Čo je voda?
Voda je chemická látka, ktorá sa nachádza všade okolo nás. Pokrýva až 70% zemského povrchu, čo predstavuje 369 000 000kilometrov štvorcových. Je to jedna z najnevyhnutejších zložiek potrebných pre život organizmov. Prejavuje sa v 3 skupenstvách. Kvapalné, pevné a plynné skupenstvo.
V kvapalnom skupenstve sa prejavuje v podobe vody bez farby, chuti či pachu.
V plynnom skupenstve sa prejavuje v podobe pary, čo je príčinou vyššej teploty ovzdušia.
V pevnom skupenstve sa prejavuje v podobe ľadu, čo je príčinou nižšej teploty ovzdušia.
Pomocou vyššej teploty sa voda začína odparovať a vzniká para, ktorá sa dostáva do vyššej nadmorskej výšky. Tam sa vzduch ochladzuje a para tuhne do podoby vody, prípadne ľadu alebo snehu. Vytvárajú sa oblaky a voda padá na zemský povrch v podobe dažďa alebo snehu. Napadaná voda alebo sneh sa dostanú do potoka, rieky prípadne do mora, odkiaľ sa vyparuje do vyššej nadmorskej výšky a tento kolobeh sa stále opakuje.
Kolobeh vody: hydrolologický cyklus - 1/10 vody z morí sa odparuje na kontinenty.
Tvrdá voda:
-obsahuje väčšie množstvo rozpustených solí Ca, Mg /pretekaním cez horniny/
-mydlo v nej slabo pení
-usadzuje sa vodný kameň na ohrevných špirálach
Mäkká voda:
-v obl. s horninami nerozpustnými v H2O
-mydlo v nej dobre pení
Stupne tvrdosti:
mäkká, stredne tvrdá, tvrdá a veľmi tvrdá - dôležité pri dávkovaní prac. prostr
Pitná voda:
-musí byť zdrav. nezávadná, číra, bez zápachu,
-nesmie obsahovať: škodl. organizmy, čpavok, dusitany
Zdroje pitnej vody:
studne /spodná/, povrchová voda, morská voda
Voda v ľud. tele: 50-72 %, dôležitá pre dýchanie, krv. obeh, látkovú premenu, termoreguláciu /potenie/
V oceánoch život vznikol a vyvíjal sa po 90% histórie našej planéty. Vodné prostredie, v ktorom je sústredený život je asi 300 krát väčšie ako pevninská časť biosféry.
Voda ako životné prostredie sa výrazne odlišuje od pevniny:
-je 775krát hustejšia než vzduch
-odráža podstatnú časť slnečného žiarenia
-absorbuje dlhovlnnú zložku slnečného žiarenia
-sú v nej obsiahnuté všetky biogénne prvky
-dusík a fosfor sú v nízkych koncentráciách sú limitujúce
-pH v oceánoch je stabilné (8), pH sladkých vôd sa mení (1-10 podľa znečistenia)
-spotreba kyslíka v uzavretých systémoch (jazero, rybník) vedie k obmedzovaniu dýchania, duseniu, úhynu
Delenie vôd
Pôvod a vývoj hydrosféry je úzko spojený s vývojom ostatných časti Zeme.
Podľa vzniku rozlišujeme vody:
-juvenilne vzniknuté pri primárnej diferenciácii hmoty zemského plášťa
-recirkulovane- zúčastňujúce sa na hydrologickom obehu atmosférou -cirkulácia vody vyvolaná slnečnou energiou a zemskou gravitáciou.
-zrážkové(atmosferické)
-povrchové
-podzemné
Zrážková atmosferická voda:
-voda v kvap. alebo tuhom skup.
-z ovzdušia na povrch
-najčistejší druh prir.vody-prechodom ovzduším sa znečisťuje.
-ph:5,65
-sírany, dusičnany, chloridy, soli.
Povrchová voda:
-v prirodzených umelých nádržiach na zemskom povrchu.
Stojaté:
prirodzené: moria, jazerá, močiare
umelé: rybníky, priehrady
Tečúce:
prirodzené: potoky, rieky
umelé:kanály, prieplavy
podľa lokality: morské, kontinentálne
Minerálne vody:
1. prírodné minerálne vody
2. prír. liečivé vody
3. prír. min. vody stolové
Minerálne vody rozdeľujeme a hodnotíme podľa:
1. obsahu rozpustených plynov
2. podľa prevládajúcich katiónov čí aniónov
3. biologicky a farmakologicky významných látok
4. pH hodnoty
5. rádioaktivity
6. teploty
7. osmotického tlaku
Úžitková voda: hygienicky nezávadná- nepoužíva sa na pitie a varenie. Umývanie, kúpanie, priem. účely.
Prevádzková voda: v priemysle a poľnohospodárstve
Pitná voda:vysoké nároky na kvalitu; nesmie obsahovať žiadne choroboplodne zárodky
Odpadové vodyPodpovrchová vodaHydrológia podpovrchových vôd sa zaoberá vodou pod zemským povrchom ako súčasťou obehu vody v prírode a vzťahmi medzi ňou a horninovým prostredím, v ktorom s nachádza.
Zdroje vzniku a doplňovania podzemných vôd.
Juvenilná voda (v skupenstve vodnej pary) vzniká hlboko v zemskej kôre, kde sa uvoľňuje z tuhnúcej hmoty aj vodík aj kyslík, ktorých molekuly sa pri vysokom tlaku a teplote zlučujú.
Vadózna voda (plytká) je stálou zložkou obehu vody a tvorí najväčšiu časť celkového množstva podzemnej vody. Preniká do hornín z povrchu zeme a pohybuje sa v pomerne plytkých vrstvách zemskej kôry. Sem sa dostáva dvoma spôsobmi: kondenzáciou prízemných vodných pár, alebo vsakovaním (infiltráciou) zrážok.
Druhy vody v horninách.
Podmienkou výskytu vody v horninách je existencia priestorov, ktoré sa v usadených horninách nazývajú preliačiny, póry, trhliny či praskliny. Miera vyplnenia týchto priestorov je jedným z kritérií pre rozlišovanie dvoch základných druhov podpovrchovej vody. Podľa nej rozlišujeme pásmo, v ktorom sú preliačiny z časti vyplnené vodou a z časti vzduchom. Vtedy hovoríme o pôdnej vlahe. Nižšie sú tieto štrbiny naplnené vodou úplne a vtedy ide o vodu podzemnú (spodnú). Hranicu medzi týmito dvoma tvorí hladina podzemnej vody. Súhrn pôdnej vlahy a podzemnej vody je podpovrchová voda.
Pôdna vlahaToto označenie nie je úplne jednotné. S prihliadnutím ku skupenstvu vody a ku vplyvom, ktoré na jej molekuly pôsobia rozdeľujeme pôdnu vlahu na:
· Vodná para vzniká vyparovaním vody v hornine pri zvyšovaní jej teploty alebo prechádza do tekutého stavu pri jej ochladzovaní (kondenzácia). Vo vzduchu preliačin a puklín sa môže premiestňovať v hornine podľa jej miestneho napätia.
· Absorbčná voda tvorí na povrchu puklín nesúvislé alebo súvislé blanky o hrúbke 5 až 15 molekulárnych vrstiev, pripútané k jej povrchu fyzikálnymi silami príťažlivosti (absorbčnými). Jej množstvo v hornine je však veľmi premenlivé a to zvlášť vo vrchnej vrstve pôdy, kde k tomu značne prispieva aj jej využitie koreňovým systémom rastlín.
· Kapilárna voda zaplňuje póry menšie než 1mm a pukliny menšie než 0,25 mm, v ktorých je k povrchu pevnej hmoty pripútaná kapilárnou silou. Trvalé sa vyskytuje v jemnozrnných sypkých horninách nad hladinou podzemnej vody.
· Pôdny ľad pri poklese teploty pôdy pod 0 °C. Tvorí sa najskôr ako inoväť z vodnej pary, pôdneho vzduchu. Zdrojom vzniku väčších kryštálov je kapilárna a absorbčná voda z hlbších teplejších polôh. Objem vody sa zmenou na ľad zväčší a tým spôsobuje tlak na horninu, ktorú takto nakypruje a nadvihuje.
Podzemná vodaVýskyt podzemnej vody je podmienený existenciou takej horniny, ktorá má schopnosť vodu nielen pojať, ale aj ďalej predávať (napr. piesky, pieskovce, štrkopiesky, štrky, zlepence, …). Musí teda obsahovať väčšie pukliny ako kapilárne. Jej pohyb je vyvolávaný výhradne gravitačnou silou. Vo vhodnom horninovom prostredí sa voda môže pohybovať v rozličných hĺbkach pod zemským povrchom, dosahujúcich až 6,5 km. Táto časť pod zemským povrchom tvorí podzemnú hydrosféru. Podzemnú vodu rozdeľujeme podľa toho, kde sa pohybuje na pórovú a puklinovú.
· Pórová voda sa premiestňuje v póroch hornín filtráciou. Týmto pomalým pohybom (len niekoľko cm za deň) sa dokonale prečisťuje. Môže však aj rozpúšťať niektoré min. látky, čím sa mineralizuje. Rozsah medzi nepriepustným nadložím a podložím nám určuje mocnosť zvisle. Volná hladina vzniká ak sa voda môže volne pohybovať smerom nahor. Ak podzemnú vodu zhora obklopuje nepriepustné nadložie tlak vody stúpa. Pri navŕtaní otvoru do takéhoto nadložia voda vystúpi. Vtedy hovoríme o výstupnej výške. (negatívna, ak ostane pod úrovňou terénu, alebo pozitívna, ak voda z otvoru vyteká.)
Zvláštnym druhom pórovej vody s napätou hladinou je artézska voda. Je to voda, ktorá je vo väčších hĺbkach a pod väčším tlakom. Pri prirodzenom narušení nadložia, alebo pri vyvŕtaní otvoru na povrch vyteká, dokonca až vystrekuje. Na kontinentoch je výskyt takýchto vôd veľmi častý.
· Puklinová voda sa pohybuje gravitáciou, ak vyplňuje pukliny z časti, alebo účinkami hydrostatického tlaku, ak ich vyplňuje úplne. Voda sa pri takomto pohybe nedokáže zbaviť nečistôt, preto môže na povrch vytekať ako závadná. Mineralizuje sa len minimálne, preto je mäkká. Hladina môže byť aj na krátkych vzdialenostiach v rozdielnej výške, ak nie sú pukliny prepojené.
· Krasové vody sa vyskytujú na území vápencov a dolomitov. Tu nevzniká jednotný systém krasových vôd, ale komplikovaný systém oddelených tokov, ktoré majú svoje vlastné povodia.
PrameneVýtok podzemnej vody môže byť zjavný v podobe typického prameňa, ale aj utajený, ak vyteká rozptýlene aj väčšie množstvo vody do koryta rieky dnom, alebo z brehu.
Pramene delíme podľa trvania výronu vody na stále, občasné či periodické a epizodické.
Podľa zmien výdatnosti ich ďalej delíme na pramene s veľmi vyrovnanou, priemerne vyrovnanou a nevyrovnanou výdatnosťou. Podľa spôsobu výtoku vody spod zeme ich rozdeľujeme na zostupné a výstupné. Podľa teploty sa rozlišujú pramene studené, ktorých teplota nepresahuje teplotu ovzdušia daného miesta, teplé (nad 20 °C). V rámci teplých ešte rozlišujeme vlažné (hypotermálne, do 37 °C), teplé či teplice (termálne, do 50 °C) a vriace (termy, nad 50 °C).
Režim podzemných vôd
Režimom podzemných vôd sa rozumie typické zmeny stavov hladiny podzemnej vody a výdatnosť prameňa v určitom časovom období.
· Krátkodobé zmeny. Z čiar denných alebo týždenných hodnôt stavov hladiny podzemnej vody a výdatnosti prameňov je možné poznať veľkosť, početnosť a rýchlosť ich zmien a dobu, v ktorej prebiehali. Tieto údaje sa týkajú hlavne plytkých vôd, ktoré zaznamenávajú oveľa viac krátkodobých zmien.
· Zmeny počas roka. Podzemná voda vo väčších hĺbkach pod zemským povrchom, či je zasiahnutá vrtom, alebo vyteká na povrch prameňmi, nevykazuje obvykle tak veľké výkyvy v priebehu roka alebo niekoľkých rokov ako voda plytkých puklín. Dlhodobý mesačný priemer nám umožňuje poznať hlavný zdroj rozhojňovania podzemnej vody.
Využitie vody
Vodné zdroje
Spotreba vody v domácnostiach, v priemysle a poľnohospodárstve je extrémne vysoká, zvlášť v bohatších, rozvinutejších krajinách. Napríklad už viac ako desať rokov činilo celkové množstvo vody odčerpané z riek, vodných nádrží a vodonosných vrstiev z podzemia v Anglicku a vo Walese 33,3 miliárd litrov, prepočítané činí 660 litrov na jedného obyvateľa. Domácnosti spotrebovali 22 percent celkového množstva a priemerná denná spotreba v domácnosti činí približne 150 litrov na obyvateľa, čo zhruba odpovedá dvom vaňovým kúpeľom.
Použitie vodyVoda odvedená alebo vyňatá z prirodzeného kolobehu tvorí tzv. abstrakčný dopyt, zatiaľ čo voda používaná k rekreačným účelom, v doprave a k likvidácii odpadov dopyt neabstrakčný. V priemyselných krajinách spotrebujú továrne a elektrárne ohromné množstvá vody. Odhaduje sa napríklad, že v USA je k výrobe jedného automobilu potreba približne 38 000 000 litrov vody, zatiaľ čo v Kanade je potreba približne 180 000 litrov vody na výrobu jednej tony novinového papiera. Vo Veľkej Británii potrebuje priemysel približne 76 percent dodávky vody. Najviac vody spotrebujú tepelné elektrárne, ktoré spaľujú palivo kvôli výrobe elektrickej energie. Tie spotrebujú približne 13,6 miliárd litrov vody denne.
Vodné elektrárne
Voda sa používa tiež vo vodných elektrárňach. Vodné elektrárne využívajú energiu padajúcej vody k pohonu turbín, ktoré poháňajú generátory. Elektrická energie z vodných elektrární predstavuje lacný zdroj energie v mnohých krajinách sveta. Napríklad v Kanade je 66 percent výroby energie kryté výrobou z vodných elektrární a v Nórsku je to dokonca 99 percent.
Zavlažovanie
V mnohých krajinách sa voda používa k zavlažovaniu v poľnohospodárstve. V južnej Kalifornii, kde je veľa zavlažovacích fariem, sa 85 percent dodávky vody využíva v poľnohospodárstve.
Voda ako jeden z najbohatších zdrojov biosféry plní pre ľudskú spoločnosť mnohé funkcie.
Človek ju v zásade využíva na:
- osobnú spotrebu (pitná, úžitková a minerálne voda),
- poľnohospodársku a priemyselnú výrobu (závlahová, prevádzková a výrobná voda),
- dopravu,
- výmenu tepla,
- premenu energetického potenciálu,
- rekreačné účely.
V sústave zdrojov biosféry má voda nezastupiteľné a nenahraditeľné miesto, ako to implicitne vyplýva zo vzťahových problémov určených celospoločenskými vlastnosťami (funkciami) vody v životnom prostredí.
Sú to tieto funkcie:
- biologické,
- zdravotné a hygienické,
- kultúrne, estetické a rekreačné,
- chladiaceho média a nositeľa energetického potenciálu,
- dopravné,
- odpadového prostredia (recipientu).
Ako využíva vodu človek?Človek pre svoju dennú potrebu využíva pitnú vodu. Pitná voda musí byť zdravotne bezchybná. Rozvojom civilizácie prirodzené zdroje pitnej vody nestačia. Na pitnú vodu sa musí upravovať povrchová voda. Úprava povrchovej vody sa robí vo vodárňach. Najskôr sa nechajú usadiť tuhé látky, potom sa do vody pridávajú chemické látky. Tieto s nečistotami tvoria zrazeninu, vznikajú vločky, ktoré sa usadzujú na dno. Takto upravená voda sa prefiltruje cez pieskový filter. Filter zachytí neusadené vločky a iné nečistoty. Nezachytí však napr. oleje, farby, ktorými mnohí nezodpovední ľudia znečisťujú vodné toky.
Obsah vody v tele človeka: Príjem vody asi 3 l/deň
Obsah vody asi 65%
Vylučovanie (moč, pot, dýchanie) 2,5 až 3 l/deň
Obsah vody v potravinách: zemiaky 81%
hlávkový šalát 93%
bravčové mäso 58%
maslo 10%
múka 7%
slepačie vajcia 70%
Spotreba vody na osobu a deň:
sprchovanie a kúpanie 40l
pranie 40l
WC 40l
osobná hygiena (bez kúpania) 15l
upratovanie 10l
umývanie riadu 7l
pitie a varenie 6l
podiel na verejnej spotrebe, napr. kúpanie 150l
