Пресная
Пресная вода – то, без чего жизни на Земле просто не будет. Однако деятельность человека практически во всех своих проявлениях крайне негативно влияет на ее качество, превращая ее в непригодную для питья.
Поэтому в ближайшем будущем весьма вероятна ситуация, когда человечество столкнется с ее жестким дефицитом, а где-то это происходит уже сейчас.
Что это такое?
Под определением пресной воды кроется то, что, является противоположностью морской, содержит соли в очень небольшой пропорции (это максимум половина промилле).
В соленой воде их концентрация намного выше, иногда она доходит до 3,5-4,1%.
Если взять общий объем вод на Земле, то пресной из них будет только 3% по объему. А доступной человечеству для использования – 1%.
Справка! По составу она сильно варьируется, сходство с морской – только в минимуме солей. Дополнительно в ней чаще всего имеются атмосферные газы (азот, кислород, диоксид углерода), самая разная органика, микрофлора.
Характеристика
Пресная вода называется пресной в том случае, если подходит под ряд параметров. Ее соответствие определенным критериям означает, что она пригодна для питья.
Рассмотрим критерии в таблице:
| Критерий | Как оценивается |
| Прозрачность | Чистота или замутненность воды, ее оттенок оценивается через сравнение с эталонными образцами. Разработана специальная шкала, в ней 14 делений. |
| Жесткость | Определяется уровнем концентрации ионов магния и кальция. Жесткость рассчитывается по методу, закрепленному в ГОСТах (официальных государственных стандартах) для питьевой воды. |
| Органолептика | Включает такие свойства, как цвет, запах, вкус, оцениваемые органами чувств. |
Запах воде придают смешивающиеся с ней газы (примером может быть, хлор), нефть и продукты ее переработки, частицы субстрата.
Оценки запаху «выставляются» в баллах от 0 до 5, в последнем случае его интенсивность превращает воду в непригодную для питья.
Кислотность сильно влияет на ее свойства. Кислотно-щелочной баланс для человека очень важен, в организме он составляет строго 7,38-7,42.
Когда по своим характеристикам пресная вода далека от идеальной, проводятся химические анализы, позволяющие выявить и идентифицировать посторонние примеси.
Интересно! Для каждой примеси утверждено свое значение предельно допустимой концентрации. Если уровень не превышен, это значит, что воду можно использовать как питьевую, организм при после питья не пострадает.
Является исчерпаемым ресурсом?
В оптимальных условиях, когда экосфера не страдает от антропогенного и техногенного факторов, пресная вода – неисчерпаемый ресурс, восполняющийся за счет ее круговорота.
Но сейчас проблема истощения ее запасов вследствие влияния антропогенного фактора с каждым годом становится все острее вследствие:
- обмеления надземных водоемов с пресной водой;
- все возрастающего расхода воды, потребляемой предприятиями сельскохозяйственной и различных промышленных отраслей, необходимой для снабжения населенных пунктов.
- загрязнения источников отходами антропогенного происхождения.
Поэтому большинство гидрологов признают принадлежность пресной воды уже к ресурсам из категории возобновляемых, а не неисчерпаемых.
Виды
Чаще всего пресную воду делят на виды, принимая во внимание особенности ее состава, подразделяя на обычную и минеральную.
Первая, исходя из ее источника, делится на:
- речную;
- озерную;
- дождевую;
- талую;
- родниковую (ключевую);
- колодезную;
- артезианскую.
Важно! Имеется и более «широкое» разделение пресной воды, по источнику. Это или надземные, или подземные воды.
Пресная минеральная может быть:
По составу разновидностей пресной минеральной воды очень много.
Исходя из того, каких веществ в ней больше всего, она бывает:
В отдельную категорию выделяется «искусственная» H2O, созданная с использованием современных технологий:
- минеральная (в прошедшую несколько этапов очищения воду добавляют соединения магния, натрия, кальция, йода в определенных пропорциях);
- опресненная (превращенная в пресную воду морская);
- дистиллированная (вода с минимумом посторонних примесей, результат испарения и последующей конденсации).
Как образуется и каковы источники?
Пресная вода – результат непрерывного круговорота.
Эта замкнутая система – совокупность взаимосвязанных «звеньев»:
- атмосфера;
- мировой океан;
- почва;
- реки;
- озера;
- ледники;
- биосфера;
- хозяйственная деятельность человека.
Вкратце процесс выглядит так:
- Под воздействием солнечных лучей вода испаряется с поверхности надземных водоемов, становясь паром.
- Воздушные потоки переносят влажный воздух, в том числе, в сторону материков.
- Над землей он конденсируется, становясь облаками.
- Под влиянием комплекса атмосферных условий излишки скапливающейся в них влаги выпадают на землю как осадки.
- Определенный их процент попадает обратно в надземные водоемы, оставшаяся часть с разной скоростью сочится через грунт и горные породы, пополняя водные бассейны под землей.
На фото можно увидеть примерную схему образования пресных вод:
Подробная статья об источниках пресной воды в нашей статье по ссылке, а также информация об источниках в России здесь.
Запасы в мире
Общемировые запасы пресной воды можно оценить только приблизительно. Их объем все время меняется.
Таблица распределения запасов:
| Вид источника | Примерный объем (км³) | От общего запаса (%) |
| Ледники, айсберги, нетающий снежный покров | 24 | 68,7 |
| Подземные «линзы» | 10,5 | 30,1 |
| Зоны вечной мерзлоты | 0,3 | 0,86 |
| Озера | 0,091 | 0,26 |
| Атмосферные пары | 0,0129 | 0,04 |
| Реки | 0,00212 | 0,006 |
Еще больше информации о рейтинге стран мира по запасам пресной воды можно найти здесь.
Чем отличается от соленой воды?
С точки зрения физиков, химиков и гидрологов, пресная и соленая вода – две очень разные субстанции. Сходство ученые находят только в прозрачности и текучести.
Основной фактор различия – молекулярный состав.
Морская вода содержит хлорид натрия в высокой концентрации (минимум 35 г на 1 л). Это вещество гораздо лучше известно, как поваренная соль.
Из-за ее наличия морская вода:
- превращается в лед при температуре -0,8-2,5°С;
- обладает большей плотностью (она «выталкивает» на поверхность любые тела,);
- закипает намного медленнее (молекулы воды сначала «освобождаются» от соли, только после этого начинают испаряться).
Справка! Наиболее существенное различие для людей – морская вода в принципе непригодна для питья.
Физические свойства
Базовые характеристики с точки зрения физиков:
- плавление и замерзание при 0°С (лед превращается в жидкую воду и наоборот);
- кипение при температуре 100°С (вода становится паром – это ее газообразное состояние);
- плотность при температуре 4°С – 1 г/см³, при 20°С – 0,9982 г/см³.
При нормальных условиях (давление 1 атм.) пресная вода — без цвета, запаха и вкуса. Для нее характерна высокая теплоемкость и пониженная теплопроводность (поглощая тепло в больших количествах, сама она нагревается сравнительно мало).
Интересно! Пресная вода — хороший растворитель, окисляющий большинство металлов. Она в состоянии растворить даже горные породы.
Как получить из морской?
Для этого разработаны следующие методики:
- дистилляция (одна или несколько стадий кипения и последующей конденсации);
- мембранная дистилляция (пар просачивается через мембрану, которая пропускает только его);
- обратный осмос («продавливание» через фильтры, пропускающие только молекулы воды);
- электродиализ (прохождение водяного потока сквозь камеру с электродами, на которых «оседают» положительные и отрицательные ионы);
- газогидратный метод (замораживание соленой воды, затем — обработка одним из углеродных газов; образующиеся в процессе кристаллы – это уже пресная вода).
Еще больше способов сделать из морской пресную воду можно найти тут.
Важно! Опреснить соленую воду можно и «кустарными» способами. Она замерзает медленнее пресной. Поэтому нужно дождаться, когда в воде появятся кусочки льда, извлечь их и дать растаять. Также в домашних условиях применяется дистилляция.
Интересные факты
Вот некоторые интересные факты:
- Финляндия – не только «страна тысячи озер», но и «страна тысячи чистых озер». Водопроводную воду там можно пить, не боясь за собственное здоровье.
- Горячая вода превращается в лед быстрее, чем холодная. Убедительного объяснения этому факту пока не имеется. Само явление именуется «парадоксом Мпембы».
- Вода для человека – источник жизни, при ее отсутствии можно прожить максимум 5 дней. Больше, чем в воде, он нуждается только в кислороде. Но она же переносит возбудителей 85% известных науке заболеваний.
- Средняя «норма потребления» воды человеком за всю жизнь приближается к 35 тоннам.
- По мере взросления вода из организма постепенно «испаряется». У новорожденного ее примерно 80%, к старости остается 50%, не более.
- Из школьной программы каждый четко усвоил, что вода бывает твердой, жидкой и газообразной. Это верно, но не совсем. Сейчас ученые насчитывают уже 14 специфических агрегатных состояний для твердой воды и 5 – для жидкой.
Проблемы
Наиболее сложные, требующие немедленного решения, глобальные проблемы, связанные с пресной водой – ее загрязнение и недостаток.
Мир ощущает дефицит воды на экологическом, социальном, экономическом и политическом уровнях.
Кое-где он чувствуется особенно остро. Запасы пресной воды на территориях разных стран сильно варьируется.
Но все они одинаково сталкиваются с последствиями глобального потепления.
Интересный факт! Сейчас уже миллиард человек из числа населения Земли просто не имеет доступа к пресной воде, а почти три миллиарда в большей или меньшей степени испытывают ее нехватку.
Техногенный фактор негативно сказывается на природных экосистемах. В итоге реки, озера, подземные водоносные бассейны истощаются, содержащаяся в них вода становится непригодной для питья.
Промышленность и сельское хозяйство потребляют воду во все увеличивающихся объемах, причем делают это крайне нерационально.
Заключение
Если исходить из критерия необходимости для обеспечения жизни человека и жизни на Земле вообще, именно пресная вода, а не углеводороды, драгоценные металлы и камни, является наиболее ценным полезным ископаемым.
В нормальных условиях — это неисчерпаемый природный ресурс. Однако активная деятельность человека в самых разных сферах быстро меняет ситуацию в худшую сторону.
Недостаток пресной воды и ее загрязнение – одна из наиболее важных и требующих немедленного решения проблем, которые сейчас стоят перед человечеством.
Источник