Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2—2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50—60 % воды. При потере организмом человека 6—8 % влаги сверх обычной нормы повышается темпе­ратура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокруже­ние, начинается головная боль. Потеря 10 % воды может привести к необратимым изменениям в организме, а поте­ря 15—20 % приводит к смерти, поскольку кровь на­столько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. В сутки сердцу приходится перекачивать около 10 000 л крови. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды — всего лишь несколько суток. Реакцией организма на нехватку воды является жажда. В этом случае ощущение жажды объясняют раздраже­нием слизистой оболочки рта и глотки из-за большого понижения влажности. Существует и другая точка зре­ния на механизм формирования этого ощущения. В соот­ветствии с ней сигнал о понижении концентрации воды в крови на клетки коры головного мозга подают нервные центры, заложенные в кровеносных сосудах.

Водный обмен в организме человека регулируется центральной нервной системой и гормонами. Нарушение функции этих регуляторных систем вызывает нарушение водного обмена, что может приводить к отекам тела. Конечно, различные ткани человеческого организма со­держат различное количество воды. Самая богатая водой ткань — стекловидное тело глаза, содержащее 99%. Самая же бедная — эмаль зуба. В ней воды всего лишь 0,2%. Много воды содержится в веществе мозга.

Важной функцией океанов и морей является регулирование содержания в атмосфере углекислого газа (диоксида углерода). Его относительное содержание в атмосфере невелико и составляет всего лишь 0,03— 0,04 %, Однако общая масса, заключающаяся в атмо­сфере, очень большая — 2000—2500 млрд. т. В связи с развитием энергетики, промышленности и транспорта сжигается огромное количество угля и нефтепродуктов. Основным продуктом их окисления является СО2. Учеными установлено, что атмосферный СО2 обладает способностью задерживать, т. е. не пропускать в косми­ческое пространство, тепловое излучение Земли («пар­никовый эффект»). Чем больше СО2 в атмосфере, тем теплее климат Земли. Общее потепление климата может привести к катастрофическим последствиям. В результате потепления усилится таяние льдов на полюсах планеты и в горных районах, что приведет к повышению уровня Мирового океана и к затоплению огромных площадей су­ши. Подсчитано, что если расплавить все ледники Гренлан­дии и Антарктиды, то уровень океана поднимется почти на 60 м. Нетрудно догадаться, что тогда Санкт-Петербург и многие приморские города окажутся под водой. Важным регулятором содержания СО2 в атмосфере является растительный покров Земли. В результате фотосинтеза растения превращают СО2 в клетчатку и освобождают кислород:

CO2 + 6H2O-> C6H12O6 + 6O2

Уместно отметить, что растения — основные поставщики атмосферного кислорода, а его источником прямо или косвенно является вода. Ежегодное продуцирование кис­лорода земной растительностью планеты составляет 300 млрд. т.

Основную роль в регулировании содержания СО2 в атмосфере играют океаны. Между Мировым океаном и атмосферой Земли устанавливается равновесие: углекис­лый газ СО2 растворяется в воде, превращаясь в угольную кислоту Н2СО3, и далее превращается в донные карбо­натные осадки. Дело в том, что в морской воде содер­жатся ионы кальция и магния, которые с карбонатным ионом могут превращаться в малорастворимый карбонат кальция СаСО3 и магния MgCO3. Многие морские орга­низмы извлекают первую соль из морской воды и строят из нее панцири. При отмирании этих организмов за боль­шие периоды времени на дне образуются огромные скоп­ления панцирей. Так формируются залежи мела, а в результате вторичных геологических превращений — за­лежи известняков, часто в виде бутовых плит. Как мел, так и бутовый камень широко используют в строитель­ном деле.

Зеленому покрову Земли невозможно справиться с задачей удержания примерно на одном и том же уровне содержания СО2 в атмосфере. Подсчитано, что наземные растения для построения своего тела ежегодно потребляют из атмосферы 20 млрд. т СО2, а обитатели океанов и морей извлекают из воды 155 млрд. т в пересчете на СО2.

Не менее важным веществом в создании «парнико­вого эффекта», чем СО2, является атмосферная вода. Она также перехватывает и поглощает тепловое излуче­ние Земли. Однако в атмосфере ее гораздо больше, чем углекислого газа. Атмосферную влагу, особенно в виде облаков, иногда сравнивают с «одеялом» планеты. Многие замечали, при ясном и безоблачном небе ночи бывают холоднее, чем в облачную погоду.

К основным потребителям пресной воды относятся: сельское хозяйство (70%), промышленность, включая энергетику (20 %) и коммунальное хозяйство (~ 10 %). В промышленном производстве наиболее водоемкими яв­ляются химическая, целлюлозно-бумажная и металлурги­ческая промышленность. Так, на изготовление I т синте­тического волокна расходуется 2500—5000, пласт­массы — 500—1000, бумаги — 400—800, стали и чугуна — 160—200 м3 воды. Опыт показывает, что на быто­вые нужды житель благоустроенного города расходует 200—300 л воды в день. Распределение потребления воды в среднем следующее: на приготовление пищи и питье расходуется всего лишь 5 %, в смывном бачке туалета — 43, для ванны и душа — 34, на мытье посуды — 6, на стирку — 4, на уборку помещения — 3 %.

Для приготовления пищи и в качестве питьевой может быть использована природная вода, если она не содержит вредных микроорганизмов, а также вредных минераль­ных и органических примесей, если она прозрачна, бес­цветна и не имеет привкуса и запаха. В соответствии с Государственным стандартом содержание минеральных примесей не должно превышать 1 г/л. Кислотность воды в единицах рН должна быть в пределах 6,5—9,5. Концентрация нитратного иона не должна превышать 50 мг/л. Естественно, что она должна также отвечать бактериологическим требованиям и иметь допустимые показатели на токсичные химические соединения. Этим требованиям наиболее часто удовлетворяет колодезная и родниковая вода. Однако в больших количествах найти воду, отвечающую Государственному стандарту, трудно. Поэтому ее приходится очищать на специальных станциях. Основными стадиями очистки являются фильт­рование (через слой песка) и обработка окислителями (хлором или озоном). В некоторых случаях приходится применять коагуляцию. Для этого используют сульфат алюминия A12{SO4)3. В слабощелочной среде, создавае­мой карбонатами кальция, под действием воды эта соль гидролизуется и из нее получается хлопьевидный осадок гидроксида алюминия Аl(ОН)3, а также сульфат кальция CaSO4 в соответствии с уравнением

Al2 (SO4)3 + ЗСа (НСО3)2 = 2AI (ОН) 3 ↓ + 3CaSO4↓ + 6СО2

Гидроксид алюминия А1(ОН)3 вначале образуется в виде мелких коллоидных частиц, которые со временем объединяются в более крупные. Этот процесс называют коагуляцией. При коагуляции хлопья А1(ОН)3 захваты­вают взвешенные примеси и сорбируют на своей развитой поверхности органические и минеральные вещества.