آب: ترکیب شیمیایی (از عناصر اکسیژن و هیدروژن)

با اینکه آب هیچ نوع کالری یا مواد مغذی آلی ندارد، وجودش برای همه اَشکال شناخته شدهٔ حیات، الزامی است و در صورت اتمام آن، حیات روی کره زمین پایان می‌یابد. فرمول شیمیایی آن H₂O است، به این معنی که هر یک از مولکول‌های آن، حاوی یک اکسیژن و دو اتم هیدروژن است که توسط پیوندهای کووالانسی به هم متصل شده‌اند. دو اتم هیدروژن با زاویه ۱۰۴٫۴۵ درجه به یک اتم اکسیژن متصل می‌شوند.

قطره ای از آب مایع

تکه‌ای از آب به صورت جامد (یخ)

ابرهای اتمسفر زمین با تقطیر بخار آب تشکیل می‌شوند.

بیشترین چگالی آب خالص در دمای ۳٫۹۸ درجه سلسیوس (۳۹٫۱۶ درجه فارنهایت) حاصل می‌شود که برابر ۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب یا ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب است.

آب نقش بسیار مهمی در اقتصاد جهان دارد. نزدیک به ۷۰٪ آب شیرین مصرفی توسط انسان در کشاورزی مصرف می‌شود. ماهی‌گیری در آب‌های شیرین و شور، یکی از منابع اصلی درآمد در بسیاری از کشورها است. بیشتر کالاهای مصرفی و اساسی از طریق مسیرهای آبی و توسط کشتی‌ها و قایق‌ها جابه‌جا می‌شود. در کاربردهای سرمایش و گرمایش خانگی و صنعتی از مقادیر زیادی آب و بخار استفاده می‌شود. آب، حلالی عالی برای بسیاری از مواد معدنی و آلی محسوب می‌شود و به همین دلیل در مصارف صنعتی و خانگی مانند آشپزی و شُستشو کاربرد فراوانی دارد. آب، یخ و برف در بعضی ورزش‌ها و بازی‌های تفریحی مانند شنا، قایق‌رانی، اسکی روی یخ و غیره نقش اساسی دارند.

آب (H₂O) یک ترکیب معدنی قطبی است که در دمای اتاق مایع، بی‌مزه، بی‌بو و تقریباً بی‌رنگ است. این ماده به دلیل قابلیت آن در حل مواد بسیار زیادی به عنوان «حلال جهانی» شناخته می‌شود. در حقیقت آبی که در طبیعت یافت می‌شود، تقریباً همیشه دارای چندین ماده حل شده در آن می‌باشد و برای تولید آب خالص باید فرایندهای بسیاری انجام شود. آب تنها ماده رایجی است که در شرایط عادی کره زمین، به صورت جامد، مایع و گاز وجود دارد.

حالت‌ها

همراه با اکسیدان، آب یکی از دو نام رسمی برای ترکیب شیمیایی H₂O است؛ همچنین به فاز مایع H
2O آب گفته می‌شود. دو حالت متداول دیگر آب، فاز جامد آن است که به آن یخ می‌گویند و فاز گازی آب که به آن بخار آب یا بخار می‌گویند. افزودن یا حذف گرما می‌تواند باعث تغییر فاز شود: انجماد (آب به یخ)، ذوب شدن (یخ به آب)، تبخیر (آب به بخار)، چگالش (بخار به آب)، تصعید (یخ به بخار) و رسوب (بخار به یخ).

چگالی

چگالی آب برخلاف اکثر مایعات با انجماد کاهش می‌یابد. در فشار ۱ اتمسفر و دمای ۳٫۲۹ درجه سلسیوس، آب به بالاترین چگالی خود یعنی ۱۰۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب می‌رسد. چگالی یخ ۹۱۷ کیلوگرم بر متر مکعب بوده و حجم آن ۹٪ افزایش می‌یابد. این افزایش حجم می‌تواند باعث ایجاد فشارهای بسیار زیادی شود به گونه‌ای که باعث ترکیدگی لوله‌ها و ترک برداشتن تخته‌سنگ‌ها شود.

در یک دریاچه یا اقیانوس، آب در دمای ۴ درجه سلسیوس (۳۹٫۲ درجه فارنهایت) به پایین رفته و یخ در سطح آن تشکیل می‌شود و روی آب مایع شناور می‌شود. این یخ آب زیر را عایق بندی کرده و از انجماد آن جلوگیری می‌کند. اگر این محافظت وجود نداشت بیشتر موجودات آبزی در زمستان از بین می‌رفتند.

نقطه سه‌گانه و نقطه بحرانی

 

در نمودار فازی فشار-دما (شکل را ببینید)، منحنی‌هایی وجود دارد که ماده جامد را از بخار، بخار را از مایعات، و مایع را از جامد جدا می‌کند. این منحنی‌ها در یک نقطه واحد به نام نقطه سه‌گانه با هم برخورد می‌کنند؛ جایی که هر سه حالت می‌توانند در کنار هم وجود داشته باشند. نقطه سه‌گانه آب در دمای ۲۷۳٫۱۶ کلوین (۰٫۰۱ درجه سلسیوس) و فشار ۶۱۱٫۶۵۷ پاسکال (۰٫۰۰۶۰۴ اتمسفر) قرار دارد. این فشار، کمترین فشاری است که آب می‌تواند به صورت مایع در آن، وجود داشته باشد. تا سال ۲۰۱۹، از نقطه سه‌گانه برای تعریف مقیاس دمای کلوین استفاده می‌شد.

منحنی فازی آب-بخار در ۶۴۷٫۰۹۶ کلوین (۳۷۳٫۹۴۶ درجه سلسیوس؛ ۷۰۵٫۱۰۳ درجه فارنهایت) و ۲۲٫۰۶۴ مگاپاسکال (۳٫۲۰۰٫۱ پوند بر اینچ مربع؛ ۲۱۷٫۷۵ اتمسفر) خاتمه می‌یابد. این نقطه به عنوان نقطه بحرانی شناخته می‌شود. در دماها و فشارهای بالاتر، فازهای مایع و بخار، فاز پیوسته‌ای را تشکیل می‌دهند که سیال فوق بحرانی نامیده می‌شود. می‌توان آن را به تدریج بین چگالی‌های گازمانند و مایع‌مانند، فشرده یا منبسط کرد؛ خواص آن (که کاملاً متفاوت از آب محیط هستند) به چگالی، حساس هستند؛ برای مثال، در فشار و دمای مناسب می‌تواند آزادانه با ترکیبات غیر قطبی، از جمله، بیشتر ترکیبات آلی، مخلوط شود. این امر استفاده از آن را در کاربردهای مختلف از جمله، الکتروشیمی درجه حرارت بالا و به‌عنوان یک حلال یا کاتالیزور خوش‌خیم از نظر زیست‌محیطی در واکنش‌های شیمیایی شامل ترکیبات آلی، مفید می‌کند. در گوشته زمین، در هنگام تشکیل، انحلال و رسوب مواد معدنی به‌عنوان یک حلال عمل می‌کند.

رنگ و ظاهر

آب خالص به‌دلیل جذب نور در محدوده تقریبی ۶۰۰ تا ۸۰۰ نانومتر، از لحاظ ظاهری، آبی به نظر می‌رسد؛ این رنگ را به راحتی می‌توان با قرار دادن یک لیوان آب خالص در زیر نور آفتاب، در روبه‌روی یک دیوار کاملاً سفید رنگ مشاهده کرد. در طبیعت، به دلیل وجود مواد جامد معلق یا جلبک، ممکن است که این رنگ آبی به سبز نیز تغییر یابد.

مولکول قطبی

 

در یک مولکول آب، اتم‌های هیدروژن با اتم اکسیژن، زاویه ۱۰۴٫۵ درجه تشکیل می‌دهند. اتم‌های هیدروژن نزدیک به دو گوشه یک چهاروَجهی است که مرکز آن، اکسیژن است؛ در دو گوشه دیگر، جفت‌های منفرد الکترون‌های ظرفیتی قرار دارند که در پیوند، شرکت نمی‌کنند. در یک چهاروجهی کامل، اتم‌ها زاویه ۱۰۹٫۵ درجه تشکیل می‌دهند؛ اما دافعه بین جفت الکترون غیرپیوندی بیشتر از دافعه بین اتم‌های هیدروژن است. طول پیوند O–H در حدود ۰٫۰۹۶ نانومتر است.

برخی از مواد دیگر نیز دارای ساختار مولکولی چهاروجهی هستند؛ برای مثال، متان (CH₄) و سولفید هیدروژن (H₂S). با این حال، اکسیژن اکترونگاتیویته بیشتری نسبت به اکثر سایر عناصر دارد (یعنی الکترون‌های خود را محکم‌تر نگه می‌دارد)؛ در نتیجه، اتم اکسیژن بار منفی را حفظ می‌کند در حالی که اتم‌های هیدروژن بار مثبت دارند. این امر باعث انحنای ساختار مولکولی آب شده و همچنین به آن یک گشتاور دوقطبی الکتریکی می‌دهد و باعث می‌شود که آن را با نام مولکول قطبی طبقه‌بندی کنند.

آب یک حلال قطبی خوب است که بسیاری از نمک‌ها و مولکول‌های آلی آب‌دوست مانند قندها و الکل‌های ساده، مانند اتانول را حل می‌کند. آب همچنین بسیاری از گازها، مانند اکسیژن و دی‌اکسید کربن را حل می‌کند. علاوه بر این، بسیاری از مواد موجودات زنده مانند پروتئین‌ها، DNA و پلی ساکاریدها در آب حل می‌شوند.

بسیاری از مواد آلی (مانند چربی‌ها و روغن‌ها و آلکان‌ها) آبگریز هستند؛ یعنی در آب محلول نیستند. بسیاری از مواد غیر آلی نیز محلول نیستند؛ از جمله، اکثر اکسیدهای فلزات، سولفیدها و سیلیکات‌ها.

 

اگر کسی از فضا به زمین نگاه کند، آن را یک سیاره آبی رنگ و پر از آب خواهد دید. حجم کل آب‌های موجود در کره زمین، رقمی در حدود ۱٬۳۶۰ میلیون کیلومتر مکعب تخمین زده شده‌است؛ این حجم با توجه به چرخهٔ آب به‌طور دائم در بین منابع مختلف در حال جابه‌جایی‌است.

مهم‌ترین منابع آب در کره زمین عبارتند از:

• آب‌های زیرزمینی (چاه، چشمه و قنات)
• آب‌های جوی (باران و برف)
• آب‌های سطحی (رودخانه، دریاچه، دریا و اقیانوس)

همچنین بخشی از آب موجود در کره زمین به صورت بخار در اتمسفر و بخش دیگری نیز به‌صورت جامد در یخچال‌های طبیعی وجود دارد.

حجم تقریبی میزان آب ذخیره‌شده در این منابع، چنین است:

• اقیانوس‌ها: حدود ۱٬۳۲۰ میلیون کیلومتر مکعب (۹۷٫۲٪)
• یخچال‌های طبیعی: حدود ۲۵ میلیون کیلومتر مکعب (۱٫۷٪)
• سفره‌های زیرزمینی: ۱۳ میلیون کیلومتر مکعب (۰٫۹٪)
• آب‌های شیرین موجود در دریاها، دریاچه‌ها و رودها: ۲۵۰ هزار کیلومتر مکعب (۰٫۰۲٪)
• بخار آب در هواکره: حدود ۱۳ هزار کیلومتر مکعب (۰٫۰۰۱٪)

 

آب شیرین یک منبع تجدیدپذیر است که توسط چرخه آب طبیعی دوباره به گردش در می‌آید، اما توزیع طبیعی ناهموار در مکان و زمان، رشد تقاضای اقتصادی توسط کشاورزی و صنعت و رشد جمعیت باعث فشارهایی در زمینه دسترسی به آن گردیده‌است. در حال حاضر، نزدیک به یک میلیارد نفر در سراسر جهان از دسترسی به آب سالم و مقرون به صرفه محروم‌اند. سازمان جهانی بهداشت تخمین می‌زند که آب سالم می‌تواند سالانه از مرگ ۱٫۴ میلیون کودک در اثر اسهال جلوگیری کند. در کشورهای در حال توسعه، ۹۰٪ از کل فاضلاب‌ها هنوز بدون تصفیه به داخل رودخانه‌ها و جویبارهای محلی رها می‌شوند. حدود ۵۰ کشور با تقریباً یک سوم جمعیت جهان نیز از تنش آبی متوسط یا زیاد رنج می‌برند و ۱۷ کشور از این میزان، سالانه بیشتر از میزان شارژ مجدد در چرخه‌های آب طبیعی خود آب استخراج می‌کنند. این آسیب نه تنها بر روی آب‌های شیرین سطحی مانند رودخانه‌ها و دریاچه‌ها تأثیر می‌گذارد، بلکه منابع آب زیرزمینی را نیز تخریب می‌کند.

مصارف انسانی

کشاورزی

اصلی‌ترین مصرف آب توسط انسان در بخش کشاورزی و زراعت است، که تقریباً بین ۸۰ تا ۹۰٪ از کل آب مصرفی توسط انسان را شکل می‌دهد. در ایالات متحده آمریکا، ۴۲٪ آب شیرین برداشت شده برای آبیاری استفاده می‌شود، اما اکثریت قریب به اتفاق آب «مصرف شده» به مصرف کشاورزی و دامداری می‌رود.

دسترسی به آب شیرین، خصوصاً در کشورهای پیشرفته که سیستم‌های پیچیده آب برای جمع‌آوری، تصفیه و رساندن آب و حذف فاضلاب ساخته‌اند، یک امر عادی به نظر می‌رسد. اما فشارهای اقتصادی، جمعیتی و اقلیمی در حال رشد، نگرانی‌ها را در مورد مسائل مربوط به آب افزایش می‌دهد و منجر به افزایش رقابت برای منابع آب ثابت می‌شود و مفهوم اوج آب را ایجاد می‌کند. با رشد جمعیت و اقتصادها، تقاضای گوشت، که به شدت به مصرف آب زیادی نیاز دارد، و همچنین سوخت‌های زیستی و صنایع وابسته به آب، افزایش می‌یابد و در نتیجه احتمال وقوع چالش‌های جدی در زمینه آب بسیار محتمل است.

کمبود آب همچنین به دلیل تولید محصولاتی که به آب زیاد نیاز دارند، ایجاد می‌شود. به عنوان مثال، ۱ کیلوگرم پنبه - که معادل یک شلوار جین است - به ۱۰٫۹ متر مکعب (۱۰۹۰۰ لیتر) آب برای تولید نیاز دارد. در حالی که پنبه ۲٫۴٪ از مصرف آب در جهان را تشکیل می‌دهد، آب در مناطقی که در حال حاضر در معرض کمبود آب هستند مصرف می‌شود. تولید پنبه در جهان خسارات قابل توجهی در محیط زیست ایجاد کرده‌است: به عنوان مثال، انحراف آب توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق از رودخانه‌های آمو دریا و سیر دریا برای تولید پنبه تا حد زیادی دلیل ناپدید شدن دریای آرال بود.

•  
  نیاز آب به ازای هر تن محصول غذایی
• توزیع آب در آبیاری قطره‌ای زیر سطحی
•  
  آبیاری محصولات زراعی

آشامیدن

 

بدن انسان بسته به اندازه بدن از ۵۵٪ تا ۷۸٪ آب دارد. برای عملکرد صحیح بدن انسان روزانه به یک تا هفت لیتر آب نیاز دارد تا از کم‌آبی بدن جلوگیری کند. مقدار دقیق آن به سطح فعالیت، دما، رطوبت و سایر عوامل بستگی دارد. بیشتر این مقدار از طریق غذاها یا نوشیدنی‌های دیگر به غیر از نوشیدن آب مستقیم تأمین می‌شود.

کلیه‌های سالم می‌توانند ۰٫۸ تا ۱ لیتر آب در ساعت دفع کنند، اما استرس مانند ورزش می‌تواند این مقدار را کاهش دهد. افراد می‌توانند هنگام ورزش بسیار بیشتر از حد لازم آب بنوشند و این افراد را در معرض خطر مسمومیت با آب قرار می‌دهد (هیدراتاسیون زیاد) که می‌تواند کشنده باشد. به نظر می‌رسد ادعای رایج مبنی بر اینکه «شخص باید روزانه هشت لیوان آب مصرف کند» هیچ پایه و اساس علمی ندارد. مطالعات نشان داده‌است که مصرف آب اضافی، در زمان صرف غذا به ویژه تا ۵۰۰ میلی لیتر، باعث کاهش وزن می‌شود. مصرف کافی مایعات برای جلوگیری از یبوست مفید است. انسان‌ها به آب با ناخالصی‌های کم احتیاج دارند. ناخالصی‌های معمول شامل نمک‌ها و اکسیدهای فلزی، از جمله مس، آهن، کلسیم و سرب، یا باکتری‌های مضر، مانند ویبریو است. برخی از املاح برای تقویت مزه و تأمین الکترولیت‌های مورد نیاز انسان قابل قبول و حتی مطلوب هستند.

شستشو

تمایل آب به تشکیل محلول‌ها و امولسیون‌ها در فرآیندهای مختلف شستشو مفید است. شستشو همچنین یکی از اجزای مهم جنبه‌های بهداشت شخصی بدن است. بیشترین مصرف شخصی از آب به دلیل حمام کردن، شستن لباس و ظرف می‌باشد که در کشورهای پیشرفته به صدها لیتر در روز نیز می‌رسد.

کاربردهای صنعتی

بسیاری از فرآیندهای صنعتی به واکنش مواد شیمیایی محلول در آب یا معلق شدن جامدات در دوغاب‌ها وابسته هستند. همچنین در بسیاری از فرایندهای صنعتی از آب برای حل و استخراج مواد یا شستشوی محصولات یا تجهیزات فرآوری استفاده می‌شود. فرایندهایی مانند استخراج، مواد شیمیایی مورد استفاده در صنعت کاغذسازی، سفیدکاری خمیر کاغذ، تولید کاغذ، تولید منسوجات، رنگرزی، چاپ و خنک سازی نیروگاه‌ها از مقدار زیادی آب استفاده می‌کنند که نیاز به منبع اختصاصی آب دارند و اغلب باعث آلودگی قابل توجه آب می‌شوند.^{[نیازمند منبع]}

از آب در تولید برق استفاده می‌شود. برق آبی، برقی است که از نیروگاه آبی به دست آید. برق‌آبی با هدایت و عبور آب از داخل توربین آب متصل به ژنراتور تولید می‌شود. برق آبی یک منبع انرژی تجدیدپذیر با هزینه کم و غیر آلاینده است. انرژی از حرکت آب تأمین می‌شود. معمولاً یک سد بر روی یک رودخانه ساخته می‌شود و یک دریاچه مصنوعی در پشت آن ایجاد می‌شود. آبی که از دریاچه خارج می‌شود از درون توربین‌هایی که ژنراتورها را می‌چرخانند عبور داده می‌شود.

 

سد سه‌دره در چین بزرگ‌ترین نیروگاه برق آبی جهان است.

از آب تحت فشار در برش با جت آب استفاده می‌شود. همچنین، برای برش دقیق از تفنگ آب فشار قوی استفاده می‌شود. واترجت بسیار خوب کار می‌کند، نسبتاً ایمن است و برای محیط زیست مضر نیست. همچنین در خنک سازی ماشین آلات برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد، یا جلوگیری از گرم شدن تیغه‌های اره از آب تحت فشار استفاده می‌شود.

همچنین از آب علاوه بر استفاده به عنوان حلال شیمیایی، در بسیاری از فرآیندهای صنعتی و ماشین آلات مانند توربین بخار و مبدل حرارتی نیز استفاده می‌شود. تخلیه آب تصفیه نشده از مصارف صنعتی، آلودگی محسوب می‌شود. این آلودگی شامل املاح تخلیه شده (آلودگی شیمیایی) و آب خنک‌کننده تخلیه شده (آلودگی حرارتی) است. صنعت برای بسیاری از کاربردها به آب فوق خالص نیاز دارد و از انواع تکنیک‌های تصفیه چه در تأمین آب و چه در تخلیه استفاده می‌کند.

حمل و نقل

استفاده از آب برای انتقال مواد از طریق رودخانه‌ها و کانال‌ها و همچنین خطوط حمل و نقل بین‌المللی بخش مهمی از اقتصاد جهان است. طبق گزارش UNCTAD در سال ۲۰۲۰، حمل و نقل دریایی تقریباً ۸۰٪ تجارت بین‌المللی را تشکیل می‌دهد. گفته می‌شود انقلاب صنعتی در جایی اتفاق افتاد که حمل‌ونقل ارزان آبی از طریق کانال، ناوبری، یا حمل و نقل با انواع کشتی‌های آبی در آبراه‌های طبیعی، حمل‌ونقل فله‌ای مقرون‌به‌صرفه را پشتیبانی می‌کرد.

کاربردهای شیمیایی

آب به‌طور گسترده در واکنش‌های شیمیایی به عنوان یک حلال یا واکنش دهنده و در بعضی موارد به عنوان یک حل‌شونده یا کاتالیزور استفاده می‌شود. در واکنش‌های معدنی، آب یک حلال معمولی است که بسیاری از ترکیبات یونی و همچنین سایر ترکیبات قطبی مانند آمونیاک و ترکیبات نزدیک به آب را حل می‌کند. در واکنش‌های آلی معمولاً به عنوان حلالِ واکنش استفاده نمی‌شود، زیرا واکنش دهنده‌ها را به خوبی حل نمی‌کند و آمفوتریک (اسیدی و بازی) و نوکلئوفیل است. با این وجود، این خواص گاهی مطلوب هستند. همچنین تسریع واکنش‌های دیلز-آلدر توسط آب مشاهده شده‌است. آب فوق بحرانی اخیراً موضوع تحقیقاتی بوده‌است. آب فوق بحرانی اشباع شده با اکسیژن، آلاینده‌های آلی را به‌طور مؤثر می‌سوزاند. بخار آب برای برخی از فرایندها در صنایع شیمیایی استفاده می‌شود. یک مثال تولید اسید اکریلیک از اکرولئین، پروپیلن و پروپان است. اثر احتمالی آب در این واکنش‌ها شامل برهمکنش فیزیکی، شیمیایی آب با کاتالیزور و واکنش شیمیایی آب با واسطه‌های واکنش است.

تبادل گرمایی

جلوگیری از آتش

آب گرمای تبخیر بالایی دارد و نسبتاً بی اثر است که آن را به سیال اطفاء حریق خوبی تبدیل می‌کند. تبخیر آب گرما را از آتش دور می‌کند. استفاده از آب در آتش‌های حاوی روغن‌ها و حلال‌های آلی خطرناک است، زیرا بسیاری از مواد آلی روی آب شناور هستند و آب تمایل دارد مایع در حال سوختن را پخش کند.

استفاده از آب در اطفاء حریق باید خطرات انفجار بخار را نیز در نظر بگیرد، که ممکن است هنگام استفاده از آب در آتش‌سوزی‌های بسیار داغ در فضاهای محدود، و انفجار هیدروژن، زمانی که موادی که با آب واکنش می‌دهند، مانند فلزات خاص، رخ دهد. یا کربن داغ مانند زغال‌سنگ، زغال‌سنگ یا گرافیت کک، آب را تجزیه کرده و گاز آب تولید می‌کند.

تفریح

انسان‌ها برای بسیاری از اهداف تفریحی و ورزشی خود از آب استفاده می‌کنند. برخی از این موارد شامل شنا، اسکی روی آب، قایق‌رانی، موج سواری و غواصی است. علاوه بر این، برخی از ورزش‌ها، مانند هاکی روی یخ و اسکیت روی یخ، بر روی یخ انجام می‌شوند. کنار دریاچه‌ها، سواحل و پارک‌های آبی مکان‌های محبوب مردم برای استراحت و لذت بردن از اوقات فراغت است. به نظر بسیاری از آنها صدا و شکل ظاهری آبِ روان آرام است و چشمه‌ها و سایر ویژگی‌های آب از تزئینات محبوب آنها هستند. برخی ماهی‌ها و سایر گیاهان و جانوران را برای نمایش، سرگرمی و همراهی در داخل آکواریوم‌ها یا استخرها نگهداری می‌کنند. انسان‌ها همچنین از آب برای ورزش‌های برفی مانند اسکی، سورتمه سواری، و اسنوبورد استفاده می‌کنند، که برای تولید این یخ به آب نیاز است.

صنعت آب

فراوری غذا

کاربردهای پزشکی

آب قابل تزریق یا WFI در لیست داروهای اساسی سازمان بهداشت جهانی قرار دارد.

به عنوان استاندارد علمی

 

اگرچه حجم کلی آب‌های موجود بر روی زمین نسبتاً زیاد می‌نماید اما متجاوز از ۹۷٪ این آب‌ها در دریاها و اقیانوس‌ها متمرکز هستند و حدود ۲٪ نیز به صورت یخ و یخچال‌ها در مناطق قطبی تجمع یافته‌است. از یک درصد آب باقی‌مانده نیز بخش زیادی در اعماق زمین بوده که استخراج آن مشکل و از دسترس انسان به دور است.

به‌علاوه، منابع آب شیرین در سطح زمین به‌طور یک‌نواخت توزیع نشده‌اند. در حال حاضر، ۹ کشور ۶۰٪ کل منابع آب شیرین را به خود اختصاص می‌دهند: کانادا، چین، کلمبیا، پرو، برزیل، روسیه، ایالات متحده آمریکا، اندونزی و هند.

در مقابل حدود ۸۰ کشور با کمبود آب مواجه‌اند که برخی از آن‌ها تقریباً به هیچ منبع آب شیرین قابل توجهی دسترسی ندارند: کویت، بحرین، مالت، امارات متحده عربی، سنگاپور، اردن و لیبی.

با توجه به افزایش روزافزون جمعیت، توسعهٔ صنایع و افزایش آلودگی منابع آب شیرین، دسترسی به آب کافی و مناسب در برخی از کشورها به یک بحران جدی تبدیل شده‌است.

 

طبق آمار برنامه عمران سازمان ملل متحد در سال ۲۰۰۶:

• ۱٫۱ میلیارد نفر به آب آشامیدنی دسترسی ندارند.
• ۲٫۶ میلیارد نفر به آب کافی برای بهداشت دسترسی ندارند.
• ۷۰۰ میلیون نفر در ۴۳ کشور با مشکل کمبود پیوستهٔ آب مواجه هستند.
• ۱٫۸ میلیون کودک زیر ۵ سال هر سال از ابتلا به اسهال به علت آشامیدن آب ناسالم می‌میرند.

آب از دیرباز به سبب حیاتی بودن مقدس شمرده می‌شود. آب از یک سو نماد زندگی و از سوی دیگر نماد پالایش و طهارت می‌باشد. بر اساس باورهای بیشتر دین‌ها آب مایع پاک‌کننده است.^{[نیازمند منبع]} البته پاکی تنها به تمیزی اشاره نمی‌کند و مفهومی گسترده‌تر را فرا می‌گیرد. آب در آیین طهارت بسیار مهم است و توسط بیشتر دین‌ها مورد اشاره قرار گرفته‌است.

مزدیسنا

آب در مزدیسنا که جزو اولین دین‌های جهان بشمار می‌رود بسیار حائز اهمیت است. آبانگان یکی از جشن‌های ایرانی است که در ستایش و نیایش ایزدبانو آناهیتا که ایزد آب‌های روان بوده‌است، برگزار می‌شده‌است. زمان برگزاری این جشن در آبان، روز دهم آبان بوده‌است. همچنین آناهیتا یکی از ایزدبانوان ایرانی-آریایی، هدایت و نگهبانی تمام آب‌های جهان را به عهده دارد.

شینتو

 

آب در میان جامعه ژاپن و پیروان دین شینتو که بیشتر آن‌ها در ژاپن هستند از اهمیت تاریخی بالایی برخوردار است. تسوکوبای در ژاپن یک دستشویی است که در ورودی یک مکان مقدس برای بازدیدکنندگان فراهم می‌شود تا با شستن، دست و دهان خود را پاک کنند. این نوع آیین طهارت رسمی است. همچنین مکان تاریخی تمیزویا در ژاپن برای تطهیر تشریفاتی شامل شستشوی دهان و ریختن آب روی سر انگشتان است.

یهودیت

در اولین دین ابراهیمی نیز اشاره‌های بسیاری به تقدس آب شده‌است. برای نمونه از اولین اهمیت آب در یهودیت می‌توان به نجات موسی در آب رودخانه اشاره کرد. به گفته سفر خروج در تنخ، دختر فرعون شخصی بود که موسی را زمانی که مادرش او را در رودخانه رها کرده بود، پیدا کرد و به فرزندی گرفت. همچنین میقوه نیز معبدی برای شستشو و غسل در دین یهودیت است. میقوه حمامی خاص است که در یهودیت برای غسل کردن مورد استفاده قرار می‌گیرد. واژه میکوه در تورات مورد استفاده قرار گرفته‌است و معمولاً به معنی محل نگهداری آب است. در تلمود نیز از الزام شستن دست‌ها با آب پاک در لاویان ۱۵:۱۱ به عنوان اشاره ای به قانون کلی شستن دست‌ها اشاره شده‌است.

مسیحیت

 

آب در مسیحیت نماد پاکی و حیات است و از اهمیت بیساری برخوردار است. غسل تعمید که با آب انجام می‌شود نشان دهنده پاک کردن نفس انسان از ناپاکی‌ها است. ازدواج در قانا نیز تبدیل آب به شراب اولین معجزه عیسی در انجیل یوحنا است. در اشعار مسیحی نیز پاشویان ذکر می‌کند که مسیح این کار را انجام می‌داده‌است. به‌طور مشخص، در آیات ۱۳:۱۴–۱۷ او به آنان آموزش می‌دهد، ۱۴ «اگر من، خداوند و معلم شما، پایتان را شسته‌ام، شما نیز باید پای یکدیگر را بشویید.» همچنین عیسی پیامبر مسیحیت چندین نفر را با آب در تالاب بیت حسدا، شفا داده‌است.

اسلام

طبق آموزه‌های اسلام آب مایعی پاک و پاک کننده است و طبق احکام اسلام برای پاک کردن اثر ادرار یا خون آب مناسب است. بر اساس دستور اسلام، هر مسلمان در روز برای خواندن نماز باید با آب وضو بگیرد و استفادهٔ بهینه از آب یک وظیفه است همچنین اسراف (هدر دادن) آب گناه به‌شمار می‌آید. همچنین در موارد بسیاری مسلمانان باید بدن خود را به‌طور کامل با آب شست‌وشو دهند که به آن غسل می‌گویند.

دین‌های دیگر

برخی باورهای دینی برای این عنصر مادی به خاطر پالایندگی جسم مرتبه پالایندگی روح نیز قائل شده‌اند. در بیان اسطوره ایزیس از ایزدان مصری آمده‌است که پیکر مرده ایزیس در آب‌های نیل شناور بود و به زندگی برگشت به این خاطر که در آب‌های نیل غسل داده شد.^{[نیازمند منبع]} ایزدبانوی ماه، در اساطیر قبایل مائوری نیوزیلند، به نام مارما پس از اینکه به‌طور کامل از بین می‌رود، هرگاه در آب‌های زندگانی خود را شست‌وشو می‌دهد دوباره شکوه گذشته خود را بازمی‌یابد.

نام وایورا، ایزدبانوی تندرستی در جزایر پلی‌نزی مرکزی، به معنای «آب زندگانی» است.