Откуда взялась вода на планете земля

Содержание

Канализационная система

Подвести воду в каждый дом и квартиру – только половина проблемы. Когда вы открываете кран, чтобы умыться или вымыть посуду, использованная вода выливается в отверстие раковины. Но куда она девается потом?

Сточные воды из слива кухонной раковины, ванны, душа и унитаза попадают в канализационную трубу, а оттуда уходят в коллектор центральной канализационной магистрали. Там собираются сточные воды из многих квартир и домов.

С помощью специальных фекальных насосов, предназначенных для перекачивания грязной засоренной воды, стоки отводятся от жилых микрорайонов и промышленных предприятий.

К сожалению, просто сбрасывать сточные воды в реку ни в коем случае нельзя. Они содержат множество вредных и ядовитых загрязнений, которые, попав в реку, быстро отравят в ней все живое, превратив ее в такую же канализацию, только большего масштаба. Поэтому сточные воды в обязательном порядке подлежат очистке.

В каждом городе имеется специальная очистная станция (а в крупных городах их обычно несколько), где вода полностью освобождается от грязи и становится пригодной для сброса в реку или для повторного использования.

Очистка выполняется, как и в случае с водопроводной водой, в несколько этапов. Но даже очищенная вода непригодна для питья – она сбрасывается в оросительные системы близлежащих сельхозпредприятий.
Для того, чтобы мы могли пользоваться привычными с детства вещами – водопроводным краном и санузлом – коммунальные службы каждый день проделывают огромную работу. Не забывайте об это и не лейте воду зря, ведь она – наше богатство!

Как резервируют источники

О резервировании источников питьевого водоснабжения, говорится в 703 постановлении, и в данной главе мы рассмотрим его основные положения этого документа.

Для чего это нужно

Первый вопрос, на который можно найти ответ в этом постановлении: «Кто осуществляет резервирование источников питьевого водоснабжения?». Отвечаем: этот вопрос находится в компетенции органов госвласти субъектов РФ.

  • Основная цель такова: обеспечение питьевой водой населения городов, снабжаемых исключительно из поверхностных источников, которые практически не защищены от загрязнения.
  • Резервными, обычно являются подземные источники с подтверждёнными разведкой запасами воды, и с качеством, определяющимся заключением санитарно-эпидемиологических служб. Их до времени консервируют, и вскрывают в случае возникновения форс-мажорной ситуации или стихийного бедствия.
  • Список поселений, для которых и производится резервирование скважин, составляется органами госвласти в регионе, и согласовывается с Министерством РФ по гражданской обороне и ЧС.

В чрезвычайной ситуации вода тоже будет

Формирование этого списка осуществляется в зависимости от состояния функционирующих в настоящее время систем водоснабжения; их подверженности загрязнению в случае ЧС; запасов воды под землёй, и требуемого объёма, который мог бы обеспечить население города согласно нормам.

Порядок резервирования

Для определения места нахождения и возможностей подземных источников, которые можно было бы зарезервировать, власти субъектов РФ направляют запрос в Федеральное агентство (ФА) по недропользованию.

  • К нему должен быть приложен документ, в котором отражаются следующие данные: перечень населённых пунктов, которые предполагается подключить к резервному источнику; объёмы питьевой воды по каждому из них; расстояние от источника до каждого из городов.
  • ФА по недропользованию, в 60-дневный срок обязан рассмотреть запрос, и выдать по нему заключение. В нём должна содержаться информация по наличию в данном регионе разведанных водных источников подземного происхождения, пригодных для хозяйственно-бытовых нужд, а так же должно быть указано точное место их расположения.
  • Если окажется, что на указанной территории такого водного объекта нет, то орган госвласти соответствующего субъекта может обратиться с заявкой на разведку и оценку запасов вод в данном районе.

Проектная документация на резервную скважину

При получении таких данных, власти субъекта РФ принимают решение об осуществлении резервирования данного водного объекта, заказывают проект, предусматривают сроки строительства скважины и водозаборных сооружений, после чего направляют его на утверждение в ФА по недропользованию. Таким образом, резервирование источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения, можно считать завершённым.

Ответы на вопросы

Расставляя все точки над «и», следует ознакомиться с ответами на наиболее часто задаваемые вопросы о воде.

Почему кипяченую воду нельзя сохранять более суток

Высокая температура уничтожает грибки, бактерии, однако чистота воды — непостоянное явление, и через некоторое время в жидкость вновь падают микроорганизмы. Даже если поместить жидкость в плотно закрытую тару, это не избавит ее от микрочастиц. При хранении Н2О в алюминиевом чайнике, в нее попадут частицы металла, а при консервировании в полиэтиленовом бутыле не исключено попадание частиц поликарбоната, полиэтилентерефталата (материалов, из которого изготавливают бутыли для воды). Постоянное питье такой жидкости наносит вред здоровью.

Можно ли пить кипяченую воду при похудении

Соблюдая питьевой режим, можно действительно сбросить лишний вес. При употреблении 1,5-2 л жидкости в день, можно ускорить метаболизм на 3%, предотвратить возникновение отеков. Вода из крана не подойдет из-за обилия хлора и риска заражения патогенными микроорганизмами. Кипятить воду для похудения тоже не рекомендуется, после процедуры в жидкости уменьшается количество минералов. Лучшая вода для похудения — теплая бутилированная питьевая или минеральная, но в последней уровень минерализации не должен превышать 1г/л.

Почему нельзя пить дважды кипяченую воду

Как показывают опыты, в повторно кипяченой воде медленнее происходят химические реакции, а эксперименты с млекопитающими привели к удручающему результату. Все животные стали стерильны, некоторые — необратимо.

Дважды кипяченую воду называют «тяжелой». Это научно обоснованное название, означающее содержание в жидкости оксида дейтерия. Хотя его содержание незначительно, воздействие тяжелой воды на организм приводит к серьезным патологиям.

Хорошая новость — дейтерий выводится из организма в течение нескольких дней, так что если в ход шла неоднократно кипяченная вода, необходимо немедленно ее вылить и прибегать только к однократной термообработке.

Можно ли новорожденному давать кипяченую воду?

Согласно рекомендациям ВОЗ, новорожденного вообще нельзя допаивать. Ремарка: ребенок считается новорожденным до 28 дней жизни. По достижении месячного возраста осуществляется допаивание младенца по требованию, особенно если он постоянно потеет и находится в жарком помещении с сухим воздухом.

При этом необходимо использовать бутилированную кипяченую воду. Если в доступе только водопроводная Н2О, накануне кипячения нужно избавиться от летучих соединений, предварительно отстояв жидкость в течение 12-24 ч. Ребенку давать только свежекипяченую воду, остудив ее до комнатной температуры.

По мнению врачей, после первого года жизни ребенок может пить бутилированную воду без предварительного кипячения. Покупка специальной Н2О для детей — не лучший вариант, поскольку она содержит очень мало солей, и их запасы в организме будут вымываться, не компенсируясь.

Какая вода быстрее закипает — кипяченая или сырая?

Быстрее закипит сырая вода. Этому есть простое объяснение: в ней больше кислорода. При нагревании 02 быстрее расширяется и выходит наружу в виде пузырей.

Подведем итоги: полезна ли кипяченая вода для организма человека? Несомненно, но только при условии, что термообработка набранной сырой воды производится не более 1 раза, а длительность кипячения минимальна, то есть до появления первых пузырьков. При угрозе инфекционного заражения кипячение воды для питья — обязательная процедура, польза которой неоспорима. Причем поддерживать высокую температуру жидкости необходимо не менее 15 мин.

Водородная связь

В жидкой воде происходит ассоциация молекул, т. е. соединение их в более сложные агрегаты за счёт особой химической связи, которая называется водородной.

Особенностями водородной связи, по которым её выделяют в отдельный вид, является её не очень высокая прочность.

Водородная связь также играет важную роль в процессах растворения, поскольку растворимость зависит и от способности соединения давать водородные связи с растворителем. В результате содержащие ОН-группы такие вещества, как сахар, глюкоза, спирты, карбоновые кислоты, как правило, хорошо растворимы в воде.

На картинке № 2 показано образование димера воды с одной водородной связью.

Димер — это две молекулы Н2О, соединенные водородной связью. Связь между молекулами воды водородная.

Каждая молекула способна образовать четыре водородные связи: две между неподеленными электронными парами её атома кислорода и атомами водорода соседних молекул и ещё две – между атомами водорода и атомами кислорода двух других молекул.

Энергия водородной связи может изменяться от 17 до 33 кДж/моль.

Что вызвало кембрийский взрыв?

Кембрийский взрыв произошел на Земле около 540 миллионов лет назад. На протяжении большей части истории Земли до этого периода жизнь состояла в основном из бактерий, эукариот и ультрапростых растений. Но в начале кембрийского периода эволюция, казалось, претерпела скачок роста, и сложные существа начали развиваться с невиданной прежде скоростью.

Внезапно у живых существ появились мозги, глаза и скелеты. Большинство живых существ сегодня могут проследить свою родословную до кембрийского периода. Некоторые ученые считают, что кембрийский взрыв произошел в результате вышеупомянутой стабилизации кислорода, которая произошла примерно в то же время. Но поскольку они не совсем уверены, почему это произошло, это не очень понятно. Другие считают, что такие факторы, как повышение температуры Земли и развитие мелководной водной среды, также способствовали этому скачку.

Интересные факты о воде

Ученые не перестают исследовать воду, регулярно находя ее новые свойства:

  1. Среднее количество содержащейся во всех живых организмах воды составляет не менее 50%.
  2. Земная мантия скрывает в себе в десятки раз больше этой жидкости, чем содержится в Мировом океане.
  3. Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, то уровень воды поднялся бы на 3 км над сушей.
  4. Мировой океан занимает около 71% поверхности нашей планеты и содержит 97% всех мировых запасов воды.
  5. Если бы ледники, которые находятся на планете, растаяли, то 1/8 часть суши оказалась бы затопленной.
  6. Известны случаи, когда пресная вода замерзала при температуре свыше 0 градусов.
  7. Морская вода на 35% состоит из соли, поэтому ее замерзание происходит при температуре ниже -2 градуса.
  8. Поверхность воды может отражать около 5% солнечных лучей, в то время, как от поверхности льда отражается более 85%.
  9. Вода – одна из немногих субстанций, которые при замерзании расширяются.
  10. В сочетании с фтором вода и ее пары способны к горению. При значительной концентрации фтора, такая смесь становится взрывоопасной.

Правдивы ли эти гипотезы?

Конечно, ни одна гипотеза не является полностью верной. Морская вода формировалась в течение очень долгого времени, поэтому у ученых нет достоверных доказательств о причинах ее солености. Почему все указанные гипотезы можно опровергнуть? Вода вымывает землю, где нет столь высокой концентрации соли. В геологические эпохи соленость воды изменялась. Содержание соли также зависит от конкретного моря.

Вода воде рознь – соленая вода имеет разные свойства. Морская – характеризуется соленостью около 3,5% (1 кг морской воды содержит 35 г соли). Соленая вода имеет разную плотность, варьируются и точки замерзания. Средняя плотность морской воды составляет 1,025 г/мл, замерзает она при температуре -2°С.

Вопрос может звучать иначе. Как мы знаем, что вода в море – соленая? Ответ простой – каждый может легко попробовать ее «на вкус». Поэтому всем известен факт солености, но точная причина такого явления остается загадкой.

Вода появилась из космоса

Фото и видео подобных ионных ливней предоставляли космическая обсерватория «Хаббл» и межпланетные исследовательские станции. Большой объем в таких потоках занимают протоны, являющиеся с химической точки зрения ядрами атомов Н+, точнее протия — легкого водородного изотопа, не имеющего электрона.

Проливались ионные дожди и много миллиардов лет назад. Достигая верхних слоев земной атмосферы, они захватывали электроны и превращались в чистый водород, который тут же вступал во взаимодействие с кислородом и образовывал воду. А она изливалась на поверхность Земли в виде осадков.

Расчеты показывают: таким образом может быть образовано всего 1,5 т воды ежегодно. Но за миллионы и миллиарды лет космическая вода на планете могла создать Мировой океан.

Лёд, находящийся в межзвёздном пространстве богат дейтерием. Учёные давно подозревали, что именно он является источником воды в нашей Солнечной системе. Но молодая планетная система была настолько полна ионизирующего излучения, что любой попадающий в неё лёд должен был расплавиться и перейти в состояние воды. Credit: Bill Saxton, NSF/AUI/NRAO.

Исследования

Происхождение воды на планете

Основная статья: Происхождение воды на Земле

Происхождение воды на Земле является предметом научных споров. Некоторые учёные считают, что вода была занесена астероидами или кометами на ранней стадии образования Земли, около четырёх миллиардов лет назад, когда планета уже сформировалась в виде шара. В настоящее время установлено, что вода появилась в мантии Земли не позже 2,7 миллиардов лет назад.

Гидрология

Основная статья: Гидрология

Гидроло́гия — наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие (испарение, замерзание и т. п.).

Предметом изучения гидрологии являются все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озёрах, водохранилищах, болотах, почвенных и подземных вод.

Гидрология исследует круговорот воды в природе, влияние на него деятельности человека и управление режимом водных объектов и водным режимом отдельных территорий; проводит анализ гидрологических элементов для отдельных территорий и Земли в целом; даёт оценку и прогноз состояния и рационального использования водных ресурсов; пользуется методами, применяемыми в географии, физике и других науках. Данные гидрологии моря используются при плавании и ведении боевых действий надводными кораблями и подводными лодками.

Гидрология подразделяется на океанологию, гидрологию суши и гидрогеологию.

Океанология подразделяется на биологию океана, химию океана, геологию океана, физическую океанологию, и взаимодействие океана и атмосферы.

Гидрология суши подразделяется на гидрологию рек (речную гидрологию, потамологию), озероведение (лимнологию), болотоведение, гляциологию.

Гидрогеология

Основная статья: Гидрогеология

Гидрогеоло́гия (от др.-греч. ὕδωρ «водность» + геология) — наука, изучающая происхождение, условия залегания, состав и закономерности движений подземных вод. Также изучается взаимодействие подземных вод с горными породами, поверхностными водами и атмосферой. В сферу этой науки входят такие вопросы, как динамика подземных вод, гидрогеохимия, поиск и разведка подземных вод, а также мелиоративная и региональная гидрогеология. Гидрогеология тесно связана с гидрологией и геологией, в том числе и с инженерной геологией, метеорологией, геохимией, геофизикой и другими науками о Земле. Она опирается на данные математики, физики, химии и широко использует их методы исследования. Данные гидрогеологии используются, в частности, для решения вопросов водоснабжения, мелиорации и эксплуатации месторождений.

Методики определения в сточных водах

Существует достаточно широкий перечень методов определения фосфатов в сточных водах. Условно их можно поделить на две группы – простые и сложные. Первые, к сожалению, неточны. Вторые – сложны в применении. В связи с этим, выбор конкретной методики обусловлен целесообразностью:

  • Необходимая точность измерений.
  • Требования к квалификации оператора.
  • Желательная скорость получения результатов измерения.

Исходя из этого, методики определения можно разделить на точные и грубые.

Грубые

К грубым методикам измерения относится органолептический колориметрический анализ проб воды. Данный способ измерения и требования к условиям его проведения регламентируются по ГОСТ 18309-2014 «Вода. Методы определения фосфорсодержащих веществ».

Особенность данного метода состоит в гидролизе полифосфатов с целью их превращения в ортофосфаты, с дальнейшим образованием окрашенных в синий цвет комплексных соединений с молибденом. Затем полученный раствор фотометрически исследуют при длине волны от 690 до 720 нм. Отметим, что определению фосфатов таким способом мешают железо, нитриты и растворимые силикаты. Их влияние нивелируют разбавлением или введением дополнительных реактивов, однако, это снижает точность исследования.

Ход исследования состоит из таких стадий:

  • Отбор проб воды в соответствии с ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков»
  • Подготовка посуды для удаления следов окрашенного комплекса от прошлых испытаний путём ополаскивания растворами NaOH или NaHCO3
  • Приготовлении ряда рабочих растворов (KH2PO3 различной концентрации, раствор молибдата аммония (NH4)2MoO4, 37%-й раствор серной кислоты, 13,6%-й раствор соляной кислоты, раствор SnCl2)
  • Введение растворов молибдата аммония и двухлористого олова в пробу
  • Фотометрический анализ пробы на приборе

Для проведения исследований с помощью колориметрического анализа требуется достаточно много времени, опыт работы в лаборатории. Высокие трудозатраты снижают целесообразность применения этого метода.

Точные

На сегодняшний день наиболее точные значения концентрации фосфатов и других соединений фосфора даёт спектрофотометрический метод анализа с использованием электронных приборов. В современном мире спектрофотометрия перестала требовать высокой квалификации оператора прибора, поскольку современная электроника позволяет проводить анализ практически без участия человека. Сущность метода состоит в измерении изменений прохождения света через образец при различной длине волны, сопоставления данных и получения данных о градации спектров образца. Этот метод весьма удобен, поскольку не требует реактивов. Анализ происходит быстро и точно. Это как раз то, что нужно, чтобы обеспечить контроль состава сточных вод.

Холодное происхождение Земли

Однако наличие в центре Земли раскаленного ядра доказывает, что в силу каких-то причин, например из-за распада радиоактивных элементов, в недрах планеты начала подниматься температура.

Холодная версия с последующим разогревом

Сначала наша планета была холодной, затем стала раскаляться, что вызвало вулканизм. Магма выносила из недр на поверхность водяной пар, который уже содержался в протоматерии, образовывавшей Землю.

Часть пара остывала, становилась жидкой и заполняла океаническую чашу, а часть стала будущей атмосферой.

Разогрев Земли стал причиной вулканической деятельности. Извергаемая вулканами лава выносила на поверхность планеты пары воды. Часть паров, конденсируясь, заполняла океанические впадины, а часть образовала атмосферу. Credit: историиземли.рф/brezhnevnews.

Виды рек

Все реки в мире можно классифицировать по видам — по величине, возрасту, условиям питания и по рельефу местности.

По величине

В России принята следующая классификация рек по величине:

Большими реками называются равнинные реки, имеющие бассейн площадью более 50 000 км², а также реки преимущественно горные с площадью водосбора более 30 000 км². Как правило, их бассейны располагаются в нескольких географических зонах, а гидрологический режим не свойственен для рек каждой географической зоны в отдельности.

Средними реками называются равнинные реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеющие площадь от 2000 до 50 000 км², гидрологический режим которых свойственен для рек этой зоны.

Малыми реками называются реки, бассейны которых располагаются в одной гидрографической зоне, имеют площадь не более 2000 км² и гидрологический режим которых под влиянием местных факторов может быть не свойственен для рек этой зоны. Небольшой водоток также может называться ручьём, чёткой границы в определении ручья и малой реки нет.

Топографические виды рек

В зависимости от рельефа местности, в пределах которой текут реки, они разделяются на горные и равнинные. На многих реках перемежаются участки горного и равнинного характера.

Горные реки, как правило, отличаются большими уклонами, бурным течением, текут в узких долинах; преобладают процессы размыва.

Для равнинных рек характерно наличие извилин русла или меандров, образующихся в результате русловых процессов. На равнинных реках чередуются участки размыва русла и аккумуляции на нём наносов, в результате которой образуются осерёдки и перекаты, а в устьях — дельты. Иногда ответвлённые от реки рукава сливаются с другой рекой.

Виды рек по возрасту

По возрасту реки делятся на молодые (например, Нева — её возраст 4 тыс. лет, Волга в верхнем течении — 20 тыс. лет), зрелые и старые (Нил, Миссисипи, Хуанхэ, Амударья, Ангара — 60—70 млн лет).

Виды рек по условиям питания

По условиям питания принята следующая классификация:

  • Почти полностью снеговое питание.
  • Смешанное с преобладанием снегового.
  •  Преобладает дождевое + смешанное.
  • Смешанное с преобладанием ледникового.
  • Смешанное с преобладанием подземного.

Как образуется, откуда она берется на планете?

Пресная вода образуется следующими способами:

  • через земные слои она просачивается из крупных водоемов, вследствие чего появляются подземные реки, озера, ключи;
  • во время извержений из недр земли выбрасывается водяной пар в малых количествах, который в дальнейшем испаряется;
  • при таянии ледников на горных вершинах. Благодаря тому, что талая вода подпитывает горные озера, они отличаются своей чистотой;
  • выпадает в виде осадков из атмосферы.

Такая вода может принимать любое агрегатное состояние, поэтому она участвует в круговороте воды в природе, который включает в себя 4 этапа:

  1. Испарение – на первоначальной стадии вода из рек, озер, океанов и других поверхностных водяных источников преобразуется из жидкого состояния в газообразное, а затем пар попадает в слои атмосферы.
  2. Конденсация – в слоях атмосферы пар снова переходит в жидкое состояние в виде водных капель, вследствие чего происходит образование облаков и тумана.
  3. Осадки – капли воды тяжелеют из-за столкновений друг с другом и выпадают на землю твердыми или жидкими осадками.
  4. Стоки в океан – осадки, которые выпали на землю, оказываются либо в почве, либо в реках и иных природных стоках, устремляясь в океан.

Благодаря данному круговороту резерв воды восполняется, благодаря чему происходит поддержание некого баланса. Однако все чаще она подвергается засорению, а из-за глобального потепления, ее становится все меньше.

Может ли возникнуть пресный океан

Чтобы ответить на вопрос «Может ли океан стать пресным?», необходимо понять, что на это влияет. Свойства морских вод зависят от множества факторов, лишь часть из них:

  • подводные течения;
  • испарения и их активность;
  • особенности движения морской воды;
  • наличие ледников, а также скорость таяния.

На глубине океана находятся залежи чистой пресной воды, но вот что в морской воде есть золото знает не каждый. Соленые воды не могут стать пресными даже через множество веков. Ученые уверены, выпаривание воды не изменяет соленость. Уровень соли всегда остается на одном уровне. Постоянство солевого состава открыл Дитмар, в честь которого и назван закон.

Если подобное все-таки случится (теоретически), то повлечет за собой необратимые последствия для всей планеты. В первую очередь — погибнут многие живые организмы, ведь даже люди применяют изотонические растворы морской воды. Надолго пресная жидкость не останется, так как из рек в океанские воды постоянно поступают соли. Однако последнее является лишь одной из нескольких теорий почему морская вода сильно соленая.

Может ли океан стать пресным? Почему морская вода соленая? Этими вопросами задаются не только любознательные дети, но и многие взрослые. Все знают, что в море и океане соленая вода, но почему так происходит не объясняют даже ученые. Есть несколько теорий, однако какая из них правильная до сих пор непонятно. Нет подтверждения и тому, могут ли испариться воды с морской солью.