Забруднення гідросфери
Вода, обов’язкова умова і середовище життя, присутній на нашій планеті в дуже великій кількості. Поверхня океанів і морів займає більше 70% всієї поверхні земної кулі. Обсяг води на Землі складає більше 1,3 мільярда кубічних кілометрів. Більше 96% всієї її маси міститься у Світовому океані, решту становлять переважно підземні води і льодовиковий лід. Вміст води в озерах, річках, в атмосфері і в живих організмах разом складає долі відсотка від загальної кількості води на Землі.
За своїми фізико-хімічними властивостями вода практично не має аналогів серед відомих хімічних сполук. Молекула води в цілому нейтральна, але асиметрія зв’язків двох атомів водню з атомом кисню робить кожну з них диполем. Дипольного молекул води призводить до того, що в рідкій і твердій фазах вони взаємодіють, більш-менш впорядковано розміщуючись в просторі і утворюючи між собою щодо слабкі зв’язки, звані водневими. Цим пояснюються унікальні для такого легкого оксиду (молекулярна вага 18 дальтон) висока щільність, високі температури плавлення і кипіння, великі енергії плавлення і пароутворення та багато інших важливих для життя властивості.
Вода – прекрасний розчинник кислот, лугів (див. статтю “Кислоти, підстави і луги”) і солей, багатьох газів, у тому числі таких важливих для життя, як кисень і вуглекислий газ. Водночас речовини, що не містять у своїх молекулах заряджених або поляризованих груп, практично нерозчинні у воді. Здатність взаємодіяти з водневими зв’язками води ділить всі речовини на гідрофільні – розчинні або, як мінімум, змочувані водою, і гідрофобні – нерозчинні і навіть активно, з вивільненням енергії, що витісняються водою і водними розчинами. Поєднання гідрофільних і гідрофобних властивостей різних органічних речовин використовується живими організмами для створення дуже міцних структур ультрамікроскопічних розмірів – клітинних мембран та інших “молекулярних конструкцій”, що забезпечують протікання найважливіших життєвих процесів на клітинному рівні.
Природні води ніколи не бувають абсолютно чистими. Навіть дощова вода і вода, що утворюється при таненні високогірних льодовиків, містять деяку кількість розчинених газів – кисню, вуглекислого газу, оксидів азоту. При забрудненні атмосферного повітря дощова вода, як ми вже знаємо, містить численні домішки. Вода, що контактує з найрізноманітнішими речовинами в реальних умовах земних водоймищ, завжди містить ту чи іншу кількість розчинених мінеральних речовин. Їх склад різноманітний і може сильно відрізнятися в різних річках і озерах. Назви “прісна”, “солонувата”, “солона” і “гірко-солона”, засновані на смакових відчуттях, відповідають різному змістом і складом солей у воді. Зазвичай воду, що містить менше 1 грама солей на літр, називають прісної, одиниці грамів на літр – солонуватою, десятки – солоною. Води Світового океану містять близько 35 г / л солей (3,5%), представлених іонами натрію, калію, кальцію, магнію, хлориду, сульфату і, в малих або зникаюче малих концентраціях, – практично всі хімічні елементи.
Хоча прісна вода становить невелику частину всієї води на Землі, вона значною мірою визначає рівень і саму можливість життя на суші, і її якість має саме безпосереднє значення для людини і його господарства. Залежно від гірських порід, що підстилають водойми і водотоки, природні води можуть мати не тільки різну загальну солоність, а й сильно відрізнятися за змістом різних елементів, по кислотності та змістом зважених часток. Це, як і відмінності в температурі, сезонних змінах складу, вмісту розчинених газів та інших фізико-хімічних характеристиках природних водойм, значною мірою визначає як загальне “кількість життя” в них, так і наявність у водних рослин і тварин різних пристосувань, вироблених тривалої еволюцією. Ці пристосування охоплюють усі рівні організації життя, від біохімічних процесів на клітинному рівні і фізіологічної регуляції систем органів до морфологічних характеристик і особливостей поведінки, пов’язаних з періодичними змінами стану водойм.
Наприклад, деякі червоні водорості живуть на глибинах, на які проникає тільки синій світло, не поглинається хлорофілом. Вони мають додатковий червоний пігмент фікоеритрин – сенсибілізатор, поглинаючий світло в короткохвильовій частині спектра. У багатьох риб, що мешкають в тихих теплих водоймах, де через велику кількість гниючих органічних залишків дуже низько вміст кисню, наприклад у звичайного лина й карася, гемоглобін крові здатний зв’язувати кисень з води і віддавати його клітинам в достатній кількості навіть при дуже низькому вмісті в воді цього газу. Сезонні зміни солоності в багатьох озерах з високою концентрацією солей ведуть до змін щільності води.
Відповідно з цим у різних поколінь планктонного рачка артемії сильніше або слабкіше розвинені вирости панцира, що дозволяють йому “парити” в товщі води. У деяких африканських риб, пристосованих до життя в пересихаючих водоймах, ікра здатна переносити тривале висушування і навіть переноситися з вітром. Вилуплюється з потрапила у воду ікри мальки дуже ненажерливі, вони швидко ростуть, протягом одного вологого сезону досягають статевої зрілості і відкладають ікру. Безліч інших пристосувань частково знайомі читачеві або можуть бути знайдені в обширній зоологічної і ботанічної літературі.
(2 votes, average: 4.00 out of 5)