Importanta Apei
Multe
secole apa a fost considerata ca un element.
In 1781, fizicianul englez H. Cavendish a aratat ca apa
se formeaza prin explozia unui amestec de hidrogen si oxigen, cu ajutorul
scanteii electrice.
In 1783, Lavoisier a repetat experienta, realizand pentru prima oara sinteza
cantitativa a apei. S-a stabilit atunci ca 2g de
hidrogen se combina cu 16g oxigen pentru a da 18g apa.
In 1805, Humboldt si Gay-Lussac au aratat ca apa este
formata din doua volume de hidrogen si un volum de oxigen.
Apa naturala consta in amestecul speciilor de izotopi
ai oxigenului: 16O, 17O, 18O, cu cei trei izotopi ai hidrogenului: 1H, 2H, 3H.
Combinarea acestora genereaza 18 specii de molecule de apa.
Apa pura este intotdeauna un amestec de apa usoara
(H2O) si de cantitati extrem de mici de apa grea (D2O) si apa hipergrea (T2O).
Stare naturala
In natura, apa se gaseste din abundenta, in toate starile de agregare:
' in stare lichida (forma in care acopera 2/3 din suprafata pamantului;
sub forma de
mari, oceane, rauri, fluvii, ape subterane);
' in stare solida (formeaza calote glaciare);
' in stare gazoasa (atmosfera contine o cantitate considerabila de apa,
sub forma de
vapori de apa, invizibili).
Apa urmeaza un circuit in natura.
Caldura soarelui determina evaporarea apei de suprafata.
Vaporii rezultati se ridica in atmosfera. Daca in
atmosfera saturata cu vapori de apa apare o scadere a
temperaturii, parte din vaporii condensati iau forma de nori, ceata, ploaie,
zapada sau grindina.
In anotimpurile calde, dar cu nopti racoroase se depune roua, iar daca
temperatura solului este sub 0 C, se depune bruma.
Apele ajunse la nivelul solului sau cele ce rezulta
din topirea zapezilor, in parte umplu din nou lacurile, raurile, fluviile,
marile si oceanele. Alta parte strabate straturile de pamant,
la diferite adancimi, formand apele freatice. Apa
subterana poate reaparea la suprafata, fie prin izvoare, fie extrasa prin
fantani, puturi sau sonde.
In cadrul acestui mare circuit natural se disting circuite secundare, dintre
care, importanta deosebita prezinta circuitul biologic. Acesta
consta in patrunderea apei in organismele vii si redarea ei in circuitul
natural prin respiratie, transpiratie si moartea organismelor. Distingem
si un circuit apa-om-apa care se refera la interventia
activitatii omului in circuitul natural.
In natura nu exista apa pura; date fiind
interactiunile cu mediul ea contine gaze, substante minerale si organice
dizolvate in suspensie.
Chiar apa de ploaie, care ar trebui sa fie cea mai
curata apa naturala (devenita astfel printr-o distilare naturala) poate
prezenta dizolvate anumite impuritati de tipul: CO2, NH3 sau chiar H2S, SO2- ca
urmare a contactului prelungit cu aerul.
In regiunile tropicale, apa de ploaie are o putere de
dizolvare foarte mare. Specialistii au calculat ca in peninsula
Cea mai variata compozitie dintre toate apele naturale o au
apele subterane. Ele contin cantitati mari de
substante solide sau gazoase. Ajunse la suprafata, aceste
ape, formeaza izvoare de ape minerale.
Se spune ca, atunci cand evreii insetati au traversat desertul Sinai, Moise a
lovit cu toiagul sau o stanca si apa a tasnit. De la
Moise la radiestezisti a fost un drum extrem de lung.
Prin radiestezie, termen intens studiat in ultima perioada, se intelege
capacitatea unei persoane de a percepe actiunea campului electric si magnetic
emis de o panza de ape subterane, de zacaminte- in special feroase.
Inainte chiar de invazia romana, galii cunosteau calitatea
apelor minerale; s-au gasit mici altare construite de acestia in preajma unor
astfel de izvoare. In statiunile termale din Masivul Central, Alpi sau
Pirinei s-au gasit urme ale vechilor captari galo-romane si piscine uriase.
Dupa compozitie, apele minerale pot fi: acide (continut ridicat de CO2),
alcaline (predomina sulfatii de magneziu si sodiu), sulfuroase (contin sulfuri alcaline),
feruginoase (contin carbonati de fier di si trivalent).
Factorii determinanti ai efectului terapeutic precum: termalitate, prezenta
gazelor dizolvate (O2, CO2, H2S, CH4, N2, gaze rare), prezenta unor substante
de natura minerala sau organica (hormoni, antibiotice) permit utilizarea
acestor ape in tratarea unei game foarte largi de afectiuni ale aparatului
cardio-vascular, locomotor, anemii, boli ale sistemului nervos si boli
endocrine.
Apele din rauri au o compozitie variabila. Sunt in general
slab mineralizate. Contin Ca2+ si HCO3- si mai rar
SO42- si Cl-.
Apele marilor si oceanelor sunt puternic mineralizate.
Marile interioare au concentratii in saruri, fie mai mari
(Marea Mediterana), fie mai mici (Marea Neagra- in special NaCl) comparativ cu
apele oceanelor. In cazul Marii Moarte, concentratia de saruri este atat de mare incat viata nu poate exista.
Sarurile apei de mare contin 89 cloruri, 10 sulfati, 0
carbonati.
Totalitatea apei pe pamant este de aproximativ 1
miliarde km3 din care 97 in oceane si mari, 2 in calote glaciare si 1 in rauri,
lacuri, panze subterane.
Apa potabila nu trebuie sa contina organisme animale
si vegetale si sa satisfaca cerinte de calitate superioara privind indicatori
fizico-chimici, biologici si bacteriologici.
Alimentarea cu apa a centrelor urbane prezinta o mare
importanta, caci apele trebuie sa fie tratate inainte de a fi puse la
dispozitia populatiei.
Pentru epurarea apei se folosesc: ozon, clor, hipoclorit de calciu (apa de Javel), cloramina. In cazul clorului se utilizeaza
aproximativ 0 mg clor la litru. O cantitate prea
mare de clor da insa apei un gust dezagreabil si chiar
un miros urat.
Serviciile americane adauga apei potabile putina fluorura de
sodiu, pentru a combate cariile dentare.
Apa pentru vietuitoare
Apa este un component indispensabil vietii. Un om
consuma in medie 3 l apa/zi, iar corpul sau are un continut de 60-70 apa. Un pom evapora aproximativ 200 l apa/zi.
In organismele vii, apa este continuta in forma: intracelulara ( , interstitiala (15 ) si circulanta (5 ).
Tesutul adipos si oasele contin 33 apa, muschii
plamanii si rinichii 80 , substanta cenusie 85 , iar lichidele biologice:
plasma 90 , saliva 99,5 .
Un om adult, cantarind 70 kg contine apa intr-un
procent de 65-70 din greutatea sa, adica pana la 50 kg apa.
Fiintele vii nu pot supravietui in absenta apei, toleranta la
deshidratare depinzand de specia respectiva.
Apa este nu numai un constituent al organismelor vii
dar joaca si un rol extrem de important ca cel de regulator termic sau de
irigator al tesuturilor vii.
Un adult normal trebuie sa absoarba aproximativ 2 -3
l apa/zi, preluati fie sub forma de bauturi sau apa continuta in alimente
precum si apa de combustie a alimentelor si tesuturilor (aport endogen).
Daca ne raportam la regnul vegetal, apa este continuta in: salate, castraveti,
andive ( sau in rosii si morcovi (90 ). Merele
contin 85 apa, cartofii sporii bacteriilor doar
50 apa, fosolele si mazarea 10 .
Daca apa joaca un rol atat de important pentru viata,
in mod firesc se pune intrebarea: care este rezistenta organismelor in
conditiile lipsei apei?
Camilele traversand desertul isi pot produce
aproximativ 40 l apa prin oxidarea grasimilor ce se gasesc in cocoasa. In
conditii normale, camila se hraneste insa cu plante verzi, ce
contin multa apa.
Se cunosc insecte ce iau apa de la vegetale uscate dar
higroscopice (absorb umiditatea din aer).
Rozatoarele din deserturi pot trai in absenta apei consumand doar ierburi,
scoarta de copaci,
Carnivorele care au nevoie imediata de apa, pentru
a-si elibera reziduurile azotoase se hranesc cu erbivore ale caror tesuturi
contin multa apa.
Omul s-a adaptat la conditiile mediului inconjurator- populatia nomada a
deserturilor consuma o cantitate mai mica de apa decat
populatia sedentara.
Se cunosc si plante care au o rezistenta mare la deshidratare- cacteele contin
tesuturi imbibate cu apa, asa-zis ,,suculente''.
Toate animalele de pe glob, ca si omul, poseda modalitati de procurare a apei.
In timpul activitatilor zilnice, in organismul uman sunt
,,arse'' zaharuri si grasimi. Prin arderea lor se formeaza CO2 si H2O;
CO2, toxic, este inlaturat iar H2O se poate utiliza
pentru diferite necesitati ale organismului.
Din 1g zaharuri rezulta 0,56 g H2O, iar din 1g grasimi se formeaza 1,07 g apa.
Zilnic, un adult sintetizeaza 300 g apa.
Animalele din stepele uscate si deserturi, serpi, soparle, girafe, zebre,
struti au capacitatea de a acumula mari cantitati de
lipide (grasimi) prin oxidarea carora rezulta apa (la o camila rezerva de
grasimi din cocoasa este de 110-120 kg).
Viata nu ar fi fost posibila in zonele de desert daca animalele din aceste zone
nu ar fi invatat sa se ascunda ziua de caldura si daca
nu ar fi avut posibilitatea de a impiedica evaporarea apei din organism.
Extrem de interesant este experimentul realizat cu 300 de ani in urma de un
savant- Sanctorius- care a observat ca greutatea organismului uman se modifica
neincetat. El a construit un cantar mare si asezat ore
in sir pe acest cantar isi urmarea propria greutate. Peste noapte, Sanctorius
pierdea aproape un kg. Cauzele sunt multiple: prin
indepartarea CO2 din organism, greutatea omului scade cu 75-85 g in 24 ore. Pe
cale pulmonara se evapora 150-500 g apa zilnic, iar
prin piele si mai multa.
Prin transpiratie, pe vreme rece, se evapora 250-1700 g apa.
In cazul unei munci fizice dificile, prestata pe vreme uscata
si calda, cantitatea de transpiratie poate atinge chiar 10-15 l in 24 ore.
Pe aceasta cale, organismul combate de fapt supraincalzirea.
Pentru evaporare se consuma o cantitate de caldura de 600
calorii pentru 1 l sudoare. Daca aceasta caldura ar fi toata furnizata
de corpul omenesc, temperatura lui ar cobori cu aproximativ 10 C
Corpul omenesc furnizeaza pentru evaporare doar o cantitate mica de caldura;
astfel transpiratia nu poate asigura racirea corpului, dar permite evitarea
supraincalzirii. Numai datorita evaporarii apei la nivelul plamanilor si
pielii, temperatura corpului uman se mentine la valori in jurul a 37 C, chiar
daca temperatura ambientala este de 40-50 C
Se stie ca arsita din zonele de desert este mai suportabila decat cea din
padurile tropicale umede. Aceasta se explica prin faptul ca in atmosfera umeda
sudoarea se evapora lent, se aduna in picaturi ce se
preling pe corp si nu apare senzatia de usurare.
De ce nu putem bea apa de mare?
Raspunsul este la indemana daca se cunoaste compozitia
apei de mare. Aceasta contine saruri.
O cantitate de 100 g saruri provenite prin consumarea apei de mare, ajunse in
sange pot genera adevarate accidente. Daca limita normala de saruri in sange este depasita, organismul tinde sa se debaraseze de
cantitatea suplimentara de saruri, un rol important in aceasta curatire
jucandu-l rinichii.
Un adult elimina aproximativ 1 l urina in decursul
unei zile, adica jumatate din cantitatea de apa primita in 24 de ore. Cu apa
sunt eliminate simultan si Na, Ca, K.
Concentratia sarurilor in apa de mare fiind mult mai mare decat a sarurilor din
urina, pentru ca organismul sa elimine aceste saruri patrunse odata cu apa de
mare, ar fi necesara o cantitate mult mai mare de apa decat cea bauta.
Pestii au un aparat de desalinizare, ce se afla la
nivelul branhiilor unde, celulele specializate preiau din sange sarurile si
impreuna cu un mucus foarte concentrat le elibereaza in mediul inconjurator.
Apa are proprietati uimitoare si cu multiple
implicatii, dar cea mai putin cunoscuta pare a fi capacitatea ei de a forma o
pelicula superficiala rezistenta, ce este rezultatul unei atractii reciproce
foarte puternice dintre moleculele stratului ei superficial.
De existenta acestei pelicule superficiale este legata
viata multor insecte. Gonitorii (Gerris) traiesc numai la suprafata apei, fara
a se scufunda in apa si fara a iesi pe uscat. Ei pot sa alunece pe luciul apei, cu labutele larg desfacute.
Pelicula superficiala cedeaza sub greutatea lor, dar nu se rupe. De pelicula
apei se pot agata si larve de tantari, gandaci de apa.
Care este regimul de apa al plantelor? Cum absorb
plantele apa? Plantele superioare terestre absorb apa in mod pasiv si activ.
Absorbtia pasiva
Datorita transpiratiei la nivelul frunzelor, celulele acestora se afla intr-o
stare de nesaturatie marind forta de suctiune (franceza: succion = sugere). Aceasta se transmite prin tulpina si radacina pana la perii
absorbanti. Acestia patrunsi printre particulele
solului, aderand la acesta. Are loc absorbtia apei de
capilaritate din spatiile ramase intre particulele solului. Acest tip de
absorbtie asigura cea mai mare cantitate de apa
absorbita de o planta terestra superioara.
Absorbtia activa se realizeaza prin aparitia unei presiuni pozitive in radacina
plantei (presiune radiculara) bine aprovizionata cu apa
.Astfel, apa este absorbita de radacina si condusa prin tulpina pana la frunza.
Ascensiunea apei in corpul plantei este determinata de
presiunea radiculara mai ales primavara, inainte de aparitia primelor
Intensitatea absorbtiei apei este conditionata de: cantitatea de apa din mediul
inconjurator, temperatura, pH, substante toxice din sol
Ofilirea se manifesta atunci cand apare un dezechilibru in aprovizionarea cu
apa a unei plante. Datorita unei accentuate lipse de umiditate, in cazul unor
secete, apare ofilire de durata.
Combaterea secetei se realizeaza prin irigatie, folosindu-se ape cu un continut mic de saruri dizolvate. Apa
de irigatii se introduce in pamant prin udari, preferabil pana la adancimea de
1 m (la aceasta adancime ajung majoritatea radacinilor plantelor de cultura).
Administrarea unor cantitati prea mari de apa in sol
nu este de dorit caci, prin evaporare apa antreneaza cantitati mari de saruri,
avand ca rezultat saraturarea solului.
Cantitati prea mari de apa, strabatand doar o portiune
mica din sol, se evapora repede, ceea ce de asemenea nu este indicat.
Iata suficiente aspecte ce releva importanta biologica
a apei, motiv pentru care este considerata pe drept cuvant ,,izvorul vietii''.
