Determinarea proprietăților fizice ale apelor naturale

Capitolul 1 : Apa – Element al vieţii

1.1. Generalităţi

Până la sfârşitul sec. al XlX-lea cererea de apă, calitatea acesteia şi eficienţa utilizării ei au reprezentat probleme de importanţă secundară. Secolul al XX-lea face în aşa fel încât aduce apa la stadiul de materie primă critică.

Terra, are o suprafaţă totală de 510 mii.km2 (510*106km2), din care Oceanul Planetar dispune de 361 mii. km* (361*106km2), adică 71% din suprafaţa Globului, iar uscatul continental de 149 mii.km2 (149*106km2), respectiv 29%. Din volumul total de apă pe care-1 deţine planeta noastră, adică 1.454 mil.km3 (1.454*106km3) (1.500 mil.km3 sau 1.385 mil.km.3*), oceanele deţin 1.370 mil.km3 (1.370*106km3) (1.338 mil.km3*), ceea ce reprezintă 94,2% din volumul total de apă, în timp ce uscatul deţine 84,3 mil.km3 (84*106km3) (95 mil.km3 sau 47,9 mil.km3*), adică 5,8%; volumul de apă din atmosferă este de 14.000 km3 (0,014* 106km3) (12.900 km3*). Din cele 84,3 mii. km3 de pe uscat se separă : 60 mii. km3 (23,4 mil.km3*) apele subterane (71,17%); 24 mil.km3 (24,3 mil.km3") gheţari şi calote polare (28,36%); 315.000 km3 (0,37%) (191.100 km3*) depozitele de apă disponibilă [adică 230.000 km3 (176.400 km3*) în lacuri; 82.000 km3 (16.500 km3*) umiditatea solului; 2.000 km3 (1.120 km3*) apa biologică; 1.200 km3 (2.120 km3*) cursurile de apă şi 14.000 km3 (12.900 km3*) apa din atmosferă (din surse diferite, completate cu cele din Cosandey, Robinson, 2000)

Componente km3 %

Ape subterane 60000000 71,16

Gheţari 24000000 28,46

Lacuri 230000 0,27

Umiditatea solului 82000 0,09

Vaporii din atmosferă 14000 0,016

Apa biologică 2000

Apa din râuri 1200 0,0014

TOTAL 84316600 100

Repartitia volumului de apa dulce

Răspândirea apei şi uscatului pe Terra nu este uniformă, mai ales în ceea ce priveşte repartiţia acestora în cele două emisfere. Apa, dacă ar fi uniform repartizată pe suprafaţa Terrei, ar deţine o grosime de 2.853m. Volumul său ar încăpea într-un cub cu latura de 1.133 km (fig.3). Cea mai mare parte a uscatului se găseşte în emisfera nordică, unde apele acesteia ocupă 53%, iar suprafaţa uscatului 47% (Vanney, 1991); în emisfera sudică apa ocupă 89%, în timp ce uscatul deţine doar 11% (fig.4).

Echivalenţele bogăţiei de ape ale Terrei: a-grosimea unui strat uniform de apă pe suprafaţa planetei; b-un rezervor de formă cubică (Diaconu, 1988)

Apa disponibilă din lacuri, atmosferă şi râuri reprezintă doar 245.200 km3, adică 0,28% din totalul apei dulci (tabel 1). Despre raportul dintre apa marină şi cea dulce, în acest caz, nici nu mai poate fi vorba, prima deţinând practic monopolul.

1.2. Geneza apei

Acest imens volum de apă îşi are originea cu mult înainte ca primele forme de viaţă sa¬-şi facă simţită prezenţa; această remarcă se bazează pe faptul că apa reprezintă o componentă de bază a vieţii.

Asupra genezei şi provenienţei sale s-au făcut foarte multe supoziţii, dar mult mai târziu s-a ajuns la o oarecare accepţiune universală. In doctrina lui Arislolel, care a exercitat o puternică influenţă asupra credinţei alchimiştilor până la finele secolului al XVIlI-lea, apa reprezenta unul din cele patru elemente fundamentale: pământ, aer, foc şi apă. în anul 1781, Cavendish a arătat că ea se formează ca urmare a combustiei hidrogenului. în 1805, Guy-Lussac şi Humboldt au reuşit sinteza eudiometrică a apei, dovedind astfel că ea este un compus chimic şi nu un element.

Ţinându-se seama de compoziţia sa chimică, se poate considera că într-o anumită fază a formării planetei noastre, a intervenit o stare critică din punct de vedere al presiunii şi temperaturii când, cele două gaze ce actualmente alcătuiesc apa, adică hidrogenul şi oxigenul, aflate în atmosfera iniţială în cantităţi foarte mari, au avut posibilitatea, sub acţiunea descărcărilor electrice de mare intensitate, să genereze apariţia apei, fenomen fizico-chimic dovedit şi prin încercările de laborator ale lui Lavoisier (1743 - 1794).

Repartiţia continentelor şi oceanelor (Vanney, 1998)

Gheţari Apă dulce Atmosfera Oceane

Repartiţia volumului de apă în oceane, gheţari, apă dulce şi atmosferă

Iniţial, s-au format mari cantităţi de vapori de apă, dată fiind temperatura încă ridicată pe care o avea Terra. Sub efectul unei răciri progresive, în condiţii oarecum diferite, vaporii de apă au generat adevărate „fluvii" verticale de apă care, la rându-le, o parte se evaporau, iar altă parte se acumula în imensele depresiuni ale scoarţei; această stocare ce s-a continuat timp de milioane de ani, a dat naştere astfel mărilor şi oceanelor în forma lor primară, cu ape mineralizate ca urmare a încărcării lor cu diferite săruri ce proveneau din spălarea rocilor.