A här får du lära dig J I en del fattiga länder måste man ta vara på varje liten droppe vatten, och kan ändå inte vara säker på att vattnet är rent. • på vilka sätt vattnet är viktigt för oss människor • om vattnets speciella egenskaper och varför de är viktiga för livet på jorden • hur vattnets kretslopp ser ut • hur vi människor renar vattnet före och efter användning 5 Vatten Världens viktigaste ämne Vatten är livsviktigt för oss alla – utan vatten kan vi bara överleva några dagar. Trots att det finns gott om vatten på jorden så är rent, klart sötvatten en bristvara. Därför måste vi vara rädda om det sötvatten som finns och försöka fördela det rättvist. Vatten är också ett ämne med mycket ovanliga egenskaper. Is lägger sig till exempel ovanpå vatten. Alla andra ämnen fungerar tvärtom när de börjar stelna. De blir tyngre och det fasta ämnet lägger sig på botten, under vätskan. Vatten är alltså helt unikt! 1 På vilka sätt har du använt vatten idag? 2 Vad menas egentligen med rent vatten? Tror du att det betyder samma sak för dig, för en kemist och för en fiskare? 3 Regnvatten och floder fyller ständigt på världshaven. Men varför ökar då inte vattennivån i haven? I innehåll J 5.1 Vattenplaneten jorden 5.2 Vatten har ovanliga egenskaper 5.3 Vattnet går runt i ett kretslopp 5.4 Vattenrening – före och efter användning 16 I Sverige har vi så gott om fint, rent vatten att vi riktigt kan slösa med det i våra bad. vattenplaneten 5.1 Vattenplaneten jorden En planet full av vatten Vatten är det viktigaste ämnet på jorden. I allt levande finns det mycket vatten. Till exempel är 70 % av dig vatten. Vatten behövs i växter och djur för att transportera näring. Nästan 70 % av jorden är täckt av hav. På haven kan vi åka båt och transportera saker. Men havsvattnet transporterar värme också. Om inte Golfströmmen förde med sig varmvatten från Mexiko till oss i norr, skulle det vara alldeles för kallt att bo i Sverige. Mer än 97 % av vattnet på jorden är saltvatten. Resten är sötvatten, men det mesta av det är fryst och finns i glaciärer. Bara en liten del av sötvattnet är flytande. Det finns i sjöar och floder eller som grundvatten under marken. Alla människor kan inte få rent vatten I Sverige gör varje person av med ungefär 200 liter vatten varje dag. Men vi behöver bara dricka 1,5 liter. Resten använder vi till att tvätta kläder, diska och hålla oss rena. Samtidigt som vi har gott om vatten dör människor i Afrika och Asien av vattenbrist. De har inte tillräckligt med vatten för att dricka eller vattna sina åkrar. Därför måste vi människor försöka lära oss att fördela det vatten som finns rättvist och se till att det vatten som finns inte smutsas ner. Här ser vi att jorden verkligen gör skäl för namnet ”Vattenplaneten”. Det mesta av vattnet du ser här är Stilla havet. I testa dig själv 5.1 J 1 2 3 Berätta hur jordens vatten fördelas mellan saltvatten, is och flytande sötvatten. 4 Beskriv vattnets betydelse för några olika slags transporter. Ungefär hur stor del av din kropp är vatten? Hur mycket vatten gör varje person i Sverige av med varje dag? 17 egenskaperkretslopp 5.2 Vatten har ovanliga egenskaper Vatten har ytspänning Vattenmolekylen är byggd av tre atomer, en syreatom och två väteatomer. Molekylformeln är H2O. Vatten är väldigt vanligt, men det har det flera ovanliga egenskaper. Hur kan till exempel vattendroppar hålla ihop? Jo, det beror på att molekylerna i vattnet dras till varandra. Det blir nästan som en hinna runt vattnet. Vi säger att vattnet har ytspänning. Det är också den här dragningskraften mellan molekylerna som gör att att vattnet kan ta sig upp från rötterna i en växt. I is ligger vattenmolekylerna i ett glest mönster. Varför flyter is? När du släpper ner en isbit i vatten flyter den. Det är en av de saker som gör vatten speciellt. Alla andra ämnen är tyngst i fast form, men fast is är lättare än flytande vatten. Varför är det så? Jo, det beror på att vattenmolekylerna i is ligger i ett bestämt mönster, ganska långt från varandra. När isen smälter bryts mönstret sönder och molekylerna kommer närmare varandra. Därför är vatten tyngre än is. Vatten väger allra mest när det är +4 °C. Vatten med den temperaturen lägger sig nere vid botten i sjöar och hav. Därför kan en sjö aldrig frysa ända ner till botten. Om hela sjön frös skulle inte fiskar och andra djur kunna överleva på vintern. I testa dig själv 5.2 J 5.3 Vattnet går runt i ett kretslopp Vattnet används om och om igen När du borstade tänderna i morse kanske du använde samma vatten som Columbus seglade på till Amerika. I stort sett används nämligen vattnet om och om igen. Om vattnet i alla vattendrag bara rann vidare till havet och stannade där, skulle floder och sjöar snart vara tomma. Men allt vatten som finns på jorden ingår i ett stort kretslopp, ett jättelikt återanvändningssystem. Ånga blir moln som blir regn Först avdunstar vattnet från hav och sjöar och blir vattenånga. Ångan åker upp i luften och bildar moln. I molnen är det kallt och ångan blir till små vattendroppar. När de blir tillräckligt många och stora faller de ner som regn eller snö på jorden igen. En del regn och snö hamnar i åar, sjöar och hav, men en del rinner ner i marken och blir så kallat grundvatten. Så här kan vattnets kretslopp se ut. 4. Regn och snö 3. Molnen stiger 2. Vattenångan blir moln genom kondensation 1. Vatten avdunstar 5. Vattnet rinner tillbaka till havet 1 2 3 Varför flyter is och vad har det för betydelse för livet på jorden? 4 Vad menas med ytspänning och hur märker vi av den? Vad är molekylformeln för vatten? Vid vilken temperatur är vatten som tyngst? I flytande vatten ligger molekylerna tätare. 18 19 vattenrening VAT T E N 5.4 Vattenrening – före och efter användning Vattenverk ger rent vatten i kranen Vi vill förstås att vattnet som vi använder ska vara rent och fritt från bakterier. Vattnet som vi dricker är antingen grundvatten eller ytvatten. Grundvattnet är regnvatten som har filtrerats genom jord och sand och runnit djupt ner i marken. Ofta behöver det inte renas alls innan vi använder det. Ytvattnet däremot kommer från sjöar och älvar och måste renas i ett vattenverk innan det kommer till våra vattenkranar. Dricksvatten renas i fyra steg I vattenverket silar man först bort skräp från vattnet med ett galler. Sedan tar man bort småpartiklar med en gelé. Gelén gör att partiklarna klumpas ihop och sjunker till botten. Metoden kallas flockning. Partiklar som inte fastnar i gelén filtrerar man bort genom sand. Till sist häller man ett bakteriedödande medel i vattnet, till exempel klor. Dimman på bilden är inte vattenånga utan består av små vattendroppar. Den riktiga vattenångan är osynlig och finns mellan pipen och det lilla molnet. Från vatten till vattenånga Hur kan sjövatten avdunsta och bli ånga? Måste det inte koka då? Nej, vatten och andra ämnen kan faktiskt avdunsta även om temperaturen ligger under kokpunkten. Det beror på att vattenmolekylerna aldrig är riktigt stilla. Av en slump kan en del få så hög fart att de ”sliter sig loss” från vattnet. De går upp i luften som ånga. Det är just det som är avdunstning – att en vätska blir till gas utan att den kokar. Ibland kallar vi ”röken” ovanför en kokande kastrull för vattenånga. Men vattenånga är faktiskt en genomskinlig gas som vi inte kan se. I testa dig själv 5.2 J 1 2 3 Förklara hur vatten kan avdunsta fast temperaturen är under kokpunkten. 4 Berätta om de olika delarna i vattnets kretslopp. Vattentorn ger jämnt tryck När vattnet kommer från vattenverket pumpas det upp i ett vattentorn. Toppen på vattentornet ligger högre än husen där vattnet används. Höjden gör att vattnet alltid kommer ut med ungefär samma tryck ur kranen. Här kan du följa vattnets väg från sjön tills det släpps ut igen som renat avloppsvatten. Vad kallas det när en vätska blir till gas utan att den kokar? Hur ser vattenånga ut? 20 Vi vill ha rent vatten i kranen. Men sedan måste vattnet renas igen när vi har använt det. VATTENVERK Grovfiltrering Flockning Filtrering genom sand Bakteriedödande medel Ytvatten från sjö 21 VAT T E N VAT T E N Avloppsvattnet renas i tre steg När vi har använt vattnet och det rinner ut i avloppet är det smutsigt. Då måste det renas i ett reningsverk. Först silar man bort skräp som syns. Det kallas mekanisk rening. Sedan gör man en biologisk rening. Då låter man vissa föroreningar bli mat åt bakterier och andra mikroorganismer. När mikroorganismerna får mycket mat blir de väldigt många. Till slut bildar de klumpar som faller till botten. Nu har man fått bort nästan all smuts. Men det finns fortfarande ämnen som kallas fosfater i vattnet. De kommer bland annat från tvättmedel och kan ställa till skada om de kommer ut i naturen. Man tar bort fosfaterna med kemisk rening. De får reagera med kemikalier så att det bildas ämnen som sjunker till botten. ‘ sammanfattning ’ 5.1 Vattenplaneten jorden • Nästan 70 % av jordytan är täckt av vatten. 97 % av allt vatten är saltvatten. • Din kropp består till ungefär 70 % av vatten. • Du gör av med 200 liter vatten varje dag, men du dricker bara 1,5 liter. • I många länder är det brist på rent sötvatten. 5.2 Vatten har ovanliga egenskaper • Vattenmolekylen består av två väteatomer och en syreatom. Molekylformeln är H2O. • Vatten har ytspänning. Den beror på att vattenmolekylerna dras mot varandra. Utan ytspänning skulle det inte kunna bildas vattendroppar. • Is är lättare än flytande vatten. De flesta andra ämnen är tyngre i fast form än som vätska. I testa dig själv 5.4 J • Genom att isen ligger ovanpå vattnet finns det flytande vatten även på vintern. Annars skulle sjöar bottenfrysa och livet där dö ut. 1 Vad är ytvatten? 2 Vilka är de fyra stegen när man renar ytvatten? 3 Vilka är de tre stegen i avloppsrening? 4 Varför renar vi vattnet innan vi använder det? 5 Varför renar vi det efter det att vi har använt det? Huvuddelen av jordytan är vatten 5.3 Vatten har ytspänning Vattnet går runt i ett kretslopp • Vattnet går runt i ett kretslopp. Det avdunstar från hav, sjöar och åar och blir moln. Från molnen faller regn och snö ner på jorden. • Avdunstning betyder att ett ämne blir gas fastän det inte kokar • Vattenånga är en osynlig gas. ”Molnet” över kokande vatten är i själva verket små vattendroppar. 5.4 Vattenrening – före och efter användning 4. Regn och snö 3. Molnen stiger 2. Vattenångan blir moln genom kondensation 1. Vatten avdunstar 5. Vattnet rinner tillbaka till havet Vattnets kretslopp • I vattenverk renas vårt vatten innan vi använder det. • Grundvatten har filtrerats genom jord och sand och behöver därför inte renas särskilt mycket. • Ytvatten från sjöar och åar behöver renas. Det sker med hjälp av silning, flockning, filtrering och bakteriedödande medel. • Flockning betyder att man tillsätter ämnen som klumpar ihop smutsen så att den faller till botten. • Det smutsiga avloppsvattnet renas i reningsverket i tre steg: mekanisk rening, biologisk rening och kemisk rening. Vi renar vattnet • Mekanisk rening innebär att vattnet silas. • Vid biologisk rening äter mikroorganismer upp vissa föroreningar. RENINGSVERK Mekanisk rening Biologisk rening • Vid kemisk rening tar man bland annat bort fosfater som kommer från tvättmedel. Kemisk rening Renat avloppsvatten 22 23