Физика воды. Значение воды для жизни на Земле

В поверхностном круговороте  воды на Земле условно выделяют малый, большой и внутриматериковый  круговороты. В малом круговороте  участвуют только Океан и атмосфера. Испаряющаяся с поверхности Океана влага в большей своей части  выпадает обратно на морскую поверхность, совершая малый круговорот.

Меньшая часть влаги участвует  в большом поверхностном круговороте, переносясь воздушными потоками с Океана на территорию суши, где возникает  ряд местных влагооборотов. С периферийных частей континентов (их площадь около 117 млн. км²) вода вновь поступает в Океан путем поверхностного (речного и ледникового) и подземного стока, завершая большой круговорот.

Территории, не имеющие стока  в Мировой океан, называют областями  внутреннего стока (бессточными  по отношению к Океану). Их площадь  более 32 млн. км². Вода, испарившаяся с замкнутых территорий суши и вновь выпадающая на нее же, образует внутриматериковый круговорот. Крупнейшие области внутреннего стока – Арало-Каспийская, Сахара, Аравия, Центрально-Австралийская. Воды этих областей обмениваются влагой с периферийными областями и океаном в основном путем переноса ее воздушными течениями.

Механизм влагообмена океан – атмосфера – суша – океан в действительности гораздо сложнее. Он связан с общим глобальным обменом вещества и энергии, как между всеми геосферами Земли, так и между всей планетой и Космосом. Глобальный влагооборот Земли – незамкнутый процесс, так как в том объеме, в котором вода выделяется из земных недр, она уже не возвращается обратно: при обмене веществом с космическим пространством преобладает процесс безвозвратной потери водорода при диссипации молекул воды над его приходом. Однако количество воды в гидросфере не уменьшается за счет поступления воды из недр.

Количественно круговорот воды на Земле характеризуется водным балансом. Водный баланс Земли –  равенство между количеством  воды, поступающей на поверхность  земного шара в виде осадков, и  количеством воды, испаряющейся с  поверхности Мирового океана и суши за одинаковый период времени. В среднем  годовое количество осадков, так  же как и испарение, равно 1132 мм, что  в объемных единицах составляет 5 77 060 км³ воды.

Виды круговоротов воды в природе:

• Большой, или мировой, круговорот - водяной пар, образовавшейся над поверхностью океанов, переносится ветрами на материки, выпадает там, в виде атмосферных осадков и возвращается в океан в виде стока. В этом процессе изменяется качество воды: При испарении соленая морская вода превращается в пресную, а загрязненная - очищается.
• Малый, или океанический, круговорот - водяной пар, образовавшейся над поверхностью океана, сконденсируется и выпадает в виде осадков снова в океан.
• Внутриконтинентальный круговорот -вода, которая испарилась над поверхностью суши, опять выпадают на сушу в виде атмосферных осадков.

Скорость переноса различных  видов воды изменяется в широких  пределах, так и периоды расходов, и периоды обновления воды также  разные. Они изменяются от нескольких часов до нескольких десятков тысячелетий. Запасы почвенной влаги имеют  примерно летний период накопления и  расходов. Атмосферная влага, которая  образуется при испарении воды из океанов, морей и суши и существует в виде облаков, обновляется в  среднем через восемь дней. Воды, входящих в состав живых организмов, восстанавливаются в течение  нескольких часов. Это наиболее активная форма водообмена. Период обновления запасов воды в горных ледниках составляет около 1 600 лет, в ледниках полярных стран значительно больше - около 9 700 лет. Полное обновление вод Мирового океана происходит примерно через 2 700 лет.

Вода за пределами  Земли.

Жидкая вода, предположительно, имеется под поверхностью некоторых  спутников планет, наиболее вероятно, на Европе, спутнике Юпитера.

По последним данным, признаки воды обнаружены на Луне и на Марсе. И вероятно скоро, ещё на некоторых  небесных телах, нашей Солнечной  системы будет найдено подтверждение  существования воды вне нашей  планеты.

Виды воды.

Кремниевая вода.

Согласно мнениям учёных кремний действительно мощный активатор  воды и обладает значительными бактерицидными свойствами. Вода не портится, долго  сохраняется, очищается. Но использовать ее как лекарство нужно с большой  осторожностью. Врачи заметили, что  тем, кто имеет предрасположенность  к онкологическим заболеваниям, лучше  совсем от нее отказаться.

Кремниевая вода обладает уникальными свойствами и может  быть использована в качестве лечебного  средства. Кремниевой водой можно лечить пролежни, ожоги, раны, опрелости, прыщи, фурункулы, насморк, ангину (как полоскание). Очень полезна такая вода в косметике: очищает кожу, избавляет от перхоти, способствует росту волос. Однако пока нет никаких достоверных научных данных , подтверждающих её лечебное действие на организм, эта вода имеет противопоказания, и обращаться с ней нужно очень осторожно.

Магнитная вода.

          Идея магнитной воды принадлежит доктору Е. В. Утехину, который в начале 80-х годов внедрил магнитную воду в быт россиян. Он считал, что омагниченная вода становится биологически активной и поэтому может оказывать терапевтическое действие.

Предварительные эксперименты, проводимые врачами и физиками, показали, что употребление воды, обработанной магнитом, повышает проницаемость биологических  мембран тканевых клеток, снижает  количество холестерина в крови  и печени, регулирует артериальное давление, повышает обмен веществ, способствует выделению мелких камней из почек.

Магнитная обработка воды оказалась весьма эффективной при  борьбе с накипью. Ускорение процесса кристаллизации минеральных примесей в воде, прошедшей такую обработку, приводит к значительному уменьшению размеров частиц накипеобразующих солей; в результате практически прекращается оседание их на стенках аппаратов и труб.

Серебряная вода.

Бактерицидные свойства серебра  известны с глубокой древ ности. Еще в Древней Индии с помощью этого металла обеззараживали воду, а персидский царь Кир хранил воду в серебряных сосудах.

Историк древнего мира Геродот  приводит сведения о том, что в V веке до нашей эры персидский царь Кир  во время походов пользовался  питьевой водой, сохраняемой в серебряных “священных сосудах”. В религиозных индусских книгах встречаются упоминания об обеззараживании воды путем кратковременного погружения в нее раскаленного серебра, либо в результате длительного контакта с этим металлом в обычных условиях.

Золотая вода.

В природе золото – это  тяжелый металл желтого цвета. Состоит только из одного устойчивого изотопа ¹⁹⁷Аu.

Золото - мягкий, очень пластичный, тягучий металл (может быть проковано в листки толщиной до 8·10-5 мм, протянуто в проволоку, 2 км которой весят 1 г), хорошо проводит тепло и электричество, весьма стойко против химического воздействий.

При восстановлении золота из сильно разбавленных растворов оно  не выпадает в осадок, а образует интенсивно окрашенные коллоидные растворы – гидрозоли, которые могут быть пурпурно-красными, синими, фиолетовыми, коричневыми и даже черными.

Вода, настоянная на золоте, называется золотой водой и имеет  биологические свойства. Первые упоминания о золотой воде относятся к 2000 г. до н.э. Это средство аюрведической медицины, которая официально признана в Индии, наряду с классической европейской медициной и в наши дни.

Медная вода.

В медицине медь в виде сульфата меди применяется в качестве антисептического и вяжущего средства в виде глазных  капель при конъюнктивитах и глазных  карандашей для лечения трахомы. Раствор сульфата медь используют также  при ожогах кожи фосфором. Иногда сульфат  меди применяют как рвотное средство. Нитрат меди употребляют в виде глазной  мази при трахоме и конъюнктивитах.

Медь – очень важный для жизни металл. Содержание меди в организме человека колеблется (на 100 г сухой массы) от 5 мг в печени до 0,7 мг в костях, в жидкостях  тела - от 100 мкг (на 100 мл) в крови до 10 мкг в спинномозговой жидкости. А всего меди в организме взрослого человека около 100 мг. Медь входит в состав ряда ферментов - тирозиназы, цитохромоксидазы, стимулирует кроветворную функцию костного мозга.

Целебные свойства меди известны с древности. В старину медью лечили глистные заболевания, эпилепсию, хорею, малокровие, менингит. Медь способна убивать микробов.

Шунгитная вода.

Шунгит — горная порода, обширные залежи которой имеются в районе Онежского озера, и в этих залежах циркулируют и просачиваются на поверхность воды, насыщенные целебной шунгитной эманацией. Еще Петр I выстроил в этих местах первую в России водолечебницу, и она существует до сих пор — курорт Марциальные воды под Петрозаводском. Там находится санаторий, где лечатся водой, очень сильно насыщенной железом.

Сторонники шунгита заявляют о чудестных целебных свойствах этого минерала, что он очищает воду, обеззараживает ее, убивает кишечные палочки, холерный вибрион, нейтрализует примеси тяжелых металлов, хлорорганические соединения, аммиак и нитраты. Однако процесс искусственного фильтрования через шунгитный фильтр далёк от природного; фильтр невелик по размерам, а вода находится в кратковременном контакте с минеральным веществом.

Значение воды для жизни на Земле.

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни  человека, животного и растительного  мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток связана с присутствием воды. Рассматривая значение воды для  человека, мы находим, что его организм – это совокупность водных растворов, коллоидов, суспензий и других сложных по составу водных систем.

Вода доставляет в клетки организма питательные  вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности (шлаки). Кроме того, вода участвует  в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек  может дышать абсолютно сухим  воздухом, но не долго) Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день.

Человек чрезвычайно остро ощущает изменение  содержания воды в своем организме  и может прожить без нее  всего несколько суток. При потере воды в количестве менее 2% веса тела (1-1.5л) появляется чувство жажды, при  утрате 6-8% наступает полуобморочное состояние, при 10% - галлюцинации, нарушение  глотания. Потеря 10-20% воды опасна для  жизни. Животные погибают при потере 20-25% воды. Избыточное же потребление  воды приводит к перегрузке сердечно-сосудистой системы, вызывает изнуряющее потоотделение, сопровождающееся потерей солей, ослабляет организм.

Если организм получает достаточное количество воды, то человек становится более энергичным и выносливым. Ему проще контролировать свой вес, поскольку улучшается пищеварение. Симптомами обезвоживания организма  являются сухая кожа (может сопровождаться зудом), усталость, плохая концентрация внимания, головные боли, повышение  давления, плохая работа почек, сухой  кашель, боли в спине и суставах.

Исследованиями  ученых уже доказано, что употребление достаточного количества воды может  свести к минимуму боли в спине, мигрени, ревматические боли, а также понижение  уровня холестерина в крови и  кровяного давления, уменьшая тем  самым вероятность сердечного приступа. Потребление достаточного количества воды — это один из лучших способов предотвратить образование камней в почках. Так как вода не содержит солей, жира, холестерина и кофеина, то, соответственно, она по-другому  выводится из организма.

Немецкие ученые, проведя  испытания на студентах-добровольцах, пришли к выводу, что те, которые  пьют воды и напитков больше, проявляют  и больше выдержки и склонности к  творчеству, чем пьющие меньше.

Регулярное потребление  воды улучшает мышление и координационные  действия мозга. Головной мозг и весь организм будут достаточно заряжены нужными веществами, если вода, которую мы пьем, будет высокого качества, то есть, будет богата минеральными веществами. Здоровый человек не должен ограничивать себя в питье, но гораздо полезнее пить часто и понемногу. Вредно выпивать сразу много жидкости, так как вся жидкость всасывается в кровь, и, пока ее излишек не будет выведен из организма почками, сердце получает излишнюю нагрузку.

Таким образом, вода необходима для жизнедеятельности; количество ее, выделяемое жизненными процессами, должно вновь пополняться. Поэтому первостепенным вопросом нашего питания является постоянное возмещение воды путем введения в организм в свободном виде и как составную часть пищи. Ни одна из естественных вод не обладает составом Н2О. Благодаря успехам аналитической химии в природных водах, используемых в питьевом водоснабжении, обнаружено более 80 элементов периодической системы Д.И. Менделеева. В связи с этим воду следует рассматривать как сложную систему, включающую растворенные, коллоидные и взвешенные химические компоненты, биологические живые объекты, продукты их обмена и отмирания. Обладая свойствами универсального растворителя, вода постоянно несет большое количество самых различных ионов, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды источника, составом водовмещающих пород.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1.Химия окружающей среды. Топалова О.В., Пимнева Л.А., 2013 г.                          
2. Общая химия. Учебник для бакалавров, Бабков А.В., Попков В.А., 2013 г. 
3. Справочник по химии. Блинов Л.Н., Перфилова И.Л., 2014 г. 4. 
4.Неорганическая химия. Учебное пособие. Богомолова И.В., 2013 г.