Apa si proprietatile ei

Apa este un factor indispensabil organismului uman. Inca din cele mai vechi timpuri asezarile umane au fost de-a lungul raurilor sau pe malul marilor.Necesarul zilnic de apa al omului este aproximativ de 1.5-2 litri consumata ca atare ,dar pentru curatenia corporala omul foloseste zilnic aproximativ 40litri de apa.Organizatia Mondiala a Sanatatii considera ca optim pentru acoperirea acestor nevoi ,o cantitate de 100 litri in 24 ore.

Apa folosita de om trebuie sa intruneasca anumite proprietati organoleptice fizice si chimice.Aceste proprietati pot fi determinate cu ajutorul analizei fizico-chimice a apei.In acest sens , unele determinari se fac la locul de recoltare ,astfel:

determinarile organoleptice (gust,miros ),determinarea temperaturii, fixarea oxigenului dizolvat si a hidrogenuluisulfurat ,determinarea clorului rezidual,a bioxidului de carbon liber si agresiv,determinarea de Ph.

determinarea turbiditatii, a suspensiilor,determinarea reziduului,determinarea fosfatilor a oxidabilitatii a formelor de azot,determinarea fierului, a durabilitatii temporare ,a manganului.

Determinarea alcalinitatii si aciditatii,determinarea duritatii totale a calciului si magneziului,determinarea fluorului.

Proprietatile organoleptice ale apei sunt reprezentate de acele caracteristici care impresioneaza organele noastre de simt.,adica gustul si mirosul apei.

Gustul apei este dat de continutul in substante chimice si in preimul rand de sarurile minerale si de gazele dizolvate (oxigenul si bioxidul de carbon).Excesul sau carenta unora dintre aceste componente poate imprima apei un gust neplacut(fad ,salciu,amar,dulceag).

Mirosul apei este legat de asemenea de prezenta in exces a unor elemente naturale sau provenite prin purificarea apei,ca si din unele transformari la care sunt supuse in apa anumite substante chimice mai ales poluante.

Atat gustul cat si mirosul apei, desi au ca principala caracteristica un mare grad de subiectivitate ,totusi au din punct de vedere sanitar,o valoare deosebita.In primul rand influienta lor asupra utilizarii apei este hotaratoare ,poate duce la excluderea folosirii apei respective.Gustul si mirosul apei pot servi si ca indicatori de poluare a apei.

Apa potabila nu trebuie sa aiba miros caracteristic si trebuie sa aiba un gust placut.In caz contrar apa poate prezenta subtante poluante care sunt daunatoare sanatatii.Prezenta substantelor poluante in apa poat fi evidentiate prin culoare apei.Chiar si temperatura apei poate fi un indicator indirect de poluare ,mai ales pentru apele subterane ,unde se stie ca temperatura este constanta.Varitia acestei temperaturi insa ,paralel cu variatia temperaturii aerului ,indica existenta unei comunicari cu exteriorul si deci posibilitatea de patrundere in sursa de apa a poluantilor din afara.

Astazi exista o preocupare continua la nivel national si mondial de inbunatatire continua a calitatii apei potabile.In unele tari din vestul Europei se urmaresc 45 de indicatori referitor la calitatea apei ,iar normele Comisiei Economice Europene (C.E.C.)aprobate in 1980,recomanda urmarirea continua a 62 de caracteristici ale apei potabile.

Planul mondial de supraveghere a calitatii apelor face parte din "Sistemul mondial de supraveghere a mediului inconjurator (G.E.M.S.)"initiat prin Prgramul Natiunilor Unite, prevede urmarirea calitatii apelor prin trei categorii de parametri:

a)parametri de baza-temperatura

-pH

-conductibilitate

-oxigen dizolvat

-colibacili

b)parametri indicatori ai poluarii persistente:

-cadmiu

-mercur

-compusi organo-halogenati

-compusi organo -metalici

-uleiuri minerale

c)parametri obtionali:

-carbon organic total

-consum biochimic de oxigen

-metale grele

-arsenic

-bor

-sodiu

-cianuri

-uleiuri

-streptococi

In toate tarile dezvoltate controlul poluarii apelor constituie o preocupare permanenta,deoarece calitatea apei contribuie la sanatatea natiunilor.

In tara noastra ca in toate tarile lumii ,exista legi speciale in lupta impotriva poluarii apelor .La Stokholm in anul 1972 a fost prima conferinta mondiala pentru protectia mediului inconjurator iar ONU a lansat "Programul Natiunilor Unite pentru Mediul Inconjurator",prin care s-au initiat o serie de actiuni pentru ameliorarea situatiei existente si promovarea calitatii apei inclusiv a celei din mari si oceane.

Contradictia dintre tarile bogate si cele sarace se reflecta in acest element vital alvietii si dezvoltarii care este apa ,aducand decalajul si asa enorm intre bogati si saraci.Dupa statistici recente in tarile sarace 3 din 5 persoane au acces la apa potabila ,75%dintre locuitori nedispunand de instalatii sanitare cu minim de igiena. Astfel s-a constatat ca datorita consumului de apa nepotabila ,in tarile sarace mor anual circa 15 milioane de copii in varsta de pana la 5 ani.De aceea O.N.U. conchide ca principala preocupare a societatii in prezent si in viitor va trebui sa fie reprezentata de evitarea sau limitarea poluarii apei ca prima actiune de mentinere a actualelor surse naturale ale omenirii.

Ph-ului apei

Ph-ul apelor variaza putin fata de ph-ul neutru datorita prezentei CO2 ,bicarbonatilor si carbonatilor.apele dure au ph-ul mai ridicat comparativ cu apele moi.ph-ul apelor rezidualepoate fi acid sau alcalin si constituie o cauza a perturbarii echilibrului biologic al bazinului receptor, impiedicand desfasurarea normala a procesului de autopurificare. Pentru determinarea ph-ului apei se folosesc metode colorimetrice sielectrorimetice.

Duritatea apei

Duritatea apei este data de prezenta tuturor cationilor din apa in afara de cationii metalelor alcaline. Deoarece ionii de calciu si magneziu se gasesc in apa in cantitate mult mai mare fata de ceilalti cationi, determinarea duritatii va consta din determinarea concentratiei acestor ioni. Apele dure sunt neplacute la gust; la fierberea apei sarurile in exces se depun pe vase, cazane, conducte si/sau impiedica o buna fierbere a legumelor; cu sapunul dau saruri insolubile fiind neeconomice. Apele moi sunt incriminate de producerea unor afectiuni cardio-vasculare.

Duritatea apei este de doua feluri: duritate temporara sau carbonata, data de bicarbonatii de calciu si magneziu prezenti in apa si duritatea permanenta sau necarbonata data de celelalte saruri de calciu si magneziu (azotati, sulfati, cloruri, fosfati etc).

Suma celor doua duritati formeaza duritatea totala . Duritatea excesiva a apei are implicatii de ordin economic.

Conventional , duritatea se exprima in grade de duritate care pot fi grade germane (1 grad = 10 mg CaO) sau grade franceze (1 grad = 10 mg CaCO3). La noi in tara,exprimarea duritatii se face in grade germane.

Deficitul de oxigen din apa

Deficitul de oxigen este diferenta dintre cantitatea de oxigen dizolvata in apa in conditii de saturatie si cantitatea de oxigen gasita in proba de apa analizata. El are mare importantai n caractizareas anitara a unei ape; cu cat deficitul de oxigen este mai mare cu atat nivelul poluarii apei este mai crescut si pericolul pentru sanatatea consumatorilor mai ridicat.

Metode de laborator utilizate in dezinfectia apei

Poluarea microbiana a apei are drept consecinte transmiterea hidrica a unei mare numar de boli infectioase , de cele mai multe ori cu caracter epidemic.

In vederea inlaturarii acestui pericol, s-au elaborat diferite metode de reducere a germenilor ca, sedimentarea simpla sau dupa prealabila coagulare, filtrare prin nisip, pamant cu infuzorii, antracit, microstrecurare etc., toate insa cu eficienta limitata .

Dezinfectia apei se poate realiza atat prin mijloace fizice ca utilizarea radiatiilor ultraviolete, a ultrasunetelor, a radiatiilor ionizate, fierberea distilarea, filtrarea apei etc. ,cat si prin mijloace chimice, ca folosirea clorului si a compusilor sai (substante clorigene ), ozonului, argintului, bromului, iodului, permanganatului si alte asemenea substante.

Mijloacele chimice de dezinfectare a apei trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditi pentru a fi corespunzatoare:

-sa fie eficiente, adica sa aduca apa la conditiile de potabilitate;

-sa nu modifice calitatile apei si in primul rind cele organoleptice;

-sa nu lase in apa substante cu actiune nociva asupra consumatorilor;

-sa fie usor de manipulat, sa nu prezinte pericol pentru cei care le manipuleaza;

-sa fie cat mai economice.

Cea mai utilizata metoda este folosirea clorului cunoscuta sub numele de clorurare(clorinare sau clorizare). Mecanismul de actiune se bazeaza pe proprietatea oxidanta a clorului , care in contact cu apa formeaza acidul hipocloros care in functie de ph se descompune in oxigen atomic sau ion hipoclorit :

Cl2+H2O HOCl+HCl

HOCl O+HCl sau HOCl ClO‾ + H

Mecanismul biologic consta in blocarea unor enzime bacteriene cu precadere cele sulfhidrice, si distrugerea germenilor. In general bacteriile care au echipament enzimatic mai dezvoltat sunt mai sensibile decat virusurile.

Eficienta dezinfectiei nu depinde numai de numarul si felul germenilor din apa ci si de alte conditii dintre care unele tin de clor iar altele de calitatea apei.

Apa este un compus cu rol primordial in natura, industrie, agricultura, constructii etc.

In natura apa are o importanta biologica deosebita reprezentind baza structurala si functionala a fiintelor vii.

Apa potabila : ca si aerul este vitala pentru om. Un om consuma in medie 2 litri de apa pe zi. Fara apa, omul nu poate supravietui mai mult de cateva zile. In apa potabila se gasesc dizolvate pana la 0,5 g/l saruri minerale si mici cantitati de aer.

Apa minerala : contine saruri minerale si dioxid de carbon. Ea este recomandata mai ales in timpul verii, cand prin transpiratie omul pierde o mare cantitate saruri minerale.

Anomalia apei :  Toate substantele se contracta atunci cand temperatura lor scade, ceea ce duce la micsorarea volumului pe care il ocupa in spatiu. Daca introducem o substanta aflata in stare solida intr-un vas in care aceeasi substanta se gaseste in stare lichida, vom observa ca cea solida se scufunda in cea lichida. Apa este singura substanta intalnita in natura care face exceptie la aceasta regula. Daca temperatura apei scade pana la 4 grade C, aceasta se comporta la fel ca celelalte substante : isi micsoreaza volumul in timp ce densitatea sa creste. Anomalia se petrece la temperaturi mai mici de 4 grade C: volumul incepe sa-i creasca, densitatea sa scada, iar la 0 grad C, apa ingheata; insa pana in acest moment, densitatea ei este suficient de mica si volumul suficient de mare pentru a fce ca gheata sa pluteasca pe apa si sa nu se scufunde.

Apa ca solvent: multe din substantele compuse ce sunt necesare vietii pot fi dizolvate in apa. In timpul formarii si deplasarii in atmosfera a picaturilor de ploaie, hidrogenul, oxigenul si dioxidul de carbon sunt gaze ce se dizolva in aceste picaturi. De asemenea, toate plantele isi extrag substantele hranitoare din apa in care acestea sunt dizolvate.

Nu incape nici o indoiala, ca dintre toate substantele care intra in corpul omenesc si in cel al animalelor, apa sta pe primul loc in ceea ce priveste cantitatea.

Filozoful Claude Bernard este primul care a incercat, inca din secolul trecut sa calculeze proportia de apa din organismul uman.Cum a procedat?El a cantarit mumiile egiptene-care erau complet dezhidratate.Apoi a comparat greutatea acestor mumii cu greutatea unor oameni vii de aceeasi inaltime si cu trasaturi fizice cat mai asemanatoare mumiilor respective.Prin acest procedeu,el a determinat ca apa are o proportie de 90% in organismul uman.Cifra este prea ridicata.Acest lucru se explica pentru ca uscarea prelungita a mumiilor a dus si la pierderea unor substante din corpul lor alaturi de apa.

Ulterior s-au facut cercetari mai precise, care au aratat nu numai cata apa este in organismul uman, dar si chiar cata apa contin tesuturile din care este alcatuit.In medie, un om care cantareste 65 de kilograme poate fi sigur ca aproximativ 41 de kilograme (63-70%) din organismul sau este apa.Aceasta proportie este valabila si pentru alte animal: caine, pisica, iepure, in general animalele cu sange cald au aceeasi proportie de apa in organism ca si omul si mai mult au aceeasi proportie de apa in tesuturi ca si omul.

Rolul apei in organism

Apa reprezinta un excelent dizolvant pentru multe substante si este mediul in care se desfasoara cele mai multe reactii chimice legate de metabolismul substantelor si deci de viata.Rolul apei in organismul uman este foarte mare.Chimistii stiu foarte bine ce se intampla cand vor ca doua substante sa reactioneze intre ele.De exemplu dincarbonatul de sodiu si sulfatul de cupru (piatra vanata) va rezulta carbonat de cupru si sulfat de sodiu.Daca se amesteca cele doua pulberi pur si simplu aceasta reactie nu va avea loc.Este nevoie ca substantele sa fie dizolvate in prealabil in apa pentru ca reactia sa aiba loc.

In organismul uman au loc numeroase reactii chimice care dau nastere la caldura, energie si la metabolismul necesar vietii.Aceste reactii au nevoie de un mediu apos, altfel substantele nu se pot desface in ioni, iar reactiile nu pot avea loc.

Pe langa aceasta apa insasi este un lectrolit slab, care se disociaza in ion de hidrogen (H⁺) si hidroxil (OH^-).Aceiasi ioni au proprietati catalitice, ei accelerand un numar considerabil de reactii care in mod normal ar dura zile intregi, in prezenta ionilor reactiile au loc in cateva secunde.

Apa are si proprietatea de a acumula si de a degaja caldura prin evaporare.Aceste insusiri ale apei au un rol foarte important in fiziologia termoreglarii.La temperaturile ridicate ale verii organismul uman primeste mult mai multa caldura decat are nevoie.Daca caldura nu s-ar elimina organismul ar avea mult de suferit.Din fericire organismul dispune de o serie de mijloace de eliminare a caldurii.Schimbarea apei din stare lichida in stare gazoasa presupune o pierdere de caldura de la corpul unde se afla apa.In corpul omenesc fiecare gram de apa evaporate de pe suprafata pielii (transpiratie) la temperatura camerei inlesneste pierderea a 580 de calorii mici.

Introducerea si eliminarea apei din organism

Apa este introdusa in organism sub forma de bauturi impreuna cu alte alimente.Intr-adevar, in afara de apa pe care o bem, o cantitate de apa se formeaza in organism prin oxidarea diferitelor alimente.

Multa lume considera ca daca mananca o paine, o friptura, o prajitura sau o legume nu itroduc in organism nici o picatura de apa.Acest lucru este gresit.S-a constatat ca prin completa oxidare a 100 grame de grasime se formeaza 107 grame de apa, din 100 gramede amidon se formeaza 55 de grame de apa, din 100grame de albumila se formeaza 41 de grame de apa.Dintr-un alt punct de vedere alimentele contin o insemnata cantitate de apa impreuna cu alte substante hranitoare.De regula fructele si vegetalele contin peste 90 apa, iar alimentele pe care le numim uscate (painea, carnea) contin intre 60 si 85% apa.Orice aliment pe care l-am considera contine o cantitate apreciabila de apa, in afara cantitatii de apa care se formeaza prin oxidarea alimentului respectiv.

Apa luata din stomac si din intestine este transportata de sange in tot organismul si este retinuta de tesuturi.Rezerva de apa aorganismului o constituie in special muschii si pielea, datorita volumului lor.Pe langa acestea si celelalte organe si parti ale corpului omenesc au in compozitia lor o cantitate insemnata de apa (ficatul, creierul, plasma sanguina, celulele, plamanii).

In mod normal organismul uman are nevoie zilnic de 2 litri si jumatate de apa, dar uneori aceasta nevoie poate sa se ridice pana la zeci de litri de apa.Intrebarea este de ce e nevoie sa schimbam apa ?Este limpede ca daca eliminam apa trebuie sa o si punem inapoi.Dar de ce sa o eliminam ?.

Apa se elimina din organism in primul rand prin rinichi (1 litru si jumatate pe zi).De fapt pierderea aceasta variaza intre 0,6 si 2 litri pe zi.In unele cazuri se pot atinge valori foarte mari.Astfel, in boli cum ar fi diabetul pot fi eliminate cantitati uriase de urina(8-10litri pe zi).

Rinichii au un rol foarte important ; ei extrag din sange toate substantele nefolositoare sau daunatoare organismului, pe care acesta le-a adunat din tesuturi si organe.Pentru a arunca afara aceste substante este neaparat nevoie de apa, in care aceste substante sunt dizolvate.Restul apei se elimina prin plamani, sub forma de vapori(~400cm²), prin intestine (100-200cm²) si prin piele (500cm²).

O mare parte din apa se pierde prin plamani.La caini, care sunt lipsiti de glande sudoripare, evaporarea apei se produce prin gura, prin plamani si prin caile respiratorii.Aceasta pierdere a apei este marita prin gafaire.In acest fel cainele reuseste sa faca fata vara la marea cantitate de caldura.

In respiratia accelerata la om, in timpul muncii sau a altor eforturi fizice, cantitatea de apa care se elimina prin plamani creste.Oamenii care muncesc in conditii de temperatura ridicata pot pierde pana la 6-10 litri de apa.

Starea si reglarea metabolismului apei

Multi oameni si-au pus intrebarea de ce le este sete ?Setea este semnalul lipsei de apa in organism.Celulele din diferite tesuturi ajung la un moment dat sa nu mai aiba destula apa.Acest lucru de intampla mai ales vara.Celelale anunta creierul despre lipsa apei.La nivelul cerebral informatia este prelucrata si se formeaza senzatia de sete, care ne obliga sa bem apa.

Cat timp poate sa traiasca o vietuitoare fara apa ?Aceasta variaza mult de la o specie la alta.Unele specii, cum sunt molii sau serpii au o rezistenta foarte mare la lipsa apei.La fel si camilele au o rezistenta buna la dezhidratare.Insa majoritatea animalelor nu po suferi lipsa indelungata a apei.Oamenii pirduti in desert fara apa, supravietuiesc cel mult 3 zile.

Metebolismul apei este influentat de multe glande cu secretie interna (tiroida, glandele suprarenale, glandele genitael, pancreasul, ficatul), dar organul cel mai important care regleaza metabolismul apei este hipofiza (o glanda ce se situeaza sub creier).Hormonul lobului posterior al hipofizei -pituitrita-provoaca o diuree puternica (cresterea cantitatii de urina).

Scoarta creierului are un rol foarte important in reglarea introducerii, folosirii si eliminarii apei din organism.Ca organ coordonator scoarta creierului intervine in toate aceste procese.

Astfel viata devine indisolubil legata de apa.

Cantitatea de apa din componentele lichide ale corpului omenesc :

Plasma sanguina 3litri

Lichid interstitial      14litri

Apa din celule      29litri

Procente de apa in corpul omenesc :

Creier.75%      Muschi....... 75%

Plamani......80% Sange......83%

Inima.......79%      Splina......75%

Rinichi.....82%

Oase........22%