Джерела і розподіл прісної води

Хоча в загальному балансі гідросфери Світовий океан займає провідне місце, істотне значення для біосфери в цілому грає прісна вода.

Прісною називають воду, у 1 кг якої міститься не більш 1 г солей.

З загальної кількості води на Землі на частку прісної приходиться не більш 3%. Всі інші — це солоні води Світового океану, мінералізовані підземні і води соляних озер.

Серед прісних переважають гідрокарбонатні води; менше поширення мають сульфатні і хлоридні.

Залежно від зростання рівня життя та чисельності населення планети споживання прісної води швидко зростає; наприклад, у США у 1900р щодоби використовували 160 млрд л, а у 2000 - 3600 млрд л /добу . Якщо в середньовіччі людина споживала щодоби 10- 15 л води, то нині в асередньому 150-160 л. В Україні в 1997 р добове споживання питної води становило 11.5 млрд л.

Але більша частина прісної води на Землі знаходиться в стані, важкодоступному для людини, а в складі усіх рік міститься одночасно лише 0,006% усіх прісних вод, або деяким більше 1/1000 000 частини загальних запасів води. У СНД загальний запас прісних поверхневих вод складає майже 40,5 тис. км³. Більше всього їх в озерах (більш 26 тис. км³) і в льодовиках (11 тис. км³); у болотах знаходиться близько 3 тис. км³, а в руслах рік — всього 235 км³.

Розподіл прісної води по об'єктах

Льодовики, підземні льоди(у перерахуванні на воду) 24 364 тис км³

Підземні води 10 530

Волога в ґрунті 17

Прісні озера 91

Болота 12

Вода в руслах рік 2

Вода в атмосфері 13

Біологічні води (у живих організмах) 1

Річкові води являють собою самий зручний для використання вид природних вод. Ріки, немов гігантський водопровід, проходять по всіх материках. Саме водами рік із глибокої стародавності задовольняє людина свої господарські основні потреби (побутове і промислове водопостачання, зрошення земель, енергетика, транспорт і т.д

Озера розподілені на поверхні Землі вкрай нерівномірно. Найбільше скупчення великих озер відзначається в областях древнього заледеніння, у районах тектонічних розламів земної кори й у посушливих районах, що не мають річкового стоку в океан. Площа всіх озер (прісних і солоних) складає приблизно 2 млн. км², а обсяг води в них дорівнює 176 400 км³, лише половина якого приходиться на частку прісних вод.

Болота — це досить своєрідні водні об'єкти, у них немає великих відкритих водних просторів, це, по суті, перезволожені ділянки суші, покриті вологолюбною специфічною рослинністю. Загальна площа боліт на земній кулі — приблизно 3 млн. км², або 2% суші

Льодовики, що вносять істотний внесок у баланс прісних вод, покривають понад 16 млн. км² суші, з них майже 14 млн. км² знаходиться в Антарктиді і приблизно 2 млн. км² у Гренландії. Обсяг води, ув'язнений у льодовиках усієї земної кулі, складає близько 24 млн. км³, з яких 22 млн км³ — в Антарктиді.

Льодовики виконують функції конденсації і збереження запасів прісної води, даючи початок багатьом річкам світу

Біологічна вода.

Усі без винятку живі істоти на Землі і рослини містять у своєму організмі воду — у середньому 80% за вагою. Приймаючи, згідно з останніми даними, загальну масу живої речовини біосфери рівною 1400 млрд. т, одержимо масу біологічної води 1120 млрд. т, або 1120 км³. Цей об’єм порівняємо з об’ємом усіх річок Європи, Азії, Африки і Північної Америки.

На Карбон живої речовини приходиться лише 10%, а 90% падає на Гідроген і Оксиген, причому на останній лише 25%.

Без повітря (кисню) життя можливе (анаэробные організми), без води - ні. Переважаюча маса вод біосфери неодноразово проходить через живі організми в результаті обміну речовин (метаболізму). Тому усі води біосфери (принаймні 99% їх) є біогенними, що утворилися за рахунок або космогенних вод, що надходять на Землю з навколишнього її простору, або ендогенних, що надходять із глибин Землі. Вод, що утворилися за рахунок діяльності людини, відносно небагато. Вони утворюються як при «згорянні» будь-яких видів палива, так і в результаті окислювання в живому організмі і при його розкладанні.

Воду, синтезовану в організмах людини і тварин, називають «ювенільною». Багатьма ученими висловлювалося твердження про те, що кров людини і тварин повторює хімічний склад того середовища, з якого в далекому минулому зародилося життя. Це судження засноване на тім, що кров тварин і людини за елементарним складом дуже близька складу солей океанічної води (табл. ), у якій, відповідно до багатьох думок, і зародилося органічне життя.

Тим часом соки рослин, що навіть і зараз живуть у Світовому океані, зовсім відмінні від хімічного складу його вод. В. И. Вернадському належить протилежна думка, що склад морської води визначається біохімічними процесами, іншими словами, хімічний склад вод Світового океану відбиває хімічний склад живої речовини.

Біогенна природа майже усіх вод біосфери навряд чи може викликати сумніви. Звичайно, на воду біосфери впливають і інші фактори, зокрема, вулканічна діяльність, коли з глибоких надр викидається позбавлена всякого життя маса абіогенних елементів. Але ці води відразу ж вступають у біогенний круговорот.

Вода рослин. Процес фізіологічного випару води рослинами називають транспірацією.

До цього процесу не відноситься звичайний випар з поверхні листів, якщо вода потрапила на них з атмосфери (дощ, роса, сніг). Встановлено, що з усієї поглиненої коренями з ґрунту води тільки 1/100 використовується самими рослинами на побудову тканини, а 99% її іде на транспірацію Факт не замерзання води в найтонших субкапілярних тканинах рослин навіть при температурі —50 °С говорить не тільки про можливості переохолодження води в тонких капілярах живої матерії, але і про специфіку електрохімічних властивостей органічних розчинів, а також обмінних процесів між клітинами живої тканини. Внаслідок ідентичності фізичної будови і хімічного складу рослини кількість не замерзлої води в живій тканині на 60—70% більше, ніж у мертвій.

Середній елементний склад поверхневих вод суші відрізняється від середнього елементного складу Світового океану.

Якщо в океані різко переважають хлор і натрій, то в річкових і озерних водах — гідрокарбонати кальцію і магнію.

Відзначаються розходження і по ступені концентрації іонного складу. У Світовому океані концентрація розчинених речовин у середньому в 175 разів перевищує таку у водах рік і озер. З цього, звичайно, не випливає, що не може бути сильноопріснених морських вод і сильноосолонених озерних і навіть річкових вод.

Склад річкової й озерної води залежить головним чином від типу ґрунту і гірських порід, через які вона проходить, а також від типу джерела живлення поверхневого стоку або ґрунтових вод: звичайно в ґрунтовій воді вміст розчинених речовин більше, ніж у водах поверхневого стоку.

Вміст О₂ у воді і величина рН контролюються також процесами подиху організмів і розкладання органічних речовин.

Інтервал значення рН більшості рік і озер — від 6 до 8. Водневий показник річкових і озерних вод регулюється також рівновагою з атмосферним карбон діоксидом за виключенням випадків відсутності контакту з атмосферою для вод глибинних частин деяких озер, однак зустрічаються величини як більш високі, так і більш низькі.

Важливою характеристикою природних вод є їхня твердість. Як відомо, розрізняють твердість карбонатну (тимчасову) і некарбонатну (постійну). Перша обумовлена присутністю у воді гідрогенкарбонатів кальцію і магнію, друга — їхніми сульфатами або хлоридами. Карбонатна твердість усувається кип'ятінням або додаванням до води Са (ОН)₂:

Постійна твердість долається додаванням до води соди:

Сума тимчасової і постійної твердості води складає загальну твердість, виражену в міліграм-еквівалентах іонів кальцію і магнію на літр води.

Вода з твердістю менш 4 мг-экв/л називається м'якою,

від 4 до 8—середньою,

від 8—12— твердою,

більше 12 мг-экв/ - дуже твердою.

Твердість окремих природних вод коливається в досить широких межах. Для відкритих водойм вона часто залежить від часу року і погоди. Найбільш «м'якою» природною водою є атмосферна вода, що майже не містить розчинених солей.

Підземні води

Підземні води після льодовиків вносять основний вклад у загальний баланс прісної води на планеті. Великі запаси підземних вод знаходяться у верхній частині земної кори, на різній глибині під ґрунтом.

Ці води місцями просочують пухкі або тріщинуваті гірські породи, утворюючи водоносні шари.

Деяка частина підземних вод може утворитися в результаті взаємодії водню і кисню, що виділилися з магми . Такі води аналогічно синтезованим у живих організмах називають ювенільними, або юнацькими, тобто такими, що уперше вступають у загальний водообіг земної кулі.

Гірські породи за гідрологічними властивостями розділяють на:

· водопроникні

· водотривкі.

Найбільшою водопроникністю володіють пухкі породи — піски, галечники і тріщинуваті вапняки.

Водотривкими, або водонепроникними, є глини і монолітні скельні породи. Водоносні шари утворюються у водопроникних породах, що лежать на водотривких, затримуючих подальший рух підземних вод униз.

До природних запасів підземних вод звичайно відносять об’єм вільної, хімічно не зв'язаної води, що рухається головним чином під впливом сили ваги і міститься в порах і тріщинах гірських порід, що складають земну кору.

У земній корі до глибини 2000 м знаходиться 23,4 млн. км³ таких вод — солоних і прісних.

Прісні води, як правило, залягають до глибини 150—200 м, нижче вони переходять у солонуваті води і розсоли. Існує припущення, що до глибини 200м об’єм прісних підземних вод складає 10,5 млн. км³- це приблизно в 100 разів більше, ніж об’єм прісних поверхневих вод, що міститься в озерах, руслах річок і болотах.

Навіть самий сухий ґрунт обов'язково містить деяку кількість вологи у вигляді гігроскопічної води, а також водяної пари. Частки ґрунту утримують на собі окремі, ізольовані молекули води, що іноді зливаються, утворити плівку товщиною в 1—2 молекули. Ця гігроскопічна вода поглинається сухим ґрунтом з повітря, не підкоряється силі ваги і може бути вилучена з ґрунту тільки шляхом нагрівання до 100 °С.

Дрібні капілярні проміжки між частками ґрунту іноді заповнені капілярною водою, що під дією капілярних сил може підніматися нагору від суцільного шару підземної води.

Вода, що заповнює великі проміжки в рунті, не затримується капілярними силами і вільно стікає вниз у вигляді струмків і крапельок називається гравітаційна вода.

Поиск по сайту: