Конференция «Вода-это жизнь!» (стр. 3 )

Жесткая вода

В жесткой воде растворены минералы, по­павшие туда из горных пород, по которым текла вода. Тип минералов, растворенных в воде, зависит от типа горных пород, по которым течет водаВ такой воде мыло плохо мылится, потому что оно вступает в реакции с минералами и образует хлопья. Существует жесткая вода двух видов; разница между ними в типе растворенных минералов. Тип минералов, растворенных в воде, зависит от типа горных пород, по которым течет вода (см. рис.). Временная жесткость воды возникает при реакции известняка с дождевой водой. Известняк — это нерастворимый карбонат кальция, а дождевая вода — слабый ра­створ угольной кислоты. Кислота вступает в реакцию с карбонатом кальция и образует гидрокарбонат, который растворяется в воде и придаст ей жесткость.

При кипении или испарении воды с временной жесткостью часть минералов выпадает в осадок, образуя накипь на дне чайника или сталактиты и сталагмиты в пещере. Вода с постоянной жесткостью содержит другие кальциевые и магниевые со­единения, например гипс. Эти минералы при кипячении не выпадают в осадок.

Умягчение воды

Удалить минералы, делающие воду жест­кой, можно путем добавления в раствор стиральной соды или путем ионного обмена — процесса, аналогичного деионизации воды при очистке.  Вещество, содержащее ионы натрии, которые обмениваются с находящимися в воде ионами кальция и магния. В ионообменнике жесткая вода проходит через цеолит — вещество, содержащие натрий. В цеолите ионы кальция и магния замешаются на ионы натрия, которые не придают воде жесткости. Стиральная сода — это карбонат натрия. В жесткой воде она вступает в реакцию с соединениями кальция и магния. В результате получаются нерастворимые со­единения, не образующие хлопьев.

Загрязнение воды

Когда неочищенная вода с заводов и из домов попадает в моря и реки, происходит загрязнение воды. Если в воде слишком много отходов, бактерии, разлагающие органические вещества, размножаются и поглощают почти весь кис­лород. В такой воде выживают только болезнетворные бактерии, способные жить в воде без кислорода. Когда уровень растворенного а воде кислорода снижается, рыбы и растения умирают. В воду также попадает мусор, пестициды и нитраты из удобрении, ядовитые металлы — свинец, ртуть. Ядовитые вещества, в том числе металлы, попадают в организм рыб, а от них — в организмы других животных и даже человека. Пестициды убивают микроорганизмы и животных, нарушая тем самым природный баланс. Удобрения с полей и моющие средства, содержащие фосфаты, попадая в воду, вызывают усиленный рост растений. Растения и бактерии, питающиеся мертвыми растениями, поглощают кис­лород, снижая его содержание в воде.

Краткая характеристика роли воды для организмов

Вода — важнейшее неорганическое соединение, без которого невозможна жизнь на планете Земля. Это вещество является и важнейшей частью живого вещества, и играет большую роль как внешний фактор для всех живых существ.

На планете Земля вода встречается в трех агрегатных состояниях: газообразном (пары в атмосфере), жидком (вода в гидросфере и туманообразная в атмосфере) и твердом (вода в ледниках, айсбергах и т. д.). Формула парообразной воды — Н2О, жидкой (Н2О)2 (при Т = 277 К) и (Н2O)n — для твердой воды (кристаллы льда), где n = 3, 4, … (зависит от температуры — чем ниже температура, тем больше величина n). Молекулы воды объединяются в частицы с формулой (Н2O)n в результате образования особых химических связей, называемых водородными; такие частицы называются ассоциатами; за счет образования ассоциатов возникают более рыхлые структуры, чем жидкая вода, поэтому при температуре ниже 277 К плотность воды, в отличие от других веществ, не увеличивается, а уменьшается, в результате лед плавает на поверхности жидкой воды и глубокие водоемы не промерзают до дна, тем более что вода имеет малую теплопроводность. Это имеет большое значение для организмов, живущих в воде, — они не погибают при сильных морозах и выживают во время зимних холодов до наступления более благоприятных температурных условий.

Наличие водородных связей обусловливает высокую теплоемкость воды, что делает возможным жизнь на поверхности Земли, так как наличие воды способствует уменьшению перепада температур днем и ночью, а также зимой и летом, ведь при охлаждении вода конденсируется и тепло выделяется, а при нагревании вода испаряется, на разрыв водородных связей затрачивается энергия и поверхность Земли не перегревается.

Молекулы воды образуют водородные связи не только между собой, но и с молекулами других веществ (углеводов, белков, нуклеиновых кислот), что является одной из причин возникновения комплекса химических соединений, в результате образования которого и возможно существование особого вещества — живого вещества, образующего различные живые организмы.

Экологическая роль воды огромна и имеет два аспекта: она является как внешним (первый аспект), так и внутренним (второй аспект) экологическим фактором. Как внешний экологический фактор вода входит в состав абиотических факторов (влажность, среда обитания, составная часть климата и микроклимата). Как внутренний фактор вода играет большую роль внутри клетки и внутри организма. Рассмотрим роль воды внутри клетки.

В клетке вода выполняет следующие функции:

1) среда, в которой располагаются все органоиды клетки;

2) растворитель как для неорганических, так и для органических веществ;

3) среда для протекания различных биохимических процессов;

4) катализатор для реакций обмена между неорганическими веществами;

5) реагент для процессов гидролиза, гидратации, фотолиза и т. д.;

6) создает определенное состояние клетки, например тургор, что делает клетку упругой и механически прочной;

7) выполняет строительную функцию, состоящую в том, что вода входит в состав различных клеточных структур, например мембран, и т. д.;

8) является одним из факторов, объединяющих все клеточные структуры в единое целое;

9) создает электрическую проводимость среды, переводя неорганические и органические соединения в растворенное состояние, вызывая электролитическую диссоциацию ионных и сильно полярных соединений.

В организме роль воды состоит в том, что она:

1) выполняет транспортную функцию, так как переводит вещества в растворимое состояние, а полученные растворы за счет различных сил (например, осмотического давления и др.) перемещаются от одного органа к другому;

2) осуществляет проводящую функцию за счет того, что в организме содержатся растворы электролитов, способные проводить электрохимические импульсы;

3) связывает воедино отдельные органы и системы органов за счет наличия в воде особых веществ (гормонов), осуществляя при этом гуморальную регуляцию;

4) является одним из веществ, которые регулируют температуру тела организма (вода в виде пота выделяется на поверхность тела, испаряется, за счет чего теплота поглощается и организм охлаждается);

5) входит в состав пищевых продуктов и т. д.

Значение воды вне организма охарактеризовано выше (среда для обитания, регулятор температуры внешней среды и т. д.).

Для организмов большую роль играет пресная вода (содержание солей менее 0,3%). В природе химически чистой воды практически не существует, наиболее чистой является дождевая вода сельской местности, удаленной от крупных населенных пунктов. Для организмов пригодна вода, содержащаяся в пресных водоемах — реках, прудах, пресных озерах.

8.Очистка воды

Механические способы очистки воды. Само название метода говорит о том, какую именно цель здесь преследуют. С помощью разнообразных фильтров вода очищается от ненужных и вредных частиц. Для начала жидкость попадает на поверхность фильтра, откуда переходит через весь загрузочный фильтрующий материал, таким образом, задерживаются частички определенных размеров. Но если с помощь этого метода можно избавиться от относительно крупных загрязнителей, то вот от бактерий и мелких органических частиц фильтры спасти не могут. Хлорирование воды. Довольно известный метод очищения, которые позволяет продезинфицировать воду. Но у этой методики также есть свой недостаток, о котором знает каждый человек. Пить такую воду просто невозможно. Озонирование. Сравнительно новый и достаточно эффективный способ очищения воды, которые позволяет избавиться от органических остатков. Озон к тому же считается очень сильным дезинфицирующим средством. К сожалению, этот метод довольно дорогостоящий и только начинает завоевывать популярность. К сожалению, вода, которой обеспечиваются дома и квартиры, не всегда является качественной. Именно поэтому необходимо подумать о том, как сделать ее лучше в домашних условиях.

Способы очистки воды в домашних условиях Как правило, с водой, текущей из-под крана, возникают некоторые проблемы. Во-первых, она содержит в себе соли магния и кальция, которые делают ее жесткой. Еще одна опасность — это наличие ненужных продуктов распада органики, включая нитриты и аммиак. Также в воде могут содержаться примеси железа и марганца — такая жидкость приобретает желтоватый цвет. Наиболее часто осадок ржавчины в воде является результатом ее перемещения по старым трубам. И, конечно же, одной из главных проблем является хлор. Но воду можно очистить и сделать пригодной к использованию самостоятельно. Есть несколько весьма эффективных и распространенных способов. Отстаивание. Для того чтобы вода стала чистой, ее необходимо поместить в емкость и дать отстояться хотя бы в течение суток. За это время из жидкости выветрится примерно 90% хлора. Если на дне образовался рыжеватый осадок, воду необходимо отфильтровать. Но этот метод не подойдет в том случае, если жидкость насыщена бактериями и микроскопическими водорослями. Кипячение. Подобный метод позволяет значительно смягчить воду, так как соли магния и кальция попросту осядут на стенки посуды. За время кипячения из жидкости выветрится весь хлор. Кроме того, высокие температуры помогут уничтожить большую часть живых микроорганизмов. Но вот если в воде высокий уровень органических веществ, кипятить ее нельзя, так как соединения азота быстро прореагируют с хлором. Бытовые фильтры для очистки воды. На сегодняшний день нам предлагают огромный выбор самых разнообразных фильтров. Работа пассивных фильтров базируется на простой фильтрации, когда часть загрязняющих частичек просто оседает в порах. Кстати, в качестве наполнения для такого фильтра довольно часто используют активированный уголь. Есть и активные фильтры, содержащие определенный ряд веществ. Эти вещества при прохождении воды вступают в реакции с загрязнителями, таким образом, нейтрализуя их. Стоит отметить, что фильтр для воды необходимо выбирать очень внимательно. В первую очередь руководствуйте именно проблемой вашей воды, будь то жесткость или наличие органики.