أنواع-المياه-في-الطبيعة

المياة

الماء مادة كيميائية غير عضوية وشفافة لا مذاق لها وعديمة الرائحة، وتغطي المياه 71 % من سطح الأرض ومعظمها في البحار والمحيطات، وتشكّل المياه الجوفية نحو 1.7 % من إجمالي المياه، أما المياه في الأنهار الجليدية في أنتاركتيكا وجرينلاند فهي تمثل حوالي 1.7 % من إجمالي المياة على كوكب الأرض، وتتساقط المياه من السماء على هيئة المطر، وقد يترسب الماء الجليدي البلوري في شكل ثلج، ويتحرك الماء باستمرار خلال دورة المياه بالإضافة إلى جريانه السطحي، وعادةً ما يصل الماء إلى البحر أو المحيط في صوره المختلفة، وسيتناول هذا المقال توضيح أنواع المياه في الطبيعة.^[١]

تكوين المياه

تعدُّ المياة عاملًا أساسيًا في تكوين الغلاف الجوي وسوائل أجسام الكائنات الحية، ولتوضيح تكوين الماء تجدر الإشارة إلى أنّ الماء يتكون من أيونات الهيدروجين المرتبطة بأيونات الهيدروكسيل لتكوين جزيء الماء، والصيغة الجزيئية للماء هي H2O، ومن هذه الصيغة والأوزان الذرية للهيدروجين والأكسجين يمكن حساب الوزن الجزيئي للماء وهو حوالي 18 جرامًا، فالوزن الذري للهيدروجين هو 1 جرامًا والوزن الذري للأكسجين هو 16 جرامًا، وينفصل عدد قليل من جزيئات الماء عن بعضها لخلق أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد، ويحتوي الماء النقي منزوع الأيونات على نفس عدد أيوناتهما، ويمكن أيضًا الإشارة إلى 18 جرامًا من الماء على أنه 1 مولًا من الماء، ويحتوي الماء على عدد معين من الجزيئات، وهذا الرقم هو 6.02 × 1023 وغالبًا ما يشار إليه على أنه "رقم أفوجادرو" على اسم أميديو أفوغادرو وهو عالم فيزياء إيطالي، وعلى سبيل المثال يحتوي 1000ملليلتر "1 لتر" من الماء على 55.6 مولًا من الماء.^[٢]

خصائص المياه

يتميز الماء عن غيره من المواد بمجموعة فريدة من الخصائص ينفرد بها كسمات رئيسة، وتؤثر في الماء العديد من العوامل التي قد تغير أحيانًا من خصائصه باختلاف الظروف التي يتعرّض لها، ويمكن توضيح عدد من خصائص المياه فيما يأتي:^[٣]

• تتغير قدرة الماء المميزة على التصرف كمذيب قطبي عندما يتعرض لدرجات حرارة وضغوط عالية، وعندما تصبح المياه أكثر حرارة تبدو الجزيئات أكثر عرضة للتفاعل مع الجزيئات غير القطبية، وعلى سبيل المثال فعند 300 درجة مئوية وضغط عالٍ يكون لذوبان الماء خصائص تشبه إلى حد بعيد الأسيتون وهو مذيب عضوي شائع.
• يُظهر الماء سلوكًا غير عادي بشكل خاص عندما يتجاوز درجة الحرارة 374 درجة مئوية، وفوق درجة الحرارة هذه يختفي التمييز بين الحالة السائلة والغازية للمياه، ويمكن أن تختلف كثافته من سائل إلى شبيه بالغاز عن طريق تغيير درجة الحرارة والضغط.
• إذا كانت كثافة الماء عالية بدرجة كافية فإنّ الأيونات الناتجة تصبح قابلة للذوبان بسهولة، لكن من المثير للدهشة أنّ هذا السائل فوق الحرج يمكنه أيضًا إذابة المواد غير القطبية.
• يحتوي الماء على قيم كبيرة غير عادية من اللزوجة والتوتر السطحي وحرارة التبخير، وكلها يمكن أن تُعزى إلى تفاعلات الترابط الهيدروجيني الواسعة والموجودة في الماء السائل.
• الكتلة المولية للماء هي 18.0151 جرامًا لكل مول، ودرجة انصهار 0.00 درجة مئوية، بينما درجة الغليان 100.00 درجة مئوية، وأقصى كثافة له تكون عند 3.98 درجة مئوية.
• يخضع الماء لأنواع مختلفة من التفاعلات الكيميائية، وواحدة من أهم الخواص الكيميائية للماء هي قدرته على التصرف كحمض وقاعدة.

مصادر المياه

بعض مصادر المياه واضحة مثل البحيرات والأنهار بينما هناك مصادر أخرى أقل شيوعًا مثل الأنهار الجليدية، إنّ فهم مصادر المياه المتاحة للاستخدام البشري يكشف عن مدى محدودية المياه العذبة في الواقع، وعلى الرغم من الكمّ الهائل من المياه على الأرض فإنّ القليل منها مناسب للاستهلاك، ويمكن توضيح أبرز مصادر المياه فيما يأتي:^[٤]

• المياه الجوفية: تشير المياه الجوفية إلى أي مصدر للمياه يقع تحت طبقة التربة، ويمكن أن توجد المياه الجوفية في التربة نفسها أو بين الصخور والمواد الأخرى، و3 % فقط من المياه على الأرض هي مياه عذبة مع وجود 30 % فقط من تلك الكمية الصغيرة كمياه جوفية.
• المياة السطحية: يمكن أن تشمل مصادر المياه السطحية أي مجموعة من المياه فوق الأرض مثل الأنهار والبحيرات والبرك، وتمثل المياه السطحية 80 % من المياه التي يستخدمها البشر.
• مياه المحيطات: على الرغم من أنّ مياه المحيط تشكل حوالي 97 % من جميع المياه الموجودة على الأرض فإنّها ليست مصدرًا صالحًا لمياه الشرب ما لم تتم إزالة الملح والشوائب الأخرى.
• الأنهار الجليدية: إنّ 70 % من المياة العذبة محصور حاليًا في الأنهار الجليدية والقلنسوات الجليدية، ومن الناحية النظرية يمكن إذابة واستخدام الأنهار الجليدية لكن كمية الطاقة اللازمة لصهر ونقل كميات هائلة من الجليد تجعله غير عملي اقتصاديًا، وتلعب الأنهار الجليدية والقلنسوات الجليدية أيضًا أدوارًا حيوية في تنظيم مناخات الأرض ودرجات الحرارة العالمية.

دورة حدوث المياه

قبل توضيح أنواع المياه في الطبيعة تجدر الإشارة إلى أنّ دورة حدوث المياه هي عملية مستمرة لا نهاية لها تحدث بالتبادل بين محيطات الأرض والغلاف الجوي، وقد بدأت دورة حدوث مياه الأرض منذ حوالي 3.8 مليار سنة عندما سقط المطر على أرض باردة فكوّن المحيطات، ويعود ذلك للمطر الناتج عن تصادم بخار الماء الذي خرج من الصهارة في قلب الأرض المنصهرة ومن ثمّ وصل إلى الغلاف الجوي، وقد ساعدت الطاقة المستمدة من الشمس في تشغيل دورة المياه بشكل مستمر، وقد كان لجاذبية الأرض أكبر الأثر في إبقاء الماء على الأرض بصورة دائمة، مما يعمل على استمرار دورة حدوث المياة، فعندما تتبخر جزيئات الماء بفعل درجات الحرارة فإنّها تتصاعد إلى السماء فتتعرّض إلى أسطح باردة أقل حرارة فتتكثّف وتكوّن السحب وتعود إلى الأرض كمطر أو ثلج، وتستمر دورة حدوث المياة بتبادل عمليتي التبخر والتكاثف، ومعظم الأمطار تهبط في المحيطات ويتدفق هطول المطر على الأرض ثمّ ينجرف إلى الأنهار والجداول والبحيرات، وبعضها يتسرّب إلى التربة حيث يتمُّ احتجازها تحت الأرض كمياه جوفية.^[٥]

أنواع المياه في الطبيعة

لتوضيح أنواع المياه في الطبيعة تجدر الإشارة إلى أنّ المياه لها نفس التركيب الكيميائي إلا أنّها قد تختلف في هيئتها بحسب العوامل التي تتعرّض لها والتي تؤثّر عليها بشكل كبير أحيانًا، فأنواع المياه في الطبيعة قد يختلف تصنيفها بحسب العامل المؤثر عليها بدرجة كبيرة مُهيمنة دونًا عن غيره، ويمكن توضيح أنواع المياه في الطبيعة فيما يأتي:^[٦]

• الماء العسر: وهذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة مُشبّع بالكالسيوم والحديد والمغنيسيوم والعديد من المعادن غير العضوية الأخرى، وتُصنّف كل المياه في البحيرات والأنهار وفي الآبار العميقة على أنها مياه مُشبّعة.
• الماء الخام: والمقصود بهذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة هو ذلك الماء الذي لم تصل درجة حرارته حد الغليان، وقد تكون المياه الخام صلبة مثل الماء المشبع بالكالسيوم أو سائلة مثل ماء المطر، وهو يحتوي على الملايين من الجراثيم والفيروسات، وقد تؤثر بعض هذه الفيروسات والبكتيريا سلبًا على الغدة الدرقية والكبد وأعضاء الجسم الحيوية الأخرى.
• الماء المُقطّر: وهذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة هو ماء تحوّل لأول مرة إلى بخار بحيث ترك كل الشوائب وراءه ثم من خلال التكثيف تم تحويله مرة أخرى إلى ماء نقي، وهذا هو الماء النقي الوحيد من أنواع المياه في الطبيعة.
• الماء المُفلتر: يمر هذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة من خلال مصفاة دقيقة ويتم الاحتفاظ ببعض الكالسيوم والمواد الصلبة الأخرى في التصفية، ولا يوجد مُرشّح يمكن أن يمنع الجراثيم بشكل كامل.
• الماء المغلي: وهذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة يعتمد على الغليان في إزالة الشوائب الموجودة وهو يركز المعادن غير العضوية، ويتم التغلب فيه بشكل فعّال على كافة أنواع الجراثيم الموجودة بذلك النوع من أنواع المياه في الطبيعة.
• الماء العذب: وهذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة قد يحتوي على العديد من المعادن والمواد الكيميائية والفيروسات والبكتيريا.
• الماء منزوع الأيونات: ويتكون هذا النوع من أنواع المياه في الطبيعة نتيجة عملية تبادل الأيونات.

أسباب السياسات المائية

بعد توضيح أنواع المياه في الطبيعة تجدر الإشارة إلى ازدياد الحاجة في العصور الحديثة لوضع سياسات مائية عالمية تُقسِّم الحصص المائية بين الدول، إذ تواجه إمدادات المياه العالمية الآن مطالب غير مسبوقة بسبب تزايد عدد السكان وتغير المناخ وتغير أنماط استخدام الأراضي وإساءة استخدام أنواع المياه في الطبيعة، وقد زاد استخدام المياه بمُعدل ضعف معدل النمو السكاني في القرن العشرين، وبحلول عام 2025 سيعاني نحو 1.8 مليار شخص من ندرة المياه بشكل كبير، وحاليًا هناك نحو 884 مليون شخص في العالم لا يحصلون على مصدر آمن لمياه الشرب و 2.6 مليار شخص لا يمكنهم الوصول إلى مرافق الصرف الصحي الملائمة، وتتمثل المهمة الأساسية لمشروعات السياسة العالمية المائية في حماية أنواع المياه في الطبيعة من خلال زيادة الوعي بحجم التحديات المائية العالمية والمساعدة في توليد الإرادة السياسية للتصدي لها لاسيما في الدول التي تعاني من الاستبداد من خلال استضافة المؤتمرات ونشر البحوث المائية وتعزيز تبادل المعرفة بخصوص قطاع المياه.^[٧]

أبرز استخدامات المياه

الماء ضروري لاستمرار الحياة بشكل لا يُصدّق، فهو يدعم كل أشكال الحياة سواء بداخل أجسام الكائنات الحية أو خارجها، وقد اعتاد البشر الاستفادة من أنواع المياة في الطبيعة منذ أزمنة قديمة، ويمكن توضيح أبرز استخدامات المياه فيما يأتي:^[٨]

• أحد أكثر الاحتياجات الأساسية للإنسان هو الطعام، ويزرع الإنسان الطعام في أجزاء مختلفة من العالم وفقًا للظروف المناخية، ولكن هناك شيء واحد تحتاجه جميع أنواع المحاصيل دون استثناء وهو الماء.
• أغلب الأطعمة تتطلب قدرًا من الماء أثناء التحضير، وبالإضافة لدوره في طهيها، فدوره الهام أثناء الغليان يقتل جميع الجراثيم الموجودة في الطعام مما يجعله صحيًا.
• يلعب الماء دورًا بارزًا في تنظيف الملابس والسيارات والكثير من أغراض الإنسان الأساسية.
• يموت الإنسان بلا مياه، حيث يستخدم جسم الإنسان الماء في جميع خلاياه وأعضائه وأنسجته للمساعدة في تنظيم درجة حرارته والحفاظ على وظائف جسدية أخرى نظرًا لأن الجسم يفقد الماء عن طريق التنفس والتعرق والهضم.
• المحيطات وغيرها من المسطحات المائية هي بالفعل موطن لكثير من الأحياء كالأسماك والحيتان والعديد من أشكال الحياة الأخرى والتي إما تعيش مباشرة في الماء أو تعتمد كليًا عليه من أجل البقاء.

أبرز المشكلات التي تهدد المياه

تتلوث المياه بفعل المبيدات الحشرية والأسمدة ومياه الصرف الصحي غير المعالجة والنفايات الصناعية، وحتى المياه الجوفية ليست آمنة من التلوث حيث إنّ العديد من الملوِّثات يمكن أن تتسرب إلى طبقات المياه الجوفية، وبعض تلك الآثار تكون فورية كما هو الحال عندما تلوّث البكتيريا الضارة الآتية من النفايات البشرية المياه وتجعلها غير صالحة للشرب أو السباحة فيها، وفي حالات أخرى مثل المواد السامة الناتجة عن العمليات الصناعية قد يستغرق الأمر سنوات حتى تتراكم تلك النفايات في البيئة قبل أن يتم التعرف على آثارها، بالإضافة إلى الهدر المائي بسبب أنظمة الري المتسربة وغير ذلك، وهذا الاستخدام الهادر للمياه يجفف الأنهار والبحيرات والمياه الجوفية، ولقد تعرضت لهذه الآثار السلبية العديد من الدول بما في ذلك الهند والصين وأستراليا وإسبانيا والولايات المتحدة، فكل تلك البلاد تتعرض للتلوث والهدر المائي ولكن بنسب متفاوته.^[٩] ويتسبب تسرب البترول والغاز في تلوث هائل للمسطحات المائية، ويمكن أن يتلوث أي نوع من أنواع المياه في الطبيعة، ويشمل ذلك البحيرات من المناطق النائية أو المسطحات المائية الضخمة، ويرجع ذلك إلى النقل الجوي لجزيئات الملوثات ونقلها إلى مياه الأمطار، وتجدر الإشارة إلى أنّ المياه الجوفية والمياه السطحية والبرك والبحيرات والأنهار والبحار قد تصبح جميعها ملوثة في وقت ما بسبب الانتشار السريع لبعض المذيبات الملوثة، فالعديد من مذيبات الكلور المستخدمة عادةً في الصناعة بالإضافة إلى بعض أنواع الجازولين المحظور حاليًا في الولايات المتحدة بغض النظر عن مصدره تتسبب جميعها في رفع معدلات تلوث المياة، وهذه وما يماثلها من المواد الكيميائية تمثل الأسباب الرئيسة لتلوث المياه في العديد من الدول ويُشار إليها بشكل عام باسم ملوثات المياه.^[١٠]

أبرز حلول مشكلات المياه

هناك آليات متعدّدة للتغلّب على مشكلات المياة، ومن أهمِّ تلك الآليات هي تحلية المياه، وهي عملية تنقية المياه المالحة وتحويلها إلى مياه عذبة صالحة للشرب، وهناك عدّة طرق لإزالة الملح من الماء، والتناضح العكسي والتقطير هما أكثر الطرق شيوعًا لتحلية المياه، ومعالجة المياه بالتناضح العكسي تدفع المياه من خلال مُرشّحات صغيرة تاركة الملح وراءها، ويتضمن التقطير على نطاق واسع معالجة الماء المغلي وتجميع بخار الماء، وكلاهما يتطلب الكثير من الطاقة والبنية التحتية والتكلفة، وتُستخدم تقنيات تحلية المياه بشكل رئيس في البلاد التي تستطيع تحمُّل قدر تلك التكلفة والتي تقل الآن عما كانت عليه في الماضي بسبب انتشار تكنولوجيا تحلية المياة، وتقوم ولاية كاليفورنيا الآن ببناء سبعة عشر محطة جديدة لتحلية المياه بعد سنوات من الجفاف الذي شهدته تلك المنطقة من الولايات المتحدة، ورغم تكلفة المياه التي يتمُّ الحصول عليها من تحلية المياه بحيث تبلغ ضعف تكلفة المياه الناتجة عن مصادر المياه العذبة إلا أنَّ ذلك بصفة عامة يطرح خيارًا بديلًا للتغلّب على بعض مشكلات المياه.^[١١] وتقوم الآن الكثير من الدول بتطوير تقنيات عديدة للاستفادة من المياه الجوفية بسبب التلوّث الحاصل في أنواع المياه في الطبيعة، فغالبًا ما تكون المياه الجوفية موجودة في المناطق التي توجد فيها مصادر محدودة للمياه السطحية، وعادة ما تكون نوعية المياه الجوفية جيدة جدًا، وعادة ما تتطلب معالجة أقل من مياه النهر لجعلها آمنة للشرب، وبالإضافة إلى ذلك فإنّ التربة والصخور التي تتدفق عبرها المياه الجوفية تساعد على إزالة الملوثات، وتعتمد إفريقيا بشكل كبير على المياه الجوفية لأنّه يمكن العثور عليها في كثير من الأحيان بالقرب من القرى، وهي لا تتطلب تكاليف كبيرة ولا تتطلب خزانات باهظة الثمن لتخزين المياه قبل استخدامها.^[١٢]

المراجع[+]

1. ↑ "Water", www.wikiwand.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
2. ↑ "What is the composition of water?", peer.tamu.edu, Retrieved 09-01-2020. Edited.
3. ↑ "Water", www.britannica.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
4. ↑ "Different Sources of Water", sciencing.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
5. ↑ "Water Cycle", www.nationalgeographic.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.
6. ↑ "What are the types of water?", www.quora.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
7. ↑ "Project on Global Water Policy", www.csis.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.
8. ↑ "Water and its Importance", www.toppr.com, Retrieved 09-01-2020. Edited.
9. ↑ " Threats Water Scarcity", www.worldwildlife.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.
10. ↑ "Water ", www.environmentalpollutioncenters.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.
11. ↑ "Is Desalination the Answer to Water Shortages?", www.globalcitizen.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.
12. ↑ "Why is groundwater important?", www.groundwateruk.org, Retrieved 09-01-2020. Edited.