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 Indochina, apa de ploaie ce cade pe un
hectar, pe parcursul unui an, contine 8 kg HNO3. In Brazilia, 50g apa la m3 de
ceata contine 15-18 mg H2CO3 si 19 mg HNO3. Este o apa acida ce ataca rocile.
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).
Tara noastra are un potential ridicat de ape minerale. Sunt cunoscute
statiunile balneo-climaterice ca cele de la Buzias (ape carbogazoase si
feruginoase), Calimanesti, Govora, Caciulata (ape sulfuroase), Slanic Prahova,
Ocna Sibiului (saline).
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, 0,2 carbonati.
Totalitatea apei pe pamant este de aproximativ 1,46 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 0,1 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 (50 ),
interstitiala (15 ) si circulanta (5 ).
Tesutul adipos si oasele contin 33 apa, muschii 77 , 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 2,5-3 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 (95 ) sau in rosii si morcovi (90 ). Merele contin 85 apa, cartofii 80 ,
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, frunze uscate. In captivitate apa este procurata pe cale
endogena adica prin oxidari celulare, reusind sa traiasca fara sa bea chiar 6
luni.
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 1,5 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 frunze, astfel incat, apa ajunge
pana la muguri. Astfel, radacina absoarbe cantitati mari de apa si transpiratia
este redusa. Ascensiunea apei este generata de forta de suctiune a celulelor
din frunze abia dupa aparitia acestora.
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''.
Referat realizat de
Gaina Alexandru
Clasa a VI-a C
