Maža žinutė apie vandenį. Vanduo žmogaus gyvenime
Vanduo
Pažvelkite į pasaulio žemėlapį. Dažniausiai ant jo yra mėlyni dažai. IR mėlyna spalva ant kortelių pavaizduotas vanduo, be kurio niekas niekada neapsieina ir nėra kuo jį pakeisti.
Gamtoje nuolat vyksta vandens ciklas. Nuo jūrų, vandenynų, upių ir ežerų paviršiaus jis išgaruoja, susidaro debesys. Jie lyja, sninga ir vėl grąžina vandenį į žemę ir vandenynus.
Būtent vandenyje atsirado pirmosios gyvos būtybės. Tai buvo maži vienaląsčiai baltymų gabalėliai, plūduriuojantys vandenyne bangoms liepiant. Palaipsniui, per milijonus metų, jie keitėsi ir tobulėjo. Iš pradžių iš jų atsirado augalų organizmai, paskui atsirado formos, stovinčios ant ribos tarp augalų ir gyvūnų. Ir galiausiai atsirado paprasčiausi gyvūnai. Praėjo dar daug milijonų metų, kol, kovojant už egzistavimą, dalis augalų ir gyvūnų „išėjo“ į sausumą ir ten tęsė savo vystymąsi.
Vanduo yra viena iš svarbiausių medžiagų žmogui. Jo kūnas, kraujas, smegenys, kūno audiniai daugiau nei pusę sudaro vanduo. O kai kuriuose augaluose jų yra dar daugiau. Vanduo – vandenynuose ir jūrose, upėse ir ežeruose, po žeme ir dirvožemyje. Aukštuose kalnuose, Arktyje, Antarktidoje, vanduo yra sniego ir ledo pavidalu. Tai kietas vanduo. Žiemą užšalus mūsų upėse ir ežeruose galima pamatyti ledą. Atmosferoje yra daug vandens: tai debesys, rūkas, garai, lietus, sniegas. Žemės paviršiuje nėra viso Žemėje esančio vandens. Giliai žemėje yra požeminės upės ir ežerai. Ar nustebote, kad ir kietas ledas, ir lengvas, kaip ir dujos, garai taip pat yra vanduo? Tai yra jo savybė: ji yra skysta, kieta ir dujinė.
Vanduo turi dar vieną svarbią savybę: jis gali lengvai ištirpinti savyje daugybę medžiagų. Žinoma, matėte, kaip valgomoji druska tirpsta sriuboje. Vanduo taip pat tirpdo įvairias jame esančias druskas žemės sluoksniai, ir daug kitų kietųjų medžiagų ir net dujų.
Gryno vandens gamtoje visiškai nėra. Jį galima gauti tik laboratorijoje. Toks vanduo yra beskonis, jame nėra gyvam organizmui reikalingų druskų. O jūros vandenyje per daug įvairių druskų, todėl jis irgi netinka gerti. Trūkstant vandens, labai sutrinka gyvybinė organizmų veikla. Ilgą dehidrataciją gerai toleruoja tik besiilsinčios gyvybės formos – sporos, sėklos. Augalai, kai nėra vandens, nuvysta ir gali mirti. Gyvūnai, netekę vandens, greitai miršta: pavyzdžiui, gerai šeriamas šuo be maisto gali išgyventi iki 100 dienų, o be vandens – mažiau nei 10. Vandens netekimas organizmui pavojingesnis nei badas: žmogus be maisto gali gyventi ilgiau nei mėnesį, be vandens – tik kelias dienas. Vandenyje ištirpsta organizmo gyvybei svarbios organinės ir neorganinės medžiagos. Žmogaus vandens poreikis, kurį jis sunaudoja su maistu ir gėrimais, priklausomai nuo klimato, yra 3-6 litrai per dieną. Vanduo yra geras žmogaus draugas ir pagalbininkas. Ji – patogus kelias: jūromis ir vandenynais plaukioja laivai. Štai kodėl daugybė miestų iškilo upių pakrantėse.
Vanduo nugali sausrą, atgaivina dykumas, didina laukų ir sodų derlių. Ji klusniai sukasi turbinas hidroelektrinėse. Mineralinių šaltinių vanduo turi gydomąjį poveikį. Daugelis šaltinių yra karšti. O žmonės naudojasi ne tik šių vandenų gydomosiomis savybėmis, bet ir šiluma. Kamčiatkoje, kur tokių šaltinių daug, šiltnamiuose daržovės auginamos bet kuriuo metų laiku. Štai kokia nepaprasta substancija yra paprastas vanduo – gamtos grožis, kaip kadaise sakė nuostabus rusų rašytojas S. T. Aksakovas.
Bendras vandens kiekis Žemėje nesikeičia. Iš jūrų ir vandenynų, upių ir ežerų paviršiaus vanduo išgaruoja, o vėliau lietaus ar sniego pavidalu grįžta į Žemę. Tačiau švaraus vandens Žemėje lieka vis mažiau. Jo trūkumas jau jaučiamas daugelyje šalių. Tačiau taip yra ne dėl to, kad išseko vandens atsargos. Vandenyje iškilo taršos grėsmė. Gamyklos ir gamyklos, elektrinės sunaudoja didelius kiekius vandens ir tuo pačiu teršia jį įvairiomis atliekomis. Į upes ir ežerus su įmonių nuotekomis patenka įvairios toksinės medžiagos. Gyvybė žūsta vandenyje. Žuvys, vėžiai, augalai – tokiame vandenyje žūsta visa, kas gyva. Irstantys vandenys nuodija orą ir tampa rimtų ligų šaltiniais. Upė serga, jos vandenimis žmogus negali naudotis. Vandenį reikia taupyti! Tai turi suprasti ir atsiminti visi. Tausoti vandenį reiškia saugoti gyvybę, sveikatą ir supančios gamtos grožį. Mūsų šalyje yra priimta nemažai įstatymų, skirtų vandens apsaugai. Jų įgyvendinimą kontroliuoja valstybės institucijos. Tai leido sumažinti daugelio upių taršos riziką ir pagerinti miestų ir miestelių sanitarinę būklę. Tačiau vandens apsaugos problema vis dar opi.
Bibliografija
Šiam darbui parengti medžiaga iš svetainės http://www.5.km.ru/
Dalyko "Vanduo. Angliavandeniai. Lipidai" turinys:Be vandens gyvybė mūsų planetoje negalėjo egzistuoti. Vanduo svarbūs gyviems organizmams dėl dviejų priežasčių. Pirma, tai būtina gyvų ląstelių sudedamoji dalis, antra, daugeliui organizmų ji taip pat tarnauja kaip buveinė. Žmonėms vertingas tik geriamasis vanduo. Geriamajam vandeniui gauti naudojami jie, kurie leidžia išvalyti jį nuo kenksmingų priemaišų, tinka gerti ir gaminti. Štai kodėl reikėtų pasakyti keletą žodžių apie jo chemines ir fizines savybes.
Šios savybės yra gana neįprastos ir daugiausia dėl mažo molekulių dydžio. vandens, jų poliškumas ir galimybė jungtis tarpusavyje vandeniliniais ryšiais. Poliškumas reiškia netolygų krūvių pasiskirstymą molekulėje. Vandenyje vienas molekulės galas („polius“) turi nedidelį teigiamą krūvį, o kitas – neigiamą. Tokia molekulė vadinama dipoliu. Deguonies atomo gebėjimas pritraukti elektronus yra ryškesnis nei vandenilio atomų, todėl vandens molekulėje esantis deguonies atomas linkęs traukti dviejų vandenilio atomų elektronus į save. Elektronai yra neigiamai įkrauti, dėl kurių deguonies atomas įgyja nedidelį neigiamą krūvį, o vandenilio atomai – teigiamą.
Dėl to tarp vandens molekules atsiranda silpna elektrostatinė sąveika ir, kadangi traukia priešingi krūviai, atrodo, kad molekulės „sulimpa“. Šios sąveikos, kurios yra silpnesnės nei įprastos joninės arba kovalentiniai ryšiai vadinamos vandenilinėmis jungtimis. Vandeniliniai ryšiai nuolat formuojasi, nutrūksta ir vėl atsiranda vandens storymėje. Ir nors tai yra silpni ryšiai, jų bendras poveikis lemia daugelį neįprastų fizinių vandens savybių. Atsižvelgdami į šią vandens savybę, dabar galime pradėti nagrinėti tas savybes, kurios yra svarbios biologiniu požiūriu.
Vandeniliniai ryšiai tarp vandens molekulių. A. Dvi vandens molekulės, sujungtos 6+ vandenilio ryšiu – labai mažas teigiamas krūvis; 6~ yra labai mažas neigiamas krūvis. B. Vandens molekulių tinklas, kurį kartu laiko vandenilio ryšiai. Tokios struktūros nuolat formuojasi, suyra ir vėl atsiranda vandenyje, kuris yra skysta būsena.Biologinė vandens reikšmė
Vanduo kaip tirpiklis. Vanduo- puikus tirpiklis polinėms medžiagoms. Tai apima joninius junginius, tokius kaip druskos, turinčius įkrautų rūšių (jonų), ir kai kuriuos nejoninius junginius, tokius kaip cukrus, kurių molekulėje yra polinių (silpnai įkrautų) grupių (cukruose tai yra hidroksilo grupė, pernešanti mažas neigiamas krūvis, -OH). Kai medžiaga ištirpsta vandenyje, vandens molekulės supa jonus ir polines grupes, atskirdamos jonus ar molekules vieną nuo kito.
Tirpale molekulėms ar jonams leidžiama judėti laisviau, todėl padidėja medžiagos reaktyvumas. Dėl šios priežasties narve dauguma cheminės reakcijos nesandariai vandeniniuose tirpaluose. Nepolinės medžiagos, tokios kaip lipidai, yra atstumiamos vandens ir jam esant dažniausiai traukia viena kitą, kitaip tariant, nepolinės medžiagos yra hidrofobinės (hidrofobinės – vandenį atstumiančios). Veikia panašios hidrofobinės sąveikos svarbus vaidmuo formuojantis membranoms, taip pat nustatant daugelio baltymų molekulių, nukleorūgščių ir kitų ląstelių komponentų trimatę struktūrą.
būdingas vandens savybės tirpiklis taip pat reiškia, kad vanduo tarnauja kaip terpė įvairiems transportuoti. Jis atlieka šį vaidmenį kraujyje, limfinėje ir šalinimo sistemose, virškinamajame trakte ir augalų floemoje bei ksileme.
Vanduo yra gyvybės šaltinis Žemėje, didžiulė gamtos vertybė, dengianti 71% mūsų planetos paviršiaus, labiausiai paplitęs cheminis junginys ir būtinas visos gyvybės planetoje egzistavimo pagrindas. Didelis kiekis augaluose (iki 90 proc.) ir žmogaus organizme (apie 70 proc.) tik patvirtina šio nei skonio, nei kvapo, nei spalvos komponento svarbą.
Vanduo yra gyvybė!
Vandens vaidmuo žmogaus gyvenime yra neįkainojamas: jis naudojamas gėrimui, maistui, prausimuisi, įvairioms buities ir pramonės reikmėms. Vanduo yra gyvybė!
Vandens vaidmenį žmogaus gyvenime gali nulemti jo dalis organizme ir organuose, kurių kiekvienoje ląstelėje gausu būtinų maistinių medžiagų vandeninio tirpalo. Vanduo yra viena iš veiksmingų kūno kultūros priemonių, plačiai naudojama asmens higienai, rekreaciniam kūno kultūrai, grūdinimuisi, vandens sportui.
Biocheminės vandens savybės
Gyvos ląstelės elastingumo ir tūrio išsaugojimas būtų neįmanomas be vandens, taip pat nemažos dalies cheminių organizmo reakcijų, kurios vyksta būtent vandeniniuose tirpaluose. Toks vertingas skystis yra nepakeičiamas dėl savo šilumos laidumo ir šiluminės talpos, kuri užtikrina termoreguliaciją ir apsaugo nuo kraštutinių temperatūrų.
Vanduo žmogaus gyvenime gali ištirpinti kai kurias rūgštis, bazes ir druskas, kurios yra joniniai junginiai ir kai kurie poliniai nejoniniai dariniai (paprastieji alkoholiai, aminorūgštys, cukrūs), vadinami hidrofiliniais (iš graikų kalbos pažodžiui – polinkis į drėgmę). Nukleino rūgštys, riebalai, baltymai ir kai kurie polisacharidai yra hidrofobinės medžiagos (iš graikų kalbos – drėgmės baimė), kurių skystis nepajėgia.
Biologinė vandens reikšmė yra gana didelė, nes šis neįkainojamas skystis yra pagrindinė terpė vidiniams organizme vykstantiems procesams. Procentais vandens buvimas organizme yra toks:
Kūno sistemos | |
Riebalinis audinys | |
Šia proga įdomus mokslinės fantastikos rašytojo V. Savčenko, viena fraze atskleidęs vandens prasmę, teiginys: žmogus turi daug daugiau motyvų laikyti save skystu, priešingai, pavyzdžiui, 40% natrio. sprendimas. Ir tarp biologų yra populiarus pokštas, kad vanduo „išrado“ žmogų kaip savo transporto priemonę, kurios pagrindinis kūno komponentas jis yra. 2/3 viso jo kiekio yra ląstelių viduje ir vadinama "intraceluliniu" arba "struktūriniu" skysčiu, kuris gali užtikrinti organizmo atsparumą neigiamų veiksnių įtakai. išorinė aplinka. Trečioji dalis vandens yra už ląstelių ribų, o 20% šio kiekio yra pats tarpląstelinis skystis, 2% ir 8% - atitinkamai limfos ir kraujo plazmos vanduo.
Vandens svarba žmogaus gyvenime
Natūralaus komponento vertė gyvenime ir kasdieniame gyvenime yra tiesiog neįkainojama, nes be jo egzistavimas iš esmės neįmanomas.
Vanduo gyvybiškai svarbus, nes:
- drėkina įkvėptą deguonį;
- padeda organizmui kokybiškai pasisavinti maistines medžiagas;
- prisideda prie maisto pavertimo energija ir normalaus virškinimo;
- dalyvauja medžiagų apykaitos ir cheminėse reakcijose;
- pašalina druskų, toksinų ir toksinų perteklių;
- reguliuoja kūno temperatūrą;
- suteikia odai elastingumo;
- reguliuoja kraujospūdį;
- apsaugo nuo inkstų akmenų susidarymo;
- yra savotiškas „tepalas“ sąnariams ir amortizatorius nugaros smegenims;
- saugo gyvybiškai svarbius organus.
Vandens ciklas organizme
Viena iš visų gyvų dalykų egzistavimo sąlygų yra nuolatinis vandens kiekis, kurio į organizmą patenka, priklauso nuo žmogaus gyvenimo būdo, jo amžiaus, fizinės sveikatos, aplinkos veiksnių. Per dieną pasikeičia iki 6% organizme esančio vandens; pusė visos jo sumos atnaujinama per 10 dienų. Taigi per dieną organizmas netenka apie 150 ml vandens su išmatomis, apie 500 ml su iškvepiamu oru ir tiek pat su prakaitu ir 1,5 litro išsiskiria su šlapimu. Maždaug tiek pat vandens (apie 3 litrus per dieną) žmogus gauna atgal. Iš jų trečdalis litro susidaro pačiame organizme vykstant biocheminiams procesams, o apie 2 litrus suvartojama su maistu ir gėrimais, o vien geriamojo vandens paros poreikis yra apie 1,5 litro.
AT paskutiniais laikais ekspertai paskaičiavo, kad žmogus vis tiek turėtų išgerti apie 2 litrus gryno vandens per dieną, kad išvengtų net menkiausios organizmo dehidratacijos. Tiek pat rekomenduojama suvartoti jogams, žinantiems tikrąją oro ir vandens reikšmę. Visiškai sveika Žmogaus kūnas idealiu atveju turėtų būti vandens balanso būsena, kitaip vadinama vandens balansu.
Beje, vokiečių mokslininkai, atlikę daugybę eksperimentų su studentais, išsiaiškino, kad tie, kurie geria vandenį ir geria daugiau nei kiti, rodo didesnį santūrumą ir polinkį kūrybiškumui. Vanduo žmogaus gyvenime vaidina skatinamąjį vaidmenį, pripildydamas energijos ir gyvybingumo.
Kai kuriais skaičiavimais, per 60 gyvenimo metų žmogus vidutiniškai išgeria apie 50 tonų vandens, o tai atitinka beveik visą baką. Įdomu žinoti, kad įprastas maistas yra pusė vandens: jo mėsoje - iki 67%, grūduose - 80%, daržovėse ir vaisiuose yra iki 90%, duonoje - apie 50%.
Didelio vandens suvartojimo situacijos
Paprastai žmogus per dieną gauna apie 2-3 litrus vandens, tačiau pasitaiko situacijų, kai jo poreikis išauga. Tai:
- Padidėjusi kūno temperatūra (daugiau nei 37 ° C). Su kiekvienu didėjančiu vandens laipsniu reikia 10% daugiau viso vandens. .
- sunkus fizinis darbas gryname ore, kuriame reikia išgerti 5-6 litrus skysčio.
- Darbas karštose parduotuvėse - iki 15 litrų.
Vertingų skysčių trūkumas yra daugelio ligų priežastis: alergijos, astma, antsvoris, aukštas kraujospūdis, emocinės problemos (įskaitant depresiją), o jo nebuvimas sukelia visų organizmo funkcijų sutrikimą, kenkia sveikatai ir tampa pažeidžiamas ligoms.
Netekus vandens iki 2% viso kūno svorio (1 - 1,5 litro), žmogus pajus troškulį; 6–8% praradimas sukels pusiau sąmoningą būseną; 10% sukels haliucinacijas ir sutriks rijimo funkcija. 12% vandens netekimas nuo viso kūno svorio sukels mirtį. Jei be maisto žmogus gali išgyventi apie 50 dienų, vartodamas geriamąjį vandenį, tai be jo – daugiausiai 5 dienas.
Tiesą sakant, dauguma žmonių išgeria mažiau nei rekomenduojama vandens: tik trečdalį, o atsirandantys negalavimai visiškai nesusiję su skysčių trūkumu.
Vandens trūkumo organizme požymiai
Pirmieji dehidratacijos požymiai:
Stabilus vandens suvartojimas organizme reikiamu kiekiu padeda užtikrinti gyvybingumą, atsikratyti negalavimų ir daugelio sunkių ligų, pagerinti mąstymą ir smegenų koordinaciją. Todėl atsirandantį troškulį visada reikia stengtis numalšinti. Geriau gerti mažai ir dažnai tuo pačiu metu, nes didelis kiekis skysčių vienkartiniam dienos normos papildymui bus visiškai absorbuojamas į kraują, o tai suteiks pastebimą apkrovą širdžiai. vanduo iš organizmo pašalinamas per inkstus.
Kūno vandens balansas – tiesus kelias į sveikatą
Kitaip tariant, vanduo žmogaus gyvenime, esant tinkamai organizuotam gėrimo režimui, gali sudaryti priimtinas sąlygas palaikyti reikiamą vandens balansą. Svarbu, kad skystis būtų Aukštos kokybės su esminiais mineralais. Šiuolaikinio pasaulio padėtis paradoksali: vanduo, gyvybės šaltinis Žemėje, gali būti pavojingas pačiai gyvybei, kone kiekvienu lašu pernešdamas įvairias infekcijas. Tai yra, tik grynas vanduo gali būti naudingas organizmui, kurio kokybės problema yra modernus pasaulis labai aktualu.
Vandens trūkumas yra baisi planetos ateitis
Atvirkščiai, pati geriamojo vandens prieinamumo problema tampa gyvybiškai svarbi ir kasdien virsta vis retesniu produktu. Be to, vandens svarba Žemėje ir jo trūkumas Tarptautiniai santykiai aptarta aukščiausio lygio ir dažnai prieštaringai.
Dabar daugiau nei 40 šalių patiria vandens trūkumą dėl daugelio regionų sausumo. Po 15-20 metų, net ir pagal optimistiškiausias prognozes, kiekvienas žmogus supras vandens svarbą Žemėje, nes jo trūkumo problema palies 60-70% planetos gyventojų. Besivystančiose šalyse vandens deficitas padidės 50%, išsivysčiusiose – 18%. Dėl to padidės tarptautinė įtampa dėl trūkumo. vandens ištekliai.
Užterštas vanduo dėl žmogaus veiklos
Taip yra dėl geofizinių sąlygų, žmogaus ūkinės veiklos, dažnai neapgalvotos ir neatsakingos, o tai ženkliai padidina vandens išteklių naštą ir lemia jų taršą. Puiki suma vanduo patenka į miestų ir pramonės poreikius, kurie ne tik vartoja, bet ir teršia vandenį, kasdien į vandens telkinius išpila apie 2 mln. Tas pats pasakytina ir apie žemės ūkį, kur iš ūkių ir laukų į vandens kelius patenka milijonai tonų atliekų ir trąšų. Europoje iš 55 upių tik 5 laikomos švariomis, o Azijoje visos upės itin nusėtos žemės ūkio atliekomis ir metalais. Kinijoje 550 iš 600 miestų patiria vandens trūkumą; dėl didelės taršos vandens telkiniuose neišgyvena žuvys, o kai kurios į vandenyną įtekančios upės jo tiesiog nepasiekia.
Kas teka iš čiaupų
Ir kam eiti toli, jei vandens kokybė, kuri palieka daug norimų rezultatų, rūpi beveik kiekvienam žmogui. Vandens reikšmė žmogaus gyvenime yra didelė, tai ypač aktualu, kai jis vartojamas, kai sanitarinės normos prieštarauja vartojamo skysčio, kuriame yra pesticidų, nitritų, naftos produktų, sveikatai kenksmingų druskų, kokybei. sunkieji metalai. Pusė gyventojų gauna pavojingą vandenį, kuris sukelia apie 80% visų žinomų ligų.
Chloras yra pavojingas!
Siekiant išvengti galimo užsikrėtimo bet kokia infekcija, vanduo chloruojamas, o tai jokiu būdu nesumažina pavojaus. Priešingai, chloras, naikinantis daugybę pavojingų mikrobų, formuojasi nesveikai cheminiai junginiai ir provokuoja tokias ligas kaip gastritas, pneumonija, onkologija. Virdamas jis nespėja visiškai ištirpti ir susijungia su visada esančiu vandenyje. organinės medžiagos. Tokiu atveju susidaro dioksinai – labai pavojingi nuodai, savo stiprumu pranokstantys net kalio cianidą.
Apsinuodijimas vandeniu yra daug blogesnis už apsinuodijimą maistu, nes vanduo žmogaus gyvenime, skirtingai nei maistas, dalyvauja visuose biocheminiuose organizmo procesuose. Organizme susikaupę dioksinai suyra labai lėtai, beveik dešimtis metų. Sukeldami endokrininės sistemos, reprodukcinių funkcijų sutrikimus, jie ardo imuninę sistemą, sukelia vėžinius susirgimus, genetinius anomalijas. Chloras yra pavojingiausias mūsų laikų žudikas: užmušus vieną ligą, ji sukelia kitą, dar blogesnę. 1944 m. prasidėjus pasauliniam vandens chloravimui, ėmė masiškai kilti širdies ligų, demencijos ir vėžio epidemijos. Vėžio rizika yra 93% didesnė nei tų, kurie geria nechloruotą vandenį. Išvada tik viena: vandens iš čiaupo niekada negalima gerti. Ekologinė vandens svarba yra problema Nr. 1 pasaulyje, nes jei nėra vandens, Žemėje nebus ir gyvybės. Todėl būtina sveikatos palaikymo sąlyga yra jo valymas ir sanitarinių bei epidemiologinių standartų laikymasis.
Vanduo (vandenilio oksidas) yra skaidrus skystis, kuris neturi spalvos (mažame tūryje), neturi kvapo ir skonio. Cheminė formulė: H2O. Kietoje būsenoje jis vadinamas ledu arba sniegu, o dujinėje – vandens garais. Apie 71% Žemės paviršiaus padengta vandeniu (vandenynai, jūros, ežerai, upės, ašigalių ledas).
Tai geras labai polinis tirpiklis. AT gamtinės sąlygos visada yra ištirpusių medžiagų (druskų, dujų). Vanduo yra labai svarbus kuriant ir palaikant gyvybę Žemėje, gyvų organizmų cheminėje struktūroje, formuojantis klimatui ir orams.
Beveik 70% mūsų planetos paviršiaus užima vandenynai ir jūros. Kietas vanduo – sniegas ir ledas – dengia 20 % sausumos. Iš viso Žemėje esančio vandens kiekio, lygaus 1 milijardui 386 milijonams kubinių kilometrų, 1 milijardas 338 milijonai kubinių kilometrų tenka sūriam Pasaulio vandenyno vandenims ir tik 35 milijonai kubinių kilometrų tenka gėlo vandens daliai. Viso vandenyno vandens kiekio pakaktų jam uždengti Žemė sluoksnis virš 2,5 km. Kiekvienam Žemės gyventojui tenka maždaug 0,33 kubinio kilometro jūros vandens ir 0,008 kubinio kilometro gėlo vandens. Tačiau sunkumas yra tas, kad didžioji dauguma gėlo vandens Žemėje yra tokios būklės, kad žmonėms sunku jį pasiekti. Beveik 70% gėlo vandens yra poliarinių šalių ledo sluoksniuose ir kalnų ledynuose, 30% yra požeminiuose vandeninguose sluoksniuose ir tik 0,006% gėlo vandens vienu metu yra visų upių kanaluose. Tarpžvaigždinėje erdvėje buvo rastos vandens molekulės. Vanduo yra kometų, daugumos planetų, dalis saulės sistema ir jų palydovai.
Vandens sudėtis (pagal masę): 11,19% vandenilio ir 88,81% deguonies. Grynas vanduo yra skaidrus, bekvapis ir beskonis. Didžiausias jo tankis yra 0°C temperatūroje (1 g/cm3). Ledo tankis yra mažesnis už skysto vandens tankį, todėl ledas išplaukia į paviršių. Vanduo užšąla 0 ° C temperatūroje ir užverda 100 ° C temperatūroje, esant 101 325 Pa slėgiui. Tai prastas šilumos laidininkas ir labai prastas elektros laidininkas. Vanduo yra geras tirpiklis. Vandens molekulė yra kampinės formos, vandenilio atomai sudaro 104,5° kampą deguonies atžvilgiu. Todėl vandens molekulė yra dipolis: ta molekulės dalis, kurioje yra vandenilis, yra teigiamai įkrauta, o dalis, kurioje yra deguonis, – neigiamai. Dėl vandens molekulių poliškumo jame esantys elektrolitai disocijuoja į jonus.
Skystame vandenyje kartu su įprastomis H20 molekulėmis yra susietų molekulių, t.y., susijungusios į sudėtingesnius agregatus (H2O)x dėl vandenilinių jungčių susidarymo. Vandenilio jungčių buvimas tarp vandens molekulių paaiškina jo fizinių savybių anomalijas: didžiausias tankis esant 4 ° C, karštis verdantis (serijoje H20-H2S - H2Se) anomaliai didelė šiluminė talpa. Kylant temperatūrai vandeniliniai ryšiai nutrūksta, o visiškai nutrūksta, kai vanduo virsta garais.
Vanduo yra labai reaktyvi medžiaga. Įprastomis sąlygomis jis sąveikauja su daugeliu pagrindinių ir rūgščių oksidai, taip pat su šarminiais ir šarminių žemių metalais. Vanduo sudaro daugybę junginių – kristalinių hidratų.
Akivaizdu, kad vandenį surišantys junginiai gali tarnauti kaip sausikliai. Kiti džiovinimo agentai yra P205, CaO, BaO, metalinis Ma (jie taip pat chemiškai sąveikauja su vandeniu) ir silikagelis. Į svarbią cheminės savybės vanduo yra jo gebėjimas įsitraukti į hidrolizinio skilimo reakcijas.
Vandens fizinės savybės.
Vanduo turi keletą neįprastų savybių:
1. Ledui tirpstant jo tankis padidėja (nuo 0,9 iki 1 g/cm³). Beveik visų kitų medžiagų tankis mažėja, kai lydosi.
2. Kaitinamas nuo 0 °C iki 4 °C (tiksliau, 3,98 °C), vanduo susitraukia. Atitinkamai, kai jis vėsta, tankis mažėja. Dėl to žuvys gali gyventi užšalusiuose vandenyse: kai temperatūra nukrenta žemiau 4 ° C, daugiau saltas vanduo nes mažiau tankus lieka paviršiuje ir užšąla, o po ledu išlieka teigiama temperatūra.
3. Aukšta temperatūra ir specifinė lydymosi šiluma (0 °C ir 333,55 kJ/kg), virimo temperatūra (100 °C) ir savitoji garavimo šiluma (2250 kJ/kg), palyginti su panašios molekulinės masės vandenilio junginiais.
4. Didelė skysto vandens šiluminė talpa.
5. Didelis klampumas.
6. Didelis paviršiaus įtempis.
7. Neigiamas elektrinis potencialas vandens paviršius.
Visos šios savybės yra susijusios su vandenilinių jungčių buvimu. Dėl didelio vandenilio ir deguonies atomų elektronegatyvumo skirtumo elektronų debesys stipriai pasislenka link deguonies. Dėl šios priežasties, taip pat dėl to, kad vandenilio jonas (protonas) neturi vidinių elektronų sluoksnių ir turi mažus matmenis, jis gali prasiskverbti į kaimyninės molekulės neigiamai poliarizuoto atomo elektronų apvalkalą. Dėl šios priežasties kiekvieną deguonies atomą traukia kitų molekulių vandenilio atomai ir atvirkščiai. Tam tikrą vaidmenį atlieka protonų mainų sąveika tarp vandens molekulių ir jų viduje. Kiekviena vandens molekulė gali dalyvauti daugiausia keturiose vandenilio jungtyse: 2 vandenilio atomai – kiekvienas viename ir deguonies atomas – dviejuose; šioje būsenoje molekulės yra ledo kristale. Tirpstant ledui nutrūksta kai kurie ryšiai, todėl vandens molekulės gali susikaupti tankiau; Kai vanduo pašildomas, jungtys ir toliau nutrūksta, o jo tankis didėja, tačiau esant aukštesnei nei 4 ° C temperatūrai, šis poveikis tampa silpnesnis nei šiluminis plėtimasis. Garavimas suardo visas likusias jungtis. Ryšiams nutraukti reikia daug energijos, todėl aukšta temperatūra ir specifinė lydymosi bei virimo šiluma ir didelė šiluminė talpa. Vandens klampumą lemia tai, kad vandeniliniai ryšiai neleidžia vandens molekulėms judėti skirtingu greičiu.
Dėl panašių priežasčių vanduo yra geras polinių medžiagų tirpiklis. Kiekviena ištirpusios medžiagos molekulė yra apsupta vandens molekulių, o teigiamai įkrautos tirpios medžiagos molekulės dalys pritraukia deguonies atomus, o neigiamai įkrautos – vandenilio atomus. Kadangi vandens molekulė yra maža, daug vandens molekulių gali apsupti kiekvieną ištirpusios medžiagos molekulę.
Šia vandens savybe naudojasi gyvos būtybės. Gyvoje ląstelėje ir tarpląstelinėje erdvėje sąveikauja įvairių medžiagų tirpalai vandenyje. Vanduo būtinas visų be išimties vienaląsčių ir daugialąsčių gyvų būtybių Žemėje gyvenimui.
Grynas (be priemaišų) vanduo yra geras izoliatorius. Normaliomis sąlygomis vanduo yra silpnai disocijuotas, o protonų (tiksliau vandenio jonų H3O+) ir hidroksido jonų HO− koncentracija yra 0,1 µmol/l. Bet kadangi vanduo yra geras tirpiklis, jame beveik visada ištirpsta tam tikros druskos, tai yra, vandenyje yra teigiamų ir neigiamų jonų. Dėl to vanduo praleidžia elektrą. Pagal vandens elektrinį laidumą galima nustatyti jo grynumą.
Vandens lūžio rodiklis n=1,33 optiniame diapazone. Tačiau jis stipriai sugeria infraraudonąją spinduliuotę, todėl vandens garai yra pagrindinės natūralios šiltnamio efektą sukeliančios dujos, sukeliančios daugiau nei 60 % šiltnamio efekto. Dėl didelio molekulių dipolio momento vanduo taip pat sugeria mikrobangų spinduliuotę, kuria grindžiamas mikrobangų krosnelės principas.
agregatinės būsenos.
1. Pagal valstybę jie išskiria:
2. Kietas – ledas
3. Skystis – vanduo
4. Dujiniai – vandens garai
1 pav. "Snaigių tipai"
Esant atmosferos slėgiui, vanduo užšąla (virsta ledu) 0°C temperatūroje, o užverda (virsta vandens garais) 100°C temperatūroje. Mažėjant slėgiui, vandens lydymosi temperatūra lėtai kyla, o virimo temperatūra mažėja. Esant 611,73 Pa (apie 0,006 atm) slėgiui, virimo ir lydymosi taškai sutampa ir tampa lygūs 0,01 ° C. Šis slėgis ir temperatūra vadinami trigubu vandens tašku. Esant mažesniam slėgiui, vanduo negali būti skystos būsenos, o ledas tiesiogiai virsta garais. Ledo sublimacijos temperatūra mažėja mažėjant slėgiui.
Didėjant slėgiui, didėja vandens virimo temperatūra, taip pat didėja vandens garų tankis virimo temperatūroje, o skysto vandens mažėja. Esant 374 °C (647 K) temperatūrai ir 22,064 MPa (218 atm) slėgiui, vanduo praeina pro kritinis taškas. Šiuo metu skysto ir dujinio vandens tankis ir kitos savybės yra vienodos. Su daugiau aukštas spaudimas nėra skirtumo tarp skysto vandens ir vandens garų, todėl nėra virimo ar išgaravimo.
Galimos ir metastabilios būsenos – persotinti garai, perkaitintas skystis, peršalęs skystis. Šios būsenos gali egzistuoti ilgą laiką, tačiau jos yra nestabilios ir įvyksta perėjimas kontaktuojant su stabilesne faze. Pavyzdžiui, peršalusį skystį nesunku gauti aušinant svarus vanduošvariame inde žemesnėje nei 0 °C temperatūroje, tačiau, atsiradus kristalizacijos centrui, skystas vanduo greitai virsta ledu.
Izotopinės vandens modifikacijos.
Tiek deguonis, tiek vandenilis turi natūralių ir dirbtinių izotopų. Atsižvelgiant į molekulėje esančių izotopų tipą, išskiriami šie vandens tipai:
1. Lengvas vanduo (tik vanduo).
2. Sunkusis vanduo (deuteris).
3. Itin sunkus vanduo (tritis).
Cheminės vandens savybės.
Vanduo yra labiausiai paplitęs tirpiklis Žemėje, daugiausia lemiantis antžeminės chemijos, kaip mokslo, prigimtį. Didžioji dalis chemijos, kaip mokslas, prasidėjo būtent kaip vandeninių medžiagų tirpalų chemija. Kartais jis laikomas amfolitu – vienu metu ir rūgštimi, ir baze (katijonas H + anijonas OH-). Jei vandenyje nėra pašalinių medžiagų, hidroksido jonų ir vandenilio jonų (arba hidronio jonų) koncentracija yra vienoda, pKa ≈ apytiksliai. šešiolika.
Pats vanduo normaliomis sąlygomis yra gana inertiškas, tačiau jo stipriai polinės molekulės solvatuoja jonus ir molekules, sudaro hidratus ir kristalinius hidratus. Solvolizė, o ypač hidrolizė, vyksta gyvojoje ir negyvojoje gamtoje, plačiai naudojama chemijos pramonėje.
Cheminiai vandens pavadinimai.
Formaliu požiūriu vanduo turi keletą skirtingų teisingų cheminių pavadinimų:
1. Vandenilio oksidas
2. Vandenilio hidroksidas
3. Divandenilio monoksidas
4. Hidroksi rūgštis
5. Anglų kalba hidrokso rūgštis
6. Oksidanas
7. Dihidromonoksidas
Vandens rūšys.
Vanduo Žemėje gali egzistuoti trijų pagrindinių būsenų – skystos, dujinės ir kietos, o savo ruožtu įgyti daugiausiai skirtingos formos kurios dažnai yra greta viena kitos. Vandens garai ir debesys danguje, jūros vanduo ir ledkalniai, kalnų ledynai ir kalnų upės, vandeningieji sluoksniai žemėje. Vanduo geba ištirpinti daug medžiagų savyje, įgaudamas vienokį ar kitokį skonį. Dėl vandens, „kaip gyvybės šaltinio“ svarbos, jis dažnai skirstomas į tipus.
Vandenų charakteristikos: pagal kilmės, sudėties ar naudojimo ypatumus jie, be kita ko, išskiria:
1. Minkštas vanduo ir kietas vanduo – pagal kalcio ir magnio katijonų kiekį
2. Požeminis vanduo
3. Ištirpinkite vandenį
4. Gėlas vanduo
5. Jūros vanduo
6. Sūringas vanduo
7. Mineralinis vanduo
8. Lietaus vanduo
9. Geriamasis vanduo, vanduo iš čiaupo
10. Sunkusis vanduo, deuteris ir tritis
11. Distiliuotas vanduo ir dejonizuotas vanduo
12. Nuotekos
13. Lietaus vanduo arba paviršinis vanduo
14. Pagal molekulės izotopus:
15. Lengvas vanduo (tik vanduo)
16. Sunkusis vanduo (deuteris)
17. Itin sunkus vanduo (tritis)
18. Įsivaizduojamas vanduo (dažniausiai turintis nuostabių savybių)
19. Negyvas vanduo – vandens rūšis iš pasakų
20. Gyvas vanduo – savotiškas vanduo iš pasakų
21. Šventas vanduo – ypatinga vandens rūšis pagal religinį mokymą
22. Polivoda
23. Struktūrinis vanduo yra terminas, vartojamas įvairiose neakademinėse teorijose.
Pasaulio vandens atsargos.
Didžiulis sūraus vandens sluoksnis, dengiantis didžiąją Žemės dalį, yra vientisas ir maždaug pastovios sudėties. Vandenynai didžiuliai. Jo tūris siekia 1,35 milijardo kubinių kilometrų. Ji apima apie 72 proc. žemės paviršiaus. Beveik visas vanduo Žemėje (97%) yra vandenynuose. Jame koncentruojasi apie 2,1 % vandens poliarinis ledas ir ledynai. Visas gėlas vanduo ežeruose, upėse ir požeminiame vandenyje yra tik 0,6%. Likę 0,1% vandens sudaro druskingo vandens iš šulinių ir sūraus vandens dalis.
XX amžiui būdingas intensyvus pasaulio gyventojų skaičiaus augimas ir urbanizacijos raida. Atsirado milžiniški miestai, kuriuose gyvena daugiau nei 10 milijonų žmonių. Pramonės, transporto, energetikos, žemės ūkio industrializacija lėmė tai, kad antropogeninis poveikis aplinkai įgavo pasaulinį pobūdį.
Apsaugos priemonių veiksmingumo gerinimas aplinką visų pirma dėl to, kad plačiai diegiami išteklius tausojantys, mažai atliekų sukeliantys ir be atliekų technologiniai procesai, mažėja oro ir vandens tarša. Aplinkos apsauga yra labai įvairialypė problema, kurią ypač sprendžia beveik visų specialybių, susijusių su ūkine veikla gyvenvietėse ir pramonės įmonėse, inžinieriai ir techniniai darbuotojai, kurie gali būti daugiausia oro ir vandens taršos šaltiniu. aplinką.
Vandens aplinka. Vandens aplinka apima paviršinius ir požeminius vandenis.
Paviršinis vanduo daugiausia susitelkęs vandenyne, jame yra 1 milijardas 375 milijonai kubinių kilometrų – apie 98% viso vandens Žemėje. Vandenyno paviršius (vandens plotas) yra 361 milijonas kvadratinių kilometrų. Tai yra apie 2,4 karto daugiau plotožemės plotas, užimantis 149 milijonus kvadratinių kilometrų. Vanduo vandenyne yra sūrus, didžioji jo dalis (daugiau nei 1 milijardas kubinių kilometrų) išlaiko pastovų apie 3,5% druskingumą ir maždaug 3,7oC temperatūrą. Pastebimi druskingumo ir temperatūros skirtumai pastebimi beveik vien tik paviršiniame vandens sluoksnyje, taip pat ribiniame ir ypač Viduržemio jūros. Ištirpusio deguonies kiekis vandenyje žymiai sumažėja 50-60 metrų gylyje.
Požeminis vanduo gali būti sūrus, sūrus (mažesnis druskingumas) ir gėlas; esamų geoterminių vandenų temperatūra yra aukštesnė (virš 30 °C). Žmonijos gamybinei veiklai ir jos buities reikmėms reikalingas gėlas vanduo, kurio kiekis sudaro tik 2,7% viso vandens tūrio Žemėje, o labai nedidelė jo dalis (tik 0,36%) yra prieinama vietose, kurios yra lengvai prieinami ištraukimui. Didžioji dalis gėlo vandens yra sniege ir gėlavandeniuose ledkalniuose, daugiausia Antarkties rato vietose. Metinis pasaulinis gėlo vandens srautas upėje yra 37,3 tūkst. kubinių kilometrų. Be to, gali būti panaudota požeminio vandens dalis, lygi 13 tūkstančių kubinių kilometrų. Deja, didžioji dalis upės srauto Rusijoje, siekiančios apie 5000 kubinių kilometrų, patenka į ribines ir retai apgyvendintas šiaurines teritorijas. Trūkstant gėlo vandens, naudojamas sūrus paviršinis arba požeminis vanduo, jo gėlinimas arba hiperfiltracija: esant dideliam slėgio kritimui, jis praleidžiamas per polimerines membranas su mikroskopinėmis skylutėmis, kurios sulaiko druskos molekules. Abu šie procesai yra labai imlūs energijai, todėl įdomus pasiūlymas, pagal kurį kaip gėlo vandens šaltinį būtų naudojami gėlavandeniai ledkalniai (ar jų dalys), kurie tam tikslui traukiami palei vandenį į krantus, kurių nėra. turi gėlo vandens, kur organizuoja jų tirpimą. Preliminariais šio pasiūlymo rengėjų skaičiavimais, gėlo vandens gamyba bus maždaug perpus mažesnė nei gėlinimas ir hiperfiltracija. Svarbi aplinkybė, būdinga vandens aplinkai, yra ta, kad ji daugiausia perduodama per ją užkrečiamos ligos(maždaug 80 proc. visų ligų). Tačiau dalis jų, pavyzdžiui, kokliušas, vėjaraupiai, tuberkuliozė, užsikrečiama ir per orą. Siekiant kovoti su ligų plitimu per vandens aplinka Pasaulio sveikatos organizacija (PSO) šį dešimtmetį paskelbė geriamojo vandens dešimtmečiu.
Gėlas vanduo. Gėlo vandens ištekliai egzistuoja dėl amžinojo vandens ciklo. Dėl garavimo susidaro milžiniškas vandens tūris, kuris per metus siekia 525 tūkst. (dėl šrifto problemų vandens kiekiai nurodomi be kubinių metrų).
86% šio kiekio patenka į sūrius Pasaulio vandenyno ir vidaus jūrų – Kaspijos – vandenis. Aralskis ir kiti; likusi dalis išgaruoja sausumoje, pusė iš jų yra dėl augalų pernešamos drėgmės. Kasmet išgaruoja apie 1250 mm storio vandens sluoksnis. Dalis jo su krituliais vėl patenka į vandenyną, o dalį vėjai nuneša į sausumą ir čia maitina upes ir ežerus, ledynus ir gruntinį vandenį. Natūralus distiliuotojas maitinasi Saulės energija ir sunaudoja apie 20 % šios energijos.
Tik 2% hidrosferos sudaro gėlas vanduo, tačiau jie nuolat atnaujinami. Atsinaujinimo greitis lemia žmonijos turimus išteklius. Didžioji dalis gėlo vandens – 85 % – yra susitelkę poliarinių zonų ir ledynų lede. Vandens apykaitos greitis čia yra mažesnis nei vandenyne ir yra 8000 metų. Paviršinis vanduo sausumoje atsinaujina apie 500 kartų greičiau nei vandenyne. Dar greičiau, maždaug per 10-12 dienų, upių vandenys atsinaujina. Gėlus upių vanduo turi didžiausią praktinę vertę žmonijai.
Upės visada buvo gėlo vandens šaltinis. Tačiau šiuolaikinėje eroje jie pradėjo vežti atliekas. Atliekos baseine teka upių vagomis į jūras ir vandenynus. Didžioji panaudoto upių vandens dalis nuotekų pavidalu grąžinama į upes ir rezervuarus. Iki šiol nuotekų valymo įrenginių augimas atsiliko nuo vandens suvartojimo augimo. Ir iš pirmo žvilgsnio tai yra blogio šaknis. Tiesą sakant, viskas yra daug rimčiau. Net ir taikant pažangiausią valymą, įskaitant biologinį valymą, visos ištirpusios neorganinės medžiagos ir iki 10% organinių teršalų lieka išvalytose nuotekose. Toks vanduo vėl gali tapti tinkamas vartoti tik pakartotinai praskiedus grynu natūraliu vandeniu. O čia žmogui svarbus absoliutaus nuotekų kiekio, net jei jos ir išvalytos, ir upių vandens tėkmės santykis.
Pasaulinis vandens balansas parodė, kad 2200 km vandens per metus išleidžiama visoms vandens rūšims. Beveik 20% pasaulio gėlo vandens išteklių naudojama nuotekoms skiesti. Skaičiavimai 2000 m., darant prielaidą, kad vandens suvartojimas sumažės, o valymas apims visus nuotekų, parodė, kad šiaip ar taip, nuotekoms praskiesti kasmet reikės 30–35 tūkst. km gėlo vandens. Tai reiškia, kad visos pasaulio upės tėkmės ištekliai bus beveik išnaudoti, o daugelyje pasaulio vietų jie jau išnaudoti. Juk 1 km išvalytų nuotekų „sugadina“ 10 km upės vandens, o nevalytų – 3–5 kartus daugiau. Gėlo vandens kiekis nemažėja, tačiau jo kokybė smarkiai krenta, jis tampa netinkamas vartoti.
Žmonija turės pakeisti vandens naudojimo strategiją. Būtinybė verčia mus atskirti antropogeninį vandens ciklą nuo natūralaus. Praktiškai tai reiškia perėjimą prie uždaro vandens tiekimo, prie mažai vandens ar mažai atliekų, o vėliau prie „sausos“ arba be atliekų technologijos, kartu su staigiu vandens suvartojimo ir išvalytų nuotekų kiekio sumažėjimu. .
Gėlo vandens atsargos gali būti didelės. Tačiau bet kurioje pasaulio vietoje jie gali išeikvoti dėl netvaraus vandens naudojimo ar taršos. Tokių vietų skaičius auga, apima visas geografines sritis. Vandens poreikio nepatenkina 20 % pasaulio miestų ir 75 % kaimo gyventojų. Suvartoto vandens kiekis priklauso nuo regiono ir gyvenimo lygio ir svyruoja nuo 3 iki 700 litrų per dieną vienam žmogui. Vandens suvartojimas pramonėje taip pat priklauso nuo ekonominis vystymasisšios srities. Pavyzdžiui, Kanadoje pramonė sunaudoja 84% viso vandens suvartojimo, o Indijoje - 1%. Daug vandens sunaudoja plieno, chemijos, naftos chemijos, celiuliozės ir popieriaus bei maisto pramonės šakos. Jie sunaudoja beveik 70% viso pramonėje naudojamo vandens. Vidutiniškai pramonė suvartoja apie 20% viso pasaulyje suvartojamo vandens. Pagrindinis gėlo vandens vartotojas yra žemės ūkis: jo reikmėms sunaudojama 70-80% viso gėlo vandens. Drėkinama žemės ūkis užima tik 15-17% žemės ūkio paskirties žemės ploto ir sudaro pusę visos produkcijos. Beveik 70% medvilnės pasėlių pasaulyje palaikoma drėkinant.
Bendras NVS (SSRS) upių nuotėkis per metus yra 4720 km. Tačiau vandens ištekliai pasiskirstę itin netolygiai. Labiausiai apgyvendintuose regionuose, kuriuose gyvena iki 80% pramonės produkcijos ir yra 90% žemės ūkiui tinkamos žemės, vandens išteklių dalis sudaro tik 20%. Daugelis šalies dalių nėra pakankamai aprūpintos vandeniu. Tai yra į pietus ir pietryčius nuo europinės NVS dalies, Kaspijos žemumos, pietuose Vakarų Sibiras ir Kazachstano, ir kai kurių kitų sričių Centrine Azija, į pietus nuo Užbaikalės, Centrinėje Jakutijoje. NVS šiauriniai regionai, Baltijos šalys, kalnuoti Kaukazo regionai, Centrinė Azija, Sajanai ir Tolimieji Rytai.
Upių tėkmė skiriasi priklausomai nuo klimato svyravimų. Žmogaus įsikišimas į natūralius procesus jau paveikė upių nuotėkį. AT Žemdirbystė didžioji vandens dalis negrįžta į upes, o išleidžiama garavimui ir augalų masės formavimuisi, nes fotosintezės metu vandenilis iš vandens molekulių patenka į organiniai junginiai. Nevienodai ištisus metus upių tėkmės reguliavimui pastatyta 1500 telkinių (jie reguliuoja iki 9 proc. bendro debito). Į Tolimųjų Rytų, Sibiro ir europinės šalies dalies šiaurės upių kanalizaciją ekonominė veikla iki šiol tai neturėjo didelės įtakos žmonėms. Tačiau labiausiai apgyvendintose vietovėse jis sumažėjo 8 proc., o prie tokių upių kaip Terekas, Donas, Dniesteris ir Uralas – 11-20 proc. Vandens nuotėkis Volgoje, Syr Darjoje ir Amudarjoje pastebimai sumažėjo. Dėl to vandens įtekėjimas į Azovo jūrą sumažėjo 23%, į Aralo jūrą - 33%. Aralo lygis nukrito 12,5 m.
Dėl taršos gėlo vandens tiekimas yra ribotas ir netgi ribotas. Paprastai teršalai skirstomi į kelias klases, atsižvelgiant į jų pobūdį, cheminė struktūra ir kilmė.
Vandens telkinių tarša Gėlo vandens telkiniai užteršiami daugiausia dėl nuotekų išleidimo į juos iš pramonės įmonių ir gyvenvietės. Dėl nuotekų išleidimo pasikeičia fizinės vandens savybės (kyla temperatūra, sumažėja skaidrumas, atsiranda spalva, skoniai, kvapai); rezervuaro paviršiuje atsiranda plūduriuojančių medžiagų, o apačioje susidaro nuosėdos; pokyčius cheminė sudėtis vandens (organinių ir neorganinių medžiagų, atsiranda toksinių medžiagų, mažėja deguonies kiekis, keičiasi aktyvi aplinkos reakcija ir kt.); pakinta kokybinė ir kiekybinė bakterijų sudėtis, atsiranda patogeninių bakterijų. Užterštos rezervuarai tampa netinkami gerti, o dažnai ir techniniam vandens tiekimui; netenka žuvininkystės svarbos ir kt. Bendrąsias bet kurios kategorijos nuotekų išleidimo į paviršinius vandens telkinius sąlygas lemia jų nacionalinė ekonominė reikšmė ir vandens naudojimo pobūdis. Išleidus nuotekas, leidžiama šiek tiek pabloginti vandens kokybę rezervuaruose, tačiau tai neturėtų pastebimai paveikti jo gyvenimo ir galimybės toliau naudoti rezervuarą kaip vandens tiekimo šaltinį, kultūros ir sporto renginiams bei žuvininkystei. .
Pramoninių nuotekų išleidimo į vandens telkinius sąlygų vykdymo priežiūrą vykdo sanitarinės ir epidemiologinės stotys bei baseinų skyriai.
Buitinio ir geriamojo kultūrinio bei buitinio vandens rezervuarų vandens kokybės standartai nustato vandens kokybę, skirtą dviejų tipų vandens naudojimui: pirmajam tipui priskiriami rezervuarų skyriai, naudojami kaip centralizuoto arba necentralinio buitinio ir geriamojo vandens šaltinis. maisto pramonės įmonių tiekimui, taip pat vandens tiekimui; į antrąjį tipą - rezervuarų ruožai, naudojami plaukimui, sportui ir gyventojų poilsiui, taip pat esantys gyvenviečių ribose.
Vandens telkinių priskyrimą vienai ar kitai vandens naudojimo rūšiai atlieka Valstybinės sanitarinės priežiūros įstaigos, atsižvelgdamos į vandens telkinių naudojimo perspektyvas.
Taisyklėse pateikti vandens telkinių vandens kokybės standartai taikomi aikštelėms, esančioms ant tekančių vandens telkinių 1 km iki artimiausios vandens naudojimo vietos, o stovinčiame vandens telkiniuose ir rezervuaruose – 1 km abipus vandens naudojimo vietos.
Daug dėmesio skiriama jūrų pakrančių zonų taršos prevencijai ir likvidavimui. Jūros vandens kokybės standartai, kurių būtina užtikrinti išleidžiant nuotekas, yra vandens naudojimo plotas nustatytose ribose ir aikštelės, esančios 300 m atstumu nuo šių ribų. Kai jūrų pakrantės zonos naudojamos kaip pramoninių nuotekų imtuvas, kenksmingų medžiagų kiekis jūroje neturi viršyti sanitarinių-toksikologinių, bendrųjų sanitarinių ir rganoleptinių ribojamųjų kenksmingumo rodiklių MPC. Kartu reikalavimai nuotekų išleidimui diferencijuojami atsižvelgiant į vandens naudojimo pobūdį. Jūra vertinama ne kaip vandens tiekimo šaltinis, o kaip medicininis, sveikatą gerinantis, kultūrinis ir buities veiksnys.
Į upes, ežerus, rezervuarus ir jūras patekę teršalai iš esmės keičia nustatytą režimą ir sutrikdo vandens pusiausvyrą. ekologinės sistemos. Dėl vandens telkinius teršiančių medžiagų virsmo procesų, vykstančių veikiant gamtiniams veiksniams, vandens šaltiniuose visiškai arba iš dalies atkuriamos jų pirminės savybės. Tokiu atveju gali susidaryti antriniai taršos skilimo produktai, kurie neigiamai veikia vandens kokybę.
Savaiminis vandens išsivalymas rezervuaruose yra tarpusavyje susijusių hidrodinaminių, fizikinių ir cheminių, mikrobiologinių ir hidrobiologinių procesų visuma, dėl kurios atkuriama pirminė vandens telkinio būklė.
Atsižvelgiant į tai, kad pramonės įmonių nuotekos gali turėti specifinių teršalų, jų išleidimą į miesto drenažo tinklą riboja daugybė reikalavimų. Pramoninės nuotekos, išleistos į drenažo tinklą, neturi: sutrikdyti tinklų ir statinių veikimo; turėti destruktyvų poveikį vamzdžių ir valymo įrenginių elementų medžiagai; turi daugiau kaip 500 mg/l skendinčių ir plūduriuojančių medžiagų; sudėtyje yra medžiagų, kurios gali užkimšti tinklus arba nusėsti ant vamzdžių sienelių; turi degių priemaišų ir ištirpsta dujinių medžiagų galintys sudaryti sprogius mišinius; turėti kenksmingų medžiagų, užkertant kelią biologiniam nuotekų valymui arba išleidimui į rezervuarą; kurių temperatūra viršija 40 °C.
Šių reikalavimų neatitinkančios gamybinės nuotekos turi būti iš anksto išvalytos ir tik tada išleidžiamos į miesto drenažo tinklą.
1 lentelė
Pasaulio vandens atsargos
Nr. p / p | Objektų pavadinimas | Paskirstymo plotas milijonais kubinių km | Tūris, tūkstančiai kubinių metrų km | Dalinkitės pasaulio rezervate, |
1 | Pasaulio vandenynas | 361,3 | 1338000 | 96,5 |
2 | Požeminis vanduo | 134,8 | 23400 | 1,7 |
3 | įskaitant po žeme: gėlo vandens |
10530 | 0,76 | |
4 | dirvožemio drėgmė | 82,0 | 16,5 | 0,001 |
5 | Ledynai ir nuolatinis sniegas | 16,2 | 24064 | 1,74 |
6 | požeminis ledas | 21,0 | 300 | 0,022 |
7 | ežero vanduo | |||
8 | šviežias | 1,24 | 91,0 | 0,007 |
9 | sūrus | 0,82 | 85.4 | 0,006 |
10 | pelkės vanduo | 2,68 | 11,5 | 0,0008 |
11 | upės vanduo | 148,2 | 2,1 | 0,0002 |
12 | Vanduo atmosferoje | 510,0 | 12,9 | 0,001 |
13 | Vanduo organizmuose | 1,1 | 0,0001 | |
14 | Bendras vandens tiekimas | 1385984,6 | 100,0 | |
15 | Viso gėlo vandens | 35029,2 | 2,53 |
Išvada.
Vanduo yra vienas iš pagrindinių turtų Žemėje. Sunku įsivaizduoti, kas nutiktų mūsų planetai, jei dingtų gėlas vanduo. Žmogui per dieną reikia išgerti apie 1,7 litro vandens. O kasdien kiekvienam iš mūsų reikia apie 20 kartų daugiau skalbimui, gaminimui ir pan. Egzistuoja gėlo vandens išnykimo grėsmė. Nuo vandens taršos kenčia visa gyva būtybė, ji kenkia žmonių sveikatai.
Vanduo yra pažįstama ir neįprasta medžiaga. Garsus sovietų mokslininkas akademikas I.V. Savo moksliškai populiarią knygą apie vandenį Petrjanovas pavadino „Pačia nepaprastiausia medžiaga pasaulyje“. O biologijos mokslų daktaras B.F.Sergejevas savo knygą „Pramoginė fiziologija“ pradėjo skyriumi apie vandenį – „Medžiaga, sukūrusi mūsų planetą“.
Mokslininkai teisūs: Žemėje nėra mums svarbesnės medžiagos už paprastą vandenį ir tuo pačiu nėra kitos tokios pat rūšies medžiagos, kurios savybėse būtų tiek prieštaravimų ir anomalijų, kiek jos savybėse.
Bibliografinis sąrašas:
1. Korobkin V. I., Peredelsky L. V. Ekologija. Pamoka universitetams. - Rostovas prie Dono. Feniksas, 2005 m.
2. Moisejevas N. N. Gamtos ir visuomenės sąveika: globalios problemos // Rusijos mokslų akademijos biuletenis, 2004. V. 68. Nr. 2.
3. Aplinkos apsauga. Proc. pašalpa: V 2t / Red. V. I. Danilovas - Daniljanas. - M.: Leidykla MNEPU, 2002 m.
4. Belovas S. V. Aplinkos apsauga / S. V. Belovas. – M. vidurinė mokykla, 2006. - 319 p.
5. Derpgolts VF Vanduo visatoje. - L .: „Nedra“, 2000 m.
6. G. A. Krestovas, Nuo krištolo iki tirpalo. - L .: Chemija, 2001 m.
7. Chomčenko G.P. Chemija stojant į universitetus. - M., 2003 m
Rusijos valstybinis hidrometeorologijos universitetas
Okeanologijos katedra
„Chemijos“ disciplina
Esė tema: „Vandens savybės“
Įvykdytas str. gr. O-136
Gusevas M.V.
Sankt Peterburgas
I. Įvadas ................................................... .................................................. ............3
II. Pagrindinė dalis................................................ .................................................. 3
fizines savybes. .................................................. ................................keturi
Sunkusis (deuterio) vanduo ................................................... .................................. penki
Įmagnetintas vanduo. .................................................. ...................................7
Vandens cheminės savybės .................................................. ................................................7
Bibliografija: ................................................ . ..............................................10
I Įvadas
Beveik ¾ mūsų planetos paviršiaus užima vandenynai ir jūros, o apie 20% sausumos yra padengta sniegu ir ledu. Iš viso Žemėje esančio vandens kiekio, lygaus 1 milijardui 386 milijonams kubinių kilometrų, 1 milijardas 338 milijonai kubinių kilometrų tenka sūriam Pasaulio vandenyno vandenims ir tik 35 milijonai kubinių kilometrų tenka gėlo vandens daliai. Beveik 70% gėlo vandens yra poliarinių šalių ledo sluoksniuose ir kalnų ledynuose, 30% yra požeminiuose vandeninguose sluoksniuose ir tik 0,006% gėlo vandens vienu metu yra visų upių kanaluose.
Vanduo yra vienintelė medžiaga Žemėje, kuri gamtoje egzistuoja visose trijose agregacijos būsenose – skystoje, kietoje ir dujinėje.
Tarpžvaigždinėje erdvėje buvo rastos vandens molekulės. Vanduo yra kometų, daugumos Saulės sistemos planetų ir jų palydovų, dalis.
Yra devynios stabilios izotopinės vandens rūšys. Laikydami juos viduje gėlo vandens vidutiniškai taip:
1 H 2 16 O – 99,73 % 1 H 2 18 O – 0,2 % 1 H 2 17 O – 0,04 % 1 H 2 H 16 O - 0,03%.
Likusios penkios izotopų rūšys vandenyje yra nežymiai.
II. Pagrindinė dalis
Molekulės sandara.
Kaip žinote, cheminių junginių savybės priklauso nuo to, iš kokių elementų susideda jų molekulės, ir kinta natūraliai. Vanduo gali būti laikomas vandenilio oksidu arba deguonies hidridu. Vandenilio ir deguonies atomai vandens molekulėje yra lygiašonio trikampio, kurio O-H jungties ilgis yra 0,958 nm, kampuose; ryšio kampas H - O - H 104 o 27 '(104,45 o).
Bet kadangi abu vandenilio atomai yra toje pačioje deguonies pusėje, jame esantys elektros krūviai išsisklaido. Vandens molekulė yra polinė, todėl jos skirtingų molekulių sąveika yra ypatinga. Vandenilio atomai vandens molekulėje, turintys dalinį teigiamą krūvį, sąveikauja su kaimyninių molekulių deguonies atomų elektronais (vandenilio ryšys). Jis sujungia vandens molekules į savotiškus erdvinės struktūros polimerus. Skystoje ir kietoje fazėje kiekviena vandens molekulė sudaro keturias vandenilio jungtis: dvi kaip protonų donoras ir dvi kaip protonų akceptorius. Vidutinis šių ryšių ilgis yra 0,28 nm, kampas H - O - H linkęs į 180 o. Keturios vandens molekulės vandenilio ryšiai yra nukreipti maždaug į taisyklingo tetraedro viršūnes.