Situace je následující: Žijeme s manželem ve Spojených arabských emirátech, máme velkou zahradu, kde pěstujeme tropické stromy: mango, banánovník, datle a další palmy. Nedávno jsme začali prodávat sazenice. Otázka jednoho z mých klientů mě zmátla. Naše oblast leží na oceánu, takže i čerstvá podzemní voda ze studní obsahuje soli. Jaká je přípustná koncentrace soli ve vodě pro zálivku takových stromů? Můžete mi pomoci s touto otázkou nebo mi můžete říct, kde najdu takové informace? Díky předem. Irina.
Voda je vynikající rozpouštědlo; v přírodě tedy nejsou vody, které by neobsahovaly nějaké množství nějaké látky. Dokonce i křišťálově čistý potok obsahuje ve své vodě některé rozpuštěné látky. Chuť vody z různých zdrojů závisí na rozpuštěných látkách.
Slanost vody je množství pevných solí (především chloridu sodného NaCl) v gramech rozpuštěných v 1 kg mořské vody.
Slanost vody lze měřit více způsoby: hustotou pomocí speciálního ariometru, hodnotou pH média pomocí pH metru (optimální kyselost je 8,0 – 8,5 pH), nebo elektrickou vodivostí stanovenou salinometrem při danou teplotu.
Voda pro zalévání rostlin by neměla mít vysokou koncentraci solí. Níže je Zonneveldovo hodnocení vodivosti vody:
1. pod 0,75 mS/cm – dobré,
2. 0,75 – 1,5 mS/cm – vhodné,
3. 1,5 – 2.25 mS/cm – vysoká koncentrace soli,
4. nad 2,25 mS/cm – koncentrace soli je velmi vysoká.
Pro zalévání rostlin je lepší používat vodu s EC 0,75-1,5 mS/cm. Pokud jste nuceni pracovat s vodou, jejíž EC se pohybuje v rozmezí 1,5-2.25 mS/cm, pak je potřeba k otázce výběru substrátu přistupovat velmi správně. Hlavním požadavkem, který je třeba vzít v úvahu, je možnost jeho umytí v případě nahromadění soli. V tomto případě je lepší dát přednost inertním substrátům, jako je minerální vlna, kokos, perlit. Pokud jsou preferovány rašelinové substráty, pak je nutné zajistit přídavek až 50% perlitu. Vodu s vysokými a velmi vysokými koncentracemi solí nelze ve sklenících používat bez předchozího čištění od solí. S ohledem na důležitost kvality závlahové vody při závlahách narůstá potřeba periodických rozborů závlahové vody a úpravy jejích ukazatelů.
Voda v přírodních podmínkách vždy obsahuje rozpuštěné soli, plyny a organické látky. Jejich množství a složení se může měnit ve velmi širokých mezích. Při koncentraci soli do 1 g/kg je voda považována za čerstvou, do 25 g/kg za brakickou a nad slanou. Slanost vody v oceánu kolísá kolem 35 g/kg. Slanost mořské vody může být nižší nebo vyšší než tato hodnota. Maximální koncentrace soli jsou pozorovány ve slaných jezerech (až 300 g/kg) a v hlubokých podzemních vodách (až 600 g/kg).
Obvykle na 1000 gramů mořské vody připadá 35 gramů rozpuštěných látek – různých solí. Slanost mořské vody se obvykle nepočítá v procentech, tedy v setinách, ale v ppm, tedy v tisícinách. Slanost oceánské vody se tedy bude rovnat 35 ppm a je označena následovně: 35 %. Složení solí oceánské vody je všude téměř stejné. Optimální slanost mořské vody je tedy 35 gramů soli na 1 litr v přepočtu na pevný chlorid sodný NaCl. sladká voda, což odpovídá koncentraci soli přibližně 35 ppt (35 promile).
Mořská voda chutná hořce a slaně a je nepříjemná k pití. Slaná chuť mořské vody pochází z kuchyňské soli (chlorid sodný), což je sůl, kterou používáme k jídlu. Tvoří 78 procent všech látek rozpuštěných ve vodách oceánu. Pokud bychom dokázali odpařit všechny oceány, jejich dno by bylo pokryto vrstvou soli o tloušťce 60 metrů. V mnoha zemích se sůl často těží na mořském pobřeží odpařováním mořské vody v malých bazéncích. Hořká, nepříjemná chuť mořské vody je způsobena především přítomností takzvaných hořečnatých solí v ní.
Oceánská a sladká voda jsou zcela odlišné složením látek v nich rozpuštěných. V mořích a oceánech tvoří hlavní část chloridy – soli kyseliny chlorovodíkové (například stolní sůl atd.) A v říčních vodách – uhličitany – soli kyseliny uhličité (například křída, vápenec atd.) . Ve složení solí oceánské vody tvoří chloridy asi 90 procent a uhličitany pouze 0,3 procenta. V říční vodě je složení soli úplně jiné: uhličitany zde tvoří 60 procent, chloridy jen 5 procent. Kromě těchto látek obsahuje mořská a sladká voda také velké množství solí kyseliny sírové – síranů (například sádrovec, alabastr, Glauberova sůl aj.).
Soli vstoupily do oceánské vody současně se vznikem samotných oceánů. K tvorbě zemské kůry docházelo při vysokých teplotách. Ze země se uvolňovaly různé látky ve formě plynů, které pak cirkulovaly v atmosféře. Následné ochlazení zemské kůry způsobilo vydatné deště. Vzali s sebou ty látky, které byly neseny v atmosféře. Atmosféra mladé Země tak byla „vyčištěna“ a vody, které naplňovaly obrovské pánve na jejím povrchu, se ukázaly jako slané. Slanost vod světových oceánů je stará jako oceán sám. Ve skutečnosti jsou všechna nejstarší fosilní vodní živočichové mořskými organismy, které žili ve slané vodě.
Odsolovací role moderních řek, které přivádějí vodu z kontinentů do moří a oceánů, je zanedbatelná. Řeky poskytují pouze 30 000 kubických kilometrů sladké vody ročně. To je v porovnání s celkovým objemem oceánů a moří zanedbatelné. Slanost mořské vody přináší spoustu problémů. Proto se v ostrovních zemích, například na Kypru, mořská voda odsoluje pomocí speciálních odsolovacích zařízení. V nich se mořská voda odpařuje a shromážděná pára, ochlazování, dává požadovanou čerstvou vodu. Byla také vynalezena chemická odsolovací zařízení a speciální filtry. Pořád jsou ale dost drahé.
Voda je matricí života všech živých bytostí, základem metabolismu, mění svou strukturu, své fyzikálně-chemické vlastnosti, reguluje životní procesy. Bez vody je jakákoliv forma života nemožná. Voda je spojena se syntézou látek, s procesy dýchání a s rozkladem komplexních sloučenin, které probíhají v buňkách všech živých organismů. V procesu života se některé látky neustále spotřebovávají a jiné se tvoří. Některé z nově vytvořených molekul zůstávají v buňce, zatímco některé jsou transportovány do jiných buněk nebo uvolněny do prostředí. Pro zajištění životního procesu je nezbytný neustálý přísun počátečních složek a odstraňování vedlejších produktů vznikajících při biochemických reakcích z buňky.
Transport molekul vody se provádí prostřednictvím speciálně organizovaných přenosových tkání. Před vstupem nebo výstupem z buňky musí všechny látky projít buněčnou membránou, která odděluje buňku od vnějšího prostředí. Metabolické procesy na membránách úzce souvisí s chemickým složením vody. Obsah různých solí ovlivňuje, které látky a v jakém množství se do buňky dostanou nebo z ní vystoupí. Produkty nezbytné pro fungování těla jsou obvykle transportovány přes membránu ve formě nabitých iontů. Transport může být prováděn aktivně, pomocí energeticky bohatých sloučenin, nebo pasivně, díky vlastní kinetické energii iontů. Pasivní transport – difúze různých iontů přes membránu – probíhá různou rychlostí. Relativní schopnost různých iontů difundovat přes membránu určuje koeficient permeability P. Ion K+ proniká membránami snadněji než ostatní, proto se hodnota P pro K+ běžně bere jako 1,0. U řasy Nitella je koeficient permeability pro ionty Na+ a Cl‾ 0,18 a 0,033. Rychlost pronikání iontů membránou závisí také na rozdílu koncentrací daného iontu na obou stranách membrány. Čím větší je rozdíl koncentrací, tím více iontů difunduje směrem k jejich nižšímu obsahu. Kromě difúze, ke které dochází v důsledku rozdílu v koncentracích, dochází k aktivnímu transportu iontů, při kterém se pohyb uskutečňuje v důsledku rozdílu elektrochemických potenciálů přes speciální části membrány. Tento pohyb lze také provádět z nižší koncentrace na vyšší. Hnací silou procesu je v tomto případě dodávka energie ve formě molekul ATP.
Zjednodušeně je stavba živé buňky následující: uvnitř buněčné stěny (poměrně tuhý útvar) se nachází protoplast (živá část buňky), který obsahuje všechny buněčné organismy umístěné ve složitém roztoku – tzv. cytoplazma. Buňky jednoduchých bakterií (prokaryota), živočichů (eukaryota) a rostlin jsou znázorněny na obrázcích níže.
Živočišná buňka (eukaryota)
Buněčná stěna je selektivně propustná pro různé ionty, což znamená, že různé látky procházejí membránou různou rychlostí. To je dáno jejich rozdílnou rozpustností jednotlivých složek membrány a rozdílnou rychlostí čerpání při aktivním transportu. V důsledku toho se na obou stranách membrány vytvoří nerovnoměrné rozložení řady látek. Rostlinné buňky aktivně pumpují draslík a sodík, který je mu blízký, je naopak vytlačován do okolí. Vlivem vyšších koncentrací určitých iontů uvnitř buňky vzniká osmotický (difuzní) tlak, který charakterizuje tendenci roztoku odvrženého membránou ke snižování koncentrace (ředění). Osmotický tlak může dosáhnout desítek atmosfér. Tento tlak vytváří napjatý stav buněčné membrány.
Napětí membrány závisí také na externím řešení. Podle poměru osmotického tlaku vnějšího roztoku k tlaku v buňce se roztoky dělí do tří skupin. Izotonický – v nich je tlakový rozdíl malý (méně než 0,5-1,0 atm); hypertenzní – jejich tlak je vyšší než v buňce; jejich opak je hypotonický. Pokud je buňka v hypertonickém roztoku, pak se z ní čerpá voda, což vede ke zmenšení velikosti buňky a stlačení membrány. Z hypotonických roztoků se voda dostává do buněk, což vede k jejich bobtnání (až prasknutí membrány) a ztrátě některých účinných látek.
Soubor procesů regulujících osmotický tlak tělních tekutin se nazývá osmoregulace. Tento proces se vyskytuje u většiny organismů. U sladkovodních ryb voda spolu se solemi, které obsahuje, aktivně vstupuje do buněk povrchem těla a žábrami a je z těla vylučována ledvinami. U mořských ryb se voda, která se dostane do těla, vylučuje kůží a NaCl se díky speciálním žlázám vylučuje hlavně žábrami. Vodní rostliny a sladkovodní ryby uspokojují tělesnou potřebu iontů tím, že je absorbují přímo z vody. Pokud neobsahuje potřebné prvky, pak při normálním poměru osmotických tlaků dochází ke změně obsahu jednotlivých prvků, tedy ke změně poměru iontů v těle. V některých případech to vede k narušení biochemických procesů.
Při pokusech se sladkovodními rybami bylo zjištěno, že dobře snášejí izotonické roztoky získané ředěním mořské vody, zatímco hypotonické roztoky jedné ze solí – draslíku, hořčíku, sodíku nebo vápníku – byly smrtelné. Byla získána řada toxicit pro hlavní kovové ionty:
Experimenty ukázaly, že obsah Na+ v krvi má vliv na ryby. Se zvyšující se koncentrací Na+ ve vodě se odpovídajícím způsobem zvyšuje jeho obsah v krvi a snižuje se obsah K+. Když se koncentrace draslíku zvýší, tělo se obohatí o sodík. Draslík má tedy nepřímý toxický účinek. Obohacení ryb sodíkem se rozlišuje v závislosti na pohlaví ryb. Krev samic se rychleji obohacuje o sodík (možná v důsledku reakce vaječníků).
Absorpce Na+ vyžaduje velké množství energie. Když je Na+ v těle asimilován, je nahrazen NH4+. Amonium může tělo uvolňovat z organických sloučenin obsahujících dusík. Zvýšený příjem sodíku tedy vede k narušení metabolismu bílkovin. U rostlin vede zvýšení koncentrace sodíku k blokádě vstupu draselných iontů přes buněčné membrány. Rostlina může trpět hladověním draslíkem i při dostatečně vysokém absolutním obsahu draslíku.
Anionty mají také různé účinky na obyvatele. Dusičnany jsou tedy pro ryby mnohem toxičtější než chloridy. Pro rostliny jsou nejtoxičtější chloridové ionty Cl‾, následované síranovými uhličitanovými ionty (SO4 2‾ a CO3 2‾).
Kromě osmotického tlaku a absolutního obsahu toho či onoho iontu ve vodě má velký fyziologický význam poměr iontů rozpuštěných ve vodě. To platí především pro čtyři ionty: K + a Na +, Mg 2+ a Ca 2+. Tyto ionty jsou si v párech podobné v chemických vlastnostech, a proto, pokud jde o transport přes buněčné membrány, jsou antagonisté. Zvýšení relativní koncentrace jednoho z iontů vede ke snížení vstupu druhého do buňky. Většina přírodních vod má přibližně stejný celkový obsah jednomocných a dvojmocných iontů. Tomuto poměru jsou přizpůsobeny životně důležité procesy vodních organismů. Samozřejmě, že v různých oblastech zeměkoule je složení vody různé, ale organismy mají schopnost přizpůsobit se některým změnám chemického složení.
Různé druhy flóry a fauny jsou citlivé na různé koncentrace soli ve svém prostředí. Vyskytují se zde mořské, brakické i sladkovodní druhy rostlin a živočichů a některé mikroorganismy – halofilní bakterie, které žijí v teplých vodách Mrtvého moře, jsou schopny žít a rozmnožovat se při 30% koncentraci soli v prostředí.
Problém adaptace organismů na slanou vodu souvisí s osmoregulací. Slanost intracelulárního prostředí těla, optimální pro jeho životní aktivitu, je víceméně konstantní a je nízká (7-10% nebo asi 1%). Téměř ve všech případech života se slanost těla liší od slanosti prostředí. Ve sladké vodě je zvíře více slané než voda (hyperosmotické), v mořské vodě je méně slané (hypoosmotické). Vyvstane osmotický tlak a související problémy. Ve sladké vodě voda neustále prosakuje krytem zvířete a bobtná. A pokud se intenzivně odstraňuje, spolu s ním se odstraňují i rozpuštěné ionty a je obtížné získat nové. Naopak v mořské vodě odchází voda skrz kůži a tělo se zmenšuje a polykání vody vede k vstřebávání velkého množství solí a je třeba s nimi něco dělat. Zjednodušeně řečeno, sladká voda má tendenci tělo odsolovat a slaná má tendenci jej osolit. A všechny mořské organismy jsou nuceny tento problém řešit různými způsoby. První, nejlogičtější je, aby byly kryty neprostupné. Toto se nazývá osmoizolace, což je v praxi nedosažitelné. Mnohem lepší a efektivnější je využití aktivního transportu iontů pro změnu salinity. Živé buňky to dokážou, i když s vynaložením energie. Navíc: speciálně trénované proteiny mohou zachytit a přesunout vybrané ionty (například Na) přes membránu, a to i proti jejich koncentračnímu gradientu. A tento nástroj se ukazuje jako hlavní. Zde jsou některé z nejběžnějších typů enzymů, které zajišťují přímý transport a akumulaci iontů v živých buňkách.
Enzym Na-K-ATPáza zajišťuje pohyb Na + z buněk výměnou za K + vstupující do buňky. Tento enzym je zvláště aktivní v buňkách žáber, ledvin, střev, konečníku a solných žláz. Výměnou za tři vyloučené ionty Na + vstupují do buňky dva ionty K +, zatímco jedna molekula ATP je hydrolyzována. V důsledku toho může poměr draslíku k sodíku v buňce dosáhnout 10:1.
H-K-ATPase obvykle vstupuje do kyselé sekrece gastrointestinálního traktu a zajišťuje transport H + z buněk výměnou za K + vstupující do buněk (tzn. zajišťuje zvýšenou kyselost extracelulárního prostředí.
Ca-ATPázaa zajišťuje odstranění Ca++ z buňky. Jeho práce udržuje nízkou hladinu vápníku v cytoplazmě, což umožňuje využití vápníku jako signálního prvku. Intracelulární obsah vápníku je v průměru 10-7-10-6 M, zatímco extracelulární obsah může dosáhnout 10-3 M.
Různé systémy regulace vody a soli musí fungovat ve sladké a mořské vodě. Tabulka ukazuje schopnost osmoregulace pro různé organismy. U koelenterátů, ostnokožců a mnohoštětinatců je rozdíl mezi vnější a vnitřní salinitou obvykle 0.2-0.5%, u měkkýšů 1-3%, u raků a larev hmyzu s vodním dýcháním 3-10%, u mořských ryb dosahuje 20-25‰ (u sladkovodních ryb se pohybuje v rozmezí 5-10 %). Optimální vnitřní salinita pro život je 7-10%. Proto je pro sladkovodní živočichy (s vnější salinitou 0) znatelně snazší toho dosáhnout než pro mořské živočichy (s vnější salinitou 33).
Stůl. Osmoregulační schopnosti v různých organismech.
výhledy na moře
celková slanost, g/l
rozdíl mezi vnější a vnitřní salinitou, g/l
