Питьевая пресная вода Роль воды в жизни планеты

Окружающую нас среду составляют вода, земля и воздух. Скорость вращения Земли, ее размеры по сравнению с Солнцем и расстояние между Землей и Солнцем обусловили существование воды в виде жидкости на поверхности планеты и пара в атмосфере.

Вода является одним из наиболее ценных природных богатств, без нее немыслима органическая жизнь на Земле. Она служит важнейшим строительным материалом клеток, растворителем, который доставляет питательные вещества в организм и выводит продукты его жизнедеятельности. Вода является неотъемлемым компонентом нашей цивилизации, играет значительную роль в хозяйственной, производственной и сельскохозяйственной деятельности человека.

Для процессов обмена веществ, на основе которых развивается живая природа, вода имеет исключительное значение. Связь живых организмов с природой осуществляется через различные соединения, которые регулярно поступают в них и представляют собой неотъемлемую часть живой ткани. Именно при непосредственном участии воды протекают физико-химические реакции, на которых основан процесс обмена веществ. В живой природе не выявлено ни одного важного биохимического процесса, протекающего без участия воды.

Для человека значение воды трудно переоценить хотя бы потому, что для своей нормальной жизнедеятельности он должен потреблять воду в два раза больше, чем пищи в весовом отношении. Доля воды в организме каждого живого существа всегда намного выше, чем любого другого компонента. Примером здесь служит человеческое тело, в котором содержание воды на протяжении жизни в среднем изменяется от 97% в эмбрионе до 50-60% в зрелом возрасте. Если человеческий организм потеряет 20% влаги от массы тела, наступает смерть.

Воду как бесценный дар матери-природы академик А.Н.Карпинский назвал живой кровью, которая создает жизнь там, где ее не было. Развитие мирового сообщества, особенно в ХХв., привело человечество к пониманию того факта, что водные запасы чистой воды для любого государства мира являются жизненно важными ресурсами.

Без воды не может прожить ни одно живое существо. Воду нельзя ничем заменить - именно этим она отличается от всех известных нам типов сырья и топлива. Можно привести такой интересный факт – химический состав крови по концентрации в ней ряда химических элементов хлора, натрия, кислорода, кальция и калия близок к химическому составу морской воды, где первоначально зародилась и развивалась жизнь на Земле. Вместо воды может быть использована только сама вода. Широко известно, что без воды нет практически никакой жизни. В условиях полного отсутствия воды могут развиваться лишь самые примитивные организмы.

Распределение воды в гидросфере

Общие запасы гидросферы оцениваются в 1,5 млрд.км. По оценкам ученых, на соленые воды морей и океанов приходится 97,5%. Иными словами, пресная вода составляет только 2,5% ее мировых запасов. Но даже из всего этого количества 75% пресной воды «заморожено» в вечных ледниках и полярных шапках. Если весь лед, имеющийся на планете, равномерно распределить на поверхности Земли, то образуется слой толщиной 53 метра, что количественно равно запасу стока всех рек планеты за 500 лет.

Почти четверть воды – 24% находится под землей в виде грунтовых вод, а еще 0,5% «рассредоточено» в почве в виде влаги. Получается, что на наиболее доступные и дешевые источники пресной воды - реки, озера и другие наземные водоемы приходится чуть больше 0,01% мировых запасов воды.

В зависимости от содержания растворенных солей (минерализации) все природные воды делятся на:

• пресные (до 1 г/л),

• слабосолоноватые (от 1 до 3 г/л),

• солоноватые (3-5 г/л),

• сильносолоноватые (5-10 г/л),

• соленые (10-25 г/л),

• сильносоленые, или морской солености (25-50 г/л),

• рассолы (выше 50 г/л).

Термин «минерализация» означает содержание растворенных минеральных веществ, выраженное в граммах на 1 литр исходной воды.

Хорошо известно, что вода на Земле пребывает в состоянии постоянного кругооборота. Ежедневно под действием солнечной энергии с поверхности мирового океана испаряется около 0,5 км , а затем выпадает в виде атмосферных осадков. Большая часть их (90%) выпадает на поверхность Мирового океана, но оставшееся количество, которое приходится на сушу планеты, делает запасы поверхностных вод практически неисчерпаемыми.

Водные ресурсы Украины

Основными источниками пресной воды на территории Украины являются стоки рек Днепра, Днестра, Северского Донца, Южного и Западного Буга, Дуная с притоками, Тиссы и Прута, а также малых рек северного побережья Черного и Азовского морей. Водные ресурсы рек Западной Украины частично используются на сопредельных территориях, а воды Дуная – для нужд водопотребления придунайских стран.

Кроме того, стоки рек Днепра, Десны и Северского Донца используются в России и Белоруссии, Днестра – в Молдавии. Суммарная величина стока рек Украины без Дуная в средний по водности год составляет примерно 87 км . Непосредственно на территории нашей страны формируется около 60% пресной воды, остальная часть поступает с территории сопредельных государств.

Объективным показателем естественной обеспеченности территории является величина речного стока местного формирования, рассчитанная на 1км². Так, для наиболее водообеспеченных областей (Ивано-Франковская, Закарпатская, Львовская) этот показатель равен 225-618 тыс. м³/год, для засушливых областей он во много раз меньше – от 5 до 23 тыс.м³/год (Запорожская, Николаевская, Одесская, Херсонская, Крым).

В природных водах в больших количествах присутствуют семь основных ионов. Согласно этому все природные воды делятся на три больших класса: гидрокарбонатные (и карбонатные) сульфатные и хлоридные. Качество поверхностных вод зависит от сочетания климатических и геологических факторов. Основными климатическими факторами являются количество и частота осадков, а также экологическая ситуация в регионе. Выпадающие осадки несут с собой определенное количество нерастворенных частиц, таких как пыль, вулканический пепел, пыльца растений, бактерии, грибковые споры, а иногда и более крупные микроорганизмы.

В целом поверхностные воды характеризуются относительной мягкостью, высоким содержанием органики и наличием микроорганизмов.

Подземные воды

Подземные воды классифицируются по происхождению, физическому состоянию, а также по характеру вмещающих их грунтов, гидравлическим условиям, температуре, минерализации и химическому составу.

В ситуации, когда подземные воды рассматриваются как источник питьевой воды, наиболее важной информацией будет минерализация и химический состав воды. Так, поэтому показателю все подземные воды, как и все природные воды, делятся на пресные (до 1%), солоноватые (1-25%), соленые (25-50%) и рассолы (более 50%).

Состав пресных подземных вод часто близок к составу связанных с ними поверхностных вод (преобладают ионы НСО₃^‑, Са²⁺, SO₄^2‑). Солоноватые подземные чаще всего относятся к гидрокарбонатному или сульфатному классу. Преобладают катионы кальция, натрия, магния, калия, железа и реже марганца.

Совместно с присутствующими в водах анионами – карбонатами, гидрокарбонатами, сульфатами и хлоридами – катионы образуют соли. Концентрация солей зависит от глубины. В водных горизонтах с больших глубин содержание солей достаточно высокое, поэтому эти воды можно классифицировать как солоноватые. К этому типу относится большинство известных минеральных вод.

Подземные воды, оказывающие бальнеологическое воздействие на организм человека, называют минеральными водами. Они в свою очередь подразделяются на углекислые (например, северокавказские минеральные воды – боржоми, нарзан), сульфидные, или сероводородные (например, воды Мацесты или Арчмана), железистые и мышьяковистые (минеральные воды Кавказа, Закарпатья, Урала и др.), а также бромистые и йодистые воды с большим содержанием органических веществ (Трускавец), существуют также радоновые воды (Цхалтубо и Пятигорск).

На качество грунтовых вод влияют несколько факторов:

1. Химический состав дождевых вод на данной местности (кислотность, насыщенность солями и т.д.).

2. Состав воды в подземном резервуаре. Возраст такой воды может достигать десятков тысяч лет.

3. Характер слоев, через которые вода просачивается.

4. Геологическая природа водоносного слоя.

Воды, качество которых наиболее близко соответствует требованиям ГОСТа для питьевой воды, располагаются в известняковых слоях. Но глубины их залегания, как правило, довольно большие, поэтому использование вод подобного класса как источника питьевой воды экономически нецелесообразно. В целом, в отсутствие антропогенного фактора, грунтовые воды характеризуются высокой минерализацией, жесткостью, низким содержанием органики и ионов нитратной группы, а также практически полным отсутствием микроорганизмов.

Артезианские воды

Этот тип подземных вод залегает глубоко под землей в водоносных горизонтах между водоупорными слоями, образуя водонапорные подземные бассейны.

Артезианские воды залегают значительно глубже горизонта грунтовых вод и имеют более стабильный состав. Такой класс вод нередко имеет повышенную минерализацию. Артезианские воды считаются менее загрязненными в сравнении с поверхностными и грунтовыми.

Вода – вечный минерал, т.е. количество воды на земном шаре не изменяется. Она самое распространенное и аномальное вещество на Земле. Вследствие чрезвычайной распространенности воды многим из ее уникальных свойств обычно не придают достаточного внимания. Наиболее важными свойствами воды, связанными с существованием на Земле жизни, являются температуры кипения и замерзания. Так, в процессе охлаждения поверхностный слой воды замерзает, образующийся при этом лед служит тепловым барьером, предохраняя водоемы от промерзания, за исключением совсем мелких водоемов. Это свойство воды важное еще тем, что позволяет применять его для опреснения воды.

Следует отметить такую особенность воды, как ее большую количественную стабильность. Количество воды на земле и в атмосфере сегодня практически такое же, что и миллионы лет назад.