مقدمه
آب ماده اي فراوان در کره زمين است. به شکل هاي مختلفي همچون دريا ، باران ، رودخانه و... ديده مي‌شود. آب در چرخه خود ، مرتباً از حالتي به حالت ديگر تبديل مي‌شود، اما از بين نمي‌رود. هر گونه حيات محتاج آب مي‌باشد. انسان ها از آب آشاميدني استفاده مي‌کنند، يعني آبي که کيفيت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.
با رشد جمعيت، منابع آب طبيعي در حال تمام شدن هستند و اين مسئله ، سبب نگراني بسياري از دولت‌ها در سراسر دنيا شده است. گاهي بدليل مشکلات کمبود آب ، اين ماده را جيره بندي مي‌کنند تا مصرف آن را تعديل نمايند.
ماده اي شگفت انگيز
فرمول شيميايي آب
آب نوعي ماده مرکب است که از دو عنصر اکسيژن و هيدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندي نمي‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هيدروژن شبيه است و نه به خواص اکسيژن. از ترکيب دو اتم هيدروژن و يک اتم اکسيژن، يک مولکول آب بوجود مي‌آيد. يک قطره آب داراي تعداد بي شماري مولکول آب مي‌باشد.
معادله شيميايي واکنش بين هيدروژن و اکسيژن و تشکيل آب از قرار زير است:
هر مولکول آب داراي يک ناحيه مثبت و يک ناحيه منفي است که اين دو ناحيه در دو طرف مولکول آب واقع شده‌اند. شيميدان‌ها با کمک شواهد به اين نتيجه رسيده‌اند که مولکول آب شکل خطي ندارد، يعني به اين صورت نيست که دو اتم هيدروژن بصورت خطي در دو طرف يک اتم اکسيژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خميده اي دارد که اتم هاي هيدروژن در سر مثبت مولکول و اتم هاي اکسيژن در سر منفي مولکول آب تجمع پيدا نموده اند.
اشکال متغير
آب در اشکال متفاوتي بر روي زمين يافت مي‌شود. تنها ماده اي است که در طبيعت به هر سه حالت جامد، مايع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دريا، کوه يخي، توده هاي يخي در دل کوه ها و منابع آبي زيرزميني تنها چند شکل از آب مي‌باشند. طي اعمال تبخير، ميعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتي به حالت ديگر تبديل مي‌شود. اين پديده تبديل آب را چرخه بزرگ آب مي‌نامند.
از آنجا که بارندگي در صنعت کشاورزي و همچنين براي خود بشر بسيار با اهميت است، به اشکال مختلف بارندگي نام هاي به خصوصي اطلاق مي‌شود. بارندگي معمولاً بصورت باران است. ديگر اشکال آن، تگرگ،برف، مه و شبنم مي‌باشند. همچنين، از برخورد نور با قطرات باران، رنگين کمان پديد مي‌آيد.
آب‌هاي روي سطح زمين، نقش هاي مهمي ايفا مي‌کنند؛ رودخانه‌ها آب مورد نياز کشاورزي را فراهم مي‌کنند و درياها هم وسيله اي براي تجارت و مبادله کالاها محسوب مي‌شوند. توده هاي يخي و آبشارها هم از ديگر اشکال آب هستند. فرسايش به وسيله ي آب، نقش مهمي در شکل محيط زيست ايفا مي‌کند.
به علاوه، دره ها و دلتاهاي حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلي براي سکني گزيدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمين هم نفوذ مي‌کند و آب‌هاي زيرزميني را ايجاد مي‌کند. آب‌هاي زيرزميني را مي‌توان با کندن چاه يا قنات استخراج نمود. البته آب هاي زيرزميني به شکل چشمه يا چشمه آب گرم هم به سطح زمين مي‌آيند.
آب املاح و مواد معدني مختلفي دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسيار تفاوت مي‌کند. البته ما انسان‌ها ، خود ، قادريم که آشاميدني بودن آبي را ارزيابي کنيم؛ مثلاً از آب شور دريا و يا آب‌هاي بدبوي باتلاق ها استفاده نمي‌کنيم. بلکه آبي مي نوشيم که سالم بوده و مناسب نيازهاي بدنمان باشد.
اهميت آب در زندگي
آب خواص مهمي دارد که در زندگي ما بسيار با ارزشند. از جمله:
• حلال بسيار خوبي است.
• چگالي بالايي دارد و جالب اين که وقتي يخ مي‌زند يا حرارت مي‌بيند، چگالي آن کاهش مي‌يابد.
• گرماي تبخير آب بالاست. يعني براي تبديل مقدار کمي آب به بخار، گرماي زيادي لازم است. اين خاصيت براي بدن ما بسيار با اهميت مي‌باشد. گرماي اضافي بدن با تبخير تنها مقدار کمي از آب بدن از طريق منافذ پوست تعريق کاسته مي‌شود.
• نيروي کشش سطحي آن به طور شگفت انگيزي زياد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روي سطح آب بوده‌ايم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روي سطح آب نگاه کنيد، متوجه مي‌شويد که سطح آب زير پاي حشره، مانند يک تشک ابري فرو مي‌رود؛ اما پاره نمي‌شود.
• آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را براحتي در خود حل مي‌کند. بسياري از واکنش هاي شيميايي تنها در حضور آب انجام مي‌شوند. البته پاره اي مواد با آب مخلوط نمي‌شوند، مثل ليپيدها و ديگر مواد هيدرات کربن‌دار. غشاء سلولي که حاوي ليپيدها و پروتئين است، از اين خاصيت آب سود جسته و تعاملات محتويات سلولي با مواد شيميايي خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
• يکي ديگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، يعني يخ مي‌باشد. هنگامي که آب بر اثر سرما به يخ تبديل مي‌شود، انبساط مي‌يابد، بدين معنا که حجم بيشتري را اشغال مي‌کند.
بنابراين، حجمي از يخ که هم‌حجم آب اوليه است، جرم کمتري دارد. به اين علت مي‌گويند که چگالي يخ از آب کمتر است و همين مسئله باعث مي‌شود که يخ روي آب شناور بماند. در حالي که در بيشتر موارد، چگالي ماده جامد از حالت مايع آن بيشتر است.
اين ويژگي آب سبب مي‌شود که بر خلاف بسياري از مايعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. اين پديده را بارها به هنگام شروع يخ زدن آب، درون فريزر منزلتان ديده ايد؛ در زمستان با يخ زدن سطح آب درياچه‌ها، لايه عايقي از يخ ايجاد مي‌شود که اين لايه، از يخ زدن لايه هاي زيرين خود جلوگيري مي‌نمايد. در اين شرايط ، ماهي ها و ديگر آبزيان مي‌توانند در مناطق گرم‌تر زيرين به حيات خود ادامه دهند.
• ديگر ويژگي غير عادي آب، ظرفيت گرمايي بالاي آن مي‌باشد. ظرفيت گرمايي يک جسم، مقدار گرمايي است که به جسم مي‌دهيم تا دمايش، 1 درجه سانتي گراد افزايش يابد. جالب است بدانيد که مقدار گرمايي که لازم است تا دماي 1 گرم آب را 1 درجه سانتي گراد افزايش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمايي است که براي 1 گرم آهن لازم است.
آب در زندگي روزانه
وجود هر گونه حيات، متکي به وجود آب است. آب در بيشتر فرايندهاي متابوليسمي بدن، نقش حياتي دارد. هنگام گوارش غذا، مقادير قابل توجهي آب مورد استفاده قرار مي‌گيرد.تقريباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکيل مي‌دهد. براي عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 ليتر آب نياز دارد البته اين ميزان آب به مقدار فعاليت بدن ، دماي هوا ، رطوبت و ديگر عوامل بستگي دارد. آب از طريق ادرار ، مدفوع ، تعريق و همچنين از طريق بازدم به شکل بخار آب دفع مي‌شود.
بدن انسان به آبي نياز دارد که نمک يا ناخالصي هاي ديگر ( مثل باکتري يا ديگر عوامل بيماري‌زا و يا مواد شيميايي) نداشته باشد. البته برخي مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم مي‌کند. امروزه ، با توجه به رشد روز افزون جمعيت ، ميزان سرانه آب آشاميدني کاهش يافته است.
راه حل هاي تحت بررسي، توليد بيشتر آب ، بهبود توزيع و جلوگيري از هدر رفتن آن مي‌باشد.
مصرف آشکار و نهان آب
تحقيقات آماري در بسياري از کشورها نشان مي‌دهد که ميانگين مصرف روزانه آب براي هر نفر ، حدود 300 ليتر است. در حالي که مصرف نهان آب براي هر نفر ، حدود 6000 ليتر و از قرار زير مي‌باشد:
• آبياري کشتزارها و تهيه و توليد مواد غذايي: 2600 ليتر
• تأمين انرژي: 2400 ليتر
• صنايع و معادن: 700 ليتر
• امور بازرگاني و خدمات: 34 ليتر
منبع کمياب
در بسياري از کشورها ، آب نوعي منبع استراتژيک محسوب مي‌شود. بسياري از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاور ميانه، بر سر به دست آوردن منابع آبي بيشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بيشتري را هم پيش بيني مي‌کنند که بدليل رشد جمعيت، آلودگي آب ها و گرم شدن زمين حادث مي‌شود.
آب آشاميدني
آب‌هاي آشاميدني را از چشمه ها ، قنات ها و يا چاه ها استخراج مي‌کنند. بنابراين ، براي توليد بيشتر آب ، مي‌توان چاه‌هاي بيشتري ساخت. باران و دريا هم از ديگر منابع آبي هستند که البته به عنوان آب آشاميدني مناسب نيستند. اين گونه آب‌ها را بايد تصفيه نمود. روش هاي معروف تصفيه آب ، تقطير و جوشاندن مي‌باشند.
آب ، فرهنگ و مذهب
در بيشتر اديان از جمله اسلام، مسيحيت و يهوديت، آب ماده پاک‌کننده محسوب مي‌شود. براي مثال، در مسيحيت غسل تعميد را در کليسا با آب انجام مي‌دهند.
در بسياري اديان همچون اسلام نوعي مراسم عبادي وجود دارد که در آن ، مرده را با آب پاک شستشو مي‌دهند (غسل). در دين اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هايي از بدن با آب پاک) مي توان فريضه نماز را بجا آورد.
در مذهب شينتو (مذهب ژاپني) در تمام مراسم عبادي از آب براي پاکيزه ساختن بدن فرد يا مکان خاصي استفاده مي‌شود.
شناخت محيط رشد:آب
اهميت آب در توليد محصولات گياهي غير قابل انکار است. ميزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادي چه گياهي را مي توان کاشت و چه گياهي را نمي توان. بسياري از اعمال حياتي گياه توسط آب کنترل مي شود. آب از مواد اصلي تشکيل دهنده ياخته زنده مي باشد و ميزان آن در بافت هاي مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضي بذور خشک تا 40% در بافت هاي چوبي در حال خواب و 95% در ميوه هاي آبدار (مانند هندوانه) ديده مي شود. آب هم حلال است و هم وسيله اي براي انتقال مواد در داخل گياه کمبود آب در گياه باعث توقف رشد، و ادامه اين کمبود منجر به اختلالات برگشت ناپذير مي گردد و گاهي هم موجب مرگ گياه مي شود. اين عمل در نواحي گرم و خشک و گياهاني که بر اساس ويژگي گونه اي داراي تبخير شديد مي باشند، به سرعت اتفاق مي افتد ميزان مصرف آب در گياهان مختلف متفاوت است براي مثال براي توليد هر گرم ماده خشک در سوزني برگها 50 گرم آب و در سبزهاي برگي 2500 گرم آب مصرف مي شود بطورکلي، براي بيشتر گياهان، اين مقدار بين 300 تا 1000 گرم مي باشد. وقتي گياه در حال رشد است پيوسته آب از زمين جذب کرده و از برگ ها آن را تبخير مي کند. ميزان تبخير آب از سطح برگ بستگي به دما جريان هوا و عوامل ديگري مانند تعداد و چگونگي روزنه ها، رطوبت نسبي هوا و غيره دارد. خورشيد ، انرژي لازم را براي تبخير آب از سطح برگ تامين مي کند. اگر بين جذب آب و تبخير تعادل برقرار باشد تمام فرآيندهاي گياهي بطور طبيعي پيش مي رود و گرنه يکي از دو حالت زير پيش مي آيد :
الف : اگر مقدار جذب بيشتر از مقدار دفع باشد : اين حالت ممکن است در اثر کم بودن شاخساره نسبت به ريشه، پيرايش (هرس) بي قاعده، حمله آفات و امراض و يا بالا بودن رطوبت نسبي هوا اتفاق بيفتد در اين حالت فشار آب درون ياخته ها يا آوندها بالا مي رود. علايم عمومي اين حالت، درازي و باريکي و نرمي ساقه گياه و خوابيدگي آن روي زمين و ترک خوردن ميوه (به علت به هم خوردن رابطه سطح و حجم) است.
ب : مقدار دفع بيشتر از جذب باشد : اين حالت ممکن است در اثر خشک بودن خاک، کمبود ريشه نسبت به شاخساره، يا در اثر جابجا کردن گياه پيش بيايد. اين حالت باعث تيرگي رنگ برگها و در صورت ادامه باعث پژمردگي آنها و خشک شدن گياه مي شود. کم آبي مزمن در بعضي از انواع هندوانه و گوجه فرنگي باعث پوسيدگي گلگاه مي شود.
منبع : دانشنامه رشد