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

Информация

Вода и человек

Почему вода — основа жизни на Земле? Этим вопросом наши современники задаются не так уж и часто. Но если все же углубиться в его изучение, то выяснятся очень интересные подробности об этом кажущемся таким знакомым веществе.

Вода в природе и жизни человека играет незаменимую роль. Достаточно знать о том, что она активно участвует в формировании рельефа и его изменении на земном шаре. Интересно, что если полностью сгладить весь рельеф, то вода покроет всю планету слоем в три километра. Это кажется просто невероятным, но очень точно описывает одну из основных ролей, которые выполняет это вещество.

Кроме этого она является настоящим творцом климата, распределяет и аккумулирует энергию, а главное – представляет собой основу для всего живого на нашей планете. Ученые полагают, что основой зарождения жизни на любой из планет во Вселенной является одно правило: живой организм, включая все внутренние органы и структуры жизнеобеспечения, должен состоять из веществ, которые находятся в свободном доступе. Очень важно, чтобы их недостаток можно было восполнить. А значит, они должны быть:

  • доступны;
  • обеспечивать комфортное существование;
  • в полной мере выполнять свои функции по обеспечению жизнедеятельности.

Все перечисленные факторы науке хорошо известны и изложены ею в виде многочисленных теорий о зарождении жизни. Исходя из обилия воды на нашей планете, именно она должна являться тем материалом, который соответствует всем вышеперечисленным пунктам и раскрывает суть, почему воду называют основой жизни на Земле.

Когда речь идет о комфортных условиях, то следует понимать, что имеются в виду факторы, при которых организм может функционировать в полной мере, так как это заложено природой. Подобные условия являются для организма нормальными, и именно в них вода находится в текучем состоянии. Это обеспечивает всему живому комфортное существование.

Ученые особо выделяют уникальность воды, когда обсуждают вопросы жизнедеятельности организма. Дело в том, что им не известно ни одного вещества, которое в своем нормальном состоянии имело бы жидкую форму и было бы готово к употреблению, а также отвечало запросам относительно ее количества.

Нельзя не упомянуть в данном разделе о нейтральности воды. Ни один живой организм, контактируя с этим веществом, не повредится. Оно имеет нейтральный уровень кислотности и не повреждает их оболочку. Внутри организма вода практически не вступает ни в какие химические реакции, однако обеспечивает подходящую среду для них.

Для обеспечения комфортного существования организмов необходимо осуществление большого количества биохимических реакций. А они, как известно из школьных уроков, могут происходить в растворах и газах. Поэтому вода так необходима всему живому на планете. Попадая в любой организм, она дает ему возможность вести нормальную жизнедеятельность и становится средой для биохимических реакций.

Ни для кого не секрет, что живые организмы, особенно человек, представляют собой единую, но очень сложную систему. Внутри нее существует взаимосвязь между всеми органами, каждый из которых в отдельности нуждается в особых условиях для нормального функционирования. Для того чтобы биохимические процессы происходили правильно, к органам должен быть организован доступ всех необходимых веществ.

Только задумайтесь: доступ кислорода, без которого клетки не могут существовать, доставляется к ним водным раствором крови, а выводится наружу посредством мочи, лимфы и пота. Они, в свою очередь, являются тоже водой, в которой растворены продукты жизнедеятельности различных органов.

Все биохимические процессы в живых организмах могут протекать только при условии соблюдения температурного режима. Для человека верхней границей являются 37 °С, а низшим пределом – 36 °С. Любые отклонения от этой нормы вызывают сбои в работе внутренних органов, поэтому организм вынужден поддерживать нужную температуру постоянно.

Еще одна роль воды в жизни человека и животных заключается в ее защитных функциях для внутренних органов. И это еще раз подтверждает уникальность данного вещества. У людей и животных внутренние органы всегда находятся в подвешенном состоянии. Печень, сердце и легкие имеют немалую массу и являются довольно хрупкими.

Так как живой организм находится в постоянном движении, то органы испытывают огромные перегрузки и очень легко могут повредиться. Однако природа оказалась очень мудрой и при создании жизни заполнила внутреннее пространство жидкостью. В ней все органы находятся в состоянии минимального веса и надежно защищены от внешнего воздействия.

После всего вышеперечисленного наверняка можно убедиться в том, что вода – основа жизни всего существующего на нашей планете. Но даже уже приведенные данные не раскрывают той роли, которую выполняет это уникальное вещество для человека. А ведь люди нуждаются в воде не только для того, чтобы обеспечить себе хорошее самочувствие.

  • количества жидкости, требуемого организму для восполнения потерь;
  • воды, необходимой для обеспечения комфортных бытовых условий.

Первый пункт будет рассмотрен в следующем разделе, а сейчас узнаем, каков расход воды на человека в сутки, определяемый санитарными службами тех или иных городов. Сразу стоит оговориться, что общемировых стандартов не существует. В каждой стране специальные контролирующие органы устанавливают правила водопотребления, исходя из того, сколько человек может потратить, ведя обычную жизнь.

Ведь мы с трудом представляем себя сегодня без водопровода: из него мы берем воду для приготовления пищи, чашки чая, стирки или мытья посуды. А вечером многие предпочитают налить ароматную ванную и расслабиться после тяжелого трудового дня. Кажется, что эти повседневные манипуляции не наносят природе никакого вреда, однако экологи считают их губительными для гидросферы. Понять это можно, изучив нормы водопотребления. Они формируются, исходя из нескольких факторов:

  • при проведенном водопроводе, но отсутствии ванны норма составляет от 125 до 160 литров в сутки на одного человека;
  • если у вас есть в наличии и водопровод, и ванна, то расход воды на человека возрастает до 250 л;
  • в домах, где ко всему вышеперечисленному можно добавить и наличие горячей воды, норма составляет уже 350 л;
  • самое низкое водопотребление наблюдается у тех, кто пользуется колонками, – от 30 до 50 литров в сутки на человека.

Эти цифры являются весьма усредненными, но, исходя из них, специалисты определяют, что водозабор на душу населения составляет около 450 литров. Такое количество воды жители современных городов расходуют ежедневно. Но для каждого населенного пункта существуют свои нормы, которые могут отличаться от средних в ту или иную сторону.

Экологи утверждают, что при таком отношении к воде вскоре мы можем столкнуться с серьезной проблемой – недостатком чистой воды. А это может привести к настоящему кризису. Поэтому нам ни в коем случае не стоит забывать о том, что вода – основа жизни на всей планете и без нее мы просто не сможем существовать.

Вода – это жизнь. Еще древние греки и римляне этой фразой пытались отразить уникальные свойства этого вещества, без которого невозможно представить себе существование человечества как вида. В любом школьном учебнике написано, что человек на 60-70 % состоит из воды, а значит, постоянно нуждается в ней для восполнения потерь. А они в среднем составляют до четырех литров.

Большинство людей понимают, что жидкость мы теряем в основном через почки и кожные покровы посредством работы потовых желез. Однако это не единственные пути потери воды. На самом деле мы теряем ее даже в процессе дыхания. Да-да. Один кубический метр выдыхаемого нами воздуха может содержать до девяти граммов воды.

Любой ученый может пояснить, что вода является основой жизни, так как при 20-процентной ее потере в организме произойдут необратимые изменения, выражающиеся нарушением работы большинства жизненно важных органов. Подобные процессы вполне могут привести к смерти. Если же недостаток воды исчисляется всего десятью процентами, то человек будет ощущать слабость и недомогание.

Это происходит из-за того, что все процессы, связанные с водообменом в организме, регулирует центральная нервная система через пищевые центры и центры жажды. Как только в организме снижается уровень жидкости, мгновенно меняется состав крови, что приводит к возбуждению центральной нервной системы. Как следствие, человек начинает испытывать чувство жажды.

Нормы жидкости, необходимой для нормальной жизнедеятельности человека, зависят от многих факторов:

  • от качества воды;
  • наличия определенных заболеваний;
  • климата и сезонных изменений погоды;
  • классификации трудовой деятельности.

Творческо-исследовательский проект «Вода — источник жизни на Земле»

К примеру, горожанину, занимающемуся умственным трудом, в среднем требуется два литра чистой воды в сутки. В жаркое время года это количество может увеличиться до четырех литров. Люди, работающие физически, испытывают большую потребность в жидкости. В среднем мужчина, занятый на тяжелом производстве, должен выпивать до четырех литров воды. Летом данный показатель повышается до пяти-шести литров.

Краткая характеристика воды

Люди считают себя венцом творения природы и подчас забывают о том, что являются частью всего живого и взаимосвязаны с любыми процессами, происходящими на планете. Ученые утверждают, что это происходит из-за большого объема жидкости в нашем организме. Если рассматривать усредненные показатели, то можно уверенно говорить о том, что человек на 70, а то и 80 % состоит из чистой воды.

В некоторых человеческих органах и тканях ее концентрация доходит до 90 %. В таком же количестве она содержится и в растениях, а также других организмах. Уже одно это подсказывает ответ на вопрос, почему воду называют основой жизни. Ведь природа отличается невероятной мудростью и, создав все живое, неспроста определила именно такой состав и соотношение жидкости относительно других веществ.

Не стоит забывать и о том, что вода содержится на нашей планете в огромном количестве, и это тоже является важным фактором, обеспечившим когда-то возникновение, а затем и сохранение жизни на Земле. Если взять наш земной шар и покрутить его со всех сторон, внимательно рассматривая, то обнаружится, что приблизительно 80 его процентов покрыто водой.

При этом в расчет идут только океаны. А ведь на планете есть еще реки, озера, моря, ледники и подземные воды. Все они составляют гидросферу – одну из оболочек нашей Земли. Благодаря тому что она достаточно обширна, происходит бесконечный круговорот воды в природе, обеспечивающий регулярное взаимодействие этого вещества в разных своих формах существования.

Интересно, что, несмотря на обилие воды на земном шаре, большая ее часть является непригодной для питья. А потому не может обеспечить человеческие потребности в восполнении жидкости. Питьевой воды на планете не более трех процентов, причем всего лишь менее одной трети от этого числа находится в озерах и реках.

Вода – основа жизни на Земле. Этот факт сложно подвергнуть сомнению, тем более что она имеет массу уникальных свойств, которые не приводятся в школьных учебниках. О них ученые заговорили не так давно и до сих пор проводят массу исследований, выясняя все новые факты. Кроме этого, в любую школьную программу входит изучение химических и физических свойств воды, которые раскрывают некоторые ее особенности как вещества, чрезвычайно важного для обеспечения жизнедеятельности всех организмов на земном шаре.

Свойства воды

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

Проводя параллель между словами «вода» и «основа жизни», мы не можем не рассказать о свойствах этой уникальной во всех смыслах жидкости.

Интересно, что вода не имеет вкуса, запаха и цвета. Но в таком виде ее чрезвычайно сложно встретить в природе, ведь она по своей сути является растворителем и зачастую содержит в себе массу примесей, влияющих на ее органолептические показатели.

Не так давно ученые открыли еще одно свойство воды, о котором ранее могли только подозревать. Как оказалось, она способна проникать абсолютно во все тела на планете. Это вещество содержится даже в составе камней, что полностью раскрывает, почему вода – основа жизни.

Молекулы воды могут распадаться на ионы, также они образуют очень нестабильные и кратковременные водородные связи. Существуют они на протяжении доли секунд. Стоит помнить и о том, что в своем нормальном состоянии вода не может образовывать долговременные структуры, представляя собой однородную среду.

Физики утверждают, что вода – это единственное на планете вещество, которое в своем нормальном состоянии имеет текучую форму. К тому же она может быть представлена в разных состояниях: жидкое, газообразное и твердое. Ни одно вещество, известное ученым, больше не обладает подобными свойствами.

Вода способна вступать в химические реакции с другими веществами и может быть радиоактивной. Она обладает плотностью, теплопроводностью и электропроводностью. Эти свойства лучше всего проиллюстрируют следующие примеры.

Практически у всех веществ на планете в процессе перехода из жидкого состояния в твердое меняется и их плотность. Если бы вода вела себя точно так же, то в водоемах при снижении температуры до нуля градусов по Цельсию происходили бы следующие реакции:

  • охлажденные верхние слои опускались бы на одно водоемов и выталкивали наверх более теплые;
  • они, в свою очередь, вновь бы охлаждались, и так процесс шел бы до полного охлаждения всей массы воды;
  • после этого водоем начал бы промерзать;
  • слои льда вновь опускались бы на одно до полного замерзания всей воды;
  • в итоге жизнь во многих морях и озерах на планете просто не смогла бы существовать.

Однако в реальности процессы протекают совсем иначе, ведь уже при четырех градусах выше нуля вода достигает своей наивысшей плотности, и процесс перемешивания слоев завершается. Промерзает только верхний слой водоема, что способствует развитию различных организмов в толще воды.

Важное значение вода в жизни играет посредством формирования климата. Это происходит за счет ее большой теплоемкости – она медленно нагревается и остывает. Именно этот факт является определяющим при установлении погоды в разных районах планеты.

Многие ученые утверждают, что вода – основа жизни, потому что без нее и перечисленных нами свойств ничто живое не смогло бы существовать на земном шаре.

О качестве воды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Щелочность воды определяется наличием щелочных солей и свободных щелочей. Контроль щелочной среды сточных вод важен не только на входе в очистные сооружения, но и на выходе. Только при условии нейтральности среды (рН ~ 6,5 – 8,5) гарантируется естественная жизнедеятельность микроорганизмов, обеспечивающих биохимическую очистку сточных вод.

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

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

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

Окисляемость воды обусловлена химической реакцией окисления некоторых быстрореагирующих неорганических веществ (Fe2 , сероводорода, сульфитов, нитритов) и органических соединений. В конечном итоге, окисляемость свидетельствует о том, какое количество кислорода было использовано при окислении органических веществ, содержащихся в 1 литре воды.

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

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

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

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

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

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

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

Вода – основа жизни растений, людей, животных и других организмов, к сожалению, в современном мире не всегда может порадовать качеством. А ведь от этого напрямую зависит самочувствие человека. Чистая вода – источник здоровой жизни, долголетия и красоты. Но вот что именно нужно понимать под словосочетанием «чистая вода»?

В первую очередь специалисты советуют ориентироваться на органолептические свойства воды. Они характеризуются цветом, запахом, вкусом, наличием осадка, прозрачностью и другими подобными факторами. В идеале вода должна быть прозрачной, без вкуса и запаха, но встретить такую в городах невозможно. В любой воде, текущей из-под крана, находится масса примесей.

Часть из них – это растворенные химические элементы из почвы, еще одна часть – примеси из водопроводных труб, также нельзя не упомянуть и об элементах, которые используются при очистке воды (во многих городах, к примеру, применяется хлор). Поэтому в разных районах так сильно отличается вкус воды и ее качество. Хотя в любом городе нашей страны она пригодна для питья.

Также нужно упомянуть и о загрязнениях, влияющих на качество воды. Они могут быть вызваны деятельностью человека и стать причиной настоящей эпидемии. Через воду человек может заразиться гепатитом, гриппом, сальмонеллой, кишечными вирусами и приобрести еще массу проблем. В странах, где за качеством воды следят не так пристально, несколько раз в год вспыхивают эпидемии, вызванные ее загрязнением. При подобных обстоятельствах люди гибнут тысячами, и исправить ситуацию довольно сложно.

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

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

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

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

Доступность

Выше было рассказано о том, что вода на земном шаре находится в избыточном количестве, поэтому в ее доступности сомневаться не приходится. В этом она может соперничать только с воздухом, образующим оболочку, называемую атмосферой.

Так как вода всегда находилась в легком доступе, то практически все живые организмы использовали ее достоинства в полной мере. Если внимательно изучить их строение, то станет понятно, что большинство организмов состоит из воды более чем наполовину. Существуют и такие, в которых ее до 90 %. Все эти факты выступают доказательством того, что именно вода была главным строительным материалом при зарождении жизни на планете.

Да и сама жизнь впервые возникла в глубине океанов, и только распространившись там, вышла на сушу. Ученые считают, что разнообразие живых организмов в воде гораздо больше, чем на суше. До сегодняшнего дня воду можно считать основным строительным материалом, без которого жизнь погибает буквально за несколько дней.

Интересно, что доступностью воды обусловлена и одна из ее функций – нахождение в организмах в динамичном состоянии. Ученые называют это вещество своеобразным транспортом, который доставляет в организм минералы, витамины и микроэлементы, обеспечивающие его нормальное функционирование, а также выводит из него продукты жизнедеятельности, чтобы избежать интоксикации клеток.

В процессе транспортировки вода не реагирует с веществами, что делает ее поистине уникальной. Ведь другие вещества при соприкосновении вступают в активную реакцию между собой и не могут выполнять роль транспорта для клеток. Для того чтобы этот процесс происходил бесперебойно, живые организмы должны постоянно пополнять запасы воды.

Если вам все еще требуются доказательства того, что вода – основа жизни на Земле, то следующий раздел статьи будет однозначно интересен.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

– в качестве растворителя органических и неорганических веществ;

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

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

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

– при гидроабразивной резке горных пород, разных материалов и металлов;

– при тушении пожаров;

– для удовлетворения потребности живого организма в воде.

Подводим итоги

В наши дни человечество еще не испытывает особых проблем с питьевой водой и водой в целом. Однако в некоторых местах на земном шаре о них уже знают не понаслышке, а значит, людям пора серьезно задуматься о том, как они относятся к воде, дарующей им возможность нормально существовать. Ведь именно об этом древние философы писали свои многочисленные сочинения. Вода – основа жизни. Стоит человечеству забыть эту аксиому, как оно потеряет все шансы на свое счастливое будущее.

Оцените статью
Спорт и ЗОЖ