• морей и океанов – 1350 млн. км>3 (1,35×1018 м>3) с минерализацией 35 г/л;
• полярных ледников – 30–40 млн. км>3 (3,5×1016 м>3) пресной, но малодоступной для использования;
• рек и озер – 0,4 млн. км>3 (4×1014 м>3) пресной и доступной для использования;
• подземной, пресной или минерализованной, залегающей до глубины 800 м – 4 млн. км>3 (4×1016 м>3) и до 1600 м – 4 млн. км>3 (4×1015 м>3)
В атмосфере также содержится вода, причем на высоте до 1 км над поверхностью Земли концентрация водяного пара в воздухе в среднем составляет около 2 %.
Пресной воды – всего 0,06 % от всех доступных нам водных ресурсов, что составляет 826000 кубических километров.
Большая часть воды находится не в открытых водоемах, а в земной коре: 110–190 млн. км>3. Эти воды подразделяются на два типа в соответствии с глубиной их залегания: подземные и поверхностные воды.
Подземные воды глубокого залегания расположены в десятках и даже сотнях метрах от поверхности земли, они пропитывают пористые горные породы, а также образуют гигантские подземные бассейны, окруженные водонепроницаемыми слоями. Вода в таких подземных резервуарах находится под давлением.
Другой тип подземных вод – поверхностные, расположенные в почве и верхних слоях земной поверхности на глубине нескольких метров. По сравнению с водами глубокого залегания у них есть один недостаток и одно преимущество. Недостаток: эти воды гораздо активнее контактируют с поверхностью земли и поэтому они слабее защищены от загрязнений, чем воды глубокого залегания. Преимущество этих вод заключается в том, что они более доступны и легко накапливаются в колодцах и поверхностных резервуарах.
Следующий по величине массив пресных вод (20–30 млн. км>3) сосредоточен в ледниках Антарктиды, Гренландии и островов Северного Ледовитого океана.
Пресную воду из атмосферы (около 13 тыс. км>3) мы получаем в виде осадков – дождя и снега.
Основной запас пресной воды, употребляемой человеком, сосредоточен в озерах и реках. Одно из крупнейших российских озерных хранилищ воды – озеро Байкал – содержит около 20 тыс. км>3 воды. На сегодняшний день байкальская вода считается самой чистой в мире.
Другой источник воды – живые организмы. В растениях и животных, состоящих на две трети из воды, содержится 6 тыс. км>3 воды. Так распределены водные ресурсы на нашей планете.
Как устроена вода
Каждая молекула воды состоит из трех атомов: одного атома кислорода и двух атомов водорода. Все три атома расположены в молекуле таким образом, что если мысленно соединить их линиями, то образуется равнобедренный треугольник, у которого две стороны равны.
Атомы соединены в ней друг с другом силами, которые называют силами химического сродства. Величина и направление действия этих сил таковы, что молекула воды является устойчивой именно тогда, когда атомы образуют треугольник. Всякая другая «постройка» из атомов оказывается менее устойчивой. И если по каким-либо причинам расположение «атомов» изменится, то после устранения этой причины атомы вновь образуют такой же треугольник.
Взаимодействием между молекулами воды и объясняются в первую очередь незакономерно высокие температуры ее плавления и кипения. Нужно подвести дополнительную энергию, чтобы расшатать, а затем разрушить водородные связи. И энергия эта очень значительна. Именно поэтому так велика теплоемкость воды.
В молекуле воды имеются две полярные ковалентные связи Н-О. Они образованы за счет перекрывания двух одноэлектронных р-облаков атома кислорода и одно-электронных S-облаков двух атомов водорода. В молекуле воды атом кислорода имеет четыре электронных пары. Две из них участвуют в образовании ковалентных связей, т. е. являются связывающими. Две другие электронные пары являются не связывающими. В молекуле имеются четыре полюса зарядов: два – положительные и два – отрицательные. Положительные заряды сосредоточены у атомов водорода, так как кислород электроотрицательнее водорода. Два отрицательных полюса приходятся на две не связывающие электронные пары кислорода: подобное представление о строении молекулы позволяет объяснить многие свойства воды – в частности структуру льда.