Skoro vše o vodě - její význam, zvláštnosti...jak to s vodou vlastně je?

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.