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.
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.
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.
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.