Вода и ее роль в природе: значение воды в мире
Вода - удивительное вещество. Это единственное вещество, которое встречается на Земле в трех агрегатных состояниях. Без нее жизнь на Земле была бы невозможна. Как же позаботиться о ее ресурсах?
Вода - одно из самых распространенных веществ во Вселенной. На Земле она содержится в океанах, покрывающих более 70 % поверхности земного шара, реках, озерах, ледниках, атмосфере и мантии планеты.
1. Присутствие воды в природе
Вода - одно из самых распространенных веществ в природе. Поверхность Земли почти на 71 % покрыта водой. Из них до 97 % приходится на воды морей и океанов. Остальная вода задерживается в ледниках, постоянном снежном покрове и вечной мерзлоте, образует реки и водохранилища, содержится в грунтовых водах, почве, воздухе и является компонентом живых организмов.
Землю иногда называют голубой планетой, потому что моря и океаны занимают почти 71 % ее поверхности.
Только 2,5 % объема природных вод составляет пресная вода, которая необходима для жизни всех организмов. Остальные 97,5 % - это соленая вода (моря и океаны, соленые озера и подземные воды), которая не имеет никакого значения, когда речь идет о питьевой воде для человека. Название "соленая вода" происходит от вкуса морской воды, который обусловлен главным образом растворенным в ней хлоридом натрия. Она не пригодна для питья и может быть очень опасна для здоровья - организму приходится тратить больше воды на выведение поступивших с ней веществ, чем он получил в выпитой порции.
"Пресная вода" содержит гораздо меньше растворенных химических веществ. Именно из нее получают питьевую воду.
Вода - единственное химическое соединение, которое существует на Земле в трех агрегатных состояниях. В поверхностных и подземных водах она представляет собой жидкость, в атмосфере - газ, а в осадках (снег, град), ледниках и вечной мерзлоте - твердое вещество.
Количество воды на земном шаре постоянно, хотя она находится в постоянном движении. Движение воды обусловлено двумя факторами - солнцем и гравитацией. Под действием солнечной энергии вода испаряется, а под действием земного притяжения капли воды падают из атмосферы на поверхность Земли, а затем стекают и просачиваются в моря и океаны.
2. Вода как основа всего живого
Вода незаменима для жизни растений, животных и человека. В иерархии всех жизненных потребностей организмов она стоит на первом месте. Есть даже микроорганизмы, которые могут жить без кислорода, но без воды они не могут. Вода - важнейший компонент организмов; например, на ее долю приходится около 60-70% массы тела человека. Она необходима для его нормального функционирования: участвует в регулировании температуры тела, транспортировке питательных веществ, продуктов обмена веществ и во всех биохимических реакциях, происходящих в организме.
Продукты, высушенные замораживанием
Один из методов сохранения продуктов питания заключается в лишении их воды путем испарения (сушки) после замораживания под пониженным давлением. В этих условиях вода сублимируется, и пищевой продукт лишается воды на 70-96 % и становится легче по весу как минимум в десять раз. Недостаток воды в продукте препятствует росту микроорганизмов. Сублимированные продукты предназначены для гималайских скалолазов, альпинистов, моряков и солдат.
3. Загрязнение природных вод
Чистая вода не встречается в природе. Ее можно получить путем дистилляции. Она называется дистиллированной водой. Растворенные вещества содержатся в воде, которая встречается на Земле. Поэтому природные воды - это водные растворы. Осадки (дождь, снег, град) в принципе не должны содержать растворенных твердых веществ до того, как они соприкоснутся с земной поверхностью. Однако это справедливо только для районов, свободных от загрязнений, вызванных деятельностью человека или извержением вулканов. Природные воды могут содержать компоненты, как полезные, так и вредные для живых организмов, так называемые загрязнители. Они сокращают водные ресурсы и представляют угрозу для роста растений, здоровья животных и людей.
4. Водоподготовка
Подготовка воды, забираемой из водозаборов, к употреблению называется водоподготовкой. Этот процесс осуществляется на так называемых водоочистных станциях. Их задача - очистить воду так, чтобы ее качество соответствовало санитарным требованиям.
5. Очистка сточных вод
Одним из проявлений рационального водопользования является очистка воды, загрязненной нежелательными веществами. Все сточные воды, независимо от типа (городские или промышленные), всегда проходят очистку перед сбросом в реку, озеро, море или на сушу. Удаление нежелательных веществ из воды происходит на так называемых очистных сооружениях.
На очистных сооружениях неочищенные сточные воды проходят через ряд установок, оснащенных соответствующим оборудованием, где нежелательные вещества постепенно удаляются.
Отделенный в процессе очистки осадок собирается и, в зависимости от типа очистных сооружений, направляется на брожение или высокотемпературную обработку. Чаще всего используется первый способ обработки осадка - разложение под воздействием микроорганизмов. Из органических веществ, содержащихся в осадке, образуется биогаз, который служит биотопливом для производства электроэнергии и/или тепла, часто только для нужд очистных сооружений. Остатки брожения используются в качестве компоста, например, для создания почвы, пригодной для клумб и газонов.
Сжигание осадка - менее распространенная процедура. Она проводится при высоких температурах (около 850°C) в специально построенных печах. Это позволяет уменьшить количество отходов, образующихся после очистки сточных вод.
Сжигание осадка, образующегося в результате очистки сточных вод, является одним из способов утилизации отходов
6. Рациональное управление водными ресурсами
Учитывая, что 1/3 населения Земли живет в районах с дефицитом воды, а 11 % населения не имеют доступа к чистой питьевой воде, экономия воды представляется вполне оправданным действием. Вода необходима для нашего организма и всех форм жизни на Земле. Поэтому необходимо заботиться о ее снабжении. Речь идет не о том, чтобы лишить себя доступа к воде и удовольствия от ее использования, а о том, чтобы контролировать ее потребление в повседневной жизни.
Ученые из Геологической службы США (USGS) создали визуализацию, сравнивающую запасы воды на Земле с размерами нашей планеты. Водные ресурсы, имеющиеся на земном шаре, образуют сферу диаметром около 1 384 км. Пресная вода, пригодная для питья, представляет собой сферу диаметром 273 км. В отличие от этого, доступная пресная вода, содержащаяся в поверхностных водах, образует сферу диаметром 56 км.
Резюме
- Природные воды, встречающиеся в природе, представляют собой растворы различных твердых веществ и газов.
- Больше всего веществ содержит морская вода, меньше всего - атмосферные осадки.
- Природные воды подвержены загрязнению. Это коммунальные и промышленные стоки, фильтрат со свалок, растворы удобрений и средств защиты растений, стекающие с полей во время дождей, а также вещества, попадающие в водную среду во время редких, но масштабных морских катастроф и катаклизмов.
- Водоочистные сооружения - это объекты, где вода готовится к употреблению.
- Водозаборы питьевой воды располагаются на охраняемых территориях.
- Все сточные воды очищаются на так называемых очистных сооружениях.
- Питьевую воду необходимо беречь из-за небольшого количества пресной воды.
