اهمیت آب

آب و اهمیت زیستی آن

 سر فصل اول  :  مختصری درباره ماهیت آب

 بطور کلی ، آب که بیش از هفتاد درصد کره زمین را فراگرفته ولی تنها دو درصد از آن برای بشر قابل استفاده می باشد که از این مقدار بسیار ناچیز هم 90 درصد به صورت منجمد در دو قطب قرار گرفته است ! از ترکیب دو عنصر گازی شکل به نام های هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است . این دو اتم ، به ترتیب به نسبت های دو به یک با یکدیگر ترکیب شده و یک مولکول آب را پدید می آورند .
پیوند بین این اتمها از نوع کووالانس ( اشتراکی ) است . دراین نوع از پیوند ، اتم ها با به اشتراک گذاشتن الکترون ، لایه ظرفیت ( آخرین لایه الکترونی ) خویش را پر می کنند و به گاز نجیب قبل از خود می رسند . این نوع پیوند ، بین دو اتم نافلز تشکیل می شود .
 
مولکول مورد نظر قطبی است و علت این امر به جهت استقرار اتمهای هیدروژن با زاویه تقریبی 105 درجه نسبت به یکدیگر در دو طرف اتم اکسیژن می باشد .  
قطبی بودن مولکول آب باعث می شود که اولاً آب یک هادی جریان الکتریسیته باشد ( در حالت ناخالص ) و ثانیاً در میدان های مغناطیسی از خود واکنش نشان دهد ( به صورت انحراف از مسیر به طرف میدان مغناطیسی )
در باب اهمیت آب ، همین بس که بیش از 75 درصد وزن بدن و بیش از 90 درصد خون انسان را آب تشکیل می دهد .
 
آب است که باعث شادابی و طراوت همه چیز ، از پوست انسان گرفته تا برگ گیاهان و ... می شود .
 
سر فصل دوم  :  ویژگی های فیزیکی ، شیمیایی و زیستی آب

همانطور که می دانیم ، آب سر دسته مایعات است و به دلیل خواص منحصر به فردی که دارد ، به عنوان مایع شاخص در تمامی آزمون های فیزیکی ، شیمیایی و زیستی لحاظ می شود . اصولاً آب در علوم سه گانه یاد شده ، به عنوان یک حلال عمومی مورد توجه قرار می گیرد .
ظرفیت گرمایی ویژه نسبتاً بالای آب نیز یکی از امتیازات این مایع ارزشمند است که باعث می شود ، آب به عنوان یک خنک کننده ارزان قیمت در دسترس همگان قرار گیرد . ( به عنوان مثال رادیاتور در اتومبیل )
اما لازمست برای ظرفیت گرمایی ویژه ، تعریفی دقیق برایتان ارائه نمایم و آن عبارتست از :
 
میزان حرارتی که به واحد جرم از یک ماده داده می شود تا دمای آن یک درجه سانتی گراد افزایش یابد . واحد یا یکای آن ژول می باشد .
 
گرمای نهان یا آنتالپی نیز یکی دیگر از خواص مهم آب است که در موارد بسیار زیادی کاربرد دارد ؛ مثل انجماد ، تبخیر و یا میعان .
 
تعریفی که از گرمای نهان ارائه شده است به شرح زیر می باشد :
 
میزان حرارتی که واحد جرم یک ماده به دست می آورد یا از دست می دهد تا از یک فاز به فاز دیگر انتقال یابد . مثلاً از فاز مایع به گاز در فرآیند تبخیر و یا بالعکس در فرآیند میعان . بر همین اساس آنتالپی ، گرما گیر و یا گرما زا می باشد . واحد یا یکای این فاکتور نیز مانند ظرفیت گرمایی ویژه  ، ژول می باشد .
 
علاوه بر موارد مذکور ، آب دارای مختصات منحصر بفرد دیگری نیز می باشد که بری صرفه جویی در وقت ، از بیان آنها خود داری می کنیم .
 
سر فصل سوم  :  اثرات مخرب آب

با این همه تعاریفی که از مزایای آب در مباحث پیشین ذکر شد ، لازم است به آن روی سکه نیز توجهی ویژه داشت و آن عبارتست از اثرات مخرب آب که به طور خلاصه در این باب می توان چنین نوشت :
 
اولین و مهم ترین اثر مخرب آب که در علوم مختلف مانند کشاورزی ، زمین شناسی ، جغرافیا و ... کانون توجه کارشناسان و متخصصین ذیربط است ، قدرت فرسایشی آب می باشد .
 
جریانات شدید و حتی بسیار آرام ( ولی به صورت پیوسته و ممتد ) آب می تواند در دراز مدت باعث فرسایش سنگها ، کوه ها و ... شود . حتی می تواند باعث پیدایش دره های عمیق نیز گردد و یا باعث شسته شدن لایه هوموس خاک و از بین رفتن حاصلخیزی خاک های کشاورزی شود .
 
به همین دلیل است که همیشه یکی از مهمترین توصیه های کارشناسی به کشاورزان عزیز در مناطق کوهستانی و کلاً در مناطقی که زمین های کشاورزی در سطوح شیبدار قرار گرفته است " شخم عمود بر سطح شیب " می باشد و بدین ترتیب مانع از فرسایش خاک توسط آب می گردد ، چون بر خلاف جریان آب بوده و در نتیجه از سرعت حرکت آب می کاهد .
 
لازم به ذکر است که حتی سقوط ذرات آب ، به صورت باران و اصابت قطرات آب با سطح خاک نیز دارای اثر مخرب بر روی خاک می باشد ، چنانچه تقریباً همه شما عزیزان می دانید ، یکی از توصیه های کارشناسی در خصوص آبیاری ، استفاده از سر آبپاش هایی است که آب را به صورت پودری درآورده و همچنین توصیه می شود که آب به صورت قوس دار ( و نه به طور مستقیم ) به خاک اضافه شود ؛ چرا که از برخورد مستقیم آب ، همان حالتی پدید می آید که از برخورد قطرات باران با خاک .
 
انتقال شوری ، سموم ، آلودگیها و نیز استقرار برخی از میزبانان واسطه انگلها مانند حلزون و ... در آب ، از دیگر اثرات مخرب آب است که بحث درباره آنها را به وقتی دیگر موکول می کنیم .
 

سر فصل چهارم  :  نقش آب در تعدیل دمای کره زمین

از دیدگاه علم اکولوژی ، کره زمین به 3 کره تقسیم می شود :
 
کره گازی Atmo sphere
 
کره خاکی Litho sphere
 کره آبی Hydro sphere
 
موضوع بحث ما در این مقاله اختصاصاً در مورد کره آبی می باشد .
 
در علم اکولوژی ، هیدروسفر چنین تعریف می شود :
به مجموعه آبهای موجود در کره زمین ، آب کره یا هیدروسفر می گویند .
 
یکی از مهمترین نقش های هیدروسفر ، تعدیل دمای کره زمین است به شرح ذیل :
 
همان طور که قبلاً در سر فصل دوم اشاره شد ، آب دارای خواص ویژه ای است که از جمله آنها ظرفیت گرمایی ویژه و گرمای نهان است .
 
مطابق یکی از قوانین فیزیک ، آب در مقایسه با خاک ، در برابر نور خورشید دیرتر گرم شده و دیرتر هم سرد می شود ؛ و نیز مطابق قانونی دیگر ، هوا از نقطه پر فشار ( سردتر ) به نقطه کم فشار ( گرمتر ) منتقل می شود که نتیجه آن همان وزش باد است .
 
طبیعی است که وزش باد ، یکی از راه های تعدیل دمای هواست . ضمن آنکه جریانات آب چه به صورت رودخانه ای و چه به صورت اقیانوسی و ... از دیگر راه های تبادل حرارت بین دو نقطه و تعادل دمای هوا می باشد . همچنین تبخیر آب در حضور نور خورشید نیز یکی از راه های تعدیل دمای هواست .
 بخار آب نیز می تواند باعث تعدیل دمای هوا گردد . همانطور که همه ما در منازل خود تجربه کرده ایم ، هوای مرطوب دیر تر و کمتر از هوای خشک ، دستخوش تغییرات دمایی می شود که علت آن نیز به همان خواص ذکر شده از آب در سرفصل دوم بر می گردد .
 سر فصل پنجم  :  چرخه آب در طبیعت
آب به سه صورت جامد ( یخ ) ، مایع ( آب ) و گاز ( بخار آب ) در طبیعت یافت می شود . تبخیر ، میعان و انجماد ، سه رویدادی است که طی آن ، آب از یکی از حالات مذکور به حالتی دیگر تبدیل می شود .
در واقع چرخه آب در طبیعت ، بر پایه این سه پدیده متضاد استوار شده است .
 بدین ترتیب که ابتدا آب ، توسط نور خورشید بخار شده و بالا می رود . سپس در ارتفاعی خاص ، این بخار ، سرد و متراکم شده و طی شرایطی ( این شرایط را در مقاله شماره 4 که در خصوص اقلیم خواهد بود بطور مفصل تشریح خواهم کرد ) به صورت باران به نقاط مختلف زمین می بارد .
قسمتی از آب نازل شده در نقاط نفوذ پذیر زمین فرو می رود و به لایه های زیرین نفوذ می نماید و تا جایی پیش می رود که به  لایه ای نفوذناپذیر برخورد نماید و در آن محل تشکیل سفره های زیر زمینی می دهد .
 
قسمتی از آن بر روی سطح زمین جریان یافته و رواناب ها ، رودها و ... را پدید می آورند .
 
قسمتی از آن هم بخار شده و مجدداً به آسمان بر می گردد . طبیعی است که قسمتی از این آب هم به صورت منجمد در برخی از نقاط زمین ذخیره می گردد .
و این چرخه همچنان ادامه دارد .
 بدیهی است که موتور محرک در این چرخه ، خورشید می باشد .
 سرفصل ششم : آلوده سازی آب ( منابع آب ) و پیامد های آن
با افزایش جمعیت و نیز با رشد علم و به تبع آن پیشرفت صنعت و تکنولوژی و نیز در پی آن ، مصرف بیش از حد سوخت های فسیلی و به طور ناگزیر تولید فاضلابهای صنعتی وغیر صنعتی ، همه و همه دست به دست هم می دهند تا معضلی برای انسان مدرن بوجود بیاید و آن عبارتست از آلودگی منابع آب
 
از تخلیه فاضلاب های صنعتی در رودخانه ها ، دریاچه ها و... گرفته تا نفوذ سموم و کود های شیمیایی در منابع آبهای زیر زمینی و...تا بارش باران های اسیدی ناشی از صعود گازهایی نظیر دی اکسید کربن و سرد شدن آن و بارش باران هایی از جنس اسید کربنیک H2CO3 و امثال آن و نفوذ آن به سفره های زیر زمینی ، آب های جاری و ... .
 
البته مضرات این فاجعه ، تنها متوجه منابع آبی موجود نیست بلکه تبعات آن گسترده تر از آن است که در تصور ماست ؛ چرا که آلودگی منابع آب ، مستقیم یا غیر مستقیم بر زندگی ما تأثیر گذاشته و سایه شوم آن در جای جای این کره خاکی مشهود می باشد .
 
از تخریب بافت و ساختمان خاک گرفته تا نفوذ و رسوب آلودگیهای محلول در آب های زراعی در نسوج مختلف محصولات زراعی و به تبع آن تغذیه دام ، طیور و ماهی های مورد استفاده خوراک انسان و رسوب آنها در نسوج مختلف دام های مذکور که در نهایت همه این آلودگی ها توسط آشامیدنی ها و خوراکی ها به بدن انسان وارد می شود و آن گاه است که فاجعه بعد تازه ای به خود می گیرد و وحشتناک تر از آن ، نفوذ مواد رادیو اکتیو به بدن انسان و انتقال نسل به نسل جهش های ژنتیکی ناشی از آن که حتی تصور آن نیز بسیار دردناک و غیرقابل تحمل است .
 
سر فصل هفتم : رسالت ما در پاس داری از آب و منابع آبی
اکنون این پرسش مهم مطرح می شود که رسالت ما در صیانت از این نعمت شگفت انگیز الهی چیست؟
 
بی شک ، هر یک از ما به عنوان یکی از ساکنین کره زمین و به عنوان یکی از مصرف کنندگان محصولات آن ، وظیفه داریم به سهم خود از آب و منابع طبیعی آن حفاظت کنیم ؛ دست کم برای سلامت زندگی خودمان .
 
البته انجام این رسالت ، در عین اهمیت فوق العاده ای که دارد ، چندان دشوار و دور از دسترس نیست و صد البته ، آموزش ، بهترین شیوه انجام این رسالت است .
 
پس یاد بگیریم و یاد بدهیم که :
 
* آب رودخانه ها ، دریاچه ها ، تالاب ها و ... محل مناسبی برای تخلیه زباله و ... نیست .
 
* سموم و کود های شیمیایی ، اگر چه ظاهراً باعث افزایش بهره وری در تولید محصول می شود ولی یکی از مهم ترین منابع آلوده کننده آب ، خاک و بطور کلی طبیعت و به عبارتی محیط زیست می باشند . به امید پروردگار مهربان ، در مقالات آتی در خصوص کودها و سموم بیولوژیک ( زیستی ) صحبت خواهم کرد .
 
* ایران عزیز ما از جمله مناطق خشک و کم آب در دنیاست . حتی بیشتر رودخانه هایی که به طور محدود در آن جریان دارد مربوط به حوضه آبریز خارجی است یعنی شامل رودخانه هایی است که از مرزها خارج می شود . پس در حفظ منابع آبی و استفاده بهینه از آن کوشا باشیم .
 
* برای آبیاری باغچه ها و ... بهترین زمان را انتخاب کنیم که آن زمان مناسب ، ابتدای صبح قبل از طلوع آفتاب و انتهای روز بعد از غروب آفتاب است ؛ چرا که در این دو زمان ، میزان تبخیر آب به حداقل ممکن می رسد و در نتیجه فرصت جذب آب توسط گیاهان افزایش می یابد و البته غروب آفتاب ارجحیت دارد .
 
* ساختمان خاک باغچه ها را بوسیله کود های آلی ( دامی و نظایر آن ) اصلاح کنیم تا آب قابل جذب برای گیاهان بیشتر شده ضمن اینکه در مصرف آب آبیاری نیز به میزان قابل توجهی صرفه جویی می شود .
*هنگام انتخاب گیاهان برای طراحی فضای سبز منازل و ... دقت کنیم تا از گیاهانی استفاده شود که متناسب و سازگار با شرایط اقلیمی محل سکونتمان باشد .
 
* دانستن نحوه و میزان آبیاری گیاهان مورد استفاده نیز یکی از راه های استفاده درست از منابع آب می باشد .
 
* آبی که برای شست و شوی میوه ، سبزی و نظایر آن استفاده می شود ، گزینه مناسبی برای آبیاری باغچه ها ، گلدانها و ...      است ، به شرط آنکه فاقد مواد شوینده و نظایر آن باشد .
 
* اگر چنانچه از آبیاری های تحت فشار ( بارانی و ... ) جهت فضای سبز منازل و ... استفاده می کنیم دقت کنیم که طراحی این سامانه ها به گونه ای باشد که حداکثر کارآیی و حداقل اتلاف آب را در پی داشته باشد .
 
و همیشه به یاد داشته باشیم :
                                 آب مظهر پاکی و پاکیزگی است ؛ آن را ناپاک نکنیم .