Szczególne właściwości środowiska wodnego
Szczególne właściwości wody jako środowiska życia wynikają ze struktury cząstek wody. Pojedyncza cząsteczka wody zbudowana jest z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu. Pary elektronów ulegają przesunięciu w stronę atomu tlenu. Powoduje to, że atom tlenu ma pewien ładunek ujemny, a atomy wodoru odpowiadający mu ładunek dodatni. Ujemny ładunek atomu tlenu przyciąga dodatnio naładowane atomy wodoru i powstaje tzw. wiązanie wodorowe. Cząsteczka wody tworzy dipol.
Kąt między wiązaniami obu atomów wodoru w cząsteczce wody wynosi ok.105 stopni. Wynika stąd silny moment dipolowy cząsteczki wody. Moment dipolowy sprawia, że cząsteczki wody maja skłonność do tworzenia wielkocząsteczkowych skupień i do rozpuszczania innych substancji.
W naturalnym środowisku woda może występować w 3 stanach skupienia:
-gazu, czyli pary wodnej
-cieczy
-ciała stałego, czyli lodu
Zmiany temperatury i ciśnienia sprawiają ze woda może przechodzić z jednego stanu w drugi. W temperaturze 0 stopni C następuje krzepnięcie wody, natomiast w 100C jej parowanie.
Gęstość
Gęstość ma bardzo duży wpływa na życie w wodzie. Gęstość wody jest bardzo wysoka, ok. 800 razy większa niż gęstość powietrza. Nie jest ona wartością stałą- zależy od temperatury i ilości substancji rozpuszczonych. W temperaturze 4 stopniC woda osiąga największą gęstość. Przy spadku temperatury poniżej tej wartości gęstość wody maleje. Właściwość ta nazywana jest anomalią gęstościową. Umożliwia ona organizmom przeżywanie w wodach śródlądowych, które zimą zamarzają. Bez tej anomalii najzimniejsza woda opadałaby zimą na dno tak długo, aż jezioro zamarzłoby całkowicie.
Właściwości termiczne
Woda ma duże ciepło właściwe. Powoli się ona nagrzewa, a ciepło jest bardzo powoli oddawane, dlatego też woda może gromadzić duże jego ilości. Woda charakteryzuje się także duża przewodnością cieplną. Transport ciepła na skutek dyfuzji molekularnej jest ograniczony. W konsekwencji ciepło powinno pozostawać tam, gdzie było zaabsorbowane, jednakże wiatry i ruchy powietrza przyczyniają się do jego transportu na skutek dyfuzji turbulentnej.
Napięcie powierzchniowe
Woda posiada bardzo duże napięcie powierzchniowe. Napięcie powierzchniowe czystej wody jest większe niż innych cieczy(wyjątek rtęć) i zależy od temperatury oraz zawartości różnych związków chemicznych w wodzie. W wyniku wzrostu temperatury wartość napięcia powierzchniowego maleje. Najwyższa wartość napięcia powierzchniowego wykazuje rtęć ok. 428 mN m−1 , jedną z wyższych woda 72,73mN m−1 , w temperaturze 293K.
Lepkość
W następstwie tworzenia się asocjatów, woda nie przepływa swobodnie, ”wewnętrzne tarcie” inaczej zwane lepkością dynamiczną lub po prostu lepkością przeciwdziała swobodnemu przepływowi. Gdy woda płynie lub gdy jakieś ciało porusza się w wodzie siły lepkości muszą być przezwyciężone. W porównaniu z innymi cieczami woda ma stosunkowo małą lepkość. Zależy ona od zawartości rozpuszczonych soli i temperatury. Lepkość wody maleje szybko wraz ze wzrostem temperatury. Ciepła woda jest zatem „bardziej płynna”.
Woda jako rozpuszczalnik
Woda jest dobrym rozpuszczalnikiem. Nazywana bywa” uniwersalnym rozpuszczalnikiem”, ponieważ rozpuszcza więcej substancji niż jakakolwiek inna ciecz. Bardzo dobrze rozpuszcza ona substancje, w których występuje wiązanie jonowe, natomiast słabiej substancje pochodzenia organicznego.
Światło
Prawie całą energia, która dociera do powierzchni Ziemi pochodzi z promieniowania słonecznego. Gdy promieniowanie pada na powierzchnie zbiornika, mała jego część ulega odbiciu, reszta przenika do wody i tam jest pochłonięta. W zbiorniku wodnym istnieje więc pionowy gradient warunków cieplnych, który ma decydujące znaczenie dla produkcji i życia w wodzie.
Promieniowanie o różnych długościach fali jest w różny sposób absorbowane- tym samym barwa światła zamienia się wraz z głębokością. W czystej wodzie promieniowanie czerwone absorbowane jest najsilniej. Najgłębiej przenika światło niebieskie(dlatego czysta woda wydaje się niebieska) W naturalnych zbiornikach wodnych przenikanie promieniowania świetlnego zależy również od rodzaju i ilości rozpuszczonych w niej soli oraz zawieszonych cząstek.
Wraz z głębokością zmienia się nie tylko natężenie, ale również skład spektralny światła.`
Ma to ogromne znacznie dla przebiegu procesu fotosyntezy, która zachodzi tylko w określonym zakresie długości fali.
Na warunki świetlne np. w jeziorze może silnie wpływać pokrywa lodowa. Czysty lód ma właściwości niemal jak woda destylowana, dlatego też pod pokrywą lodową mogą rosnąć glony przytwierdzone lub unoszące się w pobliżu powierzchni lodu graniczącego z wodą. Zamknięte w lodzie pęcherze powietrza, przede wszystkim jednak śnieg leżący na powierzchni lodu , silnie ograniczają przenikanie promieni świetlnych (fotosynteza pod lodem jest wtedy silnie ograniczona)
Adhezja
Woda ma zdolność przylegania do różnych substancji, ale jej przyczepność jest różna, np. zwilża glebę, glinę ale nie przylega do parafiny.