Вода в природе

Размещено на http://www.allbest.ru/

Санкт-Петербургский государственный университет Сервиса и Экономики

Институт Туризма и Международных Экономических Отношений

РЕФЕРАТ

Тема: «Вода в природе»

Выполнил: студент 1 курса

заочной формы обучения, группы 2305

Шипицына Мария

Специальность:

«Социално-культурный сервис туризм»

Проверил: Язов А.Н.

2010

Содержание

Введение

1. Вода в природе

2. Классификация природных вод

3. Общие запасы воды

4. Химический состав воды

5. Влияние качества воды на здоровье

Заключение

Список использованной литературы

Введение

вода химический мировой качество

Вода - Н2О, окись водорода, простейшее химическое соединение двух газов: очень легкого водорода и более тяжелого - кислорода.

Вода - это жизнь. Вода окружает нас, она не только под нами, над нами, она еще и внутри нас. Без нее человек можешь прожить лишь несколько суток. Вода является самым распространенным веществом, и вместе с тем самым малоизученным в природе.

Вода -- весьма распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.

1. Вода в природе

Вода -- самое распространенное вещество в биосфере, играющее исключительно важную роль в природе. Это химическое соединение водорода с кислородом в таком соотношении элементов по весу: 11% водорода и 88,89% кислорода. Каждая молекула воды в целом является электрически нейтральной. Однако в ней существует перераспределение зарядов: та часть, где расположен атом кислорода, является отрицательной, а часть, где находятся атомы водорода, -- положительной. Возникает так называемый дипольный момент, в результате которого две соседние молекулы притягиваются одна к другой за счет электростатической связи, которая называется водородной. В результате молекула жидкой воды состоит в основном из объединения двух простых молекул -- Н2O2 (диполь). Имеются сведения о том, что при комнатной температуре каждая молекула воды создает временные связи с тремя-четырьмя соседними молекулами. Водяной пар имеет простейшую формулу Н2O (гидроль). Лед представляет объединение трех простых молекул -- (Н2O)3 (тригидроль).

В естественных условиях в воде всегда растворены различные газы, соли и находятся во взвешенном состоянии твердые частицы.

Вода обладает способностью увеличиваться в объеме при охлаждении ниже 0° С. Объем воды минимален при +4° С. Большинство веществ при охлаждении сжимается, а плотность их повышается. Но вода, образуя лед, кристаллизуется. Его плотность меньше плотности воды, а объем больше. Поэтому лед не тонет, а вода, замерзая в стеклянном сосуде, рвет его на части. Чем больше давление испытывает объем воды, тем ниже температура ее замерзания. Поэтому океанская вода при температуре -3° С на глубине 4000 м не замерзает.

Вода обладает большой теплоемкостью, что исключительно важно для отдельных живых организмов и биосферы в целом. Вода в большей степени, чем другие вещества, воспринимает тепло, сама при этом нагреваясь незначительно. Известно, что для нагревания 1 л воды на 1° С необходимо затратить в 3300 раз больше энергии, чем на нагревание 1 л воздуха. Поэтому вода играет на планете роль главного аккумулятора и распределителя солнечной энергии.

Одно из поразительных свойств воды -- способность подниматься вверх по узким канальцам, преодолевая силу собственной тяжести. Это явление -- капиллярность -- сыграло огромную роль в развитии жизни на Земле. Благодаря этому свойству растения получают из почвы растворы питательных веществ. Связано с этим и движение крови и тканевых жидкостей в живых организмах.

2. Классификация природных вод

Мировые запасы воды состоят из жидкой (соленая и пресная), твердой (пресная) и газообразной (пресная) воды.

Воды пресные -- воды с содержанием растворимых солей до 1 г/л (в зависимости от химического состава), солоноватые -- от 1 до 3 г/л. Воды соленые -- это воды с содержанием растворимых солей от 3 г/л и выше. Они подразделяются на слабосоленые (засоленные) с концентрацией солей от 3 до 10 г/л, соленые и очень соленые -- от 10 до 50 г/л и рассольные (рапа) -- более 50 г/л растворимых солей.

Природные воды подразделяют и по другим показателям (табл. 1).

Таблица 1 - Классификация природных вод по рН (водородному показателю), общей жесткости и степени бактериальной загрязненности (коли-индексу)*

Примечание: * коли-индекс -- количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды.

3. Общие запасы воды

Общие запасы воды на планете составляют 1 338 000 тыс. км3. Из этого количества 96,5% приходится на долю Мирового океана, 1,7% составляют подземные воды, 1,74% -- ледники и постоянные снега. Общие запасы пресной воды составляют всего лишь 2,53% от общих мировых запасов воды (табл. 2).

Часть воды находится в водных объектах. Водный объект -- это река, озеро, болото, водохранилище, ледник или другая форма сосредоточения воды на поверхности суши.

Для использования в промышленности, сельском хозяйстве и быту пригодны в основном пресные воды. К ним относятся: подземные воды, реки, пресные озера, ледники и постоянные снега, болота, почвенная влага и вода в атмосфере.

Таблица 2 - Мировые запасы воды

Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды в природе (рис. 4). Глобальный водообмен -- это процесс испарения воды с поверхности океана и суши, переноса водяных паров, их конденсации с выпадением осадков, перераспределения всех видов стока, что в конечном итоге приводит к возврату вод в океан. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий 525 000 км3 год. При этом 86% воды испаряется с поверхности Мирового океана и внутренних морей: Каспийского, Аральского и др. Остальная часть испаряется на суше, в том числе половина -- благодаря транспирации влаги растениями. Транспирацией называется испарение воды надземными органами растений и прежде всего листьями.

Каждый год с поверхности суши испаряется в среднем 485 мм воды, а с водной поверхности -- слой воды толщиной около 1250-1400 мм.

Часть ее вновь выпадает осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки, озера, подземные воды, ледники и другие водные объекты. Имеются сведения о том, что на эту «природную дистилляцию» воды расходуется примерно 20% энергии Солнца, приходящей на Землю.

Несмотря на то, что запасы пресных вод на планете ограничены, они постоянно возобновляются. Скорость возобновления (водообмена) и определяет доступные человечеству ресурсы. Большая часть пресных вод (85%) сосредоточена во льдах полярных зон и ледников. Скорость водообмена составляет для полярных ледников -- 9700 лет, Мирового океана -- 2500 лет, ледников горных районов -- 1600 лет, подземных вод -- 1400 лет, воды озер -- 17 лет, болот -- 5 лет, почвенной влаги -- 2 года, рек -- 16 дней, влаги в атмосфере -- 8 дней и воды в организмах -- несколько часов.

4. Химический состав воды

Природная вода, то есть вода подземных источников и поверхностных водоемов, -- это сложная дисперсная система. Дисперсной средой является химическое соединение Н20, а дисперсной фазой -- газы, минеральные и органические вещества и микроорганизмы. Часть химических соединений в воде не растворяется, образуя взвешенные вещества, суспензии или эмульсии, другие растворяются в различной степени. В наибольшей степени в воде растворяются хлориды, сульфаты и нитраты щелочных и щелочноземельных металлов. Неорганические вещества способны в воде диссоциировать на катионы металлов (Na+, К+, Са2+, Mg2+) или водород (Н+) и анионы кислотных остатков (Cl-, S042-, НС03-, I С032-) или гидроксильные анионы ОН-. В воде растворены газообразные вещества: кислород, двуокись углерода, сероводород, водород, азот и другие.

Содержащиеся в воде элементы можно отнести к макроэлементам (натрий, калий, кальций, магний, азот, серу, фосфор, хлор и т.д.) и микроэлементам (железо, медь, цинк, марганец, кобальт, селен, молибден, фтор, йод и другие).

Макроэлемент -- это химический элемент, содержащийся в теле живых организмов в концентрациях от 0,001% и выше от их массы.

Микроэлемент -- это органический элемент, содержащийся в живых организмах в низких концентрациях (от 0,001 до I 0,000001%) и необходимый для их нормальной жизнедеятельности. В организм человека и других живых организмов макро- и микроэлементы поступают из окружающей среды в основном с питьевой водой и продуктами питания. По последним сведениям, в воде выявлено 65 микроэлементов.

В зависимости от преобладания кальция, магния, натрия, соединений соляной, серной и угольной кислот определяют гидрохимический класс вод. Принято различать воды гидрокарбонатного, сульфатного и хлоридного гидрохимического классов, а также смешанные воды (табл. 3).

Таблица 3 Классификация вод по химическому составу

Вода может быть жесткой -- с преобладанием гидрокарбонатов кальция и магния, -- мягкой -- с преобладанием хлоридов и сульфатов или просто с малым количеством солей. Большая часть природных пресных вод отнесена к гидрокарбонатному классу. Это материковые воды, включающие многие реки и значительную часть подземных вод, то есть воды, широко используемые в водоснабжении населения. К классу хлоридных относятся в основном воды морского происхождения, ряда материковых озер и подземные воды солончаковых районов, пустынь, полупустынь. Обычно это воды повышенной минерализации (1,5-2,0 г/л).

Вода является важнейшим составляющим живого вещества, без которого жизнь невозможна. Общая масса воды, содержащейся в живых организмах, около 2500 км3. Живые организмы на 2/3 состоят из воды. Процент воды зависит от массы тела и возраста: самый большой у молодых организмов и самый малый в преклонном возрасте. Так, 6-недельный зародыш на 95% состоит из воды, у новорожденного ее количество составляет 75% массы тела, а у 50-летних -- только 60%.

Вода распространена в организме человека и животных неравномерно. Около 70% воды сосредоточено внутриклеточно и 30% вне клеток. Больше всего воды в стекловидном теле глаза -- 99%, в лимфе -- 96%, в плазме крови -- 92%, в мозге -- 85%, в соединительной ткани -- 80%, в мышцах -- 75%, и значительно меньше -- в жировой (20%) и в костной (20-25%) тканях. Только незначительная часть воды в организме находится в свободном состоянии. Большая ее часть является комплексом белков, углеводов и жиров.

Химический состав крови по ряду химических элементов (CI, Na, О, Са, К) близок к химическому составу морской воды Мирового океана, где первоначально зародилась жизнь.

5. Влияние качества воды на здоровье

Ухудшение состояния здоровья населения в связи с употреблением питьевой воды может быть инфекционной и неинфекционной природы. В последнем случае влияние на организм человека связано с особенностями химического состава воды.

В последние десятилетия все больший интерес приобретает вопрос о значении для здоровья человека микроэлементного состава питьевой воды и других химических компонентов питьевой воды в их взаимосвязи с возникновением различных заболеваний. Проведенные исследования показали влияние многих компонентов питьевой воды на развитие сердечно-сосудистых заболеваний, болезней органов пищеварения, выделительной системы и т.д.

Доказано неблагоприятное влияние на здоровье воды с повышенной минерализацией, высокой жесткостью, повышенным содержанием хлористого натрия, воды с низким рН. Не безразлично для здоровья повышенное и, наоборот, пониженное содержание в питьевой воде ионов кальция, магния, а также следующих металлов: калия, меди, цинка, марганца, хрома, ванадия и других.

Химические вещества, содержащиеся в питьевой воде в различных сочетаниях, часто являются так называемыми «факторами малой интенсивности», способствующими увеличению частоты болезней уже ранее распространенных среди населения. По результатам исследований, это неблагоприятное влияние может проявляться в следующих направлениях: вызывать хроническую интоксикацию, одним из проявлений которой является снижение иммунитета, вести к сенсибилизации организма, оказывать бластомогенное, тератогенное и мутагенное действие, влиять на обменные процессы в организме и т.д.

Снижение сопротивляемости организма к различным заболеваниям в результате общетоксического действия питьевой воды приводит к росту общей заболеваемости, сердечно-сосудистых, кишечных неинфекционных, эндокринных и других заболеваний.

Сенсибилизирующее влияние химических компонентов питьевой воды на население может проявляться увеличением частоты аллергических заболеваний.

Бластомогенное воздействие может проявляться при длительном влиянии на организм некоторых компонентов питьевой воды и характеризуется увеличением распространенности доброкачественных и злокачественных новообразований у населения.

Генетическими последствиями влияния состава питьевой воды на здоровье могут быть увеличение распространенности спонтанных абортов, мертворождений и врожденных пороков развития.

Специалистами установлено, что о характере влияния водного фактора на организм человека можно судить по болезням органов кровообращения (в том числе гипертонической болезни, ишемической болезни сердца -- ИБС, цереброваскулярным болезням и т.д.); болезням органов пищеварения (в том числе язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, хроническому гастриту, желчнокаменной болезни, холециститу), нефриту, ревматоидному артриту и другим заболеваниям.

На уровень заболеваемости населения региона может повлиять также изменение характера питьевого водоснабжения, например замена артезианских вод речной водой.

Различают патологические состояния и заболевания, вызванные повышенным или пониженным природным содержанием химических элементов в питьевой воде и обусловленные техногенным загрязнением воды химическими веществами. Однако необходимо учитывать, что наличие одних и тех же веществ в питьевой воде (нитратов, свинца, хрома и других) может быть вызвано как природными, так и техногенными причинами. Влияние на организм этих веществ изложено в следующем разделе.

Заключение

В мировом сообществе состояние здоровья населения является важнейшей человеческой ценностью. В современную эпоху благополучие любого государства определяется показателями здоровья его граждан.

Учеными Украины, России, Соединенных Штатов Америки и других стран доказано, что одним из важных факторов, влияющих на состояние здоровья и условия проживания жителей, является качество употребляемой питьевой воды. Поэтому обеспечение детского и взрослого населения достаточным количеством доброкачественной питьевой воды -- важная государственная задача.

Под доброкачественностью питьевой воды понимают наличие у нее благоприятных органолептических свойств, безвредность химического состава и содержания радионуклидов, безопасность в эпидемическом отношении и физиологическая полноценность. Заключение о качестве питьевой воды делается на основании сравнения результатов лабораторных исследований воды с установленными нормативами.

Список использованной литературы

Хомченко Г.П. , Химия для поступающих в ВУЗы. М., 1995г

Ахметов Н.С., Неорганическая химия. Москва, 1992г

http://water-health.ru «Вода и здоровье»

Размещено на Allbest.ru