الماء ومعجزة البقاء

/ السيد الصادق معيد بقسم الهندسة الزراعية – جامعة دمياط

المهندس السيد الصادق معيد بقسم الهندسة الزراعية – جامعة دمياط

الماء هو مادة كيميائية شائعة لا غنى عنها لبقاء كل أشكال الحياة المعروفة. في الاستخدام العادي، يُشير المياه إلى شكله السائل أو حالته، سواء إذا كانت صلبة كالثلج أو غازية كالبخار. يشكل نسبته تقريباً 1.460 بيتا-طن (أي ما يُعادل 1021 كجم) من الماء، فيغطي 71٪ من سطح الأرض، ومعظمها في المحيطات وغيرها من المسطحات المائية الكبيرة، مع نسبة 1.6٪ من المياه تحت سطح الأرض تُشكل في طبقات المياه الجوفية و0.001٪ في الهواء كبخار، وغيوم (شكلت من الجسيمات الصلبة والسائلة المائية العالقة في الهواء)، وهطول الأمطار.

تغطي المياه المالحة بالمحيطات نسبة 97٪ من المياه السطحية، ويغطي الجليد والقمم الجليدية القطبية بنسبة 2.4٪، كما يُشارك غيرها من المياه السطحية مثل الأنهار والبحيرات والبرك بنسبة 0.6٪. ويرد بعض من مياه الأرض ضمن أبراج المياه، والهيئات البيولوجية، المنتجات المصنعة، ومخازن الأغذية. كما تُحصَر نسبة أخرى في القمم والأنهار الجليدية والطبقات الصخرية المائية، أو في البحيرات، والتي توفر نسبة ما من المياه العذبة في بعض الأحيان للحياة على الأرض.

mag-16-31

تتحرك المياه باستمرار من خلال دورة فتتبخر، وتهطل كالأمطار، وتترسب وتجري، وعادة ما يصل إلى البحر. تحمل الرياح بخار الماء عالياً وتسري بنفس معدل جريان المياه إلى البحر، تقريباً 36 تيراطن/سنوياً. على الأرض، التبخير والنتح تساهم بنسبة أخرى تساوي من 71 تيرا طن/سنويا إلى 107 تيرا-طن/ سنوياً لهطول الأمطار على الأرض.

إن المياه النظيفة ومياه الشرب العذبة ضرورية للحياة البشرية وغيرها. ومع ذلك، فإن كثيراً من أنحاء العالم – خاصة الدول النامية – بها أزمة مياه، ويقدر أنه بحلول عام 2025 فإن أكثر من نصف سكان العالم سوف يواجه ضعف وشح المياه. الماء يلعب دوراً هاماً في الاقتصاد العالمي، كما أنه يعمل كمذيب لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية ويسهل التبريد الصناعي والنقل. ويتم استهلاك ما يقرب من 70٪ من المياه العذبة في الزراعة.

تركيب الماء

يتكون جزيء الماء من ارتباط ذرة من الأكسجين O بذرتين من الهيدروجين لتكوين رابطتين تساهميتين أحاديتين الزاوية بينهما 104.5 درجة.

ونتيجة لكبر قيمة السالبية الكهربية للأكسجين مقارنا بالهيدروجين تنشأ بين جزيئات الماء القطبية نوعا من التجاذب الكهربي (الإلكتروستاتيكي) الضعيف يسمى بالرابطة الهيدروجينية.

الماء مذيب للفيتامنات والأملاح والأحماض الأمنية والجلوكوز كما يلعب الماء، دورا حيويا في هضم وامتصاص ونقل واستخدام العناصر التغدوية، الماء هو الوسط الآمن للتخلص من السموم والفضلات، يعتمد كل التنظيم الحراري على الماء كما أن الماء، ضروري في إنتاج الطاقة. فقدان الماء يصيب بالغيبوبة، فلا يستطيع الإنسان أن يعيش بدون ماء لمدة تزيد عن ثلاثة أيام، وينصح بالشرب قبل الشعور بالظمأ، كما أن الماء مهم جدا في الحد من البدانة وتراكم الدهون لدى الأطفال بالخصوص.

mag-16-32

حالات الماء

الحالة الصلبة: يكون فيها الماء على شكل جليد أو ثلج ناصع البياض، ويوجد على هذه الحالة عندما تكون درجة حرارة الماء أقل من الصفر المئوي.

الحالة السائلة: يكون فيها الماء سائلا بلا لون، وهي الحالة الأكثر شيوعا للماء، ويوجد الماء على صورته السائلة في درجات الحرارة ما بين الصفر المئوي، ودرجة الغليان، وهي 100 درجة مئوية في الشروط القياسية.

الحالة الغازية: يكون فيها الماء على شكل بخار، ويكون الماء بالحالة الغازية بدرجات حرارة مختلفة.

mag-16-33

الانتقال

لكي ينتقل الماء من حالة فيزيائية إلى أخرى يجب توفر شروط: عند الضغط الجوي:

يتجمد الماء من سائل إلى صلب (الثلج) عند درجة الحرارة صفر سلسيوس أو اقل ومن الخصائص الغريبة أن الثلج أخف من الماء السائل وذلك بفعل تأثير الترابط الهيدروجيني.

يتبخر من سائل إلى غاز (بخار الماء) عند درجة حرارة مائة سلسيوس فتتباعد الذرات حتى يصل ضغطه إلى الضغط الهوائي فيتطاير في الهواء على شكل بخار.

يمكن أن ينتقل الماء من الثلج إلى البخار مباشرة بدون المرور بالحالة السائلة من خلال عملية التسامي وتستغل مثلا في تطبيق اسمه تجفيف بالتجميد يستخدم لصناعة مسحوق القهوة الجاهزة.

خصائص الماء

للماء عدة خصائص أعطته قيمة كبيرة في الحياة، والصناعة، والزراعة، وغيرها من مجالات الحياة، ومنها:

تميل جزيئات الماء إلى التصرف كمجموعات مترابطة وليس كجزيئات منفصلة ومجموعات جزيئات الماء تكون محتوية على فراغات.

يتمدد الماء بارتفاع الحرارة إذا كانت فوق 4 درجات مئوية وينكمش بالبرودة شأنه في ذلك شأن كل السوائل والغازات والأجسام الصلبة، إلا أن الماء يسلك سلوكا شاذا تحت درجة 4 °م حيث يتمدد بدلا من أن ينكمش وهذا يجعل ثقله النسبي أي كثافته تقل بدل من أن تزيد وبذلك يخف فيرتفع إلى الأعلى وعندما يتجمد في درجة الصفر المئوي يكون تجمده فقط على السطح بينما في الأسفل يكون الماء سائلا في درجة 4 م وفي ذلك حماية كبيرة للأحياء التي تعيش في الماء.

التعادل الحمضي: الماء سائل متعادل كيميائيا، إذ أن درجة الحموضة أو القاعدية فيه هي 7، وهذا يعني أنه لا يمكن اعتبار الماء مادة حمضية أو قاعدية، لأنه مادة متعادلة كيميائيا.

mag-16-34

الإذابة: الماء مادة مذيبة، وهذا يعني أنه من الممكن إذابة الكثير من الأملاح والمواد في الماء. الماء الموجود في الطبيعة لا يوجد بشكل نقي 100% وذلك بسبب وجود الأملاح والغازات في الماء الموجود بالطبيعة. لكي تذوب مادة في الماء يجب أن تحتوي على أيونات حرة، أو أن تكون مادة قطبية (لأن “المثل يذوب بالمثل” والماء مادة قطبية لهذا السبب يعتبر الماء مذيب جيد للمواد.

التوصيل للكهرباء: الماء مادة موصلة سيئة للكهرباء، ولكن بما أن الماء مادة مذيبة، فعند إذابة الأملاح في الماء، أو إذابة مواد أخرى، يصبح الماء موصلا جيدا للكهرباء.

نقل المواد داخل الخلايا وخارجها وبذلك تتمكن الخلايا من التخلص من فضلاتها، والحصول على حاجتها من مواد مختلفة من محيطها الخارجي.

أنواع المياه

مياه فوارة: وهو الشكل الذي تحتفظ فيه المياه بمعدلات ثاني أكسيد الكربون نفسها التي كانت عليها قبل المعالجة.

مياه غنية بالفيتامينات: وكما يتضح من الاسم يتم إضافة الفيتامينات لها حتى تصبح صحية أكثر.

مياه الينابيع: وهي مياه غير معالجة وتأتي من المياه الجوفية لكنها تتدفق على سطح الأرض وتحتوي (على الأقل) على 250 جزئ/مليون من المواد الصلبة القابلة للتحلل.

مياه مطهرة: وهي التي يتم تنقيتها بإحدى وسائل التنقية السابقة.

مياه غنية بالأكسجين: وتحفظ باحتوائها على نسبة من الأكسجين أكثر 40 مرة من الماء العادي.

مياه معدنية طبيعية: وهي التي تأتي من مصادر جوفية وتحتوي على معادن مثل الماغنسيوم الكالسيوم والصوديوم والحديد.

مياه ذات نكهة: نكهات طبيعية أو صناعية تضاف غالبا للمياه المعدنية.

مياه مقطرة: ويتم الحصول عليها بالتقطير لكنها تستخدم في المعامل الكيميائية من أجل التجارب وليس للشرب.

mag-16-35

مياه شبه قلوية أيونية: وهي التي تستخدم فيها الكهرباء لفصل الجزيئات وشحنها. وفي عام 1966 قامت وزارة الصحة اليابانية باعتماد هذا النوع من المياه رسميا للارتقاء بمستوى مياه الشرب الصحية.

التعامل مع أنواع المياه المعبئة: إذا تم الشرب منها وفتحها لا تتركها لفترة طويلة بدون استخدامها لأن البكتريا ستنشط فيها والتي يكون مصدرها من الفم والبيئة التي توجد من حولنا.

زجاجة المياه وطريقة العناية بها هامة من غسيل غطائها باستمرار وغسيل الزجاجة نفسها بالماء الساخن والصابون عند إعادة ملئها. مع تغييرها من فترة لأخرى.

يمكنك إضافة بعض العناصر الصحية لكوب الماء الذي تشربه مثل شرائح الليمون أو أوراق النعناع الطازجة أو الزنجبيل المبشور.

الماء مركب مستقر كيميائييا بحيث لا يمكن تفكيكه للمواد الأساسية التي تكونه الا عن طريق التحليل الكهربي.

mag-16-36

الطعم والرائحة

الماء النقي ليس له طعم أو لون أو رائحة وهو المستخدم في صناعة الأدوية والأغذية وله خصائص كيميائية ثابتة، ولكن الماء الذي نشربه يكون غنيا بالأملاح والمواد العضوية.

مصادر الماء

ينقسم الماء في الطبيعة إلى:

  1. 1. مياه سطحية: وهذه المياه تتمثل في الأنهار والبحار والمحيطات والقطع الثلجية والبحيرات:
  2. 2. مياه الأمطار: هي أنقى أنواع المياه الطبيعية، حيث تنحل فيها أثناء سقوطها بعض الغازات المنتشرة في الجو كالأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبعض المواد الصلبة العالقة في الجو.
  3. 3. مياه الأنهار: تتكون مياه الأنهار أساسا من الأمطار، وتحتوي هذه المياه على عديد المواد الصلبة المنحلة فيها بسبب مرورها وانسيابها عبر أنواع التربة المختلفة.
  4. 4. مياه الينابيع: وتنقسم مياه الينابيع إلى نوعين: ينابيع صغيرة الحجم وينابيع كبيرة الحجم.
  5. 5. مياه المحيطات والبحار: وهي تمثل النسبة الكبيرة.
  6. 6. مياه جوفية: وهي المياه الموجودة في باطن الأرض.

التأثير على الحياة

يتكون كل كائن حي في معظمه من الماء، فجسم الإنسان مؤلف بنسبة 60% من الماء. أما الفيل وسنبلة القمح فيتألفان بنسبة 70% من الماء، ودرنة البطاطس ودودة الأرض تتألفان من 80% من الماء. أما ثمرة الطماطم ففيها 95% من الماء.

على كل كائن حي أن يتناول الماء في حدود طبيعته وإلا سيموت. فالإنسان يستطيع أن يبقى على قيد الحياة لمدة أسبوع واحد فقط بلا ماء. ويموت الإنسان إذا فقد جسمه أكثر من 20% من الماء. ويجب على الإنسان تناول حوالي 2،4 لتر من الماء يوميا، إما على هيئة ماء شرب أو مشروبات أخرى غير الماء أو في الطعام الذي يتـناوله.

ويمكن أن يستعمل كل فرد في بلد متقدم ما معدله 380 لترا من الماء في منزله يوميا، حيث يلزم استخدام 26 لترا من الماء لطرد أقذار المرحاض في كل مرة، كما يلزم ما يتراوح بين 76 و114 لترا للاستحمام. وتحتاج كل دقيقة تحت دش الحمام إلى 19 لترا من الماء على الأقل، ويلزم 57 لترا من الماء لغسل الأطباق في المنزل و152 لترا لتشغيل غسالة ملابس أتوماتيكية.

mag-16-37

التأثيرات على المجتمعات البشرية

الزراعة

تتطلب معظم النباتات التي يزرعها الناس كميات كبيرة من الماء. فعلى سبيل المثال، يلزم 435 لترا من الماء لزراعة كمية من القمح تكفي لخبز رغيف واحد. ويزرع الناس معظم محاصيلهم الزراعية في المناطق ذات الأمطار الوفيرة، ولكنهم في سبيل الحصول على مايكفيهم من الغذاء فإنه يلزمهم ري المناطق الجافة. ولاتعتبر كميات الأمطار التي تستهلكها المحاصيل الزراعية من ضمن استعمالات الماء، حيث أن مياه هذه الأمطار لم تأت من موارد مياه البلد. ولكن مياه الري من الناحية الأخرى تعتبر ضمن استعمالات الماء إذ إنها تسحب من الأنهار والبحيرات والآبار.

ومياه الري التي تستعملها أمة ما تعتبر مهمة بالنسبة لمواردها المائية، إذ إن هذه المياه تعتبر مستهلكة زائلة ولن يبقى منها شيء يعاد استعماله. تأخذ النباتات الماء عن طريق جذورها، ثم تمرره بعد ذلك عبر أوراقها إلى الهواء على هيئة غاز يسمى بخار الماء. وتحمل الرياح هذا البخار وهكذا يزول الماء السائل. ومن الناحية الأخرى فإن كل الماء المستعمل في منازلنا يعود إلى مصادر الماء ثانية. فالماء يحمل عبر أنابيب الصرف الصحي إلى الأنهار ثانية حيث يعاد استعماله مرة أخرى.

وفي أستراليا التي تعتبر أكثر قارات العالم جفافا (ماعدا أنتاركتيكا)، تستهلك عمليات الري 74% من مجمل الماء المستعمل.

يذهب حوالي 41% من الماء المستعمل في الولايات المتحدة لعمليات الري. أما في المملكة المتحدة وهي قطر ذو أمطار صيفية غزيرة فإن حوالي 1% من مجمل استعمال المياه يذهب للزراعة. ومعظم هذه الكمية تستعمل في عمليات الري بالرش، وذلك لبضعة أيام فقط أثناء فصل الصيف.

الصناعة

الاستعمال الوحيد الكبير للماء هو في الصناعة. ويلزم حوالي 144،000 لتر من الماء لعمل طن متري واحد من الورق. ويستعمل أرباب الصناعة حوالي 10 لترات من الماء لتكرير لتر واحد من النفط.

تسحب المصانع في الولايات المتحدة حوالي 600 مليار لتر من الماء يوميا من الآبار والأنهار والبحيرات. وتعتبر هذه الكمية معادلة لحوالي 52% من كميات الماء المستعمل في الولايات المتحدة.

وبالإضافة لهذا تشتري العديد من المصانع الماء من إدارات المياه في المدن. وتستعمل الصناعة في إنجلترا وويلز 80% من مجمل كميات المياه المستعملة هناك.

وتستعمل الصناعة الماء بعدة طرق، فهي تستعمله في تنظيف الفاكهة والخضراوات قبل تعبئتها أو تجميدها. ويستعمل مادة أساسية في المشروبات الغازية والأطعمة المعلبة المحفوظة ومنتجات عديدة أخرى وفي تكييف الهواء وتنظيف المصانع أيضا. ولكن معظم كميات المياه المستعملة في الصناعة يتم استعمالها في عمليات التبريد. فمثلا يبرد الماء البخار المستعمل في إنتاج القدرة الكهربائية من حرق الوقود، كما يقوم بتبريد الغازات الساخنة الناتجة عن عمليات تكرير النفط. ويبرد الفولاذ الساخن في مصانع الفولاذ.

ومع أن الصناعة تستعمل كميات وفيرة من الماء، إلا أن نحو 2% فقط من هذا الماء يعتبر مستهلكا مهدرا. ويعاد معظم الماء المستعمل في عمليات التبريد ثانية إلى الأنهار والبحيرات التي أخذ منها أصلا. والماء المستهلك في الصناعة هو ذلك الماء المضاف للمشروبات الغازية والمنتجات الأخرى. وكذلك كميات الماء القليلة التي تتحول إلى بخار أثناء عمليات التبريد.

توليد الكهرباء

يستعمل الناس الماء أيضا في إنتاج القدرة الكهربائية اللازمة لإضاءة منازلهم وتشغيل مصانعهم. وتقوم محطات توليد القدرة الكهربائية باستعمال الفحم الحجري أو أي وقود آخر لتحويل الماء إلى بخار. ويؤمن البخار الطاقة اللازمة لتشغيل الآلات التي ستنتج الطاقة الكهربائية. وتستخدم محطات توليد القوة الكهرومائية طاقة المياه الساقطة من الشلالات والسدود لتدوير التوربينات التي تدفع بدورها مولدا لإنتاج الكهرباء.

للشرب

جسم الإنسان يحتوي على الماء بنسبة 55% إلى 78%. وذلك يعتمد على حجم الإنسان. في الحقيقة يحتاج الجسم من واحد إلى سبعة لترات من الماء يوميا لتجنب الجفاف، والكمية التي يحتاجها تماما تعتمد على مستوى النشاط والحركة ودرجة الحرارة والرطوبة وغيرها من العوامل. يتم تعويض النقص بالتهام الطعام أو المشروبات الأخرى التي تحتوي على كمية ماء عالية. لم يتضح مقدار الماء اللازم للأشخاص الأصحاء، رغم أن معظم العلماء اتفقوا على أن ما يقارب 2 لتر (6 إلى 7 أكواب) من الماء يوميا هو الحد الأدنى للحفاظ على الترطيب المناسب. لكن الأدب الطبي يفضل استهلاك أقل، عادة 1 لتر من الماء للذكر متوسط العمر، باستثناء المتطلبات الإضافية نتيجة لفقدان السوائل من ممارسة التمارين الرياضية أو الطقس الحار. لأولئك الذين يملكون كبد سليمة، من الصعب عليهم شرب الماء بكثرة، لكنه (خصوصا عند ممارسة الرياضة وفي الأجواء الحارة) من الخطورة شرب الماء بقلة.

الماء في الثقافة

للماء دور حيوي في تقدم وبقاء الحضارة الإنسانية. وقد نهضت الحضارات الأولى في وديان الأنهار الكبيرة، في وادي النيل في مصر وشمالي السودان، ووادي دجلة والفرات في بلاد ما بين النهرين، ووادي السند في الهند وباكستان، ووادي هوانج في الصين. وأنشأت كل هذه الحضارات أنظمة ري كثيرة طورت الأرض وجعلتها منتجة.

وقد انهارت الحضارات حينما نضبت موارد المياه أو عندما أساء الناس استخدام هذه الموارد. ويعتقد كثير من المؤرخين أن سقوط حضارة السومريين في بلاد ما بين النهرين كان بسبب ضعف المهارة والخبرة في عمليات الري. فقد تركز الملح من مياه الري في الأرض بعد تبخر المياه وأخذ يتراكم في التربة. وكان من الممكن تفادي تركز الملح في التربة بغسل الملح بماء إضافي. وإذا لم يتم صرف ماء الأرض تصبح مشبعة بالماء، فقد فشل السومريون في تحقيق التوازن اللازم بين تركز الملح في التربة وبين عمليات صرف المياه منها. وأدت زيادة تركز الملح في التربة وكذلك تشبعها بالماء إلى الإضرار بالمحاصيل. ومن ثم انخفض الناتج الزراعي تدريجيا وتفاقم نقص الغذاء. ومع انهيار الزراعة انهارت الحضارة السومرية.

شق الرومان القدماء قنوات لجر الماء، وأنشأوا القنوات والخزانات المائية في أرجاء إمبراطوريتهم، وأحالوا المناطق على طول ساحل الشمال الإفريقي إلى حضارة مزدهرة. وبعد ذهابهم طويت مشاريعهم المائية. وفي الوقت الراهن صارت بعض هذه المناطق أماكن صحراوية.

الماء في الديانات

يعد الماء في العديد من الديانات مادة طاهرة، ويتم الاغتسال بالماء للتطهر، وللتحلل من الذنوب. ففي الإسلام، يحظى الماء بمكانة كبيرة، إذ ورد في القرآن أن الماء أساس الحياة حيث ذكر تحت اسم (الماء) في 17آية كما ذكر باسم (ماء) في 34 آية، حيث وردَ في سورة الأنبياء:  أَوَلَمْ يَرَ الَّذِينَ كَفَرُوا أَنَّ السَّمَاوَاتِ وَالْأَرْضَ كَانَتَا رَتْقًا فَفَتَقْنَاهُمَا وَجَعَلْنَا مِنَ الْمَاءِ كُلَّ شَيْءٍ حَيٍّ أَفَلَا يُؤْمِنُونَ  ، كما أن الماء يستعمل للتطهر والوضوء في كل صلاة ولغسل الأموات قبل الدفن وان المياه عماد الحياة. وكذلك في الديانة اليهودية، يستعمل الماء للتطهر والاغتسال. وفي الديانة المسيحية، يستعمل الماء للتعميد.

الماء المسوس (Brackish water) هو الماء الذي تكون ملوحته أعلى من ملوحة المياه العذبة ولكنه لا يصل لدرجة ملوحة ماء البحر. ينتج غالبا من اختلاط مياه البحار بمياه الأنهار ويوجد أكثر ما يوجد في المصبات الخليجية. ليس هناك معيار ما لاعتبار مياه أي مسطح مائي أنها مسوسية ولكن في الغالب يطلق على المياه التي تحتوي على ما نسبته بين 0.5 و30 جم من الملح في لتر واحد من الماء.

التسمية: الماء المسوس في اللغة العربية هو الماء المتوسط الملوحة بين العذب والمالح. يطلق على الماء المسوس مسميات ماء أجاج أو ماء مج أو ماء مويلح والاسمان الأولان يبتعدان قليلا عن المعنى الصحيح للمصطلح إذ أنهما يرمزان للماء شديد الملوحة.

مسطحات مائية مسوسية

بحر البلطيق. أكبر مسطح مسوسي في العالم.

بحيرة تشيلكا في ولاية أوريسا في الهند.

طرق هامبتون في ولاية فرجينيا الأمريكية.

بحيرة كاليفيلي في بونديتشيري في الهند.

بانغونغ تسو في كشمير.

بونتشارترين في نيو أورلينز في أمريكا.

بحيرة بوليكات الهندية.

المياه المعدنية: Mineral water 

هي المياه التي تأتي من الآبار أوالجبال، وهي تحتوي على أملاح معدنية يختلف تركيبتها بحسب تضاريس المنطقة الآتية منها وقد تحتوي على بعض الغازات. وهي تختلف في رائحتها وطعمها ودرجة حرارتها

أنواع المياه المعدنية

تصنيف المياه المعدنية الطبيعية ومياه المعادن كما ياتي

    • – الماء المعدني الطبيعي الغير الغازي_1

الماء المعدني الطبيعي الغير الغازي هو ماء معدني طبيعي لا يحتوي على غاز الكربون الحر بمقادير تفوق الكمية الضرورية لابقاء الأملاح الهدروجينو-كربونات الموجودة في الماء ذائبة.

الماء المعدني الطبيعي الغازي طبيعيا_2

الماء المعدني الطبيعي الغازي طبيعيا هو ماء معدني طبيعي يحتوي على كمية الغاز نفسها التي يحتويها عندما ينبع وفي حدود التفاوتات التقنية المسموح بها عادة

تجهيز المياه المعدنية: يتخلل تجهيز المياه المعدنية وتعبئتها معاملة مكثفة إلا أنه ليس من المسموح تغيير نسب الأملاح الموجودة في المياه المعدنية الطبيعية، ما عدا نزع جزء من كمية أملاح الحديد والتي قد تقلل من فترة صلاحية استعمال تلك المياه. كما يمكن إضافة ثاني أكسيد الكربون فيتكون حمض الكربونيك H2CO3. ويساعد حمض الكربونيك على بقاء الماء المعدني صالحا للشرب لمدة طويلة حيث يعمل الوسط الحمضي على تطهير المياه من الميكروبات.

كيفية تكونها: المياه المعدنية تسمى أيضًا المياه الغازية، وهي مياه ينابيع تحتوي على نسبة كبيرة من المواد المعدنية أو الغازات. وتشمل المواد المعدنية الملح، وكبريتات المغنسيوم، والجير، والمغنيسيا، والحديد، والسليكا، والبورون، والفلور، والكثير من المواد الأخرى، بما فيها المواد المشعة. أما أكثر الغازات شيوعًا فيها فهي ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين.

وفي معظم الأحيان تكون هذه المياه مياه أمطار تسربت تحت الأرض خلال الصخور وأذابت المواد المعدنية في طريقها. وقد تحتوي بعض الينابيع على مياه صهارية تتصاعد من أعماق الأرض بعد تكونها خلال عملية كيميائية داخل الصخور. وبعض الينابيع حارة، وبعضها الآخر عادي الحرارة

استخداماتها

استخدم الناس المياه المعدنية منذ الأزمنة القديمة لعلاج أمراض مثل الروماتيزم والالتهابات الجلدية وعُسْر الهضم. وتراعى درجة حرارة الماء وموقعه وارتفاع مستواه والمناخ المحيط بالينابيع عند استخدامه في العلاج كما أنشئت في بعض البلدان منتجعات ينابيع طبيعية حول الينابيع ومنها باث في جلوسترشاير في إنجلترا، وبادن في الغابة السوداء بألمانيا، وفيشي في فرنسا.

ماء ثقيل

يرمز للماء الثقيل بـ D2O أو 2H2O، وله الخصائص الكيميائية ذاتها التي للماء العادي.

اما الخصائص الفيزيائية فيختلف عن الماء العادي بعض الشيء، فللماء الثقيل

درجة غليان: 101.42° سيليزية عند الضغط الجوي القياسي.

درجة تجمد: 3.81° سيليزية.

كثافة نسبية: 1.1079 عند الضغط الجوي القياسي.

فالماء العادي والماء الثقيل تغلي وتتجمد في درجات حرارة مختلفة، وتختلف في كثافتها، كما أن مرونة أبخرتها مختلفة إلى حد ما أيضًا. وهي تتفكك بسرعات مختلفة أثناء التحليل الكهربائي. فالماء الخفيف أسرع تفككًا بقليل، بينما يكون تفكك الماء الثقيل أبطأ إلى حدما، وبالرغم من أن الفرق بين السرعتين ضئيل جدًا إلا أن الماء المتبقي في جهاز التحليل الكهربائي يكون غنيًا نوعًا ما بالماء الثقيل. وبهذه الطريقة تم اكتشاف الماء الثقيل لأول مرة. ولا تؤثر التغيرات في التركيب النظائري إلا قليلا على الخواص الفيزيائية للمادة. ويكون تغير الخواص التي تتعلق بكتلة الجزيئات، كسرعة انتشار جزيئات البخار، أكثر وضوحًا من تغير الخواص الأخرى

ويستخدم على نطاق واسع في مجالات العلوم النووية والدون ذرية. ويكون الماء الثقيل 1/6 من الماء العادي اي جزء من 6 أجزاء.

الماء فائق التأين

الماء فائق التأين هو أحد أطوار الماء تحت ضغط ودرجة حرارة كبيرة ليملك خواص الحالة السائلة والصلبة.

فعند درجة الحرارة والضغط الكبير كما هو الحال في داخل الكواكب الغازية فإن الماء يتواجد على شكل ماء متأين. حيث تتكسر الجزيئات وتتواجد شوارد الهيدروجين والأكسجين في السائل. وكلما ازداد الضغط يتشكل الأكسجين على شكل بللورات ونطفو شوارد الهيدروجين ضمن البنية الشبكية.

الخواص

ما تزال فكرة الماء فائق التأين نظرية لكن هناك تصورات حول خواصه. ففي حال وجوده على الأرض فإنه ستمدد بسرعة وينفجر. ويعتقد أنه سيكون قاسي كالحديد وذو لون أصفر ذهبي.

تاريخ الأدلة التجريبية والنظرية

تصور كافزوني في سنة 1999 الحالة التي سيتواجد عليها الماء والأمونيا في ظروف مثل ظروف كوكب نبتون وأورانوس. قام فريق بحث بقيادة لورانس ليد في سنة 2005 بمحاكاة ظروف التشكل، معتمدين على تقنية تحطيم جزيئات الماء وتسخين حاد لها باستخدام الليزر ولاحظوا تكرر في الإنزيحات دلالة على أن التحول قد بدأ. كما قام الفريق بمحاكاة حاسوبية ليجدوا أن الماء فائق التأين يحدث.

تعليقات

تعليقات