ВОДА

ВОДА окись водорода, Нпростейшее устойчивое в обычных условиях хим. соединение водорода с кислородом
(11,19% водорода и 88,81% кислорода по массе), мол. масса 18,0160; бесцветная
жидкость без запаха и вкуса (в толстых слоях имеет голубоватый цвет). В.
принадлежит важнейшая роль в геологич. истории Земли и возникновении жизни,
в формировании физ. и хим. среды, климата и погоды на нашей планете. Без
В. невозможно существование живых организмов. В.- обязательный компонент
практически всех технологич. процессов - как сельскохозяйственного, так
и пром. производства.

В. в п р и р о д е. В. широко распространена
в природе. Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря,
озёра, водохранилища, реки, подземные В., почвенную влагу, составляет ок.
1,4-1,5млрд.км³,причём на долю В.суши приходится всего ок. 90
млн. км³. Из них подземные воды составляют 60, ледники
29, озёра 0,75, почвенная влага 0,075, реки 0,0012 млн. км³.
В
атмосфере В. находится в виде пара, тумана и облаков, капель дождя и кристаллов
снега (всего ок. 13-15 тыс. км³). Ок. 10% поверхности
суши постоянно занимают ледники. На севере и северо-востоке СССР, на Аляске
и С. Канады - общей площадью ок. 16 млн. км²всегда сохраняется
подпочвенный слой льда (всего ок. 0,5 млн. км³).
В земной
коре - литосфере содержится, по разным оценкам, от 1 до 1,3 млрд. км³В.,
что близко к содержанию её в гидросфере. В земной коре значительные количества
В. находятся в связанном состоянии, входя в состав некоторых минералов
и горных пород (гипс, гидратированные формы кремнезёма, гидросиликаты и
др.). Огромные количества В. (13-15 млрд.км³) сосредоточены
в более глубоких недрах мантии Земли. Выход В., выделявшейся из
мантии в процессе разогревания Земли на ранних стадиях её формирования,
и дал, по современным воззрениям, начало гидросфере. Ежегодное поступление
В. из мантии и магматич. очагов составляет ок. 1 км³. Имеются
данные о том, что В., хотя бы частично, имеет "космическое" происхождение:
протоны, пришедшие в верх, атмосферу от Солнца, захватив электроны, превращаются
в атомы водорода, к-рые, соединяясь с атомами кислорода, дают НВ. входит в состав всех живых организмов, причём в целом в них содержится
лишь вдвое меньше В., чем во всех реках Земли. В живых организмах количество
В., за исключением семян и спор, колеблется между 60 и 99,7% по массе.
По словам французского биолога Э. Дюбуа-Реймона, живой организм есть l'еаu
animee (одушевлённая вода). Все воды Земли постоянно взаимодействуют между
собой, а также с атмосферой, литосферой и биосферой (см. Влагооборот,
Водный баланс).

В. в природных условиях всегда содержит
растворённые соли, газы и органич. вещества. Их количеств, состав меняется
в зависимости от происхождения В. и окружающих условий. При концентрации
солей до 1 г/кг В. считают пресной, до 25 г/кг - солоноватой, свыше - солёной.

Наименее минерализованными В. являются
атмосферные осадки (в среднем ок. 10-20 мг/кг), затем пресные озёра и реки
(50-1000 мг/кг). Солёность океана колеблется ок. 35 г/кг; моря имеют
меньшую минерализацию (Чёрное 17-22 г/кг; Балтийское 8-16 г/кг; Каспийское
11 - 13 г/кг). Минерализация подземных В. вблизи поверхности в условиях
избыточного увлажнения составляет до 1 г/кг, в засушливых условиях до 100
г/кг, в глубинных артезианских В. минерализация колеблется в широких пределах.
Макс, концентрации солей наблюдаются в соляных озёрах (до 300 г/кг)
и
глубокозалегающих подземных В. (до 600 г/кг).

В пресных В. обычно преобладают ионы НСО-,
Са²⁺ и Mg²⁺. По мере увеличения общей минерализации
растёт концентрация ионов SO4^2-, Cl^-, Na+ и К+. В
высокоминерализованных В. преобладают ионы Q^- и Na⁺,
реже Mg²⁺ и очень редко Са²⁺. Прочие элементы содержатся
в очень малых количествах, хотя почти все естеств. элементы периодич. системы
найдены в природных В.

Из растворённых газов в природных В. присутствуют
азот, кислород, двуокись углерода, благородные газы, редко сероводород
и углеводороды. Концентрация органич. веществ невелика - в среднем в реках
ок. 20 мг/л, в подземных В. ещё меньше, в океане ок. 4 мг/л.
Исключение
составляют В. болотные и нефтяных месторождений и В., загрязнённые промышленными
и бытовыми стоками, где количество их бывает выше. Качеств, состав органич.
веществ чрезвычайно разнообразен и включает различные продукты жизнедеятельности
организмов, населяющих В., и соединения, образующиеся при распаде их остатков.

Первоисточниками солей природных В. являются
вещества, образующиеся при хим. выветривании изверженных пород (Ca²⁺,Mg²⁺,
Na+, К⁺ и др.), и вещества, выделявшиеся на протяжении всей
истории Земли из её недр (СОи др.). От разнообразия состава этих веществ и условий, в к-рых происходило
их взаимодействие с В., зависит состав В. Громадное значение для состава
В. имеет и воздействие живых организмов (см. также Гидрохимия).

Изотопный состав В. В связи с существованием
двух стабильных изотопов у водорода (¹Н и ²Н,
обычно обозначаемые Н и D) и трёх у кислорода (¹⁶О, ¹⁷О
и ¹⁸О) известно 9 изотопных разновидностей В., к-рые находятся
в природной В. в среднем в след, соотношениях (в молярных % ): 99,73 Н16О;
0,04 Н17О; 0,20 Н18О, 0,03
HD'¹⁶O, а также 10^-5-10^-15% (суммарно)
НD¹⁷О, НD¹⁸O, D16O, D17O,
DI8O. Особый интерес представляет тяжёлая вода
Dсодержащая дейтерий. В В. Земли находится всего 13-20 кг "сверхтяжёлой"
В., содержащей радиоактивный изотоп водорода - тритий (³Н, или
Т).

Историческая справка. Благодаря широкой
распространённости В. и её роли в жизни людей, она издавна считалась первоисточником
жизни. Представление философов античности о В. как о начале всех вещей
нашло отражение в учении Аристотеля (4 в. до и. э.) о четырёх стихиях
(огне, воздухе, земле и В.), причём В. считалась носителем
холода и влажности. Вплоть до конца 18 в. в науке существовало представление
о В. как об индивидуальном химич. элементе. В 1781—82 англ. учёный Г. Кавендиш
впервые синтезировал В., взрывая электрич. искрой смесь водорода и
кислорода, а в 1783 франц. учёный А. Лавуазье, повторив эти опыты,
впервые сделал правильный вывод, что В. есть соединение водорода и кислорода.
В 1785 Лавуазье совместно с франц. учёным Ж. Менье определил количеств,
состав В. В 1800 англ, учёные У. Николсон и А. Карлейль разложили В. на
элементы электрич. током. Т. о., анализ и синтез В. показали сложность
её состава и позволили установить для неё формулу Нфиз. свойств В. началось ещё до установления её состава в тесной связи
с др. научно-технич. проблемами. В 1612 итал. учёный Г. Галилей обратил
внимание на меньшую плотность льда сравнительно с жидкой В. как на причину
плавучести льда. В 1665 голл. учёный X. Гюйгенс предложил принять темп-ру
кипения и темп-ру плавления В. за опорные точки шкалы термометра. В 1772
франц. физик Делюк нашёл, что максимум плотности В. лежит при 4°С; при
установлении в конце 18 в. метрич. системы мер и весов это наблюдение было
использовано для определения единицы массы — килограмма. В связи
с изобретением паровой машины франц. учёные Д. Араго и П. Дюлонг (1830)
изучили зависимость давления насыщенного пара В. от темп-ры. В 1891—97
Д. И. Менделеев дал формулы зависимости плотности В. от темп-ры. В 1910
амер. учёный П. Бриджмен и нем. учёный Г. Тамман обнаружили у льда при
высоком давлении неск. полиморфных модификаций. В 1932 амер. учёные Э.
Уошберн и Г. Юри открыли тяжёлую В. Развитие физ. методов исследования
позволило существенно продвинуться в изучении структуры молекул В., а также
строения кристаллов льда. В последние десятилетия особое внимание учёных
привлекает структура жидкой В. и водных растворов.

Физические свойства и строение
В. Важнейшие физ. константы В. приведены в табл. 1. О давлении насыщенного
пара В. при разных темп-pax см. в ст. Пар водяной. О полиморфных
модификациях В. в твёрдом состоянии см. в ст. Лёд. Тройная точка
для В., где находятся в равновесии жидкая В., лёд и пар, лежит при темп-ре
+ 0,01 ^оС и давлении 6,03*10^-3 атм.

Многие физ. свойства В. обнаруживают
существенные аномалии. Как известно, свойства однотипных хим. соединений
у элементов, находящихся в одной и той же группе периодич. системы Менделеева,
изменяются закономерно. В ряду водородных соединений элементов VI группы
(Нплавления и кипения закономерно уменьшаются лишь у первых трёх; для В.
эти темп-ры аномально высоки. Плотность В. в интервале 100—4°С нормально
возрастает, как и у огромного большинства др. жидкостей. Однако, достигнув
макс, значения 1,0000 г/см³ при +3,98°С, при дальнейшем
охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает, тогда как
почти у всех остальных веществ кристаллизация сопровождается увеличением
плотности. В. способна к значит, переохлаждению, т. е. может оставаться
в жидком состоянии ниже темп-ры плавления (даже при -30°С). Уд. теплоёмкость,
уд. теплота плавления и кипения В. аномально высоки по сравнению с др.
веществами, причём уд. теплоёмкость В. минимальна при 40°С. Вязкость В.
с ростом давления уменьшается, а не повышается, как следовало бы ожидать
по аналогии с др. жидкостями. Сжимаемость В. крайне невелика, причём с
ростом темп-ры уменьшается.

Табл. 1. — Физические свойства
воды

Примечание: 1 кал/(см
• сек *град) = = 418,68 вт/(м*К); 1 ом^-1*см^-1=100
сим/м; 1 кал/(г*град) = 4,186 кдж(кг*К); 1 спз= = 10^-3
н*сек/м^г; 1 дин/см = 10^-3н/м.

Аномалии физ. свойств В.
связаны со структурой её молекулы и особенностями межмолекулярных взаимодействий
в жидкой В. и льде. Три ядра в молекуле В. образуют равнобедренный
треугольник с протонами в основании и кислородом в вершине (рис. 1, а).
Распределение электронной плотности в молекуле В. таково (рис. 1, б,
в), что создаются 4 полюса зарядов: 2 положительных, связанных с атомами
водорода, и 2 отрицательных, связанных с электронными облаками необобществлённых
пар электронов атома кислорода. Указанные 4 полюса зарядов располагаются
в вершинах тетраэдра (рис. 1, г). Благодаря этой полярности В. имеет высокий
ди-польный момент (1,86 D), а четыре полюса зарядов позволяют каждой
молекуле В. образовать четыре водородные сеязи с соседними (такими
же) молекулами (напр., в кристаллах льда).

Рис. 1. Структура молекулы
водыЗ a—геометрия молекулы Нб — электронные орбиты в молекуле Нв — электронная
формула молекулы Н,О (видны необобществленные электронные пары); г — четыре
полюса зарядов в молекуле Н

Кристаллич. структура обычного
льда гексагональная (рис. 2), она «рыхлая», в ней много «пустот». (При
плотной «упаковке» молекул В. в кристаллах льда его плотность составляла
бы ок. 1,6 г/см³.) В жидкой В. присущая льду связь каждой
молекулы Нстепени сохраняется; однако «рыхлость» структуры при плавлении льда уменьшается,
молекулы «дальнего порядка» попадают в «пустоты», что ведёт к росту плотности
В. При дальнейшем нагревании В. возрастает тепловое движение молекул, расстояние
между ними увеличивается, т. е. происходит расширение В., к-рое начиная
с +3,98°С уже преобладает, и поэтому далее с ростом темп-ры плотность В.
уменьшается. Водородные связи примерно в 10 раз прочнее, чем связи, обусловленные
межмолекулярными взаимодействиями, характерными для большинства др. жидкостей;
поэтому для плавления, испарения, нагревания В. необходима гораздо большая
энергия, чем в случае других жидкостей, что объясняет отмеченные аномально
высокие значения теплот плавления и испарения и уд. теплоёмкости.

Рис. 2. Кристаллическая структура
льда.

С повышением темп-ры водородные связи разрываются,
однако определённое их число сохраняется даже при 100°С. Растворённая в
органич. растворителях В. состоит из образовавшихся за счёт водородных
связей ассоциатов (Н

Вода как растворитель. В.- наиболее универсальный
растворите ль. Газы достаточно хорошо растворяются в В., если способны
вступать с ней в хим. взаимодействие (аммиак, сероводород, сернистый газ,
двуокись углерода). Прочие газы мало растворимы в В. При понижении давления
и повышении темп-ры растворимость газов в В. уменьшается. Мн. газы при
низких темп-pax и повышенном давлении не только растворяются в В., но и
образуют кристаллогидраты (аргон, криптон, ксенон, хлор, сероводород,
углеводороды и др.). В частности, пропан при 10°С и 0,3 мн/м²
(3 кгс/см²) даёт кристаллогидрат СПри уменьшении давления такие гидраты распадаются. Кристаллогидраты мн.
газообразных веществ, образующиеся при низких темп-pax, содержат В. в "пустотах"
своих кристаллов (т. н. клатраты, см. Соединения включения).

В.- слабый электролит, диссоциирующий
по ур-нию: Н Н⁺ + ОН^-, причём
количественной характеристикой электролитической диссоциации В.
служит ионное произведение В.:К„= [Н+] [ОН^-],где [Н+] и [ОН^-]
-концентрация соответствующих ионов в г-ион/л; Ксоставляет
10^-14 (22°С) и 72*10^-14 (100°С), что соответствует
усилению диссоциации В. с ростом температуры (см. также Водородный показатель).

Будучи электролитом, В. растворяет мн.
кислоты, основания, минеральные соли. Такие растворы проводят электрич.
ток благодаря диссоциации растворённых веществ с образованием гидратированных
ионов (см. Гидратация). Мн. вещества при растворении в В. вступают
с ней в реакцию обменного разложения, наз. гидролизом. Из органич.
веществ в В. растворяются те, к-рые содержат полярные группы (-ОН, -NH-СООН и др.) и имеют не слишком большую мол. массу. Сама В. хорошо растворима
(или смешивается во всех отношениях) лишь в ограниченном числе органич.
растворителей. Однако в виде ничтожной примеси к органич. веществам В.
присутствует практически всегда и способна резко изменять физ. константы
последних.

В. любого природного водоёма содержит в
растворённом состоянии различные вещества, преим. соли (см., напр., Жёсткость
воды). Благодаря высокой растворяющей способности В., получить её в
чистом виде весьма трудно. Обычно мерой чистоты В. служит её электропроводность.
Дистиллированная В., полученная перегонкой обычной В., и даже повторно
перегнанный дистиллят имеют электропроводность примерно в 100 раз более
высокую, чем у абсолютно чистой В. Наиболее чистую В. получают синтезом
из тщательно очищенного кислорода и водорода в спец. аппаратуре.

В последние годы появились многочисленные
сообщения о существенном изменении свойств технич. и дистиллированной В.
после её протекания с определённой скоростью в магнитных полях оптимальной
(весьма, невысокой) напряжённости. Эти изменения носят временный характер
и через 10-25 часов постепенно и самопроизвольно исчезают. Отмечается,
что после такой "магнитной обработки" ускоряются процессы кристаллизации
растворённых в В. веществ, адсорбции, изменяется смачивающая способность
В. и др. Хотя теоретич. объяснение этих явлений пока отсутствует, они уже
находят широкое практич. применение - для предотвращения образования накипи
в паровых котлах, для улучшения процессов флотации, очистки В. от
взвесей и др.

Образование и диссоциация В. Образование
В. при взаимодействии водорода с кислородом сопровождается выделением теплоты
286 кдж/молъ (58,3 ккал/моль) при 25°С (для жидкой В.). Реакция
2Нкрайне медленно, при 550°С - со взрывом. Присутствие катализатора (напр.,
платины) позволяет реакции идти при обычной темп-ре. Спокойное горение
водорода в кислороде, как и взрывное взаимодействие,- это цепные реакции,
идущие
с участием радикалов свободных.

Химические свойства В. В обычных условиях
В.- достаточно устойчивое соединение. Распад молекул Ндиссоциация) становится заметным лишь выше 1500°С. Разложение В. происходит
также под действием ультрафиолетового (фотодиссоциация) или радиоактивного
излучения (радиолиз). В последнем случае, кроме НОХарактерным химич. свойством В. является способность её вступать в реакции
присоединения, а также гидролитич. разложения взаимодействующих веществ.
Восстановители действуют на В. преим. при высокой температуре. Только наиболее
активные из них, как щелочные и щелочноземельные металлы, реагируют с В.
уже при комнатной температуре с выделением водорода и образованием гидроокисей:
2Na + 2НСа(ОН)при кипячении, алюминий - после удаления с его поверхности окисной плёнки.
Менее активные металлы вступают в реакцию с В. при красном калении: 3Fe
+ 4Нвзаимодействие многих металлов и их сплавов с В. происходит при обычной
темп-ре. Используя В., содержащую изотоп кислорода ¹⁸О, удалось
показать, что при коррозии железа во влажной атмосфере "ржавчина" получает
кислород именно из В., а не из воздуха (см. Коррозия металлов).
Благородные металлы - золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий,
а также ртуть с В. не взаимодействуют.

Атомарный кислород превращает В. в перекись
водорода: Нтемп-ре разлагает В.: F+ О.
Одновременно образуются также НFтемп-ре даёт с В. хлористоводородную и хлорноватистую кислоты: С1+ Наналогичным образом. При высоких темп-pax (100°С для хлора, 550°С для брома)
взаимодействие идёт с выделением кислорода: 2С1= 4НС1 + Окислоту (только в присутствии катализатора под давлением при высокой темп-ре):
2Р + 6НВ. не взаимодействует, а с углеродом при высокой темп-ре даёт водяной газ:
С + Нпром. получения водорода, как и конверсия метана: СН= СО + ЗНи кислотными окислами, образуя соответственно основания
и
кислоты.
Присоединение
В. к молекулам непредельных углеводородов лежит в основе пром. способа
получения спиртов, альдегидов, кетонов
(см. также
Гидратация).
В.
участвует во многих химич. процессах как катализатор. Так, взаимодействие
щелочных металлов или водорода с галогенами, мн. окислительные реакции
не идут в отсутствие хотя бы ничтожных количеств В.

В., химически связанную с веществом, в
к-рое она входит (неразличимую в виде "готовых" молекул Нназ. конституционной; молекулы Нразложения вещества, например при сильном нагревании: Са (ОН)= СаО + Н(например, алюминиевых квасцов Kи различимая в этих кристаллах рентгенографически, наз. кристаллизационной
или кристаллогидратной. В., поглощённую твёрдыми веществами, имеющими большое
число пор и развитую поверхность (напр., активным углём), наз. адсорбционной.
Свободную В., заполняющую тонкие канальцы (например, в почве), наз. гигроскопической
(капиллярной) В. Различают также структурн о-с вободную В., располагающуюся
в пустотах нек-рых структур, напр, в минералах. Качественно можно
обнаружить В. в виде конденсата, образующегося при нагревании исследуемого
образца; проводя нагревание при непрерывном взвешивании, получают количеств,
результаты (термогравиметрический анализ). В органич. растворителях В.
можно обнаружить по окрашиванию бесцветной сернокислой меди CuSOобразующей с В. синий кристаллогидрат CuSOОтделить и количественно определить В. часто удаётся азеотропной отгонкой
её с бензолом, толуолом или др. жидкостью в виде азеотропной смеси,
после
расслоения к-рой при охлаждении измеряют объём отделившейся В.

Применение В. в промышленности. Невозможно
указать другое вещество, к-рое бы находило столь разнообразное и широкое
применение, как В. В.- хим. реагент, участвующий в производстве кислорода,
водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов, альдегидов, гашёной извести
и мн. др. важнейших хим. продуктов. В.- необходимый компонент при схватывании
и твердении вяжущих материалов - цемента, гипса, извести и т. п. Как технологич.
компонент для варки, растворения, разбавления, выщелачивания, кристаллизации
В. применяется в многочисленных производств, процессах. В технике В. служит
энергоносителем (см. Гидроэнергетика), теплоносителем (паровое отопление,
водяное охлаждение), рабочим телом в паровых машинах (см. Пар водяной),
используется
для передачи давления (в частности, в гидравлич. передачах и прессах, а
так же при нефтедобыче) или для передачи мощности (см. Гидропривод машин).
В.,
подаваемая под значительным давлением через сопло, размывает грунт или
породу (см. Гидромеханизация).

Требования, предъявляемые к В. в пром-сти,
весьма разнообразны. В. особой чистоты необходима для развития новейших
отраслей пром-сти (произ-во полупроводников, люминофоров, атомная техника
и др.). Поэтому особое внимание уделяется в наст, время вопросам водоподготовки
и
водоочистки.
По
нек-рым оценкам, общий объём ежегодно перерабатываемых материалов (руды,
уголь, нефть, минералы и т. д.) составляет во всём мире ок. 4 млрд.
м³(4
км³);
в
то же время потребление свежей В. (т. е. В. из источников водоснабжения)
только промышленностью СССР составило в 1965 37 млрд. м³.
Стремительный
рост потребления В. ставит перед человечеством новую важную проблему -
борьбы с истощением и загрязнением водных ресурсов планеты (см. Водные
ресурсы).

Лит.. Вернадский В. И., История
природных вод, Избр. соч., т. 4, М., 1960; Горизонты биохимии, пер. с англ.,
М., 1964; Некрасов Б. В., Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Ф ю р о н
Р., Проблемы воды на земном шаре, пер. с франц., М., 1966; Круговорот воды,
М., 1966; Паундер Э., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Виноградов А.
П., Введение в геохимию океана, М., 1967; Самойлов О. Я., Структура водных
растворов электролитов и гидратация ионов, М., 1957; Изотопный анализ воды,
2 изд., М., 1957; Термодинамика и строение растворов, М., 1959; Краткая
химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 605-14. В.Л.Василевский.
Вода
в организме - основная среда (внутриклеточная и внеклеточная), в к-рой
протекает обмен веществ у всех растений, животных и микроорганизмов,
а также субстрат ряда химич. ферментативных реакций. В процессе фотосинтеза
В.
вместе с углекислым газом вовлекается в образование органич. веществ и,
т. о., служит материалом для создания живой материи на Земле.

Табл. 2. -Содержание воды в различных
организмах, их органах и тканях

В. обеспечивает тургор тканей, перенос
питательных веществ и продуктов обмена (кровь, лимфа, сок растений), физич.
терморегуляцию
(см.
Транспирация,
Потоотделение) и др. процессы жизнедеятельности.
Жизнь,
вероятно,
возникла в водной среде. В ходе эволюции различные
водные животные и
водные
растения вышли на сушу и приспособились к наземному образу жизни; тем
не менее и для них В.-важнейший компонент внеш. среды. Жизнь без В. невозможна.
При недостатке В. жизнедеятельность организмов нарушается. Лишь покоящиеся
формы жизни - споры, семена - хорошо переносят длит, обезвоживание. Растения
при отсутствии В. увядают и могут погибнуть, но чувствительность различных
растений к недостатку В. неодинакова
(сп.Засухоустойчивость, Ксерофиты,
Мезофиты). Животные, если лишить их В., быстро погибают: упитанная
собака может прожить без пищи до 100 дней, а без В.-менее 10. Содержание
В. в организмах велико (см. табл. 2). В жидкостях организма - межклеточных
пространствах, лимфе, крови, пище-варит. соках, соке растений и др.-содержится
свободная В. В тканях животных и растений В. находится в связанном состоянии
- она не вытекает при рассечении органа. В. способна вызывать набухание
коллоидов, связываться с белком и др. органич. соединениями, а также с
ионами, входящими в состав клеток и тканей (гидратационная В.). Молекулы
В., находящиеся внутри клеток, но не входящие в состав гидратационных оболочек
ионов и молекул, представляют им мобильную В., легче гидратационной вовлекаемую
в общий круговорот В. в организме (см. Водно-солевой обмен, Всасывание,
Выделение).

Лит.: 3 ю к о в А. М., Обмен воды
в организме. Физиология и патология, Хар., [1929]; Данилов Н. В., физиологические
основы питьевого режима, М., 1956; Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого
обмена жидкостей тела, Л., 1963. В. В. Ларин. Гигиеническое значение
В. Вода входит в состав всех жидкостей и тканей человеческого тела, составляя
ок. 65% всей его массы. Потеря В. опаснее для организма, чем голодание:
без пищи человек может прожить больше месяца, без В.- всего лишь неск.
дней. В В. растворяются важные для жизнедеятельности организма органич.
и неорганич. вещества; она способствует электролитич. диссоциации содержащихся
в ней солей, кислот и щелочей, выполняет роль катализатора разнообразных
процессов обмена веществ в организме.

Физиологич. потребность человека в В.,
к-рая вводится в организм с питьём и с пищей, в зависимости от климатич.
условий составляет 3-6 л в сутки. Значительно большее количество В. необходимо
для сан. и хозяйственно-бытовых нужд.

Лишь при достаточном уровне водопотребления,
к-рое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается
возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации.
Уровень водопотребления (в л на 1 жит. в сутки) в известной мере определяет
и уровень сан. культуры в населённых местах (см. табл. 3).

Для предупреждения опасности прямого или
косвенного отрицательного влияния В. на здоровье и сан. условия жизни населения
большое значение имеют научно обоснованные гигиенич. нормативы предельно
допустимого содержания в В. хим. веществ. Эти нормативы являются основой
гос. стандартов качества питьевой В. (ГОСТ-2874) и обязательны при проектировании
и эксплуатации хозяйственно-питьевых (коммунальных) водопроводов. В интересах
здравоохранения в 60-х гг. 20 в. во всех социалистич. странах, в США, Франции
были пересмотрены стандарты качества питьевой В. Междунар. стандарты питьевой
В. были опубликованы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1963;
в 1968 закончена разработка проекта нового стандарта качества питьевой
В. в СССР.

Табл. 3,-Нормативы хозяйственно-питьевого
водопотребления

Потребление В. населением должно быть безопасно
в эпидемиологич. отношении; В. не должна содержать болезнетворных бактерий
и вирусов. Водный путь распространения характерен для возбудителей холеры,
брюшного тифа, паратифов и лептоспирозов, в известной мере также для возбудителей
дизентерии, туляремии, эпидемического гепатита, бруцеллёза. С В. в организм
человека могут попадать цисты дизентерийной амёбы, яйца аскарид и др. Эпидемиологич.
безопасность В. обеспечивается очисткой сточных вод и их обеззараживанием,
мерами санитарной охраны водоёмов, очисткой и обеззараживанием водопроводной
В.

Показателями безопасности В. в эпидемиологич.
отношении являются: 1) общее количество бактерий (выращиваемых на питательной
среде - агаре при t 37 ^оС ) - не более 100 в 1 мл;
2)
количество кишечных палочек (выращиваемых на плотной питательной среде
с концентрацией на мембранных фильтрах) - не более 3 в 1 л. При использовании
жидких сред накопления титр кишечной палочки должен быть не менее 300.
По проекту ГОСТа (1968) к бактериям группы кишечной палочки относятся грамотрицательные
неспороносные палочки, факультативные анаэробы, способные сбраживать глюкозу
с образованием кислоты и газа при t 35-37°С в течение 24 часов.

Природный состав В.издавна привлекал к
себе внимание как возможная причина массовых заболеваний неинфекционной
природы. Содержание в В. хлоридов, сульфатов и продуктов разложения органич.
веществ (аммиак, нитриты и нитраты) рассматривалось лишь как косвенный
показатель опасного для здоровья населения загрязнения В. бытовыми стоками.
Благодаря применению новых методов исследования были обнаружены районы
с недостатком или избытком в В. тех или иных микроэлементов. В этих районах
наблюдаются своеобразные изменения флоры и фауны. В связи с недостаточным
или избыточным поступлением в организм микроэлементов с В. и с пищей, среди
населения отмечаются характерные заболевания. Так, развитие эндемич. флюороза
вызывается
недостаточным содержанием фтора в питьевой В., причём выявлена прямая связь
между концентрацией фтора в В. и частотой и тяжестью поражения зубов. Фтор
питьевой В. оказывает также влияние на фосфорно-кальциевый обмен и на процесс
кальцификации костей. Для фтора питьевой В. характерен малый диапазон концентраций
от токсических до физиологически полезных. В связи с этим установлено,
что содержание фтора в питьевой В. не должно превышать 0,7-1,0 мг/л
(до
1,2 при фторировании В.) в зависимости от климатич. условий. Долгое время
существовало представление о содержащихся в В. нитратах как о косвенных
показателях бытового загрязнения В. Однако наличие повышенных концентраций
нитратов обнаруживается и в природных подземных В. и даже в В. артезианских
водоносных горизонтов (Молд. ССР, Тат. АССР, район Владивостока). Использование
в молочных смесях для детского питания В., содержащей повышенные концентрации
нитратов, вызывает у детей метгемоглобинемию
разной тяжести. Водонитратная
метгемоглобинемия встречается и у детей старших возрастов, поэтому она
приобретает черты эндемического заболевания. (См. табл. 4).

Табл. 4.- Показатели безвредности химических
веществ (природных и добавляемых в процессе обработки) в питьевой воде

Первые водные интоксикации были отмечены
во 2-й пол. 19 в. в Зап. Европе (свинцовые "эпидемии") вследствие применения
свинцовых труб в водопроводной технике (применение таких труб в СССР запрещено).
Свинец обнаруживается и в В. подземных источников, в концентрациях, к-рые
не безразличны для организма из-за возможности длительного действия.

Среди хим. веществ, обнаруживаемых в питьевых
В., могут встречаться также вещества, к-рые в небольших концентрациях изменяют
органолептич. свойства В. (запах, вкус, прозрачность и пр.). Наиболее часто
органолептич. свойства В. изменяют содержащиеся хим. вещества, в природных
В. (соли общей минерализации, железо, марганец, медь, цинк и др.), остаточные
количества соединений, используемые как реагенты при обработке В., а также
пром. загрязнения водоёмов.

Показатели, обеспечивающие благоприятные
органолептич. свойства В., приведены в табл. 5.

Табл. 5.-П о к а з а т е л и благоприятных
органолептических свойств воды при содержании в ней природных или добавляемых
в процессе очистки веществ

В случае применения В. для обработки серебра
остаточная концентрация его не должна быть больше 0,05 мг/л. Для
органолептич. свойств В. также существуют нормативы: запах и привкус на
уровне 2 баллов, цветность по шкале - 20°, жёсткость - 7,0 ж/экв и
рН в пределах 6,5-9,0. При содержании в В. одновременно хлоридов, сульфатов,
марганца, меди, цинка сумма их концентраций, выраженная в долях от максимально
допустимых концентраций каждого вещества, не должна превышать 1.

Лит.: Руководство по коммунальной
гигиене, т. 2, М., 1962; Вернадский В. И., Биогеохимические очерки. 1922
- 1932 гг., М.- Л.. 1940; Международные стандарты питьевой воды, 2 изд.,
пер., М., 1964.

С. Н. Черкинский.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я