VODA -IZVOR ŽIVOTA

Voda, koja predstavlja kemijski spoj vodika i kisika, jest osnova života na Zemlji. Njena formula je H2O. Ona čini 71% površine našega planeta. Život kakav poznajemo odvija se u tijesnoj vezi s vodom. Najveći dio vodene mase otpada na morsku vodu, vodu mora i oceana (97,6%), manji dio na kopnene vode-potoke, rijeke, jezera, podzemne vode i vode u obliku snijega i leda na polovima (2,4%). U atmosferi je svega 0,001% vode. Voda prožima i stanice te na nju otpada 70-95% ukupne mase stanice. Ukupni volumen vode na Zemlji je 1,38 milijardi kubnih kilometara. Od svih voda na Zemlji samo je 1% slatke vode, a samo 0,03% te vode može se iskoristiti za piće.
Ledište vode je na 0ºC (273K), a vrelište na 100ºC (373K). Voda se također javlja u tri agregatna stanja:
1. Kruto (s) stanje
2. Tekuće (l) stanje
3. Plinovito (g) stanje
Čitav život na Zemlji je zapravo nastao u vodi.Ona je prapočelo svega.Zbog navedenih činjenica naš planet često biva nazivan Modrim planetom.


VODA ZA PIĆE


Kao vode za piće koriste se podzemne, bunarske i površinske tzv. slatke vode, a to su vode izvora, potoka i rijeka. Oceani i mora predstavljaju veliki izor pitke vode, ali su metode odsoljavanja jako skupe, pa se na taj način pitka voda dobiva samo u iznimnim slučajevima. Pitka voda mora biti određene kakvoće jer pomanjkanje kvalitetne vode za piće dovodi do katastrofalnih posljedica.
Voda za piće mora imati određena fizikalna, kemijska i mikrobiološka svojstva.


FIZIČKA SVOJSTVA


Fizička su svojstva vode: boja, miris, okus, mutnoća i temperatura. Voda za piće mora biti bistra, bez mirisa, ugodna okusa koji joj daju otopljene soli i plinovi. Poželjno je da joj je tijekom godine temperatura od 7 do 12 ºC. Temperatura vode za piće kreće se od 7 do 16 ºC. Fizička svojstva kao što su okus te miris ispituju se organoleptički. Opis mirisa je individualan. Voda ne smije imati miris po zemlji, truleži, po kloru kao sredstvu za dezinfekciju. Okus vode za piće ne može biti slan, slatkast, kiseo, alkalan niti gorak.
Voda za piće mora biti bez određena okusa, a također mora biti i bezbojna.


KEMIJSKA SVOJSTVA


Voda za piće sadrži otopljene soli kao što su natrijev klorid (NaCl), natrijev hidrogenkarbonat (NaHCO3) i kalcijev hidrogenkarbonat (Ca(HCO3)2) te ugljikov (IV) oksid (CO2). Ne smije sadržavati soli mangana koje joj daju gorak okus, niti soli željeza koje pogoduju razmnožavanju određenih vrsta algi. Ne smije sadržavati ni veće koncentracije nitrita (NO2-), nitrata (NO3-) i amonijaka (NH3), zato što oni nastaju razgradnjom organskih tvari koje mogu onečistiti pitku vodu.


MIKROBIOLOŠKA SVOJSTVA


Voda za piće ne smije sadržavati patogene mikroorganizme, a ostale može sadržavati, ali najviše 100 do 200 bakterija na litru vode.
Seosko stanovništvo i prigradska naselja rabe za piće bunarske vode. To su podzemne vode za piće čija kakvoća zadovoljava, no ona ovisi o površinskom vodotoku koji prihranjuje podzemne vode.



PRIPREMA VODE ZA PIĆE


Da bi se površinske vode mogle koristiti za piće, valja ih pripremiti za uporabu jer su često onečišćene. U površinskim vodama ta onečišćenja ovise o prirodi stijena i o tlu kroz koje voda prolazi. Prirodna su onečišćenja površinskih voda otopljeni pinovi , CO2, NH3, H2S, otopljene soli, otopljene organske tvari iz životinjskih i biljnih organizama, čvrste tvari (pijesak, glina, mulj) i mikroorganizmi. Da bi se dobila kvalitetna voda za piće, površinske vode valja pročišćavati.
Pri pročišćavanju vode razlikujemo: mehančko, kemijsko i biološko pročišćavanje.
U tu se svrhu voda najprije provodi kroz metalne rešetke da se ukloni veći otpad (lišće, smeće). Zatim se filtrira kroz grube i fine filtre. Kemijski se obrađuje pomoću aluminijeva sulfata (Al2(SO4)3) koji reagira s Ca(HCO3)2 i Mg(HCO3)2 pri čemu nastaje pahuljast talog. On ujedno koagulira humusne tvari, a budući da je pahuljast, povlači za sobom sitne čestice suspendirane u vodi. Smjesa se provodi kroz taložne bazene gdje nastali talog sedimentira. Nakon taložnika voda se opet filtrira i odvodi na dezinfekciju kako bi se uništili postojeći patogeni mikroorganizmi. Dezinfekcija se najčešće provodi klorom, klornom vodom ili pomoću spojeva klora. Osim klora, za dezinfekcoju se također upotrebljava i ozon, a ponekad i neki drugi oksidansi. U slučaju da je dodano previše klorne vode, suvišni se klor otklanja procesom deklorinacije pomoću natrijeva tiosulfata (Na2S2O3) ili pak adsorpcijom na aktivnom ugljenu.


ANOMALIJA VODE


Anomalija vode posebnost je vode da najveću gustoću ima na temperaturi od +4°C, iako bi svako tijelo trebalo imati najveću gustoću u krutom stanju.
Voda prelazi u kruto stanje na temperaturi od 0°C i to zimi omogućava životinjama i biljkama da prežive na dnu jezera gdje je voda još uvijek u tekućem stanju, iako površina vode može biti zaleđena. Kako se temperatura tekuće vode povećava od 0°C do 4 °C, njena se gustoća povećava. Iznad 4°C voda se ponaša "normalno", tj. daljnjim povećanjem temperature gustoća joj se smanjuje.
Da bi se objasnilo zašto do toga dolazi potrebno je prvo opisati strukturu leda. Kad se molekule vode ugrađuju u kristale leda zauzimaju položaje jedna u odnosu na drugo tako da se molekule povezuju vodikovim vezama na energijski najbolji način. Zato što je vodikova veza usmjerena privlačna sila, taj najbolji način ostavlja šupljine. Zbog tih je šupljina gustoća leda manja od gustoće vode.
Prilikom taljenja leda, počinju se malo po malo kidati vodikove veze. Unutar leda se pojavljuju djelići koji više međusobno nisu povezani vodikovim vezama. Tada se oni mogu gibati jedan u odnosu na drugi te voda počinje teći. Pritom se šupljine u ledu popunjavaju "slobodnim" molekulama vode i zato je gustoća tekuće vode veća. Molekule se općenito "vole" slagati tako da između njih ostaje što manje "praznog" prostora. Prilikom taljenja leda, narušava se njegova struktura i molekule vode se u prosjeku slažu jedna bliže drugoj.
S vodom se povećanjem temperature događaju dvije pojave suprotnog djelovanja. Prva je ova sad opisana i zbog nje se gustoća povećava. Ali povećanjem temperature molekule imaju sve veću energiju te se u prosjeku sve brže gibaju i sve više i više udaljavaju jedna od druge.
Do 4°C prvi efekt je bio dominanatan, a iznad 4°C dominantan je ovaj drugi i zato se gustoća počinje smanjivati.



SASTAV VODE


Zbog svoga svojstva da razlaže brojne tvari , čista se voda vrlo rijetko sreće u prirodnim uvjetima. Tijekom procesa kondenzacije u oblacima i povratka vode na tlo u obliku kiše ili snijega apsorbira se u atmosferskim prilikama raznolika količina ugljik dioksida i nekih drugih plinova kao i tragovi organskih i anorganskih tvari pa čak i čestice radioaktivnih tvari koje kiša na taj način prenosi do površine zemlje.
U svom tijeku kroz i po tlu voda reagira s mineralima u tlu i stijenama. U tim reakcijama voda je najčešće u kontaktu sa sulfatima, kloridima i bikarbonatima natrija i kalija kao i oksidima kalcija i magnezija. Površinske vode su ponekad dolaze u dodir s kanalizacijskim sustavima i industrijskim otpadnim vodama. Podzemne vode u plitkim bunarima i zdencima nerjetko sadrže velike količine dušičnih ostataka i klorida koji su ljudskoga i životinjskoga porijekla. Vode iz dubokih podzemnih spremišta redovito sadrže samo razgrađene minerale. Gotovo sve količine vode dostupne za piće sadrže neku količinu flora koji u odgovarajućoj količini smanjuje propadanje zuba.
Kvalitetna voda sastoji se od uravnoteženog sastava minerala i elemenata u tragovima:


KALIJ (K+):
• regulira rad mišića i živčanog sustava
• aktivira enzime u stanicama
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• slabost mišića
• smanjuje krvni tlak
• smetnje u radu srca
• gubitak apetita
* preporučena dnevna količina : 3 do 4 g


JODID (I-)
• sudjeluje u sintezi hormona štitnjače
• regulira rast
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• gušavost
• slabljenje metabolizma
* preporučena dnevna količina: 100 do 200 µg


KALCIJ (Ca2+):
• neophodan za kosti i zube
• važan za rad srca, krvotok i zgrušavanje krvi
• sudjeluje u prijenosu impulsa u živčanim i mišićnim stanicama
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• oštećenje kostiju, zubi, noktiju
• grčeve u mišićima
* preporučena dnevna količina: 0,8 do 1 g


NATRIJ (Na+):
• održava napetost tkiva
• regulira količinu vode u organizmu
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• vrtoglavicu
• grčeve u mišićima
• slabljenje krvotoka
* preporučena dnevna količina:2 do 3 g


MAGNEZIJ (Mg2+):
• sudjeluje u prenošenju živčanih impulsa
• regulira metabolizam
• aktivira djelovanje enzima
• ublažava posljedice stresa
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• vrtoglavicu
• razdražljivost
• nesanicu
• slabljenje krvotoka
• srčanu aritmiju
• sklonost grčevima
* preporučena dnevna količina:300 do 350 mg


KLORID (Cl-):
• s natrijem regulira ravnotežu vode
• sastavni je dio želučane kiseline
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• ometanje rasta u ekstremnim slučajevima
• izazivanje proljeva
• stvaranje želučane kiseline
* preporučena dnevna količina:1,7 do 5,1 g


FLUORID (F-)
• sudjeluje u gradnji kostiju i zuba
• spriječava nastajanje zubnih naslaga
• u starosti spriječava osteoporozu
NEDOSTATAK UZROKUJE:
• smetnje u rastu
• šupljikavost kostiju i zubi
• povećanje opasnosti od karijesa
• preporučena dnevna količina: 1 do 4 mg


Tvari koje sadrži voda su neophodno potrebne našem organizmu. Uz pomoć njih naš organizam funkcionira. Svo to bogatstvo minerala , toliko potrebno našem tijelu, mi crpimo iz vode-najvećeg bogatstva na ovome svijetu!



MORSKA VODA

Morska voda sadrži značajne količine natrijevog klorida, tj. soli i ostalih topljivih tvari koje u morsku vodu dolaze posredstvom rijeka koje se u more ulijevaju. Istovremeno čista voda neprekidno isparava iz mora i oceana zbog čega se količine nečistoća, koje moru daju njegov slani karakter, povećavaju.


MINERLNA VODA

Mineralna voda nastaje u ciklusu kruženja vode na zemlji. Mineralna voda koju danas pijemo je u stvari oborinska voda koja je stotinama tisuća godina unazad prodrla u zemlju. Tijekom prodiranja pročišćavala se prolaskom kroz slojeve zemlje i istovremeno se obogaćivala mineralima, elementima u tragovima i ugljičnim dioksidom iz dolomita karbonatnog podrijetla. Pozitivno nabijeni ioni (natrij, kalcij, kalij i magnezij) i negativno nabijeni ioni (klorid, jodid, fluorid) određuju, ovisno o udjelu, okus i način djelovanja mineralne vode.



IZVORSKA VODA

Izvorska voda izvire iz podzemnih ležišta vode zaštićenih od utjecaja s površine zemlje i onečišćenja. Ona je niže mineralizirana od mineralne vode, a njezin sastav i ostale značajke imaju blagotvorno djelovanje na ljudski organizam.



STOLNA VODA


Stolna voda je mehanički i kemijski pročišćena voda koja izvorno ne mora biti čista. Ona se postupcima obrade i dodavanjem dopuštenih kemijskih tvari dovodi u stanje za organizam prihvatljive i pitke vode. Takvu vodu dobivamo iz gradskog vodovoda.


ULOGA VODE U ORGANIZMU


Život se ne može zamisliti bez vode u kojoj su se i pojavili njegovi prvobitni oblici. Svaka živa stanica sadrži slobodnu ili vezanu vodu. Za održavanje života bitno je da se količina vode održava u određenim granicama.
Ona čini 55-60% ukupne mase odraslih osoba i nešto više kod djece. Zbog stalnog kretanja u organizmu voda napaja organe kroz koje prolazi i obnavlja tekućine u njima.
Količinu tjelesne tekućine reguliraju koža i bubrezi. Znojenje održava unutarnju temperaturu na 37°C, a bubrezi filtriraju otrove i odvode produkte metabolizma iz krvi putem urina.
Organizam čovjeka dobiva vodu hranom (gotovo sva hrana sadrži vodu), razgrađujući nutrijente koji daju energiju, te unosom tekućina (voda i napici). Niti jedan drugi nutrijent nije uključen u tako mnogo različitih funkcija ljudskog organizma kao voda. Organizam odrasle osobe sadrži oko 50 kg vode. Pri manjim gubicima javljaju se smetnje, a gubitak od 15% ukupnog sadržaja vode već izaziva smrt. Zanimljivo je spomenuti da čovjek može živjeti bez hrane tjednima, čak i mjesecima, dok bez vode vrlo brzo umire.

Osnovne funkcije vode u tijelu:
• nosi nutrijente i otpadne produkte
• ispunjava stanični i međustanični prostor
• pomaže stvaranju makromolekula
• sudjeluje u kemijskim reakcijama
• služi kao otapalo mineralima, vitaminima i aminokiselinama,
• djeluje kao štitnik između zglobova
• služi kao ublažioc udara i stresa oka, kralježnice i posteljice u vrijeme trudnoće
• pomaže pri regulaciji tjelesne temperature

Najcjenjenija je uloga vode u ljudskom organizmu osiguranje transporta tjelesnih komponenti, dovođenje i odvođenje nutrijenata iz stanica, osiguranje medija za intracelularne reakcije i transport metaboličkih produkata u krv, te njihova redistribucija ili eliminacija putem urina.
Voda je glavna komponenta termoregulacijskog sustava organizma i ima vrlo važnu ulogu u reguliranju tjelesne temperature. Tijelo proizvodi znatnu toplinu putem metabolizma i kontrakcije mišića, a voda je pomaže raspršiti apsorbirajući toplinu pri čemu tijelo prolazi vrlo male promjene u temperaturi. Tjelesna se toplina stalno prenosi u okolinu kao isparavanje iz pluća i kože. Za svaku litru znoja ili respiratorne vode, što tijelo ispusti, raspRši se oko 580 kcal topline.


OTPADNE VODE

Otpadne vode s obzirom na podrijetlo dijelimo na gradske ili kanalske otpadne vode i industrijske otpadne vode. Otpadne vode valja pročistiti prije nego se ispuste u površinske vode, potoke, rijeke i mora. Nečistoće u vodama uništile bi floru i faunu te bi došlo do truljenja organskih tvari. Najveći su zagađivači površinskih voda ljudi koji čestootpad izravno ispuštaju u površinske vode ali i nedovoljno nadziru vrstu onečišćenja industrijskih voda.


GRADSKE OTPADNE VODE

Gradske otpadne vode pretežito sadrže organske tvari, koje se brzo mineraliziraju kisikom otopljenim u površinskin vodama, npr. u rijeci. Ta se razgradnja naziva samočišćenje ili auotpurifikacija. Ona ovisi o odnosu količine kisika otopljenog u površinskoj vodi i količine onečišćenja. Za samopročišćavanje mora potrošak kisika, potreban za mineralizaciju organskih tvari, biti manji od količine kisika koji voda u istom vremenu može otopiti iz zraka. Brzi potoci i rijeke otapaju više kisika od mirnih voda i zato će u tim vodama mineralizacija organskih tvari biti brža. Količina otopljenog kisika u vodi ovisi o temperaturi površinske vode. Što su rijeke toplije, količina je otopljenog kisika manja jer se povišenjem temperature topivost plinova smanjuje. To će se odraziti na smanjenje života u rijekama. U nekim granama industrije, a posebno u termoelektranama i nuklearnim elektranama, vode rijeka koriste za hlađenje, pa i to utječe na zagrijavanje voda. Zagrijavanje rijeka i smanjenje koncentracije kisika upravo su ono što zabrinjava ekologe, zbog čega se govori o termalnom zagađenju rijeka.
Gradske otpadne vode sadrže i amonijeve soli, prljavštinu, fosfate koji će utjecati na rast algi i drugog vodenog bilja. Štetne su veće koncentracije fosfata jer se alge i plankton prebrzo razmnožavaju, pa voda postaje prebogata biljnom masom. Aerobne bakterije, koje razgrađuju biljnu masu, troše kisik čija se koncentracija u vodi smanjuje, a to znači smrt za sva živa bića. Voda tada postaje crna, sluzava, puna mjehurića sumporovodika i metana. Takve zagađene vode uzrok su epidemijama raznih bolesti.
Onečišćivači su i sredstva za zaštitu bilja koja kiše ispiru u rijeke i jezera, zatim i kisele kiše, pa nafta i derivati koji na površini vode stvaraju za kisik nepropusni sloj neophodan za život u vodi. Tankeri i rafinerije ispuštaju rabljeno ulje izravno u more, a još je veća ekološka katastrofa kada se dogodi havarija tankera. Procjenjuje se da godišnje u oceane i mora ode više od 600000 tona nafte.



INDUSTRIJSKE OTPADNE VODE


Indutrijske otpadne vode sadrže onečišćenja svojstvena određenoj grani industrije. Tako će voda šećerana, tvornica papira biti onečiščena organskim tvarima, a vode industrije za preradu metala biti će onečišćene teškim metalima, kiselinama i lužinama te otrovima kao što su spojevi žive,kadmija i drugih. Takva će zagađenja izazvati u površinskim vodama smrt riba, a odraziti će se i na cijeli hranidbeni ciklus. Zato u takvim vodama treba neutralizirati kiseline i lužine i ukloniti otrove prije njihova ispuštanja u površinske vode.



BIOLOŠKE METODE PROČIŠĆAVANJA


Otpadne vode se pročišćavaju biološkim metodama kao što su:
• irigacijski postupak i
• umjetni biološki postupak.

Pri irigacijskom se postupku otpadnim vodama natapa obradivo tlo. Mikroorganizmi iz zemlje razgrađuju i mineraliziraju organske tvari iz otpadnih voda pa nastaju hranjive soli dušika, kalija i fosfora kojima se hrane biljke. Takvim se postupkom pročišćavaju obično gradske vode i vode bogate dušikom. Međutim, ako otpadne vode sadrže soli teških metala, oni će se akumulirati u tlu i tako ga onečistiti.

Kod umjetnog biološkog postupka otpadna se voda ostavlja u cisternama ili zatvorenim bazenima. Utjecajem anaerobnih mikroorganizama, organski otpad se počinje mineralizirati. Mineralizaciju dovršavaju aerobni mikroorganizmi propuštanjem vode kroz tornjeve ispunjene koksom, troskom ili aktivnim muljem. Aktivni mulj jest ugljeni mulj bogat aerobnim bakterijama koji zbog propuhavanja zraka u tornjevima stalno lebdi. Biološkim djelovanjem mulja i oksidacijom organska onečišćenja se bro razgrađuju.

U mora i oceane oko 70% onečišćenja dolazi s kopna. Među tim otpadom nađu se i otrovne tvari koje, ako su topljive, predstavljaju opasnost za živi svijet u moru, ali i kruti otpad koji se ponekad vrlo sporo razgrađuje.