Apa - resursă fundamentală

Apa si omul

Apa a fost şi este un element central în viaţa societăţii umane, aşezările şi civilizaţia înflorind în prezenţa resurselor de apă şi pierind adesea odată cu dispariţia sau degradarea acestora. Apa poate fi atât factor pozitiv cât şi negativ de dezvoltare, poate fi mijloc şi obiect de muncă, este o resursă reînnoibilă dar de neînlocuit. Colectivităţile umane necesită apă pentru un spectru de nevoi mult mai larg decât alte vieţuitoare şi deţin în bună măsiră controlul resurselor de apă, pe care le utilizează în interesul propriei specii. Nevoi ale colectivităţilor umane sunt în primul rînd sunt nevoile directe pentru populaţie (70-360 l/zi): Nevoi gospodăreşti / individuale cum sunt cele pentru asigurarea nevoilor fiziologice de aport hidric zilnic (2,5 l/zi), pentru asigurarea igienei personale, pentru întreţinerea curăţeniei locuinţei (40-280 l/zi), pentru spălarea alimentelor, pentru prepararea hranei... Urmează nevoi publice al comunităţii: consum divers de apă din unităţi sanitare, de cultură şi educaţie, de deservire etc. (25 - 60 l/zi), nevoi pentru stingerea incendiilor şi alte nevoi excepţionale; Avem apoi nevoile pentru activităţile economice ale colectivităţilor umane: Nevoi pentru industrie ( ape de răcire, pentru generare de energie electircă ex. în hidrocentrale, în procese tehnologice ca solvent sau reactant etc.), nevoi pentru zootehnie, pentru piscicultură, pentru stropiri şi irigaţii în agricultură, nevoi pentru transport (navigaţie) etc.

Apa si biosfera

Apa este un element indispensabil vieţii, pentru toate organismele şi ecosistemele, datorită largii răspândiri şi calităţilor deosebite pe care le are. Diversele teorii ale apariţiei vieţii pe pământ acordă apei un rol central, majoritatea considerând oceanul primul şi pentru miliarde de ani singurul leagăn al vieţii. Echilibrul natural este adesea perturbat de om, din cauza favorizării unor specii şi distrugere a altora, direct sau indirect prin modificările aduse mediului. Dar echilibrul ecologic este un echilibru dinamic, şi compoziţia cantitativă şi calitativă în specii evoluează în timp şi spaţiu, chiar fără influenţa omului, cu modificări ciclice sau ireversibile, echilibrul fiind doar pe ansamblu şi în dinamică. Ba mai mult, "teoria catastrofelor" afirmă că evoluţia ecosistemelor nu este liniară ci cu salturi determinate de evenimente majore climatologice sau de altă natură, iar în cazul particular al apelor de inundaţii, care sunt un element natural necesar evoluţiei naturale. De aceea, decelarea procentului contribuţiei omului la modificările din ecosistemele acvatice şi evaluarea semnificaţiei şi consecinţelor ecologice este o problemă complexă şi dificilă. Nu orice modificare naturală sau indusă e dăunătoare şi nu orice situaţie staţionară înseamnă un mediu în bună stare ecologică. De aceea, relaţia apei cu biosfera trebuie cunoscută mai în detaliu.

Apa privita de aproape

După ce am văzut câtă apă există pe Terra, cum e repartizată şi cum circulă la nivel global, e timpul să privim apa mai de aproape, începând chiar de la nivel de moleculă, pentru a înţelege apoi caracterele ei speciale fizice şi chimice, care stau la baza rolului biologic atât de deosebit al apei. Apa este o substanţă chimică, cu formula chimică H2O. Mult timp s-a crezut că apa este o substanţă primară ce nu poate fi descompusă în elemente; abia în 1781 Cavendish a infirmat această teorie, sintetizând artifical apă din oxigen şi hidrogen, iar Lavoisier a descompus apa în cele două gaze componente, trecând vaporii de apă printr-un tub incandescent. Apa este o moleculă formată din doi atomi de hidrogen şi un atom de oxigen. Ca raport volumic avem 2:1 dar ca procent masic în apă este 11,11 % hidrogen şi 88,89 % oxigen. Cei doi atomi de hidrogen sunt legaţi de oxigen prin legături polare covalente. Polaritatea permite ca moleculele să se lege între ele prin legături tip punte de hidrogen. DIstanţa între atomul de oxigen şi cel de hidrogen este de 0,096 nanometri. Cei doi nuclei de hidrogen stau faţă de oxigen sub un unghi de 104,50, astfel că molecula are o formă triunghiulară. Masa moleculară relativă a apei este 18, mai exact 18,01534. Energia de ionizare a moleculuei de apă este 12, 63 eV (electronvolţi). Un gram de apă pură conţine 10-7 grame de ioni H+. Apa are şi în stare lichidă un caracter parţial ordonat, formând asociaţii efemere în care o moleculă poate fi înconjurată de până la 6 alte molecule, formând efemere octaedre deformate. Densitatea maximă (1000 kg / m3) este la 40C (mai exact la 3,980C). La presiune atmosferică normală, apa fierbe la 1000C şi îngheaţă la 00C. Tensiunea superficială a apei este foarte mare. Capacitatea calorică e de 4,1781 kJ/kg/K la 200C iar căldura specifică de topire 333,3 kJ/kg şi de evaporare 2257 kJ/kg.