Вода, окись водорода, H 20, простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом (11,19% водорода и 88,81% кислорода по массе), молекулярная масса 18,0160; бесцветная жидкость без запаха и вкуса (в толстых слоях имеет голубоватый цвет), Вода принадлежит важнейшая роль в геологической истории Земли и возникновении жизни, в формировании физической и химической среды, климата и погоды на нашей планете. Без Вода невозможно существование живых организмов. Вода - обязательный компонент практически всех технологических процессов - как сельскохозяйственного, так и промышленного производства.
Вода в природе. Вода широко распространена в природе. Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, озёра, водохранилища, реки, подземные Вода, почвенную влагу, составляет около 1,4-1,5 млрд. км3, причём на долю Вода суши приходится всего около 90 млн. км3. Из них подземные воды составляют 60, ледники 29, озёра 0,75, почвенная влага 0,075, реки 0,0012 млн. км3. В атмосфере Вода находится в виде пара, тумана и облаков, капель дождя и кристаллов снега (всего около 13-15 тыс. км3). Около 10% поверхности суши постоянно занимают ледники. На севере и северо-востоке СССР, на Аляске и Севере Канады - общей площадью около 16 млн. км2 всегда сохраняется подпочвенный слой льда (всего около 0,5 млн. км3. В земной коре - литосфере содержится, по разным оценкам, от 1 до 1,3 млрд. км3 Вода, что близко к содержанию её в гидросфере. В земной коре значительные количества Вода находятся в связанном состоянии, входя в состав некоторых минералов и горных пород (гипс, гидратированные формы кремнезёма, гидросиликаты и др.). Огромные количества Вода (13-15 млрд. км3) сосредоточены в более глубоких недрах мантии Земли . Выход Вода, выделявшейся из мантии в процессе разогревания Земли на ранних стадиях её формирования, и дал, по современным воззрениям, начало гидросфере. Ежегодное поступление Вода из мантии и магматических очагов составляет около 1 км3. Имеются данные о том, что Вода, хотя бы частично, имеет «космическое» происхождение: протоны, пришедшие в верхнюю атмосферу от Солнца, захватив электроны, превращаются в атомы водорода, которые, соединяясь с атомами кислорода, дают H 2O. Вода входит в состав всех живых организмов, причём в целом в них содержится лишь вдвое меньше Вода, чем во всех реках Земли. В живых организмах количество Вода, за исключением семян и спор, колеблется между 60 и 99,7% по массе. По словам французского биолога Э. Дюбуа-Реймона, живой организм есть l"eau animée (одушевлённая вода). Все воды Земли постоянно взаимодействуют между собой, а также с атмосферой, литосферой и биосферой (см. Влагооборот , Водный баланс )/
Вода в природных условиях всегда содержит растворённые соли, газы и органические вещества. Их количественный состав меняется в зависимости от происхождения Вода и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/кг Вода считают пресной, до 25 г/кг - солоноватой, свыше - солёной.
Наименее минерализованными Вода являются атмосферные осадки (в среднем около 10-20 мг/кг), затем пресные озёра и реки (50-1000 мг/кг). Солёность океана колеблется около 35 г/кг; моря имеют меньшую минерализацию (Чёрное 17-22 г/кг; Балтийское 8-16 г/кг; Каспийское 11-13 г/кг). Минерализация подземных Вода вблизи поверхности в условиях избыточного увлажнения составляет до 1 г/кг, в засушливых условиях до 100 г/кг, в глубинных артезианских Вода минерализация колеблется в широких пределах. Максимальные концентрации солей наблюдаются в соляных озёрах (до 300 г/кг) и глубокозалегающих подземных Вода (до 600 г/кг).
В пресных Вода обычно преобладают ионы H C O 3-, Са2+ и Mg 2+. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация ионов S O 42-, Cl -, Na + и К+. В высо-коминерализованных Вода преобладают ионы Cl - и Na +, реже Mg 2+ и очень редко Ca 2+. Прочие элементы содержатся в очень малых количествах, хотя почти все естественные элементы периодической системы найдены в природных Вода
Из растворённых газов в природных Вода присутствуют азот, кислород, двуокись углерода, благородные газы, редко сероводород и углеводороды. Концентрация органических веществ невелика - в среднем в реках около 20 мг/л, в подземных Вода ещё меньше, в океане около 4 мг/л. Исключение составляют Вода болотные и нефтяных месторождений и Вода, загрязнённые промышленными и бытовыми стоками, где количество их бывает выше. Качественный состав органических веществ чрезвычайно разнообразен и включает различные продукты жизнедеятельности организмов, населяющих Вода, и соединения, образующиеся при распаде их остатков.
Первоисточниками солей природных Вода являются вещества, образующиеся при химическом выветривании изверженных пород (Ca 2+, Mg 2+, Na +, К+ и др.), и вещества, выделявшиеся на протяжении всей истории Земли из её недр (C O 2, S O 2, H C I, N H 3 и др.). От разнообразия состава этих веществ и условий, в которых происходило их взаимодействие с Вода, зависит состав Вода Громадное значение для состава Вода имеет и воздействие живых организмов (см. также Гидрохимия ).
Изотопный состав Вода В связи с существованием двух стабильных изотопов у водорода (1H и 2H, обычно обозначаемые Н и D) и трёх у кислорода (16O,17O и 18O) известно 9 изотопных разновидностей Вода, которые находятся в природной Вода в среднем в следующих соотношениях (в молярных %): 99,73 H 216O; 0,04 H 217O; 0,20 H 218O, 0,03 HD’16O, а также 10-5-10-15%(суммарно) HD17O, HD18O, D216O , D217O, D218O. Особый интерес представляет тяжёлая вода D2O, содержащая дейтерий . В Вода Земли находится всего13-20 кг «сверхтяжёлой» Вода. содержащей радиоактивный изотоп водорода - тритий (3H, или Т).
Историческая справка. Благодаря широкой распространённости Вода и её роли в жизни людей, она издавна считалась первоисточником жизни. Представление философов античности о Вода как о начале всех вещей нашло отражение в учении Аристотеля (4 в. до н. э.) о четырёх стихиях (огне, воздухе, земле и Вода), причём Вода считалась носителем холода и влажности. Вплоть до конца 18 в. в науке существовало представление о Вода как об индивидуальном химическом элементе. В 1781-82 английский учёный Г. Кавендиш впервые синтезировал Вода, взрывая электрической искрой смесь водорода и кислорода, а в 1783 французский учёный А. Лавуазье , повторив эти опыты, впервые сделал правильный вывод, что Вода есть соединение водорода и кислорода. В 1785 Лавуазье совместно с французским учёным Ж. Менье определил количественный состав Вода В 1800 английские учёные У. Николсон и А. Карлейль разложили Вода на элементы электрическим током. Таким образом, анализ и синтез Вода показали сложность её состава и позволили установить для неё формулу H 2O. Изучение физических свойств Вода началось ещё до установления её состава в тесной связи с другими научно-техническими проблемами. В 1612 итальянский учёный Г. Галилей обратил внимание на меньшую плотность льда сравнительно с жидкой Вода как на причину плавучести льда. В 1665 голландский учёный Х. Гюйгенс предложил принять температуру кипения и температуру плавления Вода за опорные точки шкалы термометра. В 1772 французский физик Делюк нашёл, что максимум плотности Вода лежит при 4°С; при установлении в конце 18 в. метрической системы мер и весов это наблюдение было использовано для определения единицы массы - килограмма . В связи с изобретением паровой машины французские учёные Д. Араго и П. Дюлонг (1830) изучили зависимость давления насыщенного пара Вода от температуры. В 1891-97 Д. И. Менделеев дал формулы зависимости плотности Вода от температуры. В 1910 американский учёный П. Бриджмен и немецкий учёный Г. Тамман обнаружили у льда при высоком давлении несколько полиморфных модификаций. В 1932 американские учёные Э. Уошберн и Г. Юри открыли тяжёлую Вода Развитие физических методов исследования позволило существенно продвинуться в изучении структуры молекул Вода, а также строения кристаллов льда. В последние десятилетия особое внимание учёных привлекает структура жидкой Вода и водных растворов .
Физические свойства и строение Вода Важнейшие физические константы Вода приведены в табл. 1. О давлении насыщенного пара Вода при разных температурах см. в ст. Пар водяной . О полиморфных модификациях Вода в твёрдом состоянии см. в ст. Лёд . Тройная точка для Вода, где находятся в равновесии жидкая Вода, лёд и пар, лежит при температуре +0,01°С и давлении 6,03·10-3 атм.
Многие физические свойства Вода обнаруживают существенные аномалии. Как известно, свойства однотипных химических соединений у элементов, находящихся в одной и той же группе периодической системы Менделеева, изменяются закономерно. В ряду водородных соединений элементов VI группы (H 2Te, H 2Se, H 2S, H 2O) температуры плавления и кипения закономерно уменьшаются лишь у первых трёх; для Вода эти температуры аномально высоки. Плотность Вода в интервале 100-4°С нормально возрастает, как и у огромного большинства других жидкостей. Однако, достигнув максимального значения 1,0000 г/см3 при +3,98°С, при дальнейшем охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает, тогда как почти у всех остальных веществ кристаллизация сопровождается увеличением плотности. Вода способна к значительному переохлаждению, т. е. может оставаться в жидком состоянии ниже температуры плавления (даже при -30°С). Удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления и кипения Вода аномально высоки по сравнению с другими веществами, причём удельная теплоёмкость Вода минимальна при 40°С. Вязкость Вода с ростом давления уменьшается, а не повышается, как следовало бы ожидать по аналогии с другими жидкостями. Сжимаемость Вода крайне невелика, причём с ростом температуры уменьшается.
Табл. 1. - Физические свойства воды<
0,99823 (20°С)
1,54·10-3 (45°С)
ления (D - линия
натрия) . . . . . . . . . . . . . .
1,33299 (20°С)
Аномалии физических свойств Вода связаны со структурой её молекулы и особенностями межмолекулярных взаимодействий в жидкой Вода и льде. Три ядра в молекуле Вода образуют равнобедренный треугольник с протонами в основании и кислородом в вершине (рис. 1, а). Распределение электронной плотности в молекуле Вода таково (рис. 1, б, в), что создаются 4 полюса зарядов: 2 положительных, связанных с атомами водорода, и 2 отрицательных, связанных с электронными облаками необобществлённых пар электронов атома кислорода. Указанные 4 полюса зарядов располагаются в вершинах тетраэдра (рис. 1, г). Благодаря этой полярности Вода имеет высокий дипольный момент (1,86 D), а четыре полюса зарядов позволяют каждой молекуле Вода образовать четыре водородные связи с соседними (такими же) молекулами (например, в кристаллах льда).
Кристаллическая структура обычного льда гексагональная (рис. 2), она «рыхлая», в ней много «пустот». (При плотной «упаковке» молекул Вода в кристаллах льда его плотность составляла бы около 1,6 г/см3.) В жидкой Вода присущая льду связь каждой молекулы H 2O с четырьмя соседними («ближний порядок») в значительной степени сохраняется; однако «рыхлость» структуры при плавлении льда уменьшается, молекулы «дальнего порядка» попадают в «пустоты», что ведёт к росту плотности Вода При дальнейшем нагревании Вода возрастает тепловое движение молекул, расстояние между ними увеличивается, т. е. происходит расширение Вода, которое начиная с +3,98°С уже преобладает, и поэтому далее с ростом температуры плотность Вода уменьшается. Водородные связи примерно в 10 раз прочнее, чем связи, обусловленные межмолекулярными взаимодействиями, характерными для большинства других жидкостей; поэтому для плавления, испарения, нагревания Вода необходима гораздо большая энергия, чем в случае других жидкостей, что объясняет отмеченные аномально высокие значения теплот плавления и испарения и удельной теплоёмкости. С повышением температуры водородные связи разрываются, однако определённое их число сохраняется даже при 100°С. Растворённая в органических растворителях Вода состоит из образовавшихся за счёт водородных связей ассоциатов (H 2O)2.
Вода как растворитель. Вода - наиболее универсальный растворитель. Газы достаточно хорошо растворяются в Вода, если способны вступать с ней в химическое взаимодействие (аммиак, сероводород, сернистый газ, двуокись углерода). Прочие газы мало растворимы в Вода При понижении давления и повышении температуры растворимость газов в Вода уменьшается. Многие газы при низких температурах и повышенном давлении не только растворяются в Вода, но и образуют кристаллогидраты (аргон, криптон, ксенон, хлор, сероводород, углеводороды и др.). В частности, пропан при 10°С и 0,3 мн/м2 (3 кгс/см2) даёт кристаллогидрат C 3H 8·17H 2O. При уменьшении давления такие гидраты распадаются. Кристаллогидраты многих газообразных веществ, образующиеся при низких температурах, содержат Вода в «пустотах» своих кристаллов (так называемые клатраты, см. Соединения включения ).
Вода - слабый электролит , диссоциирующий по уравнению:
причём количественной характеристикой электролитической диссоциации Вода служит ионное произведение Вода: Кв = [Н+] [ОН-], где [Н+] и [ОН-] - концентрация соответствующих ионов в г-ион/л; Кв составляет 10-14 (22°С) и 72·10-14 (100°С), что соответствует усилению диссоциации Вода с ростом температуры (см. также Водородный показатель ).
Будучи электролитом, Вода растворяет многие кислоты, основания, минеральные соли. Такие растворы проводят электрический ток благодаря диссоциации растворённых веществ с образованием гидратированных ионов (см. Гидратация ). Многие вещества при растворении в Вода вступают с ней в реакцию обменного разложения, называемую гидролизом . Из органических веществ в Вода растворяются те, которые содержат полярные группы (-ОН, -N H 2, - СООН и др.) и имеют не слишком большую молекулярную массу. Сама Вода хорошо растворима (или смешивается во всех отношениях) лишь в ограниченном числе органических растворителей. Однако в виде ничтожной примеси к органическим веществам Вода присутствует практически всегда и способна резко изменять физические константы последних.
Вода любого природного водоёма содержит в растворённом состоянии различные вещества, преимущественно соли (см., например, Жёсткость воды ). Благодаря высокой растворяющей способности Вода, получить её в чистом виде весьма трудно. Обычно мерой чистоты Вода служит её электропроводность. Дистиллированная Вода, полученная перегонкой обычной Вода, и даже повторно перегнанный дистиллят имеют электропроводность примерно в 100 раз более высокую, чем у абсолютно чистой Вода Наиболее чистую Вода получают синтезом из тщательно очищенного кислорода и водорода в спец. аппаратуре.
В последние годы появились многочисленные сообщения о существенном изменении свойств технической и дистиллированной Вода после её протекания с определённой скоростью в магнитных полях оптимальной (весьма невысокой) напряжённости. Эти изменения носят временный характер и через 10-25 часов постепенно и самопроизвольно исчезают. Отмечается, что после такой «магнитной обработки» ускоряются процессы кристаллизации растворённых в Вода веществ, адсорбции, изменяется смачивающая способность Вода и др. Хотя теоретическое объяснение этих явлений пока отсутствует, они уже находят широкое практическое применение - для предотвращения образования накипи в паровых котлах, для улучшения процессов флотации , очистки Вода от взвесей и др.
Образование и диссоциация Вода Образование Вода при взаимодействии водорода с кислородом сопровождается выделением теплоты 286 кдж/моль (58,3 ккал/моль) при 25°С (для жидкой Вода). Реакция 2H 2 + O 2 = 2H 2O до температуры 300°С идёт крайне медленно, при 550°С - со взрывом. Присутствие катализатора (например, платины) позволяет реакции идти при обычной температуре. Спокойное горение водорода в кислороде, как и взрывное взаимодействие, - это цепные реакции , идущие с участием радикалов свободных .
Химические свойства Вода В обычных условиях Вода - достаточно устойчивое соединение. Распад молекул H 2O (термическая диссоциация) становится заметным лишь выше 1500°С. Разложение Вода происходит также под действием ультрафиолетового (фотодиссоциация) или радиоактивного излучения (радиолиз ).В последнем случае, кроме H 2 и O 2, образуется также перекись водорода и ряд свободных радикалов. Характерным химическим свойством Вода является способность её вступать в реакции присоединения, а также гидролитические разложения взаимодействующих веществ. Восстановители действуют на Вода преимущественно при высокой температуре. Только наиболее активные из них, как щелочные и щелочноземельные металлы, реагируют с Вода уже при комнатной температуре с выделением водорода и образованием гидроокисей: 2Na + 2H 2O = 2Na O H + Н2; Ca + 2H 2O = Ca (O H)2 + H 2. Магний и цинк взаимодействуют с Вода при кипячении, алюминий - после удаления с его поверхности окисной плёнки. Менее активные металлы вступают в реакцию с Вода при красном калении: 3Fe + 4H 2O = Fe 3O 4 + 4H 2. Медленное взаимодействие многих металлов и их сплавов с Вода происходит при обычной температуре. Используя Вода, содержащую изотоп кислорода 18O, удалось показать, что при коррозии железа во влажной атмосфере «ржавчина» получает кислород именно из Вода, а не из воздуха (см. Коррозия металлов). Благородные металлы - золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий, а также ртуть с Вода не взаимодействуют.
Атомарный кислород превращает Вода в перекись водорода: H 2O + O = H 2O 2. Фтор уже при обычной температуре разлагает Вода: F 2 + H 2O 2H F + О. Одновременно образуются также H 2O 2, озон, окись фтора F 2O и молекулярный кислород O 2. Хлор при комнатной температуре даёт с Вода хлористоводородную и хлорноватистую кислоты: Cl 2 + H 2O = H Cl + H Cl O. Бром и иод в этих условиях реагируют с Вода аналогичным образом. При высоких температурах (100°С для хлора, 550°С для брома) взаимодействие идёт с выделением кислорода: 2Cl 2 + 2H 2O = 4H Cl + O 2. Фосфор восстанавливает Вода и образует метафосфорную кислоту (только в присутствии катализатора под давлением при высокой температуре): 2P + 6H 2O = 2H P O 3 + 5H 2. С азотом и водородом Вода не взаимодействует, а с углеродом при высокой температуре даёт водяной газ: С + H 2O = C O + H 2. Эта реакция может служить для промышленного получения водорода, как и конверсия метана: C H 4 + H 2O = C O + 3H 2 (1200-1400°С). Вода взаимодействует со многими основными и кислотными окислами, образуя соответственно основания и кислоты . Присоединение Вода к молекулам непредельных углеводородов лежит в основе промышленного способа получения спиртов , альдегидов , кетонов (см. также Гидратация ). Вода участвует во многих химических процессах как катализатор. Так, взаимодействие щелочных металлов или водорода с галогенами, многие окислительные реакции не идут в отсутствие хотя бы ничтожных количеств Вода
Вода, химически связанную с веществом, в которое она входит (неразличимую в виде «готовых» молекул H 2O), называют конституционной; молекулы H 2O образуются лишь в момент разложения вещества, например при сильном нагревании: Ca (O H)2 = Ca O + H 2O. Вода, входящая в состав ряда кристаллических веществ (например, алюминиевых квасцов K 2S O 4·Al 2 (S O 4)3·24H 2O) и различимая в этих кристаллах рентгенографически, называется кристаллизационной или кристаллогидратной. Вода, поглощённую твёрдыми веществами, имеющими большое число пор и развитую поверхность (например, активным углём ), называют адсорбционной. Свободную Вода, заполняющую тонкие канальцы (например, в почве), называют гигроскопической (капиллярной) Вода Различают также структурно-свободную Вода, располагающуюся в пустотах некоторых структур, например в минералах . Качественно можно обнаружить Вода в виде конденсата, образующегося при нагревании исследуемого образца; проводя нагревание при непрерывном взвешивании, получают количественные результаты (термогравиметрический анализ). В органических растворителях Вода можно обнаружить по окрашиванию бесцветной сернокислой меди Cu S O 4, образующей с Вода синий кристаллогидрат Cu S O 4·5H 2O. Отделить и количественно определить Вода часто удаётся азеотропной отгонкой её с бензолом, толуолом или другой жидкостью в виде азеотропной смеси , после расслоения которой при охлаждении измеряют объём отделившейся Вода
Применение Вода в промышленности. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как Вода Вода - химический реагент, участвующий в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов, альдегидов, гашёной извести и многих других важнейших химических продуктов. Вода - необходимый компонент при схватывании и твердении вяжущих материалов - цемента, гипса, извести и т.п. Как технологический компонент для варки, растворения, разбавления, выщелачивания, кристаллизации Вода применяется в многочисленных производственных процессах. В технике Вода служит энергоносителем (см. Гидроэнергетика ), теплоносителем (паровое отопление, водяное охлаждение), рабочим телом в паровых машинах (см. Пар водяной ), используется для передачи давления (в частности, в гидравлических передачах и прессах, а также при нефтедобыче) или для передачи мощности (см. Гидропривод машин ). Вода, подаваемая под значительным давлением через сопло, размывает грунт или породу (см. Гидромеханизация ).
Требования, предъявляемые к Вода в промышленности, весьма разнообразны. Вода особой чистоты необходима для развития новейших отраслей промышленности (производство полупроводников, люминофоров, атомная техника и др.). Поэтому особое внимание уделяется в настоящее время вопросам водоподготовки и водоочистки . По некоторым оценкам, общий объём ежегодно перерабатываемых материалов (руды, уголь, нефть, минералы и т.д.) составляет во всём мире около 4 млрд. м3 (4 км3);в то же время потребление свежей Вода (т. е. Вода из источников водоснабжения) только промышленностью СССР составило в 1965 37 млрд. м3. Стремительный рост потребления Вода ставит перед человечеством новую важную проблему - борьбы с истощением и загрязнением водных ресурсов планеты (см. Водные ресурсы ).
Лит.: Вернадский Вода И., История природных вод, Избр. соч., т. 4, М., 1960; Горизонты биохимии, пер. с англ., М., 1964; Некрасов Б. Вода, Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Фюрон Р., Проблемы воды на земном шаре, пер. с франц., М., 1966; Круговорот воды, М., 1966; Паундер Э., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Виноградов А. П., Введение в геохимию океана, М., 1967; Самойлов О. Я., Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов, М., 1957; Изотопный анализ воды, 2 изд., М., 1957; Термодинамика и строение растворов, М., 1959; Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 605-14.
Вода Л. Василевский.
Вода в организме - основная среда (внутриклеточная и внеклеточная), в которой протекает обмен веществ у всех растений, животных и микроорганизмов, а также субстрат ряда химических ферментативных реакций. В процессе фотосинтеза Вода вместе с углекислым газом вовлекается в образование органических веществ и, таким образом, служит материалом для создания живой материи на Земле.
Табл. 2. - Содержание воды в различных организмах, их органах и тканях<
Вода обеспечивает тургор тканей, перенос питательных веществ и продуктов обмена (кровь, лимфа, сок растений), физическую терморегуляцию (см. Транспирация , Потоотделение ) и другие процессы жизнедеятельности. Жизнь , вероятно, возникла в водной среде. В ходе эволюции различные водные животные и водные растения вышли на сушу и приспособились к наземному образу жизни; тем не менее и для них Вода - важнейший компонент внешней среды. Жизнь без Вода невозможна. При недостатке Вода жизнедеятельность организмов нарушается. Лишь покоящиеся формы жизни - споры, семена - хорошо переносят длительное обезвоживание. Растения при отсутствии Вода увядают и могут погибнуть, но чувствительность различных растений к недостатку Вода неодинакова (см. Засухоустойчивость , Ксерофиты , Мезофиты ). Животные, если лишить их Вода, быстро погибают: упитанная собака может прожить без пищи до 100 дней, а без Вода - менее 10. Содержание Вода в организмах велико (см. табл. 2).
В жидкостях организма - межклеточных пространствах, лимфе, крови, пищеварительных соках, соке растений и др. - содержится свободная Вода В тканях животных и растений Вода находится в связанном состоянии - она не вытекает при рассечении органа. Вода способна вызывать набухание коллоидов, связываться с белком и другими органическими соединениями, а также с ионами, входящими в состав клеток и тканей (гидратационная Вода). Молекулы Вода, находящиеся внутри клеток, но не входящие в состав гидратационных оболочек ионов и молекул, представляют иммобильную Вода, легче гидратационной вовлекаемую в общий круговорот Вода в организме (см. Водно-солевой обмен , Всасывание , Выделение ).
Лит.: Зюков А. М., Обмен воды в организме. Физиология и патология, Хар., [1929]; Данилов Н. Вода, Физиологические основы питьевого режима, М., 1956; Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, Л., 1963.
Вода Вода Парин.
Гигиеническое значение Вода Вода входит в состав всех жидкостей и тканей человеческого тела, составляя около 65% всей его массы. Потеря Вода опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может прожить больше месяца, без Вода - всего лишь несколько дней. В Вода растворяются важные для жизнедеятельности организма органические и неорганические вещества; она способствует электролитической диссоциации содержащихся в ней солей, кислот и щелочей, выполняет роль катализатора разнообразных процессов обмена веществ в организме.
Физиологическая потребность человека в Вода, которая вводится в организм с питьём и с пищей, в зависимости от климатических условий составляет 3-6 л в сутки. Значительно большее количество Вода необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд.
Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень водопотребления (в л на 1 жителя в сутки) в известной мере определяет и уровень санитарной. культуры в населённых местах (см. табл. 3).
Табл. 3. - Нормативы хозяйственно-питьевого водопотребления
Степень благоустройства районов жилой застройки
Водопотребле-
ние на 1 жит, л/сут (сре-
днесуточное,
за год)
125-150
150-180
180-230
275-400
Потребление Вода населением должно быть безопасно в эпидемиологическом отношении; Вода не должна содержать болезнетворных бактерий и вирусов. Водный путь распространения характерен для возбудителей холеры, брюшного тифа, паратифов и лептоспирозов, в известной мере также для возбудителей дизентерии, туляремии, эпидемического гепатита, бруцеллёза. С Вода в организм человека могут попадать цисты дизентерийной амёбы, яйца аскарид и др. Эпидемиологическая безопасность Вода обеспечивается очисткой сточных вод и их обеззараживанием, мерами санитарной охраны водоёмов , очисткой и обеззараживанием водопроводной Вода
Показателями безопасности Вода в эпидемиологическом отношении являются: 1) общее количество бактерий (выращиваемых на питательной среде - агаре при t 37°С) - не более 100 в 1 мл; 2) количество кишечных палочек (выращиваемых на плотной питательной среде с концентрацией на мембранных фильтрах) - не более 3 в 1 л. При использовании жидких сред накопления титр кишечной палочки должен быть не менее 300. По проекту ГОСТа (1968) к бактериям группы кишечной палочки относятся грамотрицательные неспороносные палочки, факультативные анаэробы, способные сбраживать глюкозу с образованием кислоты и газа при t 35-37°С в течение 24 часов.
Природный состав Вода издавна привлекал к себе внимание как возможная причина массовых заболеваний неинфекционной природы. Содержание в Вода хлоридов, сульфатов и продуктов разложения органических веществ (аммиак, нитриты и нитраты) рассматривалось лишь как косвенный показатель опасного для здоровья населения загрязнения Вода бытовыми стоками. Благодаря применению новых методов исследования были обнаружены районы с недостатком или избытком в Вода тех или иных микроэлементов. В этих районах наблюдаются своеобразные изменения флоры и фауны. В связи с недостаточным или избыточным поступлением в организм микроэлементов с Вода и с пищей, среди населения отмечаются характерные заболевания. Так, развитие эндемического флюороза вызывается недостаточным содержанием фтора в питьевой Вода, причём выявлена прямая связь между концентрацией фтора в Вода и частотой и тяжестью поражения зубов. Фтор питьевой Вода оказывает также влияние на фосфорно-кальциевый обмен и на процесс кальцификации костей. Для фтора питьевой Вода характерен малый диапазон концентраций от токсических до физиологически полезных. В связи с этим установлено, что содержание фтора в питьевой Вода не должно превышать 0,7-1,0 мг/л (до 1,2 при фторировании Вода) в зависимости от климатических условий. Долгое время существовало представление о содержащихся в Вода нитратах как о косвенных показателях бытового загрязнения Вода Однако наличие повышенных концентраций нитратов обнаруживается и в природных подземных Вода и даже в Вода артезианских водоносных горизонтов (Молдавская ССР, Татарская АССР, район Владивостока). Использование в молочных смесях для детского питания Вода, содержащей повышенные концентрации нитратов, вызывает у детей метгемоглобинемию разной тяжести. Водонитратная метгемоглобинемия встречается и у детей старших возрастов, поэтому она приобретает черты эндемического заболевания. (См. табл. 4).
Табл. 4. - Показатели безвредности химических веществ (природных и добавляемых в процессе обработки) в питьевой воде
Среди химических веществ, обнаруживаемых в питьевых Вода, могут встречаться также вещества, которые в небольших концентрациях изменяют органолептические свойства Вода (запах, вкус, прозрачность и пр.). Наиболее часто органолептические свойства Вода изменяют содержащиеся химические вещества, в природных Вода (соли общей минерализации, железо, марганец, медь, цинк и др.), остаточные количества соединений, используемые как реагенты при обработке Вода, а также промышленные загрязнения водоёмов.
Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства Вода, приведены в табл. 5.
Табл. 5.-Показатели благоприятных органолептических свойств воды при содержании в ней природных или добавляемых в процессе очистки веществ
не более
В случае применения Вода для обработки серебра остаточная концентрация его не должна быть больше 0,05 мг/л. Для органолептических свойств Вода также существуют нормативы: запах и привкус на уровне 2 баллов, цветность по шкале -20°, жёсткость -7,0 мг/экв и pH в пределах 6,5-9,0. При содержании в Вода одновременно хлоридов, сульфатов, марганца, меди, цинка сумма их концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества, не должна превышать 1.
Лит.: Руководство по коммунальной гигиене, т. 2, М., 1962; Вернадский Вода И., Биогеохимические очерки. 1922-1932 гг., М. - Л., 1940; Международные стандарты питьевой воды, 2 изд., пер., М., 1964.
С. Н. Черкинский.
Рис. 2. Кристаллическая структура льда.
Рис. 2. Кристаллическая структура льда.
H 2O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H 2O; в - электронная формула молекулы H 2O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H 2O расположены в вершинах тетраэдра." href="/a_pictures/18/10/255091765.jpg">H 2O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H 2O; в - электронная формула молекулы H 2O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H 2O расположены в вершинах тетраэдра."http://hydrogen.atomistry.com/">H 2O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H 2O; в - электронная формула молекулы H 2O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H 2O расположены в вершинах тетраэдра." src="a_pictures/18/10/th_255091765.jpg">
Рис. 1. Структура молекулы воды: а - геометрия молекулы H 2O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H 2O; в - электронная формула молекулы H 2O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H 2O расположены в вершинах тетраэдра.
