Вода для вашего здоровья

В истории нашей планеты вода имеет исключительно важное значение. Пожалуй, никакое другое вещество не может сравниться с водой по своему влиянию на ход тех величайших изменений, которые претерпела Земля за многие сотни миллионов лет своего существования.

Вода – одно из самых распространенных веществ в природе (гидросфера занимает 71 % поверхности Земли). Воде принадлежит важнейшая роль в геологии, истории планеты. Без воды невозможно существование живых организмов. Дело в том, что тело человека почти на 63–68 % состоит из воды. Практически все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах.

Ученые утверждают: нет на Земле вещества, более важного для нас, чем обыкновенная вода, и в то же время не существует другого такого вещества, в свойствах которого было бы столько противоречий и аномалий.

Кровь Земли – это вода, а кровеносные сосуды – реки, речушки, ручьи и озера. И это не просто сравнение, художественная метафора. Вода на Земле играет ту же роль, что и кровь в организме человека; и как недавно заметили ученые, структура речной сети очень похожа на структуру кровеносной системы человека. «Возница природы» – так назвал воду великий Леонардо да Винчи. Именно она, переходя из почвы в растения, из растений в атмосферу, стекая по рекам с материков в океаны и возвращаясь обратно с воздушными потоками, соединяет друг с другом различные компоненты природы, превращая их в единую географическую систему. Как и кровь, она переносит с собой огромное количество химических веществ, экспортируя их из почвы в растения, с суши в озера и океаны, из атмосферы на землю.

Все растения могут потреблять питательные вещества, содержащиеся в почве, только с водой, где они находятся в растворенном состоянии. Если бы не приток воды из почвы в растения, все травы, даже растущие на самых богатых почвах, погибли бы «от голода».

Вода снабжает питательными веществами и обитателей рек, озер и морей. Ручьи, весело стекающие с полей и лугов во время весеннего таянья снега или после летних дождей, собирают по пути хранящиеся в почве химические вещества и доносят их до жителей водоемов и морей, связывая тем самым наземные и водные участки нашей планеты.

Все воды на земле, не входящие в состав горных пород, объединяются понятием «гидросфера». Ее вес столь велик, что обычно его измеряют не в килограммах или тоннах, а в кубических километрах. Один кубический километр – это куб с размером каждого ребра в 1 км, постоянно занятого водой. Вес 1 кг3 воды равен 1 млрд. тонн. А если учесть, что на всей земле содержится 1,5 млрд. км3 воды, то можно только представить, сколько много она весит! На каждого человека приходится в среднем по 1,4 км3 воды, или по 250 млн. тонн.

Геофизики утверждают, что Земля давно бы остыла и превратилась в безжизненный кусок камня, если бы не вода. Нагреваясь, она поглощает тепло; остывая, отдает его. Земная вода и поглощает, и возвращает очень много тепла и тем самым «выравнивает» климат. А от космического холода предохраняют Землю те молекулы воды, которые рассеяны в атмосфере – в облаках и в виде паров… Без воды обойтись нельзя – это самое важное вещество на Земле.

«Земля – планета поразительной голубизны»! – восторженно докладывали возвращавшиеся из далекого Космоса после высадки на Луну американские астронавты. Да и могла ли наша планета выглядеть по-другому, если более 2⁄3 ее поверхности занимают моря и океаны, ледники и озера, реки, пруды и водохранилища.

Велика роль воды и в технике. Невозможно представить такую отрасль промышленности, где бы в том или ином виде не применялась вода. Вода является источником энергии. Вода переносит тепло. Вода используется как прекрасный растворитель для многих веществ. Вода является той средой, в которой протекает огромное количество различных химических процессов.

Кроме того, вода входит в состав почвы, горных пород и минералов (таких как глина, гипс и др.), она находится во всех растительных и животных организмах, достигая в некоторых случаях 90 % их веса.

В земных глубинах вода выполняет огромную работу, разрушая породы и минералы, растворяя соли, перекристаллизовывая осадки. Она принимает непосредственное участие в большинстве химических процессов, происходящих на поверхности планеты.

Не менее важна роль воды для жизни растительного и животного мира Земли. Вода может существовать без всякого участия жизни, но жизнь без воды невозможна. Уже один этот факт дал право нашим предкам утверждать, что вода появилась на Земле раньше, чем зародилась жизнь. Нельзя забывать и о том, что жизнь на планете Земля, как считают ученые, впервые появилась в воде, а лишь потом живые существа вышли на сушу. Свою зависимость от воды организмы сохранили в ходе эволюции в течение многих миллионов лет. Вода – главный «строительный материал», из которого состоит их тело. В человеке весом 70 кг содержится 50 кг воды! Но еще больше ее в человеческом зародыше: в трехдневном – 97 %, в трехмесячном – 91 %, в восьмимесячном – 81 %.

Проблема «водного голодания» состоит именно в необходимости неудержания определенного количества воды в организме, так как идет постоянная потеря влаги в ходе различных физиологических процессов. При потере живым организмом 10 % воды наступает самоотравление, а при потере более 20 % – смерть.

Наша кровь на 90 % – вода, мускулы содержат 75 % воды, а кости – 28 %. Без пищи человек может прожить 40 дней, а без воды погибает на восьмые сутки.

В организме взрослого человека содержится примерно 5–6 литров крови, большая часть которой беспрерывно циркулирует между различными частями его тела.

Благодаря повседневному контакту с водой мы настолько привыкли к ней и к ее разнообразным проявлениям в природе, что часто не замечаем целого ряда ее отличительных свойств. А ведь именно этим свойствам мы обязаны тем, что наши озера и реки не промерзают зимой до дна, что сильные весенние паводки сравнительно редки, что, замерзая, вода может производить большие разрушения и т. д. Многие привычные нам явления природы связаны именно с особенностями воды. А кто удаляет отходы, образующиеся в результате жизнедеятельности различных географических систем? Опять же вода. Причем в должности «акселератора» она работает намного лучше кровеносной системы человека, которая лишь частично выполняет эту функцию.

Феномен воды состоит и в том, что, прежде всего, будучи первоосновой биологической жизни, она являет собой исключительно подвижную и высокочувствительную систему с выраженным набором аномальных свойств в зависимости от воздействия на нее окружающей среды. К воде слово «исключительно» можно применять бесчисленное число раз. Она является, например, исключительным растворителем. В ней растворяется практически все – любые вещества и соединения в любом агрегатном состоянии (жидком, твердом и газообразном). Поэтому воды в химически чистом виде в природе не бывает и ее свойства, в том числе биологические, зависят от многих факторов.

Эта величайшая из стихий природы с незапамятных времен вызывала у людей благоговение. Тексты на глиняных табличках, найденные археологами в долине Тигра и Евфрата, где процветала цивилизация шумеров, рассказывают, что «еще не было вверху неба, а внизу земли, но уже владычествовал бог океана Апсу». Об этом же говорится и в Библии: «Земля же была безводна и пуста, и тьма над бездною; и Дух Божий носился над водою» (Бытие; 1:2). На рисунке, украшающем вазу возрастом более 5000 лет, древний художник изобразил морские волны, из которых выходят люди, животные и растения. По древнегреческой мифологии, богиня любви и красоты Афродита тоже родилась из морской пены. Вода – это колыбель и источник жизни на Земле.

Выдающийся мыслитель древности Платон (ок. 427–347 г. до н. э.), его ученик Аристотель (384–322 г. до н. э.) и другие ученые в системе мироздания отводили воде фундаментальную роль.

Самый прославленный из семи мудрецов Древней Греции Фалес из Милета (ок. 625–547 г. до н. э.) первооснову всего сущего видел в воде. Он считал, что из воды все вещи зарождаются в самом начале и в нее превращаются при окончательном уничтожении, причем первооснова остается неизменной, а меняются только ее состояния.

Согласно Библии, все живые существа порождены водой. В четвертый и пятый периоды творения по велению Творца из воды родились пресмыкающиеся, птицы, скоты, звери и гады «по роду их». В книге Бытие (1: 20–21; 24) написано: «И сказал Бог: Да произведет вода пресмыкающихся, душу живую. И птицы да полетят над землей, по тверди небесной. И стало так. И сотворил Бог рыб больших и всякую душу животных и пресмыкающихся, которых произвела вода, по роду их, и всякую птицу пернатую по роду ее…».

Легенды, сказки, мифы, а также священные писания разных народов донесли до нас извечную мечту людей о «живой» воде, способной излечивать болезни, побеждать смерть, давать человеку неувядаемую молодость и даже бессмертие.

Библия также красноречиво свидетельствует о «живой» воде. Первое соприкосновение с живой водой после потопа произошло в жизни патриарха Исаака – сына Авраама! «И было дней жизни Исааку 180 лет» (Бытие; 35:28–29). В чем же был секрет долгой и счастливой жизни Исаака? Вот что говорит об этом Библия: «И копали рабы Исааковы в долине, и нашли там колодец «живой» воды» (Бытие; 26:19).

В Библии описаны все аспекты взаимодействия человека и воды. Вода используется как напиток, как вода для приготовления пищи, для растворения праха. Водой поят скот, в ней крестили Иисуса Христа и других людей. Вода выступает не только как бесценный дар Бога человеку, но и как средство Божьего наказания, как проявление чудес Бога (вода из скалы, по воде ходит Иисус Христос, море расступается, чтобы пропустить 600 тысяч евреев из египетского плена).

Персонажи Библии встречаются со всеми фазовыми превращениями воды: росой, дождем, градом, облаком, влагой в море, озере, реке, в небольшом источнике. Даже одно из названий иудейского бога Яхве, открытого Моисею на горе Хорив, означает «роняющий молнии и дождь». Имя Моисей также связано с водой. Дело в том, что дочь фараона дала его спасенному еврейскому мальчику, который приплыл в корзине по Нилу, и оно означает «спасенный из воды».

Крещение водой возникло в Месопотамии как языческий культ. Это было не христианское изобретение. Крещение водой родилось на берегах Евфрата еще в ІІІ тысячелетии до н. э. Впоследствии его использовали как духовное очищение при погружении в воду многие иудаистские секты, прежде всего секта ессеев, с которой был связан Иоанн Креститель. Обряд крещения водой был распространен в Египте и в других странах Ближнего Востока, где были христианские и иудейские общины.

Вода в библейские времена была свободна от земных загрязнений. Люди по указанию Бога доживали до 120 лет, а праотцы и библейские патриархи – в несколько раз больше. Одним из факторов долгой жизни патриархов была чистая природная вода.

Таким образом, вода – это уникальное вещество, обладающее ни с чем не сравнимыми физико-химическими и биологическими свойствами.

Основные источники воды

Земля – самая водная планета Солнечной системы. Общее содержание воды на Земле составляет примерно 1400 млн. км3 (1,4×1018 м3).

По современным данным, водные ресурсы Земного шара слагаются из воды:

• морей и океанов – 1350 млн. км3 (1,35×1018 м3) с минерализацией 35 г/л;

• полярных ледников – 30–40 млн. км3 (3,5×1016 м3) пресной, но малодоступной для использования;

• рек и озер – 0,4 млн. км3 (4×1014 м3) пресной и доступной для использования;

• подземной, пресной или минерализованной, залегающей до глубины 800 м – 4 млн. км3 (4×1016 м3) и до 1600 м – 4 млн. км3 (4×1015 м3)

В атмосфере также содержится вода, причем на высоте до 1 км над поверхностью Земли концентрация водяного пара в воздухе в среднем составляет около 2 %.

Пресной воды – всего 0,06 % от всех доступных нам водных ресурсов, что составляет 826000 кубических километров.

Большая часть воды находится не в открытых водоемах, а в земной коре: 110–190 млн. км3. Эти воды подразделяются на два типа в соответствии с глубиной их залегания: подземные и поверхностные воды.

Подземные воды глубокого залегания расположены в десятках и даже сотнях метрах от поверхности земли, они пропитывают пористые горные породы, а также образуют гигантские подземные бассейны, окруженные водонепроницаемыми слоями. Вода в таких подземных резервуарах находится под давлением.

Другой тип подземных вод – поверхностные, расположенные в почве и верхних слоях земной поверхности на глубине нескольких метров. По сравнению с водами глубокого залегания у них есть один недостаток и одно преимущество. Недостаток: эти воды гораздо активнее контактируют с поверхностью земли и поэтому они слабее защищены от загрязнений, чем воды глубокого залегания. Преимущество этих вод заключается в том, что они более доступны и легко накапливаются в колодцах и поверхностных резервуарах.

Следующий по величине массив пресных вод (20–30 млн. км3) сосредоточен в ледниках Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана.

Пресную воду из атмосферы (около 13 тыс. км3) мы получаем в виде осадков – дождя и снега.

Основной запас пресной воды, употребляемой человеком, сосредоточен в озерах и реках. Одно из крупнейших российских озерных хранилищ воды – озеро Байкал – содержит около 20 тыс. км3 воды. На сегодняшний день байкальская вода считается самой чистой в мире.

Другой источник воды – живые организмы. В растениях и животных, состоящих на две трети из воды, содержится 6 тыс. км3 воды. Так распределены водные ресурсы на нашей планете.

Как устроена вода

Каждая молекула воды состоит из трех атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода. Все три атома расположены в молекуле таким образом, что если мысленно соединить их линиями, то образуется равнобедренный треугольник, у которого две стороны равны.

Атомы соединены в ней друг с другом силами, которые называют силами химического сродства. Величина и направление действия этих сил таковы, что молекула воды является устойчивой именно тогда, когда атомы образуют треугольник. Всякая другая «постройка» из атомов оказывается менее устойчивой. И если по каким-либо причинам расположение «атомов» изменится, то после устранения этой причины атомы вновь образуют такой же треугольник.

Взаимодействием между молекулами воды и объясняются в первую очередь незакономерно высокие температуры ее плавления и кипения. Нужно подвести дополнительную энергию, чтобы расшатать, а затем разрушить водородные связи. И энергия эта очень значительна. Именно поэтому так велика теплоемкость воды.

В молекуле воды имеются две полярные ковалентные связи Н-О. Они образованы за счет перекрывания двух одноэлектронных р-облаков атома кислорода и одно-электронных S-облаков двух атомов водорода. В молекуле воды атом кислорода имеет четыре электронных пары. Две из них участвуют в образовании ковалентных связей, т. е. являются связывающими. Две другие электронные пары являются не связывающими. В молекуле имеются четыре полюса зарядов: два – положительные и два – отрицательные. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, так как кислород электроотрицательнее водорода. Два отрицательных полюса приходятся на две не связывающие электронные пары кислорода: подобное представление о строении молекулы позволяет объяснить многие свойства воды – в частности структуру льда.

Поведение воды «нелогично». Получается, что переход воды из твердого состояния в жидкое и газообразное происходит при температурах, намного более высоких, чем следовало бы. Этим аномалиям найдено объяснение. Молекула воды H2О построена в виде треугольника: угол между двумя связками кислород – водород – 104 градуса. Но поскольку оба водородных атома расположены по одну сторону от кислорода, электрические заряды в ней рассредоточиваются. Молекула воды полярная, что является причиной особого взаимодействия между разными ее молекулами. Атомы водорода в молекуле H2О, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь называется водородной. Она объединяет молекулы H2О в своеобразные полимеры пространственного строения; плоскость, в которой расположены водородные связи, перпендикулярна плоскости атомов той же молекулы H2О.

Любая вода, откуда бы она ни была взята – из Северного Ледовитого океана, из глубокой шахты Донбасса, была заключена в снежинке или сверкала ранним утром в капельке росы на цветке, – состоит из одинаково построенных молекул. Однако взаимное расположение отдельных молекул относительно друг друга в жидкой воде, снежинке или в паре из парового котла оказывается неодинаковым.

Пары воды, нагретые до 300 °C, при атмосферном давлении подобны обычным газам: в них расстояния между молекулами достаточно велики, так что каждая отдельная молекула может существовать более или менее самостоятельно, не испытывая существенного взаимодействия со стороны своих соседей, за исключением тех случаев, когда молекулы в результате беспорядочного теплового движения сталкиваются друг с другом.

В снежинке или кусочке льда молекулы сближены и закреплены в определенных местах кристаллической решетки; движения молекул в большинстве своем ограничиваются колебанием около некоторых средних положений.

Изучение строения воды с помощью инфракрасных и рентгеновых лучей дало возможность считать, что при температурах, близких к точке замерзания, молекулы жидкой воды собираются в небольшие группы и «упаковываются» в пространство приблизительно так, как в кристаллах, а при температурах, близких к точке кипения воды, при нормальном давлении, они располагаются более свободно, беспорядочно. Однако «каркас», составленный в жидкой воде из отдельных молекул, должен быть очень гибким. Иначе трудно было бы объяснить подвижность воды, способность ее быть «рабочим телом», приводящим в движение тяжелое колесо турбины, и переносчиком различных питательных веществ по тончайшим сосудам живых организмов.

По-видимому, и в водяном паре при невысоких температурах часть молекул воды объединена или, как говорят, ассоциирована.

Вода – это единственное вещество в природе, которое в земных условиях существует во всех трех агрегатных состояниях: жидком – вода; твердом – лед; газообразном – пар. Выдающийся ученый В. И. Вернадский писал: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала горной породы, живого тела, – которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено».

Имеются сведения и о том, что вода может запоминать, хранить и передавать информацию о различных воздействиях, т. е. обладает памятью. Считается также, что негативное воздействие (например, плохие мысли), записавшись в воде, передается с водой человеку. Точно так же и положительные мысли записываются и передаются человеку с водой.