ماء

الماء هو المركب الكيميائي الأكثر شيوعاً في الأرض.

الماء في حالاته الثلاثة: سائل، صلب (ثلج)، غاز (بخار ماء).

الماء هو سائل شفاف يوجد في الكرة الأرضية في مياه الأمطار وفي المسطحات المائية من الجداول والبحيرات والبحار والمحيطات، كما يعد المكون الأساسي للسوائل في المتعضيات وفي جميع الكائنات الحية. كيميائياً يعد الماء أشهر المركبات الكيميائية على الإطلاق، ويتألف جزيء الماء من ثلاث ذرّات: ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين، والتي ترتبط ببعضها برابطة تساهمية، بحيث أن له الصيغة الكيميائية H₂O. يكون الماء في الحالة السائلة عند الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة، ولكن الحالات الأخرى للماء شائعة الوجود أيضاً وهي الحالة الصلبة على شكل جليد والحالة الغازية على شكل بخار ماء.

إن الماء هو أساس وجود الحياة على الأرض، وهو يغطي 71% من سطح الكرة الأرضية. توجد النسبة العظمى من الماء على الأرض في مياه البحار والمحيطات، وتبلغ حوالي 96.5%. تتوزع النسب الباقية بين المياه الجوفية وبين جليد المناطق القطبية (1.7% لكليهما)، مع وجود نسبة صغيرة على شكل بخار ماء معلق في الهواء على هيئة سحاب (غيوم) وأحياناً على هيئة ضباب أو ندى، بالإضافة إلى الهطولات المطرية أو الثلجية. تبلغ نسبة الماء العذب حوالي 2.5% فقط من الماء الموجود على الأرض، وأغلب هذه الكمية (حوالي 99%) موجودة في الكتل الجليدية في المناطق القطبية، في حين أن 0.3% من الماء العذب هو الموجود في الأنهار والبحيرات وفي الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك توجد كميات كبيرة من الماء داخل الأرض وذلك في الطبقات العميقة تحت القشرة الأرضية.

تتغير حالة الماء بين الحالات الثلاثة للمادة على سطح الأرض باستمرار من خلال ما يعرف باسم الدورة المائية (أو دورة الماء)، والتي تتضمن حدوث تبخر ونتح (نتح تبخري) ثم تكثيف وهطول ثم جريان لتصل إلى المصب في المسطحات المائية.

إن الحصول على مصدر نقي لمياه الشرب أمر مهم لنشوء الحضارات عبر التاريخ، إلا أن العقود الأخيرة شهدت حالات شح في المياه العذبة وذلك في العديد من المناطق في العالم، حيث يقدر حسب إحصاءات الأمم المتحدة أن حوالي بليون شخص على سطح الأرض لا يزالون يفتقرون الوسيلة للوصول إلى مصدر آمن لمياه الشرب، وأن حوالي 2.5 بليون يفتقرون إلى وسيلة ملائمة من أجل تطهير المياه.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية

المقالات الرئيسة: خصائص الماء وصفحة بيانات الماء

البنية الجزيئية للماء

يمكن إيراد الخصائص الكيميائية والفيزيائية الأساسية للماء على شكل النقاط التالية:

• الماء سائل عند الظروف القياسية من الضغط ودرجة الحرارة وذلك عند 273.15 كلفن (0 °س, 32 °ف) وضغط 100000 باسكال (1 بار، 14.5 بساي، 0.99 جو)، وهو عديم المذاق، كما أنه عديم اللون عندما يكون بكميات صغيرة، إلا أنه يأخذ لوناً أزرقاً عند ازدياد عمق الطبقات، وتلك خاصية في أصل وجوهر الماء، ويعود سببها إلى امتصاص انتقائي في المجال الأحمر من الطيف المرئي وتبعثر للضوء الأبيض، أما بخار الماء فهو أساساً غاز عديم اللون.

خاصية التوتر السطحي للماء

• نظرياً تكون بنية الماء الجزيئية بحيث تقع ذرة الأكسجين في مركز بنية جزيئية رباعية السطوح تقع فيها ذرتا الهيدروجين بالإضافة إلى الزوجين الإلكترونيين (الموجودين على ذرة الأكسجين) على زوايا الشكل رباعي السطوح. ولكن الشائع أن البنية الجزيئية للماء منحنية وغير خطية، إذ تبلغ زاوية الرابطة H-O-H مقدار 104.45°. تلك القيمة من زاوية الرابطة أصغر من القيمة النظامية لرباعي السطوح 109.47، ويعود ذلك إلى تدافع الزوجين الإلكترونيين ليشغلا أبعد مسافة ممكنة عن بعضهما حسب نظرية فيسبر. يبلغ طول الرابطة O-H في جزيء الماء 95.84 بيكومتر.
• بما أن كهرسلبية ذرة الأكسجين حسب مقياس باولنغ (3.5) أعلى من ذرة الهيدروجين (2.1)، تحمل ذرة الأكسجين شحنة سالبة جزئية في حين تحمل ذرة الهيدروجين شحنة موجبة جزئية، بالتالي يكون الماء جزيئاً قطبياً ذا عزم ثنائي قطب يبلغ مقداره 1.84 ديباي. يستطيع الماء على أساس ذلك أن يشكل روابط هيدروجينية بين جزيئية. تؤدي هذه العوامل إلى وجود قوة ترابط بين جزيئية قوية، مما يفسر ظهور خاصية التوتر السطحي الكبيرة للماء، بالإضافة إلى الخاصية الشعرية. تفسر خاصية التوتر السطحي للماء ظاهرة إمكانية وقوف الحشرات خفيفة الوزن على سطح الماء، بالإضافة إلى إمكانية تشكل القطرات؛ في حين أن الخاصية الشعرية، والتي تشير إلى ميل الماء إلى الصعود إلى أعلى أنبوب شعري رفيع بشكل معاكس لقوة الجاذبية، وهي خاصية مهمة وحيوية عند النباتات الوعائية مثل الأشجار.
• يعد الماء من المذيبات القطبية الجيدة، وعادة ما يشار إليه على أنه "مذيب عام". تعرف المواد الكيميائية القابلة للانحال في الماء بأنها مواد محبّة للماء (هيدروفيلية) مثل الأملاح والسكريات والأحماض والقلويات وبعض الغازات مثل الأكسجين وثنائي أكسيد الكربون. بالمقابل، تعرف المواد الكيميائية التي تكون غير قابلة للامتزاج مع الماء (مثل الدهنيات (الزيوت والشحوم وغيرها) بأنها كارهة للماء (هيدروفوبية). من جهة أخرى يمتزج الماء مع العديد من السوائل كالكحولات (الإيثانول مثلاً) بكافة النسب مشكلاً مزيجاً له صفات معينة، منها كونه ثابت الغليان (مزيج أزيوتروبي). ولكن بالمقابل لا يمتزج الماء مع أغلب الزيوت العضوية، إذ تشكل الأخيرة طبقة ذات كثافة أقل على سطح الماء.

تمثيل للروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء

• تعتمد قيمة نقطة غليان الماء (كما هو الحال في كافة السوائل) على قيمة الضغط الجوي المحيط. على سبيل المثال، فإن الماء يغلي عند مستوى سطح البحر عند الدرجة 100 °س، في حين أنه يغلي عند الدرجة 68 °س عند قمة جبل إيفرست (8,848 م فوق سطح البحر).
• تبلغ قيمة السعة الحرارية النوعية للماء 4181.3 جول/(كغ·كلفن)، وهي قيمة مرتفعة نسبياً بالمقارنة مع باقي المركبات الكيميائية، كما أن له قيمة حرارة تبخر مرتفعة (2257 كيلوجول/كغ) أيضاً. يعود ارتفاع هذه القيم إلى الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء، من جهة أخرى، تساهم تلك القيم المرتفعة في جعل مناخ الأرض معتدلاً وذلك بامتصاص التباينات والتأرجحات الكبيرة في درجة الحرارة.
• للماء كثافة مقدارها 1000 كغ/م³ (تعادل 1 غ/مل) عند الدرجة 4° س، أما الجليد فكثافته تبلغ 917 كغ/م³. تبلغ كثافة الماء القيمة الأعظمية لها عند الدرجة 3.98 °س، وبعد ذلك تميل للتناقص على العكس من أغلب المواد النقية الأخرى، والتي تزداد كثافتها عندما تنخفض درجة حرارتها. يعود التناقص في قيمة الكثافة إلى البنية المفتوحة غير المتراصة للجليد والذي يبدأ بالتشكل تدريجياً في الماء ذي درجة الحرارة المنخفضة (دون 3.98 °س)، إذ لا توجد طاقة حرارية كافية لتأمين توجهات الحركة العشوائية للجزيئات، مما يؤدي إلى اصطفافها على المستوى الجزيئي ولكن ببنية مفتوحة منتظمة مما يؤدي إلى ازدياد الحجم العام للسائل؛ ولذلك فإنه بين درجتي الحرارة 3.98 °س و 0 °س يزداد الحجم مع تناقص درجة الحرارة. يتمدد الماء ليشغل حجماً أكبر بنسبة 9% من حجم الجليد، بالتالي ستكون كثافة الجليد أقل من كثافة الماء، لذلك يطفو الجليد على سطح الماء السائل، كما هو الحال في الجبال الجليدية.
• للماء النقي موصلية كهربائية ضعيفة، ولكنها تزداد عند إذابة كمية قليلة من مادة أيونية مثل كلوريد الصوديوم.
• عند تطبيق طاقة كافية على الماء تفوق كمية الحرارة القياسية للتكوين والتي تبلغ 285.8 كيلوجول/مول (15.9 ميغاجول/كغ) يحدث عندئذ انفصام لجزيء الماء إلى مكوناته من الهيدروجين والأكسجين، وهذا ما يحدث عند تطبيق جهد مرتفع من التيار الكهربائي بشروط معينة للحصول على ظاهرة التحليل الكهربائي للماء. إن الطاقة اللازمة لفصم الماء إلى الهيدروجين والأكسجين عبر التحليل الكهربائي أو وسيلة أخرى تفوق الطاقة المستحصلة من تفاعل اتحاد العنصرين المذكورين. يمكن أن يتم ذلك على مستوى تعليمي لإطهار تفاعل تحلل الماء عبر جهاز هوفمان لتحليل الماء:

$\mathrm {2\ H_{2}O\rightarrow 2\ H_{2}+O_{2}}$

• يصنف الماء كيميائياً على أنه أكسيد للهيدروجين، وهو يتشكل عندما يحترق الهيدروجين أو أي مركب حاوٍ عليه بالأكسجين، وهو مزيج انفجاري. تستطيع العناصر الكيميائية الأكثر كهرسلبية من الهيدروجين مثل الليثيوم والصوديوم والكالسيوم والبوتاسيوم والسيزيوم أن تزيح الهيدروجين من الماء مشكّلة بذلك الهيدروكسيدات الموافقة.
• يمكن إجراء تفاعل كشف عن الماء بأساليب لاعضوية تقليدية، إذ أن الماء يلوّن ملح كبريتات النحاس الثنائي اللامائي أبيض اللون إلى اللون الأزرق، كما يتحول لون الورق المشبع بملح كلوريد الكوبالت الثنائي اللامائي من الأزرق إلى الأحمر عند التماس مع الماء. أما تحليليلاً فتحدد كمية الماء باستخدام طريقة كارل-فيشر.
• التعادل الحمضي: الماء سائل متعادل كيميائيا، إذ أن درجة الحموضة أو القاعدية فيه هي 7، وهذا يعني أنه لا يمكن اعتبار الماء مادة حمضية أو قاعدية، لأنه مادة متعادلة كيميائياً.
• حسب توزع نظائر الهيدروجين وتركيبها فيمكن لجزيء الماء أن يكون بالإضافة إلى الشكل الشائع "الخفيف" على شكل ماء ثقيل عندما يكون نظير الهيدروجين الديوتيريوم مكان الأول في جزيء الماء (D₂O)، كما يمكن أن يكون على الشكل ماء فائق الثقل عندما يحل التريتيوم مكان الهيدروجين في جزيء الماء (T₂O).

الخاصية	ملاحظات	الأهمية
حالات المادة	المادة الوحيدة التي توجد طبيعياً في حالاتها الثلاثة (أطوار المادة) على شكل صلب وسائل وغازي على سطح الأرض	انتقال الحرارة بين المحيط والغلاف الجوي عبر التحول الطوري.
قابلية الإذابة	يستطيع الماء إذابة الكثير من المواد بكميات جيدة بشكل أكبر من أي مادة سائلة معروفة	خاصية مهمة جداً في العمليات الكيميائية والفيزيائية والحيوية.
الكثافة الكتلية	تحدد قيمة كثافة الماء حسب درجة الحرارة والملوحة والضغط (العوامل مرتبة حسب الأهمية). تبلغ كثافة الماء النقي قيمتها العظمى عند 4 °س، أما مياه البحر فإن نقطة التجمد تتناقص مع ازدياد الملوحة	خاصية تتحكم في الجريان العمودي للتيارات المائية في المحيطات، وتساهم في توزيع الحرارة، وتساهم في التدرج المائي الموسمي.
التوتر السطحي	أعلى قيمة بين السوائل الشائعة	تتحكم في تشكل القطرات; مهمة في علم وظائف الخلية في جسم الإنسان.
الموصلية الحرارية	أعلى قيمة بين السوائل الشائعة	مهمة على نطاق ضيق خاصة على المستوى الخلوي.
السعة الحرارية	أعلى قيمة بين السوائل الشائعة	تفيد في امتصاص التقلبات في درجة الحرارة والحفاظ على اعتدال مناخ الأرض.
حرارة الانصهار	أعلى قيمة بين السوائل الشائعة	التحكم في الحرارة وضبطها كأثر لانتشار الحرارة عند التجمد وامتصاصها عند الانصهار.
قرينة الانكسار	تزيد مع ازدياد الملوحة وتتناقص مع ازدياد درجة الحرارة	تبدو الأشياء أقرب منها في الماء من الهواء.
الشفافية	عالية في المجال المرئي، والامتصاص يتم في المجال تحت الأحمر وفوق البنفسجي	مهمة من أجل التركيب الضوئي.
نقل موجات الصوت	جيدة بالمقارنة مع السوائل الأخرى	تمكّن من قياس الأعماق بالموجات الصوتية.
قابلية الانضغاط	ضئيلة	تغير ضضئيل للكثافة مع ازدياد العمق.
نقطة الغليان والانصهار	مرتفعة	تتيح وجود الماء على شكل سائل على سطح الأرض.

الماء في الكون

مستقبل Band 5 ALMA: وهو جهاز صمم خصيصاً للكشف عن الماء في الكون.

باستثناء الماء الموجود على سطح الأرض فإن معظم الماء الموجود في الكون يحصل عليه كناتج ثانوي من ولادة النجوم، والتي يترافق حدوثها بنشوء رياح تندفع خارجاً بقوة حاملة معها الغاز والغبار. عندما يصطدم ذلك الدفق من المواد بالغاز المحيط بالجرم المولود يؤدي ذلك إلى نشوء أمواج صدمة مما يعمل على تسخين الغاز. إن الماء الملاحظ في الكون ينتج بتلك الطريقة وبشكل سريع في ذلك الغاز المتكاثف الساخن. ظهر في سنة 2011 تقرير عن اكتشاف سحابة هائلة من بخار الماء في الكون بكميات تفوق الكمية الموجودة على الأرض ب 140 تريليون مرة وذلك في محيط نجم زائف يبعد حوالي 12 بليون سنة ضوئية عن الأرض، وقد استنتج من ذلك أن وجود الماء في الكون قد كان سائداً منذ بداية نشوئه.

على شكل بخار ماء

يوجد الماء بحالته الغازية على هيئة بخار ماء، وقد عثر في الكون على هذا الشكل من الماء في الغلاف الجوي للعديد من الأجرام في مجرة درب التبانة؛ وذلك في كل من:

• الغلاف الجوي للشمس وذلك بكميات نزرة قابلة للقياس.
• الغلاف الجوي لعطارد بنسبة 3.4%، ولكن توجد كميات أكبر في الغلاف الخارجي.
• الغلاف الجوي للزهرة بنسبة 0.002%.
• الغلاف الجوي للأرض بنسبة تقارب 0.40% بالنسبة لكامل طبقات الغلاف الجوي، إلا أنها تتراوح بين 1-4% بالقرب من السطح، بالإضافة إلى وجود كميات نزرة في الغلاف الجوي للقمر.
• الغلاف الجوي للمريخ بنسبة 0.03 %.
• الغلاف الجوي للمشتري وذلك فقط في المواد المتطايرة بنسبة 0.0004%، وكذلك في قمره أوروبا.
• الغلاف الجوي لزحل وذلك فقط في المواد المتطايرة، وكذلك في أقماره تيتان وديون وإنسيلادوس.
• الغلاف الجوي لأورانوس بكميات نزرة دون 50 بار.
• الغلاف الجوي لنبتون وذلك في الطبقات العميقة.

يوجد بخار الماء أيضاً في الغلاف الجوي للكوكب القزم سيريس.

الماء على الأرض

يوجد الماء في الطبيعة على ثلاث حالات فيزيائية:

• حالة سائلة: مياه البحار والأنهار والبحيرات والمياه الباطنية(الجوفية).
• حالة صلبة: كالثلوج والمسطحات الجليدية التي نراها خاصة في القطبين الشمالي والجنوبي وأعلى الجبال الشاهقة.
• حالة غازية: يوجد الماء على الحالة الغازية أي بخار الماء في الجو.

مصادر الماء

ينقسم الماء في الطبيعة إلى: 1- مياه سطحية: وهذه المياه تتمثل في الأنهار والبحار والمحيطات والقطع الثلجية و البحيرات: 2- مياه الأمطار: هي أنقى أنواع المياه الطبيعية، حيث تنحل فيها أثناء سقوطها بعض الغازات المنتشرة في الجو كالأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبعض المواد الصلبة العالقة في الجو. 3- مياه الأنهار: تتكون مياه الأنهار أساسا من الأمطار، وتحتوي هذه المياه على عديد المواد الصلبة المنحلة فيها بسبب مرورها وانسيابها عبر أنواع التربة المختلفة. 4- مياه الينابيع: وتنقسم مياه الينابيع إلى نوعين: ينابيع صغيرة الحجم وينابيع كبيرة الحجم. 5- مياه المحيطات والبحار: وهي تمثل النسبة الكبيرة. 6- مياه جوفية: وهي المياه الموجودة في باطن الأرض.

أنواع المياه

راجع: مخطط تصنيفي للماء

أنواع المياه:

• مياه فوارة: وهو الشكل الذي تحتفظ فيه المياه بمعدلات ثاني أكسيد الكربون نفسها التي كانت عليها قبل المعالجة.
• مياه غنية بالفيتامينات: وكما يتضح من الاسم يتم إضافة الفيتامينات لها حتى تصبح صحية أكثر.
• مياه الينابيع: وهي مياه غير معالجة وتأتي من المياه الجوفية لكنها تتدفق على سطح الأرض وتحتوي (على الأقل) على 250 جزئ/مليون من المواد الصلبة القابلة للتحلل.
• مياه مطهرة: وهي التي يتم تنقيتها بإحدى وسائل التنقية السابقة.
• مياه غنية بالأكسجين: وتحفظ باحتوائها على نسبة من الأكسجين أكثر 40 مرة من الماء العادي.
• مياه معدنية طبيعية: وهي التي تأتي من مصادر جوفية وتحتوي على معادن مثل الماغنسيوم الكالسيوم والصوديوم والحديد.
• مياه ذات نكهة: نكهات طبيعية أو صناعية تضاف غالبا للمياه المعدنية.
• مياه مقطرة: ويتم الحصول عليها بالتقطير لكنها تستخدم في المعامل الكيميائية من أجل التجارب وليس للشرب.
• مياه شبه قلوية أيونية: وهي التي تستخدم فيها الكهرباء لفصل الجزيئات وشحنها. وفي عام 1966 قامت وزارة الصحة اليابانية باعتماد هذا النوع من المياه رسميا للارتقاء بمستوى مياه الشرب الصحية.
• التعامل مع أنواع المياه المعبئة: إذا تم الشرب منها وفتحها لا تتركها لفترة طويلة بدون استخدامها لأن البكتريا ستنشط فيها والتي يكون مصدرها من الفم والبيئة التي توجد من حولنا.
• زجاجة المياه وطريقة العناية بها هامة من غسيل غطائها باستمرار وغسيل الزجاجة نفسها بالماء الساخن والصابون عند إعادة ملئها. مع تغييرها من فترة لأخرى.
• يمكنك إضافة بعض العناصر الصحية لكوب الماء الذي تشربه مثل شرائح الليمون أوأوراق النعناع الطازجة أو الزنجبيل المبشور.
• الماء مركب مستقر كيميائييا بحيث لا يمكن تفكيكه للمواد الأساسية التي تكونه الا عن طريق التحليل الكهربي

التأثيرات وأهميته في الحياة

يتكون كل كائن حي في معظمه من الماء، فجسم الإنسان مؤلف بنسبة 60% من الماء. أما الفيل وسنبلة القمح فيتألفان بنسبة 70% من الماء، ودرنة البطاطس ودودة الأرض تتألفان من 80% من الماء. أما ثمرة الطماطم ففيها 95% من الماء.

وتحتاج كل الكائنات الحية إلى كميات من الماء للقيام بعملياتها الحيوية. ويجب أن تتناول النباتات والحيوانات والإنسان العناصر الغذائية. وتساعد المحاليل المائية على تحليل العناصر الغذائية، وتحملها إلى كافة أجزاء جسم الكائن الحي. ومن خلال عمليات كيميائية يحول الكائن الحي العناصر الغذائية إلى طاقة أو إلى مواد لازمة لنموه أو إصلاح ما تلف منها. وتتم هذه التفاعلات في وسط محلول مائي. وأخيرا فإن الكائن الحي يحتاج إلى الماء للتخلص من الفضلات.

وعلى كل كائن حي أن يتناول الماء في حدود طبيعته وإلا سيموت. فالإنسان يستطيع أن يبقى على قيد الحياة لمدة أسبوع واحد فقط بلا ماء. ويموت الإنسان إذا فقد جسمه أكثر من 20% من الماء. ويجب على الإنسان تناول حوالي 2,4 لتر من الماء يوميا، إما على هيئة ماء شرب أو مشروبات أخرى غير الماء أو في الطعام الذي يتـناوله.

يستعمل الناس الماء لأكثر من حاجتهم للبقاء أحياء. فهم يحتاجون الماء للتنظيف والطبخ والاستحمام والتخلص من الفضلات. فاستعمال الماء بهذه الصورة يعتبر ضربا من الرفاهية لكثير من الناس. وملايين المنازل في آسيا وإفريقيا وأمريكا الجنوبية ليس بها ماء جار. ويتعين على الناس هناك سحب الماء يدويا من بئر القرية، أو حمله في جرار من البرك والأنهار البعيدة عن منازلهم.

ويمكن أن يستعمل كل فرد في بلد متقدم ما معدله 380 لترا من الماء في منزله يوميا، حيث يلزم استخدام 26 لترا من الماء لطرد أقذار المرحاض في كل مرة، كما يلزم ما يتراوح بين 76 و114 لترا للاستحمام. وتحتاج كل دقيقة تحت دش الحمام إلى 19 لترا من الماء على الأقل، ويلزم 57 لترا من الماء لغسل الأطباق في المنزل و152 لترا لتشغيل غسالة ملابس أتوماتيكية.

التأثيرات على المجتمعات البشرية

الزراعة

السعودية من الدول التي تعاني من شح في الموارد المائية، فتقوم الحكومة بتحلية المياه من البحر ومن الآبار ثم تباع في الأسواق.

تتطلب معظم النباتات التي يزرعها الناس كميات كبيرة من الماء. فعلى سبيل المثال، يلزم 435 لترا من الماء لزراعة كمية من القمح تكفي لخبز رغيف واحد. ويزرع الناس معظم محاصيلهم الزراعية في المناطق ذات الأمطار الوفيرة، ولكنهم في سبيل الحصول على مايكفيهم من الغذاء فإنه يلزمهم ري المناطق الجافة. ولاتعتبر كميات الأمطار التي تستهلكها المحاصيل الزراعية من ضمن استعمالات الماء، حيث أن مياه هذه الأمطار لم تأت من موارد مياه البلد. ولكن مياه الري من الناحية الأخرى تعتبر ضمن استعمالات الماء إذ إنها تسحب من الأنهار والبحيرات والآبار.

ومياه الري التي تستعملها أمة ما تعتبر مهمة بالنسبة لمواردها المائية، إذ إن هذه المياه تعتبر مستهلكة زائلة ولن يبقى منها شيء يعاد استعماله. تأخذ النباتات الماء عن طريق جذورها، ثم تمرره بعد ذلك عبر أوراقها إلى الهواء على هيئة غاز يسمى بخار الماء. وتحمل الرياح هذا البخار وهكذا يزول الماء السائل. ومن الناحية الأخرى فإن كل الماء المستعمل في منازلنا يعود إلى مصادر الماء ثانية. فالماء يحمل عبر أنابيب الصرف الصحي إلى الأنهار ثانية حيث يعاد استعماله مرة أخرى.

وفي أستراليا التي تعتبر أكثر قارات العالم جفافا (ماعدا أنتاركتيكا)، تستهلك عمليات الري 74% من مجمل الماء المستعمل.

يذهب حوالي 41% من الماء المستعمل في الولايات المتحدة لعمليات الري. أما في المملكة المتحدة وهي قطر ذو أمطار صيفية غزيرة فإن حوالي 1% من مجمل استعمال المياه يذهب للزراعة. ومعظم هذه الكمية تستعمل في عمليات الري بالرش، وذلك لبضعة أيام فقط أثناء فصل الصيف.

الصناعة

الاستعمال الوحيد الكبير للماء هو في الصناعة. ويلزم حوالي 144,000 لتر من الماء لعمل طن متري واحد من الورق. ويستعمل أرباب الصناعة حوالي 10 لترات من الماء لتكرير لتر واحد من النفط.

تسحب المصانع في الولايات المتحدة حوالي 600 مليار لتر من الماء يوميا من الآبار والأنهار والبحيرات. وتعتبر هذه الكمية معادلة لحوالي 52% من كميات الماء المستعمل في الولايات المتحدة.

وبالإضافة لهذا تشتري العديد من المصانع الماء من إدارات المياه في المدن. وتستعمل الصناعة في إنجلترا وويلز 80% من مجمل كميات المياه المستعملة هناك.

وتستعمل الصناعة الماء بعدة طرق، فهي تستعمله في تنظيف الفاكهة والخضراوات قبل تعبئتها أو تجميدها. ويستعمل مادة أساسية في المشروبات الغازية والأطعمة المعلبة المحفوظة ومنتجات عديدة أخرى وفي تكييف الهواء وتنظيف المصانع أيضا. ولكن معظم كميات المياه المستعملة في الصناعة يتم استعمالها في عمليات التبريد. فمثلا يبرد الماء البخار المستعمل في إنتاج القدرة الكهربائية من حرق الوقود، كما يقوم بتبريد الغازات الساخنة الناتجة عن عمليات تكرير النفط. ويبرد الفولاذ الساخن في مصانع الفولاذ.

ومع أن الصناعة تستعمل كميات وفيرة من الماء، إلا أن نحو 2% فقط من هذا الماء يعتبر مستهلكا مهدرا. ويعاد معظم الماء المستعمل في عمليات التبريد ثانية إلى الأنهار والبحيرات التي أخذ منها أصلا. والماء المستهلك في الصناعة هو ذلك الماء المضاف للمشروبات الغازية والمنتجات الأخرى. وكذلك كميات الماء القليلة التي تتحول إلى بخار أثناء عمليات التبريد.

توليد الكهرباء

يستعمل الناس الماء أيضا في إنتاج القدرة الكهربائية اللازمة لإضاءة منازلهم وتشغيل مصانعهم. وتقوم محطات توليد القدرة الكهربائية باستعمال الفحم الحجري أو أي وقود آخر لتحويل الماء إلى بخار. ويؤمن البخار الطاقة اللازمة لتشغيل الآلات التي ستنتج الطاقة الكهربائية. وتستخدم محطات توليد القوة الكهرومائية طاقة المياه الساقطة من الشلالات والسدود لتدوير التوربينات التي تدفع بدورها مولدا لإنتاج الكهرباء.

للشرب

يضطر العديد من الناس للمشي إلى الأماكن البعيدة لإحضار مياه الشرب.

جسم الإنسان يحتوي على الماء بنسبة 55% إلى 78%. وذلك يعتمد على حجم الإنسان. في الحقيقة يحتاج الجسم من واحد إلى سبعة لترات من الماء يوميا لتجنب الجفاف، والكمية التي يحتاجها تماما تعتمد على مستوى النشاط والحركة ودرجة الحرارة والرطوبة وغيرها من العوامل. يتم تعويض النقص بالتهام الطعام أو المشروبات الأخرى التي تحتوي على كمية ماء عالية. لم يتضح مقدار الماء اللازم للأشخاص الأصحاء، رغم أن معظم العلماء اتفقوا على أن ما يقارب 2 لتر (6 إلى 7 أكواب) من الماء يوميا هو الحد الأدنى للحفاظ على الترطيب المناسب. لكن الأدب الطبي يفضل استهلاك أقل، عادة 1 لتر من الماء للذكر متوسط العمر، باستثناء المتطلبات الإضافية نتيجة لفقدان السوائل من ممارسة التمارين الرياضية أو الطقس الحار. لأولئك الذين يملكون كبد سليمة، من الصعب عليهم شرب الماء بكثرة، لكنه (خصوصا عند ممارسة الرياضة وفي الأجواء الحارة) من الخطورة شرب الماء بقلة.

قانون المياه، سياسة المياه، أزمة المياه

برج المياه من معالم مدن عديدة حول العالم

نقص المياه. لاتحصل مناطق عديدة من العالم على أمطار كافية، وتعاني نقصا ثابتا ودائما في المياه. كما أن مناطق أخرى عديدة تتلقى طبيعيا كميات كافية من الأمطار، إلا أنها يمكن أن تتعرض فجأة إلى سنوات من الجفاف. ويكون المناخ متقلبا خصوصا في المناطق التي تسقط عليها أمطار خفيفة. وتتعرض مثل هذه المناطق لسلسلة من سنوات الجفاف المدمرة.

في ثلاثينيات القرن العشرين، تأثر الجزء الجنوبي الغربي من الولايات المتحدة الذي يعتبر منطقة جافة، لأطول فترات من الجفاف في تاريخه. وأدت الرياح لكنس التربة الجافة وسببت عواصف ترابية عاتية. وأصبح معظم المنطقة معروفا باسم العواصف الغبارية، واضطرت مئات من عائلات المزارعين لهجر منازلها.

تتعاقب فترات هطول أمطار قليلة مع فترات أمطار غزيرة من سنة لأخرى ومن مكان لآخر. وفي ثمانينيات القرن العشرين أصاب الجفاف مناطق في الأرجنتين، وأستراليا، والبرازيل وإثيوبيا، وباراغواي، وأروجواي، وكثيرا من الأقطار الأخرى. وفي الوقت ذاته اجتاحت فيضانات قوية بعض أجزاء من بنغلادش والصين والهند وأقطار أخرى. وتعاني مناطق عديدة نقص الماء لأن السكان لا يهيئون أنفسهم لمواجهة فترات يقل فيها المطر عن المعتاد. وكان من الممكن أن يتوقف نقصان الماء هذا وتتم السيطرة عليه لو أن الناس أنشأوا بحيرات صناعية أو خزانات ووسائل أخرى تنجيهم من الجفاف.

خلال ستينيات القرن العشرين، انخفض معدل هطول الأمطار في شمال شرقي الولايات المتحدة إلى ما دون معدله الطبيعي لعدة سنوات، وكان على كثير من المدن أن تحد من استعمال الماء. وعانت مدينة نيويورك بشكل خاص وذلك بسبب كثافتها السكانية العالية. وبهدف المحافظة على الماء أوقف السكان استعمال مكيفات الهواء التي تعمل بالماء وتركوا مروجهم تذبل، وحدت المطاعم من تقديم الماء للزبائن وأعلنت المدينة منطقة منكوبة. ونشأت مشاكل مدينة نيويورك لكونها لاتملك خزانات مياه ولاشبكات توزيع كافية ولا وسائل أخرى لإمداد المدينة بالماء خلال فترات الأمطار الخفيفة التي تدوم طويلا.

الماء في الثقافة

للماء دور حيوي في تقدم وبقاء الحضارة الإنسانية. وقد نهضت الحضارات الأولى في وديان الأنهار الكبيرة، في وادي النيل في مصر وشمالي السودان، ووادي دجلة والفرات في بلاد ما بين النهرين، ووادي السند في الهند وباكستان، ووادي هوانج في الصين. وأنشأت كل هذه الحضارات أنظمة ري كثيرة طورت الأرض وجعلتها منتجة.

وقد انهارت الحضارات حينما نضبت موارد المياه أو عندما أساء الناس استخدام هذه الموارد. ويعتقد كثير من المؤرخين أن سقوط حضارة السومريين في بلاد ما بين النهرين كان بسبب ضعف المهارة والخبرة في عمليات الري. فقد تركز الملح من مياه الري في الأرض بعد تبخر المياه وأخذ يتراكم في التربة. وكان من الممكن تفادي تركز الملح في التربة بغسل الملح بماء إضافي. وإذا لم يتم صرف ماء الأرض تصبح مشبعة بالماء، فقد فشل السومريون في تحقيق التوازن اللازم بين تركز الملح في التربة وبين عمليات صرف المياه منها. وأدت زيادة تركز الملح في التربة وكذلك تشبعها بالماء إلى الإضرار بالمحاصيل. ومن ثم انخفض الناتج الزراعي تدريجياً وتفاقم نقص الغذاء. ومع انهيار الزراعة انهارت الحضارة السومرية.

شق الرومان القدماء قنوات لجر الماء، وأنشأوا القنوات والخزانات المائية في أرجاء إمبراطوريتهم، وأحالوا المناطق على طول ساحل الشمال الإفريقي إلى حضارة مزدهرة. وبعد ذهابهم طويت مشاريعهم المائية. وفي الوقت الراهن صارت بعض هذه المناطق أماكن صحراوية.

الماء في الديانات

يعد الماء في العديد من الديانات مادة طاهرة، ويتم الاغتسال بالماء للتطهر، وللتحلل من الذنوب. ففي الإسلام، يحظى الماء بمكانة كبيرة، إذ ورد في القرآن أن الماء أساس الحياة، كما أن الماء يستعمل للتطهر والوضوء في كل صلاة ولغسل الأموات قبل الدفن. وكذلك في الديانة اليهودية، يستعمل الماء للتطهر والاغتسال. وفي الديانة المسيحية، يستعمل الماء للتعميد.

انظر أيضا

• مياه متجددة
• ماء ثقيل
• ماء مسوس
• ماء جوفي
• تلوث المياه
• مياه معدنية
• الماء فائق التأين
• ماء كوني

وصلات خارجية

• OECD Water statistics