1

Замърсяване на водите с 

пестициди

Сибел Емин Махмуд спец.”Биология и ООС” фак.номер 14034

6.1.2016 г.

3

Съдържание:

1.Струкура на водата.

2.Свойства на водата

3..Химична свойства

4.Състав на природни води

5.Замърсяван на води.Източници на замърсяване

6.Замърсяване с пестициди

7.Методи за опазване на ОС от пестициди

4

Структура на водата. Основни свойства на водата. Състав на 
природни води

1.

Строеж на водната молекула. Структура на водата.

Водната молекула се състои от един кислороден и два водородни атома.
Ядратата на кислородния и водородните атоми образуват равнобедрен триъгълник, във 
върха на който се намира кислородния атом. В невъзбудено състояние разстоянието 
между кислородния и водородните атоми е 0,96 А, между двата водородни – 1,54 А, а 
ъгъла между тях е 104,5о

Водната молекула се състои от два елемента, различаващи се съществено по
своята относителна електроотрицателност – за кислорода тя е 3,5, а на водорода – 2,1.
По тази причина електронният облак е изтеглен към кислородния атом и около
водородния атом той остава с по-малка плътност, поради което водната моекула е
диполна и се характеризира с диполен момент 1,86 D. От електронната формула H:O:H
се вижда, че двете двойки електрони (горе и долу) не участват в образуването на
химичната връзка, което дава възможност за образуване на аквакомплекси.
От казаното за структурата на водната молекула и нейната електронна формула
се вижда, че вътрешномолекулните сили не са напълно компенсирани и те се проявяват 
извън пределите на молекулата. Това дава възможност водните молекули да си 
взаимодействат помежду си като образуват асоциати. Степента на асоциация на
водните молекули и структурата на асоциатите зависи от температурата и налягането а
също и от броя на ефективните връзки, в образуването на които може да участва всяка
молекула. Реализирането на различни структури зависи от еластичността на
водородната връзка. Всяка водна молекула може да образува четири водородни връзки:

Единични водни молекули съществуват само, когато водата се намира в
газообразно състояние. В течната вода водните молекули се намират в асоциирано

5

състояние и образуват агрегати с различен брой молекули. Равновесният процес между
асоциираните и единичните молекули се изразява със съотношението:
(H2O)n  nH2O
С повишаване на температурата равновесието се изтегля към образуване на
единични молекули. Водата образува асоциатите (H2O)2, (H2O)3 и др. Нейната
максимална плътност при 4оС се обяснява от някои с това, че при тази температура
преобладават молекулните агрегати (H2O)2.

2.

Свойства на водата

На първо място водата е единственото вещество в природата, което се среща
едновременно в три агрегатни състояния – течно,твърдо и газообразно. В течно
състояние водата образува огромни водни маси-океани и морета, във вид на малки и
големи реки и езера, подземни води тя се намира почти навсякъде. Във вид на сняг и
лед покрива значителни части от земната повърхност. Около 40% от водата на Земята
се намира във вид на водни пари. Заедно с въздуха водата е и най-подвижното
вещество в природата.

Водата се характеризира с най-голяма топлоемкост сред всички твърди и течни
вещества Топлоемкостта е количеството топлина, необходима за загряване на 1kg от
дадено вещество с 1 калория или 1 оС. За водата тя е 2 пъти по висока от тази на
спирта, пет – от тази на алуминия, 10 пъти от тази на желязото и 4 пъти по-голяма от
тази на въздуха. По тази причина водните пари играят ролята на акумулатор на
топлина в природата. По този начин те смекчават и регулират климата на
крайбрежните райони и на Земята като цяло. Влиянието на океаните и моретата върху
климата се проявява особено ярко чрез морските течения (Гълфстрийм – Северен
ледовит океан, Куросиво – Тихи океан). Регулиращо влияние върху климата оказват и
водните пари в атмосферата. Те задържат около 60% от топлинното излъчване на
Земята.
Водата има и извънредно малка топлопроводност –нагряването на водите в
дълбоките и придънните слоеве става главно чрез вертикално разместване на
пластовете. Малката топлопроводност на снега, леда и водата, заедно с голямата
топлоемкост оказват благоприятно влияние за развитието на растенията и животните
във водоемите и сушата.

Водата е среда, в която се извършват редица биологични процеси. Всички живи
същества съдържат определено количества вода. От растенията най-малко вода
съдържат лишеите и мъховете – 5-7%, от животните – 40-50% в насекомите.
Бозайниците съдържат 60-68%, листата на растенията – около 75-85%, картофи,
ябълки, круши – до 80-85%, домати,краставици, моркови, гъби – до 98%. В човешкия
организъм най-малко вода се съдържа в костите – 22-24%, в черния дроб-70%,
бъбреците – 80%, в мозъка – 86%. Количеството на водата зависи и от възраста на
човешкия организъм – двумесечен зародиш – 77%, новородено дете – 74%, а възрастен
човек – средно 66%.
Водата е абсолютно необходимо условие за съществуването на всички живи същества.
Тя създава онази физико-химична среда, без която е невъзможно осъществяването на
основния процес при живите същества – обмяната на веществата. В живите организми
водата се явява биологична течност, която играе роля не само на инертна среда, но и на 
активен участник във всички жизнени процеси.
За поддържане в нормално състояние на своите жизнени функции човек се
нуждае от около 2,5 литра вода в денонощие. При намаляване на нормалното

6

количество вода само с 1-2% (0,5-1литър) човек изпитва жажда. Жаждата се
предизвиква от повишаване на осмотичното налягане в организма. Величината на
температурата на човешкото тяло(37оС) не е случайна точка. Тя е свързана със
свойствата на водата и физиологичните процеси в организма (камилите издържат 
продължително време без вода – набавят я чрез -окисление на мастни киселини,
гризачите – до 6 месеца без вода набавят я при клетъчно окисление).

Водата играе важна роля в биосферата, но поради голямата и разпространеност много
от уникалните и своиства не се оценяват. Тези свойства са обусловени от структурата
на водната молекула, която има полярен характер. Диполите на водните молекули са
достатъчно силни за да осъществяват слаби химични взаимодействия, наречени
водородни връзки. Това асоцииране на водните молекули обуславя относително
високата температура на кипене на водата –100оС, докато вещества с подобен състав
но необразуващи водородни връзки, имат много по-ниски температури на кипене.
Водата кристализира при 0оС, но специфичната и плътност е най-голяма при 4оС.
Затова, когато повърхностния слой на водата се охлажда, той става по-плътен и потъва.
На негово място идва по-лека и топла вода от долните слоеве. В резултат на този
естествен масообмен (конвекция) се извършва пренос на хранителни вещества от
дъното към повърхността и на кислород в обратна посока. Тази замяна протича
непрекъснато, докато температурата на цялата водна маса не достигне 4оС. При
охлаждане от високи температури специфичният обем на водата намалява поради
понижаване на кинетичната енергия на молекулите. Това обстоятелство обаче
способства за образуване на по-големи асоциации, което благоприятства увеличаване
на специфичния обем.
При 4оС плътността на водата е максимална. При по-нататъшно охлаждане
повърхностния слой на водата става по-лек от долните слоеве и естествената
конвекция на водата спира. При температура по-ниска от 4оС, съотношението между
асоциираните и неасоциираните молекули е такова, че специфичния обем на водата
нараства до температурата на кристализация – 0оС. Плътността на леда е по-малка и
той плава върху повърхността на водата. Слоят лед служи за топлинна бариера и
предпазва водоемите от замръзване.
Водата на Земята се пречиства чрез извършване на кръговрат, наречен
хидрологичен цикъл. Той се състои от изпарение, кондензация   и валежи, т.е.
представлява поредица от промени в агрегатното състояние на водата.

3.

Химични свойства на водата.

Водата е устойчиво съединение при обикновени условия. При високи
температури (5000 оС) се дисоциира термично на H2 и O2: 2H2O 
2H2 + O2
Реагира с алкални и алкалоземни метали при обикновенна температура, а с магнезий
при нагряване с отделяне на водород (примери). Взаимодейства с редица киселинни и
алкални оксиди с образуване на съответните киселини и основи (примери). Трябва да
се подчертае, че водата като амфипротен разтворител участва в редица киселинно-
основни (хидролизни) процеси, които на свой ред обуславят активната реакция на
природните води.
Химически чистата вода има незначителна електропроводимост. Неутралната
реакция на чистата вода показва, че нейната дисоциация протича по уравнението:
H2O  H+ + OH- по Арениус
2H2O  H3O+ + OH- по Бръонстед – Лоури
[H+].[OH-]

7

Най-често реакцията на разтвора се характеризира само с концентрацията на
водородните йони. Характера на средата се изразява с отрицателния десетичен
логаритъм от концентрацията на водородните йони pH=-lg[H+].
С помощта на pH реакцията на разтвора се характеризира както следва:
неутрална - pH=7, алкална – pH>7 и кисела – pH<7. В природните води pH най-често е
от 5 до 9,5. Концентрацията на водородните йони и pH на природните води зависи от
концентрацията на CO2, хумусните киселини, киселинно-основните взаимодействия, а
също от образуването и разпадането на органичното вещество. рН на повърхностните
води е свързано с интензитета на тяхното осветяване и температурата на водата и
следователно с протичането на асимилационните процеси, които довеждат до
намаляване на съдържанието на CO2 и до повишаване на рН. Допустимият рН интервал 
за всички категории води варира от 5,5 – 9, което има голямо значение за живота във 
водоемите и за процесите на биологичното им самопречистване. Киселите води 
(рН<4,5) създават сериозни екологични проблеми, защото повечето организми са
приспособени да живеят в почти неутрални води и още защото киселите води
активизират миграцията на токсичните микроелементи (тежките метални йони). рН на
водата има особено значение при избора на метод за нейното пречистване.  

4.

Състав на природни води.

В природата няма химически чиста вода. Даже дестилираната вода, ако е
престояла известно време, показва рН<7, защото се онечиства с CO2. Както
природните, така и отпадъчните води са дисперсни ситеми, съдържащи неорганични и
органични замърсители – газове, йонно и молекулно разтворени вещества, колоидни
частици, суспендирани вещества, микроорганизми и др.

a)

Газове 

– В повърхностните води се съдържат най-вече CO2 и O2, а в

подземните – H2S, CH4, а в някои случаи в последните концентрацията на CO2 е
значителна.

b)

Кислород 

– В 100 обема вода при нормални условия се разтварят три обема

кислород, затова атмосферния кислород е основен източник на кислород в
повърхностните води. Свободен кислород се отделя в атмосферата при фотосинтезните
процеси:
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
докато дишането на животинските организми е свързано с консумирането на кислород.
Съдържанието на кслород във водите зависи от степента на протичането на
процеси с противоположен характер. Водата се обогатява на кислород при понижение
на температурата и при интензифициране на фотосинтезата. Към факторите,
понижаващи съдържанието на кислород във водите се отнасят окислителните процеси,
които се извършват с вещества от органичен и неорганичен произход – гниенето на
органични отпадъци, дишането на организмите и др. Затова съдържанието на кислород 
в природните води се колебае в сравнително широки граници – от 0 до 14 mg/dm3.

c)

Въглероден диоксид 

– Той се съдържа във водата предимно в молекулна форма.

Главен източник на СО2 е окислителното разграждане на органичните вещества –
дишането на организмите, биохимичното разпадане и окислението на органичните
остатъци. Въглероден диоксид се образува в огромни количества при изригване на
вулканите, главно в резултат на термична дисоциация на варовиците (реакцията), при
коагулационната обработка на природни и отпадъчни води.
В повърхностните води съдържанието на СО2 е по-ниско от това в подземните и
замърсените отпадъчни води, където то може да се изменя в широки граници от 0,1 до
20-30 mg/dm3
Въглеродния диоксид има голямо значение за живота във водните басейни, като

8

източник на въглерод при изграждане на растителните организми. Той играе основна 
роля при киселинно-основните процеси и обуславя до голяма степен показателите
киселинност, алкалност, стабилност, буферен капацитет, корозионност и др.
Кръговратът на въглерода на планетата се свързва преди всичко със световния океан,
защото СО2 се извлича от атмосферата при фотосинтезните реакции, а те в световния
океан протичат с 8 пъти по-голяма интензивност, сравнена с тази на сушата.

d)

Азот 

– N2 

е инертен газ и не участва директно в хидро-химичните процеси, но

косвено той е първопричината за появата на амониеви,нитритни и нитратни йони във
водите. Източник на азот е предимно въздуха, но азот може да се получи и при
денитрификация на нитратни йони в зони със затруднен водообмен и в присъствие на
денитрифициращи бактерии: 2HNO3 > 2HNO2> 2HNO>N2

e)

Метан 

– е един от най-разпространените газове в подземните води.

f)

Сяроводород 

– се образува при разпадане в отсъствие на кислород на

сяросъдържащи белтъчни вещества в дънните слоеве на водоемите

4.2.

Йони в природните води

В природните води се съдържат предимно следните йони : натриеви, калциеви,
магнезиеви, калиеви, хлоридни, сулфатни, хидрогенкарбонатни, които обуславят
техният минерален солеви състав. В някои подземни води се срещат значителни
количества нитратни йони. Наред с отбелязаните йони във водите могат да се съдържат
и редица микроелементи (С<10-3 %) , както и съставки, заемащи междинно положение,
каквито са амониевите и хидроксониевите йони.

a)

Калциеви и магнезиеви йони 

от алкалоземните елементи калцият е най-широко

разпространен по земната кора. Той участва в биохимичните процеси при изграждане
на костната система на животинските организми, откъдето след тяхното загниване
отново се връща в почвения слой.
Карбонатите, сулфатите и хлоридите на калция и магнезия обуславят твърдостта на
водата. Общата твърдост е сумарна величина, т.е. тя обхваща некарбонатната
(обусловена от присъствието на разтворени сулфати и хлориди на калция и магнезия) и
карбонатната (обусловена от хидрогенкарбонатите и карбонатите на калция и
магнезия). В карбонатната твърдост се включва и временната (отстранима при кипене)
твърдост на водата (реакции на термичното разлагане на хидрогенкарбонатите).
Твърдостта на водата се изразява в градуси (западните страни) или в mg ekv/за даден
обем

4.3.

Радиоактивни вещества 

В природните води могат да се съдържат

естествени и изкуствени радиоактивни вещества и във връзка с това се различава
естествена и изкуствена радиоактивност на водите. Естествената радиоактивност се
дължи главно на 239U и 232Th и техните разпадни продукти – аргон, радий, калий и 
др.,
а изкуствената на различни изотопи на елементите.

4.4.

Органични вещества 

Органичните вещества в природните води могат да

имат различен произход, но те се образуват главно при разграждането на разтителни
продукти от водосборния район и се представят предимно от хумусните вещества.

4.5.

Нефт и нефтопродукти 

Те се използват широко като горива и са един от

най-разпространените антропогенни замърсители на повърхностните води.
Повърхностната и дънната ципи затрудняват кислородния обмен във водоема и
довеждат до протичането на анаеробни процеси на загниване.

4.6.

Повърхностно-активни вещества (ПАВ) 

Към тази група се отнасят

вещества, които понижават повърхностното напрежение на водата и се характеризират
с положителна сорбция, т.е. концентрират се предимно на повърхността на водния