Российский Государственный Гидрометеорологический университет
Кафедра Океанологии
Дисциплина "Химия"
Выполнил ст. гр. О-136
Гусев М.В.
Санкт-Петербург
2011
I. Введение..............................................................................................................3
II. Основная часть...................................................................................................3
Физические свойства. ...................................................................................4
Тяжелая(дейтериевая) вода..........................................................................5
Омагниченная вода. ......................................................................................7
Химические свойства воды..........................................................................7
........................................................................................................9
Список литературы: .............................................................................................10
Почти ¾ поверхности нашей планеты занято океанами и морями, а снегом и льдом – покрыто около 20% суши. Из общего количества воды на Земле, равного 1 млрд. 386 млн. кубических километров, 1 млрд. 338 млн. кубических километров приходится на долю солёных вод Мирового океана, и только 35 млн. кубических километров приходится на долю пресных вод. Почти 70% пресных вод заключено в ледниковых покровах полярных стран и в горных ледниках, 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных вод.
Вода – единственное вещество на Земле, которое существует в природе во всех трёх агрегатных состояниях – жидком, твёрдом и газообразном.
Молекулы воды были обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников.
Существуют девять устойчивых изотопных разновидностей воды. Содержание их в пресной воде в среднем следующее:
1Н216О – 99,73%, 1Н218О – 0,2%, 1Н217О – 0,04%, 1h3Н16О – 0,03%.
Остальные пять изотопных разновидностей присутствуют в воде в ничтожно малых количествах.
Строение молекулы.
Как известно, свойства химических соединений зависят от того, из каких элементов состоят их молекулы, и изменяются закономерно. Воду можно рассматривать как оксид водорода или как гидрид кислорода. Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О – Н 0,958 нм; валентный угол Н – О – Н 104o 27’(104,45о).
Но поскольку оба водородных атома расположены по одну сторону от кислородного, электрические заряды в ней рассредоточиваются. Молекула воды полярна, что является причиной особого взаимодействия между разными её молекулами. Атомы водорода в молекуле воды, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул (водородная связь). Она объединяет молекулы воды в своеобразные полимеры пространственного строения. В жидкой и твёрдой фазах каждая молекула воды образует четыре водородные связи: две – как донор протонов и две – как акцептор протонов. Средняя длина этих связей – 0, 28 нм, угол Н – О – Н стремится к 180о .Четыре водородные связи молекулы воды направлены приблизительно к вершинам правильного тетраэдра.
studfiles.net
Муниципальное образовательное учреждение
Вознесенская средняя общеобразовательная школа.
Реферат по экологии.
На тему «Свойства воды. Экологическое состояние источников питьевой воды села Вознесенка.»
Ученицы 6 класса
Алексиевич Анастасии Владимировны.
Руководитель: Каер В.В.
С. Вознесенка, 2007
Содержание
I . Краткая аннотация
II Введение
III Основная ЧАСТЬ
1. Вода и её профессии
2. Вода- хранитель энергии
3. Свойства воды
4. Запасы воды на земле
5. Экологическое состояние воды
IV Заключение
V Литература
1. Краткая аннотац ия
Просмотрев фильм по телевидению «Живая вода», я заинтересовалась какое качество питьевой воды в нашем селе. Такие исследования никогда не проводились. Поэтому я решила проверить уровень загрязнённости питьевой воды по следующим параметрам: прозрачность, запах, наличие нерастворимых примесей, жёсткость. Вода бралась из трёх источников. В итоге всей исследовательской работы мы пришли к выводу, что самый чистый источник питьевой воды в нашем селе- это Ершов ключ. Думаю результаты моей работы будут полезны для всех жителей села.
2. Введение.
Вода – это источник жизни, и среда, в которой протекают все жизненные процессы. Жизнь человеческого общества немыслима без воды, но в то же время человеческая деятельность приводит к загрязнению водоёмов.
Загрязнение водоёмов в настоящее время является очень серьёзным злом. Вода загрязнённых рек и озёр становится непригодной не только для питья, но и для других бытовых и промышленных нужд.
К основным источникам загрязнения и засорения водоёмов относятся сточные и воды промышленных и коммунальных предприятий; отходы при разработке полезных ископаемых; воды шахт, рудников, нефтепромыслов; отходы древесины при заготовке, обработке и сплаве лесных материалов. И уже во второй половине двадцатого века перед человечеством встала проблема нехватки чистой питьевой воды. .
В нашем селе источниками питьевой воды являются три колонки, Ершов ключ и протекающая река. Но исследования загрязнения воды в селе не проводились. Экологической проблеме посвящено много литературы в которой с разных сторон исследуется эта проблема. Изучив эту литературу я решила провести исследования качества питьевой воды на территории села и ознакомить жителей с результатами исследования.
Цели :
изучение свойств воды; экологических проблем, связанные с загрязнением природных вод:
освоение простейших способов анализа воды и анализ источников воды села Вознесенка .
Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить литературные источники о свойствах воды и экологических проблемах.
2. Практически ознакомиться с методикой определения воды на прозрачность, эапах, жёсткость и наличие примесей в воде.
3. провести анализ питьевой воды из различных источников на территории села Вознесенка.
При работе по данной теме я использовала следующие методы:
работа с научно-популярной литературой. Проведение эксперимента.
«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни запаха,
тебя невозможно описать, тобой наслаждаться,
не ведая, что это такое. Нельзя сказать ,
что ты необходима для жизни, ты сама жизнь.
Ты. самое большое богатство…»
(Антуан де Сент-Экзюпери)
1.Вода и её профессии
Вода- самое распространённое вещество на Земле: три четверти поверхности планеты покрыто морями, океанами, реками, ледниками. Вода в больших количествах содержится в земной коре. Общее содержание воды на земном шаре составляет около 16 млрд. км3
— 0,25 % массы планеты. 13 млрд. км3 рассредоточено в глубинных слоях.
1385 млрд. км3 составляет гидросферу Земли. Значительные количества воды содержит атмосфера. В ней постоянно находится в виде водяного пара до 13000 км.3
Вода- одно из наиболее важных веществ на Земле. Можно сказать, что всё живое состоит из воды и органических веществ. Без воды человек, например, мог бы прожить не более 2- 3 дней. За 60 лет человек в среднем выпивает50 т. воды- целую железнодорожную цистерну. Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в организм воды больше в2 раза по весу, чем питательных веществ. Если количество воды в человеческом теле уменьшится на 1-2 % (0,5л) – человек испытывает лишь жажду; на 5 % (2-2,5 л) – кожа сморщивается, во рту «пересыхает», сознание затемняется; на 14 – 15 % (7-8 л) – человек умирает.
Древнее положение алхимиков: «тела не действуют, пока нерас-творены» — в значительной степени справедливо.
Все живые существа на земле содержат воду в большем или меньшем количествах. Человек весом 70 кг содержит до четырёх вёдер воды (45-50кг), включая ткани и кости.
Все жизненные процессы в человеческом организме протекают с участием воды. С водой удаляются из нашего организма ядовитые шлаки, слёзы, состоящие на 99% из воды, непрерывно увлажняют глаза, смывая с них пылевые частицы.(3)
Вода широко используется в трёх важнейших областях – сельском хозяйстве, в энергетике, на водном транспорте. Но у неё есть и другие профессии.
Вода – целитель. При купании вода благоприятно влияет на кожный покров, улучшает кровообращение. Древние греки изобразили богиню здоровья Гигиею в виде прекрасной молодой женщины с чашей воды в руке (от имени богини образовано слово «гигиена» ).Вода – землекоп. Струя воды под давлением 6-12 атм., легко размывает породы.
Вода – измеритель. Водяные часы использовались в Греции, Риме, для измерения. Вот из глубокой древности дошло до нас выражение «Ваше время истекло».
Вода – тушит пожары. Вода не горит, она уже сгорела, она как бы зола водорода, то есть мы заливаем горящие предметы уже сгоревшей водой.
Вода – взрывает. При замерзании вода расширяется. В камни заливают воду, она замерзает и взрывае6т их.
Вода и политика. Границы государств проходят через моря. В России 40 тыс. км морских границ проходят по 14 морям.
Вода и оборона. Наши предки основывали города на берегах рек и ставили Кремль или укрепление под прикрытием реки. Таково положение Московского Кремля на Москве-реке.
Вода и магия. В христианском обряде крещение воде приписываются магические свойства «очищения» от злых духов. Вода употребляется и для гадания. И сейчас часто говорят о человеке, предугадавшем события: «Как в воду глядел.».
Вода угрожает. Если воды катастрофически мало или много, наступают стихийные бедствия – засухи, наводнения.(4)
2.«Живая» и «мёртвая» вода .
Вспомним русские сказки. Живая вода- это молодость, здоровье, жизнь;
мёртвая вода- это смерть. Подобие живой и мёртвой воды существует в природе. Живая, животворная вода- это вода, образовавшаяся от растаявшего снега или льда. Мёртвая- это тяжёлая вода. Д О c кипения = 101,4 С, t замерзания = +3,8 С, плотностью 1,1 г/см, она хуже растворяет соли, в ней замедлены химические реакции (в 5 раз), семена, смоченные этой водой, не прорастают.(7)
«Живая» вода – талая вода, обладающая целебными свойствами, с сохранением в ней структуры льда, более рыхлой, чем в жидкой воде. Берёзовый сок, собираемый ранней весной, представляет собой талую воду, прошедшую через живые клетки и обогатившуюся витаминами. Может быть, он поэтому и целебен? Активное биологическое воздействие «живой» воды впервые было обнаружено в Арктике, когда при таянии льда было замечено интенсивное развитие планктона. Вода тающего льда (и, конечно, снега) увеличивает в 1,5 – 2 раза урожайность сельскохозяйственных культур, прирост молодняка, оказывает омолаживающее действие на организм как животного, так и человека.
Серебряная вода – это тоже вид живой воды. Применялась в глубокой древности. Во всяком случае, ещё 2,5 тысячи лет назад персидский царь Кир во время походов пользовался водой, сохраняемой в серебряных сосудах. В Индии обезвреживали воду, погружали в неё раскалённое серебро.
Ионы серебра обладают антимикробным действием. Серебряная вода с успехом применялась для обеззараживания питьевых вод. Серебряная вода служит эффективным лечебным средством при воспалительных и гнойных процессах, вызванных бактериальным заражением, а также при лечении желудочно-кишечных заболеваний, язвенной болезни
Есть и ещё один вид воды – омагниченная. Такую воду получают путём пропускания через магниты, вмонтированные в трубопровод, по которому течёт вода. Вода при этом изменяет свои физико-химические свойства.
Таким образом, самое удивительное вещество на Земле – вода таит в себе ещё много неизвестных человеку свойств, которые наука должна изучить и использовать на благо человечества.(6)
3.Вода как хранитель энергии.
Рассмотрим существенную роль воды как хранителя и распространителя солнечной энергии на Земле. В этой роли вода выступает во всех трёх состояниях – твёрдом, жидком, газообразном. В виде пара в атмосфере, то конденсирующегося в капельки, то снова испаряющегося, в капельки, то снова испаряющегося, вода является главным создателем климата и ежедневной погоды. В виде жидкостях в морях и океанах вода выступает как гигантский термостат, как регулятор тепла на всём земном шаре. Рассмотрим непрерывный и бесконечный процесс циркуляции воды – из океана в воздух, из воздуха – в почву, из почвы – в реки, из рек- снова в океан. Процесс, который называется круговоротом воды в природе. Ежедневно с поверхности океанов и морей испаряется около 320 000 км воды. Около 60 000 км воды испаряется с суши, а также с водой поверхности озёр и рек. Таким образом, ежегодно в общей сложности около 380 000 км воды уносится в атмосферу, чтобы превратиться в 380000 км осадков, потому что за каждый год количество испарившейся воды в точности до последней капли соответствует количеству осадков, выпавших в виде дождя и снега. Как известно, 1 грамм воды, испаряясь, поглощает около 600 кап. Тепла. Можно образно представить себе, что он уносит с собой эту тепловую энергию в воздух. Рассеянные в воздухе молекулы воды обычно включаются мировую систему циркуляции, обусловленную неравномерным распределением солнечной энергии на Земле. Наибольшее количество энергии на земном шаре получает экваториальная область; по мере движения от этой срединной области к северу и к югу, количество поступающей солнечной энергии уменьшается. Поэтому в тропиках испарение значительно сильнее и воздух теплее, чем где бы то ни было.
Испарившаяся вода, участвующая в атмосферной циркуляции, ни в коем случае не является единственным переносчиком накопленного тепла. Вода, оставшаяся в жидком состоянии в океане, тоже принимает большое участие в переносе энергии на тысячи километров.(3)
4.Свойства воды .
Вода удивительна не только многообразием изотопных форм молекулы и не только надеждами, которые связаны с ней как с неиссякаемым источником энергии, будущего, но и своими самыми обычными свойствами.
Известно, что молекула воды имеет уголковое строение.
Хорошо изучено и измерено взаимное расположение ядер атомов водорода и кислорода и расстояние между ними.
Сколько молекул воды в океане? Одна. И этот ответ не совсем шутка. Вода- вещество особенное. Благодаря своеобразному строению отдельные молекулы взаимодействуют между собой. Возникает особая химическая связь вследствие того, что каждый из атомов водорода одной молекулы оттягивает к себе электроны атомов кислорода в соседних молекулах. За счёт такой водородной связи каждая молекула воды оказывается довольно прочно связанной с четырьмя другими соседними молекулами.
Все отдельные молекулы Н2 О в воде оказываются связанными в единую сплошную пространственную сетку- в одну гигантскую молекулу.
Поэтому вполне оправданно утверждение некоторых учёных, что весь океан- это одна молекула. Хотя все молекулы воды в воде и связываются
Между собой водородными связями, они в то же время находятся в очень сложном подвижном равновесии, сохраняя индивидуальные свойства.
Учёные установили, что если воду нагреть до 9000С, (давление при этом должно быть не менее 15 Гпа), то наступит такое удивительное состояние воды, при котором в ней не останется ни одной молекулы воды, все они распадутся на ионы.
Вода может гореть в атмосфере свободного фтора.
Вода оказывается бывает и сухой. Недавно учёные сумели приготовить сухую воду. К обычной воде прибавили порошок кремниевой кислоты. Вода сразу становится сухой и сыпучей. Её можно пересыпать, перевозить в пакетах; даже на ощупь она не влажная, а сухая и холодная(4)
4.Запасы воды на земле .
Гидрологи в шутку называют Землю мокрым шаром во влажной оболочке. Да воды на Земле много- 1454 км.3, но у этого океана на долю пресной воды, не считая пока недоступных для водопровода полярных льдов, приходится всего 0,3%. Эти крохи люди уже давно бы израсходовали, если бы на планете не шёл вечный круговорот воды.
Вода в речных руслах мира сменяется 32 раза в год. Через 10 лет обновляется вода в пресных озёрах. Ещё медленнее сменяются подземные воды. Для этого требуется пять тысячелетий.
Испокон веков идут дожди, тает снег, испаряется роса, текут реки.
Другими словами, вечен круговорот воды.Если подсчитать все элементы пресных вод, то окажется, что водных ресурсов в России не так уж много.
Подземный сток на единицу площади в два раза меньше, чем в среднем для суши, а почвенной влаги меньше в 1,6 раза.
Особенно печально то, что водные ресурсы неравномерно распределены по территории. На долю самых населённых и экономически развитых частей страны приходится лишь четверть всех пресных вод. Тем не менее наша страна достаточно обеспечена водой.
Гидросферу- водную оболочку земного шара образуют примерно 1,5 миллиарда км.3 воды. Почти все это количество содержится в Мировом океане. Он занимает около 70% всей земной поверхности, его площадь- свыше360 миллионов км3 .
На суше воды немного: всего около 90 миллионов км3. Из них большая часть лежит под землёй и в твёрдом состоянии в горных и ледниковых районах: в Арктике, в Гренландии, в Антарктиде.
Беда, как считают многие учёные, если нагорные льды вдруг начнут таять,- уровень Мирового океана тогда поднимется более чем на 50 м, и под водой скроются огромные пространства суши. Бедствия будут неисчислимы. Метеорологи утверждают, что такое глобальное таяние льдов может начаться, если средняя температура на Земле поднимется всего лишь на 2 С. Ледники занимают около 10% поверхности суши. Кроме того, на площади около 16 миллионов км в квадрате находится область вечной мерзлоты, где всегда сохраняется подпочвенный слой льда, составляющий приблизительно 500 000 км в кубе воды.
Во всех озёрах, болотах, созданных человеком водохранилищах и в почве содержится 500 000 км в кубе воды.
Вода присутствует в атмосфере. В воздухе всегда, даже в самых безводных пустынях, где нет ни капли воды и никогда не идёт дождь, и то находится немало водяных паров. Кроме того, по небу плывут облака, собираются тучи, идёт снег, льют дожди, над землёй стелются туманы. Все эти запасы воды в атмосфере составляют всего лишь 14 000 км в кубе.
Вода на Земле никогда не останется неподвижной.
В природе всегда существует вечный круговорот воды, связывающий воедино все водные ресурсы нашей планеты, где бы они не находились: в атмосфере, гидросфере, биосфере.
Круговорот воды на Земле происходит за счёт энергии Солнца.
Вода испаряется под действием воздушных течений и разносится по всему свету, конденсируется, выпадает на земную поверхность, снова возвращается – стекает в Океан, и так без конца.
Каждый год с поверхности Океана и с поверхности материков испаряется 520 000 км в кубе воды, и вся она выпадает обратно в виде осадков – дождя или снега. Причём, большая часть сразу попадает обратно в Океан – 410,5 тысяч км в кубе, а остальное количество – 109,5 тысяч км в кубе орошает сушу, обеспечивая существование всего живого. Всего только 37,4 тысяч км в кубе стекает в течение года по руслам всех рек на всём свете обратно в Океан. Остальное испаряется снова. При этом более 1/3 воды суши испаряется растениями.
Только одни реки выносят в Мировой океан каждый год около 40000 км в кубе воды. Годовой сток рек может обеспечить питьевой водой всех людей на Земле, по меньшей мере, на 25 000 лет. Разве это мало?
Да, конечно, очень мало. Но дело в том, что человеку нужно воды очень много. Его потребности в воде уже стали сравнительными с возобновляемыми ресурсами пресной воды на планете. Человеку нужна хорошая, чистая пресная вода. Без неё он жить не может.
Уже теперь, в наши дни, люди каждый год забирают из рек и озёр для своих нужд приблизительно 2 000 км в кубе пресной воды, что составляет около 1/20 части годового стока всех рек земного шара или около 13% их устойчивого стока.
Больше всего воды расходуется на орошаемое земледелие. В засушливых зонах часто значительная доля воды огромных рек расходуется на орошение полей.
Для целей водоснабжения рек земного шара извлекается 150 км в кубе воды. Она идёт на бытовые нужды и на снабжение промышленности. Этот расход, с первого взгляда, кажется незначительным – он составляет всего лишь 1% от устойчивого стока и, казалось бы, можно не опасаться истощения водных ресурсов, но, к сожалению, это не так… Перед человечеством встаёт совершенно реальная угроза водного голода.
Сопоставив этот расход с величиной мирового устойчивого Стока рек, нетрудно почувствовать страшную угрозу призрака водного голода, встающего перед человечеством.
Уже теперь на обезвреживание загрязнённых и бытовых сточных вод расходуется почти 40% всего устойчивого стока пресной воды, что в трое больше её расхода на все нужды человечества.
Водный кризис угрожает обществу не потому, что на Земле не хватает воды, а потому, что своей деятельностью человек при существующей технологии, при современной организации промышленного производства вынужден загрязнить и портить огромные количества природной чистой воды.(3)
5.Экологическое состояние воды .
Вода на нашей планете изменяется как и вся окружающая среда, но вода – это источник жизни, и средства, в которой протекают все жизненные процессы, и растворитель, выносящий из организма вредных его отходы и вносящий нужные ему вещества.
Деятельность человеческого общества немыслима без воды. В прошлом, как правило, потребности в воде удовлетворялись за счёт использования естественных источников, причём несбалансированное водоснабжение было одной из причин, приводивших к гибели целые цивилизации.
Говоря о водном транспорте, надо отметить, что он не является просто инертным водопользователем. Речные и морские суда в известной степени загрязняют воду, в первую очередь, нефтепродуктами. Ещё более интенсивно загрязняют водоёмы при лесосплаве.
Воды же Мирового океана содержат миллиарды тонн калия, рубидия, урана, тория и радия.
Иногда, казалось бы, довольно безобидные отходы, попадающие в море по халатности людей, вызывают вредные последствия. Десятки миллионов бутылок и пакетов из синтетических материалов используются для обитания различными рачками, моллюскам, водорослями. Течение переносит их на новые участки, приводя зачастую к неблагоприятным нарушениям уже сложившихся экономических систем, к нежелательному
сдвигу природного равновесия.
Влияние человека на Океан заключается не только в физическом уничтожении тех или иных его представителей, но и в количественном изменении состава. В поверхностных слоях воды. В морской пене в сотни и тысячи раз выше, чем на глубине, содержание радиоактивных изотопов, в сто тысяч раз больше содержание ДДТ и прочих ядохимикатов. Целые реки синтетических моющих веществ, сливаемых в моря, скапливаются у поверхности, губя молодь и водоросли, блокируя процесс природного самоочищения.
Уже во второй половине 20 века перед человечеством встала проблема нехватки чистой питьевой воды. Естественно, острый дефицит
Стали испытывать, прежде всего промышленно развитые страны.
Когда-то можно было безбоязненно брать воду прямо из рек. Теперь равнинные реки, их притоки уже не те, и пить из них без специальной очистки не позволят врачи. А во многих индустриальных
странах не то, что не попьёшь, но и не искупаешься. На берегах рек, озёр стоят предостерегающие щиты с надписями: «Купаться запрещено!». Но и без предупреждения один лишь вид прибрежных вод с отбросами и нефтяной плёнкой не вызывает «пляжных настроений».(1)
«Водная» проблема, «Водный» голод, «Водный кризис»- этими и подобными тревожными заголовками полны в последние годы газеты и журналы мира. Как не тревожится, если появление всё новых химических веществ в отходах производства, смытые дождями с полей удобрения и ядохимикаты, приводят к резкому увеличению количества стоков, содержащих вещества, опасные для всего живого.
Как не тревожиться, если медики сигнализируют: от болезней, вызванных нехваткой чистой питьевой воды, на земном шаре страдает свыше 800 миллионов человек!
Причина каждого инфекционного заболевания- возбудитель, невидимый глазом микроорганизм: палочка или вирус, стрептококк или вибрион.
Возбудителями брюшного тифа являются палочки. Длительное время они могут сохраняться в воде, канализации, различных пищевых продуктах. При этом заболевании появляются слабость, потеря аппетита, головные боли, повышение температуры. Все больные подлежат обязательной госпитализации. Чтобы избежать эпидемии брюшного тифа, необходимо поддерживать хорошее санитарное состояние населённых мест, обеспечивать правильное водоснабжение.
Холера- одна из пяти особо опасных инфекций. Заражение происходит в результате происходит в результате проникновения холерных
вибрионов через рот, преимущественно с инфицированной некипячёной водой или с грязных рук. Холерные вибрионы долго сохраняют свою жиз-неспособность в воде, особенно в небольших закрытых водоёмах.
Дизентерией человек может заразиться через сырую воду, немытые овощи и ягоды, снятые с огорода. Болезнь распространена в местностях с жарким и тёплым климатом. Но может встречаться и в нашей местности в летний период.
Кроме этого, через грязную воду во время купания можно получить различные кожные заболевания.
Чтобы избежать всех этих болезней, нужно заботиться о чистоте водоёмов: не бросать мусор в реку и по берегам, поддерживать чистоту и на улицах села, и во время дождя вся эта грязь не смывалась в реку. Особо
следует заботиться о санитарном состоянии источников воды для питья. Чистая вода- залог здоровья.(1)
Растущее вмешательство человека в природу, непродуманная, а порой
бесхозяйственная деятельность людей приводит к необратимым экологи-ческим и биологическим последствиям, к резкому ухудшению качествен-ного состояния окружающей среды. Результатом такого воздействия
общества на природу являются истощение её ресурсов и загрязнение.
Красноярский край богат водой. Около 19% всех пресных вод нашей страны находится в Красноярском крае и Хакасии. Здесь протекает Енисей- самая многоводная река страны.
«В гранитных породах пути обивая,
От вольных тувинских степ
Спешит к океану река штормовая
Красавец тайги- Енисей…»
(И. Рождественский.)(2)
Но водные богатства распределены неравномерно. Больше половины
Этого бесценного дара природы находится в малообжитых или необжитых районах.
Приходиться создавать искусственные водоёмы, назначение которых не только в том, чтобы вращать агрегаты ГЭС, но и обеспечивать водой население, промышленные предприятия, потребности сельского хозяйства. С каждым годом увеличивается в крае площадь орошаемых земель, а значит, всё больше воды необходимо для сельского хозяйства.
В нашей стране приняты Основы, водного законодательства об орга-низации правильного экономного расходования воды, чтобы она не загрязнялась промышленностью, сельским хозяйством.(2)
Практическая часть .
Помимо изучения литературных источников об удивительных свойствах воды и проблемах её охраны, нас интересовали и практические исследования на прозрачность, запах, жёсткость, наличие нерастворимых примесей.
Вода бралась из трёх источников:
1)Ершов ключ,
2) Школьная колонка,
3) Центральная колонка.
Чтобы проверить прозрачность воды, мы ставили стакан с водой на книгу. Если буквы не расплывались, можно было прочитать через воду текст, то вода достаточно прозрачная.
При проверке воды на прозрачность оказалось, что во всех источниках вода достаточно прозрачная, лишь в школьной колонке (источник № 2) вода имеет желтоватый оттенок. Самая прозрачная вода оказалась в Ершовом ключе ( источник № 1).
Запаха не обнаружено ни в одном источнике. Это свидетельствует о том, что в воде не содержится продуктов разложений органических веществ.
Меньше всего нерастворимых примесей содержится в воде, взятой из Ершова ключа; самое большое количество примесей содержится в воде из школьной колонке. Чтобы обнаружить твёрдые частицы в воде, мы её профильтровали. На фильтре были заметны крупные твёрдые частицы. Затем, рассматривая каплю воды под микроскопом, обнаружили наибольшее количество инородных тел в воде, взятой в школьной колонке.
Анализируя жёсткость мы провели такой опыт:
1. Мерным цилиндром налили 10 мл исследуемой воды в коническую колбу.
2. Наполнили бюретку мыльным раствором, добавили 1 мл мыльного раствора в колбу. Если не образуется пена, добавим ещё несколько мл растворов мыла. Продолжим добавлять мыльный раствор, пока не образуется устойчивая пена ( она должна держаться не менее 30 секунд.)
3. Запишем объём мыльного раствора, необходимого для образования устойчивой пены с 10 мл исследуемой воды.
4. Ополоснём колбу, повторим действия 1-3 с различными образцами воды.
Вода. | Объём мыльного раствора, требующегося для образования мыльной пены, мл. |
Ершов ключ | 1 |
Школьная колонка | 2 |
Центральная колонка | 3 |
Жёсткость природных вод изменяется в широких пределах. Она различна в данных водоемах, а в одной и той же реке изменяется в течении года, и в течение паводка может быть минимальной.
Присутствие в воде значительного количества солей кальция или магния делает воду непригодной для многих технических целей. Так, при продолжительном питании плотной котлов жёсткой водой их стенки постепенно покрываются плотной корки накипи, отчего резко увеличивается расход топлива.(8)
Жёсткая вода не даёт пены с мылом, и при этом отмываемость ухудшается.
Жёсткой водой нельзя пользоваться при крашение тканей; жёсткая вода ухудшает и качество приготовленной пищи.
Заключение
Подводя итог этой работе, хотелось бы отметить ещё один чёткий вывод, сформулированный в результате её проведения. Он заключается в том, что для исследования воды различными методами недостаточно написать на эту тему одну единственную работу или провести три- четыре эксперимента.
По каждому разделу теоретической части моей работы уже были проведены научные изыскания учёными, об этом я узнала из различных источников.
Целью моей работы было изучение свойств воды; экологических проблем, связанных с загрязнением природных вод, а также освоение простейших способов анализа воды.
Я считаю поставленная цель нами достигнута. По этой проблеме было изучено много литературы, а также проведены опыты по исследованию анализа воды на прозрачность, запах, наличие нерастворимых примесей, жёсткость.
Проведённое нами исследование состояния источников питьевой воды в селе показало, что вода в нашем селе хорошего качества, но с повышенной жёсткостью. Такую воду без предварительной обработки нельзя использовать в автоматических стиральных машинах, паровых котлах и ещё она плохо даёт пену с мылом, при этом отмываемость воды ухудшается. Жёсткой водой нельзя пользоваться при крашении тканей; жёсткая вода ухудшает качество приготовленной пищи. Это окончательно нас убедило в том, что я в своей работе смогла рассмотреть лишь малую часть одной из экологических проблем. Таких проблем очень много и я планирую дальше заниматься этой проблемой.
Однако я надеюсь, что каждый человек, взрослый и школьник, были внимательны к воде и бережно её расходовали.
А на гербе водяного царства можно написать девиз «Никому не уступлю». Смысл его- великая роль воды в жизни Земли.(9)
Литература
1) Скуратова, Н. С., Гурина, И.В., Природопользование – Москва-Ростов- на Дону, 2005.
2) Безруких, В. К., Кириллов, М. В., Физическая география Красноярского края и Хакасии- Красноярское книжное издательство, 1993.
3) Новая Иллюстрированная Энциклопедия. –Т. 4.- М.: ООО «Мир книги», 2001.
4) Петрянов, И.В. Самое необыкновенное вещество в мире- М.: Педагогика, 1975.
5) Финкельштейн, Д. Н. Чистота вещества- М.: Атомиздат- 1975.
6) Гроссе, Э., Вансмантель, Х. Химия для любознательных. -2-е изд.- Л.: Химия, Ленинградское отделение, 1985.
7) Фримантл, М. Химия в действии.- Т. 2.- М.: Мир, 1991.
8) Ширшина, Н.В., Химия. Проектная деятельность.- Волгоград-2007.
9) Горощенко, В. П., Хрестоматия по природоведению.-Москва-1979.
www.ronl.ru
Поволжская Государственная Социально-Гуманитарная Академия
Кафедра Экологии и экологического образования
Внеаудиторная самостоятельная работа
по курсу Экологии
на тему «Жизнь и вода, жизнь в воде».
Выполнен: студентка 1 курса
Факультета управления
Специальности мен. орг.
НасрдиноваЮлия
Проверил КПР, доцент
Лизунова Е.В.
Самара 2010.
Содержание:
- Введение
- Роль воды в природе и живых организмах
- Вода - фрактал
- Характеристика воды на планете
-Откуда взялась вода на нашей планете?
- Заключение
- Список используемой литературы
- Приложение
Введение
«Воде была дана волшебная власть стать соком жизни на Земле.»
Леонардо да Винчи
Вода – на первый взгляд простейшее химическое соединение двух атомов водорода и одного атома кислорода – является, без всякого преувеличения, основой жизни на Земле. Не случайно ученые в поисках форм жизни на других планетах солнечной системы столько усилий направляют на обнаружение следов воды.
В нашей повседневной жизни мы сталкиваемся с водой постоянно. При этом, перефразируя песню из старого кинофильма, можно сказать, что мы "воду пьем" и "воду льем".
Вода - это древний универсальный символ чистоты, плодородия и источник самой жизни, это второй по важности элемент, необходимый для функционирования организма, после кислорода, это неотъемлемый атрибут жизни, без которого просто невозможно нормально существовать.
Вода в нашей жизни - самое обычное и самое распространенное вещество. Однако с научной точки зрения это самая необычная, самая загадочная жидкость. Пожалуй, только жидкий гелий может соперничать с ней. Но необычные свойства жидкого гелия (такие, как сверхтекучесть) проявляются при очень низких температурах (вблизи абсолютного нуля) и обусловлены специфическими квантовыми законами. Поэтому жидкий гелий - это экзотическое вещество. Вода же в нашем сознании является прообразом всех жидкостей, и тем более удивительно, когда мы называем ее самой необычной. Но в чем же заключается необычность воды? Дело в том, что трудно назвать какое-либо ее свойство, которое не было бы аномальным, то есть ее поведение (в зависимости от изменения температуры, давления и других факторов) существенно отличается от такового у подавляющего большинства других жидкостей, у которых это поведение похоже и может быть объяснено из самых общих физических принципов. К таким обычным, нормальным жидкостям относятся, например, расплавленные металлы, сжиженные благородные газы (за исключением гелия), органические жидкости (бензин, являющийся их смесью, или спирты). Вода имеет первостепенное значение при большинстве химических реакций, в частности и биохимических. Древнее положение алхимиков - «тела не действуют, пока не растворены» - в значительной степени справедливо. Человек и животные могут в своем организме синтезировать первичную ("ювенальную") воду, образовывать ее при сгорании пищевых продуктов и самих тканей. У верблюда, например, жир содержащийся в горбу, может путем окисления дать 40 л воды. Связь между водой и жизнью столь велика, что даже позволила В. И. Вернадскому «рассматривать жизнь, как особую коллоидальную водную систему... как особое царство природных вод». Вода - вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик И.В.Петрянов свою научно - популярную книгу о воде назвал “Самое необыкновенное вещество в мире”. А доктор биологических наук Б.Ф.Сергеев начал свою книгу “Занимательная физиология” с главы о воде - “Вещество, которое создало нашу планету”. Ученые правы: нет на Земле вещества более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого же вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий, сколько в её свойствах.
Роль воды в природе и живых организмах
Роль воды в природе и живых организмах невозможно переоценить.Она покрывает 74% поверхности Земли и образует океаны, моря, реки и озёра. Немалая часть воды находится в газообразном состоянии (в виде паров в атмосфере), в виде снега и льда, в недрах земли. Общие запасы воды на Земле составляют 1454,3 млн км? ( из них менее 2% относятся к пресным водам, а доступны для использования 0,3%). Вода - одно из наиболее распространённых веществ на Земле, при этом она покрывает большую часть планеты.
В первичной водной оболочке земного шара воды было гораздо меньше, чем теперь (не более 10% от общего количества воды в водоемах и реках в настоящее время). Дополнительное количество воды появилось впоследствии в результате освобождения воды, входящей в состав земных недр. По расчетам специалистов, в составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем в Мировом океане. При средней глубине в 4 км Мировой океан покрывает около 71% поверхности планеты и содержит 97,6% известных нам мировых запасов свободной воды. Реки и озера содержат 0,3% мировых запасов свободной воды.
Большими хранилищами влаги являются и ледники, в них сосредоточено до 2,1% мировых запасов воды. Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.
Около 86% водяного пара поступает в атмосферу за счет испарения с поверхности морей и океанов и только 14% за счет испарения с поверхности суши. В итоге в атмосфере концентрируется 0,0005% общего запаса свободной воды. Количество водяного пара в составе приземного воздуха изменчиво. При особо благоприятных условиях испарения с подстилающей поверхности оно может достигать 2%. Несмотря на это, кинетическая энергия движения воды в морях составляет не более 2% от кинетической энергии воздушных течений. Происходит это потому, что более трети солнечного тепла, поглощаемого Землей, тратится на испарение и переходит в атмосферу. Кроме того, значительное количество энергии поступает в атмосферу за счет поглощения проходящего через нее солнечного излучения и отражения этого излучения от земной поверхности. Прошедшая же через водную поверхность лучистая энергия Солнца и небесного свода уменьшается в интенсивности наполовину уже в верхнем полуметре воды вследствие сильного поглощения в инфракрасной части спектра. Арабаджи Всеволод Исидорович. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973
Природная вода не бывает совершенно чистой, она содержит различные примеси: в пресных водах это обычно от 0,01 да 0,1% (масс.), в морской воде - 3,5%(масс.). Причём в последней главную массу растворённых веществ составляет хлорид натрия (поваренная соль). Горбачёв В.В. Концепции современного естествознания (учебник для вузов) Москва. «Оникс» 2008 г.
Вода, содержащая большое количество солей кальция и магния, называется жёсткой, в отличие от мягкой воды, например, дождевой.
Роль и значение воды для возникновения и существования жизни огромна, поскольку именно из неё в основном состоят почти все живые существа, да и сама жизнь по общепринятой модели А.И. Опарина зародилась в океане.
Растворенные в морской воде аммиак и углеводы в контакте с некоторыми минералами при достаточно высоком давлении и воздействии мощных электрических разрядов могли обеспечить образование белковых веществ, на основе которых в дальнейшем возникли простейшие организмы. По мнению К.Э. Циолковского, водная среда способствовала предохранению хрупких и несовершенных вначале организмов от механического повреждения. Суша и атмосфера стали впоследствии второй ареной жизни. Арабаджи Всеволод Исидорович. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973
Неизмеримо велика роль воды в природе и жизни человека. Можно сказать, что все живое состоит из воды и органических веществ. Она - активнейший участник формирования физической и химической среды, климата и погоды. При этом она влияет и на экономику, промышленность, сельское хозяйство, транспорт и энергетику.
Без пищи мы можем прожить несколько недель, а без воды - лишь 2-3 дня. Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в организм воды примерно в 2 раза больше по весу, чем питательных веществ. Потеря организмом человека более 10% воды может привести к смерти. В среднем в организме растений и животных содержится более 50% воды, в теле медузы ее до 96%, в водорослях 95-99%, в спорах и семенах от 7 до 15%. В почве находится не менее 20% воды, в организме же человека вода составляет около 65%. Разные части человеческого организма содержат неодинаковое количество воды: стекловидное тело глаза состоит из воды на 99%, в крови ее содержится 83, в жировой ткани 29, в скелете 22 и даже в зубной эмали 0,2%. В течение всей своей жизни человек теряет воду из организма, и его биоэнергетический потенциал уменьшается. В шестинедельном человеческом эмбрионе содержание воды составляет до 97%, у новорождённого - 80%, у взрослого - 60-70%, а в организме пожилого человека - лишь 50-60%.
Вода абсолютна необходима для всех ключевых систем жизнеобеспечения человека. Вода и содержащиеся в ней вещества становятся средой питания и поставляют живым организмам необходимые для жизни микроэлементы. Она содержится в крови (79%) и способствует переносом по кровеносной системе в растворённом состоянии тысяч необходимых веществ и элементов (геохимический состав воды близок к составу крови животных и человека.).
В лимфе, которая осуществляет обмен веществ между кровью и тканями живого организма вода составляет 98%.
Вода сильнее других жидкостей проявляет свойства универсального растворителя. Через определённое время она может растворить почти любое твёрдое вещество.
Такая всеобъемлющая роль воды обусловлена её уникальными свойствами.
Вода - фрактал
Структура воды в организме человека играет огромную роль в получении извне, хранении и получении информации. И эта структура фрактальна.
Исследователям под руководством Ю.Левина удалось обнаружить фрактальные водяные потоки в человеческом организме и научиться управлять ими. Они выяснили, что существует связь лимфатических путей на поверхности тела с внутренними органами. И если требуется доставить лекарство в определенный орган, надо только знать, в какое место на теле его необходимо ввести. А потоки жидкости сами доставят его по назначению.
Доказательство фрактальности питьевой воды (структурной упорядоченности) имеет принципиальное значение для понимания биоинформационных свойств питьевой воды, так как именно фракталы, как информационно-полевые структуры, объясняют особые (информационно-энергетические) свойства питьевой воды, что находит свое применение в новых направлениях современной медицины - биоинформационной медицине, новых физических методах контроля питьевой воды с учетом ее биоэнергетических свойств
Характеристика воды на планете
Никого из нас не удивляет дождь или падающий снег, гладь плавно текущей реки или озера. Другое дело - огромные просторы морей и океанов, водопады, гигантские ледники, сползающие с заоблачных высот, струи гейзеров, подобно фонтанам бьющие из-под земли. От этих красот у любого захватит дух. Но редко кто задумывается над тем, откуда взялись моря или реки, дождь или снег, каковы свойства воды, предстающей в таком разнообразном виде. Вода - самая загадочная жидкость на Земле. Певцы древних степных народов издавна воспевали её, поэты посвящали ей удивительные строки. Даже о капле воды написано множество страниц. А ученые по сей день, как и сотни лет назад, не могут дать точного ответа на, казалось бы, несложный вопрос: что такое вода? Французский писатель и летчик Антуан де Сент-Экзюпери ответил на этот вопрос так: “Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты - сама жизнь. Ты наполняешь нас невыразимой радостью… Ты - самое большое богатство на свете.
Откуда взялась вода на нашей планете?
Происхождение воды на Земле столь же неясно, как и происхождение самой нашей планеты. Есть несколько гипотез того, откуда взялась вода. В зависимости от ответа на этот вопрос ученые разделились на два лагеря - сторонников метеоритного и сторонников “горячего” происхождения Земли. Первые считают, что Земля вначале была большим холодным твердым метеоритом, вторые - что расплавленным огненным шаром. Сторонники метеоритного происхождения говорят, что вода в виде льдистой или снегоподобной массы входила в состав того самого метеорита, который стал прапрапрадедом Земли. Сторонники “горячего” происхождения утверждают, что вода выделялась, как пот, из разогретого глубинного вещества (магмы) Земли в процессе его охлаждения и отвердения (кристаллизации). Вода просочилась на поверхность и скапливалась в низинах - так постепенно образовывались моря и океаны. А потом, из-за того что Солнце неравномерно нагревало поверхность Земли, начался круговорот воды, появились реки и озера и т.д.
Заключение
«Надо ждать особый исключительный характер физико-химических свойств воды среди всех других соединений, который отражается и на её положении в мироздании, и на структуре мироздания».
В.И.Вернадский.
Мы привыкли к воде и часто даже не задумываемся о том, какие тайны скрывает от нас это удивительное вещество. Вода покрывает большую часть нашей планеты. Она присутствует везде и всюду и именно благодаря ей возможна сама жизнь, которая и зародилась в океане. Более того, вероятно, что вода играет огромную роль не только в нашей повседневной жизни, но и во всей Вселенной. До сих пор неизвестно, как вода появилась на Земле, но она несомненно стала величайшим даром природы. Вода обладает множеством уникальных свойств, природу которых мы не всегда можем понять. А память воды и присутствие в ней золотого сечения- наверняка не самые удивительные её свойства, а лишь одни из многих, нам ещё не известных.
Без воды на Земле нет деятельной жизни. Однако вода - самая большая загадка природы. Исключением из исключений называл ее Л. Полинг, и надо полагать, он был прав.
Список используемой литературы:
- Горбачёв В.В. - Концепции современного естествознания (учебник для вузов) - Москва. «Оникс». 2008 г.
- Тихоплав В.Ю., Тихоплав Т.С. Гармония Хаоса или Фрактальная реальность. ИД «ВЕСЬ». Санкт-Петербург. 2003 г..
- Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник “Экология. 10-11 класс”, “Дрофа”, 2000
- Масару Эмото «Послания воды»
superbotanik.net
