Вода

Водàта е химично съединение, което при стайна температура представлява прозрачна течност без мирис и цвят. Покрива около 71% от повърхността на планетата Земя и е съсредоточена главно в океаните и другите големи водни басейни – 97% е солена морска вода, 2,4% се съдържа в ледниците, а 0,6% в реките и езерата. Твърдото агрегатно състояние на водата се нарича лед, а газообразното – водна пара. Химичната ѝ формула е H2O. Поради естествения воден кръговрат, водата от океаните и моретата се изпарява в атмосферата и след това се връща на повърхността под формата на валежи.
Водата играе съществена роля за поддържане живота на Земята. В последните десетилетия поради всеобщото замърсяване, нарастват призивите за опазване на чистотата на водата. Въпреки подобряването и улесняването на достъпа до чиста питейна вода, някои учени предполагат, че до 2025 година повече от половината от населението в света ще бъде предразположено към заболявания поради недостига на вода – положение, станало известно като водна криза.
Водата играе важна роля в световната икономика благодарение на способността си да разтваря множество химични съединения, възможността да се използва като охладител в промишлеността и удобството, което предоставя като среда за транспорт. Около 70% от прясната вода намира приложение в земеделието. Друго важно приложение на водата е за производство на електроенергия, чрез водноелектрически централи ВЕЦ. Науката хидроенергетика се занимава с особеностите на строителството, свързани с производството на електроенергия от вода.
Водата е химично съединение на два атома водород и един атом кислород, съединени с ковалентна химична връзка.
По-важните физични и химични свойства на водата са:
Водата е едно от малкото вещества, които се намират свободно в природата в три агрегатни състояния. Може да се среща под много и разнообразни форми – водна пара, облаци, ледници, айсберги, малки ручеи и други. Основно се разделя на сладка и солена. Хората и животните инстинктивно разпознават сладката вода от солената, която не е годна за употреба.
Наименование на водата според агрегатното състояние:
Наименование според състава:
Пространството, в което е разположена водата, се нарича хидросфера. Обемът, който заема, е около 1 360 000 000 km³. От него:
Сладката вода и подпочвените води са основните водни ресурси на човечеството.
Количеството на водата на планетата Земя е едно и също, но не и концентрацията ѝ в различните части на атмосферата и хидросферата, между тях има постоянен преход на вода, който се описва като кръговрат на водата.
Кръговратът на водата (известен още като хидрологичен цикъл) описва обмена на вода между атмосферата и различните части на хидросферата.
Целият цикъл се повтаря периодично и се описва със следните процеси:
Времето за престой на водата е средното време, което водната молекула прекарва в даден воден басейн. Това е мярка за средната възраст на водата в басейна. Подпочвените води могат да престоят хиляди години под земята, преди да я напуснат. За разлика от нея водата в почвата се изпарява сравнително бързо заради тънкия слой, в който се съдържа, и преминава в атмосферата, където се задържа сравнително кратко.
Сладката вода е едва около 2,5% от цялата вода в хидросферата, но голяма част от нея е съсредоточена в ледниците. Използва се в земеделието, индустрията и домакинствата.
Основната част от достъпната сладка вода е съсредоточена в езера, реки, язовири и подпочвени води. Голяма част от подпочвените води обаче не се използва.
Открита е вода в междузвездни облаци в нашата галактика. Смята се, че същото може да е налице и в други галактики, защото водата е съединение от водород и кислород, които са сред най-разпространените елементи във вселената. Междузвездните облаци кондензират в мъглявини и слънчеви системи, подобни на нашата.
Открито е наличие на вода на:
Водата на Земята е изпълнена с живот. Според теорията за еволюцията ранните форми на живот са се зародили в нея. Милиони години той бил разпространен единствено в древния Световен океан, преди да излязат на сушата първите животински и растителни видове. Почти всички риби живеят изцяло във водата, огромна част от безгръбначните животни също. Други животни като земноводните прекарват живота си както на суша, така и във вода. Много от тях могат да живеят продължително време без вода, но винаги начинът им на размножаване пряко зависи от наличието на вода. Много от сухоземните бозайници вторично са преминали към живот във водата. Те дават началото на морските бозайници, част от които изцяло живеят в нея. Подобно е положението и с много от птичите видове. Най-ярък пример за това са всички видове пингвини.
Съществуват и организми, които са важно звено в хранителната верига. Това е планктонът, благодарение на който биомасата на животинския свят в Световния океан и свързаните с него организми се увеличава многократно.
За осъществяването на естествената обмяна на веществата водните животни, подобно на сухоземните, се нуждаят от кислород. Той се намира в разтворено състояние във водата и това налага да бъде извличан от нея посредством специален дихателен орган, наречен хриле. Водните бозайници, като китовете, делфините, тюлените и видрите, притежават бял дроб. Той обаче не може да извлича разтворения във водата кислород и вдишването, което биха направили, би довело до тяхното удавяне. Поради тази причина те се нуждаят през определен период да излизат на повърхността, където да издишат и вдишат богат на кислород въздух.
В миналото основна причина, поради която различните народи са определяли къде да се заселят, е било наличието на водни ресурси или водни пътища. Месопотамия, която още е наричана люлка на цивилизациите, е била разположена между две големи реки – Тигър и Ефрат. Древните египтяни избрали поречието на река Нил и зависели изцяло от нея. Реките Яндзъ и Хуанхъ благоприятствали развитието на човешката цивилизация на изток.
Животинският свят около водните басейни е много по-населен, отколкото този в сухите места. Причината е, че там видовото разнообразие на растителността е по-голямо, съответно разнообразието от храни.
Много метрополиси, като Ротердам, Лондон, Хамбург, Монреал, Ню Йорк, Чикаго, Шанхай, Хонконг, Сингапур, Мумбай и много други, дължат своето развитие главно на факта, че са големи пристанища и съответно през тях минава голям оборот от товарни кораби. Световният океан е причина той винаги да бъде загадка за човека и да го подтиква към опознаване. Благодарение на него е станало възможно да възникнат и Великите географски открития.
На места като Северна Африка и Близкия изток, където водата е недостатъчна, достъпът до прясна вода за пиене е главен фактор в човешкото развитие.
Водните източници са и причина за възникването на редица неприятности от здравно естество. Това са благоприятни места за размножаването на редица видове насекоми, особено комари. Те представляват вектори на редица опасни за хората вирусни и паразитни заболявания. Един от най-пресните примери е развитието на епидемия от Западнонилска треска в Северна Америка.
В човешкото тяло има около 70 – 75% вода. Понякога количеството може леко да се различава. Въпреки това се наблюдават следните зависимости:
Всички жизнени процеси в човешкото тяло са свързани с вода. Водата разтваря хранителните вещества, извежда отпадните продукти. Тя осигурява обмяната на веществата и е среда, в която протичат всички биохимични процеси.
Разпределение на вода в тялото:
При високи температури чрез потните жлези се отделя повече вода през кожата, отколкото чрез бъбреците и червата.
Годната за пиене вода наричаме питейна вода; тази, която не може да се използва като питейна вода, може да се преработи чрез специални филтри или чрез дестилация. Дестилацията се прилага главно при вода за новородените, където болестотворните организми представляват сериозен проблем.
„Загряването на водата до 65 °C убива повечето бактерии, вируси и паразити. Този процес се нарича пастьоризация и както е известно се използва за обработката на млякото.“
Освен с дестилация и пастьоризация водата може да се пречисти и по други начини:
Филтрите с обратна осмоза отстраняват опасните бактерии, но и минералите, а те са нужни на организма. Същото важи и за дестилираната вода. Друг недостатък е, че поглъща от въздуха въглероден диоксид, което повишава киселинността ѝ. Д-р Ерик Гаухман от Германия счита, че преварената вода губи своята микроструктура и действа върху нашия организъм фактически като чуждо тяло, подбуждайки патологичното увеличение на червените и белите кръвни телца. В развитите страни около 90% от всичката използвана вода отива непречистена в местните реки и потоци. Питейната вода, която се пречиства за битови нужди, все още се хлорира, но през последните години бе потвърдено, че хлорирането на водата може да доведе до нежелани последици, включително и рак. Друг възможен начин е озонирането, при което вместо хлор се използва озон.
Водата е основна част от човешкия организъм и значението ѝ за него е огромно. За да се намира в добро физическо състояние и ефективност, всеки индивид се нуждае от около 2 литра вода на ден. При висока температура или висока физическа дейност 2 литра могат да се окажат и недостатъчни за поддържане на нормална физическа активност за повече от няколко дни или седмици.
Трябва да се отбележи, че много публикации определят нуждата от минимум 2 литра вода на ден (известното правило за 8 чаши вода) като упорит, дълго време насаждан и повтарян мит, непочиващ на научна основа.
Водата, отделената при нормалните жизнени процеси (потене, уриниране, дишане) трябва да бъде възстановена, за да можете организмът да се намира в добро физическо състояние.
Прекалено студеният климат също може да е толкова сух, колкото и най-сухата пустиня. Причината се крие в това, че студеният въздух не може да поема много влага.
Вятърът също е определящ фактор за дневната нужда от вода. Сухият вятър може „изсмуче“ влагата от човешкото тяло направо през откритите участъци кожа. Действително останки от мумифицирани животни и дори хора се намират често в пустинните райони. Техните тела са напълно изсушени.
Водата участва във важни процеси в тялото, като дишане и преобразуване на храната в енергия, поради което приемането на по-малко вода от необходимото води до обезводняване.
При загуба на около 2,5% от теглото за сметка на вода организмът губи 25% от своята ефективност. За човек с тегло около 78 kg това са само малко повече от 2 литра. Колкото повече се обезводнява организмът, толкова кръвта му става по-гъста и губи обем. Това кара сърцето да работи по-натоварено и кръвообращението да бъде по-неефективно. При извънредни положения загубата на физически сили може да се отрази неблагоприятно на психиката и това да е гибелно.
Както вече беше споменато, различните атмосферни условия определят различна нужда от вода на организма. Здравословното състояние също е определящ фактор, както и храната която се приема. Много от храните, които съдържат в себе си голямо количество течности, като плодове и други растителни продукти могат да помогнат на човек да си набави необходимото количество вода. За разлика от тях месото, сухите и солени храни трябва да бъдат избягвани, тъй като се нуждаят от вода за преработването им, което от своя страна изисква вода.
При загуба на около 10% от теглото за сметка на вода човек може да се възстанови за кратко време. При ниски температури обаче загуба на 25% от теглото му може да бъде фатално. При високи температури дори 15% ще бъдат с фатални последици.
Важността на водата определя нуждата и при походи, излети и подобни места, в които водата липсва или не е с добро качество. За тази цел са създадени пречистващи таблетки и полеви водни филтри.
В миналото хората са успели да впрегнат силата на течащата в реките вода чрез водното колело и да я превърнат в полезна енергия. Над 2000 години водното колело осигурява енергия, необходима за действието на много прости механизми. Те са изоставени през 19 век, когато хората насочват предпочитанията си към парната машина, за която използват въглища и дърва като гориво.
Днес обаче усъвършенстваните модели на водни колела са важен източник за получаване на електрическа енергия във водноелектрическите централи (ВЕЦ и ПАВЕЦ). За разлика от използваните в миналото начини за преобразуване на енергия, сега водата се събира в големи язовири – огромни резервоари, в които водата има голяма потенциална енергия. Когато водата се пусне да изтича, тя създава мощна струя, която задвижва турбини, а те въртят генератори, които от своя страна произвеждат електрическа енергия. Това обаче поражда неудобството, че такива съоръжения могат да се строят само на места, където има ресурси за това. За разлика от тях малките руслови ВЕЦ се изграждат в коритото на реката, произвеждайки електроенергия без да се нуждаят от предварително набавени водни обеми.
Предимствата на водата като източник на енергия е, че съответните електроцентрали са екологично чисти, а ресурсите за производство не се губят безвъзвратно.
Освен във водноелектрическите централи, водата се използва и в останалите видове електроцентрали. Горивото отделя енергия, която нагрява съд с вода, от който парата отива в турбина, която задвижва генератор и се преобразува в електричество.
Водата също може да се използва като среда за корабоплаване, което е най-евтиният начин за транспорт и основен за пренос на стоки на големи разстояния в миналото.
През 1988 списание Nature (Нейчър) публикува статия на Жак Бенвенист, в която той заявява, че е потвърдил опитно хипотезата за паметта на водата, предлагана от много хомеопати преди това. След издаването на статията се пораждат голям брой обществени спорове, след което опитите са повторени, този път неуспешно. Учените обясняват първоначалните успешни опити с липсата на експериментална честност в опитите на Бенвенист и напомнят за краткия живот на водородните връзки между молекулите на водата, които според Бенвенист са причината за паметта ѝ. За това си „откритие“ през 1998 г. Жак Бенвенист е удостоен с антинобелова награда, а лабораторията му е закрита от френския Национален център за научни изследвания (CNRS). Бенвенист обаче продължава с други публикации [2], в които обвинява противниците си в тенденциозност.
В началото на 21 век се предлага хипотезата, че краткият живот на водородните връзки не е нужно да оказва влияние на предполагаемата памет на водата, тъй като молекулите може да се групират в образувания, наречени клъстери, в които водородните връзки постоянно се разпадат и се образуват нови. Тази хипотеза предполага, че отделните връзки са нетрайни, но като цяло клъстерът може да продължи да съществува за доста по-дълъг период от време. Тази хипотеза обаче не е потвърдена с научни експерименти, а възможността по този начин да се осигурява паметта на водата, е отхвърлена.
Научни опити доказват, че след хомеопатично разреждане водата „губи памет“ за веществото, което е било разтворено в нея, за по-малко от 50 фемтосекунди (50 милиардни от милисекундата) Това не пречи на отделни нейни протагонисти да издават манипулативна литература, като „Посланията на водата“ на японския псевдоучен Масару Емото, чиято нелепост подкрепя твърденията за ненаучност и недоказаност на хипотезата за паметта на водата.
В края на 2008 година известният скептик Джеймс Ранди припомня, че е обявена награда от един милион долара за експеримент, показващ неестествени явления, включително такъв, който доказва съществуването на памет на водата.
Лао Дзъ: „В целия свят няма нищо по-меко и по-податливо от водата, но тя надделява над твърдото и здравото. Никой не може да я преодолее, въпреки че всеки може да я победи. Податливото побеждава здравото. Мекото преодолява твърдото. Всички знаят това, но никой не се осмелява да действа така.“
Талес: „Водата е най-доброто нещо.“
Владимир Вернадски: „Няма такова съединение, което би могло да се сравни с водата по своето влияние върху основните геоложки процеси. Няма такова вещество, минерал, полезно изкопаемо, живо тяло, в чийто състав да не е включена вода.“
Мартин Чаплин: „Водата е малка молекула, която има твърде специфични свойства. Няма друга молекула, в която да откриете тези аномалии.“