Water

Die klem van hierdie artikel lê op water in die algemeen. Sien water (molekule) vir inligting oor die chemiese en fisiese eienskappe van suiwer water (H₂O, waterstofoksied).

Water is 'n smaaklose, kleurlose stof in sy suiwer vorm wat noodsaaklik is vir alle bekende vorme van lewe en is ook bekend as die mees gebruikte oplosmiddel. Water kom in oorvloed op Aarde voor. Dit bestaan op baie plekke en vorme: meestal in die oseane en by die pole, maar ook in wolke, reënwater, riviere, mere, damme en ander waterdraende formasies. Water beweeg voortdurend deur 'n siklus wat verdamping, neerslag en afloop na die see insluit.

Water wat geskik is vir menslike gebruik is 'n natuurlike hulpbron wat al skaarser word in sekere wêrelddele waar die bevolking groei en die beskikbaarheid daarvan is 'n belangrike sosio-ekonomiese vraagstuk.

Molekulêre eienskappe

Vorms van water

Water op aarde neem verskeie vorme aan: Mens kry waterdamp en wolke in die lug, die golwe en ysberge in die see, gletsers in die berge asook ondergrondse mere om maar 'n paar te noem. Deur verdamping, neerslag en afloop vloei water aanhoudend van een vorm na die ander, in wat as die watersiklus bekend staan.

Vanweë die belangrikheid van neerslag vir landbou en aan die mensdom in die algemeen, bestaan daar verskillende name om die verskillende vorme daarvan te beskrywe: reën is iets waarmee die meeste vertroud is, ander verskynsels is egter nie noodwendig aan al die bewoners op aarde bekend nie. Hael, sneeu, mis of dou is 'n paar voorbeelde van die vorme waarin neerslag kan plaasvind. Klein reëndruppels in die lug breek die sonlig om reënboë te vorm.

Op soortgelyke wyse het die afloopwater 'n belangrike rol in die menslike geskiedenis gespeel, soos riviere wat water verskaf het vir besproeiing in die landbou. Riviere en seë het dit ook dikwels vir mense moontlik gemaak om te reis en handel te dryf. Erosie der hierdie afloopwater het 'n groot rol gespeel in die vorming van die omgewing en het die vorming van valleie en deltas wat ryk- en gelyke grond verskaf vir die vestiging van menslike nedersettings.

Water sypel ook in die grond in na ondergrondse rotsformasies toe. Hierdie grondwater vloei soms na die oppervlak terug om fonteine te vorm en soms selfs meer skouspelagtige warmwaterbronne en geysers. Grondwater word dikwels deur mense vanuit boorgate herwin.

Omdat water baie verskillende stowwe kan bevat, kan dit verskillend proe of ruik. Die meeste mense en ander diere se reuk- en smaaksintuie is tot so 'n mate ontwikkel dat hulle die drinkbaarheid van water kan evalueer: diere vermy die smaak van souterige seewater en die verrottende moeraswater en verkies skoner water soos die in bergstrome.

Water in biologie

Vanuit 'n biologiese oogpunt het water baie kenmerkende eienskappe wat dit krities noodsaaklik maak vir die voortbestaan van lewe en wat dit laat uitstaan bo bykans enige ander chemiese verbinding. Water vervul sy rol deurdat dit organiese verbindings toelaat om te reageer op so 'n wyse dat dit voortplanting bevorder. Dit is 'n goeie oplosmiddel en besit 'n hoë oppervlakspanning, wat dit moontlik maak om organiese verbindings daarin te vervoer.

Vars water is op sy digste teen 4°C en word minder dig soos dit kouer word en vries of warmer word van daardie punt af. As 'n stabiele, polêre molekuul wat in oorvloed in die atmosfeer voorkom, speel dit 'n belangrike rol as absorbeerder van infrarooi straling, wat noodsaaklik is om die kweekhuis-effek in die atmosfeer teweeg te bring. Daarsonder sou die aarde se gemiddelde oppervlaktemperatuur ongeveer −18 °Celsius wees. Water besit ook 'n buitengewone hoë spesifieke warmtekapasiteit wat 'n belangrike rol speel in die regulering van die aarde se klimaat asook die plaaslike klimaat.

Water is 'n baie goeie oplosmiddel en los baie soorte stowwe op, soos onder ander soute en suikers en werk sodoende chemiese interaksies in die hand wat komplekse metabolismes moontlik maak. Ander stowwe, soos olies en ander hidrofobiese stowwe, meng egter nie goed met water nie. selmembrane wat uit lipiede en proteïene bestaan maak van hierdie eienskap gebruik om die interaksies tussen hulle inhoud en eksterne chemikalieë te beheer. Hierdie beheer word ook tot 'n mate deur die oppervlakspanning van water aangehelp.

Waterdruppels is stabiel vanweë die hoë oppervlakspanning van water. Dit kan gesien word wanneer 'n hoeveelheid water op 'n onoplosbare oppervlak soos glas geplaas word: die water bly as druppels bymekaar en vorm nie 'n film oor die oppervlak nie. Hierdie eienskap speel 'n groot rol in transpirasie by plante.

'n Eenvoudige dog belangrike eienskap in die omgewing van water is dat sy algemene vaste vorm, ys, bo-op die vloeistof dryf. Hierdie vastestof-fase is minder dig as water in die vloeistof-vorm vanweë die geometrie van die sterk waterstofbindings wat slegs teen die laer temperature gevorm word. Bykans alle ander stowwe en vir al die 11 minder algemene fases waarin water in vaste vorm voorkom (buiten ys-XI) is die vastestof meer dig as die vloeistofvorm. Varswater is op sy digste by 4 °C en sal deur middel van konveksie sink as dit tot by daardie temperatuur afkoel, sou dit egter van daardie temperatuur af verder afkoel sou dit eerder styg. Hierdie omkeer veroorsaak dat dieper water warmer bly as die vlakker vriesende water. Ysvorming op 'n meer sal dus op die oppervlak plaasvind terwyl die grootste hoeveelheid van die watermassa daaronder rondom 4 °C sal bly. Dit isoleer die meerbodem effektief van die uiterste koue. Byna al die ander chemiese stowwe sal van onder af vries.

Lewe op aarde het ontwikkel en aangepas by die kenmerkende eienskappe van water. Die bestaan van 'n oorvloed vloeistof-, damp- en vastevorms van water op Aarde het 'n belangrike rol gespeel in die oorvloedige lewensvorme wat bykans op elke uithoek van die Aarde en selfs in die uiterste toestande aangetref kan word.

Beskawings van die geskiedenis het tipies rondom riviere en waterweë gefloreer; Mesopotamië, die sogenaamde bakermat van die beskawing, is tussen twee groot riviere geleë. Groot stede soos Londen, Parys, Nieu York en Tokyo het hul sukses deels te danke aan hul maklike bereikbaarheid oor water en die gevolglike uitbreiding van handel. Eilande met veilige hawens, soos Singapoer en Hong Kong het gefloreer juis as gevolg van hierdie rede. In plekke soos Noord-Afrika en die Midde-Ooste waar water skaarser is, het toegang tot skoon drinkwater 'n belangrike rol gespeel in menslike ontwikkeling.

Die ligging van die Aarde in die hemelruim

Die saambestaan van die vaste-, vloeistof- en gasfases van water op Aarde was noodsaaklik vir die ontstaan, ewolusie en die voortgesette bestaan van lewe op Aarde. Sou die Aarde se ligging in die sonnestelsel egter net 'n klein bietjie nader of verder van die Son af gewees het sou die toestande wat die gelyktydige bestaan van die drie vorms van water moontlik gemaak het waarskynlik nie bestaan het nie.

Die Aarde se massa veroorsaak dat dit voldoende swaartekrag het om die atmosfeer te behou. Waterdamp en koolstofdioksied in die atmosfeer veroorsaak 'n kweekhuis-effek wat help om 'n relatiewe konstante temperatuur op die oppervlak te verseker. Indien die Aarde minder massa gehad het sou die dunner atmosfeer gelei het tot uiterste temperatuurtoestande wat die versameling van water slegs by die pole sou moontlik maak.

Menslike gebruik van water

Alle bekende lewensvorme is afhanklik van water. Water is 'n noodsaaklike deel van enige metaboliese proses in die liggaam. Noemenswaardige hoeveelhede water word verbruik tydens die vertering van voedsel. (Neem kennis dat daar sekere bakterieë en plantsade bestaan wat 'n kriptobiotiese toestand kan ingaan vir 'n onbepaalde tydperk wanneer dit ontwater word en weer lewendig word wanneer dit aan 'n nat omgewing blootgestel word).

Ongeveer 72% van die vetvrye massa van die menslike liggaam bestaan uit water. Om behoorlik te kan funksioneer vereis die liggaam tussen een en sewe liter water per dag om dehidrasie te voorkom. Die presiese hoeveelheid hang af van die vlakke van aktiwiteit, temperatuur, humiditeit en ander faktore. Dit is nie duidelik hoeveel water gesonde mense behoort in te neem nie. Dit is egter vir diegene wat nie nierprobleme het nie baie moeilik om te veel water in te neem. Dit is veral gevaarlik om te min te drink wanneer 'n mens in warm, vogtige weer oefen. Dit is egter moontlik vir 'n mens om te veel water in te neem en kan lei tot watervergiftiging, wat dikwels noodlottig kan wees. Die feit dat 'n mens agt glase water per dag moet inneem kan nie na enige wetenskaplike navorsing terugverwys word nie. Toonaangewende dieetkundiges en voedselkundiges beveel hierdie egter as die aanbevole daaglikse inname (ADI) aan [1]. Die nuutste dieetkundige verslae oor aanbevole inname deur die Nasionale Navorsinginstituut van Amerika beveel 2.7 liter water (insluitende water in voedselbronne) vir vrouens en 3.7 liter vir mans aan [2]. Water word deur die liggaam afgeskei deur die urine en ontlasting, deur sweet en deur die uitaseming van waterdamp.

Mense vereis water wat nie te veel soute en ander onsuiwerhede bevat nie. Algemene onsuiwerhede sluit chemikalieë en/of skadelike bakterieë, soos kripto sporidium in. Sommige opgeloste stowwe is aanvaarbaar en kan selfs wenslik wees om die smaak te bevorder en om die nodige elektroliete te verskaf.

Water as 'n beperkte hulpbron

Sien waterbronne vir meer inligting oor varswatervoorsiening.

Mense staan in toue om water te kry tydens die Beleg van Sarajevo. Foto deur Mikhail Evstafiev

As gevolg van die groei in die wêreldbevolking en ander faktore is die beskikbaarheid van drinkwater per kapita besig om te kwyn. Die kwessie van watertekorte kan opgelos word deur meer te vervaardig, beter verspreiding en deur minder vermorsing daarvan. Om hierdie rede is water 'n strategiese hulpbron in baie lande. Baie oorloë, soos onder ander die Sesdaagse Oorlog in die Midde-Ooste is geveg om toegang daartoe te verseker. Kenners voorspel meer probleme vorentoe as gevolg van die groeiende bevolking, toenemende besoedeling en aardverwarming.

UNESCO se waterontwikkelingsverslag (2003) wat volg uit hul wêreldwye waterwaarderingsprogram dui aan dat die hoeveelheid water aan mense beskikbaar met 30% gaan krimp. 40% van die wêreld se inwoners het reeds onvoldoende toegang om basiese higiëne te verseker. Meer as 2.2 miljoen mense het in 2000 gesterf as gevolg van siektes wat verband hou met besoedelde water of droogte. In 2004 het die liefdadigheidsorganisasie, Water Aid in die Verenigde Koninkryk in hul verslag beweer dat daar 'n kind elke 15 sekondes sterf weens maklik voorkombare waterverwante siektes.

Beheer oor waterverspreiding

Drinkwater word dikwels versamel by fonteine of onttrek uit boorgate of putte in die grond. Die bou van meer putte of voorsiening van meer boorgate is dus 'n moontlike manier om meer water te verskaf op voorwaarde dat die ondergrondse bron voldoende vloei kan lewer. Ander waterbronne is reën- en rivierwater. Hierdie oppervlakwater moet dikwels gesuiwer word om dit geskik te maak vir menslike verbruik. Gewilde metodes van watersuiwering sluit in filtrering, kook en distillasie. Meer gevorderde metodes bestaan ook soos tru-osmose. Ontsouting van oorvloedige seewater is 'n duur oplossing wat soms in droë klimate langs die kuslyn gebruik word.

Die verspreiding van drinkwater in stede word deur munisipale waterwerke gedoen. Regerings in baie lande het programme om water aan behoeftiges teen geen koste te verskaf. Ander redeneer dat markmeganismes en die vrye markstelsel die beste manier is om hierdie skaars hulpbron te beheer en te bestuur en om voorsiening te maak vir die finansiering van boorgate of die bou van damme en opgaartenke.

Die vermindering van watervermorsing is ook 'n ander opsie om te verseker dat die beskikbare bronne sover moontlik vir menslike verbruik aangewend word. In sommige stede soos Hong Kong, word daar uitgebreid gebruik gemaak van seewater om toilette te spoel om varswater te bespaar. Waterbesoedeling is waarskynlik die grootste wanverbruik van water; tot so 'n mate dat die besoedeling daarvan ander verbruike daarvan kan uitsluit en verteenwoordig 'n vermorsing van die hulpbron ongeag van die voordeel wat die besoedelaar daaruit put. Farmaseutiese middels wat deur mense verbruik word vind ook hul weg na die waterweë en kan nadelige invloede op waterlewe hê indien hulle in organismes akkumuleer en as hulle nie vergaanbaar is nie.

Die impak van water op kultuur

Water word in die meeste godsdienste, insluitend die Christelike gelowe, Islam, Judaïsme en Sjintoïsme, as reiniger beskou. In Christelike kerke word water byvoorbeeld gebruik vir die doop. Dis ook gebruiklik in baie gelowe om die dooies 'n rituele bad in suiwer water te gee (Judaïsme en Islam). In Islam word die daaglikse Salah slegs gedoen na reiniging (Wodoo), wat die skoonwas van sekere liggaamsdele in water behels. In Sjinto word water in bykans alle reinigingsrituele gebruik. In van die swart kulture in Suid-Afrika was alle gaste by 'n begrafnis hulle hande in gemeenskaplike water.

Daar word dikwels allerhande magiese kragte aan water toegeskryf. In die keltiese mitologie, is Sulis die plaaslike godin van warmwaterbronne; in Hindoeïsme, word die Ganga ook as godin verpersoonlik. Die gode word ook soms as beskermhere vir sekere fonteine, riviere of mere gesien: in die Griekse en Romeinse mitologie was Peneus 'n riviergod.

Die Griekse filosoof, Empedocles het beweer dat water een van die vier basiese elemente saam met vuur, aarde en lug was en is deur ylem gesien as die basiese boustof vir die heelal. Water is ook beskou as een van die Vyf Elemente in die tradisionele Sjinese filosofie, saam met aarde, vuur, hout en metaal.

Sien ook

Eksterne skakels

Verwysings

OA Jones, JN Lester and N Voulvoulis, Pharmaceuticals: a threat to drinking water? TRENDS in Biotechnology 23(4): 163, 2005

Hierdie artikel is in sy geheel of gedeeltelik vanuit die Engelse Wikipedia vertaal.