Vatten
Från Rilpedia
- Denna artikel behandlar den kemiska föreningen. För den svenska musikgruppen, se Vatten (musikgrupp). För barnboken, se Vatten (bok).
.jpg)
Vatten är en kemisk förening av väte och syre med den kemiska beteckningen H2O. Vetenskapliga namn är diväteoxid, divätemonoxid och aqua. Vatten har en viskositet av 1 cSt vid 20,2 °C. Vatten används i nästan all industriell produktion i egenskap som lösningsmedel.
Vattenmolekylen är universums andra vanligaste fleratomiga molekyl, endast överträffad av den omättade hydroxylradikalen OH. Vatten är ett rikligt förekommande ämne på jorden. Mer än 70 % av jordens yta är täckt av vatten. Vatten finns dessutom bundet i kemiska föreningar, samt fruset i glaciärernas is och i tundrans permafrost. Allt liv på jorden är beroende av vatten.
Det vatten som människor konsumerar kallas dricksvatten. Sådant vatten måste ha egenskaper som gör det tjänligt för vår ämnesomsättning. Det får exempelvis inte ha för hög salthalt, inte vara kontaminerat med giftiga ämnen och inte vara smittat av sjukdomsalstrande organismer. Vatten är människans absolut viktigaste och mest nödvändiga livsmedel. I Sverige står därför hanteringen av dricksvatten under livsmedelslagen.
Under 1900-talet har människans tillgång till säkert vatten blivit betydligt bättre, trots att antalet människor mångdubblats. Mellan 1970 och 2004 ökade andelen människor i utvecklingsländerna med tillgång till säkert vatten från 30 till 80 procent.[1] År 2004 var 17 procent av världens befolkning utan säker vattentillgång, en nedgång från 23 procent 1990.[2] Detta är framför allt en effekt av ekonomisk tillväxt, eftersom det finns ett starkt samband mellan vattentillgång och BNP per capita.[3]
Innehåll |
Etymologi
Ordet ’vatten’ är ett indoeuropeiskt arvord, ytterst från den urindoeuropeiska roten *wed. Från denna igenkänner man ord som svenskans vinter (ungefär "täckt av vatten"), engelskans water, wash med flera, tyskans Wasser, ryskans voda och vodka ("litet vatten"). Från den urindoeuropeiska avledningen *ud-ro igenkänner man ord som grekiskans hydro (vatten) och hydra och svenskans utter. Från den urindoeuropeiska roten *agwjo igenkänner man latinets aqua, besläktat med svenskans ö.
Se även ordet "vatten" på svenskspråkiga Wiktionary.
Vatten på jorden
Vatten existerar i många former och så gott som överallt på jorden – även djupt under de stora öknarna. Huvuddelen av vattnet på vår planet finns i våra oceaner och polarisar men en betydande del finns även bundet i form av moln, regnvatten, floder och vattendrag och is. Vattnets kretslopp gör att det ständigt övergår mellan olika aggregationsformer: Genom avdunstning, nederbörd och avrinning uppstår den hydrologiska cykeln, den "globala evighetsmaskinen", genom vilken vattnet avgör temperatur och klimat över hela jorden. Vatten har högst densitet vid 4 grader Celsius, vilket gör att kallare vatten lägger sig som ett isolerande lager ovanför det varmare vattnet. Detta gör att större vattensamlingar mycket sällan bottenfryser, vilket säkert har underlättat för livets uppkomst och spridning. Under vissa ljusförhållanden kan regn ge upphov till en regnbåge.
Eftersom nederbörd är avgörande för allt jordbruk och för människan i allmänhet, har människor i alla tider haft en mängd olika namn för att beskriva alla varianter. Regn, hagel, snö, dimma och dagg till exempel, för att inte tala om de hundratals ord för snö och is som arktiska folk har.
På liknande sätt har vattnets avrinning stor betydelse för människans tillvaro. Floder och fördämningar är förutsättningar för vårt jordbruk och haven ger oss fisk och används för handel. Genom erosion formar vattnet våra kontinenter och landskap: Större delen av världens befolkning lever i dalar och floddeltan.
Vattnet tränger in i jorden och blir markvatten. Detta grundvatten tar sig upp till jordens yta igen genom naturliga vattenkällor och människors brunnar eller mer spektakulära former som heta källor och gejsrar.
Jordens vatten ur ett astronomiskt perspektiv
Endast i det yttre planetsystemet, där jätteplaneterna nu finns, var temperaturen och tätheten i solnebulosan lämpliga för att planeterna skulle få stora mängder vatten. Allt vatten samlades dock inte i dessa jätteplaneter, utan många mindre kroppar rika på is bildades också (se Kuiperbältet). Jordens vatten har sannolikt ett ursprung i dessa små kroppar, och har tillförts jorden i form av nedslag av kometer.
Det har stor betydelse för livet på jorden att vatten finns i fast och flytande form och som gas. Jordens massa, som den största av stenplaneterna i det inre planetsystemet, är här av stor betydelse. Jordens massa ger ett tyngdkraftsfält som är tillräckligt starkt för att hålla kvar en atmosfär, vilket är förutsättningen för en jämn yttemperatur. Om jordens massa hade varit mindre skulle den tunnare atmosfären leda till enorma temperaturskillnader mellan ekvatorn och polerna varpå vatten bara skulle existera i form av is vid polerna som på planeten Mars.
Även avståndet mellan jorden och solen är lagom för att vatten ska kunna förekomma i flytande form. Om jorden skulle ligga längre bort från solen skulle den vara kallare och allt vatten skulle vara is. Om jorden låg närmare solen skulle dess högre yttemperatur förhindra isbildningen vid polerna eller orsaka att vatten bara existerade som ånga. I det förra fallet skulle oceanernas låga albedo göra att jorden skulle absorbera mer energi från solen. I båda fallen skulle växthuseffekten göra att jorden blev lika ogästvänlig som planeten Venus. Se även antropiska principen.
Det finns teorier om att livet självt kan ha en påverkan som verkar upprätthållande på de förhållande som är förutsättningen för dess existens. Jordens yttemperatur förblir konstant i ett geologiskt perspektiv trots att flödet från solen varierar, vilket antyder att en dynamisk process styr jordens temperatur. Se vidare gaiateori.
Vattnets biologiska roll
Vatten har många ovanliga egenskaper som är nödvändiga för allt liv på jorden: det löser lätt andra ämnen och har hög ytspänning. Sötvatten har sin högsta densitet vid 4 °C – om det hettas upp eller nedkyls expanderar det. I sin egenskap av polär molekyl fyller den en viktig funktion i atmosfären genom att absorbera infraröd strålning, vilket är viktigt för växthuseffekten. Vatten har också ovanligt hög värmekapacitet vilket har stor betydelse för det globala klimatet. Som lösningsmedel gör vattnet att salt och socker lätt reagerar med andra ämnen vilket underlättar komplex metabolism.
Hydrofoba ämnen, som till exempel oljor, passar inte alls ihop med vatten. Detta, tillsammans med vattnets ytspänning, utnyttjas i cellernas membran, som består av lipider och proteiner, för att styra kemiska processer. Vattnets ytspänning gör små vattendroppar stabila vilket är avgörande för växternas transpiration.
En enkel men ovanlig och för miljön viktig egenskap hos vatten är det i sin vanliga fasta aggregationsform is flyter ovanpå vatten i vätskeform. Eftersom vatten har sin högsta densitet vid 4 °C sjunker flytande vatten som kyls ned till dess temperatur når ned under 4 °C. Då gör vattenmolekylernas geometri att vattnet istället stiger. Effekten blir att isen lägger sig som ett lock ovanpå vattnet som därför kan hålla en konstant temperatur kring 4 °C – helt avgörande för livet på havsbotten.
Livet på jorden har utvecklats med och anpassat sig till vattnets egenskaper. Lika överraskande som vattnets egenskaper kan tyckas vara är livets förmåga att anpassa sig till de ibland mycket extrema miljöer som vattnet ger upphov till. Djur och växter som endast lever i vatten kallas helt akvatiska.
Vatten och människan
Eftersom vattnet kan uppta många olika ämnen, kan vattnet smaka och lukta på många olika sätt. Många av våra sinnen har kommit till just för att kunna avgöra när vatten lämpar sig som dricksvatten: Vi undviker det salta havsvattnet och det skämda vattnet i träsk och kärr.
Alla former av liv på jorden är beroende av vatten. Vatten har en viktig roll i kroppens metabolism. Stora mängder vatten går åt till matsmältningen. Vissa bakterier och växter kan dock inta anabiotiska tillstånd under mycket långa perioder då de helt torkar ut för att sedan leva upp igen när vatten åter finns att tillgå.
Människokroppen består till 72 procent av vatten. För att fungera ordentligt behöver människokroppen mellan en och sju liter vatten per dag, beroende på aktivitetsnivå, temperatur, fuktighet och flera andra faktorer, om den inte ska torka ut. Mycket av vattnet vi använder får vi i allmänhet genom maten. Vatten lämnar kroppen i form av urin och avföring samt som svett och som ånga i utandningsluften. Till skillnad från många andra djur har människan låg tolerans mot uttorkning. Redan tio procents kan vara livshotande. Kamelen och dromedaren tål upp till 30 procents uttorkning, björndjur (phylum Tardigrada, knappt millimeterstora, tröga organismer) tål ännu högre grad av utttorkning.
All inlagring av energi i musklerna lagras med vatten. 1 gram kolhydrat, eller glykogen, lagras med 2,7 gram vatten, som sedan frigörs då energin förbrukas.
Människan behöver vatten som inte innehåller för höga halter av salt eller andra föroreningar. Vanligt är att vatten innehåller skadliga kemikalier eller bakterier medan andra ämnen är acceptabla eller till och med önskvärda i vatten. Vatten som uppfyller dessa krav kallas dricksvatten. Tillgången på dricksvatten i vissa områden börjar på grund av världens växande befolkning att utgöra ett stort problem som kan lösas genom ökad produktion, bättre fördelning och genom minskat slöseri.
| Mindre städer | 300-500 liter per invånare och dygn |
| Större städer med industrier, simbassänger etc |
400-600 liter per person och dygn |
| Hushåll | 50-100 liter per person och dygn |
| Bevattning | 10 liter per m2 motsvarar 10 mm regn. Vattnet förbrukas. Den mest vattenförbrukande verksamheten av alla. |
| Fossilt eldade ångkraftverk | 100 - 120 m3/MWh |
| Kärnkraftverk | 140-160 m3/MWh. För kylning, havsvatten går bra, vattnet pumpas tillbaka. |
| Mejeri | 4-6 m3/m3 mjölk |
| Bryggeri | 5-20 m3/m3 öl |
| Framställning av papper | 100-125 m3/ton papper |
| Framställning av betong | 125-150 liter/m3 betong |
Vatten som strategisk och ekonomisk tillgång
Tillgången på vatten i olika regioner är en angelägenhet för många regeringar och internationella organisationer. Tillsammans med energin från solen ingår vatten i nästan allt som sker på vår planet: klimatförändringar, fotosyntes, rost och celldelning. Tillgången på dricksvatten utgör ofta orsaken till konflikter.
Dricksvattentillgång är ett problem särskilt i torra och fattiga områden, men även i rikare och regnigare områden. I sistnämnda områden kan det lösas till höga kostnader. Bolmentunneln, en 82 km lång tunnel byggdes för att säkra Skånes tillgång till bra vatten. I Saudiarabien och Arabemiraten avsaltas havsvatten till dricksvatten, en mycket energikrävande och därmed kostsam process.
Samtidigt har andelen människor med tillgång till vatten ökat kraftigt under 1900-talet och i industriländer finns ingen reell vattenbrist, vilken antyder att vattenproblem är en fråga om ekonomi och inte om miljö. En FN-rapport skrev att det "finns tillräckligt med vatten för alla".[5]
Vatten utgör en strategisk resurs för många nationer och krig, exempelvis vid sexdagarskriget i Mellanöstern. Då kämpade båda sidorna om kontrollen över vattentillgångarna.
Enligt UNESCO:s utvecklingsrapport kring vattnet i världen (WWDR 2003) kommer vattentillgången per person att minska med omkring 30 procent under de kommande 20 åren. 40 procent av världens befolkning saknar i dag tillgång till det vatten som behövs för att nå upp till en minimal hygiennivå. Denna andel är den lägsta andelen i historien. Mer än 2,2 miljoner människor dog under 2003 till följd av sjukdomar som orsakats av konsumtion av förorenat vatten eller på grund av torka. År 2004 meddelade den brittiska välgörenhetsorganisationen WaterAid att ett barn dör var femtonde sekund, någonstans i världen, på grund av sjukdomar som orsakats av bristen på vatten, trots att detta i de flesta fall är förhållandevis lätt att förebygga.
Generellt kan man säga att Amerika (speciellt Sydamerika) har mer vatten per invånare än Eurasien.[6] För specifika regioner gäller exempelvis:
- Asien har 60 procent av världens befolkning och 36 procent av världens vattentillgångar.
- Europa har 13 procent av världens befolkning och 8 procent av världens vattentillgångar.
- Afrika har 13 procent av världens befolkning och 11 procent av världens vattentillgångar.
- Nordamerika har 8 procent av världens befolkning och 15 procent av världens vattentillgångar.
- Sydamerika har 6 procent av världens befolkning och 26 procent av världens vattentillgångar.
Även inom turistindustrin är vatten en utomordentlig viktig tillgång (om än inte livsnödvändig), inte bara som vatten utan även som snö och is. En stor andel av turistresorna (besök hos släkt och vänner oräknade) går till orter vid hav och sjöar eller till skidorter. I många kustländer och öriken utgör turismen en viktig inkomstkälla. Värdet på fritidsbostäder är betydligt högre om det är sjö eller hav nära.
Vatten i katastrofer
Vatten orsakar också många människors död, i flodvågor och översvämningar. Då vatten väller fram i stora mängder kan det krossa allt i sin väg och spola bort även grundfasta hus. Flodvågor och översvämningar orsakas ofta av orkaner, jordbävning, eller i mindre skala av våldsamma skyfall.
Jordskred är en annan typ av naturkatastrof som ofta uppstår genom att sluttande lager av lera eller annan finkornig jordart mättats med vatten och därefter genomgått en drastisk minskning av sin stabilitet. Jordskred kan även utlösas då sluttande mark fått sin växtlighet borttagen, så att växternas rötter inte längre förmår ”armera” jorden.
Poröst och vittrat berg kan utsättas för frostsprängning vintertid, så att stenblock lossnar och faller ner på vägar och hus.
Varje år sker otaliga dödsolyckor vid laviner. Även hela byar har krossats och begravts vid sådana katastrofer vid ogynnsam väderlek som utlöst en lavin.
Vidare dör många genom drunkning, även om detta inte är att räkna som en naturkatastrof. Vid båt- och fartygshaverier drunknar ofta människor; människor faller överbord; andra drunknar under bad och simning.
Av de 10 naturkatastroferna med flest antal döda spelade vatten en stor roll i 7 av dem[7].
Se till exempel Tsunami, Översvämning, Kategori:Naturkatastrofer.Kategori:Sjöfart
Vatten som konstnärlig inspiration
Människan har sannolikt alltid haft en stark dragning till vatten. För att ha god tillgång på dricksvatten och vatten att koka sin mat i och att skölja saker i och att hämta fisk ur, har det varit bekvämt att bo nära vatten. Floder, sjöar och hav har dessutom erbjudit människan ett bekvämt sätt att frakta både sig själv och sina tillhörigheter. Därför har poeter har i all tid skrivit och besjungit vatten, såväl källor, bäckar, sjöar och hav som regn, dimma, moln och regnbågar; konstnärer har målat vatten; musiker har komponerat med vatten som tankekälla. I nutid är det dessutom exklusivt att bo strandnära, ty många finner det rofyllt att se ut över vatten och vågors spel.
Färg på vatten
Rent vatten är färglöst. Att havet kan verka blått eller turkost beror på solljusets brytning i atmosfären. I tropikerna där vattnet är klart syns vattnets färg speciellt tydligt på sandstränder där vattnet är grunt och sanden är vit. Anledningen till att havsvatten kan ha andra färger är att vattnet inte är rent eller att det är bemängt med plankton. Den grönbruna färg som havet har i till exempel Nordatlanten beror på alger som ger vattnet denna nyans.
Referenser
- ↑ Johan Norberg, Världens välfärd (Regeringskansliet 2007)
- ↑ Unicef & WHO, Meeting the Millennium Development Goal Drinking Water and Sanitation Target (2006)
- ↑ "Public Services", Gapmindervideo med Hans Rosling
- ↑ Henrik Alvarez: Energiteknik, Studentlitteratur, Lund 2006. ISBN 91-44-04509-3.
- ↑ UNESCO (2006), Water, a shared responsibility. The United Nations World Water Development Report 2
- ↑ Informationsplansch om vattenbrist (Internation Networks Archive)
- ↑ en:List of natural disasters by death toll#Ten deadliest natural disasters på engelska Wikipedia
Se även
- Wikimedia Commons har media som rör Vatten
- Hav
- Is
- Lättvatten
- Snö
- Regn
- Sjö
- Tungt vatten
- Vattenånga
- Tritierat vatten
- Fossilt vatten
- Virtuellt vatten
