آب

آب مایه حیات است و در سطح زمین به وفور یافت می‌شود.

آب در سه حالت جامد، یخ، مایع و بخار که نامرئی است.

ابرها شامل قطرات آب معلق در هوا و بخار آب اشباع است.

آب مایه حیات و فراوان‌ترین مادهٔ مرکب بر روی سطح کره زمین و بستر اولیه حیات به شکلی که امروزه می‌شناسیم. بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل شده‌است و نیز بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب پوشانده‌است (نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون کیلومتر مربع) با وجود این حجم عظیم آب تنها دو درصد از آبهای کره زمین شیرین و قابل شرب است و باقی آن به علت محلول بودن انواع نمک‌ها خصوصا نمک طعام غیر قابل استفاده‌است. از همین دو درصد آب شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر واقع شده‌است.

نامگذاری آب

در فیزیک بر اساس حالت ماده آب معمولا به این نام ها خوانده می‌شود:

جامد؛ یخ

مایع؛ آب

گاز؛ بخار آب

در علم هواشناسی حالت های مختلف آب بر اساس نوع بارش یا معلق بودن آن در جو طبقه بندی می‌شود:

باران

تگرگ

برف

رگبار

مه

ابر

شبنم

در علم محیط زیست:

آب آشامیدنی

فاضلاب یا پساب

رواناب

آب جاری

بر اساس منبعی که آب در آن قرار دارد و یا از آن بدست می‌آید:

آب زیرزمینی

آب معدنی

آب سطحی

آب دریا

بر اساس نوع مصرف:

آب آشامیدنی (یا آب شیر یا آب شرب)

آب معدنی

آب خالص

بر اساس کیفیت فیزیکی :

آب سخت

آب شیرین

بر اساس مشخصات شیمیایی :

آب سنگین

بر اساس مسایل مذهبی:

آب کر - اسلام

آب مقدس – مسیحیت

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی

مولکول

فرمول شیمیایی آب، H۲O است؛ مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است که با پیوندهای کووالانس به هم متصل شده‌اند. اتم‌های هیدروژن دارای بار مثبت هستند و با زاویه نزدیک به 105 درجه در اطراف اتم اکسیژن قرار گرفته‌اند که این موضوع باعث قطبی شدن پیوندهای مولکول آب شده است.[۱] جرم مولی‌ آب برابر ۱۸ گرم بر مول می‌باشد.

خواص فیزیکی

آب ماده‌ای است بی‌بو، بی‌رنگ و بی‌طعم. آب خواص ویژه‌ای دارد که آن را از دیگر مایعات متمایز کرده است. از این خواص ویژه می‌توان به ظرفیت گرمایی بالا، افزایش غیرعادی حجم به هنگام انجماد، کشش سطحی بالا، گرانروی بسیار پایین و بالا بودن گرمای نهان تغییر فاز اشاره نمود. دلیل بسیاری از این خاصیت‌ها وجود پیوند هیدروژنی در میان مولکول های آب است. [۳] چگالی آب در دمای ۲۵ درجه سانتی‌گراد و فشار ۱ اتمسفر برابر ۰.۹۹۸ گرم بر سانتمیتر مکعب است. آب در فشار ۱ اتمسفر در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌جوشد و در دمای صفر درجه سانتی‌گراد منجمد می‌شود.[۱]

همچنین آب در ۴ درجه سانتی گراد بیش‌ترین چگالی یعنی ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب را دارد، که این مسأله از لحاظ علمی بسیار جالب است و یک استثنا بشمار می‌آید.

منابع آب در کره زمین

اگر کسی از فضا به زمین نگاه کند، آن را یک سیاره آبی رنگ و پر از آب خواهد دید. حجم کل آب‌های موجود در کره زمین، رقمی در حدود ۱٬۳۶۰ میلیون کیلومتر مکعب تخمین زده شده‌است. این حجم با توجه به چرخهٔ آب به طور دایم در بین منابع مختلف در حال جابه‌جایی است. [۴]

مهمترين منابع آب در کره زمین عبارتند از [۵]:

آب‌های زیرزمینی (چاه، چشمه و قنات)

آب‌های جوی (باران و برف)

آب‌های سطحی (رودخانه، دریاچه، دریا و اقیانوس)

همچنین بخشی از آب موجود در کره زمین به‌صورت بخار در اتمسفر و بخش دیگری نیز به‌صورت جامد در یخچال‌های طبیعی وجود دارد.

حجم تقریبی میزان آب ذخیره شده در این منابع به این شرح است [۴]:

اقیانوس‌ها: حدود ۱٬۳۲۰ میلیون کیلومتر مکعب (۹۷٫۲٪)

یخچال‌های طبیعی: حدود ۲۵ میلیون کیلومتر مکعب (۱٫۸٪)

سفره‌های زیرزمینی:‌ ۱۳ میلیون کیلومتر مکعب (۰٫۹٪)

آب‌های شیرین موجود در در دریا‌ها، دریاچه‌ها و رود‌ها: ۲۵۰ هزار کیلومتر مکعب (۰٫۰۲٪)

بخار آب در هواکره حدود ۱۳ هزار کیلومتر مکعب (۰٫10٪)

استفاده از آب

میانگین جهانی توزیع میزان استفادهٔ آب در بخش‌های مختلف در سال ۲۰۰۳ به صورت زیر بود [۶]:

کشاورزی: حدود ۶۹٪

صنعت: حدود ۲۳٪

مصارف خانگی: حدود ۸٪

بخش کشاورزی به دلیل آبیاری محصولات میزان زیادی آب مورد استفاده قرار می‌دهد. از سال ۱۹۶۰ میانگین جهانی میزان برداشت آب از منابع به منظور آبیاری زمین‌ها ۶۰٪ افزایش یافته است و این در حالی است که بین ۲۰٪ تا ۳۰٪ [۷] آن تبخیر یا جاری می‌شود و به هدر می‌رود . میزان برداشت آب در کشور‌های درحال توسعه به علت نداشتن ابزار‌ مناسب دوبرابر کشور‌های توسعه‌یافته برای هر هکتار است، درحالی که میزان محصولات کشاورزی آن‌ها یک‌سوم می‌باشد. به‌علاوه، در اکثر نقاط خشک و نیمه‌خشک، به علت کمبود بارش‌های جوی، ۹۰٪ آب مورد نیاز برای آبیاری زمین‌ها از آب شیرین تأمین می‌گردد، درحالی که کشور‌های توسعه‌یافته این رقم را به ۴۰٪ رسانده‌اند.[۸][طبق کدام آمار و در چه سالی]

توزیع میزان استفادهٔ آب به‌منظور مصارف خانگی نیز در نواحی گوناگون مختلف می‌باشد. به طور مثال و طبق آمار منتشر شده توسط برنامه عمران سازمان ملل متحد در سال ۲۰۰۶، میانگین میزان آب مصرفی در ایالات متحده حدود ۵۷۵ لیتر و در اروپا بین ۲۰۰ تا ۳۰۰ لیتر در روز برای هر شخص می‌باشد، درحالی که در کشور‌ موزامبیک این رقم حدود ۱۰ لیتر می‌باشد.

کمبود آب

اگر چه حجم کلی آب‌های موجود بر روی زمین نسبتا زیاد می‌نماید اما متجاوز از ۹۷٪ این آب‌ها در دریاها و اقیانوس‌ها متمرکز هستند و حدود ۲٪ نیز به صورت یخ و یخچال‌ها در مناطق قطبی تجمع یافته‌است. از یک درصد آب باقی مانده نیز بخش زیادی در اعماق زمین بوده که استخراج آن مشکل و از دسترس انسان به دور است.[۱۰]

به‌علاوه، منابع آب شیرین در سطح زمین به‌طور یک‌نواخت توزیع نشده‌اند. درحال حاضر، ۹ کشور ۶۰٪ کل منابع آب شیرین را به خود اختصاص می‌دهند: کانادا، چین، کلمبیا، پرو، برزیل، روسیه، ایالات متحده آمریکا، اندونزی و هند.

در مقابل حدود ۸۰ کشور با کمبود آب مواجه‌اند که برخی از آن‌ها تقریباً به هیچ منبع آب شیرین قابل توجهی دسترسی ندارند: کویت، بحرین، مالت، امارات متحده عربی، سنگاپور، اردن و لیبی.

با توجه به افزایش روزافزون جمعیت، توسعهٔ صنایع و افزایش آلودگی منابع آب شیرین، دسترسی به آب کافی و مناسب در برخی از کشور‌ها به یک بحران جدی تبدیل شده است.[۸]

آلودگی آب‌های رودخانهٔ تیته در برزیل. در بسیاری از کشور‌ها، علارغم وجود منابع کافی آب شیرین، تأمین آب آشامیدنی سالم با مشکل روبه‌رو است.

طبق آمار برنامه عمران سازمان ملل متحد در سال ۲۰۰۶:

۱٫۱ میلیارد نفر به آب آشامیدنی دسترسی ندارند.[۱۱]

۲٫۶ میلیارد نفر به آب کافی برای بهداشت دسترسی ندارند.[۱۱]

۷۰۰ میلیون نفر در ۴۳ کشور با مشکل کمبود پیوستهٔ آب مواجه هستند.[۱۲]

۱٫۸ میلیون کودک زیر ۵ سال هر روز از ابتلا به اسهال به علت آشامیدن آب نا‌سالم می‌میرند.