Voda na Zemi
Voda je chemická sloučenina, která se skládá z atomu kyslíku a dvou atomů
vodíku. Teplotu tání má 0° C a teplotu varu 100° C. Voda je všude. V mrazivém
vesmíru, na Zemi, i v tělech organismů. Chtělo by se říci, že je všudypřítomná,
a proto zcela obyčejná, ba až nudná. Není to ovšem pravda.
Naše
planeta je modrá a bílá. Modrá svými oceány a jezery, bílá vodní párou. Plocha
oceánů zabírá 71 % povrchu naší Země. Voda v nich je slaná a k pití
nepoužitelná. Sladké vody máme k dispozici jen 3 % z celkové vodní zásoby a z ní
je navíc 69 % zmraženo v ledovcích. Dalších 30 % je voda podzemní a 1 % voda
povrchová a atmosférická. Voda je základní podmínkou života. Život, tak jak jej
známe ze Země, vznikl ve vodě a voda je pro něj nepostradatelná. Probíhají v ní
veškeré chemické děje v organismu. Lidské tělo obsahuje až 90 % vody, rostliny
kolem 70 %. Ztráta pouhých 20 % tělesné vody je pro člověka smrtelná. Voda je
důležitá pro průmysl, používá se k chlazení, ohřevu, oplachování, k výrobě
nápojů, elektřiny. Je základní surovinou pro živočišnou i rostlinnou výrobu.
Živí obyvatele přímořských států a území velkých jezer, používá se v dopravě.
Voda má zásadní vliv na místní klima. Potíže s nedostatkem pitné vody v
některých částech světa, katastrofální záplavy, znečištění řek a ztráta
biologické rozmanitosti vodních ekosystémů jsou alarmující. Se vzrůstajícími
potřebami lidstvo opomnělo zachovat si to nejcennější, tj. kvalitní životní
prostředí a kladný vztah k němu. Proto Valné shromáždění OSN vyhlásilo 22.březen
každoročním Světovým dnem vody (World Water Day). V tento den si
připomínají nejen vodohospodáři, ale i široká veřejnost, co voda v životě
člověka znamená a co člověk dluží v péči o ni. Snad nejlépe to vyjadřují hlavní
myšlenky Evropské vodni charty.
Evropská vodní charta
Evropská vodní charta byla vyhlášena Evropskou radou (Council of Europe)
dne 6. května 1968 ve Štrasburku. Její obsah přihlíží k Deklaraci EHK o
politice v oblasti ochrany vod před znečištěním (resoluce EHK z roku 1968) a
k mezinárodním normám pro pitnou vodu Světové zdravotnické organizace WHO.
I. Bez vody není života. Voda je drahocenná a pro člověka ničím
nenahraditelná surovina.
Voda se dostává na Zemi z atmosféry ve formě srážek. Přes ledovce, potoky, řeky
a jezera odtéká do moří. Při koloběhu se zadrží část v půdě a v rostlinách.
Vypařováním se vrací do atmosféry. Voda je pro lidi, zvířata a rostliny životně
důležitá, lidské tělo obsahuje 2/3 vody, rostliny 9/10. Člověk potřebuje vodu
jako potravinu, v domácnosti, v hospodářství jako zdroj energie i jako dopravní
prostředek. Dále slouží voda k zotavení, což moderní život stále více a více
vyžaduje.
II. Zásoby sladké vody nejsou nevyčerpatelné. Je proto nezbytné tyto
udržovat, chránit a podle možnosti rozhojňovat.
Stoupající potřeba vody pro obyvatelstvo, zemědělství a průmysl způsobuje stále
větší poptávku. Bude stále těžší uspokojovat tuto potřebu a zároveň zvyšovat
životní úroveň, dokud každý jednotlivec nebude zacházet s vodou šetrně jako s
drahocenným zbožím.
III. Znečišťování vody způsobuje škody člověku a ostatním živým organismům
závislým na vodě.
Voda je životním prostředím četných organismů, které přispívají k udržení
čistoty vody. Jestliže jsou vody přespříliš znečištěny, je životní společenstvo
tak rozrušeno, že jsou poškozeny možnosti samočištění. Povrchové i podzemní vody
musí být chráněny před znečištěním. Každé snížení množství a jakosti tekoucí i
stojaté vody přináší nebezpečí škodlivých následků pro lidi i ostatní živočichy.
IV. Jakost vody musí odpovídat požadavkům pro různé způsoby jejího
využití, zejména musí odpovídat normám lidského zdraví.
Požadavky na vlastnosti vody mohou být rozličné, podle druhu použití (voda
pitná, pro domácnost, zemědělství, průmysl, rybářství, rekreaci). Proto je nutná
péče k udržení vod v jejich přírodním stavu, neboť všechen život ve své
nekonečné rozmanitosti je závislý na dobrém stavu vody.
V. Po vrácení použité vody do zdroje nesmí tato zabránit dalšímu jeho
použití pro veřejné i soukromé účely.
Znečištění je obecně taková změna jakosti vody způsobená člověkem, která
nepříznivě ovlivňuje další využití vody pro průmysl a zemědělství, rybářství,
rekreaci i životní přírodní podmínky. Odstraňování odpadků nebo odpadních vod,
které způsobují fyzikální, chemické nebo biologické znečištění vody, nesmí být
zdravotnickou veřejností dovoleno a musí být udržena schopnost samo čištění
toků. Velký význam zde mají sociální a hospodářská hlediska.
VI. Pro zachování vodních zdrojů má zásadní význam rostlinstvo, především
les.
Je nutné udržet rostlinstvo a zvláště les na potřebných plochách, a kde chybí,
vysazovat je co možno nejrychleji. Lesy hrají velkou roli ve vyrovnání odtoků.
Stejně cenné jsou lesy pro hospodářství a rekreaci.
VII. Vodní zdroje musí být zachovány.
Využitelné množství sladké vody je méně než 1 % celkového množství vody na Zemi.
Mimoto je voda velmi nerovnoměrně rozdělena. Je nezbytné znát zásoby podzemní a
povrchové vody ve vztahu ke koloběhu, jakosti a využití.
VIII. Příslušné orgány musí plánovat účelné hospodaření s vodními zdroji.
Voda je cenná. Správné hospodaření s vodou vyžaduje důkladné plánování, které
musí přihlížet i k potřebě ve vzdálené budoucnosti. To vyžaduje konstruktivní,
vodohospodářskou politiku, která musí řídit přísun vody, dbát o udržení jakosti
a potřebného množství a o vypouštění odpadních vod. Dále sledovat vývoj nových
metod pro využití vody, její opakované použití a čištění odpadních vod.
IX. Ochrana vody vyžaduje zintenzivnění vědeckého výzkumu, výchovu
odborníků a informování veřejnosti.
K výzkumu vod a především použitých vod je třeba všemi způsoby napomáhat.
Informační prostředky by měly být rozšířeny k ulehčení mezinárodního sdělování
výsledků. Mimoto je nutné další školení kvalifikovaných sil v technickém i
biologickém směru.
X. Voda je společným majetkem, jehož hodnota musí být všemi uznávána.
Povinností každého je užívat vodu účelně a ekonomicky.
Každý člověk potřebuje a konzumuje vodu a musí proto brát ohled na ostatní
uživatele. Kdo s vodou bezmyšlenkovitě mrhá, zneužívá darů přírody a jedná proti
společnosti.
XI. Hospodaření s vodními zdroji by se mělo provádět v rámci přirozených
povodí a ne v rámci politických a správních hranic.
Voda, která padá na zem, shromažďuje se v toky podle sklonu území. Řeku, která
je zásobována svými vedlejšími přítoky, je možno srovnat se silně rozvětveným
stromem. Uvnitř tohoto povodí jsou v těsné souvislosti všechna využití
podzemních a povrchových vod. Při všech vodo hospodářských cílech je třeba s
touto skutečností počítat.
XII. Voda nezná hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní
spolupráci.
Mezinárodní problémy, které souvisejí s využíváním vody, musí být v zájmu
udržení množství a jakosti řešeny společně se sousedními státy. Voda nezná
hranic, jako společný zdroj vyžaduje mezinárodní spolupráci.
Vodní zvláštnosti
Ne nadarmo byla a je voda považována za jeden ze čtyř základních elementů, ze
kterých je tvořen náš svět. Pokusila jsem se sestavit několik zvláštních
vlastností vody, bez kterých bychom na Zemi nebyli…
Zvláštnost první
Zhruba
polovina molekul vody nacházející se na Zemi může pocházet z komet a meteoroidů.
Na tom není na první pohled nic divného. Komety a meteory dopadaly na Zemi v
prvních fázích jejího vývoje dost často. Když si dneska do sklenice naberete
vodu, může obsahovat molekulu, která je v přeneseném významu stará přes pět
miliard let. Samozřejmě, že toto tvrzení nelze brát doslova; molekuly vznikají,
zanikají, přijímají elektrony… ale ta prapůvodní byla někde ve vesmíru dávno
předtím, než naše Slunce začalo hřát… Původ vody na Zemi se prý pozná podle
poměru deuteria a vodíku v molekulách. Vodík 11H je prvek,
který má v jádře jeden proton a jeden neutron a v obalu jeden elektron.
Deuterium je také vodík, ale má v jádře dva neutrony. Značí se 21H
nebo někdy D. Od běžného vodíku se liší především atomovou hmotností, která je
přibližně dvojnásobná. V přírodě se běžně vyskytuje, průměrně připadá na jeden
atom deuteria 7 000 atomů normálního vodíku.
Zvláštnost druhá
Voda
na Zemi se účastní tzv. velkého koloběhu. Vypařuje se z oceánů, vítr ji ve formě
mraků zažene nad pevninu, tam naprší, voda se vsákne a po vrstvách nepropustného
podloží teče pod zemí. Pak se někde dostane na povrch ve formě pramene, teče z
kopce, spojuje se do potoků a řek, až doteče do moře. Při tomhle cyklu je voda
filtrována a čištěna, nejen průsakem horninou, ale i výparem a kondenzací.
Vypadá to jako perpetuum mobile, ale není. Ony se totiž někde ty vyloučené
nečistoty skladují… v zemi a v atmosféře. A jednou se může stát, že se tento
filtr zanese a přestane fungovat. Pokud někdo náhodou pracujete ve
vodohospodářství, jistě mi dáte za pravdu, že taková čistička vody je velice
složité, nákladné, monstrózní zařízení… Potřebuje hodně místa, používá chemii,
odkalovací nádrže, různé bazény, odebírá elektřinu… A Země tohle všechno dělá za
nás a zadarmo.
Zvláštnost třetí
Z
běžného života máme tak nějak zafixováno, že látka v pevném stavu je hustší než
stejná látka ve stavu kapalném, a tudíž se v kapalině potopí. Ne tak ovšem voda
– ledové kostky ve sklenici plavou! Je to způsobeno tím, že voda má největší
hustotu při 4° C a na obě strany od této teploty se její hustota postupně
snižuje. To mimo jiné způsobuje, že studenější voda v rybníku stoupá k hladině,
kde zamrzne. U dna se vytvoří vrstva vody s teplotou kolem oněch zmiňovaných 4°
C, ve které přezimují vodní živočichové. Také podzemní voda se automaticky
ochlazuje na teplotu blízkou 4° C. Při této teplotě zahyne hodně choroboplodných
zárodků, baktérií, sinic a voda tak zůstane pěkně čistá. Vzpomeňte si, že
potraviny, které bakterie obsahují, se také skladují při této teplotě – mléko,
jogurty, droždí… protože pak bakterie nepřebují a potravina zůstane v původním
stavu. Větší objem vody v pevném stavu též způsobuje zvětrávání hornin a kypření
půdy.
Zvláštnost čtvrtá
Ve
škole jsme se učili, že prvky stojící v periodické tabulce ve sloupci pod sebou
mají obdobné vlastnosti. Molekula vody se skládá z prvků vodíku a kyslíku – H2O.
Vlastnostmi podobná sloučenina by tedy mohl být třeba sirovodík H2S.
Jenomže není. Mohou za to vodíkové můstky. Voda je vytváří, sirovodík ne. Z
tohoto důvodu se sirovodík vaří už při -86°C, voda až při +100° C. Rozpětí
teplot vody v tekutém skupenství, 0° C až 100° C, je pro nás ideální. A nejen
pro nás, i pro jiné živé organismy – při jiných teplotách by rostliny nedokázaly
čerpat vodu a živiny, neprováděly by fotosyntézu, nevyráběly kyslík. Bílkovinné
organismy by se buď vysrážely vařením, nebo by jim v mraze popraskaly buněčné
stěny. Vodíkové můstky jsou slabé interakce (přitažlivé síly), které působí mezi
atomem vodíku, ochuzeného o elektrony a jiným atomem, který má elektronů
přebytek. K ochuzení atomu vodíku dochází ve spojení se silně elektronegativním
atomem, zejména s kyslíkem. Ten si pak přitáhne oba elektrony sdílené ve vazbě s
vodíkem na svou stranu. Vodíkový konec molekuly tak vykazuje částečně kladný
náboj, kdežto kyslíkový konec molekuly vykazuje náboj záporný. Mezi těmito dvěma
náboji v různých molekulách pak může vzniknout přitažlivá síla – vodíkový
můstek. Pokud je takových interakcí mezi molekulami více, dokážou silně ovlivnit
chemické i fyzikální vlastnosti, jak jsme si výše ukázali. V biologických
molekulách hrají vodíkové můstky velkou roli při prostorovém uspořádání molekul
třeba v bílkovinách a zejména pomáhají zajišťovat prostorovou strukturu DNA a
komplementaritu jejích bází.
Zvláštnost pátá
Vlastnost,
kterou se zde chystám popsat, není typická jen pro vodu, ale závažně ovlivňuje
dostupnost vody pro živé organismy. Jedná se o povrchové napětí. V praxi tento
efekt způsobuje, že se povrch kapaliny chová jako tenká pružná fólie a snaží se
vytvarovat tak, aby zaujímal co nejmenší plochu při daném objemu. Vybavte si
třeba vodoměrky tančící po hladině nebo kapičky rosy na stéblech trávy – za to
může povrchové napětí. A jelikož je povrchové napětí závislé na přitažlivých
silách mezi molekulami v kapalině, opět nám zde do hry vstupují vodíkové můstky,
takže má voda zase jiné hodnoty, než by normálně měla mít. Dalším praktickým
důsledkem povrchového napětí jsou kapilární jevy. Když zasuneme do kádinky s
vodou úzkou trubičku, voda v ní vyšplhá výše, než je hladina vody v kádince.
Tomuto jevu se říká kapilární elevace. Zjednodušeně se dá říci, že v případě
vody jsou přitažlivé síly mezi vodní hladinou a stěnou trubičky silnější než
pouze ve vodě, takže voda šplhá po stěně kapiláry vzhůru proti působení
gravitace! Kapilární elevace umožňuje vzlínání vody půdou, a tím i její
transport ke kořenům rostlin. V rostlinách se zase kapilární jevy spolupodílí s
osmotickým tlakem na rozvedení vody až do koruny stromu.
Zvláštnost šestá
Přírodní
voda sama sebe umí štěpit na ionty. A nejen sebe, ale i ostatní látky v ní
rozpuštěné. Taková voda pak vede dobře elektrický proud. Na živé organismy má
pak voda s obsahem iontů příznivý účinek – tělo může ionty lehce využít bez
jejich předchozího štěpení. Nemám teď na mysli minerálky s velkým obsahem
vápníku, sodíku a draslíku a dosycované obrovskými kvanty oxidu uhličitého.
Zmínila bych spíš přirozené vývěry pramenité vody, studánky. Ke každé studánce
se váže nějaká pověst o zázračných vlastnostech dané vody, o nemocech, na které
je dobrá. Pochybuji, že by si to místní lidé vymysleli. Pramenitá přírodní voda
je zkrátka prospěšná a při celkově zdravém životním stylu se to projevit musí.
Falka
Zpět na stránky Zdraví,
výživa, ekologie a co s tím souvisí
