Природная вода - смесь веществ

 3.3.1. Вода - уникальное вещество Вода является самым распространенным веществом на нашей планете. Ее количество достигает около 1018 тонн, а водная поверхность занимает почти 70% поверхности Земли (рис. 3.11). Вода является единственным веществом, которое может одновременно существовать во всех трех агрегатных состояниях (рис 3.12): к л ю ч е в ы еО СЛОВА<л / • П риродная вода • П рямое потребление • Косвенное потребление • М инеральная вода • Сточные воды • Загрязненная вода Рис3.11. Распространение воды в природе Рис 3.12. Агрегатные состояния воды в природе 105 Ш Знаете ли вы, ЧТО ... Из девяти планет сол­ : нечной системы только Земля наделена таким чудесным богатством, : как вода. Существуя в изобилии одновременно во всех трех агрегатных : состояниях, вода обеспечивает условия жизни на Земле. Тем не менее, даже располагая водой в значительных количествах, ее необходимо бережно использовать. • Известно, что любое вещество сжимается на холоде (увеличивается его плотность и, соответственно, масса) и расширяется при нагревании (становясь легче). Ученые по сегодняшний день не могут объяснить, почему вода является исключением из этого правила: при +4оС, т. е. в жидком состоянии, вода тяжелее, чем в твердом виде. • В капиллярах и порах вода может создать огромное давление. В период развития семян создаваемое водой давление может достигать 400 атмосфер. Поэтому росток легко пробивается сквозь асфальт. - жидком, в виде воды в океанах, морях, реках, озерах, родниках и т. д.; - твердом, в виде ледников, снежных шапок; - газообразном, в виде невидимых паров в атмосфере. Другое необычное свойство воды заключается в том, что она способна в жидком состоянии (при +4оС) быть тяжелее, чем в твердом состоянии. Поэтому зимой лед образуется на поверхности воды, а не у дна, что защищает жизнь водоема. Среди всех жидкостей вода является самым хорошим растворителем. В ней могут растворяться различные твердые, жидкие и газообразные вещества. Значение воды. Известно, что вода является одним из главных факторов в возникновении и поддержании жизни на Земле: живые организмы примерно на 70% состоят из воды, растения - примерно на 90%. Вода - одно из первоочередных условий существования жизни: без пищи человек способен обойтись около 45-50 дней, а без воды - только 5-7 дней. Каждый из нас ежедневно потребляет определенное количество воды на бытовые нужды, такие как: приготовление пищи, купание, мытье посуды, стирка белья и т. д. Это прямое потребление воды. В разных странах размеры прямого потребления неодинаковы (почему?). Однако есть и косвенное потребление воды, на первый взгляд незаметное, но достигающее огромных размеров. Например, для производства 1 кг сахара требуется в сумме примерно 1000 л воды, расходуемой на выращивание сахарной свеклы и ее переработку в процессе производства сахара. Аналогично для получения 1 кг говяжьего мяса расходуется около 20 тысяч литров воды (выращивание коровы, возделывание и подготовка кормов и т. д.). Республика Молдова, при высокой плотности населения (118 жителей на км2), располагает относительно небольшими запасами воды (1,31 км3). В среднем из внутренних резервов на каждого жителя приходится 330 м3 воды в год. Объем поверхностных вод в Республике Молдова составляет 14,6 км3/год. Из этого большая доля принадлежит реке Днестр, дебит которой 10,7 км3/год, и реке Прут с дебитом 2,8 км3/год. Небольшие речки, ручьи и озера имеют суммарный дебит 1,1 км3/год. 106 3.3.2 Состав природной воды Вспомним, как происходит круговорот воды в природе. Находясь в постоянном контакте с почвой и воздухом, вода растворяет в себе множество веществ, встречающихся ей на пути. Поэтому чистой воды в природе нет. Природная вода - это смесь веществ. Существует много видов природной воды (рис. 3.13). По способам перемещения, по степени контакта с окружающей средой, по климатическим условиям различают следующие виды воды: - проточная и стоячая; - речная, морская, океаническая, колодезная, родниковая, озерная; - дождевая и талая; - грунтовая (подземная); - жесткая и мягкая; - и др. Дебит водного источника - количество воды, даваемое источником в единицу времени (производительность источника). Какая из этих вод является самой чистой? Очевидно, что дождевая или талая вода. Она является результатом процесса «природной дистилляции»: с поверхности водоемов происходит испарение, затем - конденсация паров в холодных слоях воздуха и возвращение воды в почву в виде дождя или снега. Вместе с тем при контакте с воздухом пары воды смешиваются с содержащимися в нем примесями (углекислым газом, кислородом, азотом, аммиаком, парами кислот и т. д.). Поэтому лабораторная дистиллированная вода значительно чище, чем вода, прошедшая «дистилляцию» в природе. Самыми богатыми по содержанию полезных веществ являются грунтовые (подземные) воды. Достигая поверхности, эти воды образуют родники с минеральной водой. Рис. 3.13. Природные водные ресурсы 107 Исследуй этикетки на сосудах с разными видами минеральной воды. Каковы различия между минеральными водами по составу? Некоторые минеральные воды содержат определенные количества растворенных солей и газов, которые необходимы живым организмам. В Республике Молдова к продаже потребителям предлагаются разнообразные минеральные воды отечественного и зарубежного производства. Природная вода с повышенным содержанием ионов кальция и магния называется жесткой водой. Такая вода не подходит для мытья и стирки с использованием мыла, оно плохо пенится. И наоборот, вода с малым содержанием солей кальция и магния, называемая мягкой водой, хороша для мытья и стирки. Самая высокая жесткость у морской воды, а наиболее мягкой водой является дождевая и талая. Вода рек и озер мягче, чем вода колодцев и родников. Питьевая вода. Для своих бытовых нужд, питья и приготовления пищи человек может использовать только питьевую воду (пригодную для питья). В отличие от дистиллированной воды, которая содержит только молекулы Н2О, питьевая вода является смесью воды и некоторых веществ в определенных количествах. Эти компоненты питьевой воды являются безвредными, большинство из них (в частности, соли кальция, магния, железа, калия) даже относятся к разряду остро необходимых для нормальной работы нашего организма. Но большое значение имеет также и количественное содержание этих веществ в воде. В соответствии с Государственным стандартом Республики Молдова, 1 литр воды не должен содержать более 1,0 г солей. Несмотря на то, что вода присутствует на Земле в огромных количествах (около 1 0 18 тонн), человек может использовать только 1% всех водных ресурсов. Предложи объяснение этому факту. В нашей стране только половина из используемых колодцев с питьевой водой соответствует нормам. Во многих случаях степень минерализации колодезной воды превышает 1,5 г/л. Внимание! Питьевая вода должна соответствовать определенным требованиям: она должна быть безвредной для здоровья человека и животных, не обладать запахом, быть приятной на вкус и пригодной для использования в различных целях (для хозяйственно-бытовых нужд, орошения и т. д.). Загрязнение воды. В результате повседневной деятельности человека в домашних условиях или на различ108 ных промышленных предприятиях образуются громадные количества использованной воды, которую называют сточными водами. Куда же стекает такая вода? Чаще всего, сточные воды бесконтрольно сливаются в почву, реки или озера. Загрязненная природная вода становится опасной для окружающей среды в целом и для людей, животных и растений в частности. Самыми распространенными загрязнителями в Республике Молдова являются хозяйственно-бытовые стоки (особенно содержащие стиральные порошки), отходы животноводства (биологическое загрязнение), сточные воды промышленных предприятий и стоки с нефтепродуктами (от транспортных средств). По мере роста количества машин возросла и концентрация выхлопных газов в атмосфере, которые попадают в почву вместе с дождевой и талой водой, вызывая загрязнение окружающей среды. • Загрязнять - распространять в атмосфере, воде, почве опасные для здоровья, вредные вещества. • Сток - остаток, оставшийся после операции обработки некоторых материалов; отходы. Рис. 3.14. Биологическое загрязнение ОЦЕНИВАНИЕ 1. Перечисли свойства, благодаря которы м вода считается уникальны м веществом. 2. Объясни ж изненно важное значение воды. 3. Каковы запасы воды на Земле? Какова площадь воды на Земле? 4. Объясни различия между прямы м и косвенны м потреблением воды. 5. Перечисли виды воды. Какая вода: а) является самой чистой; б) содерж ит наибольшее количество полезны х веществ? 6. Объясни отличия между ж есткой и м ягкой водой. 7. Что такое сточные воды? 109 Р а б о т а я 1) Для потребителей питьевой воды из колодцев или родников. Определите, сколько ведер (сколько литров) воды вы потребляете в день для бытовых нужд и укажите, в каких именно целях. Вычислите прямое потребление за: а) месяц; б) год. Предложите пути экономии воды. 2) Для потребителей водопроводной воды. Проанализируйте ежемесячные квитанции за потребление водопроводной воды вашей семьей. Вычислите прямое потребление за: а) месяц; б) год. ■ Перечислите виды работ по дому, которые предполагают использование воды (например, стирка белья, полив цветов, приготовление пищи и т. д.). Какую воду можно использовать в каждом случае (сырую водопроводную/колодезную или кипяченую, природную или дистиллированную, минеральную газированную или пресную и т. д.)?