Вода - роль воды в природе и жизни человека
Значение воды на Земле
Вода на Земле
Что такое вода, значение воды в жизни человека
О воде словами Википедии
Как появилась вода на Земле?
Воды являются важнейшим компонентом окружающей природной среды, возобновляемым, ограниченным и уязвимым природным ресурсом, используются и охраняются в Российской Федерации как основа жизни и деятельности народов, проживающих на ее территории. Вернадский писал о воде так: Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества — минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. В самом деле, три четверти поверхности нашего мира заняты водой — океанами, морями, озерами, реками, а пятая часть суши покрыта снегом и льдом. Пары воды присутствуют в атмосфере, сообщая ей влажность, формируют облака и тучи, проливаются на землю дождем. В почве и верхнем слое земной коры находятся подпочвенные воды и скрытые подземные водоемы. Наконец, животные и растения большей частью состоят из воды, в том числе и человек: Вторым по значению свойством является способность воды растворять вещества. Вода — универсальный растворитель. Благодаря этому ее состав не исчерпывается формулой H? В воде содержатся практически все элементы Периодической таблицы, а также газы, основания, кислоты, соли и органические вещества. При этом множество веществ, которые в газообразной или твердой фазе состоят из нейтральных молекул, в воде диссоциируют , то есть распадаются на ионы, а это ведет к изменению как их свойств, так и свойств самого раствора. Говоря простейшим языком, диссоциация резко увеличивает способность веществ вступать в химические и биохимические реакции. Огромное количество этих реакций, включая явление, называемое жизнью, протекает именно в водной среде. Третье уникальное свойство воды заключается в том, что на Земле она присутствует одновременно в трех состояниях или, употребляя физическую терминологию, в трех фазах — газообразной, жидкой и твердой, то есть в виде водяного пара, собственно жидкой воды и льда. Не пытайтесь отыскать другое вещество, которое обладало таким же свойством! Примерно таким же образом ведут себя другие вещества, газообразные или твердые при том давлении и диапазоне температур, которые выдерживаются на Земле: Немногие из нас помнят точки плавления железа и твердого кислорода и точки их кипения, но эти характеристики для воды мы затвердили наизусть, ибо на них основана температурная шкала Цельсия: Но вода с легкостью переходит в пар и при более низких температурах, о чем известно всякому: И мы, конечно, знаем о необычном свойстве воды расширяться при замерзании, о том, что лед легче воды, тогда как у остальных веществ все происходит наоборот: Круговорот воды в природе имеет прямое отношение к теме данной книги, то есть к питьевой воде. Под действием солнечных лучей вода из открытых водоемов постоянно испаряется, а пар поднимается в воздух, формируя облака и тучи, которые очень подвижны: В тропических широтах Земли они затем проливаются дождями, а в областях умеренного климата, в зависимости от сезона, выпадают в виде дождя или снега. Нужно заметить, что эти процессы имеют поистине титанический масштаб: Эта влага затем выпадает с осадками: Принесенная дождем влага попадает обратно в водоемы сразу из атмосферы, если, например, дождь шел над морем либо пропитывает почву и частью испаряется, частью проникает в подпочвенные воды, частью стекает опять же в водоемы. Если осадки были в виде снега, то ничего, в сущности, не меняется: Круговорот воды, включающий ливни, дожди, снегопады, наводнения и другие, был, при всех бедах, вызванных природными катаклизмами, в общем-то благоприятным для человека. Дожди и талые воды орошали землю, привносили в нее вещества, полезные как для диких растений, так и культурных, производили естественную санацию среды. После наводнений оставался плодородный ил. Но все это происходило в ту патриархальную эпоху, не знавшую стиральных порошков, химических удобрений и двигателей внутреннего сгорания, когда человеческая деятельность еще не стала природообразующим фактором, когда человек являлся частью среды обитания, а не стоял над ней, и все произведенные им отходы жизнедеятельности перегнивали или хоронились в земле, не порождая ядов и вредных химических загрязнений. В былые времена любые пресные воды, за исключением болотных, считались питьевыми. Была морская вода и просто вода, без всяких дополнительных определений: Теперь же мы говорим об особой разновидности воды — питьевой, и это не единственная перемена: Теперь круговорот воды в природе прочно сцеплен с техногенной обстановкой — вот реальность, о которой нельзя забывать. Нам уже известно, что вода — раствор, состоящий из множества химических веществ техногенного и природного, как правило минерального, происхождения. Есть углерод, фосфор, сера, йод и другие металлоиды;. Газы придают воде тот или иной запах;. Они сообщают воде мутность и при отстаивании дают осадок. В данном случае я говорю о водах нашего современного мира, в которых могут присутствовать — и присутствуют — не только естественные компоненты, но также бытовые и промышленные отходы вроде фенола, хлорорганики и прочего, о чем лет двести тому назад не было даже известно. Здесь мы ограничимся кратким описанием состава воды, а в последующих главах подробно разберем состав питьевой воды, акцентируя внимание на том, какие примеси для нас полезны, а какие вредны. В этом разделе будет представлена классификация вод, чтобы окончательно обозначить предмет нашего разговора. Если не касаться грязных стоков и ядовитых сливов, то воды издревле разделяются на соленые и пресные. В соленых водах, по сравнению с пресными, содержится повышенная концентрация солей, прежде всего натриевых. Для питья и промышленного использования они не пригодны, но отлично подходят для купания и водного транспорта. Солевой состав соленых вод в различных водоемах довольно сильно колеблется: Хочу напомнить, что соленая вода — необязательно морская. Известны бассейны с исключительно солеными водами, не имеющие сообщения с морем, такие, как Мертвое море в Палестине и соленое озеро Баскунчак. Пресная вода содержится не только в реках и озерах, но еще в атмосфере в виде водяного пара , в морских, речных и озерных льдах, в снегах и ледниках Антарктиды, Гренландии и других северных или гористых регионов, в почве особенно в зоне вечной мерзлоты и в подземных водных бассейнах. В пресных водах, по сравнению с морскими, меньше концентрация солей. Они отличаются по двум основным органолептическим показателям — запаху и вкусу. Однако и запах, и вкус могут варьироваться в широком диапазоне. Пресные воды в зависимости от состава делятся на две большие группы: Подробнее мы их рассмотрим во второй главе, а сейчас я замечу, что под обычной пресной водой понимается такая, которая по своему составу в общем и целом удовлетворяет потребности человеческого организма в минеральных веществах. Следует, однако, помнить, что пресные воды в разных бассейнах и даже в одной и той же реке, но на разных ее участках отличны друг от друга, и эти отличия обусловлены геологическими и географическими причинами: Поэтому, кроме обычных пресных вод обычных в указанном выше смысле , надо выделить воды ущербные , в которых не хватает какого-либо нужного для жизнедеятельности компонента или, наоборот, чего-то слишком много, и этот избыток влияет на организм не самым лучшим образом. Подобные факты хорошо известны. Так, недостаток фтора отражается на состоянии зубов, недостаток йода ведет к болезни щитовидной железы, слишком мягкая вода — к сосудистым заболеваниям, а при недостатке цинка, необходимого для формирования скелета и кожных покровов, дети вырастают недоразвитыми карликами. Тот или иной химический элемент — скажем, молибден, ванадий или никель — нужен нам в ничтожно малых количествах. Но при их отсутствии в организме могут произойти сбои. В дальнейшем мы рассмотрим подробнее основные группы этих соединений, а сейчас я укажу на три главных их источника. Во-первых, это та часть бытовых отходов, поступающих в канализацию, которая называется ПАВ — поверхностно-активные вещества , входящие в состав синтетических моющих средств и стиральных порошков обычное мыло большого вреда не приносит. Во-вторых, промышленные сливы предприятий, прежде всего химических и металлургических, которые могут содержать ртуть, мышьяк, радиоактивные компоненты, кислоты, фенол и множество иных вредных примесей. В-третьих, остатки пестицидов, которые переносятся с полей в водоемы талыми и подпочвенными водами. Напомню, что пестициды — химические средства, часто токсичные, применяемые в сельском хозяйстве для борьбы с вредителями и сорняками. Кроме органических и неорганических веществ, перечисленных в начале данного раздела, в воде присутствуют также болезнетворные микробы бактерии и вирусы. Бактерии и вирусы — два разных болезнетворных начала, и для нас, если не вдаваться в тонкости, они различаются по одному параметру: Эти микроорганизмы активно размножаются в городских канализационных водах. Чтобы разобраться со свойствами воды, нам необходимо вспомнить кое-что из школьной программы по физике и химии, а если говорить точнее, химии неорганической и физики атомной и молекулярной. Как мы знаем, все тела состоят из атомов и молекул. Атомы, мельчайшие компоненты вещества, обладают ядром, окруженным электронными оболочками. Ядро мы будем представлять в виде сферы, состоящей из тяжелых элементарных частиц: Суммарный заряд протонов т. Нейтронов в ядре обычно больше, чем протонов: Исключения — самые легкие элементы — водород и гелий: Однако количество нейтронов в ядре может колебаться, и по этой причине каждый элемент известен нам в виде нескольких изотопов, стабильных или нестабильных , то есть склонных к радиоактивному распаду. Выше были перечислены стабильные изотопы водорода, гелия и других элементов — их в земной коре и водах подавляющее большинство. Но есть и другие изотопы, например у водорода: Атомное ядро окружают легкие элементарные частицы, отрицательно заряженные электроны ; в первом приближении можно считать, что они вращаются вокруг ядра по близким и более удаленным орбитам, подобно тому, как планеты вращаются вокруг Солнца. Заряд электрона отрицательный и равный по абсолютной величине заряду протона; электронов в атоме столько же, сколько протонов, и поэтому атом в целом электронейтрален. На сегодняшний день нам известно чуть более сотни различных элементов, от водорода до радиоактивных менделевия, нобелия и лоуренсия, и все они представлены в Периодической таблице. Эту таблицу можно уподобить алфавиту, а атомы — буквам, из которых составляются слова-молекулы. Можно сказать, что совокупность слов — это человеческий язык, а совокупность различных молекул то есть различных веществ — это язык природы. В природе вещества редко присутствуют в своем атомарном состоянии, в виде атомарного водорода, кислорода или железа; в большинстве случаев они объединяются в молекулы или кристаллы, образуя газы, жидкости и твердые тела. Так, два атома водорода объединяются в молекулу H? Наконец, два атома водорода соединяются с одним атомом кислорода и образуют жидкость H? В чем причина этой необоримой тяги атомов к слиянию в молекулы? Всем нам известен закон сохранения энергии , из которого следует, что энергия не создается и не уничтожается, а только переходит из одного состояния в другое. Это — главный физический закон. Второй по значимости, пожалуй, принцип минимума энергии , согласно которому всякое вещество строится так, и всякий процесс осуществляется таким образом, чтобы при этом была затрачена минимальная энергия. O — меньшую, чем два атома водорода и один атом кислорода. Отсюда многообразие веществ в окружающем нас мире. Иными словами, есть фундаментальный закон, повинуясь которому атомы-буквы складываются в молекулы-слова. Связь атомов в молекуле осуществляют электроны внешней валентной оболочки. Виды этих связей весьма разнообразны, но основные таковы: В случае ионной связи один атом отдает электроны, а другой их присоединяет, и в результате образуются два иона, положительный и отрицательный. Например, поваренная соль NaCl: Значит, ион — это атом, у которого один или несколько обычно до четырех электронов отняты или присоединены, в результате чего он превратился в частицу с положительным катион или отрицательным анион зарядом. В первом приближении можно считать, что молекула или кристалл с ионной связью цементируются электрическими силами — притяжением разноименно заряженных ионов анионов и катионов друг к другу и отталкиванием их электронных оболочек. В случае ковалентной связи , которая реализуется, например, в молекулах H? Существуют промежуточные типы связей между ковалентной и ионной, а кроме того, оба типа связи могут иметь место в одной молекуле. Вспомним о серной кислоте H? В завершение этого раздела напомню о предметах неорганической и органической химии. К неорганике , в интересующем нас аспекте, относятся металлы и сплавы, стекла, керамика, газы и все минералы, которых на сегодняшний день известно около пяти тысяч включая доставленные с Луны ; всего же неорганических соединений тысяч сорок-пятьдесят или более того, по разным оценкам. Органическая химия — это, по сути дела, химия соединений углерода, способного образовывать кольца и цепочки их атомов. Благодаря этой способности соединений на основе углерода великое множество, в десять или двадцать раз больше, чем неорганических. Молекулы соединений углерода, в свою очередь, могут состоять из сотен, тысяч и десятков тысяч атомов, что вовсе не удивительно: К ним относятся дерево, бумага, ткани, пластики, нефть, компоненты питания белки, жиры, сахара-углеводы и витамины , молекулы ДНК. Весь растительный и животный мир в своей основе имеет углеродные соединения. Потенциально опасными для нас являются любые пластики, в том числе искусственные полимерные материалы полиэтилен, полихлорвинил, полистирол, полиуретан и т. Насколько опасными являются для нас полимеры, покажет следующий пример. Возьмем механический фильтр, который представляет собой в первом приближении мелкоячеистую сетку, или множество таких сеток, или некий материал с очень маленькими порами в 1 мкм такие материалы уже существуют. Есть надежда, что данный фильтр задержит не только взвешенные частицы то есть попросту грязь , но через него не пройдут бактерии и крупные вирусы, размеры которых 1 мкм и более; если же в будущем удастся уменьшить поры до 0,1 мкм, то мелкие вирусы 0,2—1 мкм тоже не проскользнут. Ведь длина полимерной цепочки то есть линейный размер молекулы достигает 0,1—0,8 мкм, что сравнимо с величиной вируса! Неужели наш чудо-фильтр задержит и эти гигантские молекулы? Полимер, как отмечено выше, стареет и распадается на мономеры, величина которых гораздо меньше, а токсичность и реакционная способность гораздо больше. С помощью механического фильтра от них не избавишься, нужны другие методы. Обратимся теперь к свойствам воды и рассмотрим ее с точки зрения основных наук — физики, химии и др. O имеет форму тупоугольного треугольника рис. Иными словами, хотя вода — жидкость, ее молекулы находятся не в хаотическом состоянии, а образуют некое подобие правильной структуры что, вообще говоря, свойственно лишь кристаллам. Благодаря этой особенности вода имеет высокую теплоемкость, то есть способна поглощать большие количества тепла в первую очередь солнечной энергии и оставаться при этом жидкостью. А это с точки зрения географии, геологии и метеорологии означает, что вода является главным климатообразующим фактором на нашей планете. Ранее уже говорилось о круговороте воды в природе. К этому нужно добавить следующее: Коснусь еще нескольких общеизвестных, но очень важных свойств воды. Как упоминалось выше, существует три изотопа водорода: Кроме того, в природе существует три изотопа кислорода. В результате различных комбинаций изотопов водорода с изотопами кислорода можно получить 42 различных вида воды. Наиболее знакомые нам — обычная вода H? O и так называемые тяжелая дейтериевая D? O и сверхтяжелая тритиевая T? С этим наш организм еще справляется, но вообще тяжелая вода для нас не слишком полезна. Свойства воды как универсального растворителя определяются ее большой диэлектрической проницаемостью для воздуха — 1, для воды — Это означает, что разноименные электрические заряды притягиваются друг к другу в воде в восемьдесят раз слабее, чем в воздухе, и, соответственно, во столько же раз ослабевают силы межатомного сцепления в молекулах и твердых телах вспомните про ионную связь! Молекулы и кристаллы распадаются на ионы. Данное явление, называемое диссоциацией , можно описать иначе. Представьте картинку из школьного учебника химии рис. Таким образом, диполи воды как бы разрывают электрическими силами ионную связь в молекуле вещества, превращая его в ионы. Почему нам так важно разобраться с описанным выше явлением и запомнить, что множество веществ, растворяясь в воде, преобразуются в ионы? Потому, что способность ионов вступать в химические и биохимические реакции гораздо выше, чем у молекул. Молекулы электронейтральны, а ионы несут положительный или отрицательный заряд. Отличаясь большой активностью, они не упустят возможности отдать лишний или присоединить недостающий электрон. Вода является изолятором, но раствор соли или кислоты в воде — это электролит, который отлично проводит электрический ток. В этом легко убедиться, опустив в раствор электроды и подав на них напряжение. В силу своей способности ослаблять межатомные и межмолекулярные связи вода является великим разрушителем, способным растворить что угодно: Поэтому, например, не может быть идеальной дистиллированной воды — попав в сосуд, она тут же начинает растворять его стенки, и среди молекул H? O появляется ничтожная примесь инородных молекул материала сосуда. В заключение напомню еще об одном замечательном свойстве воды. Если расплавить любое твердое тело, то его объем увеличится, а это означает, что плотность всех твердых тел больше плотности соответствующих жидкостей, то есть они тонут в своих расплавах. У воды же все наоборот! При охлаждении и превращении в твердую фазу объем воды увеличивается, а плотность уменьшается — то есть лед не тонет, а плавает в воде. В противном случае, если бы лед тонул, все наши водоемы промерзали бы зимой до самого дна и были бы безжизненными. В том числе и Ледовитый океан, который являлся бы такой же многокилометровой толщей льдов, как Антарктида. Главная В избранное Контакты Добавить материал Нашёл ошибку Вниз. Альтернативная медицина Астрономия и Космос Биология Биохимия Ветеринария Военная история Геология и география Государство и право Деловая литература Домашние животные Домоводство Здоровье История Компьютеры и Интернет Кулинария Культурология Литературоведение Математика Медицина Научная литература - прочее Обществознание Педагогика Политика Психология Религиоведение Сад и огород Самосовершенствование Сделай сам Спорт Технические науки Транспорт и авиация Учебники Физика Философия Химия Хиромантия Хобби и ремесла Шпаргалки Эзотерика Юриспруденция Языкознание. Водный кодекс РФ, введение Уникальность воды В. Как видим, вода — уникальная субстанция! Круговорот воды в природе Круговорот воды в природе имеет прямое отношение к теме данной книги, то есть к питьевой воде. Состав воды Предварительный обзор Нам уже известно, что вода — раствор, состоящий из множества химических веществ техногенного и природного, как правило минерального, происхождения. Краткий экскурс в физику Чтобы разобраться со свойствами воды, нам необходимо вспомнить кое-что из школьной программы по физике и химии, а если говорить точнее, химии неорганической и физики атомной и молекулярной. Свойства воды Обратимся теперь к свойствам воды и рассмотрим ее с точки зрения основных наук — физики, химии и др. Молекула воды Благодаря этой особенности вода имеет высокую теплоемкость, то есть способна поглощать большие количества тепла в первую очередь солнечной энергии и оставаться при этом жидкостью. Процесс диссоциации В силу своей способности ослаблять межатомные и межмолекулярные связи вода является великим разрушителем, способным растворить что угодно: Главная В избранное Наш E-MAIL Добавить материал Нашёл ошибку Вверх.
Мед колледж тула официальный сайт правила приема
Ищите женщину актеры и роли фото
Webmoney перевод между кошельками
Где завести знакомства
Бизнес план кабинета узи
Микросхема к176ла7 характеристики