„Woda

- związek chemiczny,

surowiec naturalny i

zagrożone bogactwo

naturalne człowieka.”

Lucyna Kaliszuk

Ochrona Środowiska

27.10.2010

WODA

- podstawowy związek, decydujący o

istnieniu życia na naszej planecie,

- stanowi główny składnik organizmów

roślinnych i zwierzęcych,

- niezbędna dla prawidłowego

funkcjonowania organizmu np. do

oddychania, regulacji temperatury ciała u

zwierząt, umożliwia przyswajanie substancji

odżywczych, usuwa zbędne produkty

przemiany materii

WODA i jej właściwości

1.Właściwości fizyczne:

• bezbarwna, przeźroczysta ciecz,

• krzepnie w temperaturze 0°C , zwiększając objętość!,

• wrze w temperaturze 100°C ( pod ciśnieniem 1013

hPa)

• posiada gęstość równą d = 1 g/cm3 (w temp. 4°C)

• jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem wielu

związków chemicznych( zwłaszcza polarnych)

• występuje w trzech stanach skupienia( stałym,

ciekłym i gazowym), które współistnieją tylko w

temperaturze 0,01°C przy ciśnieniu 611,73 Pa,

WODA i jej właściwości

2. Właściwości chemiczne:

• bezwonna,
• w stanie czystym ma mdły smak i działa na

organizm jak słaba trucizna ( ponieważ wypłukuje
z organizmu składniki mineralne),

• ulega rozkładowi na pierwiastki podczas

elektrolizy niektórych roztworów,

• jest substratem licznych reakcji zachodzących w

przyrodzie, w tym fotosyntezy i korozji,

Zastosowanie wody

-

używana do spożycia, mycia, prania, czyszczenia

- do celów gospodarczych; w  przemyśle (jako siła

motoryczna do produkcji energii)

- niezbędna do przebiegu wielu procesów

technologicznych (jako rozpuszczalnik, substrat lub

katalizator reakcji chemicznych),

- stosowana do rozdzielania (np. flotacja) i 

oczyszczania substancji (np. krystalizacja)

- wykorzystywana jako nośnik ciepła (chłodzenie,

ogrzewanie

Największy udział w globalnym zapotrzebowaniu na wodę, tj.

ok. 65% ma rolnictwo i nawadnianie pól, następnie

przemysł, 24%, potrzeby komunalne, 7%, i zbiorniki

wodne, 4%.

Woda jako związek chemiczny

- jeden z najbardziej rozpowszechnionych związków

chemicznych , stanowi aż 6,6% masy całej Ziemi,

- trwały związek składający się z atomu tlenu,

związanego wiązaniem kolwalencyjnym z 2

atomami wodoru

- cząsteczka wody jest polarna- kształt wody nie

jest liniowy, lecz trójkątny ( dlatego rozkład

ładunków jest w niej asymetryczny), jądro atomu

tlenu ściąga w swoją stronę elektrony atomów

wodoru, konsekwencją przesunięcia elektronów

ku atomowi tlenu jest powstanie tzw. dipola

(dwubiegunu)

Struktura cząsteczki wody

Woda a wiązanie wodorowe

• wiązanie wodorowe, rodzaj oddziaływania

międzycząsteczkowego lub

wewnątrzcząsteczkowego za pośrednictwem atomu

wodoru, atom wodoru tworzy mostek łączący dwa

elektroujemne atomy; z jednym z nich połączony

jest wiązaniem kowalencyjnym (wiązanie

chemiczne), a z drugim — siłami elektrostatycznymi,

• wiązanie między dwoma atomami wchodzącymi w

skład 2 cząsteczek tej samej lub różnych substancji

chemicznych nazywa się wiązaniem wodorowym

międzycząsteczkowym,

• wiązanie między atomami w tej samej cząsteczce

wiązaniem wodorowym wewnątrzcząsteczkowym

Woda a wiązanie wodorowe -

ciąg dalszy

• Polarne cząsteczki wody w lodzie łączą się oddziaływaniami

elektrostatycznymi, tworząc między sobą wiązania

wodorowe tak, że upakowanie cząsteczek jest mniej zwięzłe

niż w wodzie ciekłej, co powoduje anomalię - lód ma gęstość

mniejszą niż woda ciekła.

• W czasie topnienia w 0°C tylko część wiązań wodorowych

zostaje zerwana i w cieczy pozostają ugrupowania cząsteczek;

ze wzrostem temperatury ulegają dalszemu rozpadowi i

gęstość cieczy w anormalny sposób rośnie ze wzrostem

temperatury, by w temp. 3,98°C osiągnąć wartość maksymalną

0,99995 g/cm3; dalsze ogrzewanie powoduje zmniejszanie

gęstości normalnie obserwowane u wszystkich cieczy.

• Obecność wiązań wodorowych jest przyczyną anormalnie

wysokiej temperatury topnienia i temperatury wrzenia

wody, a także innych parametrów fizycznych (m.in. względnej

przenikalności elektrycznej, ciepła właściwego).

Wiązania wodorowe pomiędzy

cząsteczkami wody

Woda jako surowiec i

zagrożone bogactwo naturalne

człowieka

- bogactwa naturalne - czyli, wszystkie

użyteczne elementy środowiska, które człowiek
może wyzyskiwać, podzielone zostały na zasoby
naturalne odnawialne i nieodnawialne

- woda zaliczana jest do odnawialnych bogactw

przyrody( krąży i nieustannie odnawia się - cykl
hydrologiczny)

Obieg wody

WODA jako zagrożone

bogactwo naturalne człowieka

– ciąg dalszy

• W wielu miejscach na Ziemi zasoby wody są bardzo

ograniczone i zagrożone.

• Używana przez nas woda słodka stanowi tylko ok.

0,6% ogólnej ilości wody na świecie, a jej zasoby są
rozmieszczone bardzo nierównomiernie.

• W wielu częściach stale pogarsza się sytuacja

wodna( głównie przez dynamiczny wzrost zużycia
wody i stale zwiększające się zanieczyszczenia
źródeł poboru wód)

• W krajach rozwijających spora część ludności

wiejskiej i mieszkańców miast nie podsiada wody
dobrej jakości.

WODA jako zagrożone

bogactwo naturalne człowieka

– ciąg dalszy

• W regionie Bałtyku zasoby wodne występujące w

północnych częściach są o wiele lepiej zaopatrzone w

wodę niż te znajdujące się w obszarach

południowych.

• Zanieczyszczenie środowiska w zlewisku Morza

Bałtyckiego spowodowało pogorszenie jakości wody do

takiego stopnia, że zaopatrzenie w wodę przeznaczoną

do spożycia przez ludzi na wielu terenach stało się

bardzo poważnym problemem, wręcz krytycznym

• W dzisiejszych czasach zanieczyszczenia wód

powodują coraz większe zagrożenie dla dobrobytu i

zdrowia ludzi.

Zanieczyszczenia wody

- zanieczyszczenia wód wszelkie substancje

chemiczne oraz mikroorganizmy, które występują w

wodach naturalnych, nie będąc ich naturalnymi

składnikami lub te, które występują w zwiększonych

ilościach

- substancje zanieczyszczające wody: pestycydy,

detergenty, barwniki, fenole, węglowodory

ropopochodne (alifatyczne i aromatyczne), substancje

powierzchniowo czynne, aminy aromatyczne, sole

(azotany, chlorki, fosforany, siarczany), jony metali

ciężkich, radioizotopy

- Wśród organizmów żywych największą rolę w

zanieczyszczaniu wód odgrywają bakterie Escherichia

coli

Klasyfikacja zanieczyszczeń

• Ze względu na pochodzenie:

- naturalne (pochodzące z domieszek zawartych

w wodach powierzchniowych i podziemnych np.
zasolenie, zanieczyszczenie związkami żelaza )

- sztuczne( związane z działalnością człowieka,

np. pochodzące ze ścieków, spływy z terenów
rolniczych, czy składowisk odpadów
komunalnych)

Klasyfikacja zanieczyszczeń -

ciąg dalszy

• Ze względu na źródło :

-

źródła punktowe – ścieki odprowadzane w zorganizowany

sposób systemami kanalizacyjnymi, pochodzące głównie z
zakładów przemysłowych i z aglomeracji miejskich

- zanieczyszczenia powierzchniowe lub obszarowe –

zanieczyszczenia spłukiwane opadami atmosferycznymi z
terenów zurbanizowanych nieposiadających systemów
kanalizacyjnych oraz z obszarów rolnych i leśnych

- zanieczyszczenia ze źródeł liniowych lub pasmowych –

zanieczyszczenia pochodzenia komunikacyjnego, wytwarzane
przez środki transportu i spłukiwane z powierzchni dróg lub
torfowisk oraz pochodzące z rurociągów, gazociągów,
kanałów ściekowych, osadowych

Skutki

zanieczyszczeń wód

• Substancje zanieczyszczające- powodują zmianę

barwy wody, smaku i zmętnienie co ujemnie
wpływa na jakość wody i jej przydatność do
spożycia przez ludzi

• Choroby różnego typu i zatrucia pokarmowe

wywołane obecnością mikroorganizmów
chorobotwórczych lub substancji radioaktywnych
pochodzących z odpadów hutniczych

• Nadmiar substancji toksycznych powoduje śmierć

fauny i flory (np. wyciek ropy z tankowców zatyka
dostęp tlenu do wody i z powodu niedotlenienia
umiera spora ilość zwierząt wodnych)

Choroby przenoszone przez

wodę

• Choroby spowodowane spożyciem wody skażonej

przez odchody ludzkie lub zwierzęce np. cholera(

w tym miesiącu wybuchła epidemia cholery w

Haiti, która pochłoneła już życie 220 osób), dur

brzuszny

• Choroby spowodowane brakiem higieny, oraz

kontaktem skóry, śluzówek i oka z zakażoną

wodą: świerzb, wszawica

Choroby przenoszone przez

wodę - ciąg dalszy

• Choroby wywołane przez pasożyty, których

nosicielami są organizmy zamieszkujące skażoną
wodę np. onchocerkoza i schistosoma

• Choroby przenoszone przez organizmy żyjące w

pobliżu zbiorników wodnych, głównie przez
komary np. malaria, denga, filarioza

Jak zmniejszyć

zanieczyszczenia wód?

• budowanie nowych oczyszczalni ścieków oraz

modernizacji starych,

• ograniczanie ilości zanieczyszczeń

wprowadzanych do tych wód,

• stosowanie wodoszczelnych technologii lub

technologii o zamkniętych obiegach

wody

• racjonalne gospodarowanie wodą

• systematyczne kontrolowanie stanu wód,

dokonując licznych badań fizykochemicznych i

biologicznych

Ryc. 1. Oczyszczalnia ścieków zlokalizowana w południowo-
zachodniej części Sztokholmu. Obsługuje 230 000
mieszkańców miasta. Ścieki z oczyszczalni odprowadzane są do
Zatoki Himmer, jednej z zatok Morza Bałtyckiego. Obiekt jest
wyposażony w instalacje do oczyszczania mechanicznego (ciała
pływające i zawiesiny), biologicznego (bilans tlenowy) i
chemicznego, a wkrótce zostaną również przeprowadzone
inwestycje dla wprowadzenia filtracyjnego etapu oczyszczania.