Вода – самое главное вещество для жизни
Вода как бинарное неорганическое соединение. Роль воды в возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Поверхностное натяжение воды. Идеальная вязкость воды, неразгаданные свойства.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.03.2019 |
| Размер файла | 930,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Другим мощным аккумулятором и распределителем солнечной энергии, как во времени, так и в пространстве, являются океаны и моря. Хорошо известно влияние на климат континентов тёплых и холодных океанических течений. Например, для Европы и для всего Северо-запада России исключительным по своему значению является мощное тёплое течение Гольфстрим. Оно зарождается в Мексиканском заливе, питается водами Северного и Южного экваториальных течений и по выходе из Флоридского пролива пересекает Атлантический океан с юго-запада на северо-восток. В начале образования ширина Гольфстрима равна 78 км, глубина - 800 м, скорость движения - до 9 км/ч, температура на поверхности воды - до 30 °С. Далее, при движении вдоль берегов Северной Америки, его ширина увеличивается до 675 км, скорость течения уменьшается до 3 км/ч. На параллели 38° с.ш., где к Гольфстриму присоединяется Антильское течение, расход (количество воды, протекающее через поперечное сечение в 1 с) достигает 82 млн м3/с, что в 22 раза больше расхода в месте его зарождения и в 60 раз больше суммарного расхода всех больших и малых рек земного шара. Если бы не было Гольфстрима, вся Скандинавия, подобно Гренландии, была бы покрыта льдом. По расчётам видного учёного С.В. Калесника Станисламв Викемнтьевич Калесник [10 января (23 января) 1901, Санкт-Петербург - 13 сентября 1977, Ленинград] - советский учёный-географ, доктор географических наук, профессор, академик АН СССР. [9], около половины переноса тепла из тропических районов в умеренные и полярные широты осуществляется морскими течениями.
Аккумуляторами и перераспределителями тепла являются каждое озеро, река, пруд, водохранилище, каждая капля воды. Даже в небольших водоёмах суточные колебания температуры поверхностных слоёв воды не выходят за пределы нескольких градусов, тогда как перепады температуры окружающего воздуха могут достигать десятков градусов.
Дождевые и снеговые воды, ежегодно выпадающие на Землю в количестве 577 000 км3, также способствуют созданию более равномерных климатических условий в разных её частях. Не будь описанных выше процессов, климат многих районов земного шара был бы совершенно непригоден для жизни.
Циркуляция вод Мирового океана определяет обмен количеством вещества, тепла и механической энергии между океаном и атмосферой, поверхностными и глубинными, тропическими и полярными водами. Морские течения переносят большие массы воды из одних областей в другие, часто весьма в отдаленные районы. Течения нарушают широтную зональность в распределении температуры. Во всех трёх океанах - Атлантическом, Индийском и Тихом - под влиянием течений возникают температурные аномалии: положительные аномалии связаны с переносом тёплых вод от экватора в более высокие широты течениями, имеющими близкое к меридиональному направление; отрицательные аномалии вызваны противоположно направленными (от высоких широт к экватору) холодными течениями. Отрицательные аномалии температуры усиливаются, кроме того, подъёмом глубинных вод у западных берегов континентов, вызванным сгонами вод пассатными ветрами.
Влияние течений сказывается не только на величине и распределении средних годовых значений температуры, но и на её годовых амплитудах. Это особенно отчётливо проявляется в районах соприкосновения тёплых и холодных течений, там, где границы их смещаются в течение года, как, например, в Атлантическом океане в районе соприкосновения Гольфстрима и Лабрадорского течений, в Тихом океане в районе соприкосновения течений Куросио и Курильского (Ойясио Куримльское течемние, или Оясимо - холодное течение на северо-западе Тихого океана, которое берёт своё начало в водах Северного Ледовитого океана. ).
Течения оказывают влияние на распределение и других океанологических характеристик: солёности, содержания кислорода, биогенных веществ, цвета, прозрачности и др. Распределение этих характеристик оказывает огромное влияние на развитие биологических процессов, растительный и животный мир морей и океанов. Изменчивость морских течений во времени и пространстве, смещение их фронтальных зон влияют на биологическую продуктивность океанов и морей.
Большое влияние оказывают течения на климат Земли. Например, в тропических областях, где преобладает восточный перенос, на западных берегах океанов наблюдаются значительные облачность, осадки, влажность, а у восточных, где ветры дуют с материков, - относительно сухой климат. Течения существенно влияют на распределение давления и циркуляцию атмосферы. Над осями тёплых течений, как, например, Гольфстрим, Северо-Атлантическое, Куросио, Северо-Тихоокеанское, движутся серии циклонов, которые определяют погодные условия прибрежных районов материков. Тёплое СевероАтлантическое течение благоприятствует усилению исландского минимума давления, а, следовательно, и интенсивной циклонической деятельности в Северной Атлантике, Северном и Балтийском морях. Аналогично влияние Куросио на область алеутского минимума давления в северо-восточном районе Тихого океана. С тёплыми течениями, проникающими в высокие широты, связана циклоническая циркуляция атмосферы, что способствует выпадению обильных атмосферных осадков. Над холодными течениями, напротив, развиваются отроги высокого давления, что вызывает уменьшение количества осадков. В районах встречи тёплых и холодных течений часто отмечаются туманы и сплошная облачность.
Благодаря специфическим физическим свойствам воды она на Земле широко распространена и в твёрдом, и в жидком, и в газообразном состоянии, образуя ледники, океан и водные объекты суши, подземные воды, влагу в атмосфере. Отмеченное во многом и определяет географический облик земного шара в целом.
Границы гидросферы и биосферы практически совпадают. Размещение организмов на планете в целом подчиняется климатической зональности, но существенно зависит от наличия воды и её физико-химических свойств. Основной средой обитания животных служит океан. Растения заселяют и океан, и сушу; в последнем случае их распространение во многом определяется тремя факторами: поступлением тепла, характером почв и, что особенно важно, наличием воды. Водные объекты служат местом обитания многих организмов - гидробионтов.
Благодаря большой массе воды на поверхности Земли и особенностям её тепловых свойств гидросфера Земли регулирует тепловые процессы, поглощая в среднем 77 % поступающей к земной поверхности солнечной энергии, передавая её затем в атмосферу в результате испарения и последующей конденсации водяного пара (84 % всего радиационного баланса Земли), а также путём турбулентного теплообмена. Гидросфера, таким образом, выступает в качестве мощного нагревателя атмосферы и всей Земли. Широтная климатическая зональность земного шара - в основном следствие неравномерного поступления солнечной радиации, обусловленного сферичностью Земли и наклоном земной оси. Вместе с тем природные воды, чьи тепловые свойства зависят от распределения солнечной радиации по широтам, сами существенно влияют на перераспределение тепла в широтном направлении: с морскими течениями тепло из районов его накопления (низкие широты) переносится в районы его расходования (высокие широты), что выравнивает тепловые различия на разных широтах.
Многие свойства атмосферы - это результат воздействия на неё гидросферы. Общие закономерности распределения атмосферного давления, пассатные и муссонные ветры, облачность и другие факторы зависят от распределения суши и воды на земном шаре и различия в их нагреве. Также определяемое общей циркуляцией атмосферы перемещение воздушных масс сопровождается их трансформацией над водными объектами (нагревание, охлаждение, насыщение влагой и т.д.). Основным источником осадков на Земле служит Мировой океан.
Геоморфологический облик современной суши, да и довольно обширной прибрежной зоны океанов, без всякого сомнения, сформировался под огромным воздействием гидрологических процессов. Кроме ветровой эрозии, во всех других проявлениях экзогенных природных процессов непосредственная или косвенная роль очевидна: физико-химическое выветривание горных пород немыслимо без участия воды; эрозионно-аккумулятивные процессы на суше, абразия морских берегов, формирование дельтовых равнин и шельфа, подводных каньонов - все это результат мощного воздействия гидрологических процессов. Эрозионно-аккумулятивные процессы в речных бассейнах изменяют горные системы, сформировавшиеся в результате эндогенных процессов. В современном рельефе суши многочисленные формы обязаны своим происхождением эрозионной, транспортирующей и аккумулирующей роли текущей воды (овраги, речные долины, русла рек и их поймы, дельтовые равнины и т.д.). Ледники также создают при своем движении специфические формы рельефа (троговые долины Трог, троговая долина (нем. Trog - буквально корыто) - горная долина, в которой движущийся ледник выпахал аллювиальные террасы, спрямил русло, выработал полого-вогнутое дно и крутые склоны к нему. На некоторой высоте над днищем расположены плечи трога - пологонаклонные площадки - остатки днищ более древних ледников, а выше снова продолжается крутой склон. Обычно в верховьях троговая долина замыкается цирком, а в нижнем конце -- размытыми валами конечной морены. , морены Моремна - геологическое тело, сложенное ледниковыми отложениями. Представляет собой неоднородную смесь обломочного материала - от гигантских глыб, имеющих до нескольких сотен метров в поперечнике, до глинистого материала, образованного в результате перетирания обломков при движении ледника. и т.д.).
Таким образом, мы видим, какое огромное значение имеют поверхностные воды для нашей планеты. Поэтому мы должны понимать, что наше вмешательство в процессы, сформировавшиеся задолго до нашего появления, может нарушить хрупкое равновесие в действиях природных сил. Мы должны научиться разумно использовать природные ресурсы, сводить на нет наше отрицательное влияние на природные процессы, защитить их от самих себя.
Вода - самое привычное вещество на Земле
Она сопровождает каждое мгновение нашей жизни, но знаем ли мы тайну которую хранит в себе эта удивительная стихия? Откуда она пришла? Кто и зачем одарил его нашу планету - единственную во всей вселенной? Быть может, ответы на вопросы знает сама вода? Ведь сегодня ее на Земле столько же сколько было тогда, когда все начиналось, когда зарождался мир, обретая привычные очертания и ощущения. Но ни один ученый не может объяснить, например, почему плотность воды при минусовой температуре увеличивается, а при плюсовой уменьшается. Любое вещество при охлаждении сжимается, а вода наоборот расширяется - это уникальное свойство стали использовать еще в далеком прошлом. Северные народы добывали камень для строительства, заливая воду перед заморозками в расщелины скал. На юге деревянные клинья вбивали в трещины породы и заливали их водой, разбухая, эти клинья разрывали камень. Гораздо позже учёные установили, что находясь в порах и капиллярах, вода способна создавать огромное давление. В зерне, например, в момент прорастания оно может достигать четырёхсот атмосфер, вот почему росток с лёгкостью пробивает асфальт.
Мартин Чаплин (профессор, заведующий лабораторией лондонского университета) говорит: «Вода - это маленькая молекула, которая имеет крайне специфические свойства и нельзя найти другие молекулы, которые бы имели такие же аномалии». Александр Солодилов (доктор технических наук, академик РАЕН; Россия) говорит, что если бы не было какой-то из них - не было бы самой жизни на планете.
Любое из свойств воды уникально. До сих пор у науки нет ответа на вопросы: почему только вода единственное вещество на планете может находиться в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном? Почему из всех жидкостей именно у воды такое большое поверхностное натяжение? Почему она является самым мощным растворителем на Земле? И каким образом она способна подниматься по стволам огромных деревьев, преодолевая давление в десятки атмосфер?
Память воды-2 Многие учёные скептически относятся к подобной информации.
Юго-Восточная Азия, 1956 год. Закрытая лаборатория военного института по разработке и изготовлению средств массового уничтожения. Здесь уже несколько лет работают над созданием сильнейшего бактериологического оружия нового поколения. Свойства, которыми оно должно обладать обсуждается во время секретных совещаний. Неожиданно оно прерывается, и всех участников увозят в госпиталь с симптомами сильнейшего пищевого отравления. Начинается расследование, которое сразу заходит в тупик. Кроме воды, находившейся в графинах, учёные больше ничего не употребляли. Воду проверили - никаких вредных примесей, химический состав H2O. В отчёте так и записали: «Причиной отравления стала обыкновенная вода».
Через 20 лет была выдвинута фантастическая гипотеза, которая способна обосновать непредсказуемое поведение воды: «У воды есть память!» Результаты экспериментов, проведённых во многих странах показали, что вода воспринимает и запечетлевает любое воздействие, запоминает всё что происходит в окружающем пространстве. Догадывались ли об этом наши предки, когда превращали обычную воду в целебную, используя для этого сосуды из серебра. Профессор пенсильванского университета, член международной академии США Рустум Рой говорит, что на сегодняшний день это лучший производимый антибиотик. Настолько хороший, что в Афганистане и Ираке американские войска используют серебряную воду. Нужен один атом на 100 миллионов, чтобы уничтожить всех микробов.
Запечатлевая новую информацию, вода приобретает новые свойства, при этом её химический состав оставался неизменным. Структура воды - это так как организованны её молекулы. Они объединяются в группы называемые кластерами. Учёные предположили, что именно кластеры являются своеобразными ячейками памяти, в которые вода как на магнитофонную ленту записывает всё что видит, слышит, ощущает.
Современные приборы смогли зафиксировать, что в каждой ячейке памяти воды находятся 440 тысяч информационных панелей, каждая из которых отвечает за свой вид взаимодействия с окружающей средой. Мартин Чаплин: «Если рассматривать кластер как группу определённых молекул, то срок его жизни мал, но если говорить о нём как о структуре, которые молекулы могут покидать и в которые молекулы могут включаться, то кластер может эффективно существовать в течение длительного времени». Именно устойчивость кластерной структуры подтвердило гипотезу способности воды запечатлевать и сохранять информацию.
Зимой 1881 года корабль Лара следовал рейсом из Ливерпуля в СанФранциско. На третий день пути на корабле начался пожар. Среди покинувших судно был капитан Нейл Керри. Потерпевшие бедствие стали испытывать муки жажды, которые возрастали с каждым часом. Потом когда после трёх недель мучительного скитания по морю они благополучно достигли берега, капитан - человек весьма трезвого отношения к действительности, в следующих словах описал то, что спасло их: «Мы мечтали о пресной воде. Мы стали воображать, будто вода вокруг шлюпки из голубой морской превращается в зеленоватую пресную. Я собрался с силами и зачерпнул её, когда я попробовал - она оказалась пресной».
Эмото Масару (исследователь; Япония) много лет исследовал специфические свойства воды он сделал вывод, что вода обладает памятью и доказал это экспериментально. В лаборатории доктора Эмото исследовали образцы воды, которые подвергались различным видам воздействия. Впечатления воды фиксировались с помощью её стремительного замораживания в криогенной камере. (Так выглядит вода нагретая в микроволновой печи, а это эффект от мобильного телефона, этой воде сказали: «спасибо», «извини», «ты мне противен!»)
Структурированная вода. На практике полив структурированной водой сокращает сроки созревания овощей и в несколько раз увеличивает количество полезных микроэлементов и растительного белка. Интересно, что при поливе структурированной воды требуется гораздо меньше на 20 %, чем обычной. Ни в почву, ни в воду удобрения не добавляются, химический состав воды остаётся прежним H2O, была изменена только её структура. Сегодня учёные могут ответить лишь на вопрос: как это происходит? На вопрос: почему? в науке ответа нет.
Долгий и нелёгкий путь. До того как попасть в наши дома вода проделывает долгий и нелёгкий путь. В природе реки и ручьи текут по плавно изменяющимися руслу, в то время как в водопроводной системе вода множество раз поворачивает под прямым углом. С каждым таким поворотом её естественная структура все больше и больше разрушается.
Леонид Извеков (исследователь; заведующий лабораторией по исследованию структуры воды; Россия) говорит, что вода водопроводная имеет кристаллы различных форм, но все они сильно деформированы, то есть она может действовать по-разному, но никакой симметрии и красоты увидеть нельзя. Известно, что во многих крупных городах водопроводная вода существует в замкнутом цикле. После агрессивной очистки, пройдя через мощные фильтры, она опять возвращается в наши дома, сохраняя память о биохимическом веществе и о насилии, которому подвергалась. Но ещё сильнее информационные загрязнения, которые накапливает вода, протекая по многим километровым трубам из тысяч и тысяч домов и квартир.
«Без воды жизнь невозможна!» Курт Вютрих (лауреат Нобелевской премии; США) говорит: «Вы прекрасно знаете о том, что на Земле без воды жизнь невозможна. Мы уверены, что все живые организмы появились в воде и лишь намного позже организмы развились до такой степени, что смогли существовать вне воды. Я вовсе не думаю, что это случайность».
Мартин Чаплин: «Я думаю, что учёные должны уделить пристальное внимание тому, как вода взаимодействует с молекулами на молекулярном уровне, она создаёт структуру спирали ДНК. Не было бы воды - не было бы никакой спирали. Она создает структуру протеинов - без воды эта структура не работала бы.
Открытие тяжёлой воды. Разрушительная сила водородной бомбы. В 1932 году мир облетает сенсация. Американские физики Гарольд Юри и Эльберт Осборн открывают, что кроме обычной воды в природе существует так называемая тяжёлая вода D2O (дейтерий-два-о). Именно выделенный дейтерий положил основу для создания самой разрушительной бомбы - водородной. Теперь каждому известно к чему приводят радиоактивные излучения, но оказалось, что существуют ещё и другие более серьёзные последствия. Гораздо страшнее разрушение структуры воды на Земле. Изменения в ней происходят колоссальные, память воды меняется. Человек пьёт воду, животные пьют воду и происходят изменения. Когда происходит взрыв, образуются волны, которые в земле достаточно быстро затухают, а вот вода может колебаться ещё 30 дней. Раскачиваясь, как маятник, волны создают в воде новый патологический порядок. Замечено, что после таких испытаний резко увеличилось количество самоубийств.
Необыкновенные эксперименты с водой. Влияние музыки. Этот эксперимент провели японские учёные с водой. Ей дали послушать музыку, после чего стремительно заморозили и под микроскопом учёные отчётливо увидели кристаллы, которые в результате образовала вода. (Так выглядит музыка Баха, Моцарта, Бетховена, тяжёлый рок). Вячеслав Звонников (доктор медицинских наук; профессор; Россия): «Я не помню ни одного случая, когда на концерте классической музыки произошел отрицательный выброс эмоций, таких как драки, ругань, беспорядки».
Воздействие слов. В три стеклянные банки поместили рис и залили его водой. И каждый день экспериментатор говорил одной банке: «спасибо»; второй: «ты дурак!», а на третью просто не обращал внимания. Через месяц рис, которому говорили: «спасибо» начал бродить, издавая сильный и приятный запах. Рис из второй банки - почернел, а рис, на который не обращали внимание начал загнивать. Доктор Эмото считает, что этот эксперимент преподносит очень важный урок, особенно по отношению к детям. Надо заботиться о них, дарить им внимание.
Вода обычная и из церкви. Ещё один эксперимент был проведён с водой обычной и с церковной службы. Сразу из церкви её доставили в лабораторию. Здесь воду заморозили в криогенной камере и сфотографировали под микроскопом. Кристаллы воды из-под крана выглядели как хаотичное расплывчатое пятно. В то время как вода, побывавшая в церкви имела правильную симметричную форму шестилучиковой звезды.
Живая и мёртвая вода. Первые сведения о живой и мёртвой воде дошли до нас из народных сказок и былин: в них эта вода использовалась для омоложения, а иногда и оживления героев повествований, для придания им силы и бодрости. Много веков умы людей будоражили легенды о живой и мёртвой воде, где «мёртвая» заживляет раны, а «живая» воскрешает организм. Не только обычные люди искали такую воду, в средневековье алхимики, а после современные учёные пытались создать чудодейственную формулу. Попытки научного обоснования свойств живой и мёртвой воды впервые были предприняты в 1981 году, после чего её стали широко пропагандировать для лечения различных недугов в домашних условиях. К сожалению, сейчас эта методика незаслуженно забыта. Живую и мёртвую воду можно получить путём электролиза обычной воды, погрузив в нее два электрода (анод и катод) и пропуская через воду в течение 5-6 минут сильный электрический ток. Живая вода, образующаяся около катода, имеет резко щелочную реакцию, мёртвая (около анода) - сильнокислую. Кроме того, большинство находящихся в воде болезнетворных бактерий погибает, и она становится практически стерильной. Живая вода обладает свойством ускорять рост клеток. Поэтому она незаменима в садоводстве для полива растений, в косметических, а иногда и в лечебных целях. Мёртвая вода эффективно справляется с любыми микробами, это мягко действующий антисептик. Единственным недостатком электрохимического способа активации воды является сложность её приготовления. Не очень удобно также и то, что полученная таким образом вода сохраняет свои свойства лишь в течение 6 часов.
Прозрачность и мутность воды. Прозрачность - величина, косвенно обозначающая количество взвешенных частиц и других загрязнителей в океанической воде. Определяется по глубине исчезновения плоского белого диска диаметром 30 см (диска Секки). Его опускают на такую глубину, чтобы он полностью исчез из виду, эта глубина и считается показателем прозрачности. Подобный способ измерения был впервые применён в ВМС США в 1804 году. В настоящее время существует также ряд электронных приборов для измерения прозрачности воды. Прозрачность воды определяется её избирательной способностью поглощать и рассеивать световые лучи и зависит от условий освещения поверхности, изменения спектрального состава и ослабления светового потока. При большой прозрачности вода приобретает интенсивный синий цвет, который характерен для открытого океана. При наличии значительного количества взвешенных частиц, сильно рассеивающих свет, вода имеет сине-зелёный или зелёный цвет, характерный для прибрежных районов и некоторых замкнутых морей. В местах впадения крупных рек, несущих большое количество взвешенных частиц, цвет воды принимает жёлтые и коричневые оттенки. Максимальная величина относительной прозрачности (79 м) отмечена в море Уэделла у берегов Антарктиды осенью 1986 г. немецкими учёными судна «Полярная звезда» («Полярштерн»). Наибольшие величины прозрачности в Саргассовом море (Атлантический океан) - 66 м (однако это не относится к современному состоянию Саргассова моря, которое в наши дни сильно загрязнено нефтепродуктами), в Индийском океане 40-50 м, в Тихом океане - 59 м. В общем, в открытой части океана прозрачность уменьшается от экватора к полюсам, но и в полярных районах она может быть значительной. Теоретически в дистиллированной воде диск Секки должен исчезать на глубине 80 м.
Мутность воды обусловлена содержанием взвешенных в воде мелкодисперсных примесей - нерастворимых или коллоидных частиц различного происхождения. Мутность воды обусловливают и некоторые другие характеристики воды:
- наличие осадка, который может отсутствовать, быть незначительным, заметным, большим, очень большим, измеряясь в миллиметрах;
- взвешенные вещества, или грубодисперсные примеси, - определяются гравиметрически после фильтрования пробы, по привесу высушенного фильтра. Этот показатель обычно малоинформативен и имеет значение, главным образом, для сточных вод;
- прозрачность, измеряется как высота столба воды, при взгляде сквозь который можно различать узнаваемый знак (отверстия на диске, стандартный шрифт, крестообразная метка и т.п.).
Изучение воды. Гидроломгия - наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т.п.). Предметом изучения гидрологии являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенных и подземных вод. Гидрология исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека, и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий; проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом; даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов; пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках. Данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и подводными лодками. Гидрология подразделяется на океанологию, гидрологию суши и гидрогеологию. Океанология подразделяется на биологию океана, химию океана, геологию океана, физическую океанологию, и взаимодействие океана и атмосферы. Гидрология суши подразделяется на гидрологию рек (речную гидрологию), озероведение (лимнологию), болотоведение, гляциологию.
Чистая вода прозрачна, бесцветна, не имеет запаха и вкуса, населена множеством рыб, растений и животных. Загрязнённые воды мутные, с неприятным запахом, не пригодны для питья, часто содержат огромное количество бактерий и водорослей. Система самоочистки воды не срабатывает из-за переизбытка в ней антропогенных загрязнителей.
Влияние загрязнения. Уменьшение содержания кислорода. Органические вещества, содержащиеся в сточных водах, разлагаются ферментами аэробных бактерий, которые поглощают растворенный в воде кислород и выделяют углекислый газ по мере усвоения органических остатков. Общеизвестными конечными продуктами распада являются углекислый газ и вода, но могут образовываться и многие другие соединения. Например, бактерии перерабатывают азот, содержащийся в отходах, в аммиак (NH3), который, соединяясь с натрием, калием или другими химическими элементами, образует соли азотной кислоты - нитраты. Сера преобразуется в сероводородные соединения (вещества, содержащие радикал -SH или сероводород H2S), которые постепенно переходят в серу (S) или в сульфат-ион (SO42-), также образующий соли.
В водах, содержащих фекальные массы, растительные или животные остатки, поступающие с предприятий пищевой промышленности, бумажные волокна и остатки целлюлозы от предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, процессы разложения протекают практически одинаково. Поскольку аэробные бактерии используют кислород, первым результатом распада органических остатков является уменьшение содержания кислорода, раствор`нного в принимающих стоки водах. Оно изменяется в зависимости от температуры, а также в некоторой степени - от сол`ности и давления. Пресная вода при 20 °C и интенсивной аэрации в одном литре содержит 9,2 мг растворённого кислорода. С повышением температуры воды этот показатель уменьшается, а при её охлаждении - увеличивается. По нормативам, действующим при проектировании муниципальных очистных сооружений, для распада органических веществ, содержащихся в одном литре коммунальных сточных вод обычного состава при температуре 20 °С, требуется примерно 200 мг кислорода в течение 5 дней. Это значение, называемое биохимической потребностью в кислороде (БПК), принято в качестве стандарта при расчётах количества кислорода, необходимого для очистки данного объёма стоков. Величина БПК сточных вод предприятий кожевенной, мясообрабатывающей и сахарорафинадной промышленности гораздо выше, чем коммунальных стоков.
В мелких водотоках с быстрым течением, где вода интенсивно перемешивается, поступающий из атмосферы кислород компенсирует истощение его запасов, растворённых в воде. Одновременно углекислый газ, образующийся при разложении содержащихся в сточных водах веществ, улетучивается в атмосферу. Таким образом, сокращается срок неблагоприятного воздействия процессов разложения органики. И, наоборот, в водоёмах со слабым течением, где воды перемешиваются медленно и изолированы от атмосферы, неизбежное уменьшение содержания кислорода и рост концентрации углекислого газа влекут за собой серьёзные изменения. Когда содержание кислорода уменьшается до определённого уровня, происходит замор рыбы и начинают погибать другие живые организмы, что, в свою очередь, приводит к увеличению объёма разлагающейся органики.
Большая часть рыб гибнет из-за отравления промышленными и сельскохозяйственными стоками, но многие - и от недостатка в воде кислорода. Рыбы, как и все живые существа, поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Если кислорода в воде мало, но высока концентрация углекислого газа, интенсивность их дыхания снижается (известно, что вода при высоком содержании угольной кислоты, то есть растворённого в ней углекислого газа, становится кислой).
В водах, испытывающих тепловое загрязнение, часто создаются условия, приводящие к гибели рыб. Там снижается содержание кислорода, так как он слабо растворяется в тёплой воде, однако потребность в кислороде резко возрастает, поскольку увеличиваются темпы его потребления аэробными бактериями и рыбами. Добавление кислот, например серной, с дренажными водами из угольных шахт также существенно снижает способность некоторых видов рыб извлекать из воды кислород.
Применение воды
1. Земледелие
Выращивание достаточного количества сельскохозяйственных культур на открытых засушливых землях требует значительных расходов воды на ирригацию, доходящих до 90 % в некоторых странах.
2. Питьё и приготовление пищи
Живое человеческое тело содержит от 55 % до 78 % воды, в зависимости от веса и возраста. Потеря организмом человека более 10 % воды может привести к смерти. Для нормального функционирования организма человеку нужно усвоить от 1 до 7 литров воды за день в зависимости от температуры и влажности окружающей среды, физической активности и пр.
3. Растворитель
Вода является растворителем для многих веществ. Она используется для очистки как самого человека, так и различных объектов человеческой деятельности. Вода используется как растворитель в промышленности. 4. Теплоноситель
Среди существующих в природе жидкостей вода обладает наибольшей теплоёмкостью. Теплота её испарения выше теплоты испарения любых других жидкостей, а теплота кристаллизации уступает лишь аммиаку. В качестве теплоносителя воду используют в тепловых сетях, для передачи тепла по теплотрассам от производителей тепла к потребителям. Воду в качестве льда используют для охлаждения в системах общественного питания, в медицине. Большинство атомных электростанций используют воду в качестве теплоносителя (рис. 2).
5. Пожаротушение
В пожаротушении вода зачастую используется не только как охлаждающая жидкость, но и для изоляции от огня в составе пены. 6. Спорт
Многие вида спорта проходят на водных поверхностях, на льду, на снегу и даже в воде. Это подводное плавание, хоккей, лодочные виды спорта, биатлон и пр.
7. Инструмент
Гидрообразивная резка. Вода используется как инструмент для разрыхления, раскалывания и даже резки пород и материалов. Она используется в добывающей промышленности, горном деле и в производстве. Достаточно распространены установки по резке водой различных материалов: от резины до стали. Вода, выходящая под давлением несколько тысяч атмосфер способна разрезать стальную пластину толщиной несколько миллиметров, или более при добавлении абразивных частиц.
Святая вода
Источник со святой водой (монастырь святой Феолонии, Салоники).
Святамя водам (греч. - святыня) - освящённая в церкви вода. Употребление святой воды в христианстве восходит ко II веку. Традиция её использования связана как с крещением Христа в водах реки Иордан, так и с ветхозаветными богослужебными.
Употребление святой воды
Святая вода используется в таинстве крещения, которое делает человека членом церкви. Также святая вода используется при освящении храмов и всех богослужебных предметов, при освящении жилых домов (эту традицию, по преданию, ввёл римский папа священномученик Александр I) и бытовых предметов. Верующих окропляют святой водой на крестных ходах и при совершении молебнов.
Православная церковная традиция рассматривает великую агиасму, как своего рода низшую степень Причащения (даже сам сосуд для освящения воды напоминает по форме потир). В случаях, когда на христианина накладывается епитимия и запрет на причащение то, делается указанная в канонических правилах оговорка: «Точию агиасму да пиет». В православии святая вода (особенно великая агиасма) хранится верующими дома и употребляется в случае нужды: выпивается (иногда вместе с просфорой) натощак или ею окропляется жилище и предметы.
В католичестве освящённая вода также используется в таинстве крещения, для окропления молящихся во время службы, при освящении храмов, жилых домов и бытовых предметов. В освящённую воду обмакивается рука при совершении крестного знамения при входе и выходе из храма. Верующие могут хранить освящённую воду дома и использовать для окропления жилища, пить её не принято.
Вода освящается с целью возвращения водной стихии первобытной чистоты и святости, утраченной после грехопадения человека, и нисхождения на неё силой молитвы благословения и благодати Святого Духа. Через это священнодействие, по учению церкви, вода приобретает ряд чудесных свойств: она очищает верующих людей от духовной и телесной скверны, освящает предметы и укрепляет верующих в их духовных трудах.
Святая вода, по учению церкви, обладает способностью исцеления больных. Например, Серафим Саровский приходившим к нему больным советовал принимать по столовой ложке освящённой воды через каждый час.
Известны случаи сохранения святой водой свежести в течение длительного времени. Церковь относит это к видимому проявлению наличия в ней благодати Святого Духа, а наука рассматривает такие случаи либо как случайность, либо как результат использования серебряных крестов и чаш при освящении воды, которые оставляют в воде ионы серебра, обладающие сильным бактерицидным действием. В случае «зацветания» святой воды, по церковным канонам, она должна быть вылита в непопираемое место.
Интересные факты
В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды.
В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане.
При средней глубине в 4 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды.
Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю, и её толщина была бы 3 км.
Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м, и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.
Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре -1,91 °C.
Иногда вода замерзает при положительной температуре.
При определённых условиях (внутри нанотрубок) молекулы воды образуют новое состояние, при котором они сохраняют способность течь даже при температурах, близких к абсолютному нулю.
Среди существующих в природе жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути.
Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег - около 85 %.
Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света.
Синий цвет чистой океанской воды объясняется избирательным поглощением и рассеянием света в воде.
С помощью капель воды из кранов можно накопить заряд 10 киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина» Кампельница Кемльвина является генератором электростатического напряжения. Она названа в честь лорда Кельвина, который изобрел её в 1867 году. Это предельно простое устройство обеспечивает получение электрического напряжения порядка 10 кВ. Устройство представляет собой пару металлических банок, каждая из которых связана с металлической трубкой-индуктором, подвешенной над другой банкой. Через индукторы из верхнего сосуда в банки льются струйки воды, которые разделяются на капли рядом с индукторами.
ru.wikipedia.org .
Схема капельницы Кельвина
Вода - это одно из немногих веществ на Земле, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают висмут, галлий и некоторые соединения и смеси).
Загадочные «реки Марса»
Cо времен Лоуэлла Персиваль Лоуэлл, также Ловелл (англ. Percival Lowell; 13.03.1855, Бостон, Массачусетс - 12.11.1916, Флагстафф, Аризона) - американский бизнесмен, востоковед, дипломат, астроном и математик, исследователь планеты Марс, открыл астероид (793) Аризона в 1907 году. Почётный член Американской академии искусств и наук, Британского общества востоковедов, Французского астрономического общества, Астрономических обществ США, Бельгии, Германии и Мексики. Удостоен премии Жансена Французского астрономического общества (1904), а также Золотой медали Астрономического общества Мексики (1908) - обе награды за исследования Марса. Почётный профессор астрономии Массачусетского технологического института. В честь Лоуэлла названы кратеры на Луне и на Марсе[en]. Персиваль Лоуэлл - основатель и первый директор крупнейшей частной обсерватории в США. Многие годы потратил на поиски девятой планеты Солнечной системы. После обнаружения карликовой планеты Плутон Клайдом Томбо через 14 лет после смерти Лоуэлла, название планеты было выбрано так, чтобы, не выбиваясь из мифологического ряда, оно включало в себя также инициалы Лоуэлла (). В то же время Лоуэлл разрабатывал псевдонаучную теорию о существовании на Марсе высокоразвитой цивилизации, отвергнутую уже его современниками. , предположившего, что так называемые «каналы» имеют искусственное происхождение и предназначены построившими их марсианами для транспортировки воды с полярных шапок в экваториальные области, считалась естественной картина Марса, как планеты во многом подобной Земле. Более поздние исследования развенчали миф о каналах, Марс оказался безводной холодной пустыней, более похожей на Луну, чем на нашу родную планету. Однако впоследствии на снимках Красной Планеты были обнаружены образования, напоминающие русла рек.
Есть снимок космического корабля «Викинга», на котором видно одно из сухих русел на поверхности Марса. Современные условия на планете таковы, что при малом атмосферном давлении, существующем сейчас на Марсе, оказавшаяся там вода способна закипеть без какого-либо нагрева. При среднем значении давления для поверхности Марса 6,1 мбар лёд переходит непосредственно в пар, минуя жидкое состояние.
Наличие многочисленных извилистых долин с большой протяжённостью, с притоками и островами, напоминающих русла земных рек высохшие русла земных рек должно свидетельствовать о том, что ранее на поверхности Марса были такие условия, при которых была возможность для существования жидкой воды на поверхности.
Во-первых, по последним данным, может представиться, что собственно воды на Марсе очень и очень немного. По последним оценкам количество водяного льда северной полярной шапки, в которой сосредоточены основные водяные запасы (южная, по современным представлениям, состоит в основном из углекислоты) может составлять порядка 4 % от запасов воды в антарктическом леднике. Атмосферные запасы воды также незначительны. Вода, некогда текшая по сухим в настоящее время руслам, может быть, вероятнее всего, в том или ином виде содержится под поверхностью планеты. На это же указывают последние данные, полученные с помощью «Марс Одиссея». Однако же, данные эти нуждаются в уточнении и детализации, хотя наличие больших запасов воды в подповерхностной мерзлоте, было бы вполне ожидаемо и логически предсказуемо. Если дальнейшие исследования покажут, что марсианской «вечной мерзлоты» не существует или что количество подповерхностной воды мало, то встанет вопрос, куда же девалась марсианская вода, которой согласно современной научной гипотезе об образовании всех планет из единого газопылевого диска, на Марсе должно быть сходным с земным или даже большим, ведь Марс, как планета, пограничная с зоной планет-гигантов, должен был бы быть даже несколько обогащен летучими веществами по сравнению с Землей, зона формирования которой была теплее марсианской.
Во-вторых, неизвестно, как долго длились благоприятные для существования жидкой воды условия на поверхности Марса, были ли русла результатом длительного воздействия равномерно протекавшей воды или же их возникновение объясняется некими катастрофичными кратковременными воздействиями огромных масс воды прошедшей по каким-то причинам из одного места в другое.
Марсианские русла слишком глубокие и слишком прямые, чтобы быть руслами рек в нашем привычном понимании, они очень слабо похожи на русла земных рек, но при этом достаточно близки к долинам ледников. Возможно, именно ледники ответственны за их образование. Другой гипотезой образования марсианских русел является предположение о имевшей место в относительно недавнюю эпоху гидротермальной активности. В толще вечной мерзлоты могут образовываться довольно крупные, толщиной 30-100 м и диаметром до 10 км, линзы жидкой воды, подогреваемой локальной тектоникой. В некоторых случаях линза может перегреться и закипеть, и тогда вытеснение объёма воды, на поверхность приводит к образованию катастрофического селевого потока, образующего глубокий каньон. Согласно этой гипотезе, русла, оказывается, проделаны не жидкой водой, а смесью грязи, льда и пара, причём протекающими лишь эпизодически. Имеются и другие гипотезы.
Каковы бы ни были механизмы образования русел, и каковы бы ни были предположения и гипотезы об их возникновении, на данный момент у науки недостаточно информации и решение загадок «марсианских рек» дело будущего. Мы же пока упомянем наиболее заметные из деталей марсианского рельефа этого вида - это долины Маадим и Ниргал.
Итак, был ли Марс некогда богатым водой миром, с морями, океанами и реками, или всегда являл собой ледяную пустыню, станет известно лишь после его непосредственного изучения, которое невозможно без высадки на его поверхность людей и их длительного там пребывания. На данный же момент можно лишь констатировать, что марсианские «реки» это еще одна волнующая загадка таинственной Красной Планеты, ждущей своих первооткрывателей и исследователей.
Всемирный день водных ресурсов
На других официальных языках ООН: англ. World Day for Water, исп. Dнa Mundial del Agua, фр. Journйe mondiale de l'eau. Отмечается ежегодно 22 марта. Этот Всемирный день объявлен Генеральной Ассамблеей ООН в 1993 году (резолюция № A/RES/47/193 Проведение Всемирного дня водных ресурсов). В резолюции Генеральной Ассамблеи предложено государствам проводить в этот день мероприятия, посвящённые сохранению и освоению водных ресурсов. Генеральная Ассамблея попросила Генерального секретаря ООН сосредоточивать ежегодные соответствующие мероприятия ООН на одной конкретной теме. В 2003 году Генеральная Ассамблея в своей резолюции № A/RES/58/217 объявила период 2005-2015 г., начиная с Международного дня водных ресурсов 22 марта 2005 года, Международным десятилетием действий «Вода для жизни».
Заключение
Каждое новое, более точное измерение, каждый новый верный расчёт не только повышает уверенность в знании и надежности уже добытого и известного, но и раздвигает границы неведомого и ещё непознанного, прокладывает к ним новые пути.
Нет предела человеческому разуму, нет предела его возможностям; и то, что мы теперь так много знаем о природе и свойствах поистине самого необыкновенного в мире вещества - о воде, открывает ещё большие возможности. Кто может сказать, что ещё будет узнано, что открыто нового, ещё более необычайного? Надо только уметь видеть и удивляться. Земля на 75 % покрыта водой и природой постоянно поддерживается естественный круговорот воды: она испаряется с поверхности водоёмов, а затем выпадает в виде осадков: дождя или снега, но даже при таком разумном решении некоторые районы страдают от нехватки воды. Именно поэтому стоит помнить, что вода величайшее богатство, дарованное нам природой, и каждая капля её бесценна, ведь жизнь без воды невозможна. Воде дано свойство очищаться, тем самым сохраняя программу жизни на земле. Человек способен своей деятельностью, словом и мыслями помочь воде стать чистой, а это позволит сохранить среду обитания человека.
Вода - это древний универсальный символ чистоты, плодородия и источник самой жизни. В природе существует около 1330 видов воды. Они различаются по происхождению (родниковая, дождевая, почвенная, из свежего или долго лежащего снега и пр.), по количеству и характеру растворенных в ней веществ. Вода - самое распространенное вещество на Земле. 3/4 поверхности земного шара покрыты водой в виде океанов, морей, рек и озёр. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в земной атмосфере; в виде огромных масс снега и льда на вершинах гор и в полярных странах. Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Происхождение жизни на Земле обязано воде. В организме она представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, а так же принимает участие в целом ряде биохимических реакций как растворитель.
Вода, как и все в мире, неисчерпаема. Вода необходима для жизни человека. Запасы воды на земле ограничены. Воду нужно беречь и охранять.
Литература
1. Вода [Интернет ресурс]: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%92%D0%BE%D0%B4%D0%B0
2. Антуан де Сент-Экзюпери. Планета людей. Соч.: В 3 т. - Рига: Полярис, 1997. - Т. 1, с. 179-308.
3. Петрянов И.В. Самое необыкновенное вещество в мире [Текст]. - М.: Педагогика, 1981. - 96 с.
4. Сергеев Б.Ф. Занимательная физиология [Текст]. - М.: Молодая гвардия, 1969. - 336 с. (Серия «Эврика»).
5. Дерягин, Б.В. Поверхностные силы [Текст] / Б.В. Дерягин, Н.В. Чураев, В.М. Муллер. - М: Наука, 1985. - 398 с.
6. Виноградов, А.П. Газовый режим Земли [Текст] / А.П. Виноградов // Химия земной коры. - Т. 2. - М.: 1964. - С. 11-18.
7. Батмангхелидж, Ф. Вода - натуральное лекарство от ожирения, рака, депрессии [Текст] / Ф Батмангхелидж ; пер. англ. О.Г. Белошеев. - 3-е изд. - Минск : «Попурри», 2008. - 368 с.
8. Будыко, М.И. Глобальная экология [Текст] / М.И. Будыко. - М.: Мысль, 1977. - 328 с.
9. Калесник, С.В. Общая гляциология [Текст] / С.В. Калесник. - Л.: Учпедгиз, 1939. - 328 с.
10. Ахманов, М. Вода, которую мы пьём. Качество питьевой воды и её очистка с помощью бытовых фильтров [Текст] / М. Ахманов. - СПб: «Невский проспект», 2002. - 192 с.
11. Кульский, Л.А. Проблемы чистой воды [Текст] / Л.А. Кульский, В.В. Даль. - Киев: Наукова думка, 1974. - 232 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Происхождение воды на Земле: теории ее появления. Соотношение площадей суши и Мирового океана на нашей планете. Примеры содержания воды в клетках разных организмов, их тканях и органах. Круговорот воды в биосфере. Свойства воды, значение в жизни человека.
контрольная работа [33,4 K], добавлен 02.04.2010Вода – вещество, которое находится в жидком состоянии. Свойство прозрачности воды. Вода не имеет запаха. Вода течет. Вода может растворять разные вещества. Воду можно очистить с помощью фильтра. Без воды немыслима жизнь на планете Земля.
реферат [12,6 K], добавлен 02.04.2007Вода - особая составляющая Земли. Фрактальность структуры питьевой воды, ее основные свойства. Вода в организме человека. Непрерывное познание — залог развития мозга человека. Бутилированная и газированная питьевая вода. Критерии качества для пользы воды.
реферат [7,3 M], добавлен 18.01.2011Роль воды в жизни человека, ее физические и химические свойства. Формы существования воды на нашей планете (жидкое, газообразное, твердое, кристаллы). Виды воды в природе (дождевая, почвенная, из свежего снега и пр.). Уникальные озера и водоемы.
презентация [2,4 M], добавлен 19.12.2013Свойства воды и ее роль в жизни человека. Питьевой режим и баланс воды в организме. Влияние водных ресурсов на здоровье. Основные источники загрязнения питьевой воды. Этапы водоподготовки, гарантирующие ее качество: характеристика способов ее очистки.
контрольная работа [42,1 K], добавлен 14.01.2016Чистая вода как первостепенная проблема человечества XXI века. Вода, ее структура, значение в жизни человека, функции, параметры, способы получения, основные свойства и санитарно-гигиенические требования. Понятие и сущность "информационной памяти" воды.
реферат [25,0 K], добавлен 19.01.2010Проблема загрязнения водной среды. Количество воды во Вселенной, водород и кислород - исходные элементы для ее образования. Строение молекулы воды, ее уникальные свойства. Дефицит пресной воды на планете, последствия загрязнения Мирового океана.
презентация [2,3 M], добавлен 14.05.2012Роль воды в жизни человека. Исследование качества водопроводной воды в в деревне Уть, источники загрязнения. Результаты исследования проб воды. Влияние химических примесей в воде на здоровье человека. Пути решения данной экологической проблемы.
практическая работа [332,8 K], добавлен 18.01.2011Биосфера как сложнейшая планетарная оболочка жизни, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество. Роль циркуляции воды в глобальном круговороте веществ. Структура и функции биосферы. Среда и условия существования организмов.
контрольная работа [26,4 K], добавлен 10.02.2013Особенности состава и загрязнения природной воды. Требования к питьевой воде, которая должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. Методы очистки воды.
реферат [19,1 K], добавлен 03.03.2011
