«Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…» – так пишет о воде французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери, описывая свои приключения в Сахаре. Всем известно, что вода – активный творец нашей планеты. Водой покрыто три четверти поверхности Земли. Происхождение жизни на Земле обязано тоже воде, которая с древности считалась одним из основных четырех элементов, наряду с воздухом, землей и огнем.
Рис. 1. В алхимии крылатые драконы символизировали летучие вещества (например, пар), а бескрылые – лед или воду
При средней глубине 4 км Мировой океан содержит 97,6 % известных нам мировых запасов свободной воды, а реки и озера – 0,3 %.
Однако основные запасы воды нельзя использовать ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве, ни в быту. 97,75 % – это соленые воды океанов и морей. Остальные 2,25 % – пресные воды, правда, и тут где-то половина приходится на льды Антарктиды, Арктики, Гренландии и высокогорные ледники. Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м и около >1/>8 поверхности суши ушло бы под воду.
Вода – очень подвижная жидкость. В земных условиях она легко переходит из одного состояния в другое: испаряется, замерзает, тает. Если хотите, ее можно назвать вечным путешественником.
С поверхности водоемов, почвы, растений, вследствие дыхательного процесса всех живых организмов в любое время года, в воздух непрерывно поднимаются невидимые водяные пары, конденсация которых приводит к образованию облаков.
Капельки воды, образующие облака, очень малы – их диаметр не превышает и тысячной доли сантиметра. Поэтому-то они и легко удерживаются в воздухе.
Глядя на облака, мы представляем, что они легкие и воздушные, однако это впечатление обманчиво – в 1 м>2 облака содержится от 10 до 0,1 г воды. Сами же облака могут достигать десятков кубических километров. Поэтому даже крохотное облачко, которым мы любуемся с земли, вмещает в себя сотни тонн воды в виде капель и кристалликов льда.
Иногда облако поднимается на такую высоту, что капли замерзают, а образовавшиеся кристаллики льда легко обволакиваются другими капельками и становятся такими тяжелыми, что уже не могут держаться в воздухе и падают вниз. Если на их пути встречаются теплые слои воздуха, кристаллики тают – так образуются дождевые капли. Если же температура воздуха низкая, то идет снег.
Выпавший снег лежит до весны, до тех пор, пока яркие солнечные лучи не превратят его в журчащие ручейки, которые, собираясь вместе, побегут к реке – и начнется весенний паводок. Бывают годы, когда снег может растаять за несколько дней. Тогда реки разливаются, превращаясь в бурные, разрушительные потоки. Они выходят из берегов и разливаются на десятки кило метров.
Часть влаги просачивается в почву и, достигая водонепроницаемого слоя, например глины, гранита и мрамора, течет по его скату. Подземные воды снова быстро находят выход на поверхность земли, превращаясь в холодные ключи. Они в свою очередь вливаются в ручьи и реки и заново начинают свой путь по земле, а затем, испаряясь, и в атмосфере.
Часть влаги, просочившейся в почву, проникает по трещинам пород все глубже и глубже в недра земли. Достигнув слоев с высокой температурой, вода превращается в пар, который поднимается вверх, снова превращаясь в жидкость, чтобы опять начать свой подземный путь, или же выходит на поверхность в виде горячих источников.
Таким образом, количество воды на Земле не изменяется, она только меняет свои формы. Полное обновление состава воды в атмосфере происходит за 9– 10 дней.
Если реки непрерывно пополняются водой за счет дождей, тающего снега и ледников, подземных источников, то большинство озер зависят от смываемых с полей удобрений, сточных вод, содержащих вредные вещества, также в них часто попадают останки животных и засохшие или сгнившие растения. В результате всего этого озера загрязняются и их биологическая продуктивность падает. Такие озера либо превращаются в болота, либо погибают.
Болота, или застойные водоемы, также вносят свою лепту в общий круговорот воды. Однако темпы осушения болот настолько высоки, что во многих местах это грозит их полным исчезновением, что чревато для человека непредсказуемыми последствиями. На болотах обычно водятся сотни видов птиц и животных, в том числе ценных пушных, произрастают всевозможные ягоды. Болота являются единственной кладовой торфа – неоценимого богатства.
Искусственные водоемы, такие как водохранилища, питают воды основной реки и ее притоков. Водохранилища хотя и предназначаются для выравнивания стока, орошения и регулирования гидробаланса данной местности, но оказывают и серьезное отрицательное влияние на окружающую среду. Зачастую в них начинают бурно разрастаться микроскопические во доросли, затягивающие водную гладь слизистой пленкой, а это, в свою очередь, негативно влияет на ценных промысловых рыб, предпочитающих проточные, чистые воды.
Часть дождевой и талой воды просачивается в почву, растворяет содержащиеся там органические вещества и насыщается кислородом. Проходя через песчаные, глинистые, известняковые слои, органические вещества по большей части отфильтровываются, вода насыщается солями и микроэлементами.
Фактически подземные воды содержат все элементы периодической системы Д. И. Менделеева, вплоть до редкоземельных, поэтому они могут являться источником ценного химического сырья.
Известно, что еще в XI веке поваренную соль на Руси добывали выпариванием подземных рассолов. Сейчас из подземных вод получают практически весь йод и большую часть брома.
В США и Италии из подземных рассолов, кроме йода и брома, получают борную кислоту, вольфрам, литий, германий. В Чехии из минеральных источников Карловых Вар ежегодно добывают 1300 т глауберовой соли и 800 т соды.
Подземные воды используются в первую очередь для питьевых целей, потому что, как правило, они не требуют специальной очистки, а в ряде случаев и обеззараживания. Но значительная их часть непригодна для питьевого и хозяйственного использования вследствие высокого содержания солей, однако и они находят различное применение.
Минерализованные подземные воды с глубокой древности используют в лечебных целях. Их целебное действие во многом определяется повышенным содержанием биологически активных компонентов. В лечебной практике обычно применяют подземные воды с температурой не выше 40 °C.
