Вода
ВОДА составляет значительную часть живых организмов (в организме человека 65%, в растениях - до 95%).Обмен веществ в организмах, процессы пищеварения и усвоения пищи невозможны без воды (см. Питание).
Качество воды зависит от различных примесей во взвешенном и растворённом состоянии, а также от наличия в ней живых организмов (бактерий). Пригодная для употребления (питья, приготовления пищи) вода чиста и прозрачна, не имеет неприятного вкуса и запаха, не содержит микроорганизмов - возбудителей заразных болезней - и ядовитых примесей. Вода считается жёсткой, если в ней большое количество растворённых солей кальция и магния; в такой воде плохо пенится мыло, трудно развариваются овощи.
Содержание взвешенных и растворённых веществ в воде измеряется миллиграммами на литр воды (мг/л). Жёсткость воды выражалась раньше в немецких градусах (°Н) жёсткости (1°Н соответствует содержанию 10 мг СаО на 1 л воды). В настоящее время по ГОСТ 6055-51 жёсткость воды выражается в миллиграмм-эквивалентах кальция и магния (1 мг/экв равен 2,8°Н). Загрязнённость воды бактериями выражается количеством этих бактерий на единицу объёма. Запах и вкус выражаются в баллах.
Качество питьевой воды (ГОСТ 2761-44 и 2874-54) определяется следующими данными. В воде источников централизованного водоснабжения сухой остаток (количество растворённых веществ, определённое выпариванием воды при +110°) не превышает 1000 мг/л, общая жёсткость воды не превышает 14 мг/экв (40°Н), количество бактерий кишечной палочки не более 1000 на 1 л при хлорировании и не более 10000 на 1 л при полной очистке и хлорировании. Для анализа воду необходимо направить в химическую лабораторию водопроводной станции или в районную санитарно-бактериологическую лабораторию.
По общим требованиям запахи и привкусы в воде водопроводов (при температуре +20°) не должны превышать 2 баллов, цветность по шкале в градусах - не более 20°, прозрачность по шрифту - не менее 30 см (т. е. через слой воды в 30 см можно свободно читать обычный шрифт), общая жёсткость - не более 7 мг/экв (20°Н), число бактерий кишечной палочки - не более 3 на 1 л.
Для водопроводов с очисткой воды дополнительные требования предъявляются к мутности (не более 2,0 мг/л), содержанию остаточного хлора в воде (не менее 0,3 и не более 0,5 мг/л) и железа (не более 0,3 мг/л), отсутствию хлорофенольного запаха, возникающего иногда при хлорировании. Допустимое содержание мути в 2 мг/л соответствует всего лишь 0,000 000 2 или 0,000 2%.
Вода, выпадающая в виде осадков (дождь, снег), содержит минимальное количество примесей (сухой остаток 34 мг/л, растворённые газы и некоторые вещества, содержащиеся в атмосферном воздухе). Атмосферная вода стекает в водоёмы, захватывая почвенные частицы, растворяет углекислоту, образующуюся за счёт дыхания почвенных организмов, и т. д. Дождевая вода очень мягкая, поэтому её хорошо использовать для мытья головы, стирки и т. п.
Вода поверхностных источников содержит значительное количество растворённых (Нева - 60 мг/л, Дон, Днепр - 100-200 мг/л), а также взвешенных веществ (ила из глинистых и органических веществ), особенно в паводок (степные реки - до 20000 мг/л).
Из поверхностных вод наибольшее количество растворённых минеральных солей содержит морская вода (сухой остаток - от 3600 до 4000 мг/л) за счёт непрерывного накопления сухого остатка при испарении. Поэтому плотность морской воды значительно выше, чем у пресной воды, и в морской воде легче плавать. Морская вода замерзает при более низкой температуре, чем пресная.
Подземные воды содержат значительное количество минеральных солей. При большом содержании солей - от 1000 мг/л до. 50000 мг/л - воды называются минеральными, при ещё большем содержании - рассолами. Вместе с тем подземные воды являются в большинстве случаев прозрачными, т. е. свободными от взвешенных веществ (мути), а при больших сроках движения в подземных пластах почти полностью освобождаются от бактерий.
Основным методом обеззараживания воды при недостаточно надёжных источниках водоснабжения, а также при местном водоснабжении (из шахтных колодцев и др.) в домашних условиях является кипячение её (не менее 30 минут). Применяются также, гл. обр. в полевых условиях, различные обеззараживающие средства в виде раствора хлорной извести и обеззараживающих таблеток, вносимых в воду и действующих преимущественно за счёт содержащегося в них хлора (пантоцид, хлориновые таблетки), а иногда за счёт серной кислоты (таблетки бисульфата натрия), так как бактерии в кислой среде погибают. Основным являются правильный выбор, устройство и эксплуатация источников водоснабжения, что позволяет получить хорошую питьевую воду. Пропорции указываются в прилагаемом к каждому из химикатов способу употребления.
Вода обладает наибольшей плотностью при +4°. При повышении или понижении температуры она расширяется и объёмный вес её уменьшается. Поэтому воду кипятят, нагревая снизу, и вся её масса в кастрюле, чайнике оказывается полностью прокипячённой, так как нагретые нижние слои поднимаются вверх, а более холодные неподогреваемые верхние слои опускаются вниз. Поэтому и водоёмы (кроме мелких) не промерзают до дна, так как лёд всплывает (объёмный вес воды при +4°- 1 т/м3, объёмный вес льда при 0° - 0,92 т/м3) и служит теплоизолятором, предотвращающим охлаждение нижележащих слоев воды. Так как объём льда больше объёма воды, то плотно закрытые сосуды (трубы, бутылки и т. п.) при замерзании воды лопаются.
Растворимость газов при повышении температуры воды уменьшается, поэтому нагретая вода может издавать запах («горячий» запах), который не ощущается при низкой температуре («холодный» запах). Твёрдые вещества, наоборот, лучше растворяются в горячей воде.
Вода обладает наибольшей теплоёмкостью из всех известных веществ. Температура кипения воды зависит от давления. При нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре +100°, и нагрев не повышает эту температуру. На высоких местностях в горах давление падает, и вода закипает при более низкой температуре. Поэтому, например, варка пищи в горах происходит более медленно. При увеличении давления, что может быть достигнуто при кипячении воды в герметически закупоренном сосуде, температура кипения повышается. Повышенная температура ускоряет срок варки продуктов. На этом - основано действие кастрюль скороварок (см.).
В пористых материалах вода поднимается на значительную высоту (явление «капиллярности») по порам (капиллярам), например в суглинке - до 2 - З м. Благодаря этому подземные воды увлажняют более высокие слои почвы и снабжают водой растения. С этим явлением часто связано появление сырости (см.) стен в зданиях. Прекратить капиллярное поднятие можно, поставив преграду на пути воды из водонепроницаемого материала. Этим же свойством капиллярности пользуются для охлаждения воды летом. В пористых керамических графинах происходит непрерывное испарение воды, просачивающейся через поры стенок. При этом испарении отнимается тепло от основной массы воды.
При отсутствии водопровода хранить воду целесообразно в закрытых оцинкованных чанах или бидонах, периодически промываемых хлорным раствором. Деревянные бочки для воды рекомендуется обжигать (по внутренней поверхности), при этом тонкий слой древесного угля служит разделительной средой между органическим веществом древесины и водой. Для обжига бочку переворачивают и разводят под ней небольшой костёр из сухих стружек.