Woda życiodajna substancja - bezbarwna, bezwonna, pozbawiona smaku i kalorii jest niezbędna do życia wszystkim organizmom na ziemi. Bez niej nie przetrwałby żaden człowiek, żadne zwierzę, żadna roślina. Potrzebuje jej i słoń, i bakteria; nie można jej niczym zastąpić. Aby być zdrowym, każdy z przeszło pięciu miliardów ludzi musi codziennie przyjąć w posiłkach i napojach około dwóch i pół litra wody. Gdyby jej nie było, nie istniałoby życie. Brak wody uniemożliwia uprawę ziemi i hodowlę zwierząt. Bez wody nie ma żywności, a bez żywności nie ma życia.

Na szczęście dysponujemy ogromnymi zasobami wody. Kiedy spogląda się na zdjęcia wykonane z kosmosu, można odnieść wrażenie, że nasza piękna, błękitna planeta nie powinna się nazywać Ziemia, lecz Woda.

Właściwości fizyczne wody

 Temperatura topnienia pod ciśnieniem 1 atm: 0°C = 273,15 K

 Temperatura wrzenia pod ciśnieniem 1 atm: 100°C = 373,15 K

 Gęstość w temperaturze 4°C= 1 kg/l.

 Temperatura krytyczna: 374°C = 647,15 K

 Ciśnienie krytyczne: 220,6 atm = 22.35 MPa

 Ciepło właściwe: 4187 J/(kg*K) = 1 kcal

Jakość wody charakteryzują właściwości fizyczne, czyli mętność, przezroczystość, barwa, smak, oraz zapach i temperatura, właściwości chemiczne- głównie twardość wody, oraz właściwości bakteriologiczne, zawartość bakterii chorobotwórczych , z których najgroźniejszymi są bakterie tyfusu brzusznego, czerwonki, cholery oraz innych, powodujących schorzenia przewodu pokarmowego.

Zanieczyszczenie wód jest problemem rangi światowej. Wraz ze wzrostem zaludnienia Ziemi i rozwojem przemysłu, rośnie także ilość zanieczyszczeń. Ze względu na pochodzenie, można podzielić je na komunalne, przemysłowe oraz rolnicze.

Zanieczyszczenia komunalne

Są to ścieki miejskie- mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, fekaliów, odpadów ze szpitali, łaźni, pralni i zakładów przemysłowych. Znaczną ich część stanowią występujące w postaci zawiesiny lub rozpuszczone związki organiczne, głównie białka, tłuszcze i węglowodany. Zawierają one także detergenty, chorobotwórcze drobnoustroje, które są źródłem takich chorób, jak tyfus, cholera, dur brzuszny, choroba He-inego Mediny. Jeszcze jednym ważnym składnikiem ścieków są metale ciężkie(ołów, rtęć).

Substancje te, jeśli przenikną do organizmów zwierzęcych, w tym organizmu ludzkiego, powodują uszkodzenia wątroby, naczyń krwionośnych, serca, układu nerwowego i kości.

 

Zanieczyszczenia przemysłowe

Powstają między innymi przy wydobywaniu surowców, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji i podczas wielu innych czynności wykonywanych w różnorakiej produkcji. Ich skład jest bardzo zróżnicowany i zależny od rodzaju produkcji, np. ścieki z garbarni zawierają związki wapnia, chromu, siarczki, chlorki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne. Są one szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż działają na nie, niszcząc wątrobę, przewód pokarmowy i układ krążenia.

 

Zanieczyszczenia rolnicze

Składają się na nie środki ochrony roślin, które mają na celu nisz-czenie szkodliwych organizmów, niszcząc również organizmy pożyteczne. Duże znaczenie mają także nawozy sztuczne, tylko częściowo wykorzystywane przez rośliny. Ich nadmiar spływa z wodami deszczowymi i gruntowymi do zbiorników wodnych, powodując gromadzenie się środ-ków odżywczych tylko dla pewnych gatunków roślin, co w efekcie prowadzi do zakłócenia równowagi ekologicznej.

Sposoby oczyszczania wody

 

Sposoby mechaniczne:

• proces cedzenia: duże ciała pływające wskutek swej wielkości są zatrzymywane na kratach lub na sitach, na tej samej zasadzie pracują również filtry piaskowe.

• proces wznoszenia (flotacji): wskutek mniejszej gęstości niż woda substancje wypływają na powierzchnię wody, np. w odtłuszczaczach, w komorach wstępnego napowietrzania,

• proces sedymentacji: wskutek większej gęstości niż ścieki ciała stałe opadają na dno osadników.

 

Sposoby chemiczne:

• Dodawanie chemikaliów wytwarzających kłaczki przyśpiesza sedymentację zawiesin lub niszczy bakte

rie (chlor).

 

Sposoby biologiczne:

• Do oczyszczania ścieków wykorzystuje się aktywność przyrody ożywionej:

  w środowisku naturalnym gleby lub w stawach i jeziorach,

  w środowisku sztucznie wytworzonym w złożach biologicznych, w komorach osadu czynnego lub w komorach fermentacji ścieków .

Klasy czystości wody

 

• Klasa pierwsza

Wody w tej klasie charakteryzują się bardzo dobrą jakością: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A1, b) wartość wskaźników jakości wody nie wskazują na żadne oddziaływanie antropogeniczne.

 

• Klasa druga

Wody w tej klasie można określić jako wody o charakterze dobrym: a) spełniają w odniesieniu do większości jakości wody wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na niewielki wpływ oddziaływania czynników antropogenicznych

 

• Klasa trzecia

Wody w danej klasie określić można jako wody zadowalające: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A2, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują na umiarkowany wpływ oddziaływania czynników antropogenicznych

 

• Klasa czwarta

Wody tej klasy scharakteryzować można jako niezadowalającej jakości: a) spełniają wymagania określone dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, w przypadku ich uzdatniania sposobem właściwym dla kategorii A3, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wskazują, na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany ilościowe i jakościowe w populacjach biologicznych.

 

• Klasa piąta

Wody danej klasy identyfikować można z wodami złej jakości: a) nie spełniają wymagań określonych dla wód powierzchniowych wykorzystywanych do zaopatrzenia ludności w wodę przeznaczoną do spożycia, b) wartość biologicznych wskaźników jakości wody wykazują na skutek oddziaływań antropogenicznych, zmiany polegające na zaniku występowania znacznej części populacji biologicznych.

Znaczenie biologiczne wody

Woda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych dotąd organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów. Reguluje temperaturę i uczestniczy w reakcjach hydrolizy. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów przemiany materii. Woda stanowi średnio 60% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej.

Znaczenie kulturowe wody

W kulturowej symbolice woda jest jednym z żywiołów (czterech w kulturze europejskiej, lub pięciu w tradycji chińskiej) i przeciwstawiana jest ogniowi, powietrzu i ziemi (w Europie) lub ogniowi, metalowi , drewnu i ziemi (w Chinach).

 Woda jest jednym z żywiołów.

Symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie (choć bywa także ukazywana jako siła zła, zwłaszcza w przeciwstawieniu wody czystej i brudnej). Woda jest częstym elementem mitów kosmogonicznych. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w starożytnej Grecji Charon przewoził łodzią duszę zmarłego do Hadesu, gdzie pijąc wodę ze źródła Lete zapominała o minionej egzystencji). W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie (por. chrzest).

Rodzaje wody

Rodzaje wody w zależności od czystości i zastosowania:

• woda surowa

o woda opadowa np. deszczówka 

o woda powierzchniowa np. rzeka

o woda podskórna

o woda gruntowa

o woda głębinowa

o woda Źródlana

o woda słona np. morska

o woda słodka

o woda zaburtowa

• woda użytkowa (zasoby wodne)

o woda wodociągowa

o woda pitna

o woda przemysłowa

o woda destylowana

o woda podwójnie destylowana (woda redestylowana)

• ścieki (Więcej informacji na temat zanieczyszczeń znajdziesz tu)

o ścieki komunalne

o ścieki przemysłowe

o ścieki rolnicze

Woda to tlenek wodoru, związek chemiczny o wzorze H₂O.

Występuje w warunkach pokojowych w stanie ciekłym. W stanie gazowym wodę określamy mianem pary wodnej, a w stałym stanie skupienia - lodem. Potocznie często do każdego ze stanów skupienia odnosi się słowo woda.

Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem dla substancji polarnych. Większość występującej w przyrodzie wody jest "słona" (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych soli, głównie chlorku sodu. W wodzie rozpuszczonych jest też wiele gazów, najwięcej dwutlenku węgla.

Obieg wody w przyrodzie

Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem.

Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza następuje skraplanie pary wodnej do postaci małych kropelek, które grupują się w widoczne skupienia � chmury.

W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad.

Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie. Proces zaczyna się od nowa.

Hydrosfera

Hydrosfera jest wodną powłoką Ziemi przenikającą atmosferę i skorupę ziemską. Obejmuje wody występujące w przyrodzie w postaci gazowej, ciekłej i stałej. Hydrosferę stanowią: oceany, morza, jeziora, rzeki, bagna, pokrywa śnieżna, lodowce kontynentalne (lądolody), lodowce górskie, lód gruntowy (trwała marzłoć), wody podziemne oraz para wodna występująca w atmosferze (w troposferze) i skorupie ziemskiej.

Hydrosfera pokrywa 70,8% powierzchni Ziemi w postaci wód otwartych i 2,5% powierzchni w postaci lodowców. Cechuje ją stałość zapasów wodnych (ok. 1,3 mld km3). Gromadzi ona głównie wody słone. Wody słodkie stanowią jedynie 2,5% objętości hydrosfery; najwięcej wód słodkich magazynują lodowce (69% wody słodkiej hydrosfery) i wody podziemne (30%).

Hydrosfera jest tą sferą biosfery, w której powstało życie.

 Woda pokrywa ponad 70% powierzchni ziemi.

Podstawowe pojęcia związane z hydrosferą.

Obieg wody w przyrodzie - topnienie zamarzanie skraplanie parowanie sublimacja resublimacja, bierze w nim udział ok. 0,03% wody na Ziemi. Więcej informacji na temat obiegu wody znajdziesz tu.

Bilans wodny - jest to zestawienie strat i zysków wody w ciągu roku hydrologicznego(od listopada do października)

Zyski wodne:

 Opady atmosferyczne

 Pozostałości z poprzedniego okresu

 Dopływ powierzchniowy lub podziemny z sąsiednich terenów.

Straty wodne

 Parowanie

 Wsiąkanie

 Odpływ powierzchniowy i podziemny do sąsiednich terenów

 

Rzeki - wody płynąca stale lub okresowo w wyraźnym korycie opadającym w określonym kierunku.

Rzeka główna - rzeka uchodząca do morza.

System rzeczny - rzeka główna wraz z dopływami.

Dorzecze - obszar z którego wody spływają do jednej rzeki za pośrednictwem różnej wielkości dopływów.

Rodzaje rzek:

 rzeki stałe- woda stale płynie w korycie

 rzeki epizodyczne- (chwilowe) woda płynie po ulewnych deszczach na pustynie(w czasie trwania burzy)

 rzeki okresowe(sezonowe)płyną w okresach deszczowych , wysychają w porze ciepłej(letniej)

 

Morza i oceany

Morze - część oceanu oddzielona od jego otwartych wód przez:

 Półwyspy

 Łańcuchy wysp

 Progi podwodne

 Układ prądów morskich

Podział mórz:

  Morza otwarte - morza które mają szerokie połączenie z oceanem światowym np. Morze Arabskie

  Morze wewnętrzne - otoczone są prawie ze wszystkich stron lądami, połączone z oceanem tylko cieśninami np. Morze Bałtyckie, Morze Śródziemne.

  Morza przybrzeżne - oddzielone są od oceanu wyspami lub półwyspami np. Morze Japońskie

  Morze między wyspowe - oddzielone od oceanu archipelagami wysp np. Morze Koralowe

 

Ocean - zawiera słona wodę, rozróżnia się: Ocean Spokojny, Ocean Atlantycki, Ocean Indyjski i Ocean Arktyczny.

Ukształtowanie dna oceanicznego

 szelf

 stok kontynentalny

 basen oceaniczny

 rów oceaniczny

 grzbiet oceaniczny

 góry pochodzenia wulkanicznego

 podwodny kanion

 gujot

Pływy morskie (przypływy i odpływy) - regularnie powtarzające się podnoszenie i opadanie poziomu wody w oceanie. Wywołuje je zjawisko pływowe, a konkretnie siły grawitacyjne Księżyca, oraz w mniejszym stopniu, Słońca oraz siła odśrodkowa wywołana obrotem Ziemi wokół środka ciężkości układu Ziemia - ciało niebieskie działające na naszą planetę. Przeciętny czas między przypływami wynosi 12 godzin i 24 minuty.

Prądy morskie - masy wody płynące w wierzchniej warstwie oceanu; gdy temperatura "oceanicznej rzeki" jest wyższa od otaczającej wody, jest to prąd ciepły; gdy wody niesione przez prąd morski są chłodniejsze od otaczających wód, jest to prąd zimny.

 

Pozostałe zagadnienia związane z hydrosferą

Jezioro - śródlądowy zbiornik wody znajdujący się w obniżeniu terenu. Jeziora powstałe dzięki siłom natury określamy jako naturalne, natomiast utworzone przez człowieka nazywany jeziorami sztucznymi.

Bagno - obszar trwale podmokły, porośnięty roślinnością przystosowaną do specyficznych warunków środowiska; powstaje w warunkach bardzo płytkiego zalegania wód podziemnych, utrudnionego odpływu wód gruntowych i opadowych, wokół wysięków i źródeł, w wyniku zarastania jezior i starorzeczy; w zbiorowiskach roślinnych przebiega proces tworzenia się torfu, którego gromadzenie może prowadzić do powstawania torfowiska.

Lodowiec - masa lodu powstała na lądzie z nagromadzonego i przekrystalizowanego śniegu, znajdująca się w stałym, powolnym ruchu; rozróżnia się lodowce kontynentalne (lądolód) i lodowce górskie, składające się zwykle z pola firnowego i wypływających z niego mas lodu, zw. jęzorami lodowcowymi; najdłuższym lodowcem świata jest Lodowiec Fedczenki w Pamirze (77 km).

 

Stany skupienia wody

Woda występuje najczęściej w postaci cieczy, jednak może być ona również ciałem stałym (lód lub śnieg), a także gazem (para wodna).Prawie wszystkie substancje mogą przechodzić z jednego stanu skupienia w inny. Rozróżnia się następujące przejścia fazowe wody :

• ze stanu stałego w ciekły - topnienie

• ze stanu ciekłego w stały - krzepnięcie

• ze stanu ciekłego w gazowy - parowani

e

• ze stanu gazowego w ciekły - skraplanie

• ze stanu stałego w gazowy - sublimacja

• ze stanu gazowego w stały - resublimacja

 

Stan stały - lód lub śnieg.

Lód lub śnieg występują poniżej 0 °C tzw. temp. topnienia. W przyrodzie występują w zimie lub cały czas na obu biegunach. Mają właściwości jak każde ciało stałe tzn. mają określony kształt, trudno zmienić ich objętość. Lód pow.- staje ze schłodzonej wody czyli przez krzepnięcie lub przez resublimację. Lód tak samo jak woda i para wodna nie ma koloru, w dotyku jest zimny i jest ciałem kruchym np. kiedy uderzymy kawałek lodu młotkiem rozkruszy się na wiele drobnych kawałków. Zjawisko zmiany obj. podczas przechodzenia z fazy ciekłej do fazy stałej wody (lód) pełni bardzo istotną rolę w przyrodzie. W szczególności dotlenienie gleby poprzez rozsadzanie zmarzniętych brył ziemi oraz zjawisko pękania skał. Śnieg podobnie jak lód powstaje ze schłodzonej wody lub pary wodnej. Ma kolor biały co można zauważyć podczas zimy. Na śniegu można wykonywać wiele sportów jak narciarstwo lub snowboard.

 

Stan cieczy - woda.

Woda występuje pomiędzy temp.0 °C i 100 °C. Jest ona najważniejszym składnikiem kuli ziemskiej. Bez niej nie mogły by rosnąć rośliny, żyć zwierzęta oraz ludzie. Woda jest wykorzystywana przez człowieka w wielu gałeziach przemysłu. Ma ona takie same właściwości jak inne ciecze. Nie ma określonego kształtu nie jest ściśliwa. Powstaje ona przez schłodzenie pary wodnej czyli skraplanie lub ogrzewanie lodu czyli topnienie. Woda występuje w postaciach jezior, rzek, oceanów itp. Woda jest rozpuszczalnikiem dla wielu ciał stałych np. dla cukru, soli, wapnia. Woda zajmuje więcej powierzchni na kuli ziemskiej niż kontynenty. Ludzie niestety nie potrafią docenić tej wspaniałej cieczy i wrzucają do wody chemikalia, odpady radioaktywne itp. Woda była przedmiotem wielu badań, które osiągnęły światową sławę.

 

Stan gazowy-para wodna.

Para występuje w każdej temperaturze. Im większa powierzchnia swobodna tym woda szybciej paruje. Para wodna tworzy się przez parowanie i powyżej 100o C czyli temp. wrzenia oraz przez sublimację czyli zamianę lodu w parę. Często para wodna mylona jest z mgłą, mgła to drobne kropelki wody, para wodna natomiast jest niewidoczna i tworzy się wszędzie. W krajach cieplejszych występuje więcej pary wodnej niż w krajach chłodniejszych dlatego Europejczykowi trudno jest się zaaklimatyzować w Afryce lub w Azji. Parę wodną wykorzystuje się w silnikach parowych, używana jest też saunach do gorących kąpieli parowych. Zjawisko parowania jest jednym z podstawowych czynników istnienia przyrody. Woda parując tworzy obłoki pary w formie chmur, które z chłodzone opadają na ziemię pod postacią deszczu.

Zasoby wodne a potrzeby człowieka

Pijemy ją, używamy do wytwarzania elektryczności, nawadniania pól uprawnych. I do granic możliwości eksploatujemy jej zasoby. Czy światu wystarczy wody?

Jedną z największych sprzeczności tkwiących w naturze ludziej jest to, że cenimy sobie tylko te rzeczy, których nam brakuje. Wodę doceniamy dopiero wtedy, gdy wysychają studnie. A wysychają nie tylko na terenach podatnych na suszę, ale również tam, gdzie zazwyczaj wody było pod dostatkiem. Problem niedoboru wody dobrze rozumieją ci, którzy borykają się z nim na co dzień.

 Mapa pokazuje tereny dotknięte niedoborem wody.

Według Sztokholmskiego Instytutu Ochrony Środowiska aż jedna trzecia ludności świata żyje na obszarach dotkniętych umiarkowanym lub ostrym niedoborem wody.

A zapotrzebowanie na nią wzrastało w tempie ponad dwukrotnie przewyższającym współczynnik przyrostu naturalnego. Z drugiej strony zasoby wodne są w zasadzie stałe. Głębsze studnie i nowe zbiorniki mogą chwilowo pomóc, jednak ilość opadów atmosferycznych i wód podziemnych w istotny sposób się nie zmienia. Dlatego, jak oceniają meteorolodzy, w ciągu 25 lat ilość wody przypadająca na osobę może zmniejszyć się o połowę.

Według Sztokholmskiego Instytutu Ochrony Środowiska aż jedna trzecia ludności świata żyje na obszarach dotkniętych umiarkowanym lub ostrym niedoborem wody.

Wpływ na zdrowie

Jak niedobór wody odbija się na ludziach? Po pierwsze, szkodzi zdrowiu. Nie chodzi o to, że umrą oni z pragnienia, lecz o to, że niska jakość wody używanej do gotowania i picia jest przyczyną chorób. Około 80 procent chorób i przeszło jedna trzecia zgonów w krajach rozwijających się to skutki korzystania ze skażonej wody. W półpustynnych krajach Trzeciego Świata zbiorniki wodne są często zanieczyszczone ludzkimi bądź zwierzęcymi odchodami, pestycydami, nawozami lub chemikaliami przemysłowymi. Uboga rodzina może nie mieć innego wyjścia, jak tylko wykorzystywać taką zanieczyszczoną wodę.

Z pozoru trudno uwierzyć, że planeta, której większą część powierzchni zajmuje woda, cierpi na jej niedobór. Jednak 97% wody na świecie nie nadaje się do picia ani nawadniania ze względu na duże zasolenie, a znaczna część pozostałej jest uwięziona w niedostępnych zasobach wód głębinowych, lodowcach i lądolodach. Nic, więc dziwnego, że badacze wypróbowują techniki pozwalające wykorzystać nieprzebrane zasoby wód oceanicznych. Technologia odsalania wód słonych i słonawych jest dobrze rozwinięta, lecz nadal kosztowna, i stosuje się ją obecnie wyłącznie w bogatych, lecz suchych regionach strefy przybrzeżnej.

---