Реферат выполнил Царев А., ст. гр. САПР - 1 - В96
Московский Государственный Горный Университет
Кафедра химии
Москва, 1996 г.
ВОДНАЯ СРЕДА.
Водная среда включает поверхностные и подземные воды.
Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. 375 млн. кубических километров--около 98% всей воды на Земле. Поверхность океана (акватория) составляет 361 млн. квадратных километров. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей 149 млн. квадратных километров. Вода в океане соленая,причем большая ее часть (более 1 млрд. кубических километров) сохраняет постоянную соленость около 3,5% и температуру,примерно равную 3,7 o С. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине 50-60 метров.
Два раза в месяц оплачиваются дополнительные сборы. В низких минерализованных водах все больше ощущаются все кислотные и горькие вкусы, в то время как небольшая минерализованная вода даст больше свежего ощущения, эти дегустаторы были отобраны в ходе обонятельных и вкусовых испытаний, а затем обучены приобретению общего словарного запаса. На дегустации они должны судить по шкале от 0 до 4 ощущений, ощущаемых на языке, а также вкусов и запахов, обнаруженных в горле. Эти критерии не только вкусового интереса, поскольку они дают некоторые указания на возможные проблемы, объясняет Доменико Мантегацци: «Загрязненный, земной вкус может исходить от метаболитов планктона и водорослей, которые в количестве обнаруживают фильтрация не является оптимальной».
Подземные воды бывают солеными, соленоватыми(меньшей солености) и пресными; существующие геотермальные воды имеют повышенную температуру(более 30`С). Для производственной деятельности человечества и его хозяйственно-бытовых нужд требуется пресная вода, количество которой составляет всего лишь 2,7% общего обьема воды на Зем ле, причем очень малая ее доля (всего 0,36%) имеется в легкодоступных для добычи местах. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. кубических километров. Кроме того, может использо ваться часть подземных вод, равная 13 тыс. кубическим километрам. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около 5000 кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территотии. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или ги перфильтрацию: пропускают под большим перепадом давлений через полимерные мембраны с микроскопическими отверстиями, задерживающими молекулы соли. Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов (или их части), которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого пред ложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Важным обстоятельством, присущим водной среде, является то, что через нее в основном передаются инфекционные заболевания (примерно 80% всех заболеваний). Впочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка,туберкулез,передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здраво охранения (ВОЗ) обьявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды.
Что касается пользователей сети, то в Женеве, как и в других местах, когда они. жалуются, это особенно касается послевкусия хлора. Легко исключаемый вкус: «Для обеспечения микробиологического качества для потребителя крайне необходимо иметь дезинфицирующее средство, которое позволяет избежать любого микробиологического развития». Этот хлорный вкус можно устранить просто путем заполнения графина, положив его в холодильник, а затем выпив воду через несколько минут. Водопроводчик несет ответственность за качество воды только при ее транспортировке до предела владения.
Водный баланс земли.
Чтобы представить,сколько воды участвует в круговороте, охарактеризуем различные части гидросферы.Более 94% ее составляет Мировой океан. Другая часть(4%)-подземные воды.При этом следует учесть,что большая их часть относится к глубинным рассолам,а пресные воды составляют 1/15 долю.Значителен также обем льда полярных ледников:с пересчетом на воду он достигает 24 млн.км., или 1,6% объема гидросферы. Озерной воды в 100 раз меньше -230 тыс.км. , а в руслах рек содержится всего лишь 1200 км. воды, или 0,0001% всей гидросферы. Однако, несмотря на малый объем воды,реки играют очень большую роль: они,как и подземные воды, удовлетворяют значительную часть потребностей населения, промышленности и орошаемого земледелия. Воды на Земле довольно много. Гидросфера составляет около 1/4180 части всей массы нашей планеты. Однако на долю пресных вод,исключая воду, скованную в полярных ледниках, приходится немногим более 2 млн.км., или только 0,15% всего объема гидросферы.
Доминик Мантегацци: Из частного домена владелец виллы или здания или здания гарантирует, что качество воды не ухудшается. Если внутренняя установка не очень хорошего качества или плохого размера, существуют явления стагнации, которые приводят к явлениям коррозии. Вода может быть желтой, поэтому потребителям рекомендуется пропускать воду через несколько минут, если они эта проблема.
Один из основных аргументов. минералы для продвижения их бутилированной воды. минеральные соли, которые они содержат, но вода сети не обязательно должна быть бледной от сравнения. «Нам нужно богатство в полезных ископаемых». В течение некоторого времени в ряде стран, включая, в частности, Соединенные Штаты, принимаются меры, чтобы положить конец этим отходам или. меньше ограничение. В Швейцарии, Национальный советник Жак. Это даст преимущество тем, кто. производят минеральную воду на месте. Вода распределения имеет превосходное качество, поэтому нет причин переносить ее столь же сложно.
Вода с точки зрения химии.
Огромная роль воды в жизни человека и природы послужила причиной того, что она была одним из первых соединений, привлекших внимание учёных. Тем не менее изучение воды ещё далеко не закончено.
Общие свойства воды.
Вода в силу популярности её молекул способствует разложению контактирующих с ней молекул солей на ионы, но сама вода проявляет большую устойчивость и в химически чистой воде содержится очень мало ионов
Это часть огромного спектра энергосбережения, и мы должны постепенно принимать всевозможные мелкие меры, которые в совокупности сократят потребление энергии, если возможно, одну треть того, что она сейчас представляет. Для Жака Нейринка вода в бутылках не соответствует реальной потребности, это чисто маркетинговый вопрос: В бутилированных водах есть реклама. чтобы обесценить воду распределения. Это чистое манипулирование рекламой.
Вы пить водопроводную воду здесь? Провести глобальный взгляд на ситуацию во франкоговорящей Швейцарии. мы отправились снимать образцы в 17 городах, выбранных для их репрезентативности из разных источников. снабжение питьевой водой, а именно. Невшатель: Невшатель, Ле Локль.
по H + и OH - .
Вода - инертный растворитель; химически не изменяется под действием большинства технических соединений, которые она растворяет. Это очень важно для всех живых организмов на нашей планете, поскольку необходимые их тканям питательные вещества поступают в водных растворах в сравнительно мало измененном виде. В природных условиях вода всегда содержит то или иное количество примесей, взаимодействия не только с твердыми и жидкими веществами, но растворяя также и газы.
Лаборатория провела все анализы, необходимые для проверки гигиены и химической способности отобранной воды. Вердикт: Воды семнадцати городов прекрасно реагируют на. Швейцарское законодательство о питьевой воде. Все эти сети постоянно контролируются. Клод Рамзиер: В одном случае: уменьшить количество известняка. Некоторые приборы не обеспечивают высокую концентрацию известняка из-за. депозиты. В противном случае это не оправдано, ни с металлами. пестицидов или бактерий. Следует отметить, что фильтры, какими бы они ни были, должны регулярно меняться.
Даже из свежевыпавшей дождевой воды можно выделить несколько десятков миллиграммов различных растворенных в ней веществ на каждый литр объема. Абсолютно чистую воду никогда и никому ещё не удавалось получить ни в одном из её агрегатных состояний; химически чистую воду, в значительной мере лишенную растворенных веществ, производят путем длительной и кропотливой очистки в лабораториях или на специальных промышленных установках.
Если они хранятся слишком долго, они не содержат бактерий. Как вода в сети, так и вода в бутылках содержат минеральные соли. Вопрос в том, сколько. Кальций, необходимый для прочности костей и зубов. Но рассчитываем ли мы на воду для приема кальция? В принципе, если у вас есть достаточное количество и разнообразие продуктов, вам не нужно пить богатую кальцием воду для удовлетворения ваших потребностей. Исключение: рекомендуется для людей, которые не едят молочные продукты и пожилых людей которые имеют остеопороз. Не забывайте, что дорогая вода не гарантирует высокого потребления кальция.
В природных условиях вода не может сохранить “химическую чистоту”. постоянно соприкасаясь со всевозможными веществами, она фактически всегда представляет собой раствор различного, зачастую очень сложного свойства. В пресной воде содержание растворенных веществ обычно превышает 1 г./л. От нескольких единиц до десятков граммов на литр колеблются содержание солей в морской воде: например, в Балтийском море их всего 5 г./л., в Чёрном - 18, а в Красном море - даже 41 г./л.
Магний, который имеет несколько функций, в частности по отношению к. мышцы, нервы, а также устойчивость к стрессу и. инфекции. Рекомендуемый суточный прием: 400 мг. Было обнаружено, что Валзер богат магнием. Другие три минеральные воды были ближе к уровням воды. Сульфаты, полезные для состава многих клеток организма, ногтей, кожи и волос.
Остальные три минеральные воды содержат много. больше сульфатов. Но богатство сульфата представляет собой небольшое. проблема. Петра Меш: Воды, богатые сульфатами, приведут, в результате удаления мочи, кальция и магния. И, к сожалению, воды, богатые кальцием и. магний также используются в качестве сульфатов. Петра Меш: «Если вы пьете литр Виши Селестины, вы. у вас уже есть 3 г соли на ежедневном рационе, который огромен, а вода, богатая натрием, также будет способствовать устранению мочи кальция и магния».
Солевой состав морской воды в основном на 89% слагается из хлоридов (преимущественно хлорида натрия, калия и кальция), 10% приходится на сульфаты (натрия, калия, магния) и 1% - на карбонаты (натрия, кальция) и другие соли. Пресные воды содержат обычно больше всего - до 80% карбонатов (натрия и кальция), около 13% сульфатов (натрия, калия, магния) и 7% хлоридов (натрия и кальция).
В свете этих сравнений есть ли какие-либо причины выпить? вода в бутылках, а не водопроводная вода? «Нам нужны минералы, но, выпивая достаточную водопроводную воду и имея разнообразную и достаточную диету, мы также покрываем наши потребности в минералах». И подготовить бутылки В Швейцарии это не оправдано, потому что что вода достаточно чистая, чтобы иметь возможность делать чистые бутылки. Рекомендуется кипятить воду, а затем воду до трех или шести месяцев. пусть прохладно сделать бутылки.
От порошка до глаз по ценам на золото. Что касается здоровья, то в принципе сбалансированная диета покрывает наши потребности в минеральных солях, но в случае дефицита организма, некоторые из этих минеральных вод могут помочь перебалансировать требуемое потребление минеральной соли. Минералы в воде сети: все результаты.
Вода хорошо растворяет газы (особенно при низких температурах), главным образом кислород, азот, диоксид углерода, сероводород. Количество кислорода иногда достигает 6 мг./л. В минеральных водах типа нарзан общее содержание газов может составлять до 0,1%. В природной воде присутствуют гумусовые вещества - сложные органические соединения, образующиеся в результате неполного распада остатков растительных и животных тканей, а также соединения типа белков, сахаров, спиртов.
Один из основных аргументов, используемых шахтерами для. способствуют их бутилированной воде, это минеральные соли. Однако вода в сети не должна быть сопоставимой. Вода участвует во всех реакциях, происходящих в организме человека. Она выполняет очень важную транспортную функцию молекул, которые являются фундаментальными для жизни клеток. В этом состоянии настоящие минералы проявляют «интенсивное каталитическое стимулирующее действие на клеточном уровне». Было обнаружено, что присутствие коллоидных металлов обратно пропорционально меньшей концентрации солей в воде. почечный диурез предпочитают слабые воды солей. Как «читать» минеральную воду.
Вода обладает исключительно высокой теплоемкостью. Теплоемкость воды принята за единицу. Теплоемкость песка, например, составляет 0,2, а железа - лишь 0,107 теплоемкости воды. Способность воды накапливать большие запасы тепловой энергии позволяет сглаживать резкие температурные колебания на прибрежных участках Земли в различные времена года и в различную пору суток: вода выступает как бы регулятором температуры на всей нашей планете.
Минеральные воды продаются в контейнерах с этикетками с многочисленными данными. Чтобы прочитать этикетку, следует помнить, что состав минеральной воды определяется 48 параметрами, которые составляют набор веществ, которые подвергаются анализу для проверки их качества.
Фиксированный остаток Основными компонентами минеральных вод являются: натрий, калий, кальций, магний, хлориды, сульфаты и бикарбонаты. Нитраты иногда также составляют часть основных компонентов, но их присутствие на определенных уровнях концентрации не является хорошим знаком. Минеральные воды отличаются друг от друга из-за различного содержания этих веществ: у нас будет высокая, средняя и низкая соленая вода. В минеральных водах фиксированный остаток является очень важным параметром, поскольку он позволяет классифицировать минеральные воды и выбирать воды в соответствии с различными потребностями.
Следует отметить особое свойство воды - её высокое поверхностное натяжение - 72,7 эрг/см 2 (при 20 о С). В этом отношении из всех видов дидкостей вода уступает только ртути. Подобное свойство воды во многом обусловлено водородными связями между отдельными молекулами H 2 O. Особенно наглядно проявляется поверхостное натяжение в прилипании воды ко многим поверхностям - смачивании. Установлено, что вещества - глина, песок, стекло, ткани, бумага и многие другие, легко смачиваемые водой, непременно имеют в своем составе атомы кислорода.такой факт оказался ключевым при обьяснении природы смачивания: энергитически не уравновешенные молекулы поверхностного слоя воды получают возможность образовать дополнительные связи с “чужими” атомами кислорода.
Электропроводность Слитые соли в воде позволяют пропускать электрический ток, потому что они находятся в ионной форме, то есть оснащены одним или несколькими электрическими зарядами: в воде мы будем иметь ионы натрия, ионы калия, ионы сульфата и другие. Поскольку увеличение электропроводности оказывается пропорциональным количеству растворенных веществ, это полезный параметр для получения меры, хотя и приблизительной, содержания солей, растворенных в минеральной воде. Очень «чистая» вода имеет очень низкая электропроводность.
Смачивание и поверхностное натяжение лежат в составе явления, названного капилярностью: в узких каналах вода способна подниматься на высоту гораздо большую, чем та, которую “ позволяет” сила тяжести для столбика данного сечения.
В капилярах вода обладает поразительными свойствами. Б.В.Дерягин установил, что в капилярах вода, сконденсировавшаяся из водяного пара, не замерзает при 0 0 и даже при снижении темрературы на десятки градусов.
Измерение электропроводности является косвенным методом, хотя и приблизительным, для получения фиксированного остатка воды. В прошлом термин «твердость» использовался для количественной оценки способности воды вызывать осаждение нерастворимых соединений кальция и магния из соответствующих щелочных мыл, используемых в качестве детергентов. Первоначально концепция твердости, таким образом, выражала большую или меньшую емкость воды при производстве пены при добавлении к определенному количеству мыла: присутствие кальция и магния уменьшает образование и, таким образом, ограничивает «промывочную мощность»воды.
Молекулы воды отличаются большой термической устойчивостью, при деструкции по схеме: 2H 2 O Û 2H 2 + O 2 + 2 · 245,6 Кдж.
начинается при температуре выше 1000 0 С, и при 2000 0 С составляет лишь 1,8%. При 5000 0 С водяной пар со взрывом нацело разлагается на водород и кислород.
Вода относится к слабым электролитам.
H 2 O Û H + + OH -
Вода весьма реакционноспособное вещество: может проявлять как окислительнын, так и восстановительные свойства. Так, под действием сильных восстановителей вода проявляет окислительные свойства: на холоде окисляет щелосные и щелочноземельные металлы, а при температуре накаливания - железо, углерод и др.
Средняя или высокая твердость может вызвать изменение вкуса воды, но никаких проблем со здоровьем. Натрий Е является распространенным элементом земной коры и является одним из основных компонентов многих типов пород. Он всегда присутствует в минеральных водах в основном из-за высокой растворимости. Натрий образуется в результате выщелачивания поверхностных и подземных отложений соли, кремнистые минералы, вторжение морской воды в пресноводные водоносные горизонты и, наконец, очень маленькие, но очевидные в некоторых водах, происходят из-за дождя, который содержит в определенных районах морские аэрозоли. очень важный элемент метаболизма человека.
2Na + 2H 2 O ® 2NaOH + H 2
3Fe + 4H 2 O ® Fe 3 O 4 + 4H 2
Под действием сильных окислителей (фтор, хлор, электрический ток) вода проявляет восстановительные свойства. Так, реакцию взаимодействия со фтором можно представить следующим образом:
2F 2 +2H 2 O Û 2H 2 F 2 +O 2
Cуществует три типа присоединения воды к молекулам других веществ: по ионному, координатному и адсобционному типу.
Если высокое содержание воды в этом элементе не рекомендуется людям с сердечно-сосудистыми заболеваниями, нет никаких оснований рекламировать слишком много воды с низким содержанием натрия, как если бы это было компонент воды, наиболее подверженный риску для организма человека. Наконец, существует потребность в реинтеграции этого элемента в организм мы, особенно в течение лета, когда потение в изобилии.
Калий Калий главным образом получен из основных силикатов, которые образуют магматические или глинистые породы. Поскольку он является незаменимым элементом для организма человека и часто в небольших объемах в большинстве вод, не было определено предела для извлечения этого элемента из воды.
Присоединение по ионному типу происходит к оксидам щелочных, щелочноземельных и редкоземельных металлов, а также к кислотным оксидам:
CaO + H 2 O ® Ca (OH) 2
P 2 O 5 + 3H 2 O ® 2H 3 PO 4
Вода, присоединяемая по ионному типу, называется конституционной. Она удаляется при нагревании с большим трудом. Так отщепление от едкого натра начинается при 1388 o С:
2NaOH ® Na 2 O + H 2 O
К ионам металлов - комплексообразователей присоединение идёт по координатному типу:
CaCl 2 + CH 2 O ® Ca(H 2 O) 6 · Cl 2
Полученные соединения называются аквакомплексами, а вода, вошедшая в их состав, - кристаллизационной. Кристаллизационная вода удаляется легче,чем конституционная, например, при выветривании.
Различные вещества адсорбируют на своей поверхности некоторое количество воды за счет межмолекулярных сил притяжения. Вода, присоединенная по адсорбционному типу, называется гигроскопической; она удаляется легче, чем кристалллизационная.
Ионный состав природных вод.
Происходящее в почвах процессы окисления органических веществ вызывают расход кислорода и выделение углекислоты, поэтому в воде при фильтрации её через почву возрастает содержание углекислоты, что приводит к обогащению природных вод карбонатами кальция, магния и железа, с ообразованием растворимых в воде кислых солей типа:
CaCO 3 + H 2 O + CO 2 ® Ca(HCO 3) 2
Бикарбонаты присутствуют почти во всех водах в тех или иных количествах. Большую роль в формировании химического состава воды играют подстилающие почву грунты, с которыми вода вступает в соприкосновение, фильтруясь и растворяя некоторые минералы. Особенно интенсивно обогащают воды осадочные породы,такие, как известняки, доломиты,мергели, гипс, каменная соль и др. В свою очередь почва и породы обладают способностью адсорбировать из природной воды некоторые ионы (например, Ca 2+ , Mg 2+), замещая их эквивалентным количество других ионов (Na + , K +).
Подпочвенными водами легче всего расстворяются хлориды и сульфаты натрия и магния, хлорид кальция. Силикатные и алюмосиликатные породы граниты, кварцевые породы и т.д.) почти нерасстворимы в воде и содержащей углекислоту и органические кислоты.
Наиболее распространенними в природных водах являются следующие ионы: Cl- ,SO 4 ,HCO 3 ,CO 2 ,Na + ,Mg 2+ ,Ca 2+ ,H + .
Ион хлора присутствует почти во всех природных водоемах, причем его содержание меняется в очень широких пределах. Сульфат - ион также распространен повсеместно. Основным источником растворенных в воде сульфатов является гипс. В подземных водах с содержанием сульфат - иона обычно выше, чем в воде рек и озер. Из ионов щелочных металлов в природных водоемах в наибольших количествах находится ион натрия, который является характерным ионом сильноминерализованных вод морей и океанов.
Ионы кальция и магния в маломинерализованных водах занимают первое место. Основным источником ионов кальция является известняки, а магния - доломиты (MgCO 3 ,CaCO 3). Лучшая расстворимость сульфатов и карбонатов магния позволяет присутствовать ионам магния в природных водах в больших концентрациях, чем ионов кальция.
Ионы водорода в природной воде обусловлены диссоциацией угольной кислоты. Большинство природных вод имеют pH в пределах 6,5 - 8,5. Для поверхностных вод в связи с меньшим содержанием в них углекислоты pH обычно выше, чем для подземных.
Соединения азота в природной воде представлены ионами аммония, нитритными, нитратными ионами за счет разложения органических веществ животного и растительного происхождения. Ионы аммония, кроме того, попадают в водоемы со сточными промышленными водами.
Соединения железа очень часто встречаются в природных водах, причем переход железа в раствор может происходить под действием кислорода или кислот (угольной, органических(. Так например, при окислении весьма распространенного в породах пирита получается сернокислое железо:
FeS 2 + 4O 2 ® Fe 2+ + 2SO 2 а при действии угольной кислоты - карбонат железа:
FeS 2 + 2H 2 CO 3 ® Fe 2+ + 2HCO 3 + H 2 S + S.
Соединения кремния в природных водах могут быть в виде кремнеивой кислоты. При pH < 8 кремниевая кислота находится практически в недиссоциированном виде; при pH >8 кремниевая кислота присутствует совместно с HSiO 2 , а при pH >II - только HsiO 2 . Часть кремния находится в коллоидном состоянии, с частицами состава HSiO 2 H 2 O , а также в виде поликремнеивой кислоты: X·SiO 2 ·y·H 2 O. В природных водах присутствуют также Al 3+ ,Mn 2+ и другие катионы.
Помимо веществ ионного тапа природные воды содержат также газы и органические и грубоцисперсные взвеси. Наиболее распространенными в природных водах газами являются кислород и углекислый газ. Источником кислорода является атмосфера, углекислоты - биохимические процессы, происходящие в глубинных слоях земной коры, углекислота из атмосферы.
Из органических веществ, попадающих извне, следует отметить гуминовые вещества, вымываемые водой из гумусовых почв (торфянников, сапропелитов и др.). Большая часть из них находится в коллоидном состоянии. В самих водоемах органические вещества непрерывно поступают в воду в результате отмирания различных водных организмов. При этом часть из них остается взвешенной в воде, а другая опускается на дно, где происходит их распад.
Грубодисперсные примеси, обуславливающие мутность природных вод, представляют собой вещества минерального и органического происхождения, смываемые с верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время весенних паводков.
Подземные воды.
Советский ученый лебедев на основе многочисленных экспериментов разработал классификацию видов воды в почвах и грунтах. Представления А.Ф.Лебедева, получившие дальнейшее развитие в более поздних исследованиях, позволили выделить следующие виды воды в горных породах: в форме пара, связанную, свободную, в твердом состоянии.
Парообразованная вода занимает в породе поры, не заполненные жидкой водой, и перемещается за счет различной величины упругости пара или потоком воздуха. Конденсируясь на частицах породы, водяные пары переходят в другие виды влаги.
Различают несколько видов связанной воды. Сорбированная вода удерживается частицами породы под влиянием сил, возникающих при взаимодействии молекул воды с поверхностью этих частиц и с обменными катионами. Сорбированную воду разделяют на прочносвязанную и рыхлосвязанную. Если влажную глину подвергать давлению, то даже под давлением в несколько тысяч атмосфер часть воды невозможно удалить из глины. Это прочносвязанная вода. Полное удаление такой воды достигается лишь при температуре 150 - 300 о С. Чем меньше минеральные частицы, слагающие породу, и, следовательно, выше их поверхностная энергия, тем большее количество прочносвязанной воды в этой породе. Рыхлосвязанная, или пленочная, вода образует плёнку вокруг миниральных частиц. Она удерживается слабее и довольно легко удаляется из породы под давлением. Особенно важную роль играет сорбированная вода в глинистых породах. Она влияет на просностные свойства глин и фильтрационную способность.
Как уже указывалось, связанная вода участвует в строении кристаллических решёток некоторых минералов. Кристаллизационная вода входит в состав кристаллической решётки. Гипс, например содержит две молекулы воды CaSO 4 ·2H 2 O. При нагревании гипс теряет воду и превращается в ангидрит (CaSO 4).
Известно, что при температуре около 4 о С вода имеет максимальную плотность 1,000 г/см 3 . При 100 о С её плотность - 0,958 г/см 3 , при 250 о С - 0,799 г/см 3 . За счет пониженной плотности происходит конвективное, восходящее движение нагретых подземных вод.
Принято считать, что вода практически несжимаема. Действительно, коэффициент сжимаемости воды, показывающий, на какую долю первоначального объема уменьшится объём воды при увеличении давления на I aт, очень мал. Для чистой воды он равен 5·10 -5 I/ат. Однако упругие свойства воды, а также водовмещающих пород играют важнейшую роль в подземной гидродинамике. За счет сил упругости создается напор подземных вод. Температура и давление действуют на плотность воды в противоположном направлении.
Плотность подземных вод зависит также от их химического состава и концентрации солей. Если пресные подземные воды имеют плотность, близкую к 1 г/см 3 , то плотность концентрированных рассолов достигает 1,3 - 1,4 г/см 3 . Повышение температуры приводит к значительному уменьшению вязкости подземных вод и, таким образом, облегчает их движение через мельчайшие поры.
Подземные воды исключительно разнообразны по свому химическому составу. Высокогорные источники обычно дают очень пресную воду с низким содержанием растворенных солей, иногда менее 0,1 г. в 1 л., а в одной из скважин в Туркменистане был рассол с минерализацией 547 г/л.
Список литературы
1. “Состав, свойства и методы очистки сточных вод предприятий горной промышленности” Е.Ф. Панина 1990г.
2. И.Ф.Ливчак, Ю.В.Воронов "Охрана окружающей среды".
3. Н.М.Чернова,А.М.Былова "Экология".
4. журнал "ЗНАНИЕ"(народный университет естественнонаучный факультет), "Земля людей".
"Водная" тематика все чаще звучит в российской прессе, при этом часто приводятся рассуждения о достоинствах или недостатках воды с точки зрения снабжения организма полезными минералами. В некоторых материалах, опубликованных в солидных изданиях, достаточно безапелляционно заявляется: "Как известно, с водой мы получаем до 25% суточной потребности химических веществ". Причем эта цифра кочует по разным изданиям. Тем не менее, в разговорах специалистов в ходу больше цифра 6-8% со ссылкой на ВОЗ (Всемирная организация здравоохранения). Однако ни в первом, ни во втором случае докопаться до первоисточников нам не удалось. И мы решили сами поискать ответ на вопрос: "А сколько же может среднестатистический человек получить минеральных веществ из питьевой воды, отвечающей санитарным нормам?" В своих рассуждениях мы руководствовались простым житейским здравым смыслом и знаниями в объеме средней школы. Результаты мы свели в таблицу. Объясним содержимое ее колонок, а заодно и ход наших рассуждений.
Для начала необходимо определиться с несколькими исходными позициями:
1. Какие минеральные вещества и в каких количествах нужны человеку?
Вначале короткое лирическое отступление.
Вопрос о "минеральном составе" человека и, соответственно, потребностях его организма очень сложный, относящийся к числу фундаментальных и даже философских (особо пытливым рекомендуем глянуть статью из журнала "Философия науки" "Биогенная классификация химических элементов "). На бытовом уровне мы очень легко жонглируем (к сожалению и в массовой прессе тоже) терминами "полезные элементы", вредные или токсичные "элементы" и т.п. Начнем с того, что сама постановка вопроса о вредности-полезности химических элементов - плод человеческой мании величества. Химические элементы таковы, какие они есть. Они были такими миллионы и миллиарды лет назад и останутся такими даже тогда, когда не будет не только человечества, но и всей нашей планеты. Иначе говоря, то, что полезно бактериям, может быть вредно человеку и никто еще не доказал, что с точки зрения Природы человек важнее, чем бактерия. Если все же говорить о таких понятиях как "вредность" и "полезность", то еще в древности было известно, что все дело в концентрациях. То что полезно в минимальных количествах, может оказаться сильнейшим ядом в больших.
Но "вернемся к нашим баранам".
Мы ограничились списком основных "эссенциальных" (жизненно важных) макроэлементов и нескольких микроэлементов. Перечень приведен в 1-м столбце.
В качестве норм суточной потребности мы использовали данные, приведенные в Популярной медицинской энциклопедии. Причем, за базовое мы брали минимальное значение для взрослого мужчины (для подростков и женщин, особенно кормящих матерей, эти нормы зачастую больше). Показатели приведены во 2-м столбце.
2. Каков минеральный состав "средней" воды?
Понятно, что никакой "средней" воды нет и быть не может, поэтому ее необходимо "придумать". В качестве таковой мы предлагаем использовать гипотетическую воду, в которой концентрации элементов соответствует рекомендациям ВОЗ. Сделано это потому, что по данным ВОЗ именно такое предельно содержание каждого из элементов в воде делает ежедневное ее употребление безопасной для здоровья. В тех случаях, где соответствующие нормы ВОЗ не установлены мы руководствовались нормами российского СанПиН "Вода питьевая", либо, если этот параметр не нормируется и российскими нормами, то соответственно нормами ЕС или США (см. раздел "Неорганические примеси "). Исключением явился только йод, где в качестве предельной концентрации была принята цифра максимального содержания в природных пресных водах. Необходимо заметить, что концентрация некоторых элементов (например фосфора) была получена пересчетом из норм для более химически сложных элементов (в данном случае фосфатов). Дело в том, что элементарный фосфор - сильнейший яд и его ПДК (предельно допустимая концентрация) для питьевой воды очень мала.
Таким образом, в качестве потребляемой мы приняли некую воду, в которой содержание основных био-элементов равно максимально допустимому с точки зрения безопасности для здоровья (3-й столбец таблицы). Наверное, нет смысла говорить, что в реальности содержание большинства элементов в воде гораздо меньше ПДК. Оставим также за скобками нашего рассуждения риторический вопрос можно ли со спокойной душой постоянно употреблять воду в которой добрый десяток параметров находится на предельном уровне. Наоборот, будем считать, что такая вода "наиболее полезна" по своему минеральному составу.
На основе этих данных было вычислено, сколько воды надо употребить, чтобы набрать суточную норму по каждому элементу (4-й столбец таблицы). Огромным допущением здесь является то, что при расчетах усвояемость минералов из воды мы принимали за 100%, что далеко не соответствует действительности.
3. Каково суточное потребление воды среднестатистическим человеком.
Мы уже ответили на этот вопрос в разделе "Питьевой режим и баланс воды в организме ". В сутки непосредственно в виде жидкости (питья и жидкой пищи) человек употребляет 1,2 л воды. Именно эта цифра и легла в основу вычисления процента поступления с водой каждого элемента, который теоретически (с учетом всех вышеперечисленных допущений) может получить в сутки среднестатистический человек. Цифра получена путем деления 1,2 на соответствующую величину из 4-го столбца.
В итоге мы подсчитали средневзвешенный процент получения человеком макро- и микроэлементов, которое может обеспечить вода.
Чтобы не быть обвиненным в подтасовках приводим расчет полностью:
|
800х15+1200х0,12+500х12+2000х0,72+5000х4,8+2000х15+1000х10+10х3,6+2х90+2х60+0,1х89 |
|
|---|---|
|
800 + 1200 + 500 + 2000 + 5000 + 2000 + 1000 + 10 + 2 + 2 + 0,1 |
То есть, даже теоретически, вода не может обеспечить поступление в организм более 6,7% минеральных веществ, необходимых человеку.
!!!
.!!!
Разумеется, мы ни в коем случае не претендуем на абсолютную научность своих выводов. Более того, допускаем, что ошиблись процентов на 10-15% в меньшую сторону. В любом случае это как раз и дает те 6-8%, о которых по слухам говорит ВОЗ. Причем заметим, что эти цифры скорее всего теоретически возможные. На практике, учитывая реальное содержание макро- и микроэлементов в воде, эта цифра может быть уменьшена в 1,5 - 2 раза.
Собственно говоря, даже потратив уйму времени и изучив массу материалов, связанных с макро- и микроэлементами, можно найти только один элемент - фтор, про который прямо указывается, что источником его поступления в организм является вода. Про все остальные однозначно говориться, что их источником является пища.
Именно поэтому для сравнения мы приводим в 6-м столбце мини-список альтернативных (пищевых) источников поступления в организм тех же элементов. В скобках указано содержание соответствующего элемента в данном продукте (1 мг% соответствует содержанию элемента в миллиграммах на 100 грамм продукта). Мы использовали перечень из нескольких продуктов, чтобы проиллюстрировать тот факт, что организм получает тот или иной макро- или микроэлемент не за счет одного продукта, а как правило, понемногу из разных.
В 7-м столбце приведено количество того или иного продукта в граммах, употребление которого даст организму в сутки (с таким же допущением 100% усвояемости, что и для воды) то же количество соответствующего макро- или микроэлемента, что и наша гипотетическая вода (см. выше п.2).
Разумеется, приведенные данные ни в коей мере не могут служить рекомендациями по питанию . Этим занимается целая наука диетология. Данная таблица призвана только проиллюстрировать тот факт, что получить необходимые для организма макро- и микроэлементы гораздо проще и самое главное реальнее из пищи, чем из воды.
|
Элемент |
Суточная потребность |
ПДК |
Требуемое кол-во воды для получения 100% нормы |
Теоретически возможный % получения мин. веществ из воды |
Альтернативный источник |
Кол-во продук-та, обес-печи-вающее получе-ние био-элемен-тов, рав-ное пос-тупаю-щему с водой |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | ||||||
| Кальций |
Сыр твердый (1005 мг%) Брынза (550 мг%) Петрушка зел. (245мг%) Творог (160 мг%) Курага (160 мг%) Фасоль (150 мг%) Молоко (120 мг%) |
12 г |
||||
| Фосфор |
Грибы сушеные (606 мг%) Фасоль (540 мг%) Сыр твердый (500 мг%) Овсяная крупа (350 мг%) Печень (320 мг%) Рыба (250 мг%) Говядина (188 мг%) Хлеб ржаной (158 мг%) |
24 г |
||||
| Магний |
Арбуз (224 мг%) Орехи (200 мг%) Гречневая крупа (200 мг%) Овсяная крупа (116 мг%) Горох (107 мг%) Кукуруза (107 мг%) Хлеб пшен.2 сорт(89 мг%) Сыр твердый (50 мг%) |
27 г |
||||
| Калий |
Курага (1717 мг%) Фасоль (1100 мг%) Морская капуста (970 мг%) Горох (873 мг%) Арахис (732 мг%) Картофель (568 мг%) Редька (357 мг%) Помидоры (290 мг%) Свекла (288 мг%) Яблоко (278 мг%) |
0,86 г |
||||
| Натрий |
Соль пищевая (38710 мг%) Сыр мягкий (1900 мг%) Брынза овечья (1600 мг%) Капуста кваш. (930 мг%) Огурец сол. (900 мг%) Хлеб ржаной (610 мг%) Креветки (540 мг%) Морская капуста 520 Камбала (200) |
0,6 г |
||||
| Хлор |
