Compozitia chimica a apei
Apa este una dintre cele mai complexe substante de pe Pamant, avand o structura ce poate fi simpla la o analiza superficiala, dar extrem de complexa la nivel molecular. Formula chimica a apei, H2O, poate fi familiara pentru multi, dar in spatele acesteia se ascunde o multitudine de detalii fascinante. Molecula de apa este formata din doi atomi de hidrogen si un atom de oxigen, aceasta combinatie conferindu-i proprietatile sale unice. Hidrogenul si oxigenul sunt legate prin legaturi covalente, ceea ce inseamna ca electronii sunt impartiti intre aceste atomi. Aceasta legatura covalenta face ca apa sa fie o molecula polara, avand o zona incarcata negativ in jurul atomului de oxigen si doua zone incarcate pozitiv in jurul hidrogenului. Aceasta polaritate este responsabila pentru capacitatea apei de a dizolva numeroase substante, facand-o un solvent excelent.
Institutul National de Standarde si Tehnologie (NIST) a efectuat numeroase studii asupra apei, subliniind importanta sa in numeroase procese chimice si biologice. Moleculele de apa pot forma legaturi de hidrogen intre ele, ceea ce duce la formarea unei retele complexe de molecule. Aceste legaturi sunt mai slabe decat cele covalente, dar sunt esentiale pentru proprietatile unice ale apei, cum ar fi tensiunea sa superficiala ridicata si punctul sau de fierbere relativ inalt comparativ cu alte molecule similare.
Minerale si saruri in apa
Pe langa structura sa de baza, apa contine adesea o varietate de minerale si saruri, care ii influenteaza gustul si proprietatile fizico-chimice. Aceste substante dizolvate provin din solul si rocile prin care trece apa, precum si din sursele de poluare antropogenica. Mineralele esentiale din apa includ calciul, magneziul, potasiul si sodiu, iar concentratia acestora poate varia semnificativ in functie de sursa de apa.
Organizatia Mondiala a Sanatatii (OMS) recomanda ca apa potabila sa contina anumite niveluri de minerale pentru a sprijini sanatatea umana. De exemplu, calciul si magneziul nu doar ca contribuie la duritatea apei, dar sunt esentiale pentru sanatatea oaselor si pentru functionarea normala a sistemului circulator.
Mineralele si sarurile comune din apa includ:
- Calciu: Esential pentru sanatatea oaselor si a dintilor.
- Magneziu: Important pentru functionarea musculara si nervoasa.
- Sodiu: Regleaza echilibrul fluidelor in corp.
- Potasiu: Esential pentru functionarea corecta a celulelor si tesuturilor.
- Cloruri: Contribuie la echilibrul acido-bazic si la digestie.
Concentratia acestor minerale poate varia de la cateva miligrame pe litru la cateva sute, in functie de sursa apei. In timp ce unele minerale sunt benefice, altele, precum plumbul si mercurul, sunt toxice si trebuie monitorizate cu atentie.
Gaze dizolvate in apa
Un alt component important al apei sunt gazele dizolvate. Acestea influenteaza atat proprietatile fizice ale apei, cat si capacitatea sa de a sustine viata acvatica. Cele mai comune gaze dizolvate in apa sunt oxigenul si dioxidul de carbon. Oxigenul dizolvat este esential pentru respiratia organismelor acvatice si pentru descompunerea materiei organice.
Dioxidul de carbon, pe de alta parte, se dizolva in apa formand acid carbonic, care influenteaza pH-ul apei. Echilibrul gazelor dizolvate este important pentru mentinerea sanatatii ecosistemelor acvatice.
Gazele dizolvate obisnuite in apa includ:
- Oxigen: Esential pentru viata acvatica.
- Dioxid de carbon: Influenteaza pH-ul apei si procesele de fotosinteza.
- Azot: Prezent in cantitati mai mici, dar important pentru viata microbiana.
- Hidrogen: Poate participa la reactii chimice in medii anaerobe.
- Metan: Apare in ape stagnante si bogate in materie organica.
Concentratia de oxigen dizolvat este un indicator important al calitatii apei. De exemplu, o apa de calitate superioara va avea un nivel ridicat de oxigen dizolvat, in timp ce o apa poluata va avea nivele reduse, afectand viata acvatica.
Contaminanti organici si anorganici
Pe langa componentele naturale, apa contine adesea contaminanti care pot avea un impact asupra sanatatii umane si a mediului. Acesti contaminanti pot fi organici sau anorganici. Contaminantii organici includ pesticide, erbicide si produsele secundare ale proceselor industriale. Aceste substante pot intra in apa prin scurgerile agricole, deversarile industriale si gestionarea necorespunzatoare a deseurilor.
Contaminantii anorganici includ metale grele, cum ar fi plumbul, mercurul si arsenicul. Aceste substante pot proveni din surse naturale, cum ar fi eroziunea rocilor, sau din activitati umane, cum ar fi activitatile miniere si industriale.
Surse comune de contaminanti in apa:
- Pesticide si erbicide: Utilizate in agricultura, pot ajunge in sursele de apa prin scurgeri si ploi.
- Metale grele: Cum ar fi plumbul si mercurul, pot proveni din activitati industriale si eroziunea naturala.
- Produse farmaceutice: Substantele eliminate din medicamente pot intra in apa prin canalizare.
- Compusi organici volatili (COV): Sunt utilizati in industrii si pot contamina apa prin procese de evaporare.
- Substante radioactive: Pot proveni din surse naturale sau activitati umane, cum ar fi exploatarile nucleare.
Agentia pentru Protectia Mediului din Statele Unite (EPA) a stabilit standarde stricte pentru nivelurile permise de contaminanti in apa potabila. Este esential sa se monitorizeze constant calitatea apei pentru a asigura siguranta acesteia.
Microorganisme in apa
Apa este un mediu propice pentru o varietate de microorganisme, unele benefice, iar altele potential daunatoare. Microorganismele din apa pot include bacterii, virusuri, alge si protozoare. Aceste organisme pot influenta calitatea apei si pot avea impact asupra sanatatii umane.
Microorganismele benefice sunt esentiale pentru ciclurile biochimice naturale, cum ar fi ciclul azotului, unde bacteriile transforma amoniacul in nitriti si nitrati, substante esentiale pentru cresterea plantelor. In plus, algele contribuie la fotosinteza, producand oxigen necesar organismelor acvatice.
Cu toate acestea, anumite microorganisme pot fi periculoase pentru sanatatea umana. De exemplu, bacteriile coliforme, cum ar fi E. coli, pot indica poluarea fecala a apei si pot cauza boli gastrointestinale daca sunt ingerate.
Tipuri comune de microorganisme in apa:
- Bacterii coliforme: Indica poluarea fecala si sunt utilizate ca indicatori de calitate a apei.
- Virusuri: Pot supravietui in apa si pot cauza boli, cum ar fi hepatita A.
- Protozoare: Cum ar fi Giardia si Cryptosporidium, pot cauza boli gastrointestinale.
- Alge: Contribuie la productia de oxigen, dar pot duce la inflorirea algelor toxice.
- Fungi: Pot cauza deteriorarea infrastructurii acvatice si pot produce toxine.
Organizatia Mondiala a Sanatatii recomanda monitorizarea riguroasa a microorganismelor din sursele de apa, pentru a preveni izbucnirile de boli.
Particule solide si materii in suspensie
Apa contine adesea particule solide si materii in suspensie, care pot afecta claritatea si calitatea acesteia. Aceste particule pot include nisip, namol, materii organice si anorganice si sunt adesea rezultatul eroziunii, actiunilor umane sau proceselor naturale.
Materiile in suspensie pot afecta calitatea apei potabile si pot influenta procesele de tratare a apei. Particulele mai mari pot fi eliminate prin procese fizice, cum ar fi filtrarea, in timp ce particulele mai mici necesita tratamente chimice.
Prezenta particulelor solide in apa poate influenta, de asemenea, viata acvatica prin reducerea penetratiei luminii solare si afectarea fotosintezei. In plus, materiile in suspensie pot transporta contaminanti si microorganisme, crescand riscul de poluare.
Tipuri comune de particule solide in apa:
- Nisip si namol: Rezultatul eroziunii naturale si al actiunilor umane.
- Materii organice: Cum ar fi frunzele si resturile vegetale, care se descompun in apa.
- Materii anorganice: Cum ar fi mineralele si metalele, provenite din sol.
- Nutrienti: Cum ar fi azotul si fosforul, care pot stimula cresterea excesiva a algelor.
- Detritus: Materii organice si anorganice rezultate din descompunerea organismelor.
Monitorizarea si controlul particulelor solide si a materiilor in suspensie sunt esentiale pentru mentinerea calitatii apei si prevenirea poluarii.
