Вода как фактор жизни: Вода как фактор окружающей среды. Источники и системы хозяйственно-питьевоговодоснабжения

Вода как фактор окружающей среды. Источники и системы хозяйственно-питьевоговодоснабжения

Роль водного фактора в жизни человека

Жизнедеятельность человека неразрывно связана с различны­ми факторами окружающей среды, одним из которых является вода. Она необходима для жизни человека, расте­ний и животных. Без пищи человек может прожить более месяца, а без воды — лишь несколько дней. От химического и бактериального состава воды в значи­тельной мере зависят здоровье человека и санитарные условия его жизни.

Вода имеет большое физиологическое и гигиеническое зна­чение для жизнедеятельности человеческого организма, однако может играть и отрицательную роль, так как, во-первых, служит одним из путей передачи возбудителей инфекционных болез­ней; во-вторых, солевой состав воды может быть причиной возникновения ряда заболеваний неинфекционного происхождения; в-третьих, органолептические свойства воды (неприятный вкус, запах и т.

д.) в ряде случаев могут быть причиной отказа населения от пользования ею даже в тех случаях, если она без­вредна.

Физиологическое значение воды определяется тем, что она вхо­дит в состав всех биологических тканей организма человека. Трехдневный зародыш человека состоит из воды на 97 %, трехмесячный — на 91 %, новорожденный — на 80 %. Взрослый организм содержит 66—70 % воды.

Вода — универ­сальный растворитель. Она является основой кислотно-щелочно­го равновесия, участвует во всех химических реакциях в организ­ме, составляет основу крови, секретов и экскретов организма.

Важной функцией воды является транспорт в организм многих макро- и микроэлементов и других питательных веществ.

Одно­временно вода участвует в выведении шлаков и токсичных веществ

с потом, слюной, мочой и калом.

Велика роль воды и в терморегуляции организма. При испарении пота человек теряет около 30 % тепловой энергии.

Слезы, состоящие на 99 % из воды, непрерывно увлажняют глаза, уда­ляя с их поверхности пыль.

Процесс кроветворения и синтез тканей совершаются в водных растворах или с участием воды.

Водная среда необхо­дима для переваривания пищи в желудочно-кишечном тракте.

Для поддержания физиологических процессов необходимо постоянное восполнение утраченного количества воды. При нормальных условиях человек находится в состоянии водного равновесия, нарушение которого приводит к тяжелым послед­ствиям. Если содержание воды в организме человека уменьшается на 1—2 %, появляется жажда, на 5 % — присоединяются помрачение сознания, галлюцинации. Потеря организмом 10 % воды вызывает еще более серьезные нарушения его функций; при потере 20—25 % воды наступает смерть.

Вода поступает в организм с пищей (600—900 мл) и при пи­тье (1,5 л). Наиболее интенсивное всасывание воды происходит в тонком и особенно в толстом кишечнике. Вода выделяется из организма раз­ными путями: через почки (1,5 л), с потом (400—600 мл), с вы­дыхаемым воздухом (350—400 мл), с калом (100—150 мл). Вы­деление воды зависит от характера употребляемой пищи и содержания в ней солей. Вода, принятая с пищей, дольше задерживается в организме, чем выпитая натощак.

Ионы натрия, находящиеся в продуктах питания, способст­вуют накоплению воды, а ионы калия — ее выделению. Поэто­му для нормальной жизнедеятельности организма необходима рациональная организация как питьевого, так и пищевого ре­жима.

Суточная потребность человека в воде 2,2—2,5 л.

Вода имеет важнейшее гигиеническое значение. Ее качество рассматривается как ведущий показатель санитарного благополу­чия населения. Доброкачественная вода необходима для поддер­жания чистоты тела и закаливания, уборки жилища, приготовле­ния пищи и мытья посуды, стирки белья, поливки улиц и зеле­ных насаждений.

Народнохозяйственное значение воды состоит в том, что она служит источником электроэнергии, используется как средство водного транспорта, необходима для промышленно­сти и сельского хозяйства.

Психогигиеническое и оздоровительное значение воды состоит в использовании ее для купания, закаливания, занятий спортом. Хо­роший эффект дают физиотерапевтические водные процедуры и питье минеральных вод. Велико также эстетическое значение воды и ее роль в воздействии на эмоциональное состояние человека.

Большая положительная роль воды в жизни человека не ис­ключает возможности неблагоприятного воздействия, которое она может оказывать при определенных условиях.

Роль водного фактора в возникновении заболеваний

Эпидемиологическое значение воды связано с тем, что через нее могут передаваться многие заболевания.

Вода как фактор распространения инфекционных заболеваний.

Водным путем могут передаваться возбудители многих заболеваний. Наиболее часто передаются возбудители кишечных инфекций (холеры, брюшного тифа, паратифа, дизентерии). Установлена роль водного фактора в распростране­

нии вирусов — возбудителей инфекционного гепатита, полиомие­лита, энтеровирусов (болезнь Коксаки А и В) ив меньшей степени аденовирусов (бассейновые конъюнктивиты).

Немаловажную роль водный фактор играет в распространении некоторых зоонозов — желтушного лептоспироза (болезнь Ва­сильева—Вейля) и безжелтушного лептоспироза (водная лихо­радка), туляремии. Причиной данного рода заболеваний является заражение при­родных водоисточников выделениями зараженных грызунов или продуктами разложения их трупов в период эпизоотии. Через воду могут передаваться патогенные простейшие — возбудители амебной дизентерии и гельминты.

Отмечена роль воды в передаче патогенных грибов, в част­ности возбудителей эпидермофитии.

Механизмы и факторы инфицирования воды различны. Боль­шую опасность в эпидемиологическом отношении представля­ют неочищенные или недостаточно очищенные фекально-хозяйственные сточные воды, стоки инфекционных больниц, ветеринарных лечебниц, предприятий, связанных с разделкой туш и обработкой шкур животных. Попадание возбудителей инфекционных болезней в открытые водоемы возможно также с ливневыми водами и выбросами сточных вод пассажирских и промысловых судов. Большую опасность представляет питьевая вода в случае, если она не подвергается очистке и обеззараживанию перед употреблением.

Значение минерального состава воды. Минеральный состав при­родных вод может способствовать развитию неинфекционных за­болеваний. Употребление воды с несоответствующим нормативам солевым составом может быть причиной развития флюороза, нит­ратной метгемоглобинемии, нарушений водно-солевого обмена, диспепсических расстройств и т. д.

Косвенное влияние состава и свойств природных вод проявля­ется в ограничении употребления воды, имеющей неблагоприят­ные органолептические свойства (запах, вкус, цветность, мут­ность). Вода, обладающая не­приятным запахом и вкусом, вызывает нарушения водно-солево­го режима, секреторной деятельности желудка, а также ограни­чение или отказ населения от использования такой воды в питье­вых целях. Так соли железа придают воде чернильный привкус, соли тяжелых металлов — вяжущий привкус, хлориды — соленый, сульфаты и фосфаты — горький привкус. Поэтому их содержание в питьевой воде ограничивается по пределу вкусового ощущения. Вода с повышенной минерализаци­ей отрицательно влияет на секрецию желудка, вызывает отеки, нарушает водно-солевой обмен, хуже утоляет жажду.

Питьевая вода

Введение

Безопасная и доступная вода — важный фактор здоровья людей, независимо от того, используется ли она для питья, бытовых нужд, приготовления пищи или рекреационных целей. Улучшенная система водоснабжения и санитарии и более эффективное водопользование могут способствовать экономическому росту в странах и вносить существенный вклад в сокращение масштабов нищеты.

В 2010 году Генеральная Ассамблея ООН четко признала право человека на воду и санитарию. Каждый имеет право на достаточное, непрерывное, безопасное, физически доступное и приемлемое по цене водоснабжение для личных и бытовых нужд.

Службы питьевого водоснабжения

Задача 6.1 в рамках Целей в области устойчивого развития предполагает обеспечение всеобщего и равноправного доступа к безопасной и недорогой питьевой воде. Выполнение этой задачи отслеживается при помощи показателя «услуг водоснабжения, организованного с соблюдением требований безопасности», то есть снабжения питьевой водой из улучшенного источника воды, который находится по месту жительства, доступен по мере необходимости и свободен от загрязнения фекалиями и приоритетными химическими веществами. 

В 2017 г. 5,3 миллиарда человек пользовались услугами водоснабжения, организованного с соблюдением требований безопасности, то есть в их распоряжении имелись улучшенные источники воды, которые расположены по месту жительства, доступны по мере необходимости и не содержат загрязняющих веществ. В числе остальных 2,2 миллиарда человек, не обеспеченных безопасно организованными услугами в 2017 г., были: 

• 1,4 миллиарда человек, обеспеченных базовыми услугами, то есть улучшенным источником воды, на дорогу до которого и обратно затрачивается менее 30 минут;
• 206 миллионов человек, обеспеченных ограниченными услугами или улучшенным источником воды, на получение воды из которого требуется более 30 минут;
• 435 миллионов человек, получающих воду из незащищенных колодцев и природных источников;
• 144 миллиона человек, отбирающих необработанную поверхностную воду из озер, прудов, рек и ручьев.

В мире до сих пор сохраняется четко выраженное географическое, социально-культурное и экономическое неравенство, притом не только между сельскими и городскими районами, но и в небольших и крупных городах, в которых люди, проживающие в бедных, неофициальных и незаконных поселениях, обычно пользуются более ограниченным доступом к улучшенным источникам питьевой воды, нежели другие жители.

Вода и здоровье

Загрязненная вода и плохая санитария связаны с передачей таких болезней, как холера, диарея, дизентерия, гепатит А, брюшной тиф и полиомиелит. Неадекватные или ненадлежащим образом управляемые службы водоснабжения и санитарии или их отсутствие создают предотвратимые риски для здоровья людей. Это особенно касается медицинских учреждений, где и пациенты и персонал подвергаются дополнительным рискам со стороны инфекций и болезней при отсутствии служб водоснабжения, санитарии и гигиены. В глобальных масштабах у 15% пациентов развивается инфекция во время их пребывания в больнице, а в странах с низким уровнем дохода этот показатель значительно выше.

Обработка городских, прoмышленных и сельскохозяйственных сточных вод означает, что питьевая вода, которой пользуются миллионы людей, характеризуется опасным уровнем заражения или загрязнения химическими веществами.

По оценкам, 829 000 человек ежегодно умирают от диареи вследствие небезопасной питьевой воды, небезопасных санитарных условий и небезопасной гигиены рук. Однако диарея в значительной мере поддается профилактике. Например, 297 000 случаев смерти детей в возрасте до 5 лет ежегодно можно было бы избежать, если бы соответствующие факторы риска были устранены. Там, где воды нет, люди могут подумать, что мытье рук — это неприоритетное мероприятие, в результате чего вероятность диареи и других болезней повышается.

Диарея — это наиболее хорошо известная болезнь, которая ассоциируется с загрязненной пищей и водой, однако она сопряжена и с другими опасностями. В 2017 г. более 220 миллионов человек нуждались в профилактическом лечении шистосомоза – острого и хронического заболевания, вызываемого паразитическими червями, которые попадают в организм человека при контакте с водой, зараженной паразитами.

Во многих районах мира насекомые, живущие или размножающиеся в воде, являются носителями и переносчиками таких болезней, как лихорадка денге. Некоторые из таких насекомых, называемых переносчиками инфекции, размножаются не в грязной, а чистой воде, и используемые в быту емкости для хранения питьевой воды могут служить местами для их размножения. Такая простая мера, как использование крышек для этих емкостей, может способствовать снижению уровней размножения переносчиков инфекции и к тому же имеет дополнительные преимущества с точки зрения предотвращения загрязнения воды фекалиями в домашних хозяйствах.

Экономические и социальные последствия

Когда вода поступает из улучшенных или более доступных источников, люди тратят меньше времени и усилий, собирая ее физически, а это означает, что они могли бы выполнять другую продуктивную работу. Это могло бы также привести к повышению безопасности людей, ограничив необходимость в долгих и рискованных походах за водой. Более качественные источники также означают меньше расходов на здоровье, поскольку в этом случае люди, скорее всего болели бы реже, им не пришлось бы нести медицинские расходы и они имели бы больше возможностей оставаться экономически продуктивными.

С учетом того, что дети особенно подвержены риску болезней, связанных с водой, доступ к улучшенным источникам воды означает для них меньше затрат времени на сбор воды, способствует укреплению их здоровья и более регулярному посещению школы, что в долгосрочном плане положительно сказалось бы на их жизни.

Проблемы

Изменение климата, увеличение дефицита воды, рост численности населения, демографические изменения и урбанизация уже и так создают проблемы для систем водоснабжения. К 2025 году половина мирового населения будет проживать в районах, для которых будет характерен дефицит воды. В настоящее время одна из важных стратегий состоит в повторном использовании сточных вод в целях рекуперации воды, питательных элементов или энергии. Страны все больше и больше используют сточные воды для орошения — в развивающихся странах на нее приходится 7% от общей площади орошаемых земель. Однако, если орошение выполняется неправильно, эта практика может создать определенные риски для здоровья, которые необходимо взвешивать на фоне потенциальных преимуществ увеличения производства продовольствия.

Варианты водных источников, используемых в качестве питьевой воды и орошения, будут развиваться и впредь с переносом акцента в этой работе в большей степени на подземные воды и альтернативные источники, включая сточные воды. Климатические изменения приведут к более существенным колебаниям в объемах сбора дождевой воды. Для того чтобы обеспечить наличие и качество воды, необходимо улучшать систему регулирования всех водных ресурсов.

Деятельность ВОЗ

В качестве международного органа в области общественного здравоохранения и качества воды ВОЗ возглавляет усилия на глобальном уровне по профилактике болезней, передаваемых через воду, консультируя правительства по целевым показателям и правилам в области здравоохранения.

ВОЗ готовит серию руководящих принципов по качеству воды, в том числе по качеству питьевой воды, безопасному использованию сточных вод и созданию безопасных условий для водоемов, используемых в рекреационных целях. Руководящие принципы по качеству воды строятся на необходимости устранения рисков и с 2004 г. в рамках «Руководств по обеспечению качества питьевой воды» поощряют принятие Рамочной основы в области обеспечения безопасности питьевой воды. В предлагаемой Рамочной основе рекомендуется установить целевые ориентиры, сформулированные с учетом требований охраны здоровья, поставщикам воды – разработать и внедрить Планы обеспечения безопасности воды, предназначенные для наиболее эффективного выявления рисков и управления ими по всей цепочке от водосбора до потребителя, а странам – наладить систему независимого надзора для обеспечения эффективного выполнения этих Планов и достижения установленных целевых ориентиров.

Кроме того, ВОЗ помогает странам в реализации руководства по обеспечению качества питьевой воды путем разработки практических методических пособий и предоставления им прямой поддержки. Это включает разработку учитывающих местные условия нормативных актов по качеству питьевой воды, приведенных в соответствие с принципами, изложенными в Руководстве, а также разработку, осуществление и аудит Планов обеспечения безопасности воды и укрепление практики надзора.

Руководства по обеспечению качества питьевой воды

Планы по обеспечению безопасности воды

Регулирование качества питьевой воды

С 2014 г. ВОЗ проводит тестирование продукции для обработки воды, используемой в домашнем хозяйстве, в соответствии с критериями ВОЗ, ориентированными на охрану здоровья, в рамках Международной системы ВОЗ по оценке технологий обработки воды в домашних хозяйствах. Этот проект направлен на обеспечение того, чтобы распределяемые продукты защищали пользователей от патогенов, вызывающих диарейные болезни, и на усиление механизмов для проведения политики, нормативного регулирования и мониторинга на национальном уровне в поддержку надлежащего целевого распределения и непрерывного и правильного использования такой продукции.

ВОЗ тесно сотрудничает с ЮНИСЕФ по ряду направлений, касающихся воды и здоровья, в том числе по вопросам водоснабжения, санитарии и гигиены в учреждениях здравоохранения. В 2015 г. два учреждения совместно разработали руководство для улучшения водоснабжения и санитарии в учреждениях здравоохранения (WASH FIT), представляющий собой адаптированный вариант метода планирования безопасности водоснабжения. Руководство WASH FIT призвано помочь небольшим учреждениям первичной медицинской помощи в странах с низкими и средними уровнями доходов внедрить непрерывный цикл улучшений, состоящий из проведения оценок, ранжирования рисков и определения конкретных адресных действий. В докладе за 2019 г. описываются практические шаги, которые могут предпринять страны для улучшения водоснабжения, санитарии и гигиены в медицинских учреждениях.

Вода и ее роль в жизни человека | Информация для населения

1 марта 2017

Вода и ее роль в жизни человека

Вода – одно из самых распространенных на Земле химических соединений. Ее роль в организме человека удивительна и до конца не разгадана.  Тело взрослого человека на 80% состоит из воды. Она есть во всех органах и тканях: в сердце, легких, почках, крови, в костной ткани, зубной эмали. Иными словами, мы то, что мы пьем.

Специалисты по питанию рекомендуют ежедневно употреблять 6-8 стаканов чистой воды. Доброкачественная питьевая вода укрепляет здоровье и препятствует возникновению многих заболеваний. При потере воды больным организмом процесс “загрязнения” еще больше усугубляется; поэтому важно именно во время болезни обеспечить организм экологически чистой водой, которая поможет скорейшему выздоровлению.
          
В организме взрослого человека вода обновляется примерно раз в месяц, внеклеточное водное пространство – еженедельно, у будущей мамы – каждые сутки. Лучшим источником жидкости для человека была и остается чистая вода. Научно доказано, что для обеспечения нормальной жизнедеятельности человек должен получать минеральные вещества не только с пищей, но и с водой.

Экологически чистая питьевая вода – наиболее важный продукт питания.
 
Обеспечение населения качественной питьевой водой является приоритетной социально-экологической проблемой Республики Беларусь.  Централизованное водоснабжение является одним из условий развития крупных населенных мест, а качество подаваемой воды – одним из важных факторов формирования здоровья населения. Соответствие качества питьевой воды гигиеническим требованиям оценивается по отсутствию его вредного влияния на здоровье населения. Неблагоприятное влияние водной среды может быть прямым и косвенным. Прямое воздействие осуществляется при несоответствии нормативам химического состава воды, при наличии в воде болезнетворных бактерий и вирусов и проявляется соответственно в виде неинфекционных и инфекционных заболеваний.
            
Изучение здоровья населения в связи с качеством потребляемой воды позволило подтвердить значение макро- и микроэлементного состава воды для организма. В литературе приводятся  многочисленные сведения о связи многих заболеваний населения с минеральным составом воды. В отношении каждого макро- и микроэлемента существуют пределы, понижение или превышение которых для организма не проходит бесследно, вызывая определенные физиологические сдвиги или патологические состояния. В так называемых биогеохимических провинциях недостаток или избыток микроэлементов в воде может сопровождаться недостатком или избытком их в растениях и в организме животных. В целом это способствует проявлению заболеваний, называемых геохимическими эндемиями.
           
Из числа изученных микроэлементов хорошо известна патология населения,  связанная с  недостаточностью иода в воде (эндемический зоб). При избытке фтора наблюдается флюороз или пятнистость эмали зубов разной степени выраженности. Недостаток в воде фтора ведет к развитию кариесной патологии зубов. Установлено влияние потребления питьевой воды с большим содержанием кальция на образование мочекислых камней. В биогеохимических провинциях с повышенным содержанием стронция в водах глубоких подземных горизонтов у детей выявлено нарушение развития костной ткани.
         
Обнаружены биогеохимические провинции, характеризующиеся высоким содержанием молибдена и недостатком меди в объектах окружающей среды. У проживающего там населения специфическая патология проявляется в нарушении пуринового обмена и называется молибденовой подагрой.
       
Токсические эффекты могут быть вызваны соединениями металлов, если концентрации их в питьевой воде превышают установленные предельно допустимые значения. Так, накопление свинца в организме вызывает заболевания нервной и кровеносной систем организма.

Длительное потребление воды с повышенными концентрациями кадмия, хрома вызывает заболевания почек, меди – пищеварительного тракта, ртути – центральной нервной системы, выделительной и кровеносной систем, мышьяка – почек, печени, сердечно- сосудистой систем.
         
Нитратное загрязнение питьевой воды способно оказывать отрицательное воздействие  на состояние здоровья человека вызывая метгемоглобинемию и изменение биохимических процессов в организме. Эта проблема наиболее актуальна при использовании воды из шахтных колодцев.
        
Природные водные объекты не являются естественной средой обитания патогенных микроорганизмов, патогенная микрофлора, как правило, отмирает в течение определенного времени. Однако некоторые патогенные микроорганизмы могут длительно сохраняться и даже размножаться в природной воде. Эпидемиологическая опасность воды, используемой для питья, зависит от наличия и количества возбудителя, длительности его выживания и сохранения вирулентности. Сочетание этих условий определяет возможность распространения кишечных инфекций водным путем в виде эпидемических вспышек и поддержания высокого уровня инфекционной заболеваемости.

В современных условиях не исключены возможности вспышек инфекционных заболеваний водного происхождения в связи с  аварийными ситуациями на водопроводе. Особую опасность представляют плохо защищенные воды, используемые населением при децентрализованном водоснабжении ( шахтные и трубчатые колодцы).
       
Хозяйственно-питьевое водоснабжение г.п.Брагин и Брагинского района осуществляется  не только из  артезианских скважин, но и из шахтных колодцев. К недостаткам качества воды относится повышенное содержание в артезианской воде железа в связи с чем, вода подвергается обезжелезиванию на станциях в г.п.Брагин и г.п.Комарин. Постоянно проводится комплексная гигиеническая оценка качества питьевой воды санитарной службой в ходе гигиенического мониторинга, с целью поддержания качества питьевой воды на соответствующем уровне (по химическим и бактериологическим показателям), а также предупреждения снижения качества питьевой воды  на территории района.
    
Если Вы не уверенны в качестве питьевой воды и надежности водоисточника, на сегодняшний день есть возможность покупать бутилированную питьевую воду, либо использовать различные виды фильтров для очистки воды. Лаборатория Брагинского районного ЦГЭ аккредитована на исследование воды по микробиологическим и санитарно-химическим (органолептическим) показателям.

Юридические и/или физические лица могут обращаться в Брагинский районный ЦГЭ для исследований качества питьевой воды на платной основе, согласно прейскуранту цен на платные услуги. Обратиться можно по адресу: г.п.Брагин, ул.Гагарина, 39
         
Помощник врача-гигиениста
отдела гигиены
Брагинского районного ЦГЭ                                                            Е.В.Павленок

Вода (экологический фактор

Фактор среды ощущается организмом не только при его недостатке. Проблемы возникают также и при избытке любого из экологических факторов. Из опыта известно, что при недостатке воды в почве ассимиляция растением элементов минерального питания затруднена, но и избыток воды ведет к аналогичным последствиям: возможна гибель корней, возникновение анаэробных процессов, закисание почвы и т. п. Жизненная активность организма также заметно угнетается при малых значениях и при чрезмерном воздействии такого абиотического фактора, как температура (рис. 3.11).[ …]

Экологические факторы в категориях экономики. Из всех ценностей окружающего мира марксистская политэкономия допускала в круг строгих экономических категорий только продукты человеческого труда. В социалистической части мира это всегда создавало большие трудности для теоретиков природопользования и даже служило для обоснования возражений против практического установления цен на возобновимые природные ресурсы, например на забираемую из природных источников воду.[ …]

В жизни организмов вода выступает как важнейший экологический фактор. Без воды нет жизни. Живых организмов, не содержащих воду, на Земле не найдено. Она является основной частью протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков. Все биохимические процессы ассимиляции и диссимиляции, газообмен в организме осуществляются при достаточном обеспечения его водой. Вода с растворенными в ней веществами обусловливает осмотическое давление клеточных и тканевых жидкостей, включая и межклеточный обмен. В период активной жизнедеятельности растений и животных сожержание воды в их организмах, как правило, довольно высокое (табл. 4.10).[ …]

Проблема имеет своеобразную историю. Из всех ценностей окружающего мира марксистская политэкономия допускала в круг экономических категорий только продукты человеческого труда. Для теоретиков природопользования это создавало определенные трудности. Они проистекали из того, что с позиций житейского здравого смысла услс ия, при которых в окружающей человека среде оказывается больше солнечного света и тепла, больше чистой воды, свежей зелени, цветов и тишины, обладают не только повышенной «ценностью», но и вполне реальной стоимостью, хотя на наличие всего этого не был затрачен человеческий труд. Экономистам хорошо известна «температурная рента» и вполне определенная зависимость стоимости жизни от географической широты.[ …]

Один фактор нельзя заменить другим. Так, свет для зеленых растений не может быть компенсирован избытком тепла, но при понижении температуры, как и при отсутствии достаточной освещенности, замедляется процесс фотосинтеза. Увядание растений приостанавливается как при увеличении количества воды в почве, так и при снижении температуры воздуха. В сельскохозяйственной практике очень важно знать закономерности взаимодействия экологических факторов, чтобы обеспечить оптимальные условия для культурных растений и домашних животных.[ …]

Любой экологический фактор, приближающийся к верхней или нижней границе диаграммы выживания, называется лимитирующим. Лимитирующие факторы (например, количество пищи) контролируют условия существования экологических систем. Основное свойство организма — приспособляемость к изменению окружающей среды. В живой природе существует и действует система компенсации экологических факторов — стремление организмов ослабить лимитирующее действие физических, биотических и антропогенных влияний (например, самоочищение водоема, приспособление растений и животных к температурным воздействиям и пр.). Основное воздействие человека на живую природу — воздействие на компенсационные механизмы (ядовитые отходы, глобальное уничтожение лесов, тотальное загрязнение воды и пр.), что приводит к вредным последствиям для природы. [ …]

Наличие воды — это один из основных экологических факторов, лимитирующих рост и развитие растений. В отсутствие воды растение увядает и может погибнуть, поэтому у многих растений существуют специальные приспособления, позволяющие им переносить недостаток влаги.[ …]

Город — экологическая система, созданная человеком, с высокой концентрацией экологических факторов. Он изменит все компоненты природной среды (атмосферный воздух, химический состав воды, растительность, почву, рельеф). Массооб-мен города с миллионным населением представлен схематично на рис. 10.[ …]

Сточные воды некоторых химических производств имеют относительно высокую температуру — от 40 до 70 °С, что создает благоприятные условия для жизнедеятельности термофилов. Но так как температура стоков все время меняется, то соответственно меняется и соотношение мезофилов и термофилов. Происходит параллельная адаптация микроорганизмов к двум экологическим факторам: температуре и химическому составу среды. Такая адаптация называется усложненной и сопровождается отмиранием (стазом) некоторых видов бактерий [12 ].[ …]

В очистке воды водоема принимают деятельное участие микрофлора и мнкрофауна, появляющиеся в водоеме в результате загрязненности воды органическими веществами. Мир организмов разнообразен. Определяют это разнообразие флоры и фауны водоемов экологические факторы, к которым относятся физический состав воды (плотность, вязкость, отношение к преломлению света, наличие органогенов и др.), условия освещения, снабжение кислородом, температурные условия и характер движения водных масс.[ …]

Загрязнение воды связано не только с присутствием в ней токсичных или дурнопахнущих веществ, но и с изменением ряда других физико-химических показателей. Для водных экосистем имеют значение такие экологические факторы, как содержание в воде взвешенных веществ, ее минеральный состав, растворенный кислород, температура, окраска, водородный показатель pH и др. Состав и свойства воды в створах водопользования ни по одному из таких показателей не должны превышать установленных нормативов. В случае использования водного объекта для различных нужд приоритетными являются более жесткие требования в ряду одноименных показателей.[ …]

Лимитирующим фактором может быть не только недостаток,»« что укаэывязт Либих, но и избыток таких, наганер» актор-в,как тепло, свет, вода.[ …]

В общем числе факторов, влияющих на выживание, выделяются преобладающие (например, пища, вода, тепло). К наиболее важным экологическим факторам, обеспечивающим жизнедеятельность человека, следует отнести энергию, климат, воду, кислород, почву.[ …]

Поступающие в воду, почву, атмосферу, попадающие в пищу химические соединения являются экологическими факторами, а следовательно, элементами экологической ниши. По отношению к ним (особенно к верхним пределам) устойчивость человеческого организма мала, и такие вещества оказываются лимитирующими факторами, разрушающими нишу.[ …]

Ресурсы — это экологические факторы среды обитания, которые организм потребляет, то есть их количество в результате взаимодействия с организмом может уменьшаться (пища, вода, солнечная энергия, кислород, углекислый газ и т. д.).[ …]

Классификация факторов среды. Экологические факторы классифицируют по нескольким критериям. Внешние факторы воздействуют на организм, популяцию, экосистему, но не испытывают непосредственного обратного действия: солнечная радиация, атмосферное давление, температура и влажность воздуха, ветер, скорость течения воды, интенсивность заноса питательных веществ или семян, зачатков и особей других видов из других экосистем. В отличие от них внутренние факторы связаны со свойствами самой экосистемы и образуют ее состав: численность, плотность и структура популяций, пища и ее доступность, концентрации веществ, участвующих в экосистемном круговороте, состав и свойства воздушной, водной, почвенной среды.[ …]

С каждым годом экологические факторы все сильнее влияют на экономическое развитие, становятся ключевыми при принятии политических решений. Игнорирование экологических законов все чаше оборачивается катастрофами и существенными материальными потерями. Масштабы нашей страны позволяли до недавнего времени считать ее природные ресурсы неисчерпаемыми и «бесплатными», а экологические последствия экономической деятельности — не самыми важными. С каждым годом в мире повышается значимость и ценность чистой воды, незагрязненного воздуха, природных ненарушенных экосистем. Пока именно этими бесценными ресурсами Россия обеспечена лучше любой другой страны. Но распорядиться ими грамотно и сохранить их для потомков — задача очень сложная.[ …]

Здесь основные экологические факторы — течения и волнения в реках, морях, океанах, действующие практически постоянно. Они могут косвенно влиять на организм, изменяя ионный состав и минерализацию воды, тем самым изменяя состав и концентрацию питательных веществ, а также и прямое действие, вызывающее адаптации животных и растений к течению. Например, рыбы в спокойных реках имеют сплюснутое с боков тело (лещ, плотва), а в быстрых — округлое в сечении (форель), водоросли также морфологически приспособлены к течениям, прикрепляются к субстрату, и т. п.[ …]

Существует ряд экологических факторов абиотической природы, влияние которых на живые организмы почти везде практически одинаково. К ним, например, относится сила тяготения (гравитация), являющаяся константой среды жизни, одним из важнейших ее условий. Она определяет форму тел организмов, особенно многоклеточных. Диоксид углерода в атмосфере и гидросфере определяет явление фотосинтеза — основу всей жизни. Однако в связи с тем, что действие их не создает локальных различий в условиях жизни, оно во многих работах, которые направлены на практические цели, не рассматривается. В каждой среде обитания на организмы действует своя совокупность абиотических факторов. Некоторые из них играют важную роль во всех трех основных средах (в воде, прчве и на суше) или в двух. Рассмотрим важнейшие из них, мысленно обособив от остальных.[ …]

Во многих случаях вода — ключевой фактор основных глобальных экологических проблем. Выше уже отмечалась исключительная роль воды как агента, переносящего растворенные, влекомые и взвешенные вещества. Поэтому она важнейший фактор в глобальных биоге о химических циклах углерода, азота, серы, фосфора и др. и в экзогенной части большого геологического цикла (или цикла эрозии-седиментации). Глобальный гидрологический цикл — это один из основных жизнеобеспечивающих механизмов экосферы, зависящий в то же время от изменения ее состояния.[ …]

Другой комплексный экологический фактор, заслуживающий большого внимания, — пищевой (трофический). Пища растений и животных состоит из многих компонентов, каждый из которых при определенных условиях можно рассматривать как самостоятельный экологический фактор. Растения для своего питания используют воду, диоксид углерода, соли азота, калия, фосфора, бора, кобальта, других макро- и микроэлементов. Для обеспечения потребностей организма животных в питательных веществах необходимо, чтобы в их рацион входили протеины, аминокислоты, жиры, углеводы, витамины и другие компоненты.[ …]

Физические свойства воды — плотность, удельная теплоемкость, растворенные в ней соли и газы, водородный показатель pH, а также ее движение являются для обитателей водной среды экологическими факторами их приспособления и выживания. [ …]

В природных условиях экологические факторы изменяются во времени и пространстве, и в ряде случаев их уровни могут выходить за пределы не только среднего значения, но и нормы реакции. Например (см. рис. 2.10), если в каком-либо водоеме повысится максимальная температура воды, то увеличится и ее среднее значение для данного отрезка времени. При этом фактор окажется лимитирующим или летальным для наименее устойчивой части индивидуумов из данной группы. Но и в целом группа выживет за счет более толерантных.[ …]

ПРИНЦИП ЛИМИТИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ: лимитирующим может быть любой экологический фактор, но наиболее важным чаще оказывается температура, вода, пища (для растений — наличие биогенных элементов в почве).[ …]

В процессе круговорота вода пребывает то в форме жидкости, то в форме пара, то в форме снега или льда. Любая фаза воды (жидкая, газообразная, твердая) — это экологический фактор, влияющий на организм, популяцию, фитоценоз, зооценоз, на сообщество взаимосвязанных растений и животных. [ …]

Необходимо понять, что с экологических позиций те или иные компоненты вносятся не просто в воду, атмосферный воздух или почву — объектом загрязнения всегда является экосистема (биогеоценоз). Кроме того, избыток одних веществ в природной среде или просто наличие в ней других веществ (новых примесей) означает изменение режимов экологических факторов, поскольку вредные вещества по сути дела являются экологическими факторами. Следовательно, режим этих факторов (или их состав) отклоняется от требований экологической ниши того или иного организма (или звена в пищевой цепи). При этом нарушаются процессы обмена веществ, снижается интенсивность ассимиляции продуцентов, а значит, и продуктивность биоценоза в целом.[ …]

Влияние освещенности как экологического фактора наглядно проявляется в вертикальном и сезонном распределении фитопланктона. В морях и озерах фитопланктон существует лишь в верхнем слое воды. Нижняя граница его в морских, более прозрачных водах находится на глубине 40—70 м и лишь в немногих местах достигает 100—120 м (Средиземное море, тропические воды Мирового океана). В озерных, значительно менее прозрачных водах фитопланктон существует обычно в верхних слоях, на глубине 10—15 ж, а в водах с очень малой прозрачностью встречается на глубине до 2—3 м. Лишь в высокогорных и некоторых крупных озерах (например, Байкале) с прозрачной водой фитопланктон распространен до глубины 20—30 м. Прозрачность воды в дант ном случае влияет на водоросли не прямо, а косвенно, поскольку она определяет интенсивность проникновения в водную толщу солнечной радиации, без которой невозможен фотосинтез. Это хорошо подтверждает сезонный ход развития фитопланктона в водоемах умеренных и высоких широт, замерзающих в зимний период. Зимой, когда водоем покрыт льдом, часто еще со слоем снега, несмотря на самую высокую в году прозрачность воды, фитопланктон почти отсутствует — встречаются лишь весьма редкие физиологически неактивные клетки некоторых видов, а у отдельных водорослей — споры или клетки в стадии покоя.[ …]

На содержание кислорода в воде влияет и ряд экологических факторов. Так, перемешивание воды (шторм, волнение, быстрое течение с порогами и водопадами) повышает насыщение воды кислородом, увеличивая поверхность ее контакта с атмосферным воздухом. В штилевую погоду в стоячих замкнутых водоемах растворение кислорода в воде замедлено. Зеленые растения способствуют увеличению содержания кислорода в воде, а накопление мертвых растительных остатков, ила обедняет воду кислородом через связывание его при разложении органических веществ. Эго особенно выражено при высокой температуре. В этих условиях процессы разложения ускоряются, а растворимость кислорода падает. В зимний период, когда водоемы покрыты льдом, содержание кислорода в воде уменьшается, особенно если в ней взвешено большое количество детрита. В результате могут возникать так называемые заморы — массовая гибель рыбы от нехватки кислорода.[ …]

Таким образом, современное экологическое состояние водоемов Верхней Волги определяется не только силой и типом антропогенного воздействия, но и климатическими факторами — температурным, уровенным режимом, характером поверхностного стока, причем влияние последнего неоднозначно. В засушливые годы с низким поверхностным стоком на локальных сильно загрязненных станциях процессы обрастания полностью блокировались или формировались специфические сообщества нематод и олигохет. В многоводные годы с обильными осадками и низким прогревом воды в результате разбавления сильно загрязненных вод экологическая обстановка улучшалась, однако на остальных станциях она ухудшалась, что связано с дополнительным поступлением загрязняющих веществ с водосборной территории.[ …]

Косвенное влияние динамического фактора на продуктивность фитопланктона состоит в том, что при вертикальном перемешивании воды питательные вещества поднимаются из придонных слоев воды, где они не могут быть использованы водорослями вследствие недостатка света. Здесь проявляется взаимодействие нескольких экологических факторов — светового и динамического режимов и обеспеченности питательными веществами. Такая взаимосвязь характерна для природных процессов.[ …]

О Закон относительности действия экологического фактора — направление и интенсивность действия экологического фактора зависят от того, в каких количествах он берется и в сочетании с какими другими факторами действует. Не бывает абсолютно полезных или вредных экологических факторов: все дело в количестве. Например, если температура окружающей среды слишком низкая или слишком высокая, то есть выходит за пределы выносливости живых организмов, это для них плохо. Благоприятными являются только оптимальные значения. При этом экологические факторы нельзя рассматривать в отрыве друг от друга. Например, если организм испытывает дефицит воды, то ему труднее переносить высокую температуру.[ …]

В жизни гидробионтов температура воды имеет огромное значение. Исключительная ее роль проявляется прежде всего в том, что она является непременным условием жизни. Если другие элементы среды (свет, газы и др.) можно исключить из окружения организмов, то температуру — никогда. В отличие от многих других абиотических факторов, температура действует не только в случае экстремальных значений, определяющих границы существования вида, но и в пределах оптимальной зоны в целом, определяя скорость и характер всех жизненных процессов. Влияние ее не ограничивается непосредственным воздействием на живые организмы, а сказывается и косвенно, через другие абиотические факторы. Например, важнейшие для жизни физические свойства воды — плотность и вязкость, определяемые количеством растворенных солей, в значительной мере зависят от температуры. То же относится и к растворимости в воде газов. Поэтому температура является одним из универсальных экологических факторов.[ …]

К гидрохимическим и гидрофизическим факторам относятся все факторы, связанные с водой. Роль воды как экологического фактора определяется ее физическими и химическими свойствами и подвижностью.[ …]

Значимую роль в процессе круговорота воды играет эвапотранспирация, которая представляет собой количество влаги, переходящее в атмосферу в результате транспирации зеленых растений и испарения с поверхности почвы, т. е. суммарное испарение (принято измерять его в мм рт. ст.). Транспирацией именуют испарение воды зелеными частями растений, причем она испаряется со всей наружной и всех внутренних поверхностей растений, соприкасающихся с воздухом. Общая транспирация зависит от многих экологических факторов (освещенность, сухость воздуха, ветер, рельеф и др.). Наибольшей транспирацией характеризуются болотные и плавающие растения (рогоз, частуха, рдест—до 4000 мг/дм2 ч). Из наземных растений сильнее всего транспирируют травянистые растения солнечных местообитаний—до 2500 мг/дм2- ч; кустарники в тундре дают всего 150 мг/дм2-ч; а тропические деревья в лесах области туманов лишь до 120 мг/дм2. ч. У вечнозеленых хвойных пород игольчатая хвоя в передней части устьичного аппарата имеет высокую пробку, которая служит дополнительным препятствием для транспирации. У пустынных растений транспирация служит единственным способом защиты организма от летальных последствий воздействий высоких температур.[ …]

На здоровье человека влияет множество экологических факторов: наличие в природной среде болезнетворных организмов, употребление загрязненной воды, загрязненный воздух, неправильное питание, изменения природы (электромагнитные поля и пр. ).[ …]

На токсичность существенно влияют также экологические факторы водоема: температура, газовый и солевой составы, жесткость, pH воды и др. Температура воды сильно влияет на растворимость веществ и величину их концентрации в воде. Резистентность рыб к токсическим веществам снижается при дефиците растворенного в воде кислорода. В мягкой воде токсичность веществ, преимущественно неорганических, обычно выше, чем в жесткой, в которой они связываются с карбонатами и другими солями в нерастворимые комплексы.[ …]

Самоочищение связано с химическим составом воды и донных отложений реки. Термин «очищение» означает выведение растворенного или нерастворенного вещества, обладающего «загрязняющими» свойствами. Химические вещества, присутствующие в воде и донных осадках, являются соответствующими экологическими факторами для водных организмов, в связи с чем самоочищение вызывает определенные вторичные воздействия. Основной причиной при этом выступает подвижное соотношение между фотосинтетической продукцией кислорода и дыханием сообщества. [ …]

Растворение нефтяных загрязнителей в морской воде является важным экологическим фактором. Оседание нефти и нефтепродуктов на дно морей и океанов происходит вследствие образования соединений, плотность которых превышает плотность морской воды. Формирование высокоплотных соединений происходит в результате потери легких фракций углеводородов и поглощения оставшимися загрязнителями минеральных веществ из морской воды. Тяжелые фракции углеводородов включаются в состав донных отложений. Накопление загрязняющих веществ зависит от характеристики дна: мелкозернистые глинистые отложения абсорбируют значительно больше нефти и нефтепродуктов, чем илистые, песчаные или каменистые.[ …]

В январе 1975 г. в Институте биологии внутренних вод АН СССР было проведено специальное рабочее совещание, посвященное этому вопросу, и создана комиссия для подготовки доклада об организации исследований по установлению ПДК веществ в воде водных объектов с учетом экологического фактора. На этом совещании было решено говорить впредь не о специальных экологических ПДК, а об экологических основах установления ПДК, понимая под этим определение концентраций посторонних веществ, не нарушающих естественный биотический круговорот водных экосистем, его пастбищную и детритную компоненты. М. М. Камшилов сформулировал проблему экологического нбрмирования загрязнений, обосновал представление «Об экологическом благополучии» водоемов, экологических основах установления ПДК и об «экологически нейтральной концентрации загрязняющих веществ» [62а] .[ …]

Классическим и наиболее традиционным делением экологических факторов считается их подразделение на две основные группы: абиотические и биотические. Первая включает факторы климатические (температура, свет, влажность, давление и др.), физические свойства почвы и воды. Ко второй относятся факторы питания и различные формы взаимодействия особей и видов между собой (хищничество, конкуренция, паразитизм и др.). Однако подобное подразделение не представляется исчерпывающим.[ …]

Топография (рельеф) относится к орографическим факторам и тесно связана с другими абиотическими факторами, хотя и не принадлежащими к таким прямодействующим экологическим факторам, как свет, тепло, вода и почва. Главным топографическим (орографическим) фактором является высота. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастают количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижаются атмосферное давление и концентрация газов. Так, повышение уровня местности на каждые 100 м сопровождается уменьшением температуры воздуха примерно на 0,6°С.[ …]

Соленость среды обитания также является важным экологическим фактором. В природе преобладают организмы, приспособленные только к пресной воде (карповые) или только к соленой (сельдевые). Однако имеются пограничные виды. Так, взрослые угри живут в пресных водоемах, их личинки — в морях. Лососевых — наоборот.[ …]

В частности, в работе [145] анализируются причины и экологические последствия деградации малых рек, к которым по ГОСТу отнесены реки с протяженностью до 200 км и площадью водосбора до 2 тыс. км. Малые реки тесно связаны с ландшафтами дренируемых территорий и с зональными природными условиями. Для любой географической зоны главной причиной отмирания русловой сети малых водотоков является поступление в них значительных объемов продуктов смыва с водосборных территорий, среди которых весьма значительна доля глинистых частиц. В водотоках происходит слипание этих частиц в результате загрязнения. Увеличение концентрации электролитов в дисперсных коллоидных системах ведет к исчезновению ионно-электростатического отталкивания между частицами и «цементации» русла. Хозяйственная деятельность, не учитывающая экологический фактор (сведение лесов, концентрация населенных пунктов в долинах рек, организация свалок отходов в оврагах и карьерах, сброс сточных вод, распахивание земель вблизи водотоков), привела к тому, что за последние полвека на территории Восточно-Европейской равнины протяженность малых рек уменьшилась в лесной зоне на 15%, а в степной на 45%, а воды, как правило, сильно загрязнены. Прекращение деградации малых рек и возрождение пересохших водотоков возможно на базе рационального управления их режимом и использованием с применением компьютерного моделирования.[ …]

Водные ресурсы: как сделать «источник жизни» доступным для всех

Но сначала Владимир рассказал Антону Успенскому, чем занимается этот Институт водных ресурсов, расположенный в канадской провинции Онтарио.

ВС: Наша работа – это исследования в областях, которые так или иначе имеют отношение к устойчивому развитию. Наш институт фокусируется исключительно на водных проблемах: каким образом через управление водными ресурсами мы можем уменьшить все риски и угрозы, которые ассоциируются с водой, через воду с климатом. То есть – как обеспечить «водную безопасность». Рассматриваются самые разнообразные риски: и риски для здоровья, и риски, связанные с засухами и паводками, и риски, связанные со старением водохранилищ в глобальном масштабе и т.п. 

АУ: Под эгидой ЮНЕСКО подготовлен доклад о состоянии водных ресурсов. Не могли бы Вы рассказать, о чем этот документ?

ВС: Этот доклад координируется ЮНЕСКО. Мы публикуем его каждый год, и каждый год у него разная направленность. В этом году он фокусируется на проблеме воды и изменения климата. Проводится большой и очень детальный анализ. Доклад содержит шесть основных «уроков» или формулировок. Первое – это то, что климатические изменения представляют большой вызов для устойчивого развития и непосредственно для устойчивого развития природных ресурсов. Особенно отмечается роль изменчивости водных ресурсов, которая возрастает под действием климатических изменений. Второе наблюдение — то, что тема воды представляет собой связующее звено с климатом. Она позволяет интенсифицировать сотрудничество и координацию между глобальными соглашениями: Глобальным соглашением по климату, Глобальным соглашением по Целям устойчивого развития до 2030 года, а также Рамочным соглашением по уменьшению рисков, принятым в Синдае. Действительно, они представляют собой взаимодополняющие стратегии для того, чтобы уменьшить риски от климатических изменений через водные ресурсы.

По разным оценкам, примерно 80 процентов сточных вод сбрасываются в окружающую среду без надлежащей очистки

В-третьих, предлагается существенно улучшить управление сточными водами, которые сейчас в мире сбрасываются в большом объеме. По разным оценкам, примерно 80 процентов сточных вод сбрасываются в окружающую среду без надлежащей очистки, что несет за собой последствия и для окружающей среды, и для здоровья людей. В то же время, сточные воды представляют из себя достаточно большой ресурс энергии, а после очистки могут быть хорошим ресурсом для повышения эффективности водопользования в сельском хозяйстве, например. В документе также делается упор на некоторые нестандартные источники воды. В частности, опреснение морской воды и многие другие. Четвертый «урок» — то, что хотя мы все понимаем, что нужно смягчать изменение климата через водные ресурсы, но непосредственное применение этого простого принципа на практике буксует. Буксует достаточно серьезно. Например, известно, что есть национальные вклады (обязательства- прим. редакции), которые представлены различными государствами как часть Парижского соглашения по климату. Но очень редко приводятся примеры того, как это применить на практике. Пятый пункт, который приводится в докладе: климатическое финансирование требует существенного увеличения, причем это должно быть понято на уровне каждого государства-члена Организации Объединенных Наций. И наконец, все меры по смягчению и адаптации должны осуществляться совместно. Должны быть совместные действия в водном секторе.

АУ: Сегодня, когда по миру распространяется коронавирус, тема чистой воды встает особенно остро, ведь главная рекомендация врачей в борьбе с болезнью: «тщательно мойте руки водой с мылом». Нет ли опасности, что сама вода станет средством распространения вируса?ВС: Я не думаю, что вода может быть средством распространения этого вируса. На данный момент мне неизвестно никаких данных о том, что такие вещи наблюдаются. Я хотел бы подчеркнуть, что отсутствие воды может быть причиной распространения коронавируса – потому что вам просто нечем мыть руки. Я не думаю, что нужно беспокоиться о том, что вода может быть средством распространения вируса. Скорее всего это не так. Мы сейчас не имеем никаких подобных данных. 

Отсутствие воды может быть причиной распространения коронавируса – потому что вам просто нечем мыть руки

Очень печально, что сейчас свыше 200 тысяч заражены коронавирусом, тысячи умерли. Но вы должны услышать, что каждый год из-за отсутствия базового доступа к чистой воде, к санитарии, умирает около 4,3 миллионов человек. Каждый год! То есть, если вы себе представьте этот размах, – это и есть так называемая «водная пандемия». Она не связана с вирусом. Она связана с тем, что нет воды, развивается диарея, другие заболевания, связанные либо с отсутствием воды, либо с ее заражением и т.д. Есть большое число медицинских центров в мире, в которых вообще нет воды. Эти данные очень малоизвестны, но о них, мне кажется, стоит очень серьезно говорить. Заражение [коронавирусом] сейчас происходит не в Африке, например, и не в Индии, а больше в Европе. Но, не дай бог, этот вирус распространится всерьез в развивающиеся страны мира. Тогда, как говорится, мало не покажется…

 АУ: Население Земли постоянно растет. По некоторым подсчетам, к середине века более половины человечества будет проживать в регионах, где водные ресурсы будут в той или иной степени ограничены. Как избежать конфликтов из-за воды? 

ВС: Здесь трудно давать какие-либо рецепты. Да, конфликты из-за воды существовали, они существуют. Вопрос в том, что называть конфликтом. Есть разные категории конфликтов, которые полностью применимы к конфликтам «водным». Они варьируются от просто дипломатической напряженности до открытых вооруженных столкновений. Очень хочется надеяться, что хватит разума и здравого смысла, чтобы не превращать дискуссию о воде в военные конфликты.

Фото ООН/Т.Джонс

По некоторым подсчетам, к середине века половина человечества будет жить в райнонах с ограниченными водными ресурсами

 

АУ: А есть какие-то решения, которые позволили бы смягчить дефицит воды?

ВС: Чтобы снизить дефицит воды, который является причиной напряженности между странами, много есть различных способов. Во-первых, мне кажется, международное сообщество должно помогать друг другу. Как это будет проходить в практическом плане, трудно сказать. Но нужно осваивать новые источники водоснабжения, которые до сих пор казались недоступными в силу того, что были очень дороги, или потому, что у стран нет возможности их использовать ввиду отсутствия необходимых кадров и инфраструктуры. Но в мире очень многое меняется. Даже то, что казалось невозможным двадцать лет назад (я опять-таки возвращаюсь к идее опреснения), сейчас уже, в принципе, полная реальность. Это не какая-то сказка больше. Она пока дороже, чем вода из других источников. Ее потенциал практически неограничен. Второй момент: примерно 70 процентов воды в мире используется для сельского хозяйства. И часто используется не очень эффективно. Повышение эффективности водопользования в сельском хозяйстве остается существенной проблемой. И в этой области тоже есть большой нераскрытый потенциал.

АУ: В работах об альтернативных источниках пресной воды упоминаются такие нестандартные решения как сбор тумана и буксировка айсбергов для последующей переработки в воду. Такие способы реальны?

Я бы не стал сбрасывать со счетов ничего из того, что природа и технологии нам предлагают

ВС: Вы назвали две крайности, примеры нестандартных источников водоснабжения. Сбор тумана может быть задействован и использован исключительно для мелкомасштабного водоснабжения – по большей части в отдаленных регионах, где другие источники водоснабжения отсутствуют, но часто случаются туманы. Технология заключается в том, чтобы поставить сетку, на которую во время тумана собирается влага. Вода потом конденсируется, стекает по желобам в резервуар для местного водоснабжения. 
Что касается айсбергов, то, с одной стороны, когда мы начинаем об этом говорить, все это вызывает улыбку. Мы не слишком много уделяем этому внимания. Но, с другой стороны, то, что сегодня вызывает улыбку, через пару десятилетий может оказаться совершенно нормальной реальностью. Я бы не стал сбрасывать со счетов ничего из того, что природа и технологии нам предлагают.

 

Зачем нужна маркировка питьевой воды

Вода в России

— По разным оценкам, россияне в среднем потребляют 25-45 литров бутилированной воды в год. Для сравнения, в Европе это показатель превышает 100 литров. Обезопасить потребителя позволит внедрение обязательной маркировки — с ее помощью можно будет защитить легальный бизнес, серьезно нарастив долю рынка и объемы выручки.

Читать дальше

Вода особый продукт. Казалось бы, при всей своей простоте в ней много особых веществ, и мы должны понимать те превращения, которые с водой происходят.

Есть вода, которая льется из-под крана, которую мы ежедневно используем для хозяйственных нужд – умываемся, готовим, стираем. Нам и в голову не приходит, что вода, льющаяся из-под крана – эта предоставленная нам коммунальная услуга. Спустя полчаса, нам приходится выходить из дома и идти в магазин, где мы опять же покупаем воду в бутылке. В этом случае вода, уже является не коммунальной услугой, а пищевым продуктом.

Естественно, что к воде из-под крана и воде в бутылке должны предъявляться разные требования. Прежде всего, упакованная питьевая вода по микробиологическим характеристикам должна удовлетворять физиологическим потребностям человека.

По российским нормативам, установленным в области качества и безопасности, вода может быть трех видов: природная минеральная вода, природная питьевая вода и питьевая вода. Природная минеральная вода — это, прежде всего, вода, добытая из-под земли. В зависимости от процентного содержания минералов она может быть трех видов: столовой, лечебно-столовой и лечебной. Между ними принципиальная разница.

Лечебно-столовые и лечебные – это воды, которые пьются по назначению врача, и на этикетке у них должно быть написано, от каких болезней они помогают, а самое главное – из какого конкретного источника они взяты.

Природная питьевая вода, как правило, должна добываться из подземных или поверхностных источников.

И третий вид воды, питьевая вода — это обработанная вода, источником которой может быть тот же источник, из которого вода поступает в систему центрального водоснабжения, и которая является коммунальной услугой.

Обработка очищает воду от всех солей, примесей и она не может принести вред здоровью. Но вот принесет ли она ему пользу — тоже вопрос. Все потому, что в очищенном виде она не может обладать всеми теми микробиологическими элементами, которые нужны для здоровья человека.

Чтобы в этом разобраться, на этикетке обязательно должно быть написано, что это за вода и откуда она. Для того, чтобы проверить эту воду, можно подвергнуть ее химическому анализу или провести более сложные тесты в лабораториях.

Но есть и более современные методы. Речь идет о цифровой маркировке средствами идентификации, то есть о нанесении уникальных кодов маркировки, которые присущи только этому образцу воды. Считывание этой метки происходит на кассовом аппарате или непосредственно покупателем с помощью мобильного телефона. Таким образом, история этого товара, этого продукта с дополнительной информацией о производителе и ее составе будет выведена на экране вашего мобильного телефона.

В соответствии с постановлением правительства Российской Федерации, 1 апреля начался эксперимент по маркировке упакованной питьевой воды средствами идентификации. Он продлится до 1 марта 2021 года. В проекте уже участвуют 66 компаний, а уже в 2021 году ожидается принятие решения об обязательной маркировке всей бутилированной питьевой воды на российском рынке.

В июле прошлого года постановлением Правительства Российской Федерации впервые было вменено в обязанность Роспотребнадзору осуществлять контроль и за качеством воды, а не только за ее безопасностью, как это было раньше.

И самое главное, мы не хотим что-то запрещать или отказывать в чем-то. Просто человек должен понимать, что он пьет: на этикетке должно быть указано, откуда эта вода, какая это вода, какими свойствами она обладает, и дальше потребитель сможет выбирать, что именно ему покупать, четко осознавая, какой это вид воды, и какую воду он хочет пить.

Надписи вроде «кристально-чистая», «ключевая», «живая», по-видимому, не исчезнут, поскольку нигде не запрещено использовать подобные наименования. Однако потребители должны понимать, что, если написано «вода кристально-чистая», а далее уточняется, что она обработанная, необходимо отдавать себе отчет в том, что эта вода может быть взята из водопровода, обработана, очищена, а затем в нее добавлены необходимые химические элементы для соответствия ее показателям, установленным нормативам и техническим условиям, соответствующим Техническому регламенту евразийского экономического союза.

Кто-то скажет, что этикетка сама по себе, какой бы штрих-код на нее не нанести, не гарантирует от подделки. Но это как раз функция системы маркировки средствами идентификации — защищать от наличия подделок на полке магазина. У каждой бутылки появится индивидуальный код. Злоумышленники, попытавшись подделать чужой торговый знак, таким образом могут попасть под статью «мошенничество» и получить срок до 10 лет.

При этом, конечно же, сказать, что маркировка — это панацея от всех бед, нельзя. Нужна целая система мер по контролю и надзору со стороны государственных органов, должна пройти интеграция системы маркировки средствами идентификации с базами данных Роспотребнадзора, Федеральной налоговой службы, Федеральной таможенной службы и т.д.

Самая главная из них – это осознание со стороны каждого человека в стране той истины, что вода (и это не какие-то красивые слова) – это один из очень важных факторов нашего здоровья и показатель качества жизни. Относиться к этому надо очень внимательно, и я бы даже сказал, тщательно.

Россия, ее власти и народ, должны приложить все усилия, чтобы нация пила именно качественную воду. Это, без преувеличения – государственная задача.

Более того, этот ресурс, я уверен, через какое-то время будет экспортной составляющей, очень важной для всего мира. Вряд ли такую качественную воду, как у нас, можно найти в большинстве других стран.

Со всей ответственностью можно точно сказать, что Совет Федерации во главе председателем Валентиной Ивановной Матвиенко, системно и продуманно занимается этой проблемой. Мы обязательно доведем ее решение до конца. Я надеюсь, что успешное претворение в жизнь всего намеченного в Совете Федерации послужит здоровью нации и росту благосостояния жителей нашей страны.

Автор — первый заместитель председателя комитета Совета Федерации по аграрно-продовольственной политике и природопользованию

Вода как экологический фактор | Образовательная социальная сеть

 «Вода как экологический фактор»

  Исполнитель – ученица 9 «Б» класса 367 школы

 г. Санкт-Петербурга Фрунзенского  района  

 Горулева Светлана Андреевна

Руководитель – учитель биологии  367 школы

г. Санкт-Петербурга Фрунзенского района

                                     Гончарова Ирина Евгеньевна

Вода как экологический фактор.

Введение

     Пустыня, песок … Жара. В тени 80 градусов Цельсия. Ничего живого на сотни, тысячи километров. Ни кустика, ни былинки. Только ночью, когда жара спадает, в пустыне просыпается какая-то жизнь. А утром снова. … И, вдруг, среди этого царства смерти — буйство жизни — оазис. Деревья, кустарники, трава, животные, люди. Что же случилось? Да, просто, здесь вырыли глубокие колодцы, и в них оказалась вода. А вода — это жизнь.

     На Земле нет ни одного живого организма, даже самого примитивного, в теле которого не было бы воды, и который мог бы без нее обходиться. С человеком и животными все понятно, а для чего нужна вода растениям, вот это вопрос…

Цель работы: Изучить воду(Н2О) как экологический фактор.

Задачи:    

1. Выделить функции воды
2. Оценить роль воды

1. Найти экологическую роль
2. Разделить наземные растения на более или менее приспособленных к воде

     Вода является основной частью растительных организмов. Её содержание доходит до 90 % от массы организмов, и она участвует прямо или косвенно во всех жизненных проявлениях. Вода-  это та среда, в которой протекает все процессы обмена веществ. Она составляет основную часть цитоплазмы, поддерживает ее структуру, Молекулы белков,  нуклеиновых кислот, мембраны сохраняет свою структуру и активность при наличии водородных связей   . Высокое содержание воды придает содержимому клетки (цитоплазме) подвижный характер. Все реакции гидролиза, многочисленные окислительно-восстановительные реакции идут с участием воды. Вода способствует стабилизации температуры растений. Вода — растворитель разнообразных веществ, она обеспечивает транспорт минеральных, органических веществ и газов по растению, участник биохимических превращений. Она принимает участие в фотосинтезе, дыхании, гидролитических процессах, а также служит источником О2.Вода обеспечивает  связь органов друг с другом, координацию их деятельности.

     Из этого можно сделать вывод, что вода не только самая распространенная, но и самая важная в природе жидкость. Достаточно сказать, что в воде зародилась жизнь. Без нее невозможно существование животных и растений. Жизнь есть только там, где есть вода. В действительности вода удивительна и необыкновенна, это — подлинное чудо природы. Но не только жизнь есть там, где есть вода, а и, наоборот, там, где есть вода, обязательно есть жизнь. «Вода без жизни в биосфере неизвестна» — говорил академик В.И. Вернадский.

     «Вода составляет в среднем 80–90 % массы растения. Содержание воды зависит от типа, возраста органов, их физиологического состояния. Особенно богаты водой сочные плоды (80–95 % сырой массы), молодые корни (70–90 %) и молодые листья (80–90 %). А наиболее бедны водой зрелые семена в состоянии анабиоза, когда процессы жизнедеятельности сведены к минимуму»  — Цитата из книги Шапиро Я.С. «Агробиология».

1.  Оценка обеспеченности растений водой в условиях конкретной экосистемы

1.1  Функции воды и ее источники

     Вода — это важнейший экологический ресурс в жизни растений.  Поэтому большое значение имеет оценка обеспеченности растений водой в условиях конкретной экосистемы.

     Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Питательные вещества передвигаются по растению в растворенном виде. Насыщенность водой обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку организмов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в вакуоли.

     Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщенна водой

     Основным источником влаги является вода, находящаяся в почве, и основной орган  поглощения воды является корневая система.  Роль этого органа, прежде всего заключается в том, что благодаря огромной поверхности обеспечивается поступление воды в растения из возможно большого объема почвы. Сформировавшаяся корневая система представляет собой сложный орган с хорошо дифференцированной внешней и внутренней структурой.

1.2  Роль воды и степень обеспеченности ей растений

     Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. Особая роль воды для наземных организмов (особенно растений) заключается в необходимости постоянного пополнения ее, из-за потерь при испарении. Например, в ряде районов Узбекистана и на Кольском полуострове за год выпадает одинаковая сумма осадков 350 мм. Но на Кольском полуострове испаряемость всего лишь 300 мм, а в Узбекистане 1200 мм в год. Поэтому в Узбекистане воды недостаточно и земледелие нуждается в поливе, а на Кольском полуострове влага всегда в избытке.  

      «Испаряемость зависит в основном от прихода солнечной радиации и обусловленного этим температурного режима. Поэтому для характеристики обеспеченности растений водой широко используют гидротермический коэффициент (сокращенно — ГТК). Итак, благодаря показателю ГТК, мы можем судить о степени обеспеченности растений водой в любой экосистеме в течение интересующего нас периода времени». Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги. Наконец, для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов вода является непосредственной средой их обитания.

2. Адаптация к дефициту воды

2.1  Экологическая роль воды

     Увлажненность местообитания и, как следствие, водообеспечение наземных организмов зависят, прежде всего, от количества атмосферных осадков, их распределения по временам года, наличия водоемов, уровня грунтовых вод, запасов почвенной влаги и т д. Влажность оказывает влияние на распространение растений , как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

     При изучении экологической роли воды учитывается не только количество выпадающих осадков, но и соотношение их величины и испаряемости. Области, в которых испарение превышает годовую величину суммы осадков, называются аридными (сухими, засушливыми). В аридных областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части вегетационного периода. В влажных областях растения обеспечены водой в достаточной мере.

     Экологические группы растений по отношению к влаге и их адаптации к водному режиму. Высшие наземные растения, ведущие прикрепленный образ жизни зависят от обеспеченности почвы  и воздуха влагой. По приспособленности к местообитаниям с разными условиями увлажнения и по выработке соответствующих приспособлений среди наземных растений различают три основные экологические группы: гигрофиты, мезофиты и ксерофиты. Условия водоснабжения существенно влияют на их внешний облик и внутреннюю структуру.

2.2  Гигрофиты

     Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы. Для них характерно отсутствие приспособлений, ограничивающих расход воды, и неспособность переносить даже незначительную ее потерю. Наиболее типичные гигрофиты — травянистые растения влажных тропических лесов и нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (чистотел большой, недотрога обыкновенная, кислица обыкновенная и др.), прибрежные виды (калужница болотная, плакун-трава, рогоз, камыш, тростник), растения сырых и влажных лугов, болот (белокрыльник болотный, сабельник болотный, вахта трехлистная, осоки), некоторые культурные растения.

     Характерные структурные черты гигрофитов — тонкие листовые пластинки с небольшим числом широко открытых устьиц, рыхлое сложение тканей листа с крупными межклетниками, слабое развитие водопроводящей системы (ксилемы), тонкие слаборазветвленные корни, часто без корневых волосков. К физиологическим адаптациям гигрофитов следует отнести низкое осмотическое давление клеточного сока, незначительную водоудерживающую способность и, как следствие, высокую интенсивность транспирации, которая мало отличается от физического испарения. Избыточная влага удаляется также путем гуттации — выделения воды через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа. Избыточная влага затрудняет аэрацию, а следовательно, дыхание и всасывающую деятельность корней, поэтому удаление излишков влаги представляет собой борьбу растений за доступ воздуха.

2.3  Ксерофиты

     Ксерофиты — растения сухих местообитаний, способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными. Это растения пустынь, сухих степей, саванн, сухих субтропиков, песчаных дюн и сухих, сильно нагреваемых склонов. Структурные и физиологические особенности ксерофитов нацелены на преодоление постоянного или временного недостатка влаги в почве или воздухе. Решение данной проблемы осуществляется тремя способами:

1) эффективным добыванием (всасыванием) воды

2) экономным ее расходованием

3) способностью переносить большие потери воды

     Интенсивное добывание воды из почвы достигается ксерофитами благодаря хорошо развитой корневой системе. По общей массе корневые системы ксерофитов примерно в 10 раз, а иногда и в 300—400 раз превышают надземные части. Длина корней может достигать 10—15 м, а у саксаула черного — 30—40 м, что позволяет растениям использовать влагу глубоких почвенных горизонтов, а в отдельных случаях и грунтовых вод. Встречаются и поверхностные, хорошо развитые корневые системы, приспособленные к поглощению скудных атмосферных осадков, орошающих лишь верхние горизонты почвы.

     Экономное расходование влаги ксерофитами обеспечивается тем, что листья у них мелкие, узкие, жесткие, с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей, поэтому даже при большой потере воды листья не теряют упругости и тургора. Клетки листа мелкие, плотно упакованы, благодаря чему сильно сокращается внутренняя испаряющая поверхность. Кроме того, у ксерофитов повышенное осмотическое давление клеточного сока, благодаря чему они могут всасывать воду даже при больших водоотнимающих силах почвы.

     К физиологическим адаптациям относится и высокая водоудерживающая способность клеток и тканей, обусловленная большой вязкостью и эластичностью цитоплазмы, значительной долей связанной воды в общем водном запасе и т. д. Это позволяет ксерофитам переносить глубокое обезвоживание тканей (до 75% всего водного запаса) без потери жизнеспособности. Кроме того, одной из биохимических основ засухоустойчивости растений является сохранение активности ферментов при глубоком обезвоживании.

2.4  Суккуленты

     К группе ксерофитов относятся и суккуленты — растения с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань. Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ, молодило, очитки) и стеблевые, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми стеблями (кактусы, некоторые молочаи и др.). Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл. Длительные засушливые периоды преодолеваются ими путем накопления воды в водоносных тканях, связывания ее коллоидами клеток, экономного расходования, которое обеспечивается защитой эпидермиса растений восковым налетом, погруженными в ткань листа или стебля немногочисленными днем закрытыми устьицами. В результате транспирация у суккулентов чрезвычайно мала: в пустынях кактусы из рода Camegia  транспирируют в сутки всего лишь I —3 мг воды на 1 г сырой массы. Корневая система поверхностная, мало развитая, рассчитана на поглощение воды из верхних слоев почвы, увлажненных редко выпадающими дождями. В засуху корни могут отмирать, но после дождей быстро (за 2—4 дня) отрастают новые. Суккуленты приурочены главным образом к засушливым зонам Центральной Америки, Южной Африки, Средиземноморья.

2.5  Мезофиты

     Мезофиты — занимают промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами. Они распространены в умеренно влажных зонах с умеренно теплым режимом и достаточно хорошей обеспеченностью минеральным питанием. К мезофитам относятся растения лугов, травянистого покрова лесов, лиственные деревья и кустарники из областей умеренно влажного климата, а также большинство культурных растений и сорняки. Для мезофитов характерна высокая экологическая пластичность, позволяющая им адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

     Специфичные пути регуляции водообмена позволили растениям занять самые различные по экологическим условиям участки суши. Многообразие способов приспособления лежит, таким образом, в основе распространения растений на Земле, где дефицит влаги является одной из главных проблем экологической адаптации.

3.  Оценки эффективности использования воды растениями

     «Коэффициент водопотребления в значительной степени зависит от почвенных и климатических условий. Для одних и тех же сортов по мере их продвижения из влажного климата в сухой КВ возрастает примерно в  2 раза. В засушливые годы КВ выше,  чем во влажные».

      На значительной территории России величина возможного урожая в основном определяется обеспеченностью растений влагой. Поэтому задача земледельца состоит в создании таких условий, при которых коэффициент водопотребления снижается. Снижение коэффициента водопотребления происходит в случае изменения условий произрастания растений, при котором повышается их урожайность (внесение удобрений, поливы и пр.).

4. Вывод.

 Итак, вода очень важна не только для людей, но для растений. Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщенна водой. Особая роль воды для наземных организмов заключается в необходимости постоянного пополнения ее, из-за потерь при испарении. Влажность оказывает влияние на распространение растений , как в пределах ограниченной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зоны обитания. Растения делятся в зависимости от потребности ими водой  на гигрофиты, ксерофиты, суккуленты, мезофиты. Вода — самое нужное полезное ископаемое. Она нужна для питания и охлаждения всем растениям, животным и людям. Без воды погибнет вся жизнь на Земле.

5. Заключение

     Из всего выше перечисленного можно вывести общее заключение, что при дефиците влаги растения могут адаптироваться т.е. образование корневой системы, которая достигает влажных зон почвы; ограничение расхода воды на транспирацию; запасание воды в тканях растений. Так как вода является основной составной частью растительных организмов. Вода- это та среда, в которой протекает все процессы обмена веществ. Водный ток обеспечивает связь между отдельными органами растений. Питательные вещества передвигаются по растению в растворенном виде. Насыщенность водой (тургор) обеспечивает прочность тканей, сохранение структуры травянистых растений, определенную ориентировку организмов растений в пространстве. Рост клеток в фазе растяжения идет главным образом за счет накопления воды в вакуоли. Таким образом, вода обеспечивает протекание процессов обмена, коррелятивные взаимодействия, связь организма со средой. Для нормальной жизнедеятельности клетка должна быть насыщенна водой. Основным источником влаги является вода, находящаяся в почве, и основным органном поглощения воды является корневая система. Роль этого органа прежде всего заключается в том, что благодаря огромной поверхности обеспечивается поступление воды в растения из возможно большого объема почвы. Сформировавшаяся корневая система представляет собой сложный орган с хорошо дифференцированной внешней и внутренней структурой.

Литература:

1.  Шапиро Я.С. Агробиология. Просвет науки 2009г.

2. Якушкина Н.И. Физиология растений. М., Просвещение, 1980г.

3. Козловский Водный обмен растений. М., Колос. 1969г.

4. Сказкин Ф.Д. Критический период у растений к недостаточному водоснабжению. М., Наука. 1968г.

5. Радкевич В.А. Экология. Мин., Высшая школа. 1983г.

6. Генкель П.А. Физиология устойчивости растительных организмов. М., Изд-во МГУ. 1967г. т.3.

Биологические роли воды: Почему вода необходима для жизни?

Молли Сарген
фигурки Дэниела Аттера

Вода составляет 60-75% массы тела человека. Потеря всего 4% воды в организме приводит к обезвоживанию, а потеря 15% может быть фатальной. Точно так же человек может прожить месяц без еды, но не проживет 3 дня без воды. Эта критическая зависимость от воды широко распространена среди всех форм жизни. Ясно, что вода жизненно важна для выживания, но почему она так необходима?

Молекулярный состав воды

Многие роли воды в поддержании жизни обусловлены ее молекулярной структурой и некоторыми особыми свойствами.Вода — это простая молекула, состоящая из двух небольших положительно заряженных атомов водорода и одного большого отрицательно заряженного атома кислорода. Когда водород связывается с кислородом, он создает асимметричную молекулу с положительным зарядом с одной стороны и отрицательным с другой (рис. 1). Этот дифференциал заряда называется полярностью и определяет, как вода взаимодействует с другими молекулами.

Рисунок 1: Химия воды. Молекулы воды состоят из двух атомов водорода и одного кислорода.Эти атомы имеют разные размеры и заряды, что создает асимметрию в молекулярной структуре и приводит к прочным связям между водой и другими полярными молекулами, включая саму воду.

Вода — «универсальный растворитель»

Как полярная молекула, вода лучше всего взаимодействует с другими полярными молекулами, такими как она сама. Это происходит из-за явления, когда противоположные заряды притягиваются друг к другу: поскольку каждая отдельная молекула воды имеет как отрицательную, так и положительную части, каждая сторона притягивается к молекулам с противоположным зарядом.Это притяжение позволяет воде образовывать относительно прочные связи, называемые связями, с другими полярными молекулами вокруг нее, включая другие молекулы воды. В этом случае положительный водород одной молекулы воды будет связываться с отрицательным кислородом соседней молекулы, чьи собственные водороды притягиваются к следующему кислороду, и так далее (рис. 1). Важно отметить, что это связывание заставляет молекулы воды слипаться вместе, создавая свойство, называемое когезией. Сплоченность молекул воды помогает растениям впитывать воду своими корнями.Сплоченность также способствует высокой температуре кипения воды, что помогает животным регулировать температуру тела.

Кроме того, поскольку большинство биологических молекул имеют некоторую электрическую асимметрию, они тоже полярны, и молекулы воды могут образовывать связи и окружать свои положительные и отрицательные области. Окружая полярные молекулы другого вещества, вода извивается во все укромные уголки и щели между молекулами, эффективно разрушая и растворяя. Вот что происходит, когда вы помещаете кристаллы сахара в воду: и вода, и сахар полярны, позволяя отдельным молекулам воды окружать отдельные молекулы сахара, разрушая сахар и растворяя его.Подобно полярности, некоторые молекулы состоят из ионов или противоположно заряженных частиц. Вода также расщепляет эти ионные молекулы, взаимодействуя как с положительно, так и с отрицательно заряженными частицами. Вот что происходит, когда вы добавляете соль в воду, потому что соль состоит из ионов натрия и хлорида.

Обширная способность воды растворять различные молекулы принесла ей название «универсальный растворитель», и именно эта способность делает воду такой неоценимой силой поддержания жизни.На биологическом уровне вода как растворитель помогает клеткам переносить и использовать такие вещества, как кислород или питательные вещества. Растворы на водной основе, такие как кровь, помогают переносить молекулы в нужные места. Таким образом, роль воды как растворителя облегчает транспортировку молекул, таких как кислород, для дыхания, и оказывает большое влияние на способность лекарств достигать своих целей в организме.

Водные опоры сотовой структуры

Вода также играет важную структурную роль в биологии.Визуально вода заполняет клетки, помогая сохранять форму и структуру (рис. 2). Вода внутри многих клеток (включая те, которые составляют человеческое тело) создает давление, которое противостоит внешним силам, подобно тому, как воздух попадает в воздушный шар. Однако даже некоторым растениям, которые могут сохранять свою клеточную структуру без воды, по-прежнему требуется вода для выживания. Вода позволяет всему внутри клеток принимать правильную форму на молекулярном уровне. Поскольку форма имеет решающее значение для биохимических процессов, это также одна из самых важных ролей воды.

Рисунок 2: Вода влияет на форму ячейки. Вода создает давление внутри ячейки, что помогает ей сохранять форму. В гидратированной ячейке (слева) вода выталкивается наружу, и ячейка сохраняет круглую форму. В обезвоженной клетке меньше воды выталкивается наружу, поэтому клетка становится морщинистой.

Вода также способствует образованию мембран, окружающих клетки. Каждая клетка на Земле окружена мембраной, большая часть которой образована двумя слоями молекул, называемых фосфолипидами (рис. 3).У фосфолипидов, как и у воды, есть два различных компонента: полярная «голова» и неполярный «хвост». Из-за этого полярные головы взаимодействуют с водой, в то время как неполярные хвосты стараются избегать воды и вместо этого взаимодействуют друг с другом. В поисках этих благоприятных взаимодействий фосфолипиды спонтанно образуют бислои с головками, обращенными наружу, к окружающей воде, и хвостами, обращенными внутрь, за исключением воды. Двухслойный слой окружает клетки и выборочно позволяет таким веществам, как соли и питательные вещества, входить и выходить из клетки.Взаимодействия, участвующие в формировании мембраны, достаточно сильны, поэтому мембраны образуются спонтанно, и их нелегко разрушить. Без воды клеточные мембраны не имели бы структуры, а без надлежащей структуры мембран клетки не смогли бы удерживать важные молекулы внутри клетки, а вредные молекулы — вне клетки.

Рисунок 3: бислоев фосфолипидов. Фосфолипиды образуют бислои, окруженные водой. Полярные головки обращены наружу для взаимодействия с водой, а гидрофобные хвосты обращены внутрь, чтобы избежать взаимодействия с водой.

Помимо влияния на общую форму клеток, вода также влияет на некоторые фундаментальные компоненты каждой клетки: ДНК и белки. Белки производятся в виде длинной цепочки строительных блоков, называемых аминокислотами, и для правильного функционирования им необходимо складываться в определенную форму. Вода управляет складыванием аминокислотных цепей, поскольку разные типы аминокислот ищут и избегают взаимодействия с водой. Белки обеспечивают структуру, принимают сигналы и катализируют химические реакции в клетке. Таким образом, белки являются рабочими лошадками клеток.В конечном итоге белки управляют сокращением мышц, общением, перевариванием питательных веществ и многими другими жизненно важными функциями. Без правильной формы белки не смогли бы выполнять эти функции, и клетка (не говоря уже о человеке) не смогла бы выжить. Точно так же ДНК должна иметь определенную форму для правильного декодирования ее инструкций. Белки, которые читают или копируют ДНК, могут связывать только ДНК определенной формы. Молекулы воды упорядоченно окружают ДНК, чтобы поддерживать ее характерную конформацию двойной спирали.Без этой формы клетки не смогли бы следовать точным инструкциям, кодируемым ДНК, или передавать инструкции будущим клеткам, что сделало бы невозможным человеческий рост, размножение и, в конечном итоге, выживание.

Химические реакции воды

Вода принимает непосредственное участие во многих химических реакциях, направленных на построение и разрушение важных компонентов клетки. Фотосинтез, процесс, который происходит в растениях, который создает сахар для всех форм жизни, требует воды. Вода также участвует в создании более крупных молекул в клетках.Молекулы, такие как ДНК и белки, состоят из повторяющихся единиц более мелких молекул. Соединение этих маленьких молекул происходит в результате реакции, в результате которой образуется вода. И наоборот, вода необходима для обратной реакции, которая разрушает эти молекулы, позволяя клеткам получать питательные вещества или перенаправлять части больших молекул.

Кроме того, вода защищает клетки от опасного воздействия кислот и щелочей. Сильно кислые или щелочные вещества, такие как отбеливатель или соляная кислота, вызывают коррозию даже самых прочных материалов.Это связано с тем, что кислоты и основания выделяют избыток водорода или поглощают избыток водорода, соответственно, из окружающих материалов. Потеря или получение положительно заряженных атомов водорода нарушает структуру молекул. Как мы узнали, для правильного функционирования белкам требуется определенная структура, поэтому важно защищать их от кислот и щелочей. Вода делает это, действуя и как кислота, и как основание (рис. 4). Хотя химические связи внутри молекулы воды очень стабильны, молекула воды может отдать водород и стать ОН–, действуя таким образом как основание, или принять другой водород и стать h4O +, таким образом действуя как кислота.Эта адаптивность позволяет воде бороться с резкими изменениями pH из-за кислотных или основных веществ в организме в процессе, называемом буферизацией. В конечном итоге это защищает белки и другие молекулы в клетке.

Рисунок 4: Вода действует как буфер, высвобождая или принимая атомы водорода.

В заключение, вода жизненно важна для всего живого. Его универсальность и адаптируемость помогают проводить важные химические реакции. Его простая молекулярная структура помогает поддерживать важные формы внутренних компонентов клетки и внешней мембраны.Никакая другая молекула не может сравниться с водой, когда речь идет об уникальных свойствах, поддерживающих жизнь. Интересно, что исследователи продолжают устанавливать новые свойства воды, такие как дополнительные эффекты ее асимметричной структуры. Ученым еще предстоит определить физиологическое влияние этих свойств. Удивительно, как простая молекула универсально важна для организмов с различными потребностями.

---

Молли Сарджен — аспирант первого года обучения по программе биологических и биомедицинских наук Гарвардской медицинской школы.

Дэн Аттер — аспирант пятого курса органической и эволюционной биологии Гарвардского университета.

Для получения дополнительной информации:

• Чтобы узнать больше о важности растворимости лекарств, прочтите эту статью.
• Прочтите эти статьи, чтобы узнать больше о белках и о том, как вода влияет на их складывание.
• Узнайте больше о фосфолипидах здесь.
• Узнайте больше о влиянии воды на структуру ДНК.
• Узнайте больше о кислотах и ​​щелочах здесь.
• Узнайте об уникальных свойствах воды на этой странице или недавно обнаруженных свойствах воды в этой статье.

Эта статья является частью нашего специального выпуска, посвященного воде. Чтобы узнать больше, посетите нашу домашнюю страницу специального выпуска!

Почему вода необходима для жизни?

Когда астрономы ищут жизнь за пределами нашей солнечной системы, они смотрят прямо мимо газовых гигантов, таких как Сатурн и Юпитер, мимо жарких каменистых планет, таких как Меркурий и Венера, и мимо карликовых планет, таких как Плутон.Они останавливаются, когда находят экзопланету вроде Gliese 581d. Gliese 581d примерно на 50 процентов больше Земли, и, как и Земля, он вращается в так называемой обитаемой зоне звезды, звездной зоне наилучшего восприятия, где на планете может быть жидкая вода. А там, где есть вода, вполне возможно, что там и есть жизнь.

Что заставляет ученых думать, что вода лучше поддерживает жизнь, чем любое другое вещество?

Частично причина в том, что мы никогда не открывали организм, доказавший обратное.Хотя некоторым организмам нужно меньше, чем другим — цианобактериям Chroococcidiopsis , например, нужно так мало воды, что биологи считают, что они могут выжить на засушливой поверхности Марса, — каждый известный нам организм нуждается в воде, чтобы выжить. Фактически, без воды жизнь на Земле никогда бы не началась. Выступая в качестве среды, в которой органические соединения могли смешиваться друг с другом, вода способствовала образованию первых форм жизни на планете, возможно, даже защищая их от солнечного излучения.

С тех пор вода играет решающую роль в выживании, от простых стартовых организмов до самых сложных растений и животных. У людей он действует как растворитель и как механизм доставки, растворяя необходимые витамины и питательные вещества из пищи и доставляя их в клетки. Наш организм также использует воду для выведения токсинов, регулирования температуры тела и улучшения обмена веществ. Поэтому неудивительно, что вода составляет почти 60 процентов нашего тела или что мы не можем прожить без нее больше нескольких дней.

Помимо того, что вода необходима для функционирования нашего организма, она также способствует жизни многими другими способами. Без него мы не могли бы выращивать урожай, держать домашний скот или мыть пищу (или наши тела, если на то пошло). Вода также имела развитую цивилизацию, предоставляя средства передвижения по целым частям мира и источник энергии для заводов. Поскольку вода также может существовать в виде пара, она может накапливаться в атмосфере и доставляться в виде дождя по всей планете. Океаны Земли также помогают регулировать климат планеты, поглощая тепло летом и выделяя его зимой.И, конечно же, те же самые океаны служат домом для бесчисленных растений и животных.

Хотя никто не возражает против важности воды для жизни на Земле, справедливо задаться вопросом, могла ли жизнь существовать где-либо еще без нее. Ответ — громкое «может быть». Ученые почти уверены, что, как минимум, для выживания жизни требуется какая-то жидкость, а аммиак и формамид являются наиболее многообещающими альтернативами. Однако у обеих жидкостей есть свои проблемы. Жидкий аммиак существует только при очень низких температурах, поэтому маловероятно, что организмы могут найти энергию для поддержания обмена веществ.Формамид, с другой стороны, на самом деле остается жидким в более широком диапазоне температур, чем вода, и, как вода, это растворитель, способный растворять многие органические материалы, но до сих пор ученые нашли мало доказательств того, что растворитель может поддерживать жизнь.

Если бы формы жизни, не нуждающиеся в воде, действительно существовали, они бы сильно отличались от жизни на Земле. Например, такая жизнь может происходить не на основе углерода, а благодаря силиконовым соединениям. Недавнее исследование даже предполагает, что в нашей Солнечной системе может скрываться альтернативная форма жизни.Исследователи, изучающие Титан, спутник, вращающийся вокруг Сатурна, заметили, что водород в атмосфере Луны не обнаружен на поверхности. Одно из объяснений отсутствия водорода состоит в том, что формы жизни потребляют его так же, как мы потребляем кислород.

Однако пока у нас просто недостаточно информации, чтобы сказать, могла ли жизнь существовать без воды. Однако мы с уверенностью знаем, что жизнь на Земле определенно не могла.

Продолжайте пить больше похожего контента, который может вам понравиться на следующей странице.

ВОПРОСЫ ЗДОРОВЬЯ: Чистая вода как фактор увеличения продолжительности жизни

В. Продолжается ли рост ожидаемой продолжительности жизни?

A. Ожидаемая продолжительность жизни в Соединенных Штатах неуклонно росла на протяжении всей нашей истории.

Значительное увеличение произошло за 50-летний период с 1900 по 1950 год.Об этом свидетельствуют оцененные Управлением социального обеспечения коэффициенты смертности с поправкой на возраст.

В 1900 году на 100000 человек приходилось 2 544 случая смерти (с поправкой на возраст). В середине века на 100000 приходилось 1435 смертей. Это поразительный спад.

Центры по контролю и профилактике заболеваний документируют соответствующее увеличение продолжительности жизни. Можно ожидать, что человек, родившийся в 1900 году, проживет в среднем 47 лет.3 года. К 1950 году ожидаемая продолжительность жизни составляла 68,2 года. Это увеличение продолжительности жизни не было превышено в Соединенных Штатах ни за один предыдущий период.

Увеличение продолжительности жизни в первой половине 20-го века в значительной степени было связано с борьбой с инфекционными заболеваниями. К середине века люди умирали позже и по другим причинам, чем их родители, бабушки и дедушки.

В 1900 году инфекционные заболевания, такие как пневмония и грипп, туберкулез и кишечные инфекции, были тремя основными причинами смерти в Соединенных Штатах.На долю «большой тройки» приходится более 31 процента всех смертей.

Q. Вода — большая проблема в долине Красной реки, но питьевая вода редко оказывается в центре внимания. Как чистая питьевая вода способствует долголетию?

A. Обеспечение чистой водой для питья, приготовления пищи и гигиены было одной из самых важных крупномасштабных инициатив в области общественного здравоохранения XIX и начала XX веков.

Рост городов привел к повсеместной деградации питьевой воды. Источники часто были загрязнены сточными водами, которые распространяли инфекционные заболевания, передающиеся через воду, и, как предполагается, ослабляли иммунную систему.

Люди были восприимчивы к другим инфекционным агентам. Когда в городах начали очищать питьевую воду и следить за тем, чтобы она не загрязнялась сточными водами, уровень смертности резко снизился.

«Золотая унция», история общественного здравоохранения в Северной Дакоте, написанная доктором Стивеном МакДонафом, рассказывает историю великой эпидемии брюшного тифа в быстрорастущем Гранд-Форкс в 1893–1894 годах, которая привела к смерти «одного человека». из каждых 25 жителей Гранд-Форкса «.

Причиной этого было загрязнение системы водоснабжения Гранд-Форкса сточными водами, сливаемыми в реку Ред-Лейк из Крукстона.Первой реакцией многих было отрицание источника болезни. «После того, как брюшной тиф был признан причиной эпидемии Гранд-Форкса,« Геральд »быстро начала кампанию по обеспечению безопасным водоснабжением».

В результате: «Осенью 1894 года Гранд-Форкс установил современное водоснабжение с использованием системы фильтрации песка. Хотя город перерос песчаный фильтр в 1910 году, когда был установлен механический фильтр, случаи заболевания брюшным тифом резко снизились.Хлорирование также началось в 1910 году. Система водоснабжения Гранд-Форкс стала первым полностью закрытым фильтрующим устройством для песка в Соединенных Штатах ».

Крупномасштабные проекты общественного здравоохранения, такие как очистка питьевой воды, внесли большой вклад в долголетие и качество человека.

Голдстин — директор Школы медицины и медицинских наук Университета ООН на степень магистра общественного здравоохранения, которая предлагается совместно с NDSU.Он посвятил большую часть своей профессиональной жизни укреплению общественного здоровья и имеет докторскую степень в области общественного здравоохранения.

Задавайте вопросы по адресу [email protected] или по адресу Health Matters, 501 North Columbia Road, Stop 9037, Grand Forks, ND 58202-9037.

Содержание этого столбца предназначено только для информационных целей и не должно использоваться для диагностики или лечения проблем со здоровьем или заболеваний.Если у вас есть или вы подозреваете, что у вас могут быть проблемы со здоровьем, вам следует проконсультироваться со своим врачом.

Вода и полезные напитки | Здоровый вес, питание и физическая активность

Вода и питание

Ежедневное получение достаточного количества воды важно для вашего здоровья. Питьевая вода может предотвратить обезвоживание — состояние, которое может вызвать нечеткое мышление, привести к изменению настроения, вызвать перегрев вашего тела и привести к запорам и камням в почках.

Вода помогает вашему телу:

• Поддерживать нормальную температуру
• Смазать шарниры и амортизировать
• Защитите спинной мозг и другие чувствительные ткани
• Избавьтесь от шлаков при мочеиспускании, потоотделении и дефекации

Вашему организму нужно больше воды, когда вы:

• Для жаркого климата
• Более физически активный
• Лихорадка
• Диарея или рвота

Большая часть ваших потребностей в жидкости удовлетворяется за счет воды и напитков, которые вы пьете.Вы можете получить некоторое количество жидкости через пищу, которую едите, особенно продукты с высоким содержанием воды, такие как многие фрукты и овощи.

Советы, чтобы пить больше воды

• Носите с собой бутылку с водой и наполняйте ее в течение дня.
• Заморозьте несколько бутылок с водой, пригодных для замораживания. Возьмите один с собой, чтобы пить ледяную воду на весь день.
• Предпочитайте воду сладким напиткам.
• Пейте воду, когда едите вне дома. Вы сэкономите деньги и уменьшите количество калорий.
• Подавать воду во время еды.
• Добавьте в воду дольку лайма или лимона. Это может улучшить вкус и помочь вам выпить больше воды, чем обычно.
• Убедитесь, что ваши дети тоже получают достаточно воды. Узнайте больше о питьевой воде в школах и учреждениях по уходу и образованию в раннем возрасте pdf icon [PDF-3.68MB].

Варианты более полезных напитков

Конечно, есть много других напитков, помимо воды, и многие из них могут быть частью здорового питания. Напитки различаются по содержанию питательных веществ и калорий.

Низкокалорийные или бескалорийные напитки
Обычный кофе или чай, газированная вода, сельтерские напитки и ароматизированная вода — это низкокалорийные продукты, которые могут быть частью здорового питания.

Напитки с калориями и важными питательными веществами
Обезжиренное или обезжиренное молоко, заменители обогащенного молока, такие как неароматизированное соевое или миндальное молоко, или 100% фруктовый или овощной сок, содержат важные питательные вещества, такие как кальций, калий или витамин D. Они напитки следует употреблять в пределах рекомендованных калорий.

Прочие напитки

Сладкие напитки: Обычные газированные напитки, морсы, спортивные напитки, энергетические напитки, подслащенная вода, а также подслащенные кофе и чайные напитки содержат калории, но низкую пищевую ценностьpdf iconeexternal icon. Узнайте, как переосмыслить свой напиток.

Алкогольные напитки: Если вы решите употреблять алкоголь, делайте это в умеренных количествах.

Напитки с кофеином: умеренное потребление кофеина (до 400 мг в день) может быть частью здоровой диетыpdf iconeexternal.Это примерно 3-5 чашек обычного кофе.

Напитки с заменителем сахара: Напитки, помеченные как «без сахара» или «диетические», вероятно, содержат высокоинтенсивные подсластители, такие как сукралоза, аспартам или сахарин. Согласно рекомендациям по питанию для американцев, «замена добавленных сахаров высокоинтенсивными подсластителями может сократить потребление калорий в краткосрочной перспективе… однако остаются вопросы об их эффективности в качестве долгосрочной стратегии управления весом». Узнайте больше об высокоинтенсивных подсластителях.

Спортивные напитки: это ароматизированные напитки, которые часто содержат углеводы, минералы, электролиты, а иногда и витамины из внешнего источника. Обычному человеку для регидратации следует пить воду, а не спортивные напитки.

Условия окружающей среды, влияющие на море — Science Learning Hub

На суше наиболее важными условиями окружающей среды, влияющими на организмы, являются осадки и температура. В наших океанах существует ряд условий окружающей среды, которые влияют на рост, выживание и продуктивность морских организмов.К ним относятся доступность света, уровни кислорода, движение воды, соленость, плотность и pH. Эти условия часто меняются от среды обитания к среде обитания и будут либо поддерживать, либо ограничивать жизненные процессы обитающих там морских организмов.

Свет

На суше фотосинтез в большинстве случаев происходит на уровне или чуть выше уровня земли, и нет заметных изменений в освещении с увеличением высоты. В море все иначе! Фотосинтез может происходить только тогда, когда достаточное количество света проникает в толщу воды.Эта область называется фотической зоной и в некоторых местах варьируется от нескольких метров до 150 метров.

Количество света, проникающего через поверхность, ограничено рядом факторов. Например, лучи света, приближающиеся под небольшим углом (на восходе и закате), сразу же отражаются от поверхности. Частицы органического вещества и отложения суши также влияют на количество поглощаемого света. Вся первичная продуктивность происходит в фотической зоне, и в результате около 90% всей морской жизни обитает в этой верхней зоне.

Кислород

Так же, как и на суше, кислород является очень важным газом в океане из-за его роли в жизненных процессах морских организмов. Растворенный кислород в морской воде образуется в результате смешения (где поверхность встречается с атмосферой) и как побочный продукт фотосинтеза. В результате наиболее богатая кислородом вода находится у поверхности, поэтому именно здесь обитает большинство морских организмов.

Природа науки

Ученым необходимо понять, как ряд факторов может взаимодействовать в сложной экосистеме, чтобы определить, как изменения одного фактора могут повлиять на организмы в этой экосистеме.

Кислород составляет около 21% воздуха, которым мы дышим на суше. Однако количество растворенного кислорода в морской воде значительно зависит от температуры и солености. (По мере увеличения температуры и солености количество растворенного кислорода уменьшается.)

На доступность кислорода в море также может влиять деятельность человека на суше. Например, сток питательных веществ с сельскохозяйственных угодий может вызвать быстрый рост фитопланктона, что приведет к «цветению» фитопланктона. Когда такое большое количество организмов умирает, резкое увеличение разложения приводит к истощению уровня кислорода.В некоторых случаях это может привести к гибели большого количества других организмов, например рыб.

Движение воды

Движение воды в виде волн, приливов и течений играет важную роль в наших океанах и воздействует на все морские организмы.

• Волны вызываются ветром, воздействующим на поверхность моря. Однако они влияют и на жизнь под поверхностью. Например, волна высотой 2 метра над поверхностью может ощущаться на глубине до 6 метров под поверхностью.Волны могут быть очень разрушительными; однако они также очищают организмы и помогают увеличить доступность кислорода.
• Приливы вызваны взаимодействием сил солнца и луны; в большинстве мест приливы бывают дважды в день. Наибольшее влияние на морские организмы, обитающие на береговой линии, оказывают приливы. Например, этим организмам необходимо адаптироваться, чтобы противостоять высыханию и выживать при ежедневных изменениях температуры и солености, а также от воздействия наземных хищников во время отлива.
• Течения вызываются ветром, приливами и глобальной циркуляцией воды.Течения играют важную роль в перемещении воды между полюсами и тропиками. Течения также переносят пищу и питательные вещества с побережья дальше в море. Многие организмы также используют токи для переноса яиц и личинок.

Соленость

Соленость (или соленость) морской воды в Мировом океане значительно различается. Хотя большая часть морской воды имеет соленость примерно 3–4%, в некоторых районах она может достигать почти 40%. В эстуариях соленость обычно низкая, так как происходит регулярное смешивание с источником пресной воды, например, рекой.Соленость обычно наиболее высока в изолированных водоемах морской воды, где скорость испарения высока, а количество осадков низкое.

Морские животные приспособлены поддерживать уровень солей в организме на постоянном уровне, так что они не мешают метаболизму внутри клеток, но значительные изменения солености могут вызвать проблемы у некоторых. Например, некоторых морских животных называют стеногалинными, что означает, что они не могут справиться с большими колебаниями солености; другие являются эвригалинными и могут переносить широкий диапазон солености.

Плотность

Морская вода более чем в 800 раз плотнее воздуха. Эта высокая плотность связана с соленостью и температурой и означает, что объекты, которые могут тонуть в пресной воде, могут плавать в морской воде. Это сильно влияет на жизнь в море. Например, в морской экосистеме есть сообщества планктона — огромное количество плавающих организмов, которые постоянно держатся на плаву из-за плотности морской воды. Это также помогает объяснить, почему морские животные могут вырасти намного больше, чем самые большие животные на суше.

pH

pH — это показатель кислотности или щелочности раствора. Чистая вода считается нейтральной. Уровень pH морской воды составляет около 8, но он незначительно варьируется по всему миру. Существуют научные данные, свидетельствующие о том, что pH в наших океанах снижается и, следовательно, становится более кислым. Это может оказать значительное влияние на жизнь в море. Например, многие морские виды полагаются на карбонат кальция для создания панциря или скелета.

Одним из эффектов повышения кислотности является уменьшение доступности карбоната.Это означает, что любому животному, у которого есть скелет из карбоната кальция, будет намного труднее сделать это. Организмы могут расти медленнее, их панцири могут становиться тоньше, или они могут вообще обходиться без панцирей. Трудно предсказать общее воздействие на морскую экосистему, но многие ученые опасаются, что закисление океана может привести к сокращению морского биоразнообразия в очень больших масштабах.

Качество воды — факторы и проблемы — Science Learning Hub

Чистая вода жизненно важна для экосистем и экономики.Национальный институт водных и атмосферных наук (NIWA), региональные советы и другие агентства регулярно контролируют ручьи и реки для оценки качества воды.

NIWA управляет Национальной сетью качества речной воды. Он отслеживает 77 объектов на 35 реках Северных и Южных островов. Мониторинг начался в 1989 году, и данные дают представление о состоянии воды в Новой Зеландии с точки зрения страны.

Региональный совет Вайкато (WRC) ежемесячно измеряет качество воды на 100 участках рек и ручьев в регионе, включая пять участков на реке Вайпа и 10 участков на реке Вайкато.WRC также исследует среду обитания 125 рек и ручьев, чтобы оценить их пригодность для растений, насекомых, рыб и других животных, которые там обитают.

Текущее действие

Тангата когдауа и первые поселенцы имели свои собственные способы наблюдения за окружающей средой, в которой они жили. Они отметили и поняли сезонные и годовые закономерности и различные индикаторы воздействий, которые продиктовали изменения в тиканге и практиках. Матауранга маори является важным компонентом понимания меняющейся окружающей среды Аотеароа, и в настоящее время наряду с современной наукой используются несколько культурных показателей.

Факторы, влияющие на качество воды

Обследования проверяют воду на экологическое здоровье (способность водного пути поддерживать растения и животных) и пригодность для использования людьми, такими как плавание и общее водоснабжение.

Многие факторы влияют на качество воды, в том числе:

• геология ручья — дно или субстрат ручья формируются из
• окружающего земного покрова, типов почв и деятельности, проводимой на суше
• топография — крутизна окружающей земли
• источник — насколько он питается за счет наземного потока или воды из источников и водно-болотных угодий
• поток — зависит от осадков, водосборной растительности и почвы и воды, которая удаляется
• входов, таких как сток от земли, ливневых вод или промышленных стоков
• растения и животные, которые живут в ручье и могут изменять условия в нем — например, внесенный карп кои поднимает отложения на дне, делая воду мутной.

Индикаторы качества воды

Есть несколько физических факторов, которые используются для измерения качества воды. Одним из факторов, влияющих как на экологическое здоровье, так и на отдых, является прозрачность воды (мутность) — насколько прозрачная или мутная вода. На прозрачность воды влияют:

• осадок — мелкие частицы почвы, смытые в реки, обычно в результате эрозии
• водоросли, которые встречаются в естественных условиях в ручьях, но быстро растут в воде, обогащенной питательными веществами для сельского хозяйства
• при медленном течении — для Например, в результате строительства плотин ГЭС.

В обследованиях также рассматриваются биологические факторы. Водные макробеспозвоночные — это насекомые, улитки, черви и ракообразные, обитающие в воде. Поскольку одни из них более устойчивы к загрязнению, чем другие, беспозвоночные можно использовать для определения состояния водного пути. В общем, личинки поденок, веснянок и ручейников связаны с ручьями, имеющими высококачественную среду обитания — например, с истоками прохладного лесного ручья с каменистым дном. Улитки, личинки мух и черви встречаются в более загрязненных, мутных и теплых ручьях, обычно в нижней части водосбора и часто связаны с городскими районами или сельскохозяйственным освоением.Подробнее о показателях качества воды читайте в статье «Мониторинг качества воды» и в видео ниже.

Определение источников загрязнения

Промышленные сбросы (загрязнение на конце трубы или из точечных источников) относительно легко контролировать на предмет наличия загрязняющих веществ на месте. Точечные источники загрязнения воды, наряду с удалением воды, регулируются Законом об управлении ресурсами 1991 года. Любой сброс в воду или любой крупный забор из естественного водного пути (включая грунтовые воды) может происходить только в том случае, если согласие на использование ресурсов было одобрено местным региональным органом власти. совет.Закон требует от любого пользователя ресурса поддерживать качество ресурса. Хотя предприятия используют воду для ведения своего бизнеса, они должны соблюдать строгие условия. Вода, которая используется на месте, должна быть очищена перед возвращением в водный путь.

При тестировании качества воды в потоке собирается информация о воздействии менее заметных неточечных источников загрязнения воды. К ним относятся ливневые воды, питательные вещества и отложения с сельскохозяйственных угодий, которые смываются в водные пути дождями или просачиваются через почву в грунтовые воды и могут уходить под землю, достигая поверхностных водотоков.

Природа науки

Специалисты, проводящие тесты качества воды, следуют принятым протоколам, чтобы обеспечить стандартизованные измерения во всех секторах. Группы сообществ должны по возможности использовать одни и те же протоколы, чтобы их данные были надежными и надежными.

Благодарность

Эта статья была разработана в сотрудничестве с Региональным советом Вайкато как часть ресурса Rivers and Us.

Биогеографический синтез на JSTOR

Абстрактный

Возникает вопрос: «Что ограничивает присутствие, распространение и изобилие жизни в Антарктиде?» Традиционно считается, что континентальная изоляция ограничивает появление новых видов, а экстремальные холода ограничивают выживание успешных иммигрантов.Однако недавние биогеографические данные свидетельствуют о том, что вода может играть главную роль: существуют четкие корреляции между доступностью влаги и распределением и численностью организмов в вертикальном, горизонтальном и временном масштабах. В континентальном масштабе существует тесная взаимосвязь между биотическим / абиотическим статусом субстрата и градиентами талой воды, просачивания и апвеллинга. На уровне микрочастиц численность нематод, тихоходок, коловраток и микроартропод прямо пропорциональна микровариациям относительной влажности.Восходящая миграция почвенных микроводорослей в ответ на доступность воды, а также сезонные пики численности бактерий, водорослей и простейших во время снежного таяния предполагают ограничение влажности в вертикальном и временном масштабах. Сделан вывод о том, что в Антарктиде многие из ограничивающих эффектов, ранее приписываемых низкой температуре, на самом деле могут влиять на водный баланс организмов. Хотя Антарктида — самое холодное место на Земле, вода, по-видимому, является основным ограничивающим фактором.

Информация о журнале

Миссия исследований в Арктике, Антарктике и Альпах (AAAR) состоит в том, чтобы углубить понимание окружающей среды холодных регионов путем публикации оригинальных научных исследований из прошлых, настоящих и будущих высокоширотных и горных регионов.Быстрые изменения окружающей среды, происходящие сегодня в холодных регионах, подчеркивают глобальную важность этого исследования. AAAR публикует рецензируемые междисциплинарные статьи, включая оригинальные исследовательские работы, короткие сообщения и обзорные статьи. Многие из этих работ синтезируют множество дисциплин, включая экологию, климатологию, геоморфологию, гляциологию, гидрологию, палеоокеанографию, биогеохимию и социальные науки. Статьи могут быть одно- или многопрофильными, но должны иметь междисциплинарную привлекательность.Приветствуются специальные тематические выпуски и сборники. Журнал получает статьи от различных групп международных авторов из академических кругов, государственных учреждений и землеустроителей. Кроме того, в журнале публикуются авторские статьи, рецензии на книги и памятные записки. AAAR связан с Институтом арктических и альпийских исследований (INSTAAR), старейшим действующим научно-исследовательским институтом Университета Колорадо в Боулдере.

Информация об издателе

Основываясь на двухвековом опыте, Taylor & Francis за последние два десятилетия быстро выросла и стала ведущим международным академическим издателем.Группа издает более 800 журналов и более 1800 новых книг каждый год, охватывающих широкий спектр предметных областей и включая журнальные оттиски Routledge, Carfax, Spon Press, Psychology Press, Martin Dunitz и Taylor & Francis. Тейлор и Фрэнсис полностью привержены делу. на публикацию и распространение научной информации высочайшего качества, и сегодня это остается первоочередной задачей.

.