Значение воды в природе главное

Значение воды в природе главное

Вода, у тебя нет цвета, нет вкуса, нет запаха,
тебя невозможно описать, люди тобою наслаждаются,
при этом не ведая, что ты есть такое..
Нельзя сказать, что ты необходима для жизни —
ты есть сама жизнь.
(Антуан де Сент-Экзюпери)

Все ли мы знаем о таком привычном для нас веществе, которое всегда и в природе, и в быту сопровождает нас?

Вода — самое распространенное на Земле вещество, она занимает более 70% площади поверхности земли, и только около 30% приходится на долю суши. Вода придает Земле тот неповторимый вид, который отличает ее от других планет Солнечной системы.

С древности люди поклонялись воде и обожествляли, об этом можно посмотреть в фильме «Великая тайна воды». Видео 22.

В философии древних греков отражалось глубокое понимание значения воды во всех явлениях природы и в жизни человека. Так, Фалес Милетский, великий древнегреческий философ и математик, живший в 6-7 в.в. до н.э., высказал гениальную догадку, что вода — первооснова всего на Земле. Современная наука, в том числе экология, полностью подтвердила это. Вода — непременная составная часть всего живого, она играет первостепенную роль в жизни всех живых существ, в том числе человека.Как утверждают ученые, жизнь на Земле впервые появилась в воде, а лишь потом распространилась на сушу/ Свою зависимость от воды наземные организмы сохранили в ходе эволюции в течение многих миллионов лет.

Как Вы думаете, сколько времени может прожить человек без пищи, а сколько — без воды?

Вода обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела, защиту и буферизацию жизненно важных органов, регуляцию температуры тела, помогает в преобразовании пищи в энергию, усвоении питательных веществ органами, вывод шлаков и отходов в процессе жизнедеятельности и выполнение целого ряда других функций. Видео 23.

Попробуйте подышать на холодное стекло. Что Вы увидите? Пары воды, которую Вы выдохнули, сконденсировались на холодном стекле, превратились в жидкую воду. Откуда эта вода взялась в нашем организме?

Не будем забывать, что вода — среда обитания огромного числа живых организмов, отличающихся друг от друга и определяющих различные свойства вод океанов, морей, озер, рек и болот.

Благодаря воде в природе происходитперенос веществ из почвы в растения, с суши в реки, озера и океаны, из атмосферы на сушу, питание живых организмов этих систем и вынос отходов их жизнедеятельности. Значение воды в природе иногда сравнивают с той ролью, какую выполняет кровь в живом организме.

Почему воду справедливо называют чудом природы?
Что знает о воде современная наука?

Несмотря на широкую распространенность и доступность вода все еще остается непознанным до конца веществом. Ежегодно публикуются новые работы по исследованию свойств воды, и она не перестает удивлять ученых. Без преувеличения можно сказать, что среди необозримого множества природных веществ вода является одним из самых необыкновенных. Она обладает целым рядом физических и химических свойств, которые называют уникальными или аномальными. Эти свойства воды обеспечивают протекание многих природных процессов и существование жизни на Земле в целом. Видео 24.

Необычными свойства воды кажутся по сравнению с жидкостями. Но ученые установили, что жидкая вода имеет структуру, так как ее молекулы способны сцепляться, образовывая межмолекулярные связи, которые очень легко разрываются. То есть можно сказать, что жидкая вода является полимером! Связями между молекулами воды объясняются многие ее необычные свойства. Например, для кипячения воды необходимо затратить много энергии, которая тратится на разрыв этих связей.«Аномальные» температуры кипения, а также замерзания воды обусловливают способность воды находиться в природе в трех агрегатных состояниях (жидком, твердом и газообразном). На планете нет другого вещества, которое находились бы в трех агрегатных состояниях.

Приходилось ли Вам видеть воду в природе одновременно в двух или даже в трех агрегатных состояниях? Где?

Это приводит к тому, что водная оболочка Земли (гидросфера) и, соответственно, жизнь на планете практически не прерывается на поверхности планеты, все ее компоненты объединяются в единое целое благодаря воде. Если представить, что вода обладала бы «нормальной» температурой кипения, то она бы закипала при температуре минут 70 градусов.

В каком состоянии она находилась бы в условиях существующего на Земле температурного режима? И где бы в таком фантастическом мире могли бы возникать водоемы?

Для жизни на Земле также чрезвычайно важным является такое свойство воды, как ее высокая теплоемкость, Теплоемкость — количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус. она определяет стабильность температурного режима на планете. Для того чтобы нагреть какую-то массу воды на 1 градус, требуется гораздо больше тепла, чем для того, чтобы произвести нагревание на 1 градус такой же массы любого другого вещества. Благодаря исключительно высокой термической инертности воды Мировой океан, а также многочисленные водоемы суши как нельзя лучше выполняют роль гигантского планетарного терморегулятора, сглаживающего суточные и сезонные перепады температуры. В дневное время, а также летом, водные массы медленно нагреваются, поглощая при этом много тепла, что не позволяет воздуху разогреваться очень сильно. По ночам и в зимние периоды, наоборот, водные массы медленно остывают, выделяя накопленное ранее тепло, что не позволяет воздуху чрезмерно остывать.

Как Вы думаете, какой был бы климат на Земле, если бы вода не обладала такой высокой теплоемкостью?

Еще одним замечательным свойством воды является ее исключительно высокая растворяющая способность, она — универсальный растворитель огромного количества химических веществ, среда, в которой протекают все процессы жизнедеятельности.

Существуют и другие важные для природы «аномальные» свойства воды, такие какочень большая способность к капиллярному движению, Под капиллярным движением воды в грунтах понимается их способность поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх или в стороны вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонент грунта. В их основе лежат силы взаимодействия воды и воздуха с твердыми частицами грунта, проявляющиеся в смачивании последних и в других явлениях. высокое поверхностное натяжение См.: http://theoryandpractice.ru/posts/1012-chto-takoe-poverkhnostnoe-natyazhenie-i-pochemu-vodomerki-ne-tonut .

Поверхностная пленка воды является для многих водных организмов опорой для движения

А какое колоссальное значение имеет«необычное» увеличение плотности воды при нагревании в диапазоне температур от 0 до 4 градусов! Плотность практически всех веществ уменьшается при нагревании во всем диапазоне температур. Однако плотность воды при нагревании от 0 градусов до 4 градусов возрастает. Это связано с тем, что, как мы уж говорили, вода является структурированной жидкостью, и в этом интервале имеющиеся в структуре льда полости заполняются молекулами воды. Далее от 4 градусов до 100 градусов вода ведет себя «нормально» — т.е. ее плотность при нагревании уменьшается. Видео 25.

Как Вы думаете, как это свойство воды сказывается на жизни водоемов в холодное время года? Почему в них возможна жизнь зимой?

Если бы любое из названных свойств воды каким-то невероятным способом стало «нормальным», то это имело бы самые серьезные последствия для всего происходящего на поверхности планеты. О жизни капли воды со времени ее образования на Земле и до наших дней можно написать самую удивительную и увлекательную повесть. Вместе с миллионами других капель эта капля точила и растворяла горы, в виде кристаллов льда она тысячи лет хранилась в высокогорных ледниках, совершила не одно кругосветное путешествие вместе с морскими течениями, затопляла села и города во время наводнений, плавала в облаках над океанами и морями, разбивала корабли о прибрежные скалы, насыщала влагой травы, кусты и деревья; каплей росы она сверкала в душистых лепестках розы, взращивала посевы, излечивала больного человека и несла жизнь в пустыне утомленному путнику. Посмотрите фильм «Приключения капельки воды», из него Вы узнаете много увлекательных фактов про воду. Какими путями движется вода на Земле? Как осуществляется ее круговорот?

Земля представляет собой шар, окутанный водяными парами и хотя неравномерно, но щедро смоченный и пропитанный водой. Энергия Солнца поднимает воду в виде водяных паров вверх, охлаждается, конденсируется, затем сила тяжести увлекает ее вниз. Благодаря этим двум силам вода на Земле находится в непрерывном движении. Остановить движение воды — это значит превратить Землю в безжизненное космическое тело. Видео 26.

Полная смена воды в атмосфере происходит очень быстро, приблизительно через каждые 9 дней, речная вода меняется в среднем 20 раз в году, а для полной смены подземных вод требуется по меньшей мере 8 тыс. лет.

За последнее время в естественный круговорот воды на Земле вторгся человек. Использование человеком воды достигло таких размеров, что стало оказывать заметное влияние на скорость круговорота и количество воды в его отдельных звеньях. То есть безответственная деятельность человека на планете оказывает влияние даже на такой глобальный природный процесс, как круговорот воды на планете.

Сделаем вывод. Вода благодаря своим поистине уникальным свойствам является одним из важнейших факторов жизнеобеспечения на Планете. Наша жизнь полностью зависит от воды.

Сколько нужно воды человеку и насколько важна ее экономия? Об этом мы поговорим в следующей теме.

Источник



Вода на Земле

Вода — одно из самых распространенных веществ в природе и главная составная часть всех живых организмов. Она покрывает около 2/3 поверхности нашей планеты. Без воды жизнь на Земле была бы невозможна.

Озеро Байкал

Вода — основа жизни

Все живые существа на 75 % состоят из воды. Это самый необходимый элемент живой природы. Вода постоянно совершает круговорот между морями, атмосферой и сушей, создавая условия, в которых может существовать и развиваться жизнь.

Вода — на первый взгляд простейшее химическое соединение — является основой жизни на Земле. Вода транспортирует тепло, растворяет и переносит колоссальные массы химических веществ и элементов, разрушает и перераспределяет горные породы, образует формы рельефа и даже участвует в образовании полезных ископаемых. Кроме того, вода задействована в ряде метеорологических явлений, таких как осадки, туманы, облака. Она участвует в создании течений, волнений, перемещении русел рек и формировании водоемов. А еще она является средой жизни для множества организмов.

Читайте также:  Мир русской деревни и картины родной природы в изображении рубцова

Под лучами Солнца вода испаряется из водоемов и поднимается в воздух. Там капельки воды собираются в облака и тучи и выпадают на землю в виде дождя или снега, который превращается в воду. Она впитывается в землю и снова возвращается в моря, реки и озера. И все начинается сначала. Так происходит круговорот воды в природе.

круговорот воды

Сколько и где?

Всего на земном шаре 1390 млн км 3 воды, больше всего её в морях и океанах — 96,4%. На суше вода спрятана в ледниках и постоянных снегах — около 1,86%. Вечным льдом покрыты Антарктида, остров Гренландия и многие другие острова в высоких широтах. В горах на больших высотах образуются горные ледники. Под землёй воды немного — всего около 1,7% от общего объёма, а на воды суши (реки, озёра, болота, водохранилища) приходится примерно 0,02%. В живых организмах и в атмосфере тоже есть вода. А вот пресной воды, так необходимой нам для жизни, на планете мало — только 2,64%.

Соотношение суши и океана

Состав гидросферы земли

Три состояния воды

Вещества в зависимости от температуры замерзания, плавления и кипения могут встречаться в природе в трех агрегатных состояниях — твердом, жидком и газообразном. Вода замерзает при О °С, а кипит при 100 °С.

В повседневной жизни мы можем встретить воду в любом из ее трех состояний, причем ее форма постоянно меняется. Жидкая вода испаряется и переходит в газообразное состояние — водяной пар. Он конденсируется и превращается в жидкость. При минусовых температурах вода замерзает и превращается в твердый лед.

Артезианская вода

Согласитесь, несколько необычно называть воду полезным ископаемым: она вокруг нас, течет в ручейках и реках, плещется в морях и океанах, даже с неба льется. И тем не менее такое название верное. Вспомните о колодцах и артезианских скважинах. Разве в этих случаях не приходится добывать воду в буквальном смысле слова из-под земли? Артезианская вода — это вода, находящаяся на глубине 50—200 м и заключенная между водоупорными слоями. Такая вода надежно защищена от внешнего загрязнения.

Строение скважин

Источник энергии

Вода — важный источник энергии. Мощность движущейся воды очень велика, поэтому ее используют для получения электричества. Гидроэлектростанции строятся там, где вода движется с большой скоростью, например на реках. Кроме того, могут возводиться и искусственные сооружения, такие как плотины, которые создают движение воды.

Устройство гидроэлектростанции

Вода, перетекая с верхнего уровня на нижний по специальным турбинным трубопроводам, приобретает большую скорость. Струя воды поступает далее на лопасти гидротурбины и вращает их. Так энергия превращается в механическую. Соединенный с турбиной генератор вращается, и механическая энергия становится электрической. Трансформаторы преобразуют электричество в напряжение нужной величины. Электричество через передающие линии пересылается на распределительные станции.

Источник

Вода — роль воды в природе и жизни человека

вода

Четыре элемента природы, четыре стихии родили на Земле жизнь — это огонь, воздух, земля и вода. Причем вода появилась на нашей планете на несколько миллионов лет, чем та же почва или воздух.

Казалось бы, вода уже изучена человеком, но ученые до сих пор находят самые удивительные факты об этом природном элементе.

Вода стоит особняком в истории нашей планеты.
Нет природного тела, которое могло бы
сравниться с ней по влиянию на ход основных,
самых грандиозных, геологических процессов.
В.И. Вернадский

строение воды

Вода — это самое распространенное неорганическое соединение на земле. И первое исключительное свойство воды в том, что она состоит из соединений атомов водорода и кислорода. Казалось бы, такое соединение, согласно химическим законам, должно быть газообразным. А вода — жидкая!

три состояния воды

Так, например, всем известно, что вода существует в природе в трех состояниях: твердом, жидком и в виде пара. Но уже сейчас выделяют более 20 состояний воды, из которых только 14 — это вода в замерзшем состоянии.

Удивительно, но вода — единственное вещество на Земле, плотность которого в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Именно поэтому лед не тонет, а водоемы не промерзают до самого дна. Разве что при экстремально холодных температурах.

Еще один факт: вода — универсальный растворитель. По количеству и качеству растворенных в воде элементов и минералов ученые выделяют приблизительно 1330 видов воды: минеральная и талая, дождевая и роса, ледниковая и артезианская…

Вода в природе

речная вода

В природе вода играет важнейшую роль. При этом она оказывается задействованной в самых разных механизмах и жизненных циклах на земле. Вот лишь несколько фактов, которые наглядно демонстрируют ее значимость для нашей планеты:

дождевая вода

  • Значение круговорота воды в природе просто огромно. Именно этот процесс позволяет животным и растениям получать столь необходимую для их жизни и существования влагу.
  • Моря и океаны, реки и озера — все водоемы играют важнейшую роль в создании климата той или иной местности. А высокая теплоемкость воды обеспечивает комфортный температурный режим на нашей планете.
  • Вода играет одну из ключевых ролей в процессе фотосинтеза. Не будь воды, растения не могли бы перерабатывать углекислый газ в кислород, а значит — воздух был бы непригоден для дыхания.

Вода в жизни человека

Главный потребитель воды на Земле — это человек. Не случайно все мировые цивилизации формировались и развивались исключительно вблизи водоемов. Значение же воды в жизни человека просто огромное.

  • Тело человека тоже состоит из воды. В теле новорожденного — до 75% воды, в теле пожилого человека — более 50%. При этом известно, что без воды человек не выживет. Так, когда у нас исчезает хотя бы 2% воды из организма, начинается мучительная жажда. При потере более 12% воды человеку уже не восстановится без помощи врачей. А потеряв 20% воды из организма, человек умирает.
  • Вода является для человека исключительно важным источником питания. По статистике человек за месяц в норме потребляет 60 литров воды (2 литра в день).
  • Именно вода доставляет к каждой клеточке нашего организма кислород и питательные вещества.
  • Благодаря наличию воды наш организм может регулировать температуру тела.
  • Вода также позволяет перерабатывать пищу в энергию, помогает клеткам усваивать питательные вещества. А еще вода выводит шлаки и отходы из нашего тела.
  • Человек повсеместно использует воду для своих нужд: для питания, в сельском хозяйстве, для различного производства, для выработки электроэнергии. Неудивительно, что борьба за водные ресурсы идет нешуточная. Вот всего лишь несколько фактов:

Более 70% нашей планеты покрыто водой. Но при этом всего 3% всей воды можно отнести к питьевой. И доступ к этому ресурсу с каждым годом становится все труднее. Так, по данным РИА-новости за последние 50 лет на нашей планете произошло более 500 конфликтов, связанных с борьбой за водные ресурсы. Из них более 20 конфликтов переросли в вооруженные столкновения. Это всего лишь одна из цифр, ярко демонстрирующих то, насколько важна роль воды в жизни человека.

Загрязнение воды

Загрязнением воды называют процесс насыщения водоемов вредными веществами, отходами производства и бытовыми отходами, в результате которого вода теряет большую часть своих функций и становится непригодной для дальнейшего потребления.

Основные источники загрязнения:

  1. Нефтеперерабатывающие предприятия
  2. Тяжелые металлы
  3. Радиоактивные элементы
  4. Ядохимикаты
  5. Стоки городских канализаций и животноводческих ферм.

Ученые давно бьют тревогу, что мировой океан ежегодно получает свыше 13 млн. тонн отходов нефтепродуктов. При этом Тихий океан получает до 9 млн.тонн, а Атлантика — более 30 млн.тонн.

По данным Всемирной Организации Здравоохранения на нашей планете уже не осталось источников, в которых присутствовала бы чистая природная вода. Есть лишь водоемы, загрязненные менее остальных. И это грозит катастрофой нашей цивилизации, так как без воды человечество просто не выживет. А заменить ее нечем.

Источник

Вода: определение, образование, свойства и применение

Вода — это необыкновенная субстанция, которая не перестает нас удивлять. Она основной компонент планеты, вода необходима для жизни всего живого. Люди могут выдержать без воды только несколько дней. Если не восстановить вовремя ее потери в организме, это верная смерть. Поэтому важно научиться разумно, тратить ее и знать, что же такое вода.

Химические названия

Почему же воду назвали водой? Слово «вода» происходит от древнегерманского «мокрый, текучий». В химии могут встречаться разные названия этого соединения. Самые распространенные – гидроксид водорода и окись водорода. Также в химической литературе ее называют:

  • монооксид дигидрофосфата;
  • гидроксильная кислота;
  • дигидромонооксид
  • оксидан

Образование воды

Многих интересует, какая вода находится в реках, морях, под землей. Образовавшаяся миллиарды лет назад вода сконцентрировалась в океанах. Из океанов она испаряется и поднимается, где образуются облака. После долгого путешествия она возвращается на землю в виде осадков. Вода собирается и возвращается через реки обратно в море. Часть просачивается в почву и попадает в грунтовые воды. Там формируются новые источники, которые текут в море.

В более холодном климате вода остается на ледниках, которые очень медленно, стекают к более низким высотам, где и тают. В полярных регионах этот механизм скольжения настолько медленный, что в ледниках можно найти воду, попавшую на поверхность Земли десятки тысяч лет назад. Вот откуда берется в природе вода.

Свойства

Влияние воды на жизнь на земле огромное. Это среда обитания для многих организмов. Она является хорошим растворителем не только для солей, но и для многих других веществ. Например, питательные соли присутствуют в почве в виде ионов, то есть в растворенном виде. Только в таком виде растения могут поглощать их через корни. Поэтому не случайно вода— это источник жизни на земле.

Читайте также:  Что такое копилка природы

Вода является важным источником химических и биохимических реакций, например, для фотосинтеза. Это заметно, когда растение увядает из-за потери воды, а листья и цветы опадают. Не зря говорят, что вода—это главный источник жизни.

Физические свойства

Что мы все знаем о воде? То, что она состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, знают все, а вот о том что они притягиваются, друг к другу водородной мостиковой связью знают не все. Эта связь объясняет ее основные свойства.

  • Н2О имеет высокое поверхностное натяжение, то есть тенденцию принимать сферический объем.
  • Другим свойством является капиллярность. Молекула H2O способна перемещаться в очень узких пространствах.
  • Удельная теплоемкость у нее примерно в 4 раза больше, чем у воздуха. Это определяет устойчивость к изменениям температуры.
  • Плотность воды увеличивается с понижением температуры, примерно до 4 С. Ниже этого порога плотность уменьшается.
  • Она обладает минимальной вязкостью при высоких давлениях. Поэтому, чем больше давление, тем легче ей проникать.

Агрегатные состояния

В нормальных условиях вода, является жидкостью. Это единственное известное вещество, которое существует в природе во всех трех классических состояниях материи: жидком, твердом, газообразном.

Кстати, термин вода используется для жидкого агрегатного состояния. В твердом, то есть в замороженном состоянии, она называется льдом, в газообразном состоянии— водяным паром или просто паром. Существует порог, где при определенных температурах и равновесного давления три состояния могут сосуществовать одновременно.

Оптические свойства

Когда свет пересекает границу раздела вода-воздух, полное отражение происходит под углом 49 град. Это означает, что световые лучи, попадающие на граничную поверхность, не излучаются из воды, а отражаются.

Преломление света приводит к оптическим иллюзиям. Поэтому под водой объекты видятся не в том месте, где они находятся на самом деле. То же самое происходит если смотреть через воду на воздух. Светопропускная ценность воды обеспечивает присутствие в ней водорослей и растений, которым необходим свет для жизни. Длинноволновый (красный) свет поглощается сильнее, чем коротковолновый (синий) свет.

Изотопные модификации

Молекулы воды состоят из разных изотопов кислорода и водорода, каждый из которых встречается в разных концентрациях. В определенных процессах, таких как образование осадков и фазовые переходы, происходит фракционирование изотопов, то есть Н2О меняет свой изотопный состав. В зависимости от условий окружающей среды и исходного состава это приводит к определенным изотопным сигналам, которые могут выступать в качестве своего рода отпечатка пальца для различных процессов и областей происхождения. Эта методология используется в гидрогеологии и палеоклиматологии.

Химические свойства

Вода амфотерна, в зависимости от окружающей среды, может действовать как кислота и основание. В водных растворах сильные кислоты и сильные основания полностью диссоциируют на ионы H 3 O + и O H. Это называется выравнивающим эффектом воды. Чтобы иметь возможность различать очень сильные кислоты по кислотности, константы равновесия определяют в неводных растворах, и переносят в растворитель воду.

Многих интересует, вода является органическим веществом или неорганическим. С точки зрения химии, она относится к неорганическим веществам. Поскольку, в органики должен присутствовать углерод, а в воде его нет.

Волновая функция основного состояния воды

Под водой скорость звука в 4,4 раза выше, чем у поверхности, и составляет 1483 м /с при температуре 20 С. Поэтому пространственное восприятие звука под водой сильно затруднено, мозг просто не успевает обработать информацию. Важно знать, что звук под водой не только проходит быстрее, но также в большей степени чем в воздухе зависит от частоты. Поэтому глубокие частоты, такие как звуки больших морских двигателей, часто могут быть услышаны драйверами на расстоянии нескольких километров.

В природе

Вода в природе везде. Реки и океаны, облака на небе, к этому добавляются грунтовые воды и те, которые постоянно хранятся в почве и обеспечивает основу для ее плодородия. Вода в природе — это жизнь, без воды все ничто. Она— основа плодородия, без нее не было бы ни растений, ни пищи.

Атмосферные осадки

Вода в природе находится в круговороте. Испаряясь, она поднимается как водяной пар в атмосферу. За тем крошечные капельки собираются и образуют облака. Когда облака попадают в холодный воздух, маленькие капли воды конденсируются и образуют дождь, снег или град.

Вода за пределами земли

Вода за пределами Земли на одних небесных телах находится в твердом состоянии (лед), а на других как водяной пар. В виде льда, она была обнаружена в кометах («грязные снежки»), на Марсе и на некоторых других внешних планетах. Только кольца Сатурна содержат примерно в 20-30 раз больше воды, чем Земля. Доказательства присутствия льда в метеоритных кратерах вблизи полюсов можно найти даже на Меркурии, планете, ближайшей к Солнцу.

Биологическая роль

Вода является источником здоровой жизни и очень важна для организма. Как часть крови, она снабжает нас кислородом и питательными веществами. В то же время токсины транспортируются через кровоток в почки, удаляются из организма. Вода регулирует температуру тела. Если температура воздуха высокая, человек потеет, и тело охлаждается. Однако, если пот не выделяется, то поднимается температура и самочувствие ухудшается.

Многие витамины, молекулы сахара могут использоваться организмом только через воду. Органические вещества расщепляются в воде и транспортируются к нужным органам. Кроме того, она является важным компонентом клеток и тканей. Например, мозг на 90 % состоит из жидкости.

Применение

Вода используется во всех сферах жизни. Люди пьют ее, готовят пищу, поливают растения. На гидроэлектростанциях вода используется, как источник энергии. Она также необходима на фабриках, например, для производства и переработки бумаги. Кстати, для производства одного листа бумаги требуется 10 литров воды! При тушении пожаров без нее не обойтись. Сельское хозяйство было бы невозможно без Н2О.

Многие используют ее в качестве лекарства от разных болезней. Особенно много целебных свойств, приписывают органической воде.

Исследования

Вода существует миллиарды лет, и, казалось бы, что о ней знают все, но она все равно остается тайной. Создаются целые институты, которые пытаются узнать, как сделать аналог воды, откуда она появилась на Земле и в космосе. Они изучают ее влияние на жизнь, ландшафт, природу.

Происхождение воды на планете

Многих интересует, откуда все-таки взялась вода. Она родилась четыре с половиной миллиарда лет назад в глубинах вселенной. Земля, еще не полностью сформированная, состояла в основном из вулканов. Газы, богатые водяным паром, выделялись в атмосферу, там образовывались облака. За тысячелетия земля остыла, и пары, сгущаясь, падали обратно на земную кору в виде дождя. Также формированию этого очень важного источника жизни, способствовали падающие кометы, состоящие в основном изо льда и фрагментов породы. Это явление способствовало образованию рек, озер и океанов, где миллионы лет спустя появились бы первые формы жизни.

Гидрология

Понять, как вода взаимодействует с атмосферой, как влияет на жизнедеятельность, помогает наука гидрология. Она изучает, какая вода находится в водной оболочке Земли. Гидрология помогает понять, как рационально управлять водными объектами. Она составляет прогнозы состояния водных ресурсов, и дает им оценку.

Гидрогеология

Наука, которая изучает подземные воды, гидрогеохимию называется гидрогеология. Гидрогеологи занимаются поиском новых подземных водных источников, изучают, как сделать воду из подземных источников полезной для мелиорации, водоснабжения, природного ландшафта. Данные полученные учеными помогают снизить негативные влияния деятельности людей, на подземные водные источники.

Теперь вы знаете всю правду о воде, и понимаете, насколько важно бережно к ней относится. Ведь если пропадет вода, то не станет и нас.

Источник

Вода, ее роль в природе, виды воды, источники загрязнения

Вода, ее роль в природе, виды воды, источники загрязнения.

Вода – это неорганическое соединение, образованное двумя химическими элементами (двумя атомами водорода и одним атомом кислорода). В чистом виде вода не имеет запаха и цвета, а также явно выраженного вкуса. В обычном состоянии, вода представлена в виде жидкости.

Роль воды в природе и жизни организмов:

Вода оказывает непосредственное влияние на формирование погоды и климата, активно участвует в биохимических реакциях живых организмов. Например, в организме животных доля воды составляет порядка 60-75 %, у новорожденных – 70-80 %, а у эмбрионов – до 87-97 %. Таким образом, вода играет одну из главных ролей в процессе поддержания жизни на Земле.

Особенностью воды является пребывание в неустойчивом (метастабильном) состоянии при определенных условиях (данное состояние получило название – переохлажденная жидкость, пересыщенный пар, перегретая жидкость).

Вода является природным растворителем, как органических соединений, так и неорганических веществ. В естественном состоянии в воде содержатся соли разных веществ и соединений, растворены газы.

Виды воды:

По содержанию катионов кальция и магния различают: мягкую и жесткую воду.

По изотопам молекулы: обычную воду (легкую), дейтериевую воду (тяжелую), тритиевую воду (сверхтяжелую).

По содержанию соли: пресную и морскую воду.

Существуют такие понятия воды как:

сточные воды;

поверхностные воды;

ливневые воды;

дождевая вода;

питьевая вода;

минеральная вода;

солоноватая вода;

дистиллированная вода,

стерильная вода (для медицинских инъекций);

аномальная или модифицированная вода, обладающая уникальными свойствами для научных опытов.

О сновные показатели качества воды:

К основным показателям качества воды относят: физические, химические, биологические и бактериологические индикаторы.

Физические индикаторы качества отождествляются с запахом, вкусом, цветом, наличием взвесей.

При оценивании запаха используют 5-бальную шкалу, при этом выясняется, насколько преобладает один из представленных признаков: болотный, гнилостный, ароматический, землистый, рыбный. Посредством встряхивания лабораторной колбы с содержимым оценивают интенсивность запаха данного образца. Проверка запаха воды актуальна в разных ситуациях, например, при оценке очищенной воды . Наличие запаха у очищенной воды свидетельствует о низком качестве очистки, либо неполном удалении специальных реагентов (хлора).

Читайте также:  Как называют дятла в природе

Проверка цветности воды в количественном отношении осуществляется методом колориметрии, посредством сравнения взятой пробы со шкалой эталонов.

Качественное сравнение проб осуществляется с дистиллированной водой на белом фоне при естественном освещении. При обнаружении окраски воды указывают идентифицированный цвет (бурый, светло-желтый). Если сравниваемые образцы идентичны, то в заключении указывается, что исследуемый образец бесцветен.

Прозрачность воды свидетельствует о степени загрязнения исследуемой пробы во взвешенном и коллоидном (максимально раздробленном) состоянии.

Мутность воды свидетельствует о наличие в исследуемой пробе достаточного количества органических/неорганических примесей. Взвеси отделяются посредством фильтрования, после чего оценивается их преобладание в исследуемой пробе. Мутность воды определяется гравиметрическим методом.

По наличию сухого остатка делается вывод о наличие нелетучих веществ, находящихся в сточных водах. Исследование проводится в рамках использования гравиметрического метода. Метод позволяет точно определить количество органических веществ, находящихся во взвешенном состоянии во взятой пробе.

Химические индикаторы качества воды позволяют выявить щелочность, кислотность, жесткость, электропроводность, наличие органических веществ и растворенного кислорода.

Щелочность воды определяется наличием щелочных солей и свободных щелочей. Контроль щелочной среды сточных вод важен не только на входе в очистные сооружения, но и на выходе. Только при условии нейтральности среды (рН

6,5 – 8,5) гарантируется естественная жизнедеятельность микроорганизмов, обеспечивающих биохимическую очистку сточных вод.

Кислотность воды – важнейший индикатор, актуальный при сбросе в водоем кислотных вод. Перед сбросом в водоем кислотных сточных вод, следует нейтрализовать кислотность. Уровень кислотности определяется наличием в воде кислых солей и свободной угольной кислоты. Индикатором кислотности воды является вещество фенолфталеин.

Содержание азота в воде проверяется на предмет выявления аммонийного азота (NH + 4), нитратов (NO – 3) и азота нитритов (NO – 2).

Окисляемость воды обусловлена химической реакцией окисления некоторых быстрореагирующих неорганических веществ (Fe 2+ , сероводорода, сульфитов, нитритов) и органических соединений. В конечном итоге, окисляемость свидетельствует о том, какое количество кислорода было использовано при окислении органических веществ, содержащихся в 1 литре воды.

Химическая потребность в кислороде (сокращенно ХПК) позволяет сделать вывод о том, сколько в воде содержится органических веществ, которые предрасположены к окислению агрессивными окислителями.

Биохимическая потребность в кислороде (сокращенно БПК) – позволяет оценить степень загрязнения сточных вод аэробными микроорганизмами, бурно реагирующими на кислородную среду. Показатель БПК определяется с помощью йодометрического метода.

Общая жесткость воды формируется двумя показателями: карбонатной и некарбонатной жесткостью. Карбонатная жесткость показывает уровень содержания в воде гидрокарбонатов магния и калия . Некарбонатная жесткость демонстрирует наличие в воде сульфатов магния и калия, а также хлоридов. Суммарное сочетание данных показателей выражает единый индикатор общей жесткости.

Биологические индикаторы качества демонстрируют наличие в воде гидрофлоры и гидробионатов. Гидрофлора определяется микрофитами и макрофитами. К микрофитам относятся водоросли, а макрофиты ассоциируются с высшей водной растительностью. При отмирании макрофитов в воде повышается уровень органических веществ. Ценность микрофитов состоит в том, что простейшие водоросли поглощают растворенный в воде углекислый газ , выделяя при этом кислород.

К гидробионитам относится три вида живой среды: планктон, пребывающий в толще воды; обитатели придонной толщи воды (bentos); живность, населяющая поверхностный слой воды (neisia).

Бактериологические индикаторы качества характеризуют безвредность (нейтральность) водной среды относительно находящихся здесь болезнетворных микроорганизмов и особенно кишечной палочки. Для определения степени зараженности воды болезнетворными микроорганизмами (кишечной палочкой) используется величина КОЛИ индекса. Для определения показателя на пробу берется 1 литр воды.

Состояния воды – жидкое, твердое, газообразное:

Вода, кроме жидкого состояния может находиться и в других агрегатных состояниях. В твердом состоянии вода представлена в виде льда, инея и снежных крупинок. В газообразном состоянии – в виде пара.

При обычном атмосферном давлении вода превращается в водяной пар при 100°С, и трансформируется в лед при 0°С. При росте давления, температура кипения водной среды возрастает и наоборот, при падении давления, температура кипения падает.

Вода может одновременно пребывать в разных совмещенных состояниях, например: морская вода и айсберг, реки и ледники на земной поверхности, водяной пар и облака.

Запасы пресной и соленой воды в мире:

Вода занимает 71% поверхности планеты, находясь в океанах, морях, реках, озерах и ледниках. В составе земной мантии в 10-12 раз больше воды, чем в водах мирового океана. Большую часть занимает соленая вода, которая непригодна для питья и возделывания культур в сельском хозяйстве. На долю пресной воды приходится малая часть: в ледниках содержится 1,81%, в подземных водах – 0,63%, в реках и озерах – 0,009%.

С редняя плотность воды:

Считается, что средняя плотность воды приравнивается к 1000 кг/метр кубический, что соответствует 1000 г/литр. Если быть более точным, то плотность воды является максимальной и приравнивается к величине 999,972 кг/метр кубический при температуре от 3,8 до 4,2°С. К примеру, при температуре 25°С плотность воды составляет 997 кг/ метр кубический.

К существенному изменению плотности воды приводит смена агрегатного состояния. Плотность льда варьируется в пределах 916-920 кг/метр кубический, а плотность водяного пара составляет всего лишь сотые доли килограмма на кубометр.

Граница раздела между жидкостью и водяным паром исчезает при критической температуре, составляющей 374,12° С.

И сточники водоснабжения поверхностные и подземные:

Наземные источники представлены реками, естественными водоемами и искусственными водохранилищами.

Подземные водные источники представлены: хранилищами воды артезианского напорного типа и межпластовым водным ресурсом безнапорного типа.

Атмосферные воды содержат не только разные примеси и растворенные газы, но и существенно загрязнены. Для атмосферных осадков характерно такое явление, как кислотные дожди. Атмосферные воды однозначно подлежат обеззараживанию и очистке.

Открытые источники воды небезопасны в использовании, поскольку могут содержать токсичные вещества, накопленные в результате притока сточных вод. В открытых водоемах может «цвести» вода, а содержание органики зашкаливать. Открытые источники характеризуются пониженной прозрачностью, высокой минерализацией. Чтобы воду из таких источников можно было использовать для питья, требуется провести ее очистку и обеззараживание.

Подземные запасы воды группируются на почвенные воды, грунтовые воды, межпластовые подземные хранилища воды (напорные и безнапорные).

Наиболее безопасной по составу является вода из артезианских источников, которую можно употреблять без предварительной обработки. Вода, полученная из артезианской скважины, не имеет запаха, прозрачна, бесцветна. В ней отсутствуют микроорганизмы и органические вещества. Особенностью воды из артезианского источника является повышенный уровень минерализации.

Без обработки и обеззараживания можно также пить воду, полученную из подземного водоносного слоя не напорного типа. Такой водный ресурс находится на достаточной глубине между двумя водоупорными пластами. Просачивание в межпластовые хранилища воды поверхностных вод и атмосферной влаги исключено.

Для обеспечения населения чистой водой практикуется использование двух систем водоснабжения: централизованной системы и децентрализованной (местной) системы.

Центральная система водоснабжения имеется в любом городе. В состав системы входит центральный водопровод со всеми элементами и сеть трубных коммуникаций, предназначенная для доставки воды потребителю.

Центральный водопровод включает в себя: водозабор, насосную станцию, очистные сооружения, резервуары для чистой воды , напорную башню. Очищенная и обеззараженная вода по сети труб под давлением подается до каждого потребителя (домохозяйства).

Местное водоснабжение устраивается в местах, где количество жителей незначительно. Вода берется, как правило, из подземного источника с помощью насосов.

При выборе источника воды для водоснабжения приоритет дается межпластовым водоносным слоям артезианского типа. Вода из такого источника отвечает необходимым санитарным нормам и полностью пригодна к употреблению.

Выбора источника водоснабжения:

Выбор источника водоснабжения опирается на санитарно-гигиенические нормы и экологические стандарты. Потребитель должен получать качественный продукт, который не нанесет вред его здоровью. Поэтому при выборе оптимального источника водоснабжения, решение принимается в пользу межпластовых водоносных слоев с высокими санитарно-гигиеническими показателями. Если артезианских пластов в наличии нет, то выбор делается в пользу межпластовых безнапорных слоев. На третьем месте по надежности выступают грунтовые воды первого водоносного горизонта. При невозможности получить доступ к подземным водоносным межпластовым и грунтовым слоям выбор делается в пользу открытых водоемов, однако в этом случае придется продумать систему очистки и обеззараживания воды .

И сточники и виды загрязнения природных вод:

Источниками загрязнения природных вод на сегодняшний день выступают: химические, биологические и физические источники.

К химическим источникам загрязнения относят производственные процессы, транспорт и сельскохозяйственное производство.

К биологическим источникам загрязнения относят вирусы, бактерии, дрожжевые грибы и болезнетворные микроорганизмы.

К физическим источникам загрязнения относят сброс тепла в водоемы, радиоактивное заражение и др.

Конкретными загрязнителями выступают следующие вещества:

– смолы, жиры, фенол, сульфаты (продукты деревообработки);

– продукты химической отрасли;

– минеральные вещества, как продукты горной добычи и угольной промышленности;

Сточные воды промышленных предприятий:

По своему составу, сточные воды, выводимые с промышленных предприятий, классифицируются, как бытовые, производственные и атмосферные .

Бытовые производственные сточные воды – продукт душевых и туалетов производственно-административных зданий.

Производственные воды – водный ресурс, используемый для обеспечения технологических процессов на предприятии.

Атмосферные воды – следствие дождевых осадков, а также выпавшего, а затем растаявшего снега.

Производственные сточные воды делятся на две подгруппы – загрязненные и условно чистые воды .

Загрязнение производственных вод проявляется в увеличении солей тяжелых металлов, появлении радиоактивных элементов, болезнетворных микроорганизмов, уменьшении кислорода .

Загрязненные воды на предприятии делятся на три подгруппы:

– воды , насыщенные минеральными примесями (отрасли металлургии, машиностроения, угледобычи);

– воды, насыщенные органикой (предприятия пищевой отрасли, молокоперерабатывающие заводы, бумажно-целлюлозные комбинаты, предприятия по переработке рыбы и морепродуктов);

– воды, насыщенные неорганическими примесями (нефтеперерабатывающие предприятия, комбинаты легкой и текстильной промышленности).

О бласти применения воды:

Вода может быть применена в таких и подобных областях как:

– возделывание сельскохозяйственных культур, что особенно актуально для засушливых районов;

– в качестве растворителя органических и неорганических веществ;

– как эффективный теплоноситель для обогрева жилищ и функционирования контуров атомных станций;

– как замедлитель нейтронов при проведении ядерной реакции на атомных электростанциях ;

Источник