خواص مولکولی آب :
مولکول فرمول شیمیایی آب H2O است، مولکول آب از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است که با پیوندهای کوالانس به هم متصل شده اند.اتم های هیدروژن دارای بار مثبت هستند و با زاویه نزدیک به 105 درجه در اطرافاتم اکسیژن قرار گرفته اند که این موضوع باعث قطبی شدن پیوندهای مولکول آب شده است. جرم مولی آب برابر18 گرم بر مول می باشد.
خواص فیزیکی آب :
بی بو، بی رنگ و بی طعم.آب خواص ویژه ای دارد که آن را از دیگر مایعات متمایز کرده است.از این خواص ویژه می توان به ظرفیت گرمایی بالا،افزایش غیر عادی حجم آب به هنگام انجماد،کشش سطحی بالا،گرانروی بسیار پایین و بالا بودن گرمای نهان تغییر فاز اشاره نمود.دلیل بسیاری از این خاصیت ها وجود پیوند هیدروژنی در میان مولکول های آب است.چگالی آب در دمای 25 درجه سانتی گراد وفشار 1 اتمسفر برابر 998/0 گرم بر سانتی متر مکعب است.آب در فشار 1 اتمسفر در دمای 100 درجه سانتی گراد می جوشد و در دمای صفر درجه سانتی راد منجمد می شود.
همچنین آب در 4 درجه سانتی گراد بیش ترین چگالی یعنی 1 گرم بر سانتی متر مکعب را دارد،که این مسئله از لحاظ علمی بسیار جالب است و یک استسنا بشمار می آید.

2-5-2-فرمول شیمیایی آب

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است.آب را جزو دسته مخلوط ها طبقه بندی نمی کنند،چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن.از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن،یک مولکول آب به وجود می آید.یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می با شد.
معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:
2H2+O2=2H2O
هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده اند.شیمیدان ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دواتم هیدروژن به صورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند(H_O_H).بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.

وَ جَعَلنا مِنَ الماءِ کُلَّ شَیءٍ حَیٍّ
و هر چیز زنده ای را از آب پدید آوردیم. (آیه 30 سوره انبیاء)

پیشگفتار

در طبیعت ، هیچ ماده ای به اندازه ی آب ، دارای اهمیت و ارزش نیست . کتاب آسمانی ما ، قرآن نیز،همه چیز را از آب می داندتصوّر یک روز بدون آب ، برای موجودات واقعاٌ وحشتناک است . خداوند به دلیل حیاتی بودن این ماده ، به وفور آن را در دسترس بشر و سایر موجودات ، قرار داده است . این موضوع باعث شده که بشر آن را بعنوان یک هدیه رایگان تلقی کرده و از آن بی رویه استفاده نماید . ادامه ی این روند ، نه تنها باعث کمبود آب در مناطق مورد نیاز شده بلکه این منبع تبدیل به سر چشمه بروز انواع بیماری ها و فاجعه های زیست محیطی و اجتماعی شده است .
اکنون که جمعیت جهان ، روز به روز در حال افزایش است و باید به هر نحوی که شده غذای این جمعیت انبوه را فراهم نماید ، از خواب بیدار شده وتلاش هایی رابرای استفاده بهینه از منابع آب ، انجام داده است . با وجود این بشر هنوز نتوانسته است که یک نوع تعادل بین کمبود آب و نیاز های غذایی خود ایجاد کند . اخطار های اخیر جوامع علمی چشم اندازهای تازه ای برای مسایل آب مطرح نمود .

با آشکار شدن بحران آب وغذا در سر تا سر جهان ، اهمیت این موضوع آشکار تر می شود که در مدیریت آب باید یک سلسله از موضوعاتی که تا کنون مورد توجه نبوده و یا به قدر کافی به آن ها توجه نشده ، مورد تاُکید قرار گیرند . یعنی اگر تا کنون بهره برداری از منابع آب به صورت تصاعد هندسی صورت می گرفته ، از این به بعد ، فعالیت های بشر در زمینه اختراعات ، فن آوری ها ودر مجموع کوشش مدیران آب ، باید به صورت تصاعد هندسی افزایش یابد و از بهره برداری بیش از حد از منابع آب جلوگیری شود .

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزش است.از جمله:

آب حلال بسیار خوبی است.
چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می زند یا حرارت می بیند،چگالی آن کاهش می یابد.
گرمای تبخیر آب بالا است.یعنی برای تبخیر مقدار کمی آب به بخار،گرمای زیادی لازم است. این خاصیّت برای بدن ما بسیار با اهمیت می باشد.گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها با تبخیر مقداری کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست کاسته می شود.
نیروی کشش سطحی آب به طور شگفت انگیزی زیاد است.گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده ایم.اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید،متوجه می شوید که سطح آب زیر پایه حشره ،مانند یک تشک ابری فرو می رود؛امّا پاره نمی شود.
آب مواد مختلف از جمله نمک و شکر را براحتی در خود حل می کند.بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می شوند.البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی شوند،مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن دار.غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است،از این خاصیت آب سود جسته وتعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خاج سلول را به دقت تحت کنترل دارد.
یکی دیگر از خواص آب،ححالت جامد آن،یعنی یخ می باشد.هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل میشود،انبساط می یابد،بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می کند .
بنابراین حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است،جرم کمتری دارد.به این علت می گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می شود یخ روی آب شناور بماند.در حالی که در بیشتر مواد،چگالی ماده جامد از حالت مایع بیشتر است.

این ویزگی آب سبب می شود که بر خلاف بسیاری از مایعات،آب از سطح شروع به انجماد کند.این پدیده را بارها و بارها به هنگام شروع یخ زدن آب،درون فیریزرمنزلتان دیده اید؛
در زمستان با با یخ زدن سطح آب دریاچه ها،لایه عایقی از یخ ایجاد می شود که این لایه،ازیخ زدن لایه های زیرین جلوگیری می کند.در این شرایط،ماهی ها و دیگر آبزیان می توانند در گرم تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.

دیگر ویژگی غیر عادی آب،ظرفیت گرمایی بالای آن می باشد.ظرفیت گرمایی مقدار گرمایی است که به جسم می دهیم تا دمایش،1 درجه سانتی گراد افزایش یابد.جالب است بدانید مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد،حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

حدود نیمی از ساکنان زمین تا سال 2030 میلادی با کمبود آب شیرین روبرو خواهند شد. در پیام بان کی مون دبیر کل سازمان ملل که اجلاس « آب» را در روز سه شنبه در بوداپست افتتاح کرد به این موضوع توجه می شود.

به گفته وی، تقاضای آب ممکن است 40 درصد بیش از عرضه باشد. پان گی مون به اتحاد نیروها فراخواند تا از « استفاده نامعقول» از ذخایر جهانی آب جلوگیری شود و توزیع مساوی و صحیح این ذخایر تأمین شود. از آنجا که مقدار زیادی آب صرف آبیاری مزارع می شود ، دبیر کل سازمان ملل به ایجاد سیستم های آبیاری تکامل یافته ای فراخواند که صرفه جویی در مصرف ذخایر آب را ممکن سازد. علاوه بر آن، دبیر کل سازمان ملل متذکر شد که با وجود خطر کمبود آب در آینده، جامعه جهانی باید هر کار ممکن را به انجام برساند تا مانع از بروز درگیری بین کشورها و جوامع مختلف بر سر این مسأله شود.

ارتفاع كل ريزشهاي جوي از اول مهر لغايت 24 آذر سال آبي 92-93 بالغ بر 70 ميليمتر مي‌باشد. اين مقدار بارندگي نسبت به ميانگين دوره‌هاي مشابه درازمدت( 54 ميليمتر) 30 درصدافزايش و نسبت به دوره مشابه سال آبي گذشته( 79 ميليمتر) 11 درصد كاهش نشان مي‌دهد. ضمناً حجم بارش اول مهر تا پايان 24 آذر معادل 115.362 ميليارد مترمكعب مي‌باشد.جدول شماره (1) و (2) ميزان ريزشهاي جوي مهر تا پايان 24 آذر سال آبي 92-93 را در مقايسه با متوسط درازمدت و سال آبي گذشته همين دوره و درصد افزايش يا كاهش آن را در سطح كشور به تفكيك 6 حوضه آبريز اصلي و حوضه‌هاي آبريز درجه دو(سي‌گانه) نشان مي‌دهد.

ادامه مطلب..

بزرگترین بحران در آینده ایران

روزنامه واشنگتن‌پست در تیرماه ۱۳۹۳، اعلام داشت ایران در بین ۲۴ کشوری قرار دارد که وضعیت آب در آنها خطرناک است. واشنگتن پست، بحران ایران را ناشی از برنامه‌ریزی نادرست در دوران جمهوری اسلامی دانسته است. در خردادماه سال ۱۳۹۳ خورشیدی، خبرگزاری جهانی طبیعت با انتشار خبری، بحران شدید آب را برای ایران یزرگترین چالش در دوران معاصر خواند. در این گزارش آمده‌است که بر اساس مستندات راهبردهای بین‌المللی آینده (FDI)، ایران از سال‌ها پیش در معرض بحران آب قرار داشته است، اما در سه دهه اخیر برای آن گامی برداشته نشده است. این گزارش حاکی از آن است که ایران از مرحلهٔ آمادگی برای خطر عبور کرده و هم‌اکنون در خطر قرار دارد.

عیسی کلانتری، که در دههٔ ۱۳۷۰ وزیر کشاورزی جمهوری اسلامی ایران بوده است، بحران آب در ایران را تهدیدآمیزتر از خطر اسرائیل خوانده است.

کمبود آب در ایران

نابودی دریاچه ارومیه در شمال غرب ایران بر اثر فعالیت‌های مردم‌زاد

با توجه به میزان منابع آب و سرانهٔ مصرف، ایران از جمله کشورهایی است که در گروه کشورهای مواجه با کمبود فیزیکی آب قرار دارد. این گروه شامل کشورهایست که در سال ۲۰۲۵ با کمبود فیزیکی آب مواجه هستند. این بدان معناست که حتی با باﻻترین راندمان و بهره‌وری ممکن در مصرف آب، برای تﺃمین نیازهایشان آب کافی در اختیار نخواهند داشت. حدود ۲۵ درصد مردم جهان از جمله ایران مشمول این گروه می‌باشند.

براساس شاخص فالکن مارک، کشور ایران در آستانه قرار گرفتن در بحران آبی است. با توجه به اینکه در دهه ۱۳۸۰ و ۱۳۹۰ خورشیدی حدود ۶۹ درصد از کل آب تجدیدپذیر سالیانه مورد استفاده قرار می‌گیرد، براساس شاخص سازمان ملل، ایران نیز اکنون در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد. بر اساس شاخص مؤسسه بین‌المللی مدیریت آب نیز، ایران در وضعیت بحران شدید آبی قرار دارد. بنا بر شاخص‌های ذکر شده، کشور ایران برای حفظ وضع موجود خود تا سال ۲۰۲۵ باید بتواند ۱۱۲ درصد به منابع آب قابل استحصال خود بیفزاید که این مقدار با توجه به امکانات و منابع آب موجود غیرممکن به نظر می‌رسد.

تنش آب

پنجاه سال پیش، زمانی که جمعیت در این سیاره از نیم جمعیت کنونی آن کمتر بود، درک مشترک این بود که آب یک منبع بی‌نهایت است. مردم مانند امروز ثروتمند نبودند، کمتر کالری مصرف می‌کردند و گوشت کمتری می‌خوردند، بنابراین آب کمتری برای تولید مواد غذایی نیاز بود. آنها به یک سوم حجم آبی که ما در حال حاضر از رودخانه برداشت می‌کنیم نیاز داشتند. امروز، رقابت برای منابع آب بسیار شدید تر است. دلیل این است که در حال حاضر بیش از هفت میلیارد نفر بر روی زمین وجود دارند، مصرف گوشت و سبزیجات و آب در حال زیاد شدن است و رقابت برای آب در بخشهای صنعتی، شهری و سوخت‌های زیستی بیشتر شده است.

مقدار کل منابع آب شیرین نیز به دلیل تغییرات آب و هوایی که موجب عقب نشینی یخچال‌های طبیعی، کاهش جریان رودخانه و کوچک شدن دریاچه‌ها شده، کاهش یافته است. بسیاری از آبخوان‌ها (سفره‌های آب زیرزمینی) که بیش از حد پمپ شده‌اند به سرعت پر نمی‌شوند. اگر چه کل منابع آب شیرین مورد استفاده قرار نگرفته است، بسیاری آلوده، شور، نامناسب و یا غیر قابل دسترس برای مصارف شرب، صنعت و کشاورزی شده‌اند. برای جلوگیری از یک بحران جهانی آب، کشاورزان باید برای افزایش بهره‌وری برای پاسخگویی به تقاضاهای رو به رشد برای مواد غذایی تلاش کنند، در حالیکه صنایع و شهرها به دنبال پیدا کردن راه‌هایی برای استفاده بهتر از آب باشند.

مقالهٔ نیویورک تایمز، "بررسی خشکسالی جنوب شرقی کم آبی را به جمعیت ربط می‌دهد، نهگرم شدن زمین"، یافته‌های پژوهشگران دانشگاه کلمبیا در مورد موضوع خشکسالی در جنوب شرقی آمریکا بین سال‌های ۲۰۰۵ و ۲۰۰۷ را خلاصه می‌کند. این یافته در مجله آب و هوا چاپ شد. آنها می‌گویند کمبود آب بیشتر ناشی از اندازه جمعیت است تا از کمی بارش باران. ارقام سرشماری نشان می‌دهد که جمعیت گرجستان در بین سال‌های ۱۹۹۰ و ۲۰۰۷ از ۴۸/۶ به ۵۴/۹ میلیون نفر رسیده است. پس از بررسی داده‌های بدست آمده از ابزار هواشناسی، مدل‌های کامپیوتری و اندازه‌گیری حلقه‌های درخت که منعکس کننده بارش باران هستند، آنها دریافتند که خشکسالی بی سابقه نبوده و ناشی از حالت طبیعی الگوهای آب و هوا و رخدادهای تصادفی آب و هوایی است. "خشکسالی‌های مشابه در طی هزار سال گذشته روی داده است"، پژوهشگران نوشتند: "صرف نظر از تغییرات آب و هوایی، انتظار می‌رود که در آینده چنین الگوهای آب و هوایی و با نتایج مشابه روی دهد." همانطور که دما زیاد می‌شود، بارش باران در جنوب شرقی افزایش خواهد یافت، اما به دلیل تبخیر ممکن است حتی منطقه خشکتر شود. پژوهشگران با گفتن این مطلب نتیجه‌گیری کردند که هر بارندگی نتیجهٔ فرایندهای داخلی پیچیده در جو است و به دلیل مقدار زیاد متغیرها پیش بینی بسیار سخت است.

بحران آب در ایران

طبق پیش بینی‌ها در سال ۱۴۰۰ سرانه آب به کمتر از ۱۴۰۰ مترمکعب برای هر فرد در سال خواهد رسید و این به معنی ورود به بحران آبی است. طبق آمارهای رسمی و به اعتقاد کارشناسان ایران درآستانه بحران آب به سرمی برد و طی سال‌های آینده تامین آب به یکی از بزرگ ترین چالش‌های کشوردربسیاری ازاستان‌ها، شهرها ومناطق تبدیل خواهد شد. ایران ازنظرجغرافیایی دربخش نیمه خشک و خشک جهان قرارگرفته به شکلی که میانگین بارش درایران حدود ۲۵۰ میلیمتراست درحالی که میانگین جهانی حدود ۸۵۰ میلیمتراست که بیش ازسه برابر میران بارش در ایران است.

کمبود آب

NGO (سازمان مردم نهاد) تخمین می‌زنند که در سال ۲۵،۲۰۲۵ کشورآفریقایی از کم آبی یا تنش آب رنج خواهند برد.

کمبود آب شامل تنش آب، کم آبی و بحران آب است. مفهوم تنش آب نسبتاً جدید است. تنش آب مشکل در یافتن منابع آب شیرین برای استفاده است، که علت آن تخلیه منابع است. بحران آب وضعیتی است که در آن آب قابل آشامیدن و غیر آلوده در یک منطقه کمتر از تقاضای آن است.

اندازه‌گیری

برخی نقشه‌ها یی دارند که نشان دهندهٔ آب موجود در طبیعت است و کشورهای با حجم پایین‌تر یا بالاتر آب قابل استفاده را مشخص می‌کند. برخی دیگر نسبت آب موجود به جمعیت را دارند. رویکرد معمول رتبه بندی کشورها بر مبنای میزان منابع آب موجود در سال به ازای هر فرد است. برای مثال، با توجه به شاخص تنش آب فالکنمارک ، زمانی گفته می‌شود یک کشور یا منطقه "تنش آبی" دارد که منابع آب سالانه آن کمتر از ۱۷۰۰ متر مکعب به ازای هر فرد در سال است. در سطحی بین ۱۷۰۰ و ۱۰۰۰ متر مکعب به ازای هر فرد در سال، کمبود آب دوره‌ای یا محدود را می‌توان انتظار داشت. هنگامی که منابع آب کمتر از ۱۰۰۰ متر مکعب به ازای هر فرد در هر سال باشد، کشور با "کمبود آب" مواجه است.فائو وابسته به سازمان ملل متحد بیان می‌کند که تا سال ۲۰۲۵،
۹/۱میلیارد نفر در کشورها و یا مناطق با کمبود آب مطلق زندگی می‌کنند، و دو سوم از جمعیت جهان تحت شرایط تنش خواهند بود. بانک جهانی می‌افزاید که تغییرات آب و هوایی می‌تواند تغییر الگوهای آینده دستیابی به آب و استفاده از آن را موجب شود، در نتیجه افزایش میزان تنش آب و ناامنی، هر دو در مقیاس جهانی به آب بستگی دارند.

یکی دیگر از اندازه‌گیری‌ها، به عنوان بخشی از یک ارزیابی گسترده‌تر از مدیریت آب در سال ۲۰۰۷ ، با هدف ارتباط در دسترس بودن آب و چگونگی استفاده از منابع در نظر گرفته شد. بنابراین کمبود آب به دو بخش «فیزیکی» و «اقتصادی» تقسیم شد. کمبود آب فیزیکی زمانی است که آب برای برآورده کردن تمام خواسته‌ها کافی نیست، از جمله آب مورد نیاز برای کارآیی موثر اکوسیستم. مناطق خشک اغلب از کمبود آب فیزیکی رنج می‌برند. گاهی نیز به نظر می‌رسد که آب فراوان است اما در جایی منابع بیش از حد مصرف می‌شوند، مانند زمانی که زیرساخت‌های هیدرولیکی برای آبیاری، بیش از حد توسعه یافته‌اند. نشانه‌های کمبود آب فیزیکی عبارتند از: تخریب محیط زیست و کاهش آبهای زیرزمینی. تنش آب به موجودات زنده آسیب می‌رساند زیرا هر موجودی برای زندگی به آب نیاز دارد.