DANE INFORMACYJNE

2. DANE INFORMACYJNE • Nazwa szkoły: • - Gimnazjum Gminne w Siemiatyczach • ID grupy: • - 96/76_MP_G1 • Kompetencja: • - Matematyczno-Przyrodnicza • Temat projektowy: • - Woda cud natury • Semestr/rok szkolny: • - III/2010-2011

3. Woda cud natury

4. Woda jest wielkim darem i skarbem. Z niej wyszliśmy i dzięki niej istniejemy.

5. „POCZĄTKIEM WSZECHRZECZY JEST WODA.” TALES Z MILETU W kulturowej symbolice woda jest jednym z żywiołów (czterech w kulturze europejskiej, lub pięciu w tradycji chińskiej, pięciu w tradycji japońskiej, czy trzech w tradycji celtyckiej). Przeciwstawiana jest ogniowi, powietrzu i ziemi (w Europie), ogniowi, metalowi, drewnu i ziemi (w Chinach), ogniowi, powietrzu, ziemi i piorunowi (w Japonii). W tradycji celtyckiej żywioły to Ziemia, Ogień i Sztorm, woda jest częścią tego ostatniego.

6. Woda symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie (choć bywa także ukazywana jako siła zła, zwłaszcza w przeciwstawieniu wody czystej i brudnej). Woda jest częstym elementem mitów kosmogonicznych. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w mitologii starożytnej Grecji Charon przewoził łodzią duszę zmarłego do Hadesu, gdzie pijąc wodę ze źródła Lete zapominała o minionej egzystencji). W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie (porównaj - chrzest).

7. Nasz organizm składa się aż w 70-75 % z wody (choć u ludzi z dużą ilością tkanki tłuszczowej zawartość wody wynosi zwykle ok. 55%). Podobnie nasza planeta – ok. 75% jej powierzchni pokrywa woda. Spośród wszystkich składników znajdujących się w żywej komórce woda występuje w największych ilościach – zawartość jej waha się w granicach 70 – 98%.

8. Woda jest najbardziej pierwotną i powszechnie występującą substancją. Jest też jedną z najcenniejszych i najważniejszych na Ziemi. Spada na Ziemię, kapie na niej, pluszcze 1398898000000000000000000000 litrów = 1 398 898 x 1021 litrów wody (tj. tysiąc dwieście sześćdziesiąt trylionów), z czego 97,2% znajduje się w oceanach. Życie na Ziemi zależy od wody, a właściwie od deszczu (lub śniegu). Opady wypełniają rzeki i jeziora, pozwalają kiełkować nasionom, dostarczają wszystkim stworzeniom wody pitnej. Aż 80% opadów od razu tonie w rzekach, jeziorach lub oceanach, a tylko 20% wsiąka w ziemię i dołącza do wód gruntowych.

9. WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNO-CHEMICZNE WODY

10. Woda Woda (H2O), to jeden z najczęściej występujących w przyrodzie związków chemicznych, o olbrzymim znaczeniu biologicznym. Charakteryzuje się brakiem zapachu i smaku oraz bezbarwnością. Temperatura wrzenia wody pod ciśnieniem atmosferycznym wynosi 100°C, natomiast temperatura topnienia 0°C. Z obniżaniem temperatury, od około 4°C, gęstość wody maleje.

11. Cząsteczka wody zbudowana jest z dwóch atomów wodoru, połączonych wiązaniem kowalencyjnym z atomem tlenu. Kąt wiązania H - O - H wynosi 104°40'. Cząsteczka wody posiada moment dipolowy. Ta właściwość cząsteczek H2O jest odpowiedzialna za wysoką temperaturę wrzenia (tworzenie się asocjatu* poprzez oddziaływania elektrostatyczne) oraz dobrą rozpuszczalność wielu związków chemicznych w wodzie. * asocjat- nietrwały zespół kilku cząsteczek, powstający na skutek wiązanie się pojedynczych cząsteczek w zespoły cząsteczkowe

12. Właściwości wody fizyczne :-ciecz-bezbarwna-bezwonna-zmienia swoje stany skupienia (stały, ciekły, gazowy) chemiczne:-reaguje z metalami-jest rozpuszczalnikiem dla wielu związków organicznych -nie pali się-nie podtrzymuje spalania

13. Rodzaje wód • Stojące • Płynące • Słone • Słodkie • Powierzchniowe • Gruntowe

14. Wody stojące Wody stojące to takie, które nie mają ujścia. Do wód stojących zaliczamy: wody słodkie, jeziora, wody podziemne, wody śródlądowe, wody powierzchniowe, strumienie.

15. Wody płynące Wody płynące są poruszane przez prądy wodne. Do wód płynących zalicza się min. rzeki, morza, strumienia.

16. Wody słone Woda słona– woda występująca w morzach i oceanach. W wodzie tej jest rozpuszczone tysiące związków chemicznych i prawie wszystkie pierwiastki chemiczne obecne na kuli ziemskiej. Woda morska stanowi ponad 96% wody obecnej w formie ciekłej na powierzchni Ziemi.

17. Wody słodkie Woda słodka - woda zawierająca stosunkowo niewielkie ilości soli (zasolenie poniżej 0,5‰). Całość wody słodkiej na kuli ziemskiej pochodzi z procesów parowania i skraplania (ewentualnie resublimacji). Dostęp do wody słodkiej jest czynnikiem warunkującym życie i przetrwanie wielu gatunków roślin i zwierząt (w tym człowieka).

18. Wody powierzchniowe • Wody powierzchniowe – wody występujące na powierzchni ziemi, łatwe do bezpośredniego ujęcia (czerpania). Dzielimy je na: • słone (morza, oceany), słone jeziora – zajmują 97 procent wód • słonawe (brakkiczne) – wody w ujściach rzek, a także wody Bałtyku • słodkie (większość wód śródlądowych) – zajmują pozostałe 3 procent wód • płynące (rzeki, strumienie)

19. Wody gruntowe • Wody gruntowe – wody podziemne, zalegające na większych głębokościach niż wody zaskórne. Nie podlegają bezpośrednim wpływom czynników atmosferycznych, są przefiltrowane i z tego względu nadają się do użytkowania dla celów spożywczych. Wody te nie podlegają zmianom temperatury w ciągu doby, cechuje je równowaga termiczna. Temperatura ich zmienia się w zależności od pór roku.

20. KRĄŻENIE WODY W PRZYRODZIE • Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem. • Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza następuje skraplanie pary wodnej do postaci małych kropelek, które grupują się w widoczne skupienia chmury. • W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem przemieszczają się nad powierzchnią lądów mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają na ziemię jako deszcz, śnieg lub grad. • Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie. Proces zaczyna się od nowa.

21. Krążenie wody w przyrodzie

22. Stany skupienia: • Stan gazowy - na skutek bardzo małych oddziaływań międzycząsteczkowych cząsteczki gazu mogą swobodnie się przemieszczać. Dzięki temu będą zajmowały całą dostępną im objętość. Na skutek dużych odległości między cząsteczkami gazów gaz charakteryzuje się dużą ściśliwością. • Ciecz - jest najbardziej powszechnym stanem skupienia wody. Oddziaływania między cząsteczkami wody są słabsze wprawdzie od tych w ciele stałym, ale silniejsze niż w gazie. Dlatego ciecz nie będzie zmieniała swojej objętości, ale może zmieniać kształt przyjmując kształt naczynia. • Ciało stałe - ten stan skupienia charakteryzuje się bardzo silnymi oddziaływaniami między cząsteczkami. Jest to przyczyną faktu, że ciała stałe zachowują swój kształt i nie są ściśliwe. W przypadku lodu wodnego atomy wodoru tworzą wiązania wodorowe z atomami tlenu cząsteczek położonych obok. Między poszczególnymi warstwami w kryształach lodu obecne są wolne przestrzenie, które powodują, że lód ma gęstość mniejszą niż woda.

23. MODELOWANIE POWIERZCHNI ZIEMI PRZEZ WODĘ W WYNIKU EROZJI.

24. Erozja • Erozja - procesy zachodzące pod wpływem działalności wody, wiatru, lodowców w ich wyniku powierzchnia Ziemi ulega żłobieniu, materiał skalny przemieszcza się, ścierając podłoże skalne (procesy abrazji), przemieszczanie materiału może być wywołane przez nurty rzeczny (erozja rzeczna), lodowce, wiatr (erozja eoliczne), deszcz, prądy morskie, falowanie (erozja morska).

25. EROZJA RZECZNA Woda , tak jak wszystkie ciecze, może płynąć albo ruchem laminarnym, albo turbulentnym. Przy ruchu laminarnym woda porusza się warstewkami ( laminami ) do siebie równoległymi, które się ze sobą nie krzyżują ani nie mieszają. Przy ruchu turbulentnym tworzą się wiry i cząstki wody przesuwają się w różnych kierunkach. Wody deszczowe działają selektywnie, wymywając tylko najdrobniejszy materiał, strugi deszczowe mogą erodować nawet tak twarde skały jak granity, tworzą w nich podłużne rynny. Inną formą erozji deszczowej są piramidy ziemne , są to wysokie, stożkowe słupy ziemne zbudowane z gliny lub tufu; na ich szczycie znajdują się większe głazy.

26. Dwa główne czynnik wywołują erozję morską, mianowicie ruch wody morskiej spowodowany przez wiatr, czyli falowanie, oraz ruch wywołany przyciąganiem Księżyca i Słońca, czyli przypływ i odpływ morza. Mniejsze znaczenie erozyjne mają inne ruchy wody morskiej, jak prądy oceaniczne wywołane wiatrami stałymi; prądy konwekcyjne lub prądy gęstości. Erozja morska atakuje przede wszystkim brzeg morza i dno w pobliżu brzegu; oprócz tego ruchy wody morskiej wywołują w pewnych warunkach erozję dna morskiego w miejscach bardziej odległych od brzegu; jest to erozja podmorska, EROZJA MORSKA

27. JAK BARDZO WODA MOŻE ZMIENIĆ ZIEMIĘ

28. WODA JAKO ROZPUSZCZALNIK

29. Jony które zostały oderwane od kryształu, ulegają hydratacji w wyniku czego jony otaczają się cząsteczkami wody

30. Zjawiska towarzyszące rozpuszczaniu • Zgodnie z powyższym cząsteczki wody jako dipole łatwo mogą oddziaływać na cząsteczki w których występują jony a te jak wiemy są obdarzone ładunkiem dodatnim i ujemnym. Ujemny biegun dipola wody przyciągany jest przez jon dodatni (kation) i odwrotnie dodatni biegun dipola jest przyciągany przez jon ujemny (anion). To wzajemne przyciąganie ułatwia wzajemne przenikanie a tym samym rozpuszczanie substancji.

31. Woda jako rozpuszczalnik • Najbardziej rozpowszechnionym zastosowaniem wody jest wykorzystanie jej jako rozpuszczalnika. Nie jest ona rozpuszczalnikiem uniwersalnym, który rozpuszcza wszystko. Słabo rozpuszcza substancje pochodzenia organicznego, natomiast bardzo dobrze substancje w których występuje wiązanie jonowe. Spowodowane jest to między innymi obecnością w wodzie cząsteczek wody jako dipoli .

32. … • W chemii często używa się następującego uogólnienia - podobne rozpuszcza podobne. Oznacza to, że substancje rozpuszczane wtedy będzie bardzo dobrze rozpuszczała się, jeżeli ma strukturę i właściwości podobne do cząsteczek rozpuszczalnika.Z tego powodu woda jest dobrym rozpuszczalnikiem substancji polarnych (alkohol etylowy) i substancji o budowie jonowej (sól kuchenna).

33. Parametry Wody • Przeźroczystość • Zawartość tlenu • Zasadowość • Wartość ph • Zawartość azotanów i azotynów

34. Przeźroczystość Wody Jest to cecha optyczna, organoleptyczna wody rozumiana jako zdolność przepuszczania promieni świetlnych przez warstwę wody. O stopniu p. decyduje ilość występujących w wodzie zdyspergowanych cząsteczek koloidalnych lub zawiesin. Wody podziemne są z reguły przezroczyste. P. wód powierzchniowych jest natomiast różna. Pojęciem przeciwstawnym jest „mętność wody”.

35. Mętność Wody Cecha optyczna ,organoleptyczna wody określająca zdolność do pochłaniania i rozpraszania promieni świetlnych. Wywołana jest najczęściej przez cząsteczki koloidalne lub zawiesiny (cząsteczki ilaste, substancję organiczną, krzemionkę, nierozpuszczone węglany, wodorotlenki żelaza, koloidalną siarkę, emulsje różnego typu, a nawet skupienia bakterii). Zmętnienie wód gruntowych może występować okresowo: podczas powodzi lub roztopów, szczególnie przy odkrytych, szczelinowych lub krasowych systemach krążenia. Zmętnienie wód podziemnych może też być wywołane zbyt intensywnym pompowaniem wody ze studni. Mętność wody jest wyrażana w Polsce w skali krzemionkowej (jednostką jest 1 mg/dm SiO o wymiarze cząstek ok. 100 μm). W Europie Zachodniej są też stosowane jednostki JTU i NTU.

36. Zawartość tlenu Ważnym parametrem wody jest również ilość tlenu rozpuszczonego w wodzie. Tlen jest dostarczany z powietrza ponad taflą wody, a także jest produkowany przez rośliny wodne. Za normę można uznać około 5-7 mg/l tlenu przy temperaturze 25C. Jeżeli ilość ta jest znacznie przekroczona, ryby mogą mieć problem z przeżyciem. Przy znacznym niedoborze tlenu może dojść do uduszenia ryb. Poziom tlenu możemy zmierzyć za pomocą specjalnych testerów lub obserwując zachowanie ryb np.: zaczerwienienie skrzeli, Częstotliwość oddychania, pływanie przy tafli wody. W przypadku podwyższonej zawartości tlenu zwykle występuje piana na powierzchni wody.

37. Zasadowość Zasadowość wody jest to jej zdolność do zobojętnienia mocnych kwasów mineralnych wobec umownych wskaźników. Właściwość tę nadają wodzie obecne w niej: -Węglany i wodorowęglany -Wodorotlenki -Występujące w mniejszych stężeniach krzemiany, borany, fosforany, amoniak -Zasadowe związki organiczne -Sole hydrolizujące z odczynem zasadowym (Np. wodorowęglany oraz węglany sodu i potasu.)

38. Wartość pH Wartość pH jest ujemnym dziesiętnym logarytmem określającym stężenie [mol/dm3] kationów wodorowych H+ W uproszczeniu jest ona wskaźnikiem obecności w wodzie kwasów i zasad:   - pH 0-7 - odczyn kwasowy  - pH 7 - odczyn obojętny  - pH - 7-14 - odczyn zasadowy

39. Wartość pH Odczyn wody jest jednym z najważniejszych wskaźników określających warunki życia biologicznego w stawach. Aby zachowany był właściwy mechanizm samooczyszczania oraz panował przyjazny klimat dla wszystkich mieszkańców stawu wartość pH powinna być w zakresie 7,4 a 8,4 stopnia. Każdy składnik, który jest zawarty lub może być zawarty w wodzie, oddziałuje na wartość pH.

40. Zawartość Azotanów i Azotynów Są to związki toksyczne i ich nadmiar w zbiorniku wodnym jest niebezpieczny. Szkodzą rybom i mogą prowadzić do ich chorowania i umierania. Powstają z rozkładających się resztek organicznych, odchodów, nie zjedzonych pokarmów. Chociaż azotyn jest mniej trujący niż amoniak, wystarczy już 0,1 – 2 mg/l, aby zaszkodzić rybom w sposób trwały lub nawet je zabić. Do tego toksyczność azotynu zwiększa się wraz ze zmniejszającą się wartością pH i zawartością chlorku. Zatrucia ryb azotynem mogą być rozpoznane poprzez chwytanie powietrza wraz przy ciężkim oddechu lub przez chaotyczne pływanie bez określonego celu.

41. Rola wody w przyrodzie • Woda to jeden z najważniejszych składników pokarmowych potrzebnych do życia. Woda w organizmach roślinnych i zwierzęcych stanowi średnio 80% ciężaru. Niektóre, bardziej uwodnione zwierzęta jak meduzy, składają się w 97% z wody. U człowieka stanowi ona od 0, 2%-komorki szkliwa zębów, do 85% komórki mózgowej. Woda to rozpuszczalnik większości związków organicznych i nieorganicznych. • W niej także zachodzi większość reakcji chemicznych. W wodzie rozpuszczają się produkty przemiany materii, i wraz z wodą usuwane są na zewnątrz. Pochłania ona duże ilości ciepła podczas parowania, co umożliwia utratę nadmiaru ciepła przez wyparowywanie wody- pocenie się. Woda ma wysoką pojemność cieplną co oznacza, że pochłania duże ilości ciepła bez zmiany swojej temperatury i chroni to komórki przed nagłymi skokami termicznymi.

42. ZANIECZYSZCZENIA WÓD

43. Przez zanieczyszczenie wód rozumiemy niekorzystne zmiany właściwości fizycznych, chemicznych i bakteriologicznych wody spowodowane wprowadzaniem w nadmiarze substancji nieorganicznych (stałych, płynnych, gazowych), organicznych, radioaktywnych czy wreszcie ciepła, które ograniczają lub uniemożliwiają wykorzystywanie wody do picia i celów gospodarczych. • Ze względu na pochodzenie, można podzielić je na komunalne, przemysłowe oraz rolnicze.

44. ZANIECZYSZCZENIA KOMUNALNE Są to ścieki miejskie- mieszanina odpadów z gospodarstw domowych, fekaliów, odpadów ze szpitali, łaźni, pralni i zakładów przemysłowych. Znaczną ich część stanowią występujące w postaci zawiesiny lub rozpuszczone związki organiczne, głównie białka, tłuszcze i węglowodany. Zawierają one także detergenty, chorobotwórcze drobnoustroje, które są źródłem takich chorób, jak tyfus, cholera, dur brzuszny, choroba Heinego Mediny. Jeszcze jednym ważnym składnikiem ścieków są metale ciężkie(ołów, rtęć). Substancje te, jeśli przenikną do organizmów zwierzęcych, w tym organizmu ludzkiego, powodują uszkodzenia wątroby, naczyń krwionośnych, serca, układu nerwowego i kości. Zanieczyszczenia przemysłowe Powstają między innymi przy wydobywaniu surowców, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji i podczas wielu innych czynności wykonywanych w różnorakiej produkcji. Ich skład jest bardzo zróżnicowany i zależny od rodzaju produkcji, np. ścieki z garbarni zawierają związki wapnia, chromu, siarczki, chlorki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne. Są one szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż działają na nie, niszcząc wątrobę, przewód pokarmowy i układ krążenia. Zanieczyszczenia rolnicze Składają się na nie środki ochrony roślin, które mają na celu nisz-czenie szkodliwych organizmów, niszcząc również organizmy pożyteczne. Duże znaczenie mają także nawozy sztuczne, tylko częściowo wykorzystywane przez rośliny. Ich nadmiar spływa z wodami deszczowymi i gruntowymi do zbiorników wodnych, powodując gromadzenie się środ-ków odżywczych tylko dla pewnych gatunków roślin, co w efekcie prowadzi do zakłócenia równowagi ekologicznej.

45. ZANIECZYSZCZENIA PRZEMYSŁOWE Powstają między innymi przy wydobywaniu surowców, w trakcie chłodzenia urządzeń, filtracji, destylacji i podczas wielu innych czynności wykonywanych w różnorakiej produkcji. Ich skład jest bardzo zróżnicowany i zależny od rodzaju produkcji, np. ścieki z garbarni zawierają związki wapnia, chromu, siarczki, chlorki, związki azotu, a także tłuszcze i inne związki organiczne. Są one szkodliwe dla organizmów żywych, gdyż działają na nie, niszcząc wątrobę, przewód pokarmowy i układ krążenia.

46. ZANIECZYSZCZENIA ROLNICZE Składają się na nie środki ochrony roślin, które mają na celu niszczenie szkodliwych organizmów, niszcząc również organizmy pożyteczne. Duże znaczenie mają także nawozy sztuczne, tylko częściowo wykorzystywane przez rośliny. Ich nadmiar spływa z wodami deszczowymi i gruntowymi do zbiorników wodnych, powodując gromadzenie się środków odżywczych tylko dla pewnych gatunków roślin, co w efekcie prowadzi do zakłócenia równowagi ekologicznej.

47. KLASY CZYSTOŚCI WÓD POWIERZCHNIOWYCH W POLSCE • klasa pierwsza(1%) tylko (!!!) taka woda nadaje się do zaopatrywania ludności w wodę picia • klasa druga(6%) wody nadające się do:- chowu i hodowli zwierząt- celów rekreacyjnych • klasa trzecia(33%) wody nadające się do:- zaopatrywania zakładów • przemysłowych- nawadniania pól wody • pozaklasowe(60%) wody nieodpowiadające • Żadnym (nawet polskim) normom.

48. WYKORZYSTANIE WODY

49. WODA W ŻYCIU CODZIENNYM

50. Woda jest jednym ze składników środowiska geograficznego, który w dużym stopniu wpływa na klimat, glebę, roślinność, zwierzęta oraz rzeźbę terenu. Jest niezbędna we wszystkich dziedzinach działalności ludzkiej, m. in. w gospodarstwie domowym, rolnictwie, przemyśle, komunikacji, rekreacji, ale jest również groźnym żywiołem.