Eksamens opgave 2011.
Vand

Navn: Matias Slaiman Hansen
Klasse: 1.hf 1.p
Fag: NF
Emne: Vand
Vejledere: MG, JO. JM.

Indholdsfortegnelse:
Indledning………………………………………………………………………...…...…….. Side 2
Problemformulering…………………………………………………………………………. Side 2
Problemstillinger……………………………………………………………………......…… Side 2
Fagtekst / indhold i…………………………………………………………………….…… Side 2-8
Hvordan er vand opbygget?.............................................................................................. .............. Side 2-4 Hvordan dannes grundvand med afsæt i vandets kredsløb?.................................................................... Side 4 Hvor får vi vores drikkevand fra i Danmark?...................................................................................... Side 5 Hvad vil det sige at dehydrere og hvad sker der?................................................................................. Side 5 Hvordan bruger/udnytter vi vand i kroppen?...................................................................................... Side 6-7 Har vi drikkevand nok?................................................................................................................... Side 7 Hvilke andre muligheder udover grundvand er der for anskaffelse af rent drikke vand?.......................................................................................................................................... Side 8

Konklusion………………………………………………………………………...……….… Side 9

Anvendt kilder / Litteratur………………………………..……………………………………………………………. Side 9 Bilag…………………………………………………………………..…………………... Side 10-11

Indledning:
Vand er en vigtig del af vores hverdag, både som drikkevand, som vand vi bruger i kroppen, og som vand i naturen. Jeg vil gerne undersøge, hvordan grundvandet er blevet dannet med afsæt i vandets kredsløb, og hvor vi i Danmark får vores drikkevand fra. Men også hvad der sker i vores krop når vi dehydrere, og finde ud af hvilke bivirkninger, der kan være ved dehydrering. Jeg vil finde ud af, hvor i kroppen at vand bruges; hvordan vores celler og led og hud bruger vandet. Så vil jeg undersøge om vi har drikkevand nok, eller om det kun er en midlertidig løsning indtil vi finder en anden måde, at skaffe drikkevand på. Jeg vil undersøge om det er muligt at skaffe andre muligheder for drikkevand, og hvordan den omvendte osmose virker, om det vil blive til gavn en dag, hvis vi fik brug for at fjerne skidt fra vand.
Problemformulering:

Hvilke muligheder er der for anskaffelse af rent drikkevand?
Problemstillinger:
1. Hvordan er vand opbygget? 2. Hvordan dannes grundvand med afsæt i vandets kredsløb? 3. Hvor får vi vores drikkevand fra i Danmark? 4. Hvad vil det sige at dehydrer, og hvad sker der? 5. Hvordan bruger/udnytter vi vand i kroppen? 6. Har vi drikkevand nok? 7. Hvilke andre muligheder udover grundvand er der for anskaffelse af rent drikkevand?

Fagtekst / indhold i: 1. Hvordan er vand opbygget?:
H2O (vand) er et meget simpelt opbygget molekyle, med en række af fysiske og kemiske egenskaber. Vand er nøglen til næsten alle kemiske livsprocesser, men også til en masse af de fysiske livsprocesser. Vand H2O er et molekyle der består af grundstofferne H og O som er atomerne i dette grundstof, H (Hydrogen også kaldet brint) H ligger i hovedgruppe 1, og O (Oxygen også kaldet ilt) som ligger i hovedgruppe 6. H (brint). I et brint atom findes der kun 1 elektron i den yderste skal. Alle atomer ønsker en stabil elektronstruktur, som er 8 elektroner i yderste skal. Atomerne gør det, der er ”lettest” for dem i forhold til at afgive eller modtage elektroner i forhold til at danne ioner. Men de kan også lave bindinger til andre atomer, og på den måde få opfyldt oktetreglen. Det er det der er sket i vandmolekylet. Da brint og ilt har bundet sig sammen, så opnår begge atomer stabilitet ved elektronfordeling. Der er både kovalente og elektronpardelinger, men i tilfælde af elektronfordeling ændre den kovalente binding, substansernes natur 100 % og laver så en ny slags forbindelse, men ilt og brint er jo gasser, når det er under normale forhold og temperatur, men når elektronerne bliver fordelt i en kovalente binding, så udvikler det sig så til en flydende væske.

I et iltatom er der to elektronskaller, hvor der i alt er otte elektroner, fordelt på den måde, hvor der er to elektroner i den første skal, også er der seks i den yderste skal, som er spredt ud i 4 forskellige kredsløb, som så består af kun en enkelt elektron i de to af kredsløbene, og to elektroner i hvert af de to sidste kredsløb. Ilt atomet er kun stabilt med otte elektroner i den yderste skal, men da der kun er seks i den yderste så mangler der dog stadig 2 elektroner, og derfor er der så to ledige pladser til at der kan komme to mere elektroner ind i den yderste skal elektroner. Det er derfor, at der skal to hydrogenatomer til et oxygenatom.

Der er en bestemt ting ved vandmolekylet som er specielt, det er at vandmolekylet er polært, vandmolekylet har en plus og minus pol ligesom i en magnet, det er dog ikke magnetiske poler der findes i vand som gør at det er polært, som det gør i en magnet, men elektriske poler. For at forklare og lære at forstå hvorfor vand er polært så, skal vi have styr på hvad vandmolekyler består af, da vandmolekyle så er sammensat af H og O og da atomerne består af en kerne og elektroner, hvor kernen er elektrisk positiv og elektronerne så er elektrisk negative. Da ilt atomet har en stor kerne så trækker den store iltkerne der er positiv ladet trækker flere negative ladet elektroner til sig end brint kernen, og det vil så sige at de elektroner omkring et vandmolekyle vil farer hen til ilt atomet frem for brint atomet. Og dette resultere så i at vi får et polært molekyle. I et vandmolekyle er der ved ilt enden en svag negativt ladet side, og dette skyldes så koncentrationen af alle de elektroner i molekylet og der er derfor også en svag positiv ladet side i brint enden også, og det vil så sige at når H’erne er positive og de to H’er, er enderne for O som er negativ, så betyder det at vandet er polært.1

(Til min eksamen vil jeg gerne forklare hvorfor det er vand er polært ud fra bilag 1.) 2. Hvordan dannes grundvand med afsæt i vandets kredsløb?:
Der bliver dannet allermest grundvand i vintermånederne, hvor det regner mest. Når det regner, er der en stor del af det vand som vi gerne vil have til at sive ned i jorden igennem vandets kredsløb, der bliver opslugt af planter, da planter har brug for vand, til at vokse lidt lige som os selv. Men en stor del af vandet fordamper hurtigt, så det igen kan sive ned i vandets kredsløb. Da regnvandet ikke kan sive ned gennem fliser og asfalt så er der også en stor del af regnvandet der også vil flyde ned i kloakkerne gennem risterne og videre ud i renseanlæg i byerne og det meste af vandet vil sive ud i vandløb og derefter ud i havet. Der er dog bare det problem, at i gamle kloaker, løber regnvand og kloakvand ud i de samme rør, så hvis det regner meget, bliver det meget nemt oversvømmet da renseanlæggene ikke kan nå, at rense alt vandet ligeså hurtigt som det falder ned fra himlen.
Når regnvandet falder ned på jord, hvor der hverken er græs eller planter, så vil vandet fører jord med ud i vandløbet, dette kalder man for ”Erosion”. Erosion er en af de ting der gør at vores landskab ser sådan ud som det nu gør i dag, medhensyn til de kløfter og sænkninger osv.
Når nedbøren så endelig får lov at sive ned i jorden, så bliver denne del af nedbør til grundvand, men der er nogle ting som afgør hvor meget grundvand der kommer, f. eks hvor meget nedbør der siver ned, hvor hurtigt det går, og hvor meget nedbør der selvfølgelig falder, derfor er vintermåneden en god måned, da der falder meget nedbør i disse måneder, hvor vinterperioden foregår, det har også noget med hvordan jordens overflade ser ud og om den hælder på en skråning, da vandet bare ville sive ud i vandløbet, i stedet for ned igennem jorden, hvis det falder ned i jordoverfladen hvor den hælder. Når vandet siver ned i jorden har det meget, at sige hvad størrelse sandkornene har, vandet siver hurtigst ned mellem grus og sandjord da disse korn er forholdsvis store, der bliver så dannet et hulrum i mellem kornene og her ligger grundvandet så. Vandet bliver renset for bakterier og farlige stoffer osv, når det flyder gennem disse sandkorn, jo tættere sandkornene er, jo mere er vandet rent, da bakterier og de farlige stoffer bliver filtreret, gennem de meget, tætte sandkort. Grundvandet kan ligge i disse hulrum forholdsvis lang tid, inden det langsomt siver ud i havet.

3. Hvor får vi vores drikkevand fra i Danmark?
Ca. 70 % af Jordens overflade er dækket af vand, 97 % af jordens vand findes i havene, og kun de sidste 3 % er ferskvand og kan derfor bruges som drikkevand. Danmark får næsten alt deres drikkevand fra grundvandet, dette er en nem og billig måde af få drikkevand på, da det eneste man behøver at gøre er, at pumpe vandet op, ilte og filtrere det, og derefter skulle det være rent nok til at kunne drikke af fra vandhanen, dog er der det problem, at de seneste mange år har man desværre forurenet dette drikkevand, og det kan risikere, ophøre også må Danmark finde en ny måde, at få deres drikkevand på. Et andet problem er, at vi kan risikere at vores drikkevand forsvinder helt da åer, søer og vådområder risikere, at udtørre hvis vi pumper for meget op. 4. Hvad vil det sige at dehydrer, og hvad sker der?
Dehydrering betyder, at kroppen er ude af balance, man kan logisk nok undgå dehydrering ved at indtage væske nok, da vores krop består af 75 % væske så står det lidt klart, at vi ikke må være i underskud. Børn og spædbørn er meget mere udsatte for dehydrering end voksne, dette er på grund af, børns lave kropsvægt i forehold til de voksne og at de omsætter vand og elektrolytter (elektrolytter er ”salte” eller ”ioner”), meget hurtigere end voksne. Også gamle mennesker eller syge mennesker, er meget mere udsatte for dehydrering. Der findes 3 forskellige sværhedsgrader at være dehydreret på mild, moderat og svær dehydrering, der findes rigtig mange symptomer på disse 3 sværhedsgrader, men nogle af symptomerne kan være: mild dehydrering: (2,5 % tab af væske), er der for eksempel, mørk farvet urin, tørhed i munden, træthed eller svaghed. I den moderate (5 % tab af væske) er der for eksempel, hovedpine, kvalme, høj kropstemperatur. Og den sidste svær dehydrering (10 % væsketab), er der for eksempel følgende symptomer: Mavesmerter, muskelspasma, bevidstløshed og mange flere. Når man dehydrere og sætter sin krop ud af balance, så kan man risikere, at man begynder at hyperventilere, gå i chok og få kramper i kroppen. Når man ikke drikker nok vand, så får man også mindre ilt til hjernen, og det resultere i, at kroppen simpelthen står af, ens indre organer risikere også at stoppe med at virke og man kan simpelthen gå hen og dø af det. Dehydrering kan også opstå ved opkast, diarre, vandladning, afføring, sved og feber. 5. Hvordan bruger/udnytter vi vand i kroppen?
Vand er årsagen til alt liv. Vand er det mest betydningsfulde stof i vores krop, man kan slet ikke leve uden vand, selv af de 6 andre næringsstoffer der findes i kroppen, så er vand helt klart det vigtigste af: protein, kulhydrater, fedt, vitaminer, mineraler og vand. Da vores kropvægt består af over 70 % vand, så er vand helt klart det mest vigtige af disse seks næringsstoffer, dvs. at vores krop består af imellem 40-50 liter vand, dette er kun et ca. tal da det afhænger af hvor meget man vejer, og hvordan ens muskelmasse og fedtmasse er i forehold til ens vægt. Man kan blive syg og dårlig og endda risikere at dø, hvis man ikke har tilstrækkeligt nok vand i kroppen, det kommer an på hvor meget man har mistet, og man har ikke bare sådan en tank i kroppen, hvor man kan hæve noget vand fra vandkontoen, hvis man føler at man mangler vand, så det kræver at man drikker en masse i løbet af en hel dag, forskere har fundet ud af, at vi skal drikke ca. 8-10 glas vand om dagen, for at få mellem de 2-3 liter vand, man skal dog drikke mere alt efter om man dyrker motion, og hvad man arbejder med osv. Det har sin pris ikke, at drikke tilstrækkeligt nok væske, man får en følelse af træthed, kropsvægten kan stige, vores hud bliver hurtigere gammel og se på, vores immunforsvar bliver også svækket, og man får også meget sværere ved, at restituere efter træning. Vores risiko for at få kræft og hjertekar sygdomme stiger også plus en række andre sygdomme.

Vand bliver brugt til næsten alt i kroppen, vores muskler, når vi skal transportere ernæringsstoffer og ilt gennem blodet og rundt i vores krop, så skal vi også bruge tilstrækkeligt med væske, vores lunger der gør at vi kan trække vejret består af 90 % vand. Vi bruger vand til en masse ting, en af tingene er til at smøre vores led i kroppen, når vi dyrker motion og nogle oplever, at når de så er ude og løbe, så får de store smerter nede ved anklen og skinnebenene, dette kan skyldes, at man ikke har drukket tilstrækkeligt nok væske, da leddene har brug for væske til, at blive smurt så de kan fungere optimalt. Vi bruger vand i kroppen hele tiden når vi udånder og sveder, selv vores celler får ilt gennem vand, så de kan fungere. Vand beskytter vores krop mod de høje temperaturer og sørger for vores krop hele tiden er kølet af. Vand beskytter vores væv og led, vi bruger også vand i vores fordøjelsessystem, og dette kan vi ikke undvære her, vi bruger det til, at skaffe os affaldsprodukter fra vores stofskifte og ud igennem vores udånding, urin og afføring, da man gerne vil af med affaldsstofferne og beholde næringsstofferne, og til denne proces er vand det vigtigste. De vigtigste ting vand gør ved vores krop er, at vand hjælper med udskillelse og optagelse af næringsstoffer, og det at vi bruger vand til at vores celler får ilt nok, også det at vi får fjernet vores affaldsstoffer gennem vand.
Vores krop bliver afkølet gennem vand, når vores kropstemperatur stiger, så åbner vores porer sig igennem huden, og her kommer sveden ud, hvilket gør at når sveden så kommer ud på huden beskytter den os mod varmen, og afkøler vores krop igennem den fordampning som opstår. Også om vinteren har vand en genial virkning, der gør at blodet strømmer helt ud til huden for at holde os varme, det er også en af grundlagene til at man får røde kinder når det er vinter og man lige har været ude, dette er blodet der strømmer ud i vores ansigtshud og holder os varme. Vand er noget af det vigtigste vores celler har brug for hver dag, fordi at de giver cellerne evnen til at producere energi. Næringsstofferne, mineralerne, enzymerne og ilt bevæger sig ind i vores cellers membraner, for at udføre de opgaver de skal inde i cellen. Da vand også hjælper os til at fjerne affaldsstoffer i kroppen, bruger vi det derfor til, cellevæskerne, blodet, lymfevæskerne og slimvæskerne, en sund afføring består af vand, resten er bare affaldsstoffer, døde celler osv. 6. Har vi drikke vand nok?
Man har drikkevand nok i hele verden til al evighed, da der falder langt mere nedbør end vi nogensinde ville kunne nå at drikke, vi har jo både vand i vandhanen, på flaske og fra kilder, og det stammer jo alt sammen fra nedbøren, og vandet bliver dannet meget hurtigere, end vi forbruger det, i modsætning til olie og gas der dannes langsommere end vi forbruger det. Men man kan dog sagtens nogen steder i verden løbe tør for drikkevand, pga. tørke, og i nogle land kan man slet ikke drikke vandet pga. at det er så forurenet, at det skader mere end det gavner at drikke, da det urene vand udvikler mange sygdomme og vand er en af de største kilder til sygdomsspredning. Man kan også komme i vandmangel nogle steder, fordi at man har så stort et forbrug, når man skal kunstvande, eller til industri eller ens egen husholdning. Så alt i alt, mangler vi ikke drikkevand, men det kan dog være et problem i lokale områder.

7. Hvilke andre muligheder udover grundvand er der for anskaffelse af rent drikkevand?

Man forsker i en ny måde at få drikkevand på, nemlig at hente vand op fra Øresund, og afsalte det havvand, man har valgt, at det skulle være lige netop Øresund, fordi at saltindholdet i vandet, ikke er lige så salt som alt andet havvand. Måden man har tænkt sig at gøre det på er at lave en ”omvendt Osmose”. Den normale Osmose foregår på den måde for eksempel, at i et træ der er det sådan, at når der er en væske med et lavt saltindhold, så vil den væske med lavt salt indhold prøve på, at blande sig med en anden væske, der har et højt saltindhold, og det vil den så gøre indtil begge væskerne har den samme saltkoncentration. Hvis de to væsker er væk fra hinanden på grund af en halvgennemtrængelig membran så vil den væske med det lave saltindhold gå igennem membranen og det vil den gøre indtil indholdet af salt er det samme på begge sider af membranen.
Osmosen, får vandet til at komme op igennem planter, og helt ud til de blade der er yderst, jo længere man kommer op og ud i en plante, der er saften i bladene mere og mere salt. De stoffer der ikke er opløst vil dog blive tilbage i membranen. Dette var Osmosen, men det man vil gøre med det vand der er i Øresund, det er at lave den omvendte osmose, dvs. at man vil filtrere det høje saltindhold, altså ligge et tryk på den væske med et højt saltindhold, igennem en membran, hvor der ikke kan komme andet igennem end ioner der er mindre end H2O, dvs. det eneste der ville have en chance for at komme med videre igennem membranen ville være CO2 og O2 da disse også er små molekyler.

Det man gør i en omvendt osmose er, at man får det meget saltholdige råvand ind i en membran, dvs. at alle de tungmetaller, kemikalier, vira og bakterier ikke ville kunne komme igennem da H2O er et ren vandmolekyle og er flydende, og er så småt at det ville være det eneste sammen med O2 og CO2 som ville slippe igennem. Og derefter har du faktisk kun almindelig vand der er drikkeligt tilbage, man bruger også omvendt osmose anlæg i krig, når man er i ulande der ikke har rent drikkevand, så kan man pumpe vand op fra en sø og filtrere vandet og bruge det som drikkevand.
Dog ved man ikke endnu om man skal bruge denne mulighed for drikkevand, da dette kræver meget mere energi, end den måde vi bruger foreløbig, at få drikkevand på, og fordi at man dog ikke helt ved endnu hvilken påvirkning det har på det maritime økosystem.
Konklusion:
Jeg kan konkludere at vand er polært, og vand er opbygget af 2 grundstoffer H og O. Vand bliver dannet i hulrum nede i jorden mellem sandkorn, og at det går hurtigst i sandjord og grus. Dernæst kan jeg konkludere at Danmark får næsten alt deres drikkevand kun fra grundvandet, da det er den hurtigste og billigste metode.. Når man dehydrere sætter man sin krop ud af balance og du kan risikere at dø af det.. Hele vores krop består næsten af vand, og dvs. at vi skal sørge for at få tilstrækkeligt nok vand, så kroppen kan fungere ordentligt, da vi bruger det hele tiden, både til vores celler, led, muskler og fordøjelsen. Vi har drikkevand nok til alt evighed, men vi skal dog stadig passe på, da der i nogle lokale områder kan være mangel på drikkevand. Jeg kan konkludere at muligheden for en anden mulighed af drikkevand er der, men den er dog ikke helt lige så billig i energi, som den metode vi bruger i dag, dog er det en rigtig smart metode med den omvendte osmose, for de lande der er under meget forurening.
Anvendt litteratur og kilder: http://www.vandrøring.dk/Niveau%202/vandets%20molekylestruktur.htm http://www.miljoerejsen.dk/wm142719 http://ing.dk/artikel/91298-dtu-vi-skal-drikke-oeresund http://www.hoh.dk/02_processer/omvendt_osmose.shtml http://www.sundhedslex.dk/dehydrering.htm http://illvid.dk/spoerg-os/loeber-vi-toer-for-drikkevand http://www.alun.dk/vaeskebalance/vand-er-kilden-til-liv.html http://www.dn.dk/Default.aspx?ID=3287

Bilag 1.

Bilag 2.

Bilag 3, 4 og 5

Bilag 3, 4 og 5

--------------------------------------------
[ 1 ]. http://www.miljoerejsen.dk/wm142719
(Til eksamen vil jeg gerne forklare hvordan grundvandet bliver dannet, se bilag 2)
[ 2 ]. ( http://www.dn.dk/Default.aspx?ID=3287 )
[ 3 ]. ( http://www.sundhedslex.dk/dehydrering.htm )
[ 4 ]. (http://www.alun.dk/vaeskebalance/vand-er-kilden-til-liv.html)
[ 5 ]. (http://illvid.dk/spoerg-os/loeber-vi-toer-for-drikkevand)
[ 6 ]. (http://ing.dk/artikel/91298-dtu-vi-skal-drikke-oeresund og (http://www.hoh.dk/02_processer/omvendt_osmose.shtml)
(Jeg vil gerne fortælle nærmere om hvordan osmose og omvendt osmose virker, med mine egne ord, se bilag 3, 4 og 5)