Joka tapauksessa merkittävä lisäys ja vieläpä epätasaisesti jakautunut! Ilmastonmuutos, maan köyhtyminen, viljelyinvestointien lasku, kasvitaudit ja biodiversiteetti, muut katastrofit Kaupungistuminen: samalla kun toimeentulon mahdollisuudet paranevat, sidos ruuantuotannon kapasiteettiin katkeaa

14 Väestönkasvu ja kaupungistuminen Afrikka on jo ruuan nettotuoja Syntyvyys ja muuttovoitto eivät sijoitu ruuantuotannon kapasiteettia mukaillen riippuvuus kaupasta Suuret kaupunkialueet ovat täysin riippuvaisia muualla tapahtuvasta ruuantuotannosta

15 Hehtaarituotannon kehitys Vihreä vallankumous nosti erityisesti kehitysmaissa viljanviljelyn tuottavuuden moninkertaiseksi luvulta 1970-luvulle Nyt infrastruktuurin ylläpitoon ja viljelytekniikkaan tehdyt investoinnit ovat esim. Afrikassa kääntyneet laskuun ja monin paikoin myös tuotanto. Tuotannon tehostamiseen entisestään olisi vielä varaa, mutta se edellyttää investointeja tutkimukseen, koulutukseen ja teknologian kehittämiseen

16 Globaali hydrologinen kierto muuttuu lämpenemisen myötä Lämpötila nousee, kasvukausi pitenee -haihdunta lisääntyy Veden määrä alailmakehässä kasvaa, mutta sadannan muutokset vaihtelevat alueellisesti Keskimäärin sadanta kasvaa Ääri-ilmiöt yleistynevät, lisää kuivuutta ja tulvia

17 Missä sataa, missä ei?

18 Entä sitten? Eli miten muutokset näkyvät Vesipulasta kärsivillä alueilla asuvien ihmisten määrä tulee kasvamaan oleellisesti vaikuttavina tekijöinä niin väestönkasvu, vedenkäytön muutokset kuin keskeisesti myös ilmastonmuutos 1995: 1,4-1,6 miljardia (Arnell 2004, Alcamo et al. 2007) 2050 SRES A2: 4,3-6,9 miljardia 2050 SRES B2: 2,8-5,2 miljardia Ruuantuotanto on ylivoimaisesti suurin veden kuluttaja maailmassa ja erittäin ilmastoriippuvainen!

19

20 Onko? Vai pitäisikö pohtia veden riittävyyttä vesistressistä kärsivien alueiden lähtökohdista? Ainakin on tärkeää keskittyä vaikuttaviin toimenpiteisiin ja investointeihin!

21 Vaikuttamismahdollisuuksia Oma tutkimukseni katsoo asioita ruuantuotannon, ruokavalion ja ruokahävikin suunnasta Ruuantuotannon vedenkulutus kasvusuunnassa Väestönkasvu, ruuankulutus per henkilö, ruokavalio - kaikkiin tekijöihin vaikea vaikuttaa!

22 Ruokavalio, ruokahävikki ja vesi Helpoimpia tapoja vaikuttaa ruuantuotannon veden ja muiden resurssien kulutukseen on ruokahävikin pienentäminen Ruokavaliolla on merkittävä rooli, mutta se vaihtelee huomattavasti maittain. Muutos ei edellytä juurikaan muita muutoksia elämänrytmiin (verrattuna esim. asumisen ja liikkumisen muutoksiin), mutta vaatii paljon sopeutumista. Ruokavalion muuttuminen ei merkittävästi vaikuta siihen, miten paljon hävikkiä pienentämällä voidaan vaikuttaa resurssien kulutukseen

23 Tutkimuksen suuntia tästä eteenpäin Mitkä mahdollisuudet kuluttajalla ja toisaalta jakeluketjuilla tai tuottajilla on vaikuttaa ruuan kautta kulutettuihin resursseihin? Miten muutokset ruuantuotannossa vaikuttavat vedenkulutuksen kehitykseen eri ruokaaineryhmissä? Mikä on maan, maanosan tai maailman kriisinsietokyky kokonaisresurssien kannalta?

24 Muuta tutkimusta ryhmässämme Avainteemoja Vesi ja ruoka Vesi ja ilmastonmuutos Integroitu vedenkäytön hallinta: IWRM, water-energy-food nexus Rajavesistöt, erityinen painopiste Aasiassa Vallan ja politiikan rooli vedenkäytön hallinnassa Keksinnöt ja liiketoiminta vesialalla Eli nimenomaan asioita, joihin sisältyy todellinen vaikutusmahdollisuus

25 ...ja vesitekniikassa yleensä Vesitalous: vesi käytettävissä olevana luonnonvarana Vesihuoltotekniikka: vesi yhdyskuntien käytössä

26 Development of cold-climate treatment processes using microbial population information - Aerobic granular sludge at low temperatures (Post Doc Alejandro Gonzalez-Martinez) - Nitrifying bacteria at low temperatures (M. Sc. Jenni Kesulahti)

27 Enhanced treatment of micropollutants from wastewater Optimization of process conditions for enhancement of removal of pharmaceuticals in low temperatures (Doctoral student Antonina Kruglova)

28 Smarter monitoring of micropollutants from wastewater Screening of wastewater toxicity based on Effect-Directed Analysis (EDA) (Doctoral student Pia Välitalo)

29 Occurrence and removal of microplastics in the existing wastewater treatment plants Development of sampling and analytical methods, removal in conventional and advanced processes (Doctoral student Julia Talvitie)

30 Nutrient recovery from wastewater Nitrogen and phosphorus harvesting from different concentrated liquid waste streams (Post doc Surendra Pradhan)

31 GHG emission studies from advanced nutrient removal processes Comprehensive inventory of N 2 O emissions from an advanced WWTP and implementation of N 2 O in the plant wide process model

32 Viikkotehtävä 1. Voisiko vesipulasta kärsivien alueiden ruokahuoltoa turvata viemällä niille vettä muualla tuotetun ruuan sijaan? - lyhyt perusteltu vastaus 2. Viime vuosikymmeninä maapallon väestö on kasvanut valtavasti. Samaan aikaan ruokaturva on parantunut oleellisesti. - Millaisia tekijöitä tämän taustalla on? - Odotatko kehityksen jatkuvan saman suuntaisena? Millaisia riskejä siihen liittyy? Omien riskiskenaarioiden ja mielipiteiden esiintuominen on erittäin sallittua! - Vastauksena lyhyt essee, enintään n. 400 sanaa Lisämateriaalia tehtävien suorittamiseen: Vajaat kaksi viikkoa sitten väitelleen Miina Porkan väitöskirjassaan esittelemä artikkeli: Riskien osalta lisäaineistoksi sopii M. Puma et al: Helppolukuisin ja varmasti tehtävien kannalta riittävä anti löytyy artikkelien loppupuolelta discussion- ja conclusions-kappaleista

33