Вода в природе и жизни человека. Понятие о гидросфере.
Гидросфера – водная оболочка земли, расположенная между атмосферой и тропосферой, совокупность океанов, морей, и поверхностных вод суши, образующих прерывистую водную оболочку. Также включает в себя всю химически связанную воду вне зависимости от ее состояния. Вода и жизнь – понятия неразделимые, вода является важнейшим природным ремурсом, обеспечивает все процессы обмена веществ, является универсальным растворителем.
Общая гидрология как наука, ее предмет и задачи, составные части, связь с другими науками.
Гидрология – наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие. Предмет изучения – все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озерах, вдхр, болотах, почвенные и подземные воды. Задачи – исследует круговорот воды и влияние на него деятельности человека, проводит анализ гидрологических элементов для отд. Территорий и земли в целом, дает оценку и прогноз состояния рационального использования водных ресурсов. Разделы гидрологии — гидроинформатика, изотопная гидрология, гидрология суши, гидрометрия, гидрохимия, гидробиология, гидрогеология, гидрометеорология, лимнология, потамология, океанология, гляциология.
Методы гидрологических исследований.
Основнымиметодами являются полевой – наблюдение и измерение характеристик гидрологического режима, экспериментальный – исследования в лабораторных условиях и теоретический – использование физических законов и математических методов для решения гидрологических задач.
Вода как химическое соединение, ее молекулярная структура и изотопный состав
Вода – сложное соединение, молекула воды состоит из двух атомов Н и одного О. Наиболее распространенными являются молекулы воды с относительной атомной массой =18 и 20. Структура воды: 1гипотеза – гидроидная. Структурной единицей вод.пара является гидроль, воды – дигидроль, льда – тригидроль. 2гипотеза – лед, вода и вод.пар состоит из молекул воды, объединенных в группы с помощью водородных связей.
Химические свойства природных вод
Химические свойства обуславливаются содержанием в ней растворенных химических веществ, например, железа, марганца, соединений кремния, хлоридов, сульфатов, фтора и др. также к хим свойствам относят жесткость, окисляемость.
Классификация природных вод по минерализации и солевому составу
По величине минерализации воды бывают пресные, солоноватые, воды с морской соленостью и воды соленые. По общей минерализации воды бывают гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.
Яндекс.Директ
Газы, биогенные и орг.вещества, микроэлементы, загрязняющие вещества в природных водах.
Растворимость газов в воде зависит от их природы, t воды, давления и минерализации. Процессы растворения и поглощения газов в воде протекают медленно. Растворимость газов с увеличением минерализации понижается. В группу биогенных элементов входят азот, фосфор и кремний, железо и сера. Они необходимы для нормального функционирования живых организмов.
Физические свойства природных вод, агрегатные состояния воды
К физическим свойствам относятся t воды, ее мутность, цветность, вкус и запах. По состоянию различают: «Твёрдое» — лёд «Жидкое» — вода «Газообразное» — водяной пар. Температура кипения — 100˚С, вода переходит в пар, замерзает при t=0˚C. Температура возгонки (сублимации) льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами плавления выше комнатной. С ростом давления температура кипения воды растёт.
плотность воды и ее зависимость от температуры солености и давления. зависимость температуры замерзания и температуры наибольшей плотности от солености воды
Морская вода, ее физические свойства, в том числе и плотность, значительно отличаются от свойств химически чистой воды. Чем выше соленость, тем больше и плотность. Зависимость плотности от температуры обратная: чем вода теплее, тем плотность ее меньше. Чем вода солоней, тем при более низкой температуре она замерзает. В большей степени причиной этого является естественная конвекция — перенос теплоты потоками веществ.Пресная вода достигает максимальной плотности при +4 градусах и при дальнейшем охлаждении ее плотность уменьшается, верхний более холодный слой является и более легким, он не может опуститься вниз, вода не перемешивается, переноса тепла не происходит, поверхностный слой начинает очень быстро охлаждаться и замерзает при температуре 0 градусов. Соленая вода достигает максимальной плотности при более низких температурах, чем больше соленость тем ниже температура, при которой плотность становится максимальной. То есть при понижении температуры плотность верхнего холодного слоя соленой воды возрастает, он становится тяжелее более теплых нижних слоев и начинает "тонуть" создавая конвекцию — перенос тепла в нижние слои.
Дата добавления: 2017-11-01; просмотров: 251; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
К физическим свойствам воды относятся: запах, вкус, температура, прозрачность (мутность) и цветность.
Запахи воды по характеру подразделяются на две группы: 1) естественного происхождения (от живущих и отмерших в воде организмов, от влияния берегов и дна водохранилища, от окружающих водохранилище почв и т. д.); 2) искусственного происхождения (от промышленных сточных вод, от воздействия различных химических веществ и т. д.).
Для определения запаха испытываемую воду, нагретую до температуры 15…20°С, наливают в колбу объемом 150…200 мл с широким горлом на 2/3 объема и накрывают стеклом. После этого колбу встряхивают, втягивают носом воздух из колбы; для запахов первой группы данные берут в специальных таблицах. Запахи второй группы различают по растворенным в воде веществам: фекальный, хлорофильный, керосиновый и т.
д. Запах воды, подвергаемой хлорированию до подачи потребителям, определяют спустя 30 мин после введения хлора.
Балльные оценки запаха производят при температуре 15…20°С и нагревании пробы до 60 °С. Нагревают в плотно закрытой колбе. При определении запаха необходимо соблюдать следующие условия: воздух в помещении, где производится определение, а также руки и одежда исследователя не должны иметь запаха; определять запах длительное время нельзя, так как наступает привыкание к нему.
Для определения запахов и вкусов применяют пятибалльную шкалу: 0 — отсутствие запаха; 1 —очень слабый запах, обнаруживается при лабораторном исследовании; 2 — слабый; 3 — заметный, легко различается; 4 — отчетливый, отталкивает от употребления; 5 — очень сильный, вода непригодна для питья.
Различают четыре вида вкусовых ощущений: соленый, горький, сладкий и кислый. Остальные виды вкусовых ощущений называются привкусами. Вкус и привкус определяют только в сырой воде, за исключением воды открытых водоемов и источников, сомнительных в санитарном отношении. В этом случае пробу воды кипятят и охлаждают до комнатной температуры, но в анализе это обязательно отмечают. Для определения вкуса или привкуса берут приблизительно 15 мл воды и выдерживают во рту несколько секунд. Глотать воду запрещается, так как она может быть источником заражения. При определении вкуса или привкуса используют вышеуказанную пятибалльную шкалу. Температуру воды определяют немедленно после выемки пробы или непосредственно в водоеме. Для этого применяют термометр со 100-градусной шкалой и с точностью до 0,1 °С. При измерении температуры на месте выемки пробы воду в количестве не менее 1 л наливают в сосуд, температура которого должна быть доведена до температуры испытываемой воды. Нижнюю часть термометра погружают в воду и через 5 мин отсчитывают показания. Ртуть термометра при этом должна быть защищена от лучей солнца или других источников теплоты,
Во время испытания нельзя также охлаждать воду. Для измерения температуры поверхностных слоев водоема применяют термометры в оправе в виде чашечки вокруг той части термометра, в которой находится ртуть. Термометр следует выдерживать в воде не менее 5 мин, при этом температуру надо отсчитывать после выемки термометра из воды.
Одновременно с измерением температуры воды в открытых водоемах и подземных источниках измеряют температуру окружающего воздуха.
Прозрачность воды определяют двумя способами: по «кресту» и по «шрифту». Первый способ применяют при регулярном контроле за работой очистных сооружений и качеством воды в водопроводной сети. Для этого используют прибор, представляющий собой стеклянную трубку диаметром 3 см и с делениями 1 см. На дне трубки помещен белый фарфоровый диск с черными линиями. Эти линии образуют крест. В середине каждой образованной линиями четверти диска имеется черная точка. Определяют прозрачность воды при искусственном освещении электрической лампой мощностью 300 Вт. Наблюдатель располагает свой глаз на высоте 5 см от конца трубки, которая заполняется водой до полного исчезновения креста. Затем, после выделения пузырьков воздуха, вода постепенно спускается до появления в поле’ зрения видимых точек. Толщина водяного слоя (в см), соответствующая этому моменту, характеризует прозрачность воды по «кресту».
Для определения прозрачности по «шрифту» служит прибор Спеллена. Он представляет собой стеклянный цилиндр с отъемным, хорошо отполированным дном. Через резиновую прокладку дно плотно прижимается к цилиндру и удерживается металлическими застежками. Цилиндр градуирован в сантиметрах, начиная от дна.
Воду перед проверкой хорошо взбалтывают и наливают в цилиндр. Затем, добавляя или отливая воду, регулируют такую высоту столба воды, при которой чтение делений на цилиндре еще возможно. Прозрачность по «шрифту» выражается в сантиметрах высоты водяного столба с точностью до 0,5 см. Прибор устанавливают в хорошо освещенном помещении на расстоянии 1 м от окна.
Вода имеет цветность (или окраску) из-за наличия гуминовых веществ или фульвокислот. Цветность выражается в градусах платиновокобальтовой шкалы.
Вода в природе и жизни человека. Понятие о гидросфере.
Гидросфера – водная оболочка земли, расположенная между атмосферой и тропосферой, совокупность океанов, морей, и поверхностных вод суши, образующих прерывистую водную оболочку. Также включает в себя всю химически связанную воду вне зависимости от ее состояния. Вода и жизнь – понятия неразделимые, вода является важнейшим природным ремурсом, обеспечивает все процессы обмена веществ, является универсальным растворителем.
Общая гидрология как наука, ее предмет и задачи, составные части, связь с другими науками.
Гидрология – наука, изучающая природные воды, их взаимодействие с атмосферой и литосферой, а также явления и процессы, в них протекающие. Предмет изучения – все виды вод гидросферы в океанах, морях, реках, озерах, вдхр, болотах, почвенные и подземные воды. Задачи – исследует круговорот воды и влияние на него деятельности человека, проводит анализ гидрологических элементов для отд. Территорий и земли в целом, дает оценку и прогноз состояния рационального использования водных ресурсов. Разделы гидрологии — гидроинформатика, изотопная гидрология, гидрология суши, гидрометрия, гидрохимия, гидробиология, гидрогеология, гидрометеорология, лимнология, потамология, океанология, гляциология.
Методы гидрологических исследований.
Основнымиметодами являются полевой – наблюдение и измерение характеристик гидрологического режима, экспериментальный – исследования в лабораторных условиях и теоретический – использование физических законов и математических методов для решения гидрологических задач.
Вода как химическое соединение, ее молекулярная структура и изотопный состав
Вода – сложное соединение, молекула воды состоит из двух атомов Н и одного О. Наиболее распространенными являются молекулы воды с относительной атомной массой =18 и 20. Структура воды: 1гипотеза – гидроидная. Структурной единицей вод.пара является гидроль, воды – дигидроль, льда – тригидроль. 2гипотеза – лед, вода и вод.пар состоит из молекул воды, объединенных в группы с помощью водородных связей.
Химические свойства природных вод
Химические свойства обуславливаются содержанием в ней растворенных химических веществ, например, железа, марганца, соединений кремния, хлоридов, сульфатов, фтора и др. также к хим свойствам относят жесткость, окисляемость.
Классификация природных вод по минерализации и солевому составу
По величине минерализации воды бывают пресные, солоноватые, воды с морской соленостью и воды соленые. По общей минерализации воды бывают гидрокарбонатные, сульфатные и хлоридные.
Яндекс.Директ
Газы, биогенные и орг.вещества, микроэлементы, загрязняющие вещества в природных водах.
Растворимость газов в воде зависит от их природы, t воды, давления и минерализации. Процессы растворения и поглощения газов в воде протекают медленно. Растворимость газов с увеличением минерализации понижается. В группу биогенных элементов входят азот, фосфор и кремний, железо и сера. Они необходимы для нормального функционирования живых организмов.
Физические свойства природных вод, агрегатные состояния воды
К физическим свойствам относятся t воды, ее мутность, цветность, вкус и запах. По состоянию различают: «Твёрдое» — лёд «Жидкое» — вода «Газообразное» — водяной пар. Температура кипения — 100˚С, вода переходит в пар, замерзает при t=0˚C. Температура возгонки (сублимации) льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами плавления выше комнатной. С ростом давления температура кипения воды растёт.
плотность воды и ее зависимость от температуры солености и давления. зависимость температуры замерзания и температуры наибольшей плотности от солености воды
Морская вода, ее физические свойства, в том числе и плотность, значительно отличаются от свойств химически чистой воды. Чем выше соленость, тем больше и плотность. Зависимость плотности от температуры обратная: чем вода теплее, тем плотность ее меньше. Чем вода солоней, тем при более низкой температуре она замерзает. В большей степени причиной этого является естественная конвекция — перенос теплоты потоками веществ.Пресная вода достигает максимальной плотности при +4 градусах и при дальнейшем охлаждении ее плотность уменьшается, верхний более холодный слой является и более легким, он не может опуститься вниз, вода не перемешивается, переноса тепла не происходит, поверхностный слой начинает очень быстро охлаждаться и замерзает при температуре 0 градусов. Соленая вода достигает максимальной плотности при более низких температурах, чем больше соленость тем ниже температура, при которой плотность становится максимальной. То есть при понижении температуры плотность верхнего холодного слоя соленой воды возрастает, он становится тяжелее более теплых нижних слоев и начинает "тонуть" создавая конвекцию — перенос тепла в нижние слои.
Дата добавления: 2017-11-01; просмотров: 249; Опубликованный материал нарушает авторские права? | Защита персональных данных |
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Вода — ключевой компонент в поддержании жизни на Земле. Вода в своих трех состояниях — жидкость, лед и водяные пары широко распространена на поверхности Земли и занимает объем 1,4 млрд. кмЗ. Почти вся эта вода (> 97 %) находится в океанах, а большая часть из оставшейся образует полярные ледяные шапки и ледники (около 2 %). Континентальные пресные воды представляют менее 1 % общего объема, в основном это подземные воды (глубинные 0,38 %, поверхностные — 0,30 %); озера 0,01 %, почвенная влага 0,005%, реки 0,0001%, биосфера 0,00004%. Атмосфера содержит сравнительно мало воды (в виде паров) — 0,001 %. В целом эти резервуары воды называют гидросферой.
Существенную роль в процессах биосферы играет и так называемая подземная гидросфера. Пресные воды после ледников вносят основной вклад в общий баланс пресной воды на планете. Обширные запасы подземных вод находятся в верхней части земной коры, на разной глубине под почвой. Эти воды местами пропитывают рыхлые или трещиноватые горные породы, образуя водоносные пласты. Большая часть подземных вод в верхних водоносных пластах образуется в результате просачивания через почву и грунт атмосферных осадков. Некоторая часть подземных вод может образоваться в результате соединения выделившихся из магмы кислорода и водорода. Такие воды аналогично синтезированным в живых организмах называют ювенильными, или юношескими, т. е. впервые вступающими в общий влагооборот земного шара. Достоверных сведений об общем объеме их в балансе влаги Земли пока не имеется.
Горные породы по гидрологическим свойствам разделяют на водопроницаемые и водоупорные. Наибольшей водопроницаемостью обладают рыхлые породы — пески, галечники и трещиноватые известняки. Водоупорными, или водонепроницаемыми, являются глины и монолитные скальные породы. Водоносные пласты образуются в водопроницаемых породах, лежащих на водоупорных, задерживающих дальнейшее движение подземных водвниз.
Озера. Озера— это водоемы, не имеющие прямой связи с системой Мирового океана. Они распространены на равнинных и горных территориях, во влажных и засушливых, холодных и жарких гидротермических условиях. Суммарная площадь озер составляет 2% площади суши.
Болота — это ландшафты с избыточным увлажнением, специфической влаголюбивой растительностью и процессом образования торфа. Хотя болота содержат от 90 до 97% воды и всего несколько процентов сухого органического вещества, они не могут рассматриваться как водоемы, так как преобладающая часть воды связана органическим веществом торфа и растительностью.
Реки. Пресные поверхностные воды очень важны дня человека, поскольку они являются единственным надежным источником питьевой воды. Сравнение состава вод двадцати крупнейших рек Земли дает представление о среднем глобальном химическом составе речных вод.
Дата публикования: 2015-04-09; Прочитано: 1172 | Нарушение авторского права страницы
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…