صفات الماء الفيزيائية والكيميائية وملوثات الماء

مع تزايد أعداد سكان العالم وتزايد الحاجة إلى إنتاج مزيد المحاصيل الزراعية لسد حاجات البشر المتزايدة وكذلك استخدام الأسمدة والمبيدات الزراعية المتنوعة وتزايد تراكم النفايات في الطبية، كل هذا ادى الى تلويث المياه في كافة أصقاع الأرض.

ويعتبر تلوث البحار والأنهر خطراً على البيئة، إذ أن الإنسان بحاجة للماء النقي حسب مقاييس معينة،كذلك تعيش الكائنات الحية في البحار بمياه لا تسبب لها الضرر.من المواد التي تسبب تلوث مياه الأنهر البحار:مواد التنظيف الكيماوية، النفايات السامة من المصانع،مبيدات الحشرات والأعشاب،مياه المجاري المفتوحة.

يؤدي تلوث المياه في المناطق الزراعية الى موت النباتات ،في معظم الأحيان بسبب استعمال المبيدات الحشرية المؤذية جداً للمزروعات.ويواصل العلماء سعيهم في محاولة للتوصل الى حلول لمكافحة هذه الآفات.

الماء هو المركب الكيماوي الأكثر انتشارا على سطح الأرض.الماء مركباً أساسياً في كل خلية حية(حيوانية/نباتية)، وبدونه لا يمكن الحياة.يحتاج الإنسان الماء لوجوده ولاستعمالاته العديدة.

الماء في الطبيعة:

موجود الماء في الأساس على سطح الأرض وفي الغلاف الجوي.نسبة الماء على سطح الأرض حوالي74% كمحيطات ،أنهر،بحار،قطع ثلجية ومياه جوفية.نسبة الماء في الغلاف الجوي (بخار الماء) جزء من1% ،ونسبة قليلة في المركبات العضوية التي تشكل عالم الحيوان والنبات.

المياه المالحة والحلوة:

المياه التي تحتوي على كمية > من 1000mg /1 lit تعتبر مياه حلوة.تشكل المياه المالحة نسبة97.25 % من نسبة الماء في الطبيعة.(أي الأقلية نسبة المياه الحلوة2.75% ).

تركيب جزيء الماء:

يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين بمبنى هندسي المسمى مستوي مع زاوية ،أي أن شكله شبيه بمثلث متساوي الساقين والأكسجين في الرأس.مقدار الزاوية 104.5 درجة بسبب التنافر بين أزواج الإلكترونات غير الرابطة في ذرة الأكسجين. بسبب الفرق في السالبية الكهربائية بين ذرات الهيدروجين والأكسجين الرباط هو قطبي.

صفات الماء:

يُعتبر الماء كمقياس لبعض المقادير الفيزيائية، فمثلاً تمّ تعيين سلم درجات الحرارة سيلزيوس حسب درجة تجمد وغليان الماء في الظروف الطبيعية.

الرابطة الهيدروجينية:

هي أربطة موجودة بين ذرات صغيرة وذات سالبية كهربائية عالية وبين ذرات الهيدروجين في الجزيء القريب.(الأربطة الهيدروجينية موجودة بين الهيدروجين وبين الفلور،الأكسجين،النيتروجين في الجزيء القريب)

يرتبط الأكسجين كهرم بأربطة مع ذرتي الهيدروجين في نفس الجزيء،ومع ذرتي الهيدروجين في الجزيء المجاور برباط هيدروجيني.يفسّر هذا الرباط العديد من صفات الماء، مثل:درجة غليان وإنصهار الماء العاليتين بالنسبة للكتلة، وكذلك الحرارة النوعية العالية للماء.

شذوذ الماء:

عند انصهار مادة صلبة عادية تنخفض كثافتها،بينما في الماء ترتفع كثافة الماء عند تسخينه من 0-4 درجات مئوية حتى تصل الحد الأقصى.وبتسخين إضافي تنخفض الكثافة كالعادة مثل باقي المواد.تفسير ذلك هو وجود فراغات في الثلج بسبب الأربطة الهيدروجينية بين الجزيئات،لذلك المبنى غير متكاثف.عند التسخين تتكسر بعض الأربطة الهيدروجينية ويتبعه ارتفاع بالكثافة. ومع الاستمرار بالتسخين تتكسر أربطة إضافية ولذلك تنخفض الكثافة.

التوصيل الكهربائي:

الماء المقطر غير موصل للكهرباء.وعند إذابة أملاح، حوامض، أو قواعد،أو بعض المركبات العضوية التي تتحلل الى أيونات في الماء تكون المحاليل الناتجة موصلة للكهرباء.

الماء كمذيب:

يذيب الماء مركبات عديدة ،عادة القطبية.طريقة الإذابة قد تكون بالتحليل الى أيونات مائية أو تكوين أربطة هيدروجينية والتي تجذب بعض المركبات للماء.

مثال:تذوب الأملاح(المركبات الأيونية) حسب الطريقة الأيونية(محاليلها موصلة للكهرباء)،بينما يذوب السكر حسب طريقة الأربطة الهيدروجينية،(محلوله غير موصل للكهرباء)

لون الماء:

شفاف في الضوء المرئي،أي أن الماء لا يبلع ضوء في طول موجة ملائمة للضوء المرئي.

التوتر السطح

توتر سطح الماء عالي جداً.عند ملاحظة قطرة ماء على سطح مرئي وهي مستديرة . كما أنه يمكن وضع أجسام مختلفة على سطح الماء دون ترسّبها.

الماء في الحياة اليومية:

الماء في عالم الحي،النبات والإنسان:تحتوي أجسام جميع الكائنات الحية على نسبة عالية من الماء الأساسي لإستمرار الحياة.

للماء في جسم الإنسان وظائف مهمة:هي مذيبات للأملاح،السكريات،والبروتينات الضرورية للقيام بجميع فعاليات الخلية ،مثال:نقل المواد بين الخلايا يتم في محلول مائي. نقل المواد الغذائية والتخلص من الفضلات يتم بوجود الماء،كذلك أجهزة الدم ،القلب،الكلى،الهضم يتعلق عمله بتزويد دائم للماء،وأيضاً الحفاظ على حرارة الجسم ثابتة(تبريد-عرق) هي عملية تعتمد على الماء.كمية الماء اللازمة للإنسان تتعلق بمكان سكناه،كتلته،نوع فعالياته من ضمنها عمله.

استعمالات الماء في حياة الإنسان:

يستعمل الإنسان الماء لحاجاته المختلفة،مثل:

* توليد الطاقة الكهربائية من شلالات المياه.
*إستعمالات في الزراعة:من سقي النباتات،إسقاء الحيوانات،تربية الأسماك

إستعمالات في الصناعة وذلك بإعتبار الماء مادة خام .لإستحضار 1لتر نفط يلزم 10لتر ماء.لإنتاج 1Kg ورق يلزم 100لتر ماء.لإنتاج 1طن سماد يلزم 4500 لتر ماء.لإنتاج 1 طن فولاذ يلزم 20000 لتر ماء للتبريد، للغسيل، ولإذابة المواد،لإنتاج البخار،للتنظيف.
إستعمالات للنقل.
إستعمالات بيتية كالشرب، الطبخ.

الصورةpixabay