Referat Apa - Element Esential Al Vietii

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Apa - Element Esential Al Vietii si de asemenea puteti face Download Referat Apa - element esential al vietii

Citeste fragmente din Referat Apa - Element Esential Al Vietii

APA Multe secole apa a fost consideratã ca un element. În 1781, fizicianul englez H. Cavendish a arãtat cã apa se formeazã prin explozia unui amestec de hidrogen ºi oxigen, cu ajutorul scânteii electrice. În 1783, Lavoisier a repetat experienþa, realizând pentru prima oarã sinteza cantitativã a apei. S-a stabilit atunci cã 2g de hidrogen se combinã cu 16g oxigen pentru a da 18g apã. În 1805, Humboldt ºi Gay-Lussac au arãtat cã apa este formatã din douã volume de hidrogen ºi un volum de oxigen. Apa naturalã constã în amestecul speciilor de izotopi ai oxigenului: 16O, 17O, 18O, cu cei trei izotopi ai hidrogenului: 1H, 2H, 3H. Combinarea acestora genereazã 18 specii de molecule de apã. Apa purã este întotdeauna un amestec de apã uºoarã (H2O) ºi de cantitãþi extrem de mici de apã grea (D2O) ºi apã hipergrea (T2O). Stare naturalã În naturã, apa se gãseºte din abundenþã, în toate stãrile de agregare: · în stare lichidã (formã în care acoperã 2/3 din suprafaþa pãmântului; sub formã de mãri, oceane, râuri, fluvii, ape subterane); · în stare solidã (formeazã calote glaciare); · în stare gazoasã (atmosfera conþine o cantitate considerabilã de apã, sub formã de vapori de apã, invizibili). Apa urmeazã un circuit în naturã. Cãldura soarelui determinã evaporarea apei de suprafaþã. Vaporii rezultaþi se ridicã în atmosferã. Dacã în atmosfera saturatã cu vapori de apã apare o scãdere a temperaturii, parte din vaporii condensaþi iau formã de nori, ceaþã, ploaie, zãpadã sau grindinã. În anotimpurile calde, dar cu nopþi rãcoroase se depune rouã, iar dacã temperatura solului este sub 0C, se depune brumã. Apele ajunse la nivelul solului sau cele ce rezultã din topirea zãpezilor, în parte umplu din nou lacurile, râurile, fluviile, mãrile ºi oceanele. Altã parte strãbate straturile de pãmânt, la diferite adâncimi, formând apele freatice. Apa subteranã poate reapãrea la suprafaþã, fie prin izvoare, fie extrasã prin fântâni, puþuri sau sonde. În cadrul acestui mare circuit natural se disting circuite secundare, dintre care, importanþã deosebitã prezintã circuitul biologic. Acesta constã în pãtrunderea apei în organismele vii ºi redarea ei în circuitul natural prin respiraþie, transpiraþie ºi moartea organismelor. Distingem ºi un circuit apã-om-apã care se referã la intervenþia activitãþii omului în circuitul natural. În naturã nu existã apã purã; date fiind interacþiunile cu mediul ea conþine gaze, substanþe minerale ºi organice dizolvate în suspensie. Chiar apa de ploaie, care ar trebui sã fie cea mai curatã apã naturalã (devenitã astfel printr-o distilare naturalã) poate prezenta dizolvate anumite impuritãþi de tipul: CO2, NH3 sau chiar H2S, SO2– ca urmare a contactului prelungit cu aerul. În regiunile tropicale, apa de ploaie are o putere de dizolvare foarte mare. Specialiºtii au calculat cã în peninsula Indochina, apa de ploaie ce cade pe un hectar, pe parcursul unui an, conþine 8 kg HNO3. În Brazilia, 50g apã la m3 de ceaþã conþine 15-18 mg H2CO3 ºi 19 mg HNO3. Este o apã acidã ce atacã rocile. Cea mai variatã compoziþie dintre toate apele naturale o au apele subterane. Ele conþin cantitãþi mari de substanþe solide sau gazoase. Ajunse la suprafaþã, aceste ape, formeazã izvoare de ape minerale. Se spune cã, atunci când evreii însetaþi au traversat deºertul Sinai, Moise a lovit cu toiagul sãu o stâncã ºi apa a þâºnit. De la Moise la radiesteziºti a fost un drum extrem de lung. Prin radiestezie, termen intens studiat în ultima perioadã, se înþelege capacitatea unei persoane de a percepe acþiunea câmpului electric ºi magnetic emis de o pânzã de ape subterane, de zãcãminte– în special feroase. Înainte chiar de invazia romanã, galii cunoºteau calitatea apelor minerale; s-au gãsit mici altare construite de aceºtia în preajma unor astfel de izvoare. În staþiunile termale din Masivul Central, Alpi sau Pirinei s-au gãsit urme ale vechilor captãri galo-romane ºi piscine uriaºe. Dupã compoziþie, apele minerale pot fi: acide (conþinut ridicat de CO2), alcaline (predominã sulfaþii de magneziu ºi sodiu), sulfuroase (conþin sulfuri alcaline), feruginoase (conþin carbonaþi de fier di ºi trivalent). Þara noastrã are un potenþial ridicat de ape minerale. Sunt cunoscute staþiunile balneo-climaterice ca cele de la Buziaº (ape carbogazoase ºi feruginoase), Cãlimãneºti, Govora, Cãciulata (ape sulfuroase), Slãnic Prahova, Ocna Sibiului (saline). Factorii determinanþi ai efectului terapeutic precum: termalitate, prezenþa gazelor dizolvate (O2, CO2, H2S, CH4, N2, gaze rare), prezenþa unor substanþe de naturã mineralã sau organicã (hormoni, antibiotice) permit utilizarea acestor ape în tratarea unei game foarte largi de afecþiuni ale aparatului cardio-vascular, locomotor, anemii, boli ale sistemului nervos ºi boli endocrine. Apele din râuri au o compoziþie variabilã. Sunt în general slab mineralizate. Conþin Ca2+ ºi HCO3- ºi mai rar SO42- ºi Cl-. Apele mãrilor ºi oceanelor sunt puternic mineralizate. Mãrile interioare au concentraþii în sãruri, fie mai mari (Marea Mediteranã), fie mai mici (Marea Neagrã– în special NaCl) comparativ cu apele oceanelor. În cazul Mãrii Moarte, concentraþia de sãruri este atât de mare încât viaþa nu poate exista. Sãrurile apei de mare conþin 89 cloruri, 10 sulfaþi, 0,2 carbonaþi. Totalitatea apei pe pãmânt este de aproximativ 1,46 miliarde km3 din care 97 în oceane ºi mãri, 2 în calote glaciare ºi 1 în râuri, lacuri, pânze subterane. Apa potabilã nu trebuie sã conþinã organisme animale ºi vegetale ºi sã satisfacã cerinþe de calitate superioarã privind indicatori fizico-chimici, biologici ºi bacteriologici. Alimentarea cu apã a centrelor urbane prezintã o mare importanþã, cãci apele trebuie sã fie tratate înainte de a fi puse la dispoziþia populaþiei. Pentru epurarea apei se folosesc: ozon, clor, hipoclorit de calciu (apã de Javel), cloraminã. În cazul clorului se utilizeazã aproximativ 0,1 mg clor la litru. O cantitate prea mare de clor dã însã apei un gust dezagreabil ºi chiar un miros urât. Serviciile americane adaugã apei potabile puþinã fluorurã de sodiu, pentru a combate cariile dentare. Apa pentru vieþuitoare Apa este un component indispensabil vieþii. Un om consumã în medie 3 l apã/zi, iar corpul sãu are un conþinut de 60-70 apã. Un pom evaporã aproximativ 200 l apã/zi. În organismele vii, apa este conþinutã în formã: intracelularã (50), interstiþialã (15) ºi circulantã (5). Þesutul adipos ºi oasele conþin 33 apã, muºchii 77, plãmânii ºi rinichii 80, substanþa cenuºie 85, iar lichidele biologice: plasma 90, saliva 99,5. Un om adult, cântãrind 70 kg conþine apã într-un procent de 65-70 din greutatea sa, adicã pânã la 50 kg apã. Fiinþele vii nu pot supravieþui în absenþa apei, toleranþa la deshidratare depinzând de specia respectivã. Apa este nu numai un constituent al organismelor vii dar joacã ºi un rol extrem de important ca cel de regulator termic sau de irigator al þesuturilor vii. Un adult normal trebuie sã absoarbã aproximativ 2,5-3 l apã/zi, preluaþi fie sub formã de bãuturi sau apã conþinutã în alimente precum ºi apã de combustie a alimentelor ºi þesuturilor (aport endogen). Dacã ne raportãm la regnul vegetal, apa este conþinutã în: salate, castraveþi, andive (95) sau în roºii ºi morcovi (90). Merele conþin 85 apã, cartofii 80, sporii bacteriilor doar 50 apã, fosolele ºi mazãrea 10. Dacã apa joacã un rol atât de important pentru viaþã, în mod firesc se pune întrebarea: care este rezistenþa organismelor în condiþiile lipsei apei? Cãmilele traversând deºertul îºi pot produce aproximativ 40 l apã prin oxidarea grãsimilor ce se gãsesc în cocoaºã. În condiþii normale, cãmila se hrãneºte însã cu plante verzi, ce conþin multã apã. Se cunosc insecte ce iau apa de la vegetale uscate dar higroscopice (absorb umiditatea din aer). Rozãtoarele din deºerturi pot trãi în absenþa apei consumând doar ierburi, scoarþã de copaci, frunze uscate. În captivitate apa este procuratã pe cale endogenã adicã prin oxidãri celulare, reuºind sã trãiascã fãrã sã bea chiar 6 luni. Carnivorele care au nevoie imediatã de apã, pentru a-ºi elibera reziduurile azotoase se hrãnesc cu erbivore ale cãror þesuturi conþin multã apã. Omul s-a adaptat la condiþiile mediului înconjurãtor– populaþia nomadã a deºerturilor consumã o cantitate mai micã de apã decât populaþia sedentarã. Se cunosc ºi plante care au o rezistenþã mare la deshidratare– cacteele conþin þesuturi îmbibate cu apã, aºa-zis ‚‚suculente’’. Toate animalele de pe glob, ca ºi omul, posedã modalitãþi de procurare a apei. În timpul activitãþilor zilnice, în organismul uman sunt ‚‚arse’’ zaharuri ºi grãsimi. Prin arderea lor se formeazã CO2 ºi H2O; CO2, toxic, este înlãturat iar H2O se poate utiliza pentru diferite necesitãþi ale organismului. Din 1g zaharuri rezultã 0,56 g H2O, iar din 1g grãsimi se formeazã 1,07 g apã. Zilnic, un adult sintetizeazã 300 g apã. Animalele din stepele uscate ºi deºerturi, ºerpi, ºopârle, girafe, zebre, struþi au capacitatea de a acumula mari cantitãþi de lipide (grãsimi) prin oxidarea cãrora rezultã apã (la o cãmilã rezerva de grãsimi din cocoaºã este de 110-120 kg). Viaþa nu ar fi fost posibilã în zonele de deºert dacã animalele din aceste zone nu ar fi învãþat sã se ascundã ziua de cãldurã ºi dacã nu ar fi avut posibilitatea de a împiedica evaporarea apei din organism. Extrem de interesant este experimentul realizat cu 300 de ani în urmã de un savant– Sanctorius– care a observat cã greutatea organismului uman se modificã neîncetat. El a construit un cântar mare ºi aºezat ore în ºir pe acest cântar îºi urmãrea propria greutate. Peste noapte, Sanctorius pierdea aproape un kg. Cauzele sunt multiple: prin îndepãrtarea CO2 din organism, greutatea omului scade cu 75-85 g în 24 ore. Pe cale pulmonarã se evaporã 150-500 g apã zilnic, iar prin piele ºi mai multã. Prin transpiraþie, pe vreme rece, se evaporã 250-1700 g apã. În cazul unei munci fizice dificile, prestatã pe vreme uscatã ºi caldã, cantitatea de transpiraþie poate atinge chiar 10-15 l în 24 ore. Pe aceastã cale, organismul combate de fapt supraîncãlzirea. Pentru evaporare se consumã o cantitate de cãldurã de 600 calorii pentru 1 l sudoare. Dacã aceastã cãldurã ar fi toatã furnizatã de corpul omenesc, temperatura lui ar coborî cu aproximativ 10C. Corpul omenesc furnizeazã pentru evaporare doar o cantitate micã de cãldurã; astfel transpiraþia nu poate asigura rãcirea corpului, dar permite evitarea supraîncãlzirii. Numai datoritã evaporãrii apei la nivelul plãmânilor ºi pielii, temperatura corpului uman se menþine la valori în jurul a 37C, chiar dacã temperatura ambientalã este de 40-50C. Se ºtie cã arºiþa din zonele de deºert este mai suportabilã decât cea din pãdurile tropicale umede. Aceasta se explicã prin faptul cã în atmosfera umedã sudoarea se evaporã lent, se adunã în picãturi ce se preling pe corp ºi nu apare senzaþia de uºurare. De ce nu putem bea apã de mare? Rãspunsul este la îndemânã dacã se cunoaºte compoziþia apei de mare. Aceasta conþine sãruri. O cantitate de 100 g sãruri provenite prin consumarea apei de mare, ajunse în sânge pot genera adevãrate accidente. Dacã limita normalã de sãruri în sânge este depãºitã, organismul tinde sã se debaraseze de cantitatea suplimentarã de sãruri, un rol important în aceastã curãþire jucându-l rinichii. Un adult eliminã aproximativ 1,5 l urinã în decursul unei zile, adicã jumãtate din cantitatea de apã primitã în 24 de ore. Cu apa sunt eliminate simultan ºi Na, Ca, K. Concentraþia sãrurilor în apa de mare fiind mult mai mare decât a sãrurilor din urinã, pentru ca organismul sã elimine aceste sãruri pãtrunse odatã cu apa de mare, ar fi necesarã o cantitate mult mai mare de apã decât cea bãutã. Peºtii au un aparat de desalinizare, ce se aflã la nivelul branhiilor unde, celulele specializate preiau din sânge sãrurile ºi împreunã cu un mucus foarte concentrat le elibereazã în mediul înconjurãtor. Apa are proprietãþi uimitoare ºi cu multiple implicaþii, dar cea mai puþin cunoscutã pare a fi capacitatea ei de a forma o peliculã superficialã rezistentã, ce este rezultatul unei atracþii reciproce foarte puternice dintre moleculele stratului ei superficial. De existenþa acestei pelicule superficiale este legatã viaþa multor insecte. Gonitorii (Gerris) trãiesc numai la suprafaþa apei, fãrã a se scufunda în apã ºi fãrã a ieºi pe uscat. Ei pot sã alunece pe luciul apei, cu lãbuþele larg desfãcute. Pelicula superficialã cedeazã sub greutatea lor, dar nu se rupe. De pelicula apei se pot agãþa ºi larve de þânþari, gândaci de apã. Care este regimul de apã al plantelor? Cum absorb plantele apa? Plantele superioare terestre absorb apa în mod pasiv ºi activ. Absorbþia pasivã Datoritã transpiraþiei la nivelul frunzelor, celulele acestora se aflã într-o stare de nesaturaþie mãrind forþa de sucþiune (francezã: succion = sugere). Aceasta se transmite prin tulpinã ºi rãdãcinã pânã la perii absorbanþi. Aceºtia pãtrunºi printre particulele solului, aderând la acesta. Are loc absorbþia apei de capilaritate din spaþiile rãmase între particulele solului. Acest tip de absorbþie asigurã cea mai mare cantitate de apã absorbitã de o plantã terestrã superioarã. Absorbþia activã se realizeazã prin apariþia unei presiuni pozitive în rãdãcina plantei (presiune radicularã) bine aprovizionatã cu apã .Astfel, apa este absorbitã de rãdãcinã ºi condusã prin tulpinã pânã la frunzã. Ascensiunea apei în corpul plantei este determinatã de presiunea radicularã mai ales primãvara, înainte de apariþia primelor frunze, astfel încât, apa ajunge pânã la muguri. Astfel, rãdãcina absoarbe cantitãþi mari de apã ºi transpiraþia este redusã. Ascensiunea apei este generatã de forþa de sucþiune a celulelor din frunze abia dupã apariþia acestora. Intensitatea absorbþiei apei este condiþionatã de: cantitatea de apã din mediul înconjurãtor, temperaturã, pH, substanþe toxice din sol. Ofilirea se manifestã atunci când apare un dezechilibru în aprovizionarea cu apã a unei plante. Datoritã unei accentuate lipse de umiditate, în cazul unor secete, apare ofilire de duratã. Combaterea secetei se realizeazã prin irigaþie, folosindu-se ape cu un conþinut mic de sãruri dizolvate. Apa de irigaþii se introduce în pãmânt prin udãri, preferabil pânã la adâncimea de 1 m (la aceastã adâncime ajung majoritatea rãdãcinilor plantelor de culturã). Administrarea unor cantitãþi prea mari de apã în sol nu este de dorit cãci, prin evaporare apa antreneazã cantitãþi mari de sãruri, având ca rezultat sãrãturarea solului. Cantitãþi prea mari de apã, strãbãtând doar o porþiune micã din sol, se evaporã repede, ceea ce de asemenea nu este indicat. Iatã suficiente aspecte ce relevã importanþa biologicã a apei, motiv pentru care este consideratã pe drept cuvânt ‚‚izvorul vieþii’’.