Wasser macht 70-80% der Masse lebender Organismen aus.

Die Struktur des Moleküls: Die Elektronendichte ist auf Sauerstoff verschoben, es hat eine negative Teilladung, auf Wasserstoff hat es eine positive Teilladung, das Molekül ist ein Dipol. Zwischen + und - können Wasserstoffbrückenbindungen entstehen.

Funktionen des Wassers

1. Dank kleiner Dipolmoleküle ist Wasser das Beste Lösungsmittel für polare (hydrophile) Substanzen. Im gelösten Zustand reagieren Stoffe sehr schnell miteinander.

2. Transport Funktion: Stoffe bewegen sich im gelösten Zustand im Körper.

3. Substanzen, auf deren Oberfläche keine Voll- oder Teilladungen vorhanden sind (hydrophob), können nicht mit Wassermolekülen interagieren, Wasser verdrängt sie (Fett, Benzin). Dies ist die Grundlage der Struktur und Arbeit biologische Membranen.

4. Wasser hat einen ungewöhnlich hohen Wert Wärmekapazität(es kann viel Wärme aufnehmen und wird trotzdem nicht sehr heiß). Dadurch schützt es die Zelle vor plötzlichen Temperaturänderungen.

5. Wasser, wie alle Flüssigkeiten, inkompressibel, bietet Unterstützung für Zellen (Turgor) und ganze Organismen (Hydroskelett).

6. Wasser selbst kann an chemischen Reaktionen teilnehmen wie Reagens(Reaktionen der Hydrolyse, Photosynthese usw.).

Wasser - die einzigartigste Substanz, die Grundlage aller lebenden Organismen auf dem Planeten. Es kann verschiedene Formen annehmen und in drei Zuständen vorliegen. Was sind die wichtigsten körperlichen und Chemische Eigenschaften Wasser? Über sie werden wir in unserem Artikel sprechen.

Wasser ist...

Wasser ist das am häufigsten vorkommende auf unserem Planeten anorganische Verbindung. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Wasser werden durch die Zusammensetzung seiner Moleküle bestimmt.

Somit enthält die Struktur eines Wassermoleküls zwei Wasserstoffatome (H) und ein Sauerstoffatom (O). Unter normalen Umgebungsbedingungen ist es eine geschmacks-, geruchs- und farblose Flüssigkeit. Wasser kann auch in anderen Zuständen vorliegen: in Form von Dampf oder in Form von Eis.

Mehr als 70 % unseres Planeten sind von Wasser bedeckt. Darüber hinaus fallen etwa 97 % in die Meere und Ozeane, sodass das meiste davon nicht für den menschlichen Verzehr geeignet ist. Was sind die wichtigsten chemischen Eigenschaften? Wasser trinken- Sie werden weiter lernen.

Wasser in der Natur und im menschlichen Leben

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil jedes lebenden Organismus. Insbesondere der menschliche Körper besteht bekanntlich zu über 70 % aus Wasser. Darüber hinaus vermuten Wissenschaftler, dass in dieser Umgebung das Leben auf der Erde entstand.

Wasser ist (in Form von Wasserdampf oder Tröpfchen) in verschiedenen Schichten der Atmosphäre enthalten. Es gelangt in Form von Regen oder anderen Niederschlägen (Schnee, Tau, Hagel, Raureif) aus der Atmosphäre durch Kondensationsprozesse an die Erdoberfläche.

Wasser ist Gegenstand der Forschung für eine Reihe von wissenschaftliche Disziplinen. Darunter sind Hydrologie, Hydrographie, Hydrogeologie, Limnologie, Glaziologie, Ozeanologie und andere. Alle diese Wissenschaften untersuchen auf die eine oder andere Weise die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Wassers.

Wasser wird vom Menschen bei seinen wirtschaftlichen Aktivitäten aktiv genutzt, insbesondere:

• für den Anbau von Pflanzen;
• in der Industrie (als Lösungsmittel);
• im Energiesektor (als Kühlmittel);
• Feuer löschen;
• beim Kochen;
• in der Apotheke usw.

Natürlich, um diese Substanz effektiv einzusetzen Wirtschaftstätigkeit, sollten die chemischen Eigenschaften von Wasser im Detail untersucht werden.

Sorten Wasser

Wie oben erwähnt, kann Wasser in der Natur in drei Zuständen vorliegen: flüssig (eigentlich Wasser), fest (Eiskristalle) und gasförmig (Dampf). Es kann auch jede Form annehmen.

Es gibt mehrere Arten von Wasser. Je nach Gehalt an Ca- und Na-Kationen kann Wasser also sein:

• schwer;
• Sanft.

• frisch;
• Mineral;
• brackig.

In der Esoterik und einigen Religionen gibt es Wasser:

• tot;
• Leben;
• Heilige.

In der Chemie gibt es auch Konzepte wie destilliertes und deionisiertes Wasser.

Die Formel des Wassers und seine biologische Bedeutung

Wasserstoffoxid nennen Chemiker diesen Stoff. Die Formel für Wasser lautet: H 2 O. Das bedeutet, dass diese Verbindung aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen besteht.

Die einzigartigen chemischen Eigenschaften des Wassers bestimmen seine außergewöhnliche Rolle für das Leben lebender Organismen. Das biologische Leben auf unserem Planeten ist dem Wasser zu verdanken.

Die einzigartigste Eigenschaft von Wasser ist, dass es sich perfekt auflöst große Menge andere Stoffe (sowohl organischen als auch anorganischen Ursprungs). Eine wichtige Folge dieser Eigenschaft ist, dass alle chemischen Reaktionen in lebenden Organismen ziemlich schnell ablaufen.

Darüber hinaus befindet es sich aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Wasser in einem flüssigen Zustand mit einem extrem weiten Temperaturbereich.

Physikalische Eigenschaften von Wasser

Dank einzigartiger Wasserstoffbrückenbindungen befindet sich Wasser unter normalen Umgebungsbedingungen in einem flüssigen Zustand. Dies erklärt den extrem hohen Siedepunkt von Wasser. Wenn die Moleküle eines Stoffes nicht an diese gebunden wären Wasserstoffbrücken, dann würde das Wasser bei +80 Grad kochen und gefrieren - bis zu -100 Grad.

Wasser kocht bei +100 Grad Celsius und gefriert bei null Grad. Allerdings kann es unter bestimmten Bedingungen auch bei positiven Temperaturen zu gefrieren beginnen. Wenn Wasser gefriert, dehnt es sich im Volumen aus (aufgrund einer Abnahme der Dichte). Übrigens ist dies fast die einzige Substanz in der Natur, die ein ähnliches hat physikalische Eigenschaft. Neben Wasser dehnen sich beim Gefrieren nur Wismut, Antimon, Germanium und Gallium aus.

Die Substanz zeichnet sich auch durch eine hohe Viskosität sowie eine ziemlich starke Oberflächenspannung aus. Wasser ist ein hervorragendes Lösungsmittel für polare Substanzen. Sie sollten auch wissen, dass Wasser den Strom durch sich selbst sehr gut leitet. Diese Eigenschaft erklärt sich aus der Tatsache, dass es im Wasser fast immer vorhanden ist große Menge darin gelöste Salzionen.

Chemische Eigenschaften von Wasser (Klasse 8)

Wassermoleküle haben eine extrem hohe Polarität. Daher besteht diese Substanz in Wirklichkeit nicht nur aus einfache Moleküle Typ H 2 O, aber auch aus komplexen Aggregaten (Formel - (H 2 O) n).

Wasser ist chemisch sehr aktiv, es reagiert mit vielen anderen Stoffen, sogar bei normalen Temperaturen. Bei der Wechselwirkung mit Oxiden von Alkali- und Erdalkalimetallen bildet es Basen.

Wasser ist auch in der Lage, eine Vielzahl von zu lösen Chemikalien- Salze, Säuren, Basen, einige Gase. Aufgrund dieser Eigenschaft wird es oft als universelles Lösungsmittel bezeichnet. Alle Stoffe, je nachdem ob sie sich in Wasser lösen oder nicht, werden üblicherweise in zwei Gruppen eingeteilt:

• hydrophil (löst sich gut in Wasser auf) - Salze, Säuren, Sauerstoff, Kohlendioxid usw.;
• hydrophob (schwach wasserlöslich) - Fette und Öle.

Wasser geht auch mit einigen Metallen (z. B. Natrium) chemische Reaktionen ein und ist auch am Prozess der pflanzlichen Photosynthese beteiligt.

Abschließend...

Wasser ist die am häufigsten vorkommende anorganische Substanz auf unserem Planeten. Es ist fast überall zu finden Erdoberfläche und in seinen Eingeweiden, im Mantel und in Felsen, in den hohen Schichten der Atmosphäre und sogar im Weltraum.

Die chemischen Eigenschaften von Wasser werden durch seine chemische Zusammensetzung bestimmt. Es gehört zur Gruppe der Chemikalien Wirkstoffe. Bei vielen Stoffen tritt Wasser ein

Wasser ist die Lebensgrundlage aller Lebewesen. Es spielt eine wichtige Rolle im Leben und in der Entwicklung von Organismen:

- Wasser ist die Grundlage der Körper lebender Organismen;

- Wasser ist ein Medium und ein Teilnehmer von Bioorganismen, die in den Körper gehen chemische Reaktionen;

- Wasser ist ein Medium, in dem Organismen viele der von ihnen benötigten Substanzen erhalten und Stoffwechselprodukte (Schlacken) loswerden;

- In Pflanzen ist Wasser an der Photosynthese beteiligt - es verbraucht 5 % des gesamten Wassers, das sie verbrauchen, und 95 % davon gehen in die Transpiration (Verdunstung durch die Blätter, wodurch ein Aufwärtsfluss von Mineralsalzen entsteht) und erhalten den Gewebeturgor (Elastizität) ;

- Wasser ist das Medium des Lebens aquatische Organismen;

- die hohe Wärmekapazität des Wassers ermöglicht warmblütigen Tieren, eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten;

- langsames Aufheizen und langsames Abkühlen des Wassers mildern Temperaturschwankungen, weshalb das Klima der Küsten als "mild" oder maritim bezeichnet wird;

- die hohe Temperatur der Wasserverdunstung ermöglicht es den Organismen, überschüssige Wärme abzugeben;

– andere wichtige Funktionen.

Aufgrund der Bedeutung der biologischen Funktionen des Wassers ist es sehr oft ein limitierender Faktor und bestimmt zusammen mit Temperatur und Bodenbeschaffenheit die Arten von Ökosystemen (Steppen, Savannen, Trockenwälder, Feuchtwälder).

Die meisten Niederschläge fallen in der tropischen Zone. Dies ist auf den maximalen Fluss der Sonnenenergie dort zurückzuführen. Aufgrund der hohen Temperatur nimmt tropische Luft viel mehr Wasser auf als kühle Luft in höheren Breiten. So ist das feuchte Klima der Tropen auf eine große Menge an Sonnenenergie zurückzuführen.

Die Niederschlagsmenge wird durch das Verhältnis von Land- und Meeresfläche beeinflusst: in südlichen Hemisphäre, wo die Fläche der Ozeane größer und die Fläche der Kontinente kleiner ist, gibt es mehr Niederschlag als im Norden.

Von großer Bedeutung ist nicht nur die Gesamtmenge der auf den Boden fallenden Niederschläge, sondern auch deren Intensität und zeitliche Verteilung.

Sehr starke Regenfälle, insbesondere ohne Vegetationsbedeckung, verursachen Bodenerosion, den Tod von Pflanzensetzlingen und Kleintieren. Die stärkste Schadenswirkung hat Niederschlag in Form von Hagel, dessen Partikelgröße die Größe eines Hühnereis erreichen kann. Längere Nieselregenperioden sind ungünstig für Insekten und insektenfressende Vögel, insbesondere während der Fütterungszeit ihrer Küken. Ohne Niederschlag müssen Organismen lange Dürreperioden ertragen.

In der tropischen Zone ist das Niederschlagsregime ein Faktor, der die saisonale Aktivität von Organismen bestimmt - ihre biologische Rhythmen. In gemäßigten Breiten sind die Hauptsignale für den Wechsel der Jahreszeiten die Dauer der Tageslichtstunden (Photoperiode) und das Temperaturregime.

Luftfeuchtigkeit

Der Indikator der Luftfeuchtigkeit charakterisiert den Grad seiner Sättigung mit Wasserdampf.

absolute Feuchtigkeit Luft wird die Menge an Wasserdampf pro Masseneinheit genannt und relativ - das Verhältnis der Menge an verfügbarem Wasserdampf zum maximal möglichen bei einer bestimmten Temperatur (in%).

Die Luftfeuchtigkeit ist von großer ökologischer Bedeutung.

Die Intensität seiner Verdunstung von den Oberflächen von Organismen hängt von der Feuchtigkeitsmenge in der Luft ab. Bei niedriger Luftfeuchtigkeit ist die Verdunstung sehr stark und kann zu Austrocknung(Austrocknung) von Organismen. Zum Schutz vor Austrocknung haben viele von ihnen spezielle Anpassungen erworben:

- Pflanzen - eine dicke Kutikula, die Fähigkeit, Blätter in der Trockenzeit abzuwerfen, die Fähigkeit, Blätter zu falten, Verlust (Reduktion) von Blättern, Pubertät und wachsartige Beschichtung auf Blättern, in Blattgewebe eingetauchte Stomata - Löcher, durch die Wasser verdunstet;

- Tiere - Hornschuppen, Chitinhüllen usw.

Die Trocknungseigenschaften der Luft hängen ab Defizit seine Sättigung mit Wasserdampf - die Differenz zwischen absoluter und maximal möglicher Feuchtigkeit bei einer bestimmten Temperatur.

Anpassungen von Organismen an unterschiedliche Feuchtigkeitsniveaus

Pflanzenanpassungen. Je nach Wasserbedarf werden alle Pflanzen in drei ökologische Gruppen eingeteilt.

1. Hydrophyten(aus dem Griechischen hydor - Wasser, Feuchtigkeit) - feuchtigkeitsliebende Pflanzen, sie sind:

- Pflanzen, die vollständig im Wasser stehen - Elodea;

- Pflanzen, bei denen nur die Wurzeln in Wasser eingetaucht sind - Schilf, Rohrkolben, Seggen, Papyrus;

- Pflanzen, die an feuchten Orten wachsen - Moose, Farne, Bärlappe usw.

2. Mesophyten(aus dem griechischen Mesos - mittel, mittel) - Pflanzen an mäßig feuchten Orten (Felder, Wälder, Wiesen) haben Geräte zur Wassergewinnung - ein entwickeltes Wurzelsystem, Haut- und Leitgewebe und Mechanismen zur Regulierung der Verdunstungsmenge.

3. Xerophyten(aus dem Griechischen xeros - trocken) - Pflanzen trockener Orte (trockene Steppen, Savannen, Halbwüsten, Wüsten) können Feuchtigkeitsmangel vertragen.

Xerophyten überwinden den Feuchtigkeitsmangel auf folgende Weise:

- Erhöhen Sie seine Absorption mit Hilfe einer starken Entwicklung von Wurzelsystemen: Bei einigen Wüstenpflanzen übersteigt die Masse der Wurzeln die Masse der terrestrischen Organe um das 9-10-fache;

- Reduzierung des Wasserverlusts durch Reduzierung der Verdunstung durch die Blätter;

- Wasser in fleischigen Stielen (Kakteen und afrikanische Wolfsmilch) oder in Blättern (Aloe, Agave) ansammeln;

- Mechanismen entwickeln, um den Wassermangel zu tolerieren.

Pflanzen, die Wasser in fleischigen Stängeln oder Blättern ansammeln, werden als Stängel- und Blattsukkulenten bezeichnet (vom lateinischen Succulentus - saftig). Zum Schutz vor Verdunstung haben sie ein dickes Hautgewebe, und Kakteen haben Spaltöffnungen (Löcher, durch die Verdunstung stattfindet), die tief in das Blattgewebe eintauchen und sich nur nachts öffnen, wenn die Lufttemperatur sinkt. Gleichzeitig sind die Wurzelsysteme von Sukkulenten schlecht entwickelt, da sie in Gebieten mit seltenen, aber starken Niederschlägen wachsen.

Pflanzen, die keine Feuchtigkeit ansammeln, sondern aus großer Tiefe extrahieren und eine Struktur haben, die die Verdunstung so weit wie möglich minimiert, werden als Sklerophyten (von den griechischen Skleros - hart, hart) bezeichnet. Sklerophyten haben zähe trockene Stängel, kleine zähe Blätter, die während der Trockenzeit oft abgeworfen werden. Bei vielen Hartlauben sind die Blätter reduziert (Saxaul) oder sind Stacheln.

Tierische Anpassungen. Es gibt drei Arten der tierischen Anpassung an Dürre.

1. Verhalten– Migration an Orte, wo es Wasser gibt, Besuche von Tränken, nächtliche Lebensweise, Unterschlupf in Höhlen.

2. Morphologisch- das Vorhandensein von Schutzabdeckungen.

3. Physiologisch:

- das Vorhandensein von Mechanismen zur Reabsorption von Wasser im Verdauungstrakt und Ausscheidungssysteme;

- Ausscheidung von hochkonzentriertem oder festem Urin;

– Synthese von Stoffwechselwasser;

- Fähigkeit, schwere Dehydration zu tolerieren.

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Wasser ist physiologisch notwendig für das Zytoplasma jeder Zelle, also ist es das auch Begrenzungsfaktor sowohl für Landorganismen als auch für im Wasser lebende, wenn im letzteren Fall seine Menge starken Schwankungen unterliegt (Ebbe und Flut) oder in sehr salzhaltigem Wasser durch Osmose dem Körper verloren geht.

In der Bodenluftumgebung wird dieser abiotische Faktor durch die Niederschlagsmenge, die Feuchtigkeit, die Trocknungseigenschaften der Luft und die verfügbare Fläche der Wasserreserven gekennzeichnet.

Die Niederschlagsmenge hängt von physikalischen und geografischen Gegebenheiten ab und ist ungleichmäßig über den Globus verteilt. Für Organismen ist der wichtigste begrenzende Faktor die Verteilung der Niederschläge nach Jahreszeiten. In gemäßigten Breiten kann selbst bei ausreichender Jahresgesamtniederschlagsmenge deren ungleichmäßige Verteilung zum Absterben von Pflanzen durch Trockenheit oder umgekehrt durch Staunässe führen. In der tropischen Zone müssen Organismen Regen- und Trockenzeiten erleben, die ihre saisonale Aktivität bei einer das ganze Jahr über nahezu konstanten Temperatur regulieren.

Luftfeuchtigkeit Sie wird normalerweise in Form der relativen Luftfeuchtigkeit gemessen (der Prozentsatz des tatsächlichen Wasserdampfdrucks zum Sättigungsdampfdruck bei derselben Temperatur). Die Menge an Luftfeuchtigkeit beeinflusst Temperatureffekte: Das Absenken der Luftfeuchtigkeit unter eine bestimmte Grenze bei einer bestimmten Temperatur führt zu einem Austrocknungseffekt der Luft.

Die trocknende Wirkung der Luft ist für Pflanzen am wichtigsten. Die überwiegende Mehrheit der Pflanzen nimmt über das Wurzelsystem Wasser aus dem Boden auf. Trockener Boden erschwert die Aufnahme. Pflanzen passen sich der Austrocknung des Bodens an, indem sie die Saugkraft und die aktive Oberfläche des Wurzelsystems erhöhen.

Wasser wird für die Photosynthese verbraucht, etwa 0,5 % des Wassers werden von den Zellen absorbiert und 97 - 99 % davon werden für die Transpiration verbraucht - die Verdunstung von Wasser durch die Blätter. Bei ausreichend Wasser und Nährstoffen ist das Pflanzenwachstum proportional zur Transpiration. Die Hauptform der Pflanzenanpassung an die Bodenaustrocknung ist nicht eine Abnahme der Transpiration, sondern das Aufhören des Wachstums während der Dürreperiode.

Je nachdem, wie sich Pflanzen an die Feuchtigkeit anpassen, gibt es mehrere Umwelt Gruppen, Zum Beispiel: Hygrophyten- Landpflanzen, die in sehr feuchten Böden und bei hoher Luftfeuchtigkeit leben (Reis), Mesophyten- Pflanzen, die eine leichte Trockenheit vertragen (Gehölze verschiedener Klimazonen, krautige Pflanzen von Eichenwäldern usw.), Xerophyten- Pflanzen trockener Steppen und Wüsten. Xerophyten wiederum werden unterteilt in Sukkulenten- Pflanzen, die Feuchtigkeit in fleischigen Blättern und Stängeln (Aloe, Kakteen) ansammeln können, und Sklerophyten- Pflanzen mit einer hohen Saugfähigkeit des Wurzelsystems und der Fähigkeit, die Transpiration durch schmale kleine Blätter zu reduzieren.

Unter den Sukkulenten gibt es ein Phänomen Konvergenz- Pflanzen im Zusammenhang mit verschiedene Typen, haben fast die gleiche Form: Afrikanische Wolfsmilch und Kaktus haben eine Kugelform, die eine minimale Verdunstungsoberfläche bietet.

Unter Tieren unterscheiden sie sich in Bezug auf Wasser Umwelt Gruppen: Hygrophile(feuchtigkeitsliebend), Mesophile- Zwischengruppe u Xerophile(trockenliebend). Wege zur Regulierung des Wasserhaushalts bei Tieren werden in Verhaltens-, morphologische und physiologische Wege unterteilt.

Zu Verhaltensweisen Dazu gehören die Migration an feuchtere Orte, regelmäßige Besuche einer Wasserstelle, der Übergang zu einer nächtlichen Lebensweise usw. morphologische Anpassungswege- Vorrichtungen, die Wasser im Körper zurückhalten: Schalen von Landschnecken, Hornhüllen bei Reptilien usw. physiologische Anpassungen Ausbildung zur Verfügung stellen Stoffwechsel Wasser, das durch den Stoffwechsel entsteht und es dem Körper ermöglicht, auf Trinkwasser zu verzichten. Die letztere Anpassungsmethode wird von Tieren wie Kamelen, Schafen und Hunden verwendet, die Wasserverlusten in erheblichen Mengen standhalten (Kamele - bis zu 27%). Ein Mensch stirbt bereits bei 10 % Wasserverlust. Wechselwarme Tiere tolerieren Wasserverlust besser, da sie nicht wie homöotherme Tiere Wasser zur Körperkühlung verwenden müssen.

Die Stadt Ozersk, die Seen Irtyash, Bolshaya Nanoga und Malaya Nanoga auf dem Territorium von ZATO sind Teil des Seensystems Irtyashsko-Kasli. Die einzige Trinkquelle der Stadt Ozersk ist der Irtyash-See, der direkt mit dem Bolshaya Nanoga-See verbunden ist. Es ist der niedrigste in der Seenkette des Irtyash-Kasli-Systems, was sich erheblich auswirkt chemische Zusammensetzung Wasser. Besonders auffällig ist der Einfluss des Lake B. Nanoga. Veränderungen in der Wasserqualität des Sees. B. Nanoga führt zu einer Veränderung des Wassers des Irtyash-Sees.

Die chemische Zusammensetzung der Seen Bolshaya Nanoga und Irtyash hat sich in den letzten 30 Jahren verschlechtert, während der Lake Malaya Nanoga unverändert geblieben ist. Noch vor 30 Jahren war die chemische Zusammensetzung der Seen B. Nanoga und M. Nanoga fast identisch, jetzt ist klar, dass im Wasser des Sees B. Nanoga die Konzentrationen sind: Phosphat - ein 48,5-faches Ion Sulfat - ein Ion 33,4 mal, Chlorid - ein Ion 2,9 mal, Ammoniumstickstoff 3,47 mal höher als im Wasser des Lake M. Nanoga. Und wenn die Menge an darin enthaltenen Fremdstoffen, insbesondere solchen, die Menschen, Tieren und Pflanzen schaden, kritische Werte erreicht, wird Wasser vom Guten zum Bösen. Derzeit hat der Lake B. Nanoga seine Bedeutung als Fischerei- und Trinkwasserkörper verloren. Die Qualität des darin enthaltenen Wassers entspricht nicht einmal den Anforderungen für Stauseen für Kultur- und Haushaltszwecke.

Die Verschlechterung der Wasserqualität ist mit dem anthropogenen Faktor verbunden. Jedes Jahr wächst die Zahl der Gärten in der Wasserschutzzone des Sees. Mit Sturm- und Schmelzabfluss gelangen Nährstoffe, Phosphate und stickstoffhaltige Stoffe in den See. Dadurch kommt es zu einer Massenvermehrung von Phytoplankton, vor allem Blau-, Grün- und Rotalgen, sowie zu einer intensiven Entwicklung höherer Algen, was zu einer Abnahme des Sauerstoffgehalts im Wasser führt.

Wasser, Wasserstoffoxid, H2O, am einfachsten unter Normalbedingungen stabil chemische Verbindung Wasserstoff mit Sauerstoff (11,19 % Wasserstoff und 88,81 % Sauerstoff nach Masse), Molekulargewicht 18,0160; farblose Flüssigkeit, geruchlos und geschmacklos (in dicken Schichten hat es eine bläuliche Farbe). Wasser spielt dabei eine entscheidende Rolle geologische Geschichte Die Erde und die Entstehung des Lebens, bei der Entstehung der physikalischen und chemischen Umwelt, des Klimas und des Wetters auf unserem Planeten. Lebewesen können ohne Wasser nicht existieren. Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil fast aller technologischen Prozesse – sowohl in der landwirtschaftlichen als auch in der industriellen Produktion.

Wasser ist der wichtigste Bestandteil aller Ökosysteme, nicht nur des Wassers, sondern auch der terrestrischen, daher ist das Vorhandensein von Wasser eine unverzichtbare Voraussetzung für die Aufrechterhaltung des ökologischen Gleichgewichts und der Artenvielfalt sowohl in Gewässern als auch an Land.

Wasser ist ein wichtiger Bestandteil lebender Materie. Im Körper eines erwachsenen Tieres beträgt sein Gehalt ungefähr 55-65% und bei Neugeborenen 70-80%. Wasser als universelles Lösungsmittel bildet disperse, molekulardisperse und kolloidal dispergierte Lösungen (Sole und Gele in Geweben). Diese Eigenschaften des Wassers erklären sich aus der Dipolstruktur seines Moleküls und folglich aus dem hohen Wert der Dielektrizitätskonstante. Wasser ist nicht nur ein Medium für das Auftreten verschiedener chemischer Reaktionen, sondern ist auch an den Reaktionen der Hydrolyse, Hydratation und Dehydratisierung, Oxidation und an einigen synthetischen Prozessen beteiligt. Die Geschwindigkeit hydrolytischer Reaktionen in Geweben hängt vom Wassergehalt in Geweben ab.

Wasser hat eine hohe Wärmekapazität und Wärmeleitfähigkeit, wodurch es bei der Thermoregulation des Tierkörpers aktiv ist. Wasser, das eine gute Fließfähigkeit hat, kann sich schnell im Körper bewegen; Durch die Benetzung der Reibungsflächen im Gewebe verbessert es das Gleiten in den Gelenken und anderen beweglichen Körperteilen.

Die Einzigartigkeit und der Wert des Wassers werden ständig auf die Probe gestellt. Die Menschheit greift das Wasser brutal an, und es zeigt seine Stimmung und verändert alles auf der Erde in Form von Wirbelstürmen, Hagel, Nebeln, Stürmen, Hurrikanen, Taifunen. Menge Naturkatastrophen steigt jährlich. In den letzten 30 Jahren sind 4 Millionen Menschen an ihnen gestorben, und etwa 4 Milliarden haben gelitten.

Biogeochemische Eigenschaften Schwermetalle

Schwermetalle sind Elemente des Periodensystems mit einem Verwandten Molekulargewicht mehr als 40. So kam es, dass die Begriffe „Schwermetalle“ und „Giftmetalle“ zu Synonymen geworden sind. Bisher sind Cadmium, Quecksilber, Blei, Antimon uneingeschränkt als giftig einzustufen. Die Aktivität eines erheblichen Teils des Restes in lebenden Organismen kann nur mit "ausgezeichnet" bewertet werden. In der Tat sind Metalle in ionischer Form Teil von Vitaminen, Hormonen und regulieren die Aktivität von Enzymen. Es wurde festgestellt, dass Mo, Fe, V, Co, W, B, Mn, Zn für den Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel notwendig sind; Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co sind an der Proteinsynthese beteiligt; in der Hämatopoese - Co, Cu, Mn, Ni, Zn; im Atem - Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Co. Es stimmt, es gibt keine Schadstoffe, es gibt schädliche Konzentrationen. Daher können Ionen von Kupfer, Kobalt oder sogar Chrom, wenn ihr Gehalt in einem lebenden Organismus den natürlichen nicht übersteigt, als Mikroelemente bezeichnet werden, aber wenn sie genealogisch mit einem Fabrikrohr in Verbindung gebracht werden, dann sind dies bereits Schwermetalle. Schwermetalle (Quecksilber, Blei, Cadmium, Zink, Kupfer, Arsen) gehören zu den weit verbreiteten und hochgiftigen Schadstoffen. Sie sind in verschiedenen industriellen Produktionen weit verbreitet, daher sinkt trotz der Behandlungsmaßnahmen der Gehalt an Schwermetallverbindungen in der Industrie Abwasser ziemlich hoch. Große Massen dieser Verbindungen gelangen über die Atmosphäre in den Ozean. Am gefährlichsten für marine Biozönosen sind Quecksilber, Blei und Cadmium. Quecksilber wird mit dem kontinentalen Abfluss und durch die Atmosphäre in den Ozean transportiert.

Einer Klassifikation zufolge mehr als 40 Elemente mit einem hohen Verwandten Atommasse und einer relativen Dichte größer als 6. Gemäß einer anderen Klassifizierung gehören zu dieser Gruppe Nichteisenmetalle mit einer Dichte größer als die von Eisen (Blei, Kupfer, Zink, Nickel, Cadmium, Kobalt, Zinn, Antimon, Wismut, Quecksilber).

Nach den Angaben im Handbook of Elementary Chemistry, hrsg. A. T. Pilipenko (1977) werden Elemente mit einer Dichte von mehr als 5 g/cm3 als Schwermetalle klassifiziert. Basierend auf diesem Indikator sollten 43 von 84 Metallen als schwer angesehen werden. Periodensystem Elemente. Unter diesen 43 Metallen haben 10 neben metallischen Eigenschaften Merkmale von Nichtmetallen (Vertreter der Hauptuntergruppen VI, V, IV, III der Gruppen des Periodensystems, die p-Elemente sind), daher die Bezeichnung " schwere Elemente“, aber in dieser Veröffentlichung werden wir den in der Literatur allgemein akzeptierten Begriff „Schwermetalle“ verwenden.

Also mehr als 40 chemische Elemente mit einer relativen Dichte von mehr als 6. Die Anzahl gefährlicher Schadstoffe ist angesichts der Toxizität, Persistenz und Anreicherungsfähigkeit in der Umwelt sowie des Verbreitungsgebiets dieser Metalle viel geringer.

Zuallererst sind diejenigen Metalle von Interesse, die am häufigsten und in bedeutenden Mengen bei Produktionstätigkeiten verwendet werden und aufgrund ihrer Anreicherung in der äußeren Umgebung eine ernsthafte Gefahr hinsichtlich ihrer biologischen Aktivität und toxischen Eigenschaften darstellen. Dazu gehören Blei, Cadmium, Zink, Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan.

In wässrigen Medien liegen Metalle in drei Formen vor: suspendierte Partikel, kolloidale Partikel und gelöste Verbindungen. Letztere werden durch freie Ionen und lösliche Komplexverbindungen mit organischen (Humin- und Fulvosäuren) und anorganischen (Halogenide, Sulfate, Phosphate, Carbonate) Liganden repräsentiert. Großer Einfluss Der Gehalt dieser Elemente in Wasser wird durch Hydrolyse beeinflusst, die weitgehend die Form des Vorhandenseins des Elements in wässrigen Medien bestimmt. Ein Großteil der Schwermetalle wird transportiert Oberflächengewässer in einem ausgeglichenen Zustand.

Die Sorption von Schwermetallen durch Bodensedimente hängt von den Eigenschaften der Zusammensetzung der letzteren und dem Gehalt ab organische Materie. Letztendlich konzentrieren sich Schwermetalle in aquatischen Ökosystemen in Bodensedimenten und Biota.

Material und Methode

Proben des Seewassers und zweier darin lebender Fischarten, Barsch und Felchen, wurden einer Untersuchung auf den Gehalt an Schwermetallen unterzogen. Das UGAVM-Labor bestimmte den Gehalt an: Kupfer, Eisen, Kobalt, Nickel, Blei, Zink, Cadmium, Mangan, Magnesium.

Es stellte sich heraus, dass im Wasser des Sees für eine Reihe von Elementen der Überschuss an MPC ausgedrückt wird: Kupfer um das 56-fache, Zink um das 16-fache, Nickel um das 4-fache und Mangan um das 2-fache, der Eisengehalt war auf dem oberen Niveau von MPC.

Die Ergebnisse einer Studie über neun Schwermetalle im Gewebe von Fischen, die im Lake Bolshaya Nanaga leben, zeigen, dass ihre Konzentrationen den MPC größtenteils nicht überschreiten.

Beim systemischer Ansatz Basierend auf diesen Ergebnissen wurde festgestellt, dass der Fischorganismus eine zweistufige Pyramide bildet.

Auf der ersten Ebene gibt es zwei Subsysteme, von denen das erste drei Elemente enthält. Seine Aktivierung wird durch eine Änderung des Eisengehalts im Fischgewebe verursacht, das Ergebnis der Aktivität des Subsystems war eine signifikante Abnahme des Kobalts.

Das Subsystem zweiter Ordnung enthielt drei Elemente. Die Aktivierung erfolgte aufgrund einer Änderung des Zinkgehalts in Fischgeweben, das Ergebnis der Aktivität war der Wunsch, Cadmium zu reduzieren.

Auf der zweiten Ebene wurde ein Subsystem vom Fischorganismus gebildet. Das Element seiner Aktivierung war Eisen, das Ergebnis der Aktivität war eine signifikante Abnahme des Zinks.

Cadmium stellte sich aufgrund fehlender Kontrollmechanismen als außerhalb des Subsystems heraus.

Wenn also der Zustand des Wassers einen signifikanten Überschuss des MPC von vier von neun Elementen (Kupfer, Zink, Nickel und Mangan) anzeigt, gibt es im Fischkörper auch vier, aber etwas andere (Cadmium, Blei, Nickel). Mangan), obwohl der MPC für Fischgewebe die Norm nicht überschreitet.