Вода – это жизнь

Из атомов мир создавала природа

Два атома легких взяла водорода,

Прибавила атом один кислорода,

И получилась частица воды,

Море воды, океаны и льды

В 1947 г. известный норвежский исследователь Тур Хейердал на плоту «Кон-Тики» за 101 сутки прошёл 8000 км в Тихом океане. Океан был чист и прозрачен. А в 1969 г. , дрейфуя на папирусной лодке «Ра», он и его спутники были потрясены степенью загрязненности Атлантического океана. Их лодка обгоняла пластиковые сосуды, изделия из нейлона, пустые бутылки, консервные банки. Чёрные пятна мазута загрязняли поверхность океана.

Океан седой гремит набатно,

Он таит обиду в глубине,

Чёрные, раскачивая пятна

На крутой разгневанной волне.

Стали люди сильными, как боги

И судьба Земли у них в руках.

Но темнеют страшные ожоги

У земного шара на боках.

Мы давно «освоили» планету.

Широко шагает новый век.

На Земле уж «белых» пятен нету.

Чёрные сотрёшь ли, человек?

Немного истории

Уже первые доступные нам письменные памятники многих народов отражают представление о воде как главной жизнеобразующей силе, о её первичности. Ещё в античную эпоху у истоков естественно-научного представления об окружающем нас мире основатель милетской школы древнегреческий мыслитель Фалес (624-548 гг. до н. э. ), объясняя все явления природы движением и превращением воды, считал, что «вода – первооснова всего». Взгляды Фалеса несомненно повлияли на философию другого мыслителя древности – Платона (427-347 г. до н. э. ). Ему принадлежит идея о круговороте воды, хотя она и опиралась на ошибочные представления о том, что все поверхностные воды земли имеют своим непосредственным началом морскую воду. Но главная мысль Платона о круговороте воды для тех древних времён была гениальной. Ученик Платона – Аристотель (384-322 гг. до н. э. ) внёс в представления своего учителя о круговороте воды существенные изменения. Он первым понял его как процесс испарения с поверхности морей и океанов под влиянием солнечного тепла с последующей конденсацией влаги высоко над землей и выпадением осадков, питающих реки. Но ещё многие столетия в разных интерпретациях сохранялись и представления в земной коре морских вод в пресные, об изливающихся на поверхность реках. Об этом писали и Л. Кар, и более полутора тысяч лет спустя Леонардо да Винчи, и даже такой блестящий учёный эпохи Возрождения, как Р. Декарт.

В IX в. арабский учёный Максуди поставил простой и очень убедительный опыт, подтверждающий теорию Аристотеля об атмосферной циркуляции вод: испарил морскую воду и получил пресный конденсат из её паров. Итог двухтысячелетнему становлению представлений о формировании пресноводных потоков Земли подвёл в XVIII в. Ж. Бюфонн. Во «Всеобщей и естественной частной истории» он впервые научно сформировал сущность круговорота природных вод, учтя и атмосферную циркуляцию, и связи поверхностных и подземных вод, и талые воды горных ледников.

На протяжении веков многие учёные вслед за Аристотелем полагали, что возможны вообще взаимопревращения воды, земли, огня и воздуха. На этой позиции стояли и голландский химик, и физиолог И. Ван-Гельмонт, и Авиценна, и английский химик Р. Бойль, жившие почти 2 тыс. лет спустя. Они не могли подойти к реальным научным представлениям о воде как веществе. Лишь в конце XVIII в. труды европейских физиков (П. Лапласа, А. Лавуазье и др. ) доказали, что вода – соединение только двух элементов – водорода и кислорода, положив конец многовекоой теории превращения воды в иные вещества. Это было начало современной науке о составе и свойствах воды.

Вода – основа жизни на Земле

Постараюсь ответить на вопрос: «Почему вода, по словам В. И. Вернадского, создаёт всю жизнь?» Видимо, она имеет какие-то особые свойства, которые определяют её первостепенное значение в жизни всей планеты и всего живого, в том числе и человека. Уникальные свойства воды – самого распространённого вещества на Земле:

1. Только вода в нормальных земных условиях находится в трёх агрегатных условиях.

2. При переходе из одного состояния в другое либо требуется затрата тепла (испарение, таяние), либо тепло выделяется (конденсация, замерзание).

3. При охлаждении ниже +4оС плотность воды уменьшается, объём увеличивается, причём в момент замерзания происходит резкое увеличение объёма на 10% от объёма жидкости.

4. Высокая теплоёмкость. В значительно большей степени, чем другие вещества, вода способна поглощать тепло. У всех тел теплоёмкость при росте температуры увеличивается. У воды с повышением температуры от 0 до 27оС она падает, затем начинает расти. Интервал между 30оС и 40оС – вторая точка изменения структуры воды.

5. Вода – сильнейший инертный растворитель. Это свойство связано с двухполюсной структурой молекулы воды (диполь). Под воздействием диполей воды связи между атомами и молекулами на поверхности погружённых в неё веществ ослабевают в 80 раз.

6. Большое поверхностное натяжение и смачивающая способность.

7. Чем большее давление испытывает вода, тем выше её точка замерзания.

Вышеуказанные свойства во многом определяются структурой молекулы воды и молекулярных ассоциаций. Благодаря этим свойствам вода играет важную роль во всех природных процессах, совершающихся на Земле. К важнейшим из них следует отнести круговорот воды.

Океан – общее достояние человечества

Мировой океан занимает 365 млн. км2, оставляя на долю материков только 148, да и то 10% из них покрыты льдом. Поэтому космонавт Л. Кизим писал: «Странно, что нашу планету когда-то назвали Землей. Каждые два часа из трех под нами простирается вода. Более точное название для нее было бы Океан.

Распределение воды в гидросфере (по объёму) мировой океан96,4%

Воды суши 3,58%

В том числе: подземные воды 1,68% ледники и постоянный снежный покров 1,79% подземные льды в зоне многолетней мерзлоты 0,02% болота 0,007% реки 0,001% озёра 0,01%

Вода в атмосфере 0,0007%

Термин «Мировой океан» предложил в 1917 г. русский географ-океанограф Юлий Михайлович Шокальский (1856-1940),имя которого носит Российское географическое общество.

Мировой океан состоит из четырёх огромных частей: Тихого, Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого океанов. Это крупные части Мирового океана, обладающие всеми присущими ему свойствами. Иногда говорят о пятом океане (Южном) – части Мирового океана вокруг Антарктиды, но официально он не выделен. Доли океанов от площади Мирового океана показаны на диаграмме:

Тихий 50

Атлантический 25

Индийский 21

Северный Ледовитый 4

Температура воды в Мировом океане – непостоянная величина. Верхний слой воды нагревается солнечными лучами, поэтому его температура меняется в зависимости от близости к экватору. Если около экватора этот показатель не превышает 25оС, то вблизи Северного полюса температура может опускаться до 0 и даже чуть ниже. Замерзает солёная вода при -1,9оС.

Океан беспредельно богат. Не зря же бога морей Нептуна в древних легендах представляли всемогущим. Его "кладовые" неисчерпаемы. Чего там только нет! В воде океана содержится более 70 химических элементов! Только золота там растворено столько, что его на каждого жителя нашей планеты придется около трёх килограммов. Известно, что без соли, как без воды. По данным 1990 г. , уже треть её добычи приходилась на морские промыслы. Вообще, в водах океана растворено множество различных солей. Если их извлечь из воды и равномерно рассыпать по суше, то слой будет выше Останкинской телебашни.

В ряде стран из морской воды добывают важные для промышленности вещества. Например, в США оттуда берут более половины всего магния, потребляемого в стране, а в Англии эта цифра составляет более 80%. Более 100 тысяч тонн брома добывают из океанов США, Англия, Аргентина, Индия, Япония. Берут оттуда же литий, рубидий, цезий, которые нужны в радиотехнике, ракетной, атомной и компьютерной технике, микроэлектронике.

Это всё содержится в самой воде. А как насчёт дна? Здесь тоже есть несметные количества железа, марганца, меди. И что особенно важно, есть в прибрежных районах нефть и газ. Разведка в шельфовой зоне показывала, что там запасов нефти и газа в два раза больше, чем на суше.

Ресурсы пресных вод на планете

Футурологи считают, что будущие войны могут возникнуть в результате борьбы за пресную воду. В настоящее время четверть населения Земли постоянно испытывает недостаток в питьевой воде.

Ресурсы пресных вод Земли формируются в процессе глобального круговорота воды, который является опреснителем вод и способствует их непрерывному возобновлению. При кажущемся обилии воды на планете пресная вода составляет всего 3% от общих запасов, причём ¾ пресной воды составляют льды Арктики и Антарктики. Пятую часть составляют подземные воды. Лишь 1% циркулирует в реках и озёрах.

Общее потребление пресных вод из года в год возрастает во всех регионах мира. Если в начале нашего столетия человечество потребляло 400 км3 воды в год, то ныне нам необходимо уже около 4000 км3 , т. е. около 10% объёма мирового речного стока.

В результате постоянно растущего водопотребления происходит истощение ресурсов пресных вод за счёт загрязнения их источников, безвозвратного расхода воды.

Охрана вод

Но океан уже много лет является не только "сокровищницей", но и огромной помойкой, влияющей на наше существование.

Как-то одна из экспедиций, работавшая в Тихом океане вдали от берегов и судоходных линий, подсчитала различный мусор, плавающий вокруг. За восемь часов учёные увидели пятьдесят три пластиковых банки и коробки. А по оценке американских океанологов сейчас только в северной части этого океана плавает несколько миллионов только пустых бутылок. Что тогда говорить о других отходах?

Но всё же основную угрозу для океана представляют не отходы человеческой деятельности, а нефть. Сотни тысяч тонн нефти вытекают из попавших в аварии танкеров. В течение последних десяти лет произошли более пятидесяти аварий крупных нефтеналивных судов. В большинстве случаев удалось более или менее предотвратить разлив нефти. Но вот только один пример: при аварии танкера "Амоко Кадис", наскочившего на рифы у берегов Франции, вытекло 230 тыс. тонн нефти, образовавшей "чёрный прилив", обрушившийся на пляжи, устричные плантации, рыбацкие гавани на протяжении 200 км. Также немало нефти попадает в воду, когда промывают трюмы танкеров или сбрасывают балласт.

К чему может привести попадание нефти в воду? Растекаясь по воде тонкой плёнкой, она оказывает губительное влияние на многие звенья пищевых и биологических цепочек. Для ликвидации последствий разлива после вышеупомянутой аварии потребовалось несколько суток, а для восстановления естественного экологического баланса потребуется примерно десять лет. И это после одной аварии, а ведь их произошло с 1997 г. , как можно подсчитать, около одной каждые 2,5 месяца.

Из-за этого в реках и озёрах, куда попадают сточные воды, всё живое или погибает, или мутирует. Такая вода – источник серьёзных заболеваний.

Как вы понимаете, когда мы бережно относимся к воде, мы сохраняем энергию. Представьте, что в 2015 г. на каждого человека планеты будет приходиться по 30 л. воды на каждый день. Чистой пресной воды на планете становится все меньше. Недостаток её уже ощутим во многих странах. Но дело не в истощении запасов, а в загрязнении. Заводы, электростанции фабрики потребляют огромное количество воды и одновременно загрязняют её сточными водами, сосредоточенными, главным образом, в Африке и Азии, удельное потребление воды в 10 раз меньше. В настоящее время суммарный объём потребляемой населением воды превысил 250 км3 в год. Но лишь 4% населения земного шара пользуются водой в достаточном количестве, т. е. около 300–400 л/сутки на человека (из которых 10% доброкачественная питьевая вода), а для 2/3 населения

Прежде чем в ваш дом придёт чистая питьевая вода, необходимо затратить энергию на водозаборной станции, чтобы накачать воду, очистить её и обработать хлором для дезинфекции. Для очистки канализационных стоков также требуется электроэнергия.

Методы исследований и их результаты

О роли воды в природе ярко и тонко сказал академик И. В. Петрянков « Разве вода – это только жидкость, что налита в стакан? Океан, опоясывающий всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой Милины лет назад зародилась жизнь, - это вода»

Воду надо беречь!

Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду - это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы. , В настоящее время суммарный объём потребляемой населением воды превысил 250 км3 в год. Но лишь 4% населения земного шара пользуются водой в достаточном количестве, т. е. около 300–400 л/сутки на человека (из которых 10% доброкачественная питьевая вода), а для 2/3 населения, сосредоточенных, главным образом, в Африке и Азии, удельное потребление воды в 10 раз меньше.

Прежде чем в ваш дом придёт чистая питьевая вода, необходимо затратить энергию на водозаборной станции, чтобы накачать воду, очистить её и обработать хлором для дезинфекции. Для очистки канализационных стоков также требуется электроэнергия. А как же с потреблением пресной воды обстоят дела у нас дома? Чтобы ответить на этот вопрос, я решил провести исследование. Задание по проведению такой работы мы получили на уроке экологии.

Определение использования воды в домашнем быту

Наша семья состоит из трех человек. Я проводил наблюдение с 17 по 23 октября 2006 года и получил следующие результаты:

СКОЛЬКО ВОДЫ МЫ ИСПОЛЬЗУЕМ КАЖДЫЙ ДЕНЬ КАК Я МОГУ УМЕНЬШИТЬ РАСХОД ВОДЫ НЕОБХОДИМОСТЬ УМЕНЬШЕНИЯ РАСХОДА

17 октября – 197 л При мытье посуды, когда моешь губкой, надо Такой расход воды неприемлем и с применением

18 октября – 415 л. отключать воду. мер по уменьшению ее расхода можно было

19 октября – 308 л. При умывании также надо применять подобные уменьшить первоначальный итог на 815 литров,

20 октября – 282 л. меры. что является немалой цифрой, если учесть один

21 октября – 412 л. Не открывать кран без надобности. из прогнозов, что к 2015 г. может остаться по

22 октября – 153 л. Экономно расходовать воду при уборке 30 литров пригодной для употребления воды на

23 октября – 135 л. квартиры. человека.

ИТОГО: 1902 л. Во время стирки, для полоскания набирать в ванну воду, а не в тазик, потому что в нем нужно чаще менять ее.

ВЫВОД: Проведя это наблюдение, я был поражен, что наша семья может столько потратить воды за одну неделю, а ведь мы даже никогда над этим не задумывались. А если действительно в сутки на нашу семью будет приходиться всего 30 литров воды, как же мы тогда будем выходить из этого положения? Оказывается , есть над чем подумать, и прежде всего, каждый раз включая кран с водой, помнить, чем экономнее я буду расходовать воду, тем дольше отодвину срок 215 года. Вот теперь я понял, что от каждого из нас зависит, когда же наступит год.

Но есть еще одна причина, почему нужно экономить воду? Это экономия электроэнергии.

Исследование свойств маслянистых веществ

Работая над этой темой, я решил провести еще одно исследование. Вся причина в том, что наша дача находится на берегу реки Кута, а летом я живу на даче и вижу, как дачники, приезжая вечером на свои дачи из города, моют на берегу реки машины. По поверхности воды плывут маслянистые и разноцветные, блестящие пятна. Каковы же последствия этих пятен? На реке не видно водоплавающей птицы, а с удочкой на берегу сидеть бесполезно, даже гольяна не выловишь. Это меня и натолкнуло на проведение следующей работы.

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МАСЛЯНИСТЫХ ВЕЩЕСТВ И ВЛИЯНИЕ ИХ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ В ВОДЕ

Цель: я хочу показать сложность очищения водоёмов от нефти.

Оборудование и материалы: пипетка, два плоских прозрачных сосуда, растительное масло, вода, стиральный порошок, перо птицы, ручная лупа (масло взято, так как и нефть, и масло при контакте с водой ведут себя одинаково).

Ход работы: Я взял перо птицы и капнул на него воду из пипетки. Я увидел, что капля по перу не растекалась из-за его особой природной смазки. Я поместил немного воды и масла в один сосуд и увидел, что они не образовали эмульсию, а что масло растеклось по поверхности воды. Я перемешал воду и масло пером и увидел, что масло осталось на пере. После этого я смешал в другом сосуде стиральный порошок и воду и промыл перо этой смесью. Высушив перо, я убедился, что его свойства изменились, в частности, опахало не смачивалось, очистить его ничем не возможно. Это затрудняет перелет птиц и приводит их к гибели. А пятна бензин и мазута, попадая на оперение оказывают еще более серьезные последствия, так как очищая их с перьев клювом, в организм птицы попадает бензин и мазут, вызывая отравление птиц. Такое же действие оказывают эти вещества и на все живое в воде. Теперь мне понятно, почему так остро стоит экологическая проблема в тех регионах, где случается аварии на нефтетанкерах и в воду выливается нефть.

Из-за этого, проблема очистки нефти с перьев морских птиц, которые пострадали от аварий с последующим разливом нефти, на сегодняшний день практически неразрешима

ВЫВОД: Проводя эту работу, я пришел к выводу, летом обязательно буду говорить и делать замечание тем, кто подъедет близко к реке для мытья машины.

Проведённая мною работа убедила меня в том, что вода – действительно источник жизни. И, чтобы нам в 2015 г. не пришлось испытывать недостаток воды, пригодной для употребления, я считаю, что от каждого человека, хоть сколько-нибудь заботящегося о нашей планете, зависит количество воды на ней.

Так давайте же помнить об этом каждый раз, когда открываем кран, моем машину у реки или наливаем лишнюю воду в ванную. Воду надо беречь! Это надо понять и запомнить каждому. Беречь воду – это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы. Как вы понимаете, когда мы бережно относимся к воде, мы сохраняем энергию.

А свою работу мне хочется закончить такими словами:

Безбрежная ширь океана

И тихая заводь пруда,

Струя водопада и брызги фонтана,

И все это только вода.

Тучи, облака, туман, несущие влагу всему живому на земной поверхности, - это ведь тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снег покрывающий почти половину планеты, - и это вода.

В кружево будто одеты

Деревья, кусты, провода.

И кажется сказкою это,

А в сущности – все это вода.