ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ КОРРЕСПОНДЕНТУ “НОВЫХ ИЗВЕСТИЙ” О ПОЛЬЗЕ И ВРЕДЕ АНТИГОЛОЛЁДНЫХ СРЕДСТВ.
Мосин О.В.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ:
1. В какой мере используемые в столице реагенты (хлористый кальций и хлористый натрий) можно считать безопасными для здоровья людей и животных, состояния машин и окружающей среды?
Начиная с зимнего периода 2001/2002 годов жилищно-коммунальные службы крупных городов (Москва, Санкт-Петербург и др.) стали отказываться от традиционной соли в пользу более эффективных экологически безопасных и более технологичных антигололедных реагентов (ПГР) нового поколения. В качестве основных реагентов стали применяться твердые ХКФ и "Биомаг" (хлористый кальций, ингибированный фосфатами), жидкие ХКМ (хлористый кальций модифицированный) и "Нордекс". Эти препараты были признаны экологически безопасными и достаточно эффективными антиобледенителями. Но в то же время данные реагенты обнаружили свойство создавать "масляную" пленку на дороге, в результате чего тормозной путь автомобиля увеличивался в несколько раз.
Как только наступает зима и речь заходит об антигололедных реагентах, пешеходы начинают жаловаться на испорченную верхнюю одежду и обувь, а водители вспоминают грязную жижу, летящую из-под колес, и изъеденные коррозией кузова. По словам специалистов столичных дорожно-коммунальных служб, занимающихся очисткой дорог, антигололёдные реагенты уже давно стали практически экологически чистыми, а грязь на дорогах появляется из-за самих автомобилистов, которые привозят ее на колесах своих машин из Подмосковья. Однако эксперты утверждают, что антигололёдные реагенты не так уж и безобидны для экологии и здоровья человека, а применение их может принести существенный вред экологии.
Как известно, точка замерзания воды в обычных условиях находится на отметке в 0º по Цельсию. Однако последние эксперименты в этой области показывают, что вода может оставаться в жидком состоянии при более низких температурах, и даже замерзать при нагреве – в определенных условиях. Главный фактор в проведенных недавно экспериментах – электрический заряд поверхности, на которой расположена вода. Игорь Любомирский (Igor Lubomirsky) из Института Вейцмана в Реховоте (Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israel) рассказывает: «Мы очень удивлены результатами. Получается, что при помощи контроля заряда поверхности можно подавлять или побуждать формирование льда».
Читал, что американские ученые создали лед, который не тает, кто у нас в России занимается этим направлением, а то промышленное холодильное оборудование очень дорогое и энергии потребляет многовато. Ученые, создайте дешевый лёд!!
Да, действительно. В настоящее время получены 14 различных структурных модификаций льда с различными свойствами. Среди них есть кристаллические (их большинство) и аморфные модификации, но все они отличаются друг от друга взаимным расположением молекул воды и физическими свойствами (темературой плавления, кристаллизации и др.). Правда, все, кроме обычного льда I, кристаллизующего в гексагональной решетке, образуются в условиях, близких к космическим — при очень низких температурах и высоких давлениях, когда углы водородных связей в молекуле воды изменяются и образуются системы, отличные от гексагональной. Такие условия на Земле не встречаются. Но их можно моделировать в современных лабораториях. Например, при температуре ниже –110 °С водяные пары выпадают на металлической пластине в виде октаэдров и кубиков размером в несколько нанометров — это так называемый кубический лед. Если температура чуть выше –110 °С, а концентрация пара очень мала, на пластине формируется слой исключительно плотного аморфного льда.
Доброго времени суток! Скажите пожалуйста, можно ли рассматривать ледяные шапки полюсов, как практический запас пресной воды планетарного масштаба? Можно ли, говоря простым языком, добывать пресную воду для промышленных и прочих нужд человечества, используя полярные ледники? Лично я считаю, что это заблуждение, когда считают, что ледники играют какую-то важную роль для планеты. Это просто накопление осадков, задерживающихся на полюсах из-за низкой температуры, а не наоборот.
Здравствуйте,
В настоящее время ледники, действительно рассматриваются как потенциальные источники пресной воды для различных дефицитных по пресной воде регионов, планеты. Например, льды Антарктиды по подсчетам специалистов составляют примерно 60% пресной воды на нашей планете. Ели средняя температура Земли увеличится на 1,1-6,4 градуса, уровень воды в мировом океане повысится на несколько метров, что грозит глобальными катастрофическими изменениями. Существуют множество проектов транспортирования ледников (айсбергов) в засушливые регионы.
Около десяти процентов суши покрыты ледниками — многолетними массами снега, фирна (от нем. Firn — прошлогодний слежавшийся зернистый снег) и льда, обладающими собственным движением.
Эти огромные реки льда, прорезающие долины и стачивающие горы, продавливающие своим весом континенты, хранят 80% запасов пресной воды нашей планеты.
Рассудите нас с другом - он пьет чай добавляя в него лед с холодильника (вода сырая водопроводная) и говорит это практически одно и то же, что и кипячение (хлор испаряется и т.д.), я с этим не согласен - разная структура воды, что не очень полезно...
Ответ:
Использовать лёд из холодильника в пищевых целях не рекомендуется, поскольку лёд в морозильной камере очень хорошо впитывает посторонние запахи и летучие примеси, в том числе и хладагенты при возможной разгерметизации морозильного оборудования. Поэтому не рекомендуется использовать такой лёд в пищевых целях.
Поскольку у атома кислорода больше электронов (химики говорят, что атом кислорода более электроотрицательный), чем у атома водорода, электроны двух атомов водорода сдвигаются в сторону более электроотрицательного атома кислорода, приводя к тому, что два положительных заряда атомов водорода компенсируются равным по величине двум атомов водорода отрицательным зарядом атома кислорода. Поэтому электронное облако имеет неоднородную плотность. Около ядер водорода имеется недостаток электронной плотности, а на противоположной стороне молекулы, около ядра кислорода, наблюдается избыток электронной плотности. Это приводит к тому, что молекула воды представляет собой маленький диполь, содержащий положительный и отрицательный заряды на полюсах. Именно такая структура и определяет полярность молекулы воды. Если соединить прямыми линиями эпицентры положительных и отрицательных зарядов получится объемная геометрическая фигура - правильный тетраэдр.
В обычный снегопад мы не задумываемся, что обычная снежинка при изучении ее в микроскоп, может представлять из себя не менее прекрасное зрелище и поражать нас правильностью и сложностью форм. Здесь небольшая подборка фотографий снежинок, которая наверняка убедит вас в том, что так надоевшее за зиму явление выпадения снега состоит из такой вот красоты.
Кристаллография в настоящее время активно развивается в связи с потребностями электроники и физики твердого тела — в частности, свойства полупроводников, использующихся в наших повседневных электронных приборах, в значительной мере зависят от характеристик используемых в них кристаллов. Очередной шаг в изучении свойств наиболее известных природных кристаллов — снежинок — сделан профессором физики Кеннетом Либбрехтом (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института. В лаборатории профессора Либбрехта снежинки выращиваются искусственно.
Лед и снег, занимая значительную часть поверхности Земли, существенно влияют на ее климат и на нашу жизнь. Ледники, ледяные покровы различных акваторий, вечная мерзлота, содержащие большие массы льда, с течением времени изменяют свое строение и состояние и воздействуют на геофизические процессы. С давних времен лед привлекал внимание исследователей как распространенный природный объект. Достаточно упомянуть, что слово “кристалл” в переводе с греческого языка означает “лед”, понятие “дендрит” (кристалл древовидной формы) впервые появилось для обозначения формы именно ледяного кристалла и т.д. Одной из первых средневековых работ по кристаллизации и симметрии был труд И.Кеплера “О шестиугольных снежинках”, опубликованный в 1611 г. Лед изучали М.Фарадей, лорд Кельвин и многие другие выдающиеся естествоиспытатели. Исследованию свойств природных и искусственных льдов посвящено огромное количество научных работ; например, морскими льдами занимаются океанологи, материковыми - гляциологи и т.д. В 40-е годы из гляциологии выделилась самостоятельная область - физика льда. Она изучает атомно-молекулярную структуру льда, особенности водородных связей, динамику решетки, кинетику фазовых переходов, распространение электромагнитных и акустических волн во льде и ряд других проблем [1].
Как известно, сегрегационные льды формируются в промерзающих тонкодисперсных породах в результате подтягивания свободной воды к фронту промерзания. При этом образуются слоистые и сетчатые криогенные текстуры.
В практике тепловых расчетов при оценке теплофизических свойств мерзлых пород с криогенной текстурой параметры сегрегационного льда обычно задают исходя из параметров чистого объемного льда.
Приближается время ледостава, когда с наступлением первых морозов на озерах, прудах и реках образуется тонкий ледяной покров, который не обладает необходимой прочностью, а трещит и проламывается даже под тяжестью ребенка. Продолжительность ледостава на разных водоемах не одинакова. Прочность льда также не одинакова, и не только на разных водоемах, но и в разных местах одного водоема. Это обусловлено многими причинами: глубиной водоема, скоростью течения, наличием грунтовых вод и т.д.
Следует помнить, что лед всегда таит опасность. В Борисовском районе погибли, провалившись под лед: в 2007 году – 4 человека, в 2008 – 2, в 2009 году – 2 человека. Все трагедии произошли во время зимней рыбалки или при переходе реки по льду.
Вода прозрачна только для видимых лучей и сильно поглощает инфракрасную радиацию. Поэтому на инфракрасных фотографиях водная поверхность всегда получается черной. При прохождении света через слой морской воды толщиной в 0,5 м поглощаются только инфракрасные лучи, ниже поглощаются последовательно красные, желтые, а затем и сине-зеленые тона. По наблюдениям из батискафа человеческий глаз может обнаружить присутствие солнечного света на глубине до 600—700 м. Эталоном прозрачности воды является Саргассово море. Белый диск в этом море виден на глубине до 66,5 м. Дальность видимости снизу вверх в приповерхностном слое моря составляет около 100 м.
Однако водой поглощается не весь солнечный свет. Она отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85%. Под лед океана проникает только 2% солнечного света.
Даже невооруженным взглядом рассматривая снежинки, можно заметить, что ни одна из них не повторяет другую. Предполагается, что в одном кубическом метре снега находится 350 миллионов снежинок, каждая из которых уникальна. Не бывает пятиугольный или семиугольных снежинок, все они имеют строго шестиугольную форму (хотя советских художников заставляли рисовать на плакатах пятиконечные снежинки).
Полные идеальной гармонии конструкции снежных кристаллов уже на протяжении многих лет вызывают интерес людей. Еще в 1635 году французский философ и математик Рене Декарт, писал, что снежинки похожи на розочки, лилии и колесики с шестью зубцами.
Великий астроном Иоганн Кеплер в своем трактате "Новогодний дар. О шестиугольных снежинках" объяснил форму кристаллов волей Божьей. Японский ученый Накая Укитиро называл снег "письмом с небес, написанным тайными иероглифами". Он первым создал классификацию снежинок. Именем Накая назван единственный в мире музей снежинок, расположенный на острове Хоккайдо. На рисунке справа - классификация Накая.
Снежинка — сложная симметричная структура, состоящая из кристалликов льда, собранных вместе. Вариантов сборки множество — до сих пор не удалось найти среди снежинок двух одинаковых. Исследования, проведенные в лаборатории Либбрехта, подтверждают этот факт — кристаллические структуры можно вырастить искусственно или наблюдать в природе.
Кристаллография в настоящее время активно развивается в связи с потребностями электроники и физики твердого тела — в частности, свойства полупроводников, использующихся в наших повседневных электронных приборах, в значительной мере зависят от характеристик используемых в них кристаллов. Очередной шаг в изучении свойств наиболее известных природных кристаллов — снежинок — сделан профессором физики Кеннетом Либбрехтом (Kenneth Libbrecht) из Калифорнийского технологического института.
Стремясь рассказать как можно большему количеству людей об удивительных загадках вселенной, открывающихся нам через кристаллы воды, я издал в Японии коллекцию своих фотографий кристаллов, но, как ни странно, наибольший резонанс этот альбом вызвал не в Японии, а в Европе. То, что произошло, напоминало появление на воде кругов от брошенного камня, только круги эти прокатились по душам людей и распространились со скоростью, значительно большей, чем я мог себе представить.
Что же могло вызвать интерес такого количества людей во многих странах? Я полагаю, что, когда человек смотрит на фотографии кристаллов воды, в воде, которая находится в человеческом теле, происходят какие-то изменения на физическом уровне. Вода несет послание нам всем: Мир держится на любви и признательности.
Давайте на мгновение задумаемся об этом мгновении. Как мы можем передать его, пользуясь естественнонаучными представлениями? Дэвид Бом объясняет это тем, что какой-о аспект внутренней вселенной проецируется на каждый момент времени, создавая настоящее. Следующий момент во времени – это тоже отражение другого аспекта вселенной, итак далее. Иными словами, в каждое мгновение мы видим другой мир. Но один мгновенный мир будет влиять на следующий мгновенный мир, и поэтому нам кажется, что мы имеем дело с одним непрерывным миром.
Основываясь на этой теории, можно сказать, что мир изменяется каждое мгновение и каждое мгновение заново создается. При этом наше сознание тоже играет свою роль в этом непрерывном создании мира. Я подозреваю, что, если вы это поймете, ваша жизнь никогда уже не будет прежней.
Вы знаете, где можно достать действительно хорошую воду?
Наверное, в швейцарских Альпах? Быть может, на Северном полюсе? Или на Южном? В наши дни нетрудно найти бутылочную воду, изготовители которой утверждают, что она лучшая в мире, но можно ли действительно купить хорошую воду?
Вода - это не просто НгО. Пусть даже вы пьете самую натуральную и качественную воду, без чистой души она не будет иметь хорошего вкуса. Позвольте мне задать вам вопрос: насколько чиста ваша душа? Вас тяготят неприятности на работе? А как насчет семейных неурядиц? Ваше сознание неспокойно? Если это так, вам может показаться, что вода, которую вы пьете, имеет самый обыкновенный и наскучивший вкус.
В связи с повсеместным использованием хлора в Японии нет водопроводной воды, способной образовывать законченные и полные кристаллы. Хлор, впервые примененный в Лондоне в начале XX века, используется в Японии вот уже более пятидесяти лет.
В отличие от воды из-под крана, родниковая вода, вода из верховий рек и других природных источников создает прекрасные кристаллы. Однако большая часть воды, которая теперь появляется из-под земли, пролилась с неба более пятидесяти лет назад, примерно в то время, когда в Японии началась индустриализация.
Вода - это нечто настолько простое, что мы редко останавливаемся для того, чтобы подумать о ней. Несмотря на то что мы пьем ее, моемся ею, готовим на ней пищу каждый день в течение всей жизни, мало кто из людей уделяет время серьезным размышлениям о воде. Но, вероятно, нет ничего более загадочного, чем простая вода.
Одна из самых больших загадок воды заключается в том простом факте, что лед плавает в ней. Когда любое другое вещество переходит из жидкого состояния в твердое, его плотность возрастает и вещество становится сравнительно более тяжелым. Однако во льду частички воды располагаются очень упорядочение, с большим количеством свободного пространства между ними. Когда лед снова превращается в воду, ее частички становятся в сотни тысяч раз более активными, и поэтому свободные пространства заполняются. Это и делает жидкую форму воды более плотной и тяжелой, чем твердая форма.
