Քիմիա. Ջուր

• Հատկություններ

Ջուրը միակ նյութն է Երկրի վրա, որ սովորական ջերմաստիճանի ու ճնշման պայմաններում կարող է գտնվել երեք ագրեգատային վիճակներում՝պինդ, հեղուկ և գազային: Ջրի անոմալ առանձնահատկություններից են  եռման (+100°C) և պնդացման (վերածվում է սառույցի) (0°C) ջերմաստիճանները: Ջուրն օժտված է  բարձր ջերմունակությամբ: Կլանելով հսկայական քանակությամբ ջերմություն՝ ջուրը համարյա չի տաքանում։ Ջուրը սառույցի փոխարկվելիս տեղի է ունենում խտության թռիչքաձև փոքրացում, այն դեպքում, երբ մյուս նյութերի բյուրեղացման պրոցեսն ուղեկցվում է խտության մեծացմամբ։ Նման անոմալիան բացառիկ նշանակություն ունի Երկրի վրա կյանքի գոյության համար։  Եթե սառույցի փոխարկվելիս ջրի խտությունը մեծանար, ապա սառույցը ծանր կլիներ ջրից և կիջներ դեպի հատակը, ձմռանը ջրամբարները կսառչեին մինչև հատակը, ինչը կհանգեցներ ջրաշխարհի բոլոր կենդանի արարածների ոչնչացմանը։ Բարեբախտաբար ջուրը ամենամեծ խտությունն ունի +4°C– ում (1գ/ սմ³, կամ 1000 կգ/ մ³):

• Տարածվածություն

Ջուրն անհոտ, անհամ, անգույն, հաստ շերտում կանաչաերկնագույն երանգով թափանցիկ հեղուկ է: Գազային ջուրը կոչվում է գոլորշի, իսկ պինդը՝ սառույց: Ջուրը Երկրի վրա ամենատարածված և ամենաշարժուն նյութերից է: Ջրի գոյության տարբեր ձևերը՝ մառախուղը, անձրևը, եղյամը, ձյունը, կարկուտը, սառույցը, պայմանավորված են օդերևութաբանական պայմաններով: Մարդկության զարգացման սկզբնական շրջանում ջուրն օգտագործվել է խմելու և կենցաղային կարիքների, ավելի ուշ՝ ոռոգման, նավագնացության, ձկնորսության համար: Տարածվածության և կենսական անհրաժեշտության պատճառով ջուրը միշտ համարվել է կյանքի գոյության սկզբնաղբյուր: Հին հույն փիլիսոփա Արիստոտելն այն դասել է բնության  4 հիմնական տարրերի (կրակ, օդ, հող, ջուր) շարքը: Հին ժամանակներում ջուրը եղել է նաև պաշտամունքի առարկա, և ջրի աստծուն զոհեր են մատուցվել: Հայկական լեռնաշխարհում ջրանցքների ակունքներում կանգնեցնում էին քարակերտ «վիշապներ», որոնք պետք է կենարար ջրանցքը պահպանեին չար աչքից:

• Բնության մեջ

Բնության մեջ բացարձակ մաքուր ջուր չկա: Ըստ լուծված նյութերի քանակի՝ ջուրը լինում է աղի և քաղցրահամ: Ջուրը քաղցրահամ է, երբ 1 լիտրում պարունակվում են մինչև 1 գ լուծված նյութեր: 1 գ-ից ավելիի դեպքում այն կոչվում է աղի: Խմելու համար լավագույնն է այն ջուրը, որի 1 լիտրում աղերի քանակը չի անցնում 200–250 մլգ-ից: Քաղցրահամ ջրի պաշարները շատ քիչ են ու կազմում են ընդհանուր պաշարների 3%-ը և խիստ անհավասարաչափ են բաշխված: Կան երկրներ, որտեղ ջուրն առատ է. օրինակ՝ Հյուսիսային Ամերիկայի հյուսիսային մասը հարուստ է ջրերով, իսկ Հյուսիսային Աֆրիկան գրեթե զուրկ է ջրից (Սահարա անապատ): Քաղցրահամ ջրի հսկայական պաշարներ են պարունակում սառցադաշտերը, որոնց ջուրը մարդուն առայժմ մատչելի չէ: Ներկայումս քաղցրահամ ջուր ունենալու նպատակով փոխում են գետերի հունը` ջրառատ վայրից դեպի սակավաջուր շրջան, այսբերգներ են տեղափոխում և աղազերծում ծովի ջուրը: Օրինակ՝ Քուվեյթում արդեն գործում են աղազերծման 5 խոշոր գործարաններ: Ծովի ջրում չափազանց շատ ու բազմատեսակ աղեր են լուծված, այդ պատճառով էլ այն խմելու համար պիտանի չէ: Ջրում պարունակվող կալցիումի, մագնեզիումի, երկաթի, ածխաթթվական և ծծմբաթթվական աղերի պարունակությունը պայմանավորում է ջրի կոշտությունը: Այդ նյութերի ոչ մեծ քանակության դեպքում ջուրը համարվում է փափուկ, իսկ շատի դեպքում՝ կոշտ: Կոշտ ջրում վատ են եփվում բանջարեղենն ու միսը: Թեյը կոշտ ջրում վատ է թրմվում, և նրա համային արժեքը նվազում է: Կոշտ ջրով սպիտակեղենը լվանալիս մեծանում է օճառի ծախսը: Մեծ քանակությամբ երկաթի պարունակության դեպքում փոխվում է ջրի գույնը (դառնում է ժանգագույն), զգացվում է մետաղահամ, եռացնելիս կաթսայում գոյանում է գորշ կարմրավուն նստվածք: Խմելու ջրի մեջ կարող են ընկնել վարակիչ հիվանդությունների հարուցիչներ, որոնք ունակ են երկար պահպանվելու և տարածվելու: Խմելու ջրի պիտանիության ցուցանիշը որոշվում է մանրէային թվով, որը 1 օր 370C ջերմաստիճանում պահված ջրի 1 մլ-ում առկա բակտերիաների ընդհանուր թիվն է կամ աղիքային ցուպիկների պարունակությունը:

• Օրգանիզմում

Ջուրն օրգանիզմի կարևորագույն բաղադրիչն է: Օրգանիզմում այն առաջանում է օրգանական նյութերի օքսիդացման արդյունքում և մասնակցում է կենսագործունեության համար կարևոր շատ քիմիական ռեակցիաների: Հասուն մարդու օրգանիզմի 60-65 %-ը կազմում է ջուրը: Ջուրը կյանքի սկզբնաղբյուրն է, առանց որի հնարավոր չէ ապրել: Կյանքը ծագել է ջրից: Ջուր կա ամեն մի կենդանի էակի մեջ: Ջուրը, ինչպես և լույսը, կենդանի ինֆորմացիա է կրում և փոխանցում: Ջրին հնարավոր է ծրագրել: Ջուրը ուղեկցում է մեր կյանքի ամեն մի ակնթարթը: Մեր օրգանիզմի ջրի օրական պահանջը կազմում է 2 ,3 լ:
Բուժիչ հանքային ջուր է համարվում այն ջուրը, որն իր յուրահատուկ ֆիզիկաքիմիական հատկությունների շնորհիվ կարող է օգտագործվել բուժման, վերականգնման և տարբեր հիվանդությունների կանխարգելման համար: Սակայն ամեն հանքային ջուր չէ, որ կարող է համարվել բուժիչ: Բուժական նպատակներով օգտագործվող հանքային ջրերը պետք է արդյունահանված լինեն բնական աղբյուրներից կամ տարբեր խորություն ունեցող հորատանցքերից:
Ջուրը մարդու համար անփոխարինելի է և բնության հարստություններից ավելի թանկ է գնահատվում, քան ոսկին, նավթը, գազը:

• Բույսերի մեջ

Ջուրը բույսի կյանքի անհրաժեշտ գործոն է և հողի բերրիության կարևոր տարր: Բույսի պահանջը ջրի նկատմամբ սկսվում է սերմի ծլման պահից և շարունակվում է մինչև լրիվ հասունացումը: Սերմերն սկսում են ծլել այն ժամանակ, երբ նրանք բավարար ջուր են կլանել և ուռչել:

Բույսերի համար ջուրը կատարում է հետևյալ հիմնական գործառույթները՝

– լուծում է հողում եղած հանքային սննդանյութերը և փոխադրում է արմատներից սաղարթի վերին մասերը, ինչպես ուղղահայաց, այնպես էլ հորիզոնական ուղղությամբ,

– բույսերի վերերկրյա մասերում ստեղծված օրգանական նյութերը լուծում է իր մեջ և տեղափոխում դեպի արմատային համակարգ,

– ջուրը մտնում է բջջի պրոտոպլազմայի, կորիզի, պլաստիդների և բջջի պատերի մեջ ու կազմում է նրանց անհրաժեշտ, անբաժանելի մասը,

– մասնակցում և անհրաժեշտ պայմաններ է ստեղծում բջջի մեջ տեղի ունեցող  քիմիական գործընթացների հաջող կատարման համար: Պտղատու բույսերն ամենից շատ ջուր են պահանջում գարնանը՝ ծաղկման և ամռանը՝ վեգետատիվ աճի, պտղալիցի, ծաղկաբողբոջների առաջացման շրջանում: Ամռան վերջում և աշնանը ջրի պահանջն աստիճանաբար պակասում է և հանգստի շրջանում այն համարյա աննշան է դառնում:

• Աղտոտվածություն

Ջրի աղտոտման հիմնական աղբյուրներն են արդյունաբերական և կենցաղային հոսքաջրերը, ձնհալի և անձրևների ժամանակ հողահանդակներիցտեղափոխված պեստիցիդները բնակավայրերից վնասակար նյութերը, անձրևի և ձյան միջոցով՝ մթնոլորտից անջատվող աղտոտող նյութերը։ Արդյունաբերական հոսքաջրերն առավել հաճախ աղտոտված են նավթամթերքներով, ֆենոլներով, ծանր մետաղներով (սնդիկ, կապար, կադմիում, պղինձ և այլն) և բարդ օրգանական միացություններով (սինթետիկ լվացամիջոցներ, ներկեր, ճարպեր), որոնք վատացնում են ջրի որակը, խմելու և սննդի մեջ օգտագործելու համար դարձնում ոչ պիտանի, խախտվում են ջրային ավազանի կենսաբանական շարժընթացները, նվազում է աղտոտող նյութերից ջրի ինքնամաքրման հատկությունը, փոխվում է ջրային կենսաբազմազանության կազմը, ընկնում է արտադրողականությունն ու սննդային արժեքը, որոշ ձկներ դառնում են թունավոր։ Հատկապես վտանգավոր են տաք հոսքաջրերը, որոնք փոխում են ջրավազանի ջերմային ռեժիմը, վատանում են ձկների ձվադրության պայմանները, ոչնչանում են մի շարք օգտակար մանրէներ և զարգանում են մակաբույծներ։ Կենցաղային հոսքաջրերը հիմնականում պարունակում են աղիքային վարակիչ հիվանդությունների հարուցիչներ։ Քիմիական մաքրման եղանակներից կիրառվում են մակարդումը [ (կոագուլացում)՝ քիմիական որոշ նյութերի ազդեցությամբ ջրում եղած խառնուրդները մակարդվում, նստում են հատակին, ապա՝ հեռացվում, կլանումը (ադսորբցիակամ աբսորբցիա)՝ քիմիական որոշ նյութերի միջոցով ջրից կլանվում և հեռացվում են վնասակար նյութերը, քլորացումն ու օզոնացումը (քլորի և օզոնիմիջոցով ախտահանվում Է խմելու ջուրը)։