淡水

淡水とは、低濃度の溶解塩およびその他の総溶解固形物を含む、自然に発生する液体または凍結した水です。この用語は海水と汽水を明確に除外しますが、鉄分を含む泉などの塩分を含まないミネラル豊富な水は含みます。淡水には、氷床、氷冠、氷河、雪原、氷山の凍結水と融解水、雨、降雪、雹/みぞれ、あられなどの自然降水、湿地、池、湖、川、小川などの内陸水域を形成する表面流出水、および帯水層、地中の川、湖に含まれる地下水が含まれます。淡水は、人間にとって最も直接的に使用される 水資源です。

水はすべての生物の生存に不可欠です。多くの生物は塩水で繁殖できますが、維管束植物の大部分と、昆虫、両生類、爬虫類、哺乳類、鳥類の大半は、生存するために淡水を必要とします。

淡水は必ずしも飲料水、つまり人間が飲んでも安全な水ではない。地球上の淡水（地表水と地下水）の多くは、何らかの処理を施さなければ、人間の消費にはかなり不向きである。淡水は人間の活動や浸食などの自然現象によって簡単に汚染される可能性がある。淡水は世界の水資源の3％未満を占め、そのうち容易に利用できるのはわずか1％である。そのうちわずか3％が人間の消費用に採取されている。環境から採取される淡水のおよそ3分の2が農業に使用されている。^{[1] [2] [3]}

淡水は再生可能かつ変動性があるが、有限の天然資源である。淡水は自然の水循環の過程を通じて補充される。この過程では、海、湖、森林、陸地、河川、貯水池の水が蒸発し、雲を形成し、降水として内陸に戻る。^[4]しかし、局所的には、人間の活動によって自然に回復する量よりも多くの淡水が消費されると、地表および地下水源からの淡水の利用可能量が減少（または水不足）し、周辺環境や関連環境に深刻な被害をもたらす可能性がある。水質汚染も淡水の利用可能量を減少させる。利用可能な水資源が乏しい場所では、人間は淡水化や廃水リサイクルなどの技術を開発して、利用可能な供給量をさらに増やしてきた。しかし、コスト（資本コストと運転コストの両方）が高く、特に淡水化の場合はエネルギー要件が高いため、これらは主にニッチな用途にとどまっている。持続不可能な代替手段は、地下帯水層からのいわゆる「化石水」を使用することである。これらの帯水層の一部は、数十万年、あるいは数百万年前、地元の気候がより湿潤だった時代に（例えば、緑のサハラ時代のいずれか）形成され、現在の気候条件下では、少なくとも水位低下と比較すると、目立った補充が行われないため、これらの帯水層は、泥炭や褐炭に匹敵する本質的に再生不可能な資源を形成します。泥炭や褐炭は現在も継続的に形成されていますが、採掘されるよりも桁違いに遅い速度です。

淡水は、溶解塩分濃度が500ppm未満の水として定義されます。^[5]

他の情報源では、淡水に対する塩分濃度の上限を1,000ppm ^[6]や3,000ppm ^{[7]など、さらに高い値としている。}

淡水生息地は、池、湖、沼地、泥沼などの静水である静水系、流水系である流水系、または岩や帯水層を流れる地下水に分類されます。さらに、地下水系と流水系をつなぐゾーン、つまり深層水域があり、これは多くの大きな河川の下にあり、開水路に見られるよりもかなり多くの水を含むことができます。また、その下の地下水と直接接触している場合もあります。

ほとんどすべての淡水の元来の源は、霧、雨、雪の形で大気から降った降水です。霧、雨、雪として降る淡水には、大気から溶解した物質と、雨を運ぶ雲が通過した海や陸からの物質が含まれています。降水は最終的に、池、湖、降雨、川、小川、地下帯水層に含まれる地下水など、人間が淡水源として利用できる水域の形成につながります。

沿岸地域では、風が強く、海水滴が雨雲に舞い上がると、淡水に海塩がかなり高濃度で含まれることがあります。これにより、ナトリウム、塩化物、マグネシウム、硫酸塩の濃度が上昇するほか、他の多くの化合物も低濃度で含まれることがあります。

砂漠地帯や、痩せた土壌や埃っぽい土壌では、雨を運ぶ風が砂や埃を巻き上げ、それが降水となって他の場所に堆積し、淡水の流れが不溶性固形物だけでなく土壌の可溶性成分によっても測定可能な程度に汚染される可能性があります。この方法で大量の鉄が運ばれる可能性があり、その一例として、北アフリカのサハラ砂漠の砂嵐に由来する鉄分を豊富に含む雨がブラジルに降ったことがよく知られています。^[8]

アフリカでは、地下水の制御は複雑で、単一の要因に直接対応していないことが明らかになりました。地下水は予想以上に気候変動に対する回復力を示し、乾燥指数が0.34から0.39の間で閾値が上昇している地域では、気候変動に対する感受性が顕著でした。土地利用は浸透と流出のプロセスに影響を及ぼす可能性があります。最も涵養が多かった年は、エルニーニョやラニーニャ現象の期間など、降水量異常が最も多かった年と一致していました。降水量-涵養に対する3つの感受性が区別されました。乾燥指数が0.67を超える超乾燥地域では、降水量による変動がほとんどなく、一定の涵養がありました。ほとんどの地域（乾燥、半乾燥、湿潤）では、年間降水量が一定の閾値を超えているため、年間涵養量が増加しました。乾燥指数が0.1までの複雑な地域（集中的な涵養）では、非常に一貫性のない涵養（降水量が少ないが涵養量が多い）がありました。これらの関係を理解することで、持続可能な水収集戦略の開発につながります。この理解は、水資源が不足し、気候変動が大きな課題となっているアフリカでは特に重要です。^[9]

地球上の水のうち、海洋や海水、地下水に含まれる塩水が約 97% を占めています。そのうち淡水はわずか 2.5～2.75% で、そのうち 1.75～2% は氷河、氷、雪に凍り、0.5～0.75% は地下水です。地下水面とは、それより下の空間はすべて水で満たされているレベルのことです。一方、このレベルより上の岩石や土壌の空間には空気と水の両方が含まれており、不飽和帯として知られています。この不飽和帯の水は土壌水分と呼ばれます。

地下水面下の領域全体は飽和帯として知られており、この帯の水は地下水と呼ばれています。^[11]地下水は、飲用、洗濯、農業、製造など、さまざまな目的のための主要な水源として重要な役割を果たしており、飲料水として直接使用されなくても、土地から汚染物質を湖や川に運ぶ能力があるため、保護することが依然として重要です。湖や川は、他の人々の淡水供給のかなりの割合を占めています。地下水は地下のいたるところに存在し、岩と土の粒子の間や岩の割れ目や亀裂の中に存在し、通常は地表から100メートル（330フィート）以内です。^[11]土壌水分は地下にほぼ遍在し、湖、沼地、川の表層水としてはその0.01％未満です。^{[12] [13]}

淡水湖には、この淡水表層水の約87%が含まれており、そのうち29%はアフリカ五大湖、22%はロシアのバイカル湖、21%は北米五大湖、14%はその他の湖である。残りの大部分は沼地にあり、アマゾン川などの河川にはわずかな水しか残っていない。大気中には0.04%の水が含まれている。^[14]地表に淡水がない地域では、降水から得られる淡水は密度が低いため、レンズ状または層状に塩分を含んだ地下水を覆うことがある。世界の淡水のほとんどは氷床に凍っている。砂漠など、淡水がほとんどない地域も数多くある。

水はすべての生物の生存にとって極めて重要な問題です。塩水を利用する生物もいますが、高等植物の大部分やほとんどの哺乳類を含む多くの生物は、生きるために淡水を必要とします。陸生哺乳類の中には、特に砂漠のげっ歯類は水を飲まなくても生きられるように見えますが、穀物の種子の代謝によって水を生成し、水を最大限に節約するメカニズムも持っています。

淡水生態系は、地球の水生生態系のサブセットです。淡水生態系には、湖、池、川、小川、泉、沼地、湿地が含まれます。^{[15]淡水生態系は、}塩分含有量が多い海洋生態系と対比されます。淡水生息地は、温度、光の浸透、栄養素、植生などのさまざまな要因によって分類できます。淡水生態系には、静水（プール、池、湖などの流れの遅い水）、流水（小川や川などの流れの速い水）、湿地（土壌が少なくとも一部の時間飽和または浸水している地域）の3つの基本的なタイプがあります。^{[16] [15]}淡水生態系には、世界で知られている魚種の41％が含まれます。^[17]

淡水生態系は長い年月をかけて大きく変化し、生態系の様々な特徴に影響を与えてきました。^[18]淡水生態系を理解し監視する最初の試みは、人間の健康への脅威（例えば、下水汚染によるコレラの発生）によって促進されました。^[19]初期の監視は化学指標、次に細菌、そして最後に藻類、真菌、原生動物に焦点が当てられました。新しいタイプの監視では、異なるグループの生物（大型無脊椎動物、大型水草類、魚類）を定量化し、それらに関連する川の状態を測定します。^[20]

世界人口の増加と一人当たりの水使用量の増加は、限りある資源であるきれいな淡水の利用可能性にますます負担をかけています。淡水生態系の気候変動への反応は、水質、水量、給水タイミングという3つの相互に関連する要素で説明できます。1つの要素が変化すると、他の要素も変化することがよくあります。^[21]

水文学的生態系にとって重要な懸念は、最低限の流量を確保すること、特に河川内の水配分を維持し回復することです。^{[30]淡水はすべての}生態系の生存に必要な重要な天然資源です。

水の用途には、農業、工業、家庭、レクリエーション、環境活動が含まれます。

持続可能な開発目標は、17の相互に関連する世界目標の集合体であり、「すべての人にとってより良く、より持続可能な未来を実現するための青写真」となるよう設計されている。 ^[36]淡水保全に関する目標は、 SDG 6（安全な水とトイレを世界中に）とSDG 15 （陸の豊かさも守ろう）に含まれている。例えば、目標6.4は、「2030年までに、すべてのセクターで水利用効率を大幅に向上させ、淡水の持続可能な採取と供給を確保して水不足に対処し、水不足に苦しむ人々の数を大幅に減らす」と定式化されている。^[36]もう1つの目標である目標15.1は、「2020年までに、国際協定に基づく義務に従い、森林、湿地、山地、乾燥地をはじめとする陸上および内陸淡水生態系とそのサービスの保全、回復、持続可能な利用を確保する」である。^[36]

• 陸水学 – 内陸水生生態系の科学
• 水の性質 – 純水の物理的および化学的性質

サブノート

ウィキメディア・コモンズには、淡水に関連するメディアがあります。

• 世界銀行の水資源に関する活動と出版物
• 米国地質調査所 2012年8月6日アーカイブWayback Machine
• 淡水 ナショナルジオグラフィック 2016年11月27日アーカイブ ウェイバックマシン