Apa H2O

Apa H₂O

Apa, substantiv feminin (o apa, doua ape, atunci cand nu este folosit defectiv de plural), lichid inodor, insipid si incolor, de cele mai multe ori, sau usor albastrui sau chiar verzui in straturi groase. Apa este o substanta absolut indispensabila vietii, indiferent de forma acesteia, fiind unul dintre cei mai universali solventi. Apa este un compus chimic al hidrogenului si al oxigenului, avand formula chimica bruta H₂O (vedeti Apa (molecula)). Apa este una din substantele cele mai raspandite pe planeta Pamant, formand unul din invelisurile acesteia, hidrosfera.

În diferite limbi, cuvantul apa este echivalent cu aqua in latina, acqua in italiana, agua in spaniola, aigua in catalona, Wasser in germana, water in engleza si neerlandeza, vand in daneza, ur in basca, s.a.m.d..

Pe Pamant, apa exista in multe forme, in cele mai variate locuri. Sub forma de apa sarata exista in oceane si mari. Sub forma de apa dulce in stare solida, apa se gaseste in calotele polare, ghetari, aisberguri, zapada, dar si ca precipitatii solide, sau ninsoare. Sub forma de apa dulce lichida, apa se gaseste in ape curgatoare, statatoare, precipitatii lichide, ploi, si ape freatice sau subterane. În atmosfera, apa se gaseste sub forma gazoasa alcatuind norii sau fin difuzata in aer determinand umiditatea acestuia. Considerand intreaga planeta, apa se gaseste continuu in miscare si transformare, evaporarea si condensarea, respectiv solidificarea si topirea alternand mereu. Aceasta perpetua miscare a apei se numeste ciclul apei si constituie obiectul de studiu al meteorologiei si al hidrologiei.

Apa care este potrivita consumului uman se numeste apa potabila. Conform standardului din tara noastra, pentru ca apa sa fie potabila sestonul nu trebuie sa depaseasca 1ml/m³. Pe masura cresterii populatiei umane, de-a lungul timpului, si a folosirii intensive si extensive a resurselor de apa susceptibile de a furniza apa potabila, problema apei utilizabile a devenit o problema vitala a omenirii.

Proprietati moleculare

Forme de apa

Fulgi de zapada de Wilson Bentley, 1902

Vedeti Categorie:Forme de apa.

Apa se gaseseste sub diverse forme in natura: vapori de apa si nori in atmosfera, valuri si aisberguri in oceane, ghetari la latitudini mici sau altitudini mari, acvifere sub pamant, rauri sau lacuri. Circuitul apei in natura este fenomenul prin care apa este transferata dintr-o forma intr-alta, prin evaporare, precipitatii si scurgeri de suprafata.

Datorita importantei pe care o are (in agricultura, dar si pentru omenire in general), apei i s-au dat diverse nume in functie de formele pe care le ia. Ploaia e cunoscuta in majoritatea tarilor, pe cand alte forme sunt mai putin intalnite, si pot fi surprinzatoare cand sunt vazute prima data. Exemple sunt: grindina, zapada, ceata, roua sau chiciura. Un fenomen conex este curcubeul, intalnit atunci cand lumina se refracta prin particulele de apa din atmosfera.

Apa de la suprafata globului joaca roluri importante in evolutia umana; raurile si irigatiile asigura aportul de apa pentru agricultura, sunt suport pentru transportul maritim sau fluvial, fie comercial sau de agrement. O apa cu insuficienti nutrienti se numeste oligotrofa. Scurgerea apei pe suprafata terestra este mecanismul prin care eroziunea sculpteaza mediul natural, duce la crearea vailor si deltelor cu suprafete fertile favorabile dezvoltarii de centre umane.
De asemenea, apa se infiltreaza in sol, ajungand in panza de apa freatica. Aceasta apa freatica ajunge din nou la suprafata sub forma izvoarelor, sau a izvoarelor termale si gheizerilor. Apa freatica este de asemenea extrasa artificial prin puturi si fantani.

Deoarece apa poate contine numeroase substante diferite, poate avea gusturi sau mirosuri foarte diferite. De fapt, oamenii si alte animale si-au format simturile pentru a putea evalua calitatea apei: de obicei, animalele evita apa cu gust sarat (apa de mare) sau putred de mlastina preferand apa unui izvor montan sau apa freatica.

Apa in biologie si civilizatia umana

Din punct de vedere biologic, apa are numeroase proprietati indispensabile proliferarii vietii, care o deosebesc de celelalte substante. Apa isi indeplineste acest rol, permitand compusilor organici sa reactioneze in moduri care sa permita in cele din urma replicarea. Este un bun solvent si are o tensiune superficiala ridicata, permitand astfel miscarea compusilor organici si a organismelor vii. Apa proaspata are densitatea maxima la 4C, aceasta densitate scazand pe masura ce apa se raceste, se incalzeste sau ingheata. Fiind o molecula polara stabila dominanta in atmosfera, joaca un rol important in absorbtia radiatiei infrarosii, cruciala in cadrul efectului de sera, fara de care temperatura medie la suprafata Terrei ar fi de -18 Celsius. Apa are de asemenea o caldura specifica neobisnuit de mare, care joaca mai multe roluri in reglarea climatului global si regional, precum Curentul Golfului, permitand existenta vietii. Deoarece absoarbe foarte mult infrarosiile, are o foarte usoara nuanta albastra, datorita eliminarii unei mici cantitati de lumina rosie care o traverseaza. Culoarea albastra poate fi observata numai cand apa este in cantitate mare, de exemplu in lacuri, mari sau oceane.

Apa este un foarte bun solvent, similar din punct de vedere chimic cu amoniacul, si dizolva multe tipuri de substante, precum diferite saruri si zaharul, si faciliteaza reactiile chimice ale acestora, lucru care permite metabolismele complexe.

Unele substante insa nu se amesteca cu apa, cum e de exemplu petrolul, si alte substante hidrofobe. Membranle celulare, compuse din lipide si proteine, profita de aceasta proprietate, controland interactiunea dintre ele si mediul extern. Acest lucru este usurat de tensiunea superficiala a apei.

Picaturile de apa sunt stabile datorita tensiunii superficiale mari datorata puternicelor forte intermoleculare numite forte de coeziune. Acest lucru este evident atunci cand mici cantitati de apa ajung pe o suprafata insolubila, precum polietena: apa ramane sub forma de picaturi. Totusi, pe sticla extrem de curata apa formeaza o pelicula subtire deoarece fortele dintre moleculele de apa si de sticla (fortele de adeziune) sunt mai mari decat fortele de coeziune. Acest lucru este foarte important in cadrul transpiratiei plantelor.

În celulele si organismele biologice, apa se afla in contact cu suprafetele membranoase proteice care sunt hidrofile, adica prezinta o puternica atractie pentru apa. Langmuir a observat o puternica forta de respingere intre suprafetele hidrofile. Pentru a deshidrata suprafetele hidrofile este necesar un efort deosebit pentru invingerea acestor forte, numite forte de hidratie. Aceste forte sunt foarte puternice, dar valoarea lor scade rapid pe distante mai mici de un nanometru. Importanta lor in biologie a fost studiata de Parsegian. Prezinta importanta in special atunci cand celulele sunt deshidratate prin expunerea la atmosfera uscata sau la inghet extracelular.

O proprietate simpla, dar unica si extrem de importanta pentru mediu, este ca in forma sa solida, de gheata, pluteste pe lichid. Forma solida a apei are o densitate mai mica decat a apei lichide, datorita geometriei puntilor de hidrogen care se formeaza doar la temperaturi mai joase. Pentru aproape toate substantele si pentru toate celelalte 11 stari neobisnuite ale apei, cu exceptia ghetii-XI, starea solida este mai densa decat cea lichida. Apa proaspata este cel mai densa la 4C, si se va scufunda prin convectie pe masura ce se raceste la acea temperatura, iar daca se raceste in continuare se va ridica. Datorita aceste proprietati, apa de adancime va fi mai calda decat apa inghetata, de suprafata, astfel incat gheata se va forma incepand de la suprafata si se va extinde in jos, iar cea mai mare parte a apei de dedesubt va ramane constanta la 4C. Astfel, fundul unui lac, mare sau ocean este practic izolat de frig, permitand supravietuirea speciilor de animale.

Desi acest comportament poate parea banal, trebuie subliniat ca aproape toate celelalte substante chimice sunt mai dense in stare solida si ingheata de la fund spre suprafata.

Viata pe Pamant a evoluat si s-a adaptat acestor proprietati ale apei. Existenta formelor solida, lichida si gazoasa ale apei pe Pamant a reprezentat un factor important pentru colonizarea diferitelor medii ale planetei de catre forme de viata adaptate variatelor, si adesea extremelor, conditii de viata.

În istorie, civilizatiile s-au dezvoltat cu precadere pe malurile raurilor sau marilor; Mesopotamia, asa-numitul leagan al civilizatiei este situata intre doua rauri, Egiptul antic a inflorit pe malurile Nilului, iar marile metropole, precum Londra, Paris, New York si Tokio isi datoreaza succesul in parte accesibilitatii oferite de situarea langa o apa, si inflorirea comerciala rezultata. Insulele cu porturi sigure, precum Singapore si Hong Kong, s-au dezvoltat tocmai din acest motiv. În locuri precum Africa de Nord si Orientul Mijlociu, unde apa nu se gaseste in abundenta, accesul la apa potabila a fost si este o mare problema in dezvoltarea comunitatilor umane.

O greseala des intalnita este aceea ca apa este un bun conductor de electricitate. Toate proprietatile electrice ale ape se datoreaza ionilor sarurilor minerale dizolvate in ea si dioxidului de carbon dizolvat in ea. Apa prezinta auto-ionizare (doua molecule de apa se transforma intr-un anion de hidroxid si un cation de hidroniu) insa doar la un nivel aproape imperceptibil.

Pozitiile astronomice ale Pamantului si influenta lor asupra maselor mari de apa

Coexistenta starilor solida, lichida si gazoasa a apei pe Pamant este vitala pentru originea, evolutia si continuarea existentei vietii pe Terra. Totusi, daca s-ar schimba pozitia planetei fata de Soare, chiar cu o distanta relativ mica (1 000 000 km), conditiile care permit existenta simultana a celor trei stari nu ar mai avea loc cu atata usurinta.

Masa Pamantului permite atractiei gravitationale sa pastreze o atmosfera in jurul planetei. Vaporii de apa si dioxidul de carbon din atmosfera creeaza un efect de sera care asigura o temperatura de suprafata relativ constanta. Daca Pamantul ar avea dimensiuni mai mici, o atmosfera mai subtire ar duce la temperaturi extreme care sa nu permita acumularea apei decat in calotele glaciare din jurul polilor (asa cum se intampla pe planeta Marte).

Distanta dintre Pamant si Soare si combinatia dintre radiatia solara primita si efectul de sera al atmosferei asigura ca suprafata sa sa nu fie nici prea rece si nici prea fierbinte pentru apa lichida. Daca Pamantul ar fi mai departat, apa ar ingheta, iar daca ar fi mai apropiat de Soare, temperatura de suprafata mai ridicata ar impiedica formarea calotelor glaciare, sau ar cauza existenta apei doar sub forma de vapori. În primul caz, Pamantul ar absorbi mai multa energie solara din cauza albedoului redus al oceanelor, iar in al doilea ar rezulta un efect de sera scapat de sub control si conditii neospitaliere similare celor de pe planeta Venus.

S-a propus ca insasi viata pastreaza conditiile care i-au permis existenta. Temperatura de suprafata a Pamantului a fost relativ constanta de-a lungul erelor geologice in ciuda variatiilor radiatiei solare, lucru care ar indica existenta unui proces dinamic ce guverneaza temperatura Terrei printr-o combinatie de efect de sera si albedou atmosferic si de suprafata. Aceasta propunere poarta numele de Ipoteza Gaia.

Utilizarea apei de catre oameni

Toate formele de viata cunoscute depind de apa. Apa este o parte vitala in multe din procesele metabolismului din interiorul organismului. Cantitati semnificative de apa sunt utilizate de organism in digestia hranei. (Nota: unele bacterii si seminte de plante pot intra intr-o stare criptobiotica pentru o perioada nedeterminata, atunci cand sunt dezhidratate, ca apoi sa revina la viata cand reajung intr-un mediu umed.)

Aproape 72% din masa corpului uman fara grasimi este apa. Pentru o buna functionare, corpul necesita intre doi si sapte litri de apa pe zi pentru a evita dezhidratarea, cantitatea exacta depinzand de nivelul de activitate, temperatura, umiditate si alti factori. Nu este cunoscuta cu exactitate cantitatea de apa necesara a fi consumata de o persoana sanatoasa. Oricum, pentru cei care nu au probleme de rinichi este dificil sa bea prea multa apa, dar periculos sa bea prea putina, mai ales intr-un ambient cald si umed sau in timpul exercitiilor fizice. Se intampla totusi ca oamenii sa consume mult mai multa apa in timpul exercitiilor fizice decat este necesar, expunandu-se astfel riscului de intoxicatie cu apa, care de cele mai multe ori este fatala. 'Obligativitatea' consumarii a opt pahare de apa pe zi de o persoana, nu este argumentata stiintific.

Dieteticienii si nutritionistii spun ca aceasta este cantitatea de apa recomandata a fi consumata pe zi - in engleza RDI (Recommended Daily Intake). [1]. Ultimele rapoarte referitoare la regimul alimentar ale Consiliului National de Cercetare National Research Council recomanda un consum pentru femei de 2,7 litri de apa in total (incluzand si sursele de apa din alimente) si, respectiv, 3,7 litri pentru barbati . Apa se pierde din organism prin urina si fecale, prin transpiratie si prin respiratie (expiratie de vapori).

Corpul uman are nevoie de apa care nu contine prea multa sare sau alte impuritati. Printre impuritatile frecvent intalnite se numara chimicalele si/sau bacterii periculoase, cum ar fi crypto sporidium. Unele substante sunt insa acceptabile si chiar necesare ca si prezenta in apa pentru intensificarea gustului si pentru asigurarea necesarului de electroliti

Apa ca o sursa pretioasa

Datorita cresterii populatiei mondiale si a altor factori, tot mai putini oameni beneficiaza de apa potabila. Problema apei poate fi rezolvata prin cresterea productiei, o distributie mai buna, si nerisipirea resurselor deja existente. Din acest motiv, apa este o resursa strategica pentru multe tari. Au existat de-a lungul timpului mai multe conflicte pentru accesul la apa si controlul acesteia.O cronologie a conflictelor legate de apa Expertii prevad mai multe conflicte viitoare din cauza cresterii populatiei mondiale si cresterii contaminarii prin poluare si incalzire globala.

Raportul UNESCO despre dezvoltarea apei (WWDR, 2003) din cadrul Programului de Evaluare a Apei pe Plan Mondial arata ca, in urmatorii 20 de ani, cantitatea de apa potabila disponibila va scadea cu 30%. 40% dintre locuitorii lumii nu au apa curata suficienta pentru o igiena minimala. Peste 2,2 milioane de oameni au murit in de boli legate de consumul de apa contaminata sau din cauza secetei. În 2004, o organizatie engleza, WaterAid, a raportat ca un copil moare la fiecare 15 secunde din cauza bolilor legate de apa ce ar putea fi usor prevenite.

Se prevede ca apa ar putea deveni pretioasa precum petrolul, lucru care ar face din Canada, ce are aceasta resursa din abundenta, cea mai bogata tara din lume.

În 2005 in SUA preturile mari ale benzinei au provocat ingrijorare si au existat temeri pentru o criza globala, insa consumatorii nu ezitau sa plateasca preturi duble pentru aceeasi cantitate, dar de apa imbuteliata.

Apa potabila este mai valoroasa decat oricand in istoria noastra, fiind folosita extensiv in agricultura si industrie, si primeste din ce in ce mai multa atentie pentru a fi folosita judicios pentru generatiile viitoare.

Regularizarea distributiei apei

Apa potabila este de obicei colectata la izvoare sau este extrasa din puturi artificiale. Construirea mai multor asemenea puturi ar fi o metoda pentru a produce mai multa apa, presupunand ca panza de apa freatica poate sa asigure un debit adecvat. Alte surse de apa sunt ploile si apa din rauri si lacuri. Apa de suprafata trebuie insa purificata inaintea consumului de catre om. Purificarea implica indepartarea substantelor nedizolvate sau dizolvate, precum si a bacteriilor periculoase. Cele mai folosite metode sunt filtrarea cu nisip, pentru indepartarea materiilor nedizolvate, si tratarea cu clor si fierberea pentru uciderea bacteriilor periculoase. Distilarea indeplineste toate cele trei sarcini. Exista si tehnici mai avansate, precum osmoza inversa. Desalinizarea apei sarate din mari si oceane este o solutie mai scumpa utilizata in climatele aride de coasta.

Distributia apei potabile are loc fie printr-un sistem de distributie, fie imbuteliata. În multe tari exista programe de distribuire gratuita a apei in caz de necesitate.

Reducerea risipirii apei, adica utilizarea apei potabile doar pentru consumul uman, ar fi o alta solutie. În unele orase, precum Hong Kong, apa de mare este folosita pe scara larga, de exemplu la toalete, in scopul conservarii resurselor de apa potabila. Poluarea apei ar putea fi cel mai mare consumator inutil de apa, risipind aceasta resursa, indiferent de beneficiile aduse poluatorului. Medicamentele consumate de oameni ajung deseori in canalizare si au efecte negative asupra vietii acvatice daca se acumuleaza si nu sunt biodegradabile.

Impactul apei asupra religiei si filozofiei

Apa este considerata purificatoare in majoritatea religiilor, incluzand hinduismul, crestinismul, islamismul, iudaismul si sintoismul. Spre exemplu, botezul in bisericile crestine este facut cu apa. În plus, o baie rituala in apa pura este facuta celor decedati in multe religii, incluzand iudaismul si islamismul. În islamism, cele cinci rugaciuni zilnice, pot fi efectuate doar dupa spalarea corpului cu apa curata (Wudu).

În sintoism, apa este utilizata aproape in toate ritualurile pentru curatirea unei persoane sau a unui loc. Apa este mentionata in biblie de 442 de ori, respectiv de 363 de ori, in versiunile sale engleze internationale (New International Version sau, ca acronim, NIV) si in cea cunoscuta sub numele de Versiunea regelui James (King James Version). În sectiunea 2 Peter 3:5(b) se afirma textual: 'si pamantul a fost format din apa si de catre apa.' (NIV)

Se crede adesea despre apa ca ar avea puteri spirituale. În mitologia celtica, de pilda, Sulis este zeita locala a apelor termale; in hinduism, apa este personificata ca o zeita sub numele de Ganga. De asemenea, diferiti zei pot patrona diferite izvoare, rauri sau lacuri. În mitologiile romana si greaca, Peneus a fost un zeu-fluviu, unul dintre cele 3.000 de oceanide.

Filozoful antic grec Empedocles a elaborat o intreaga doctrina filozofica (un fel de teorie pre-atomista a lumii) bazata pe cele patru concepte fundamentale ale Universului care erau reprezentate in lumea reala, conform teoriei sale, de patru elemente fundamentale, apa, aer, foc si pamant.

În filozofia clasica chineza, apa, ca element al filozofiei clasice, era unul din cele cinci elemente constituente ale naturii, alaturi de pamant, foc, lemn si metal.

Referinte

OA Jones, JN Lester and N Voulvoulis, Pharmaceuticals: a threat to drinking water? TRENDS in Biotechnology 23(4): 163, 2005

Franks, F (Ed), Water, A comprehensive treatise, Plenum Press, New York, 1972-1982

Property of Water and Water Steam w Thermodynamic Surface

Eight Glasses of Water a Day Myth

PH Gleick and associates, The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Island Press, Washington, D.C. (published every two years, beginning in 1998.)

Apa ca resursa naturala

• Gleick, Peter H.. The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Washington: Island Press.

• Postel, Sandra. Last Oasis: Facing Water Scarcity. New York: Norton Press.

• Anderson. Water Rights: Scarce Resource Allocation, Bureaucracy, and the Environment

• Marq de Villiers. Water: The Fate of Our Most Precious Resource

• Diane Raines Ward. Water Wars: Drought, Flood, Folly and the Politics of Thirst

• Miriam R. Lowi. Water and Power: The Politics of a Scarce Resource in the Jordan River Basin

• Worster, Donald. Rivers of Empire: Water, Aridity, and the Growth of the American West

• Reisner, Marc. Cadillac Desert: The American West and Its Disappearing Water

• Maude Barlow, Tony Clarke (2003). Blue Gold: The Fight to Stop the Corporate Theft of the World's Water

• Vandana Shiva (2002). Water Wars: Privatization, Pollution, and Profit

• Anita Roddick, et al (2004). Troubled Water: Saints, Sinners, Truth And Lies About The Global Water Crisis

Vezi si

• Recircularea apei

Legaturi externe

• Programul Mondial de Monitorizare a apei
• Portalul UNESCO al apei
• UNESCO-IHE Institutul pentru Educatie in probleme legate de apa
• Raportul ONU de Dezvoltare a Apei pe Plan Mondial
• United Nations GEMS/Programul Apei
• Informatii istorice si date legate de apa
• Sa cunoastem apa
• Diagrame de faza a apei
• Pagina problemelor legate de apa si oceane
• Scientific Facts on Water Disinfectants A faithful summary by GreenFacts of a leading scientific consensus report on Drinking Water Disinfectants published by the International Programme on Chemical Safety of the WHO.
• Residential water problems and markets Study paper from Helmut Kaiser Consultancy
• Water markets worldwide Study paper from Helmut Kaiser Consultancy
• World Water Forum
• Water Structure and Behaviour
• WaterAid
• SAHRA-Global Water Newswatch
• Stockholm International Water Institute (SIWI)
• California Water Impact Network (C-WIN)
• BBC: The water debate
• Tap Water Vs Bottled Water - Interesting site providing facts about tap and bottled water.
• E the Environmental Magazine piece on bottled water (Oct 2003).
• International Association for the Properties of Water and Steam
• US Geological Survey: Comprehensive discussion of the water cycle, in many languages
• Why is water blue?

-2007-2008-