Воде свойственна исключительно высокая скрытая теплота плавления - количество тепла, необходимое для превращения льда в жидкость.
Вода обладает исключительно высокой скрытой теплотой испарения - количество тепла, необходимое для превращения воды в пар. Она кипит при температуре 100 градусов, а для того чтобы превратить грамм воды в пар, необходимо 539,1 калорий. При этом температура воды не повышается. Благодаря этой особенности, через атмосферу выравнивается температурная контрастность: испаряясь с поверхности южных морей, вода через атмосферу переносит тепло в умеренные широты, где и отдает его, конденсируясь в капельки воды.
Все вещества по мере нагревания увеличивают свой объем и уменьшают плотность. С водой дело обстоит иначе. Чистая вода имеет максимальную плотность при температуре 3,98 градуса. По мере нагревания выше этой температуры плотность воды уменьшается, по мере охлаждения до замерзания, тоже уменьшается. Вдумайтесь, какое это имеет значение. При охлаждении ниже четырех градусов образуется лед, он всплывает, но под ним всегда остается вода, даже на Северном полюсе подо льдом существует жизнь. Не обладай вода этим качеством, реки, моря, озера, водохранилища промерзли бы и все живое исчезло.
Из всех известных жидкостей вода обладает наиболее высокой диэлектрической постоянной. Благодаря этому вода обладает уникальной растворяющей способностью, в ней растворяются почти все вещества. Современными методами анализа в морской воде, например, найдено две трети химических элементов таблицы Менделеева, и, надо полагать, что остальная треть тоже будет обнаружена. И, ведь, что удивительно: вода ничуть не изменяется под влиянием растворенных в ней веществ.
Много еще необычных свойств у этого удивительного творения природы. А причины всех загадок кроются в своеобразной внутренней организации, в структуре воды.
Потребовались многие тысячелетия, чтобы хоть как-то разобраться в ее свойствах. Но и сейчас нам далеко не все известно о воде, и мы все еще не научились беречь и правильно использовать это самое большое богатство Земли.
4.ПРИЧИНЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ И ПРИНЦИПЫ БОРЬБЫ С НИМИ.
Загрязнением в узком смысле считается привнесение в какую-либо среду новых, не характерных для нее физических, химических и биологических агентов или превышение естественного уровня этих агентов в среде.
Объектом загрязнения всегда является биогеоценоз (экосистема), наличие вредных веществ означает применение режимов воздействия экологических факторов, что приводит к нарушению в экологической нише (или звена в пищевой цепи). Это в свою очередь приводит к нарушению обмена веществ, снижению интенсивности ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивности биоценоза в целом.
Загрязнения можно классифицировать следующим образом:
-ингредиентное (химическое) загрязнение, представляющее собой совокупность веществ, чуждых естественным биогеоценозам;
-параметрическое (физическое) загрязнение среды, связанное с изменением качественных параметров среды;
-биологическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяций и отдельных ее представителей - биологических агентов.
Загрязнение рек за последние сто лет выросло в сто раз. Частично это объясняется тем, что четверть промышленного потребления воды приходится на долю химических предприятий, производящих синтетические моющие средства, минеральные удобрения, ядохимикаты.
Они насыщают воду кислотами, ядами, фенолами, щелочами. Целлюлозно-бумажная и лесохимическая промышленность спускают в воду медленно разлагающиеся дубильные вещества, нефтехимическая - тончайшую нефтяную пленку. Все это изменяет физико-химические свойства воды, нарушает ее газообмен с атмосферой, губит рыбу, водоросли, моллюсков и планктон.
Из-за недоброкачественной воды ежегодно в мире заболевает брюшным тифом, холерой, дизентерией и другими болезнями до полумиллиарда человек, причем около десяти миллионов из них погибает. Появляются новые болезни, связанные с присутствием в воде ртути, цинка, меди, кадмия, они повреждают центральную нервную систему, вызывают паралич, хрупкость костей и в 50% случаев приводят к смертельному исходу.
Охрана природы, охрана водных ресурсов стали главнейшей проблемой лишь несколько десятилетий назад.
На борьбу с загрязнением расходуются огромные средства. Но к сожалению, часто они тратятся нерационально: идут не на прекращение загрязнения, а на то, чтобы лишь сделать его менее вредным для окружающей среды. Разумеется, человечество не может отказаться от потребления природных богатств или сократить темпы их освоения. Поэтому проблемы охраны окружающей среды и эффективного использования природных ресурсов следует рассматривать вместе.
В мире отчетливо видны три аспекта проблемы взаимоотношений человека и воды. Первый экологический, обусловленный загрязнением окружающей среды и нарушением биологического равновесия человек - живая природа. Второй - технико-экономический, вызванный дефицитом пресной воды в отдаленных районах и рассматривающий возможности покрытия этого дефицита техническими средствами. И, наконец, третий, социально-экономический, так как в целом проблема может быть решена только совместными усилиями общества, государства или даже нескольких государств.
Основными загрязнителями поверхностных источников воды являются сточные воды промышленных предприятий, сельского и коммунального хозяйства.
Охрана поверхностных вод от загрязнения включает в себя: предотвращение попадания в водоисточники загрязняющих веществ, то есть очистку сточных вод, регулирование качества воды в водном объекте путем рационального водоиспользования, внедрение безотходных технологий и замкнутых систем водопользования во всех отраслях хозяйства.
Промышленность наиболее водоемкая отрасль экономики. Объемы использования зависят от структуры развитых промышленных предприятий, уровня технологий, мероприятий по экономии воды. Большое распространение получили системы оборотного водоснабжения и повторного использования, их мощности в целом по России достигают 168,5 кубических километров в год. Промышленность остается главным источником загрязнения поверхностных вод, сбрасывая ежегодно 48,1 кубических километров сточных вод. Нсмотря на обширную сеть очистных сооружений, только 33 кубических километра сточных вод очищается до нормативных требований, остальные сбрасываются недостаточно очищенными или неочищенными совсем.
В коммунальном хозяйстве ежегодно формируется и сбрасывается в поверхностные источники 9,2 кубических километров сточных вод. Все они перед сбросом проходят очистку. К сожалению, эффективность очистки не всегда отвечает современным требования, поэтому со стоками коммунального хозяйства в природные водоемы ежегодно попадает 480 тысяч тонн взвешенных веществ, 9,8 миллионов тонн сульфатов, 7,6 миллионов тонн хлоридов, 35 тысяч тонн фосфора и другие вещества.
Сельское хозяйство является одним из существенных загрязнителей поверхностных вод. С его сточными водами ежегодно сбрасывается 19 тысяч тонн органических и других веществ.
5.ОЧИСТКА ВОДЫ.
Как бы нам не хотелось, чтобы загрязнения не попадали в реки, к сожалению, пока приходится с этим мириться. Намеченная перестройка водного хозяйства, предусматривающая, что водопотребление промышленных предприятий и городов, основанное на использовании природных водных ресурсов, будет постепенно сокращаться, требует громадных материальных затрат, и ее осуществление займет не один десяток лет. Пока инженерная мысль работает прежде всего над тем, как очистить сточные воды, чтобы свести ущерб к минимуму.
В свое время министерство здравоохранения бывшего СССР установило предельные концентрации для различных компонентов. Это значит, что сбрасываемые стоки должны содержать такое количество взвешенных и растворенных веществ, которое после разбавления в реке не приносило бы вреда. А для этого перед сбросом в естественные водоемы необходима соответствующая очистка сточных вод.
На практике применяют различные способы очистки: механическую, физико-химическую и биохимическую.
При механической очистке фильтрованием, процеживание, отстаиванием отделяют нерастворимые вещества. Необходимые для этого сооружения есть почти на каждом предприятии. Одной механической очистки, как правило, недостаточно, она служит лишь первой стадией.
Сложнее химический и физико-химический методы. Химические средства успешно «борются» с растворенными минеральными веществами.
И, наконец, биохимическая очистка, которая основана на способности некоторых микроорганизмов брать для своей жизнедеятельности органические вещества из сточных вод. С их помощью почти полностью удаляются органические загрязнения.
Существенно отличается очистка воды для питьевых нужд, в технологических целях и очистка сточных вод.
Вода поступающая в водопроводную сеть, подвергается очистке для удаления загрязнений, которые делают воду либо неприятной на вкус, либо опасной. Этапы очистки питьевой воды таковы: добавление сульфата меди и аэрация для удаления неприятных вкусов и запахов, первое хлорирование для разрушения микробов, далее коагуляция и осаждение загрязнений для удаления крупных частиц из воды, фильтрование для удаления болезнетворных микробов, и, наконец, заключительное хлорирование для завершения уничтожения микроорганизмов. Активированный уголь рекомендуется для устранения канцерогенов.
Альтернативным методом является озонирование и обработка воды газообразным озоном.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
Пресной воды в России предостаточно. Чистой становится все меньше и меньше. Главная причина этого сброс недостаточно очищенных сточных вод, поступления в реки и водоемы загрязненного стока с водосборных пространств.