પાણી

આનો અણુ એક પ્રાણવાયુ અને બે ઉદકજન પરમાણુ ધરાવે છે જે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોય છે. પાણી તાપમાન અને દબાણના સામાન્ય સંજોગોમાં પ્રવાહી સ્વરુપે હોય છે, પણ તે સાથે જ તે પૃથ્વી પર તેના ઘન સ્વરુપે બરફ તરીકે અને વાયુ સ્વરુપે પાણીની વરાળ તરીકે પણ સહ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

પૃથ્વીની સપાટીના ૭૦.૯% ભાગ પર પાણી છવાયેલ છે, અને દરેક સ્વરૂપ જીવનના માટે આવશ્યક છે. પૃથ્વી પર, મોટે ભાગે પાણી સમુદ્ર અને અન્ય પાણીના સ્ત્રોત મળી આવે છે , જેમાં ૧.૬% ભાગ ભૂગર્ભ જળ સ્વરુપે છે અને ૦.૦૦૧% ભાગ વાતાવરણમાં પાણેની વરાળ, વર્ષા અને વાદળા (પાણીના હવામાં અવલંબિત ઘન અને પ્રવાહી કણો) સ્વરુપે છે. સમુદ્રો સપાટીના પાણીનો ૯૭% ભાગ ધરાવે છે, હિમ નદીઓ અને ધ્રુવીય હિમ ટોપીઓ ૨.૪%, અને અન્ય ભૂસપાટી સ્ત્રોત જેવા કે નદીઓ, સરોવર અને તળાવ ૦.૬% પાણી ધરાવે છે. પાનીનો ખૂબ થોડો ભાગ જીવસૃષ્ટી અને નિર્મિત પદાર્થોમાં હોય છે.

પૃથ્વી પરનું પાણી હમેંશા બાષ્પીભવન કે સ્થળાંતર કે સ્થળાંતરીબાષ્પીભવન, વરસાદ, કે ધસારો (મોટે ભાગે દરિયા તરફ) ના ચક્રમાં ફરતું રહે છે જેને જળ ચક્ર કહે છે. જમીન પરના બાષ્પીભવન સ્થળાંતરના પરિણામે વરસાદ પડે છે.

સ્વચ્છ પીવાલાયક પાણી તે માનવ અને અન્ય જીવ સૃષ્ટી માટે આવશ્યક છે. સલામત પીવાલાય ક પાણીની ઉપલબ્ધતા છેલ્લા દાયકામાં વિશ્વમાં દરેક જગ્યાએ સરળ બની છે વધી છે. સલામ્ત પીવાલાયક પાણીની ઉપલબ્ધતા અને સકલ ઘરેલુ ઉત્પાદન (જી ડી પી) વચ્ચે સીધો સંબંધ છે. જોકે અમુક નીરીક્ષકો માને છે કે ૨૦૨૫ સુધી અડધું વિશ્વ પાની આધારીત (રોગ) નિર્બળતા નો સામનો કરી રહ્યું હશે. હાલમાં પ્રસિદ્ધ રિપોર્ટ(નવેંબર ૨૦૦૯) કહે છે કે ૨૦૩૦ સુધી, વિશ્વના અમુક વિકાસશીલ ક્ષેત્રોમાં, પાણીની જરુરીયાત પુરવઠા ના ૫૦% જેટલી વધુ હશે. Water plays an important role in the વિશ્વના અર્થતંત્રમાં પાણી મહત્ત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, કેમકે તે ઘણાં પ્રકારના રાસાયણીક પદાર્થના દ્રાવક તરીકે વપરાય છે, તે એક મહત્ત્વનું ઔધ્યોગિક ઠારક અને વાહક છે. લગભગ ૭૦% જેટલું તાજુંપાણી ખેતીવાડી દ્વારા વાપરવામાં આવે છે.

 

 

 

 

 

પાણી એ એક રાસાયનીક પદાર્થ છે જેની રાસાયણીક સંજ્ઞા H₂O છે: પાણીના એક અણુમાં એક ઓક્સિજન અને બે હાઈડ્રોજન પરમાણુ હોય છે જે સહસંયોજક બંધથી જોડાયેલ હોય છે પાણી પ્રકૃતીમાં પદાર્થનીના ત્રણે અવસ્થામાં મળી આવે છે: આકાશમાં પાણીની વરાળ અને વાદળા સ્વરૂપે; દરિયામાં દરિયાના પાણી અને ધ્રુવીય સમુદ્રમાં હિમશિલાસ્વરૂપે; પર્વતો પર હિમનદીઓ અને નદીઓ સ્વરૂપે; અને ધરતી પર વિવિધ જળ સ્ત્રોત અને ધરતીમાં ભૂગર્ભ જળ સ્વરૂપે.

પાણીના મુખ્ય રાસાયણીક અને ભૌતિક ગુણધર્મો આ મુજબ છે:

• પાણી એ સ્વાદરહિત, ગંધરહિત તથા તાપમાન અને દબાણની પ્રમાણભૂત સ્થિતિમાં પ્રવાહી છે. બરફ અને પાણીનો અંતર્ગત મૂળ રંગ હલકો ભૂરો છે, જો કે ઓછા પ્રમાણમાં પાને રંગહીન લાગે છે. બરફ પણ રંગહીન લાગે છે, અને પાનીની વરાળ તો હવાની જેમ અદ્રશ્ય જ હોય છે.

• પાણી પારદર્શક છે , અને આને લીધે સૂર્ય પ્રકાશ તેમાં પસાર થઈ શકે છે અને જળ વનસ્પતિઓ તેમાં જીવી શકે છે. માત્ર તીવ્ર પારજાંબલી પ્રકાશ જ અમુક અંશે શોષાય છે.

• પાનીનો અણુ એ રૈખીક સંરચના નથી ધરાવતો અને ઓક્સિજનના અણુમાં હાયડ્રોજનના અણુ કરતા વધુ ઋણવિદ્યુતભારીતતા હોય છે આથી તે થ્ડો ઋણ ભાર ધરાવે છે જ્યારે હાઈડ્રોજન થોડો ધન ભાર ધરાવે છે. પરિણામે, પાણી એકદ્વી ધ્રુવી પરિબળ ધરાવતો ધ્રુવીય અણુ છે. પાણી અસામાન્ય રીતે ઘણી મોટી સંખ્યામાં તેના કદના અણૂ સાથે આંતર આણ્વીક હાઈડ્રોજન બંધ (ચાર) રચી શકે છે. આને પરિણામે પાણીના અણુઓ વચ્ચે આકર્ષણ બળ નિર્માણ થાય છે જેને પરિણામે પાણીમાં ઉંચા સપાટીના તાણ . અને કેશીય બળો નું નિર્માણ થાય છે. પાણીનું કેશીય વર્તન એટલે કેશ જેવી પાતળી નળીમાં પાણીનું ગુરુત્વ બળની વિરુદ્ધ દિશામાં ઉપર ચઢવું. વાહીકા ધરાવતી વનસ્પતિઓ જેમકે વૃક્ષો પાણીના આજ ગુણધર્મ પર આધાર રાખે છે.

• પાણી એક ઉત્તમ દ્રાવક છે અને તેને ઘણી વખત વૈશ્વીક દ્રાવક તરકે પણ ઓળખાય છે. જે પદાર્થ પાણીમાં દ્રવી જાય જેમ કે, ક્ષારો (મીઠું), શર્કરાઓ સાકર, અમ્લ (એસિડ), આલ્કલીઓ, અમે અમુક વાયુઓ – ખાસકરી ઓક્સિજન, કાર્બન ડાયોક્સાઈડ (કાર્બોનેશન) તેમને જળદ્રવી (જળ-પ્રિય) પદાર્થો કહે છે, જ્યારે એવા પદાર્થો જે પાણીમાં નથી ઓગળતા (દા.ત., ચરબી અને તેલ), તેમને હાઈડ્રોફોબીક (જળ-ગભરુ) પદાર્થ્ કહે છે.

• જૈવિક કોષના મુખ્ય ભાગો જેવા કે (પ્રોટીનો, ડી.એન.એ. અને પોલીસેક્કીરાઈડ) પણ પાણીમાં દ્રાવ્ય છે.

• શુદ્ધ પાણીની વિદ્યુત વાહકતાઘણી ઓછી હોય છે,પણ તેમાં થોડા પ્રમાણમાં આયનીક પદાર્થ (દા.ત. સોડીયમ ક્લોરાઈડ= મીઠું)ઉમેરતા તેની વિદ્યુત વાહકતા એકદમ વધી જાય છે.

• પાણીના (અને અન્ય પ્રવાહીના) ઉત્કલન બિંદુનો આધાર વાયુના વાતાવરણીય દબાણ પર આધાર રાખે છે. દા.ત., on the top of માઉન્ટ એવરેસ્ટ શિખર પર પાણી ૬૮°સે પર ઉકળવા માંડે છે, જ્યારે સમુદ્ર સપાટી પર તે ૧૦૦°સે પર ઉકળવા માંડે છે. તેથીએ વિપરીતે, સમુદ્રની ઉંડાણમાં જ્વાળામુખો આગળ ઘણા સો °સે સુધી પણ પાણી વરાળ ન બનતા પ્રવાહી જ રહે છે.

• એમોનિયાને બાદ કરતાં પાણી કોઈ પણ જ્ઞાત પદાર્થ કરતા સૌથી વધારે આણ્વીક વિશિષ્ટ ઉષ્મા ક્ષમતા ધરાવે છે, તે સાથે ત ઉંચી બાષ્પીભવન ઉષ્મા (૪૦.૬૫ kJ•mol⁻¹)પણ ધરાવે છે, આ બનેં વસ્તુ નું કારણ પાણીના અણુઓ વચ્ચેનો વિસ્તીર્ણ હાઇડ્રોજન બંધ છે. આ બે અસાધારણ ગુણધર્મો પાણીને પૃથ્વી પર થતા તાપમાનના ફરકને પચાવીને પૃથ્વીના વાતાવરણને માફકસર બનાવવામાં મદદ કરે છે.

• પાણી સૌથે વધુ ઘનત્વ ૩.૯૮°સે પર મેળવે છે. પાણી એક અનિયમીત વર્તન ધરાવે છે પાણીને ઠંડુ પાડતા તેના ઘન સ્વરૂપ (બરફ) બનતા તેનું કદ ઘટે છે. આ વર્તન પ્રમાણે પાણીના ઘન સ્વરૂપનું કદ ૯% વધારે જગ્યા રોકે છે, આને પરિણામે ઘનત્વ ઘટે છે અને વરફ પાની પર તરે છે.

 

• ઈથેનોલ જેવા ઘણાં પ્રવાહીઓ દરેક પ્રમાણમાં પાણીમાં દ્રવી જાય છે, અને એક સંમાંગ દ્રાવણ બનાવે છે. બીજી તરફ અન્ય સૌ પ્રકાર ના તેલ પાણીમાં અ દ્રાવ્ય હોય છે. તે પાણી માં નાખતા તેમના ઘનત્વ અનુસાર સપાટીઓમાં રહે છે. વાયુ સ્વરુપે, પાણીની વરાળ હવામાં સંપૂર્ણ રીતે દ્રાવ્ય છે.

• ઘણા દ્રાવ્યો સાથે પાણી ઉત્કલાવિચલિત (એઝીઓટ્રોપ) બનાવે છે.

• પાણીનું વિદ્યુત પૃથ્થકરણ કરતા ઓક્સિજન અને હાઈડ્રોજન છૂટા પડે છે.

• જ્યારે હાઈડ્રોજન કે હાઈડ્રોજન ધરાવતા સંયોજન જ્યારે ઓક્સિજન કે ઓક્સિજન ધરાવતા સંયોજન સાથે રાસાયણીક પ્રક્રિયા કરે ત્યારે હાયડ્રોજન ના ઓક્સાઈ એવા પાણીનું નિર્માણ થાય છે. પાણીના અણુને હાઈડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિદ્યુત પૃથ્થકરણ કે અન્ય રીતે રૂપાંતરીત કરવામાટે જેટલી શક્તિ જોઈએ છે તેના કરતા ઓક્સિજન અને હાઈડ્રોજનના પાણીના અણુમાં સંયોજન માટે ઓછી શક્તિની જરૂર પડે છે.

• લિથીયમ, સોડિયમ, કેલ્શિયમ પોટેશિયમ અને સીસીયમ જેવા તત્વો કે જેમનામાં હાઈડ્રોજન કરતાં વધુ ધન વિદ્યુત ભારી હોય છે તેઓ પાણીના અણુના હાઈડ્રોજનના અણુને બદલી હઈડ્રોક્સાઈડ (આલ્કલી, બેઈસ) બનાવે છે. હાઈડ્રોજન જ્વલનશીલ વાયુ હોતા તેના મુક્ત થવાથી તે ભયજનક અને છે અને પાનીની વધુ પડતા ધન વિદ્યુત ભારી તત્વો સાથે ની પ્રક્રિયા સ્ફોટક હોઈ શકે છે.

પાણી પોતાનામાં ઘણાં વિવિધ પદાર્થોને ઓગાળી શકે છે આને પરિણામે પાણી માં વિવિધ સ્વાદ અને ગંધ આવે છે. માનવ અને અન્ય પ્રાની પ્રજાતિઓએ એવી સંવેદના વિકસિત કરી છે જેને પરિણામે તેઓ ખારા કે તૂરા પાનીને પીવાલાયક પાણીથી જુદા તારવી શકે છે. સ્પ્રીંગ વોટર કે મિનરલ વૉટર તરીકે વેચાતા પાણીમાં અમુક ક્ષારો ઓગાલીને તેમને સ્વાદ આપવામાં આવે છે, જોકે શુદ્ધ પાણી તો ગંધ અને સ્વાદ રહિત હોય છે. જાહેરાતો માં બતાવાતી સ્પ્રિંગ વૉટર કે મિનરલ વૉટરની શુદ્ધતા એ ઝેરી તત્વો, પ્રદૂષકો અને જીવાણુની ગેરહાજરીના સંદર્ભમાં હોય છે.

વિશ્વમાં પાણી

વિશ્વના મોટા ભાગના પાણીનું નિર્માણનું તારા નિર્માણની ઉપ પેદાશ તરીકે થયું છે. જ્યારે કોઈ તારો જન્મે છે ત્યારે વાયુ અને રજકણોની એક મહા લહેર બહાર તરફ ફેંકાય છે. જ્યારે આ બહાર તરફ ફેંકાતો પદાર્થોનો જથ્થો છેવટે આસપાસના વાયુ સાથે અથડાય છે, પેદા થતી આધાતી તરંગો વાયુ પર દબાણ આપે છે અને વાયુઅ ગરમ થઈ જાય છે. અને ગરમ અને ગાઢા વાયુમાં પાણી ઝડપથી બને છે.

આપણી નિહારિકા (ગેલેક્સી) આકાશગંગામાં તારાઓની વચ્ચેના વાદળમાં પણ પાણી મળી આવ્યું છે. કદાચ અન્ય નિહાતિકાઓમાં પણ પાની ઓવાની શક્યતા છે કેમકે પાનીના ભાગ હાઈડ્રોજન અને ઓક્સિજન એ વિશ્વમાં સૌથી વધુ માત્રામાં ઉપલબ્ધ એવા તત્વો છે. અવકાશીય વાદળ છેવટે થીજીને સૌર ન્યૂબેલા કે આપણા જેવા સૌર મંડળમાં રૂપાંતર પામે છે.

પાણીની વરાળ સૌરમંડળમઅં આ પ્રમાણે મોજૂદ છે:

• બુધનું વાતાવરણ: ૩.૪%, અને બુધના બાહ્યાવરણમાં ઘણા મોટા પ્રમાણમાં
• શુક્રના વાતાવરણમાં: ૦.૦૦૨%
• પૃથ્વીના વાતાવરણમાં: ~૦.૪૦% પૂર્ણ વાતાવરણ પર, મોટે ભાગે ૧–૪% સપાટી પર
• મંગળના વાતાવરણમાં: ૦.૦૩%
• ગુરુના વાતાવરણમાં: ૦.૦૦૦૪%
• શનિના વાતાવરણમાં – માત્ર હિમ સ્વરૂપે
• એન્સીલૉડસ (શનિનો ચંદ્ર): ૯૧%
• બાહ્ય ગ્રહો - HD 189733 b અને HD 209458 b.

પ્રવાહી સ્વરૂપે પાણીની મોજૂદગી

• પૃથ્વી – સપાટીના ૭૧% ભાગ પર
• ચંદ્ર – ઘણી ઓછી માત્રામાં (૨૦૦૮માં) એપોલો ૧૫ (૧૯૭૧) દ્વારા લવાયેલી જ્વાળામુખી મોતીઓમાં. NASA reported the detection of water molecules by NASA's Moon Mineralogy Mapper aboard the Indian Space Research Organization's Chandrayaan-1 spacecraft in September 2009.

શનિના ચંદ્ર એન્સીલૉડસ અને ગુરુના ચંદ્ર યુરોપાની સપાટીની નીચે પાણી હાજર હોવાના ઘણા મજબૂત પુરાવા મળ્યા છે જ્યાંતે સંપૂર્ણ ગ્રહપર ફેલાયેલા ૧૦૦ કિમી ઊંડા સમુદ્ર સ્વરૂપે હોઈ શકે છે. આ સમુદ્રોમાં પૃથ્વી પરના સમુદ્રો કરતાં પણ વધુ પાણી હોઈ શકે છે.

હિમ સ્વરૂપે પાનીની મોજૂદગી

• પૃથ્વી – મોટી ભાગે હિમ ચાદર
• મંગળ પર ધૃવીય હિમ ટોપી સ્વરૂપે
• ચંદ્ર પર હિમ
• ટાઈટન (ચંદ્ર)
• યુરોપા (ચંદ્ર)
• શનિના વલયો
• [એન્સીલૉડસ]]
• પ્લુટો અને કેરૉન (ચંદ્ર)
• ઉલ્કા અને ઉલ્કાના સ્ત્રોત એવા (ક્યુઈપર પટ્ટો અને ઊરી વાદળ પદાર્થો)

હિમ સ્વરુપે પાણી બટુક ગ્રહ સીરસ અને ટેથીસ (ચંદ્ર)પર પણ હોઈ શકે છે. યુરેનસ અને નેપ્ચ્યુનના આંતરીક માળખાના મોટો ભાગ પાણી અને અન્ય વરાળી તત્વોનો બનેલ છે. વધારે ઉંડાણ વાળા ભાગમાં પાણી આયનીક જળના સ્વરૂપે હોય છે જેમાં તેના અણુઓ હાઈડ્રોજન અને ઓક્સિજન આયનોના ઓસામણ (સૂપ) તરીકે હોય છે. અને તેથી વધુ ઊંડાઈએ તે અતિ-આયનિક જળ સ્વરૂપે હોય છે જેમાં ઓક્સિજન નું સ્ફટીકી ભવન થઈ જાય છે અને ઓક્સિજન સ્ફટિકોની જાળીની વચ્ચે હાઈડ્રોજન આયન મુક્ત રીતે વિહરે છે.

પાણી અને વાસવાટ યોગ્ય ક્ષેત્ર

પ્રવાહી સ્વરૂપમાં અને મહદ અંશે વાયુ અને ઘન સ્વરૂપે પાણીનું અસ્તિત્વ જીવસૃષ્ટીના અસ્તિત્વ માટે જરૂરી છે. પૃથ્વી સૌર મંડળના વસવાટ યોગ્ય ક્ષેત્રમાં આવેલ છે, જો પૃથ્વીનું સૂર્યથી સ્થાન (૫% કે ૮૦ લાખ કિમી) પણ આગળ પાછળ હોત, તો પાણીની એક સાથે ત્રણે સ્થિતીમાં અસ્તિત્વ ધરાવવાની શક્યતા ઘટી જાત.

પૃથ્વીનું ગુરુત્વાકર્ષણ બળ તેના વાતાવરણને પકડી રાખે છે. પાણીની વરાળ અને કાર્બન ડાયોક્સાઈડ વાયુ તાપમાન નિયંત્રક (હરિતગૃહ અસર) તરીકે કામ કરે છે અને સપાટી પર સમાન તાપમાન જાળવી રાખવામાં મદદ કરે છે. જો પૃથ્વી નાની હોત તો વાતાવરણ પાતળું હોવાને કારણે તાપમાન અત્યંત વધી જાય છે અને પાણી પ્રવાહી રુપે ટકી ન શકત. મંગળની જેમ માત્ર ધ્રુવીય પ્રદેશમાં જ હિમ રૂપે પાણી રહેત.

ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય સમય ગણનામાં વધઘટ થતાં સૂર્ય વિકિરણના પ્રમાણ છતાં પૃથ્વીની સપાટીનું તાપમાન મોટે ભાગે સમાન રહ્યું છે. આ દર્શાવે છે કે પૃથ્વી પર કોઈ એક સક્રીય પ્રણાલી છે જે [હરિતગૃહ અસર]] અને સપાટી કે વાતાવરણીય પરાવર્તન ક્ષમતાથી પૃથ્વી પરના તાપમાનનું નિયમન કરે છે. આ પરિકલ્પના ગાઈયા હાયપોથીસીસ તરીકે ઓળખાય છે.

ગ્રહ પણ પાણીની સ્થિતિનો આધાર વાતાવરણીય દબાણ પર આધાર રાખે છે જેનો આધાર ગ્રહના ગુરુત્વાકર્ષણ બળ પર રહેલ છે. જો ગ્રહ ખૂબ દળદાર હશે તો ગુરુત્વ બળને લીધે નિર્માણ થયેલ વધુ દબાણે કારણે ઊંચા તાપમાને પણ પાણી પ્રવાહી સ્વરૂપે રહે છે. આ વાત બાહ્ય ગ્રહ ગ્લીસી ૪૩૬ બી પણ જોવાઈ છે. and GJ 1214 b.

પૃથ્વી પર પાણીનું ઉદ્ગમ આ વિષય પર ઘની માન્યતાઓ પ્રચલીત છે.

 

 

જળશાસ્ત્ર (હાયડ્રોલોજી)એ પૃથ્વી પરના પાનીનું હલન ચલન, વહેંચણી અને ગુણવત્તાના અભ્યાસને આવરી લેતો વિષય છે. પાનીની વહેંચનીઓ અભ્યાસ એ જળાલેખ શાસ્ત્ર(હાયડ્રોગ્રાફી) છે. બૂગર્ભ જળની વહેંચણી અને હતેના હલન ચલનનો અભ્યાસ એ ભૂગર્ભજળ શાસ્ત્ર(હાયડ્રોજીઓલોજી) છે. હિમનદીઓનો અબ્યાસ એ હિમનદી શાસ્ત્ર (ગ્લેશિયોલોજી) છે. સપાટી પરના જળનો અભ્યાસ એ કાસાર વિજ્ઞાન કે કાસાર શાસ્ત્ર (લીમ્નોલોજી) છે. સ્મુદ્રની વહેંચણી એ સાગરશાસ્ત્ર (ઓશનો ગ્રાફી) છે. જળશાસ્ત્ર સાથેના પરિસ્થિતી વિજ્ઞાનને કે નિવસન તંત્રને જળ નિવસન શાસ્ત્ર (ઈકો હાયડ્રોલોજી)કહે છે.

પૃથ્વીની સપાટી પર કે સપાટીની નીચે મલી આવતા પાનીના સમગ્ર જથ્થાને જળાવરણ કહે છે. પૃથ્વી પર પાનીનું કુલ કદ ૧,૩૬૦,૦૦૦,૦૦૦ ઘન કિમી કે ૩૨૬,૦૦૦,૦૦૦ ઘન માઈલ છે.

ભૂગર્ભ જળ કે તાજું પાણી એ જળ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોજિ કે સંભવતઃ ઉપયોગિ છે.

પ્રવાહી સ્વરૂપે પાણી સમુદ્ર, સાગર, તળાવ, નદી, ઝરણા,ઘેર, સરોવર કે ખાબોચિયા આદિમાં મળી આવે છે. પાણી ઘન પ્રવાહી અને વાયુ સ્વરૂપે વાતાવરણમાં મળી આવે છે. ભૂગર્ભ તળાવ સ્વરૂપે તે જમીન નીચે પણ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.

ઘણા ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ઘટનાઓમાં પાણીનું ખૂબ મહત્વપૂર્ણ હોય છે. મોટા ભાગના ખડકોમાં ભૂગર્ભ જળ હોય છે અને આ ભૂગર્ભીય જળનું દબાણ ખડક ભંગાણની સંરચના નક્કી કરવામાં ખૂબ મહત્ત્વનો ભાગ ભજવે છે. મેન્ટલમાં મોજૂદ પાણીને કારણે સબ્ડક્શન ક્ષેત્રો (જ્યાં ભૂસ્તરીય ચાદરો એકબીજા ઉપર ચડતી હોય)માં જ્વાળામુખી ફાટે છે. સપાટી પર પાણી ખડકોના ભૌતિક (ઘસારો) અને રાસાયણીક વિદારણમાં મહત્વનો ભાગ ભજવે છે. પાણી સાથે, જો કે ઓછા પણ નોંધનીય પ્રમાણમાં બરફ પણ પૃથ્વીની સપાટી પર કાંપના સ્થળાંતરમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. પાણી દ્વારા થયેલ નિક્ષેપનું નિક્ષેપણ કે ઠારણને કારણે ઘણા પ્રકારના જળકૃત ખડકો નિર્માણ પામે છે જે પૃથ્વીના નિર્માણની તવારીખ આપે છે

જળ ચક્ર

 

જળચક્ર (વિજ્ઞાનની ભાષામાં તે હાઇડ્રોલોજિક સાયકલ તરીકે ઓળખાય છે) એટલે હાઇડ્રોસ્ફીઅરની અંદર કે વાતાવરણ, જમીનની અંદર રહેલું પાણી, સપાટી પરનું પાણી, ભૂગર્ભ જળ મહાસાગર અને વૃક્ષો વચ્ચે પાણીની સતત હેરાફેરી કે આદાનપ્રદાન.

જળચક્ર માં પાણી આ દરેક સ્તરમાં સતત ફરતું રહે છે. આ ચક્રમાં નીચેની સ્થળાંતર પ્રક્રિયાઓ શામેલ છેઃ

• મહાસાગરો અને અન્ય જળાશયોમાંથી પાણીનું હવામાં બાષ્પીભવન અને જમીન પરના વૃક્ષો અને પ્રાણીઓમાંથી વરાળ કે ભેજ ઉત્સર્જન દ્વારા બહાર નીકળી હવામાં ભળે છે.
• હવામાં ઘટ્ટ થયેલી પાણીની વરાળમાંથી અવક્ષેપન થવું અને તે પૃથ્વી કે દરિયા પર પડે છે
• જમીનની સપાટી પરથી પાણીનો પ્રવાહ વહીને દરિયામાં ભળી જાય છે

મહાસાગરો ઉપરની મોટા ભાગની પાણીની વરાળ દરિયામાં પાછી ફરે છે, પણ દરિયામાં વરસાદનું પાણી જેટલાં દરે મળે છે તેટલાં જ દરે પવન મહાસાગર ઉપરની પાણીની વરાળને જમીન ઉપર ખેંચી જાય છે, જે અંદાજે પ્રતિ વર્ષ 36 Tt (ટ્રાન્ઝિટ ટાઇમ) છે. જમીન ઉપર બાષ્પીભવન અન્ય પ્રતિ વર્ષ 71 Ttનું પ્રદાન કરે છે. જમીન ઉપર પ્રતિ વર્ષ 107 Ttના દરે થતાં અવક્ષેપનના કેટલાંક સ્વરૂપ છેઃ ધુમ્મસ અને ઝાકળના થોડાં પ્રમાણ સાથે સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ વરસાદ, હિમવર્ષા અને કરા છે. હવામાં પાણીની હાજરી મેઘધનુષ્ય રચવા સૂર્યપ્રકાશનું વક્રિભવન કરી શકે છે.

વરસાદનું વહેતું પાણી ઘણી વખત નદીઓમાં વહેતાં જળવિભાજકો પર એકત્ર થાય છે. નદીના વહેણ કે પાણીના પ્રવાહ અને પાણીની ગુણવત્તાની ગણતરીના માપદંડોનો ઉપયોગ કરતાં ગાણિતિક મૉડલને હાઇડ્રોલોજિકલ ટ્રાન્સપોર્ટ મૉડલ કહેવાય છે. પાણીનો કેટલોક જથ્થો કૃષિ માટે સિંચાઈને ફાળવવામાં આવે છે. નદીઓ અને મહાસાગરો મુસાફરી અને વેપાર માટેની તક પૂરી પાડે છે. વરસાદના વહેતા પાણીને કારણે જમીનનું ધોવાણ થાય છે અને તેના કારણે ખાડીઓ (નદીઓ વચ્ચેનો પોલાણવાળો પ્રદેશ) અને મુખત્રિકોણપ્રદેશની રચના થાય છે, જે સમૃદ્ધ અને લોકપ્રિય કેન્દ્રો કે શહેરોની સ્થાપના માટે ફળદ્રુપ જમીન અને આધાર પૂરો પાડે છે. જમીનનો કોઈ વિસ્તાર નીચાણમાં હોય અને તે પાણીમાં ગરકાવ થઈ જાય કે તેના પર પાણી ફરી વળે ત્યારે પૂર આવે છે. મોટે ભાગે આ પ્રકારની ઘટના નદીનો કિનારો છલકાઈ જાય કે દરિયામાંથી પૂર આવે ત્યારે બને છે. દુષ્કાળ એ વર્ષ કે મહિનાઓનો લંબાઈ ગયેલો એવો સમયગાળો છે જેમાં કોઈ વિસ્તારમાં તેના માટે જરૂરી પાણીના પૂરવઠાની ખેંચ સર્જાય છે કોઈ વિસ્તારમાં સરેરાશ વરસાદ કરતાં સતત ઓછો વરસાદ થયા છે ત્યારે ત્યાં દુષ્કાળ સર્જાય છે.

શુદ્ધ પાણીનો સંગ્રહ

વરસાદનું કેટલુંક પાણી નિશ્ચિત સમયગાળા માટે તળાવ જેવા જળાશયોમાં ભરાઈ જાય છે. શિયાળા દરમિયાન ઊંચાઈ પર અને દૂર ઉત્તર અને દક્ષિણમાં હિમવર્ષા હિમશિખરો અને હિમનદીઓમાં એકત્ર થાય છે. પાણી જમીનમાં પણ ઉતરી જાય છે અને પેટાળમાં ચાલ્યું જાય છે. આ ભૂગર્ભીય પાણી પાછળથી ઝરણા તરીકે ફુવારા કે ગરમ પાણીના ઝરા સ્વરૂપે સપાટી પર બહાર આવે છે. જમીનમાં રહેલું પાણી કૃત્રિમ રીતે કૂવાઓમાં બહાર કાઢી શકાય છે. આ પાણીના સંગ્રહસ્થાનો મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે મનુષ્યો અને અન્ય જમીન આધારિત જીવો માટે સ્વચ્છ અને તાજું પાણી આવશ્યક છે. દુનિયાના અનેક ભાગોમાં તેની ખેંચ કે તંગી જોવા મળે છે.

સાગર જળ

દરિયાઈ પાણી સરેરાશ 3.5 ટકા ક્ષાર ધરાવે છે. તે ઉપરાંત તેમાં ઓછા પ્રમાણમાં અન્ય દ્રવ્યો હોય છે. કેટલીક મહત્વપૂર્ણ બાબતોમાં તાજા દરિયાઈ પાણીના ભૌતિક ગુણધર્મો તાજા પાણીના ભૌતિક ગુણો કરતાં અલગ છે. તે નીચા તાપમાને (લગભગ -1.9 ડિગ્રી સે.) ઠરે છે અથવા બરફમાં ફેરવાય છે. શીતબિંદુ કરતાં વધારે તાપમાને તેની ઘનતા મહત્તમ સ્તરે પહોંચે તેના બદલે તેનું તાપમાન ઘટીને શીત બિંદુ જેટલું થાય ત્યારે તેની ઘનતામાં વધારો થાય છે. મોટા ભાગના મહાસાગરોના પાણીની ખારાશ જુદી જુદી હોય છે. જેમ કે બાલ્ટિક સમુદ્રમાં ક્ષારનું પ્રમાણ કે ખારાશ 0.7 ટકા છે તો રાતા સમૃદ્રમાં ખારાશ ચાર ટકા જેટલી ઊંચી છે.

ભરતી ઓટ

પૃથ્વીના મહાસાગરની સપાટીના નિયમિત ચડાવ-ઉતારને ભરતી-ઓટ કહેવાય છે. ચંદ્ર અને સૂર્યનું ભરતી બળ ભરતી-ઓટ સંબંધિત પરિબળો મહાસાગર પર અસર કરે છે. ભરતી અને ઓટને કારણે દરિયા અને ખાડીના ઊંડાણમાં ફેરફાર થાય છે અને પ્રચંડ મોજા ઉત્પન્ન કરે છે. સ્થાનિક બેથીમેટ્રી (પાણીની ઊંડાઈ) અને પૃથ્વીના પરિભ્રમણની સંયુક્ત અસર સાથે પૃથ્વીની સાપેક્ષ સૂર્ય અને ચંદ્રની બદલાતી સ્થિતિના પરિણામે પ્રાપ્ત સ્થળ પર ભરતીઓટ આવે છે. ભરતી વખતે દરિયાનો કિનારો કે પટ્ટો ડૂબી જાય છે અને ઓટ સમયે તે બહાર આવે છે. આ બંને વચ્ચે વિસ્તાર આંતરભરતી ઝોન દરિયાઈ ભરતીઓટની મહત્વૂપર્ણ ઇકોલોજીકલ પ્રોડક્ટ છે.

 

 

જૈવિક દૃષ્ટિકોણથી જોવામાં આવે તો પાણીમાં એવી ઘણી વિશિષ્ટતાઓ રહેલી છે જેના કારણે જીવનનો વિકાસ થયો છે અને તેથી તે અન્ય પદાર્થો કરતા અલગ પડે છે. તે જૈવિક સંયોજનોને એવી રીતે કામ કરવા દે છે જેમાંથી અંતે તેની નવી આવૃત્તિનું સર્જન થાય છે. જીવનના તમામ જાણીતા સ્વરૂપ પાણી આધારિત છે. શરીરના ઘણા પદાર્થોને ઓગાળવાનું કામ કરવા દ્રાવક તરીકે, ઉપરાંત શરીરની ચયાપચયની ક્રિયા માટે પણ પાણી જવાબદાર છે. ચયાપચયની પ્રક્રિયામાં ઉપચય (એનાબોલિઝમ) અને અપચય (કેટાબોલીઝમ)નો સમન્વય થાય છે. ઉપચયમાં મોલેક્યુલ્સમાંથી પાણી દૂર થાય છે(એન્ઝામેટિક રાયાયણિક પ્રક્રિયા માટે જરૂરી ઉર્જાના સ્વરૂપમાં) જેથી વધુ મોટા મોલેકયુલ્સ રચાઇ શકે (ઇંધણ અને માહિતીને સંગ્રહ કરવા માટે સ્ટાર્ચ, ટ્રિગ્લાઇસેરાઇડ્સ અને પ્રોટીન). અપચયમાં પાણીનો ઉપયોગ જોડાણ તોડવા માટે થાય છે જેથી નાના મોલેક્યુલ્સનું સર્જન થાય (જેમ કે ગ્લુકોઝ, ફેટી એસિડ અને એમિનો એસિડનો ઉપયોગ ઉર્જા માટે ઇંધણ તરીકે અથવા અન્ય હેતુસર કરવા માટે). તેથી પાણી આ ચયાપચયની પ્રક્રિયા માટે કેન્દ્ર સ્થાને અને આવશ્યક છે. પાણીની ગેરહાજરીમાં ચયાપચયની આ પ્રક્રિયા અટકી જશે અને આપણે વિચારવું પડશે કે ગેસ શોષવા માટે કે ધૂળ એકત્ર કરવા માટે તેની જગ્યાએ કઇ પદ્ધતિ અપનાવવી પડશે.

પ્રકાશસંશ્લેષણ અને શ્વસન માટે પણ પાણી કેન્દ્ર સ્થાને છે. પ્રકાશસંશ્લેષક કોષ સૂર્યની ઉર્જાનો ઉપયોગ કરીને પાણીમાં રહેલા હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનને અલગ પાડે છે. હાઇડ્રોજનનું સંયોજન CO₂ (હવા અથવા પાણીમાંથી શોષીને) સાથે થાય છે, જેમાંથી ગ્લુકોઝ રચાય છે અને ઓક્સિજન વાયુ છૂટો પડે છે. તમામ જીવંત કોષ આ ઇંધણનો ઉપયોગ કરે છે અને સૂર્યની ઉર્જા એકત્ર કરવા તથા પાણી અને CO₂ને આ પ્રક્રિયા (સેલ્યુલર રેસ્પિરેશન)માં સાંકળવા માટે હાઇડ્રોજન તથા કાર્બનને ઓક્સિડાઇઝ કરે છે.

એસિડ-બેઝ તટસ્થતા અને એન્ઝાઇમની કામગીરીમાં પણ પાણી કેન્દ્ર સ્થાને રહે છે. હાઇડ્રોજન આયન (H⁺, પ્રોટોન તરીકે) એક એસિડ છે અને તે ડોનર હોય છે જેને હાઇડ્રોજન આયન (OH⁻) જેવા આલ્કલી અને પ્રોટોન સ્વીકારનાર મારફત તટસ્થ કરીને પાણીની રચના કરી શકાય છે. પાણી 7નું pH મૂલ્ય (હાઇડ્રોજન આયન કેન્દ્રીકરણનું નેગેટિવ લોગ) ધરાવે છે અને તેને તટસ્થ માનવામાં આવે છે. એસિડનું pH મૂલ્ય 7 કરતા ઓછું હોય છે જ્યારે આલ્કલીનું મૂલ્ય 7થી વધારે હોય છે.

 

પાચનક્રિયા માટે પેટમાં રહેલું એસિડ (HCl) આવશ્યક છે. જોકે અન્નનળી પર તેની ક્ષારની અસરને રિફ્લક્સ દરમિયાન કામચલાઉ ધોરણે તટસ્થ કરવા માટે અમુક આલ્કલી જેમ કે એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડનો ઉપયોગ કરી શકાય છે જે પાણીના તટસ્થ મોલેક્યુલ્સ અને સોલ્ટ એલ્યુમિનિયમ ક્લોરાઇડની રચના કરે છે. પાચક રસ પર આધારિત માનવ શરીરની જૈવરસાયણિક પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે 7.4ના જૈવિક રીતે તટસ્થ pH પર થાય છે.

દાખલા તરીકે એસેરિચીયા કોલી ના કોષમાં 70 ટકા પાણી હોય છે, માનવ શરીરમાં 60-70 ટકા પાણી, છોડના દેહમાં 90 ટકા અને પુખ્ત જેલીફીશનું શરીર 94થી 98 ટકા સુધી પાણીનું બનેલું હોય છે. ^{[સંદર્ભ આપો]}

સાગરી જીવનના રૂપ

 

પૃથ્વી પરનું પાણી જીવનથી ભરપૂર છે. જીવનના શરૂઆતના તમામ સ્વરૂપ પાણીમાં ઉદભવ્યા હતા. લગભગ તમામ પ્રકારની માછલી માત્ર પાણીમાં રહે છે. આ ઉપરાંત કેટલાક સ્તનધારીઓ જેમ કે ડોલ્ફિન અને વ્હેલ પણ પાણીમાં રહે છે. અમુક એમ્ફિબિયન જીવો તેમના જીવનનો અમુક હિસ્સો પાણીમાં અને કેટલોક હિસ્સો જમીન પર ગાળે છે. કેલ્પ અને સેવાળ જેવી વનસ્પતિના છોડ પાણીમાં વૃદ્ધિ પામે છે અને જળસૃષ્ટિના અમુક હિસ્સાનો તે આધાર છે. પ્લાન્કટોન સામાન્ય રીતે સમુદ્રમાં ખોરાક શ્રેણીનો આધાર છે. પાણીમાં વસવાટ કરતા જીવોએ જીવંત રહેવા માટે ઓક્સિજનનો પૂરવઠો મેળવવો જ પડે છે. આ કામ તેઓ વિવિધ રીતે કરે છે. માછલી ફેફસાના બદલે ચૂઇ ધરાવે છે. જોકે લંગફિશ જેવી અમુક માછલીમાં બંને સુવિધા હોય છે. ડોલ્ફિન, વ્હેલ, જળબિલાડી, સીલ જેવા દરીયાઇ સ્તનધારી પ્રાણી સમયાંતરે પાણીની સપાટી પર આવીને ઓક્સિજન મેળવે છે. નાના જીવો પોતાની ત્વચા મારફત ઓક્સિજન મેળવી શકે છે.

 

નદીઓ અને મોટા જળમાર્ગો આસપાસ માનવ સભ્યતાના વિકાસનો ઇતિહાસ રહ્યો છે. સભ્યતાનું પારણું ગણાતું મેસોપોટેમિયા તાઇગ્રીસ અને યુક્રેટિસ નદીની વચ્ચે આવેલું હતું. પ્રાચિન ઇજિપ્તનો સમાજ સંપૂર્ણપણે નાઇલ નદી પર નિર્ભર હતો. મોટા શહેરો જેમ કે રોટરડેમ, લંડન, મોન્ટ્રીયલ, પેરિસ, ન્યુ યોર્ક, બ્યુનોસ એર્સ, શાંઘાઇ, ટોકયો, શિકાગો અને હોંગ કોંગની સફળતા જળમાર્ગ તથા તેના કારણે વ્યાપારના વિકાસને આભારી છે. સિંગાપોર જેવા સુરક્ષિત બંદરમાર્ગ ધરાવતા ટાપુનો આ કારણથી જ વિકાસ થયો છે ઉત્તર આફ્રિકા અને મધ્ય પૂર્વ જેવા સ્થળોએ જયાં પાણીની અછત છે ત્યાં માનવ વિકાસમાં પીવાના શુદ્ઘ પાણીની વ્યવસ્થાએ મહત્વની ભૂમિકા ભજવી છે.

સ્વાસ્થ્ય અને પ્રદૂષણ

 

માનવીના ઉપયોગમાં કામ લાગે તેવા પાણીને પીવાનું પાણી કહેવામાં આવે છે. પીવા લાયક ન હોય તેવા પાણીને ફિલ્ટર કરવાની અથવા શુદ્ધિકરણની (પાણી બાષ્પ બને ત્યાં સુધી ગરમ કરવું અને ત્યાર બાદ કોઇ અશુદ્ધિ વગરની વરાળને એકત્ર કરવી) પ્રક્રિયા અથવા અન્ય પદ્ધતિ (બેક્ટેરિયા મારવા માટે કેમિકલ અથવા હીટ ટ્રીટમેન્ટ)થી પીવા લાયક બનાવાય છે. કેટલીક વખત નબળી ગુણવત્તાના પીવા લાયક પાણી માટે સુરક્ષિત પાણી શબ્દ વાપરવામાં આવે છે. (જેમના માટે પાણી શુદ્ધિકરણની પૂરતી વ્યવસ્થા નથી અને જે પાણી નુકસાન પહોંચાડવા કરતા ફાયદો વધારે કરે છે.) જે પાણી પીવા માટે યોગ્ય નથી, પરંતુ માનવી માટે હાનિકારક પણ ન હોય તેવા પાણીને તરણ અથવા નહાવા માટે ઉપયોગમાં લેવામાં આવે છે જે પીવાના પાણી સિવાયના અન્ય નામે ઓળખાય છે. કેટલીક વખત તેના માટે સુરક્ષિત પાણી અથવા નહાવા માટે સુરક્ષિત પાણી શબ્દ વાપરવામાં આવે છે. પાણીને નહાવા અથવા પીવા માટે સુરક્ષિત બનાવવા ક્લોરિનનો ઉપયોગ કરાય છે જે ત્વચા અને મોક્યુઅસ મેમ્બ્રેનને દાહક છે. તેનો ઉપયોગ અત્યંત તકનીકી છે અને તે સરકારની દેખરેખ હેઠળ વપરાય છે. (સામાન્ય રીતે પીવાના પાણી માટે 1 પાર્ટ પર મિલિયન (પીપીએમ) અને નહાવાના પાણી માટે 1-2 પીપીએમ ક્લોરિનથી નુકસાન થતું નથી.)

કેટલીક જગ્યાએ આ કુદરતી સંપત્તિની તંગી વધી રહી છે અને તેની પ્રાપ્યતા સામાજિક અને આર્થિક ચિંતાનું કારણ છે. હાલમાં વિશ્વભરમાં લગભગ એક અબજ લોકો નિયમિતરીતે બિનઆરોગ્યપ્રદ પાણી પીવે છે. 2003 G8 એવિયન સમિટ દરમિયાન મોટા ભાગના દેશોએ 2015 સુધીમાં સુરક્ષિત પાણી અને સ્વચ્છતા વ્યવસ્થાની સુવિધા ન ધરાવતા લોકોની સંખ્યા ઘટાડીને અડધી કરવાનો ધ્યેય નક્કી કર્યો હતો. આ લક્ષ્યાંક હાંસલ કરવામાં આવે તો પણ આશરે અડધા અબજથી વધુ લોકો પીવાના સુરક્ષિત પાણીની સુવિધાથી વંચિત હશે અને એક અબજ કરતા વધુ લોકોને સ્વચ્છતાની સુવિધા મળતી નહીં હોય. પાણીની હલકી ગુણવત્તા અને સ્વચ્છતાની સુવિધાની અછત જીવલેણ સાબિત થાય છે. પ્રદૂષિત પાણી પીવાના કારણે દર વર્ષે 50 લાખના મોત નિપજે છે. વિશ્વ આરોગ્ય સંસ્થાના અંદાજ પ્રમાણે સુરક્ષિત પાણી ઉપલબ્ધ થાય તો દર વર્ષે 14 લાખ બાળકોને ઝાડાથી બચાવી શકાશે. પાણી જોકે મર્યાદિત સ્ત્રોત નથી, પરંતુ પીવાના પાણી તરીકે રિસર્કયુલેટ થતું રહે છે જે માનવીના વપરાશના પ્રમાણથી અનેક ગણા વધારે જથ્થામાં હોય છે. પૃથ્વી પર પાણીનો બહુ નાનો અનામત જથ્થો (પીવાના પાણીના પુરવઠાનો 1 ટકા જથ્થો જે દર 1થી 10 વર્ષમાં જળ વ્યવસ્થામાં પુનઃ ઉમેરાય છે) નોન-રિન્યુએબલ સ્ત્રોત છે તેથી પીવા લાયક અને સિંચાઇના પાણીનું વિતરણ મુશ્કેલ છે. પાણીની અછત ધરાવતા દેશો પાણીની આયાત કરવાના બદલે સામાનની આયાત કરે છે (જેથી સ્થાનિક ઉપયોગ માટે પૂરતું પાણી બચાવી શકાય.) કારણ કે ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં વસ્તુના કદના 10થી 100 ગણું પાણી વપરાય છે.

વિકાસશીલ દેશોમાં 90 ટકા જેટલું ગંદુ પાણી શુદ્ધ કર્યા વગર નવી અને પાણીના પ્રવાહમાં છોડી દેવાય છે. લગભગ 50 દેશ અથવા વિશ્વની કુલ વસ્તીનો ત્રીજા ભાગનો હિસ્સો પાણીનો મધ્યમ અથવા ઉચ્ચ વપરાશ કરે છે. 17 દેશ તેમની કુદરતી પાણી વ્યવસ્થામાં રિચાર્જ થતા પાણી કરતા વધુ પાણી જમીનમાંથી ખેંચે છે. આ દબાણની અસર માત્ર નદી અને તળાવ જેવા તાજા પાણીના સંસાધનો પર નથી થતી, પરંતુ ભૂગર્ભજળના સ્ત્રોતને પણ અસર થાય છે.

ખેતી

 

કૃષિ ક્ષેત્રમાં પાણીનો સૌથી વધુ ઉપયોગ સિંચાઇ માટે થાય છે, જે પૂરતા પ્રમાણમાં અનાજ પેદા કરવા માટે ચાવીરૂપ પરિબળ છે. કેટલાક વિકાસશીલ દેશોમાં 90 ટકા જેટલા પાણીનો ઉપયોગ સિંચાઇ માટે થાય છે જ્યારે વિકતીત દેશોમાં પણ તેનો હિસ્સો નોંધપાત્ર છે. (અમેરિકામાં 30 ટકા જેટલા તાજા પાણીનો ઉપયોગ સિંચાઇ માટે થાય છે.

વૈજ્ઞાનીક પ્રમાણ તરીકે પાણી

7 એપ્રિલ, 1795ના રોજ ફ્રાન્સમાં ગ્રામની વ્યાખ્યા નક્કી કરવામાં આવી હતી જેમાં તેને એક મીટરના એકસોમા ભાગનું ઘન કદ ધરાવતા શુદ્ધ પાણીનું બરફના ઓગળવાના તાપમાન પર વજનને એક ગ્રામની સમકક્ષ ગણવામાં આવ્યું હતું. વ્યવહારિક ઉપયોગ માટે એક ધાતુ આધારિત પ્રમાણભૂત માપની પણ જરૂર હતી. એક હજાર ગણા વધુ વજનદાર કિલોગ્રામની શોધ કરવામાં આવી હતી. એક લિટર પાણીનું કદ ચોક્કસપણે કેટલું હોય છે તે નક્કી કરવા માટે કામ આદરવામાં આવ્યું હતું. ગ્રામની નક્કી કરવામાં આવેલી આધારભૂત વ્યાખ્યામાં 0 ડિગ્રી સે. પર આધાર રાખવામાં આવ્યો હતો જે પુનઃઉત્પાદનપાત્ર તાપમાન છે, છતાં વિજ્ઞાનીઓએ આ ધોરણને ફરીથી વ્યાખ્યાયિત કરવાનું અને પાણીની ઉચ્ચતમ ઘનતા પર માપણી કરવાનું નક્કી કરવામાં આવ્યું હતું4 °C (39 °F).

એસઆઇ સિસ્ટમમાં કેલ્વિન તાપમાનનો સ્કેલ પાણીના ટ્રિપલ પોઇન્ટ પર આધારિત છે જેને 273.16 કેલ્વિન અથવા 0.01 ડિગ્રી સે. ગણવામાં આવે છે. આ સ્કેલ સેલ્સિયસ તાપમાનના માપ કરતા વધુ ચોકસાઇ ધરાવે છે. સેલ્સિયસ તાપમાનને વાસ્તવિકતામાં પાણીના ઉત્કલન બિંદુ (100 ડિગ્રી સે. નક્કી કરાયેલું) અને ગલન બિંદુ (0 ડિગ્રી સે. નક્કી કરાયેલું)ના આધારે નક્કી કરવામાં આવ્યું છે. કુદરતી પાણીમાં મુખ્યત્વે હાઇડ્રોજન -1 અને ઓક્સિજન-16ના આઇસોટોપ હોય છે, પરંતુ તેમાં કેટલાક વધુ વજનદાર આઇસોટોપ જેવા કે હાઇડ્રોજન-2 (ડ્યુટેરિયમ) પણ હોય છે. ડ્યુટેરિયમ ઓક્સાઇડ અથવા હેવી વોટરનું પ્રમાણ ઘણું ઓછું હોય છે, પરંતુ પાણીના ગુણધર્મ પર તે અસર કરે છે. સમુદ્રના પાણીની સરખામણીમાં નદી અને તળાવના પાણીમાં ડ્યુટેરિયમનું પ્રમાણ ઓછું હોય છે. તેથી સ્ટાન્ડર્ડ પાણીને વિયેના સ્ટાન્ડર્ડ મીન ઓસન વોટર સ્પેસિફિકેશન મુજબ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે.

પીવા માટે

 

 

માનવ શરીરમાં લગભગ 55 ટકાથી 78 ટકા હિસ્સો પાણીનો હોય છે જેનો આધાર શરીરના કદ પર રહેલો છે. યોગ્ય રીતે કામ કરવા માટે શરીરને ડિહાઇડ્રેશનથી બચવા માટે દરરોજ એકથી સાત લીટર પાણીની જરૂર પડે છે. ચોક્કસ કેટલા પાણીની જરૂર પડશે તેનો આધાર પ્રવિત્તિ, તાપમાન, ભેજ અને અન્ય કેટલાક પરિબળો પર રહેલો છે. મોટા ભાગના પાણીની જરૂરિયાત સીધું પાણી પીવાના બદલે ખોરાક અને પીણા દ્વારા સંતોષાતી હોય છે. તંદુરસ્ત વ્યકિતએ દરરોજ કેટલું પાણી પીવું જોઇએ તે વિશે હજુ સ્પષ્ટતા થઇ શકી નથી, છતાં મોટા ભાગના લોકો હાઇડ્રેશનનું યોગ્ય પ્રમાણ જાળવી રાખવા માટે રોજના 6-7 ગ્લાસ (લગભગ 2 લિટર) પાણી પીવાની હિમાયત કરે છે. તબીબી સાહિત્યમાં પ્રમાણમાં ઓછા પાણીની જરૂરિયાત પર ભાર મૂકવામાં આવ્યો છે જે સામાન્ય પુરુષ માટે એક લિટર જેટલું છે. તેમાં ગરમ હવામાન અથવા કસરતના કારણે શરીરમાં ઓછા થતા પ્રવાહીને ધ્યાનમાં લેવાયું નથી. જેઓ તંદુરસ્ત કિડની ધરાવે છે તેમના માટે એટલું બધું પાણી પીવું મુશ્કેલ છે, પરંતુ (ગરમ ભેજવાળા વાતાવરણ અથવા કસરત કરતી વખતે) સાવ ઓછું પાણી પીવામાં જોખમ રહેલું છે. લોકો કસરત કરતી વખતે આવશ્યકતા કરતા અનેક ગણું પાણી પી જતા હોય છે તેનાથી તેમને વોટર ઇનટોક્સીકેશન (હાઇપરહાઇડ્રેશન) થવાનો ખતરે રહે છે જે જીવલેણ સાબિત થઇ શકે છે. વ્યકિતએ દરરોજ આઠ ગ્લાસ પાણી પીવું જ જોઇએ તેવી કથિત હકીકતનો કોઇ વૈજ્ઞાનિક પૂરાવો મળ્યો નથી. વજન ઘટાડવા અંગે અને કબજિયાત અંગે પણ પાણીની અસર વિશે ઘણી ખોટી માન્યતાઓ હતી જે હવે દૂર થઇ છે.

 

કેટલું પાણી પીવું જોઇએ તે વિશે 1945માં નેશનલ રિસર્ચ કાઉન્સિલના ફુડ એન્ડ ન્યુટ્રિશન બોર્ડ દ્વારા કરવામાં આવેલી ભલામણ પ્રમાણે, સાધારણ ધોરણે વ્યકિતએ દરેક કેલેરીના આહાર સામે એક મિલીલિટર પાણી પીવું જોઇએ. મોટા ભાગનો જથ્થો રાંધેલા ખોરાકમાં હોય છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ નેશનલ રિસર્ચ કાઉન્સિલએ સામાન્ય ભલામણ (ખોરાકના સોર્સ સહિત)માં જણાવ્યું છે કે મહિલાએ દરરોજ સરેરાશ 2.7 લિટર પાણી પીવું જોઇએ જ્યારે પુરુષો માટે આ પ્રમાણ 3.7 લિટરનું છે. આ ઉપરાંત ગર્ભવતી મહિલાઓ અને સ્તનપાન કરાવતી મહિલાઓએ તેમના શરીરમાંથી ઓછા થઇ રહેલા પ્રવાહીને સરભર કરવા માટે વધારે પાણી પીવું જોઇએ. ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ મેડિસીનએ ભલામણ કરી હતી કે મહિલાએ 2.2 લિટર અને પુરુષે 3.0 લિટર પાણી પીવું જોઇએ. આ સંસ્થાએ એવી ભલામણ પણ કરી છે કે ગર્ભવતી મહિલાઓએ 2.4 લિટર (10 કપ) અને સ્તનપાન કરાવતી મહિલાઓએ 3 લિટર (12 કપ) પાણી પીવું જોઇએ કારણ કે નર્સિંગ દરમિયાન તેમના શરીરમાંથી મોટા પ્રમાણમાં પ્રવાહી ઓછું થતું હોય છે. એ બાબતની પણ નોંધ લેવાઇ છે કે સામાન્ય રીતે 20 ટકા જેટલું પાણી ખોરાકમાંથી મળતું હોય છે જ્યારે બાકીનું પ્રવાહી પાણીમાંથી અથવા અન્ય પીણામાંથી (ચા-કોફી સહિત) મળે છે. શરીરમાંથી પાણી અનેક સ્વરૂપમાં બહાર નીકળી જાય છે જેમાં મુત્ર અને મળ, પરસેવો અને શ્વાસોચ્છવાસ વખતે નીકળી જતી પાણીની વરાળ સમાવેશ થાય છે. શારિરીક શ્રમ અને ગરમીના કારણે શરીરમાંથી નીકળતા પાણીનું પ્રમાણ વધી જાય છે તેથી પ્રવાહી લેવાનું પ્રમાણ વધારવાની જરૂર પડે છે.

માનવીને એવા પાણીની જરૂર રહે છે જેમાં વધારે પડતી અશુદ્ધિઓ ન હોય. સામાન્ય અશુદ્ધિઓમાં મેટલ સોલ્ટ અને ઓક્સાઇડ્સ (કોપર, આયર્ન, કેલ્શિયમ અને લીડ સહિત) તથા વિબ્રિયા જેવા કેટલાક હાનિકારક બેક્ટેરિયાનો સમાવેશ થાય છે. કેટલાક દ્રાવ્યો સ્વીકૃત છે અને સ્વાદમાં વૃદ્ધિ કરવા માટે અને આવશ્યક ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ પૂરા પાડવા માટે ઇચ્છનીય છે.પીવામાં ઉપયોગી હોય તેવું વિશ્વનું સૌથી મોટું તાજા પાણીનું સરોવર સાઇબેરિયામાં આવેલું બૈકલ સરોવર છે જેમાં ક્ષાર અને કેલ્શિયમનું પ્રમાણ ઘણું ઓછું છે તેથી વધુ સ્વચ્છ છે.

સ્વચ્છતા

પાણીની દ્વાવણ અને આવરણ બનાવવાની ક્ષમતાના કારણે તેનો ઉપયોગ ધોવા માટે થાય છે. ઘણી ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા પાણીમાં ઓગળી જતા રસાયણોના રિએક્શન, પાણીમાં ઘન પદાર્થોના સસ્પેન્શન તથા પદાર્થો ઓગાળવાની અને અલગ તારવવાની પાણીની ક્ષમતા પર આધારિત છે.

રાસાયણીક ઉપયોગ

રાસાયણિક પ્રક્રિયામાં પાણીનો મુખ્યત્વે ઉપયોગ દ્રાવક અથવા પ્રતિક્રિયાકર્તા તરીકે થાય છે જ્યારે ઓગાળનાર અને ઉદ્વીપક તરીકે ઓછા પ્રમાણમાં ઉપયોગ થાય છે. જૈવિક પ્રતિક્રિયામાં પાણીનો ઉપયોગ સામાન્ય દ્રાવક તરીકે થાય છે જે ઘણા આયોનિક વ્યંજનોને ઓગાળી શકે છે. જૈવિક પ્રક્રિયામાં તેનો સામાન્ય રીતે ઉપયોગ પ્રક્રિયા દ્રાવક તરીકે નથી થતો કારણ કે તે રિએક્ટન્ટ્સને યોગ્ય રીતે ઓગાળી શકતું નથી અને તે એમ્ફોટેરિક (એસિડીક અને બેઝિક) તથા ન્યુકિલઓફિલિક છે. આમ છતાં ગુણધર્મો કેટલીક વખત ઇચ્છનીય છે. આ ઉપરાંત પાણી દ્વારા ડાયલ્સ-એલ્ડર પ્રક્રિયા પણ ઘણી વખત જોવા મળ્યા છે. છેલ્લા કેટલાક સમયથી સુપરક્રિટીકલ પાણી અંગે સંશોધન વધ્યું છે. ઓકિસજનનું મહત્તમ પ્રમાણ ધરાવતું સુપરક્રિટીકલ પાણી ઓર્ગેનિક પ્રદૂષણ ફેલાવતા તત્વોનો કાર્યક્ષમ રીતે નિકાલ કરી શકે છે.

ઉષ્મા વાહક પ્રવાહી તરીકે

 

પાણી અને વરાળનો ઉપયોગ કરીને વિવિધ હીટ એક્સચેન્જ સિસ્ટમમાં હીટ ટ્રાન્સફર ફ્લુઇડ તરીકે થાય છે જે તેની હાઇ હીટ ક્ષમતાને આભારી છે જેમાં ગરમ કરવાની તથા ઠંડા રાખવાની ક્ષમતા સામેલ છે. ઠંડું પાણી સરોવર અથવા સમુદ્રમાંથી કુદરતી રીતે ઉપલબ્ધ છે. બાષ્પીભવનની પુષ્કળ ગરમીના કારણે વરાળ એ અત્યંત કાર્યક્ષમ પ્રવાહી માનવામાં આવે છે. તેમાં ગેરફાયદો એ છે કે પાણી અને વરાળ અમુક અંશે ક્ષાર ઉત્પન્ન કરવાના લક્ષણ ધરાવે છે. લગભગ તમામ વિદ્યુત ઉર્જા મથકોમાં પાણીનો ઉપયોગ કુલન્ટ (ઠંડુ પાડવા માટે) તરીકે થાય છે જે બાષ્પ પેદા કરે છે અને વરાળ આધારિત ટર્બાઇન્સને ચલાવીને જનરેટરને ચલાવે છે. અમેરિકામાં કુલિંગ વીજ મથકોમાં પાણીનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે. પરમાણુ ઉદ્યોગમાં પાણીનો ઉપયોગ ન્યુ્ટ્રોન મોડરેટર તરીકે થાય છે દબાણ આધારિત જળ રિએક્ટરમાં પાણી કુલન્ટ તેમજ મોડરેટર તરીકે કામ કરે છે. તેનાથી પરોક્ષ સુરક્ષા વ્યવસ્થા સર્જાય છે કારણ કે રિએક્ટરમાંથી પાણી દૂર કરવાથી અણુ રિએક્શન પણ મંદ પડે છે.

અગ્નિશમન તરીકે

 

પાણીમાં બાષ્પની વધારે ઉર્જા હોય છે અને પ્રમાણમાં તે સ્થિર છે તેથી તે સારું અગ્નિશામક પ્રવાહી છે. પાણીની બાષ્પના કારણે આગમાંથી ગરમી દૂર થાય છે. જોકે વિદ્યુત આધારિત ઉપકરણોની આગ ઠારવા માટે પાણીનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી કારણ કે અશુદ્ધ પાણી વીજળીનું વાહક હોય છે. ઓઇલ અથવા ઓર્ગેનિક સોલ્વેન્ટની આગ પણ પાણીથી શાંત થતી નથી, કારણ કે તે પાણી પર તરે છે. પાણી વધારે પડતું ઉકળે તો સળગતા પ્રવાહીનો ફેલાવો થાય છે. આગ ઠારવા માટે પાણીનો ઉપયોગ કરતી વખતે વરાળ વિસ્ફોટને પણ ધ્યાનમાં લેવું જોઇએ. બંધ જગ્યામાં અત્યંત ગરમ આગ પર પાણી છાંટતી વખતે, હાઇડ્રોજન ધડાકાને શાંત કરતી વખતે આવી મુશ્કેલી સર્જાઇ શકે છે. કારણ કે તે સ્થિતિમાં પદાર્થો જેમ કે ચોક્કસ ધાતુ કે ગરમ ગ્રેફાઇટ પાણીનું બંધારણ તોડીને હાઇડ્રોજન ગેસ પેદા કરે છે.

ચેર્નોબિલ દુર્ઘટના વખતે આવા ધડાકાની શક્તિનું ઉદાહરણ મળ્યું હતું, જોકે તે સમયે અગ્નિશમનની કામગીરીના પાણીના કારણે ઘડાકો નહોતો થયો, પરંતુ રિએક્ટરની પોતાની કુલિંગ સિસ્ટમના કારણે ઘડાકો થયો હતો. પાણી અતિશય ગરમ થવાથી વરાળમાં રૂપાંતરિત થતાં વરાળ ધડાકો થાય છે. વરાળ અને ગરમ ઝિર્કોનિયમ વચ્ચે પ્રક્રિયા થવાના કારણે હાઇડ્રોજન વિસ્ફોટ થયો હોવાની શક્યતા છે.

મનોરંજન

માનવી મનોરંજનના હેતુથી તથા વિવિધ કસરત અને રમતગમત માટે પાણીનો ઉપયોગ કરતો રહ્યો છે. તરણ, વોટરસ્કીઇંગ, બોટિંગ, સર્ફીંગ અને ડાઇવિંગ જેવી સ્પર્ધામાં પાણીનો વિશેષ ઉપયોગ થાય છે. આ ઉપરાંત કેટલીક રમતો જેવી કે આઇસહોકી અને આઇસ સ્કેટિંગ માટે બરફની જરૂર પડે છે. સરોવરના કિનારા, સમુદ્ર કિનારા અને વોટરપાર્ક્સ પર લોકો આરામ મેળવવા અને મનોરંજન માણવા માટે જાય છે. ઘણા લોકોને પાણીનો અવાજ અને દેખાવ શાંતિ આપે છે. જાહેર તથા ખાનગી સુશોભનમાં ફુવારા અને પાણી આધારિત અન્ય વિશેષતાનો ઉપયોગ થાય છે. કેટલાક લોકો દેખાડો કરવા, આનંદ માટે કે સથવારા માટે માછલીઘર કે તળાવમાં માછલી કે અન્ય જળચરોને રાખે છે. માનવી બરફ આધારિત રમતો જેમ કે સ્કીઇંગ, સ્લેજિંગ, સ્નોમોબાઇલિંગ અને સ્નોબોરર્ડિંગ પસંદ કરે છે જેમાં બરફ બનાવવા માટે પાણીને થીજાવવું પડે છે. લોકો સ્નોબોલ, વોટર ગન કે વોટર બલુનથી લડવાની મજા માણવા પણ પાણીનો ઉપયોગ કરે છે.

પાણી ઉદ્યોગ

 

 

 

જળ ઉદ્યોગથી પીવાનું પાણી તથા ઘરવપરાશના અને ઔદ્યોગિક વપરાશના દુષિત પાણીના નિકાલ (સુએજ ટ્રિટમેન્ટ સહિત)ની સુવિધા મળે છે. પાણી પુરવઠાની વ્યવસ્થામાં વરસાદના પાણીને એકત્ર કરવાના કુવા, પાણી પુરવઠાનું માળખું, પાણી શુદ્ધ કરવાની સુવિધા, પાણીના ટાંકા, પાણીના ટાવર, પાણીની પાઇપલાઇન અને પ્રાચીન ભૂગર્ભવ્યવસ્થા સામેલ છે. વાતાવરણમાંથી પાણી પેદા કરતા જનરેટર્સ વિકસાવાઇ રહ્યા છે. પીવાનું પાણી મોટા ભાગે ઝરણામાંથી, જમીનમાં કૃત્રિમ કુવા ખોદીને અથવા તળાવ કે નદીમાંથી ખેંચીને મેળવવામાં આવે છે. ભૂગર્ભના પ્રવાહો પૂરતા પ્રમાણમાં પાણી આપી શકશે એવું ધારી લેતા મોટા પ્રમાણમાં કૂવા બનાવવાથી વધારે પાણી પેદા કરવાની શક્યતા રહે છે. પાણીના અન્ય સ્ત્રોતમાં વરસાદના સંગ્રહીત પાણીનો સમાવેશ થાય છે. માનવીના ઉપયોગ માટે પાણીનું શુદ્ધિકરણની જરૂર પડે છે. તેના માટે પાણીમાં ન ઓગળી શકે તેવા તત્વો, ઓગળેલા તત્વો તથા આરોગ્ય માટે જોખમી સુક્ષ્મજીવાણુઓને દૂર કરવા પડે છે. પાણીને ગાળવાની લોકપ્રિય પદ્ધતિમાં રેતીથી ગાળવાની પ્રક્રિયા સામેલ છે જેમાં ન ઓગળી શકેલા તત્વો દૂર થાય છે. પાણીના ક્લોરિનેશન અને ઉકાળવાથી હાનિકારક જંતુઓ દૂર થાય છે. નિસ્યંદન આ ત્રણેય કામ કરે છે. વધુ આધુનિક પદ્ધતિમાં રિવર્સ ઓસ્મોસિસનો સમાવેશ થાય છે. સમુદ્રના પાણીના જંગી જથ્થાને મીઠું બનાવવાની પ્રક્રિયા ખર્ચાળ છે અને તેનો ઉપયોગ સમુદ્ર કાંઠાના વિસ્તારો તથા સૂકા હવામાનમાં થાય છે.

પીવાના પાણીનું વિતરણ મ્યુનિસિપલ પાણી વ્યવસ્થા, ટેન્કર અથવા બોટલ્ડ પાણી દ્વારા થાય છે. ઘણા દેશોમાં સરકાર જરૂરિયાતમંદ લોકોને મફતમાં પીવાનું પાણી પૂરું પાડે છે. બીજા કેટલાકની દલીલ છે કે પાણી જેવી મર્યાદિત સંપત્તિનું વ્યવસ્થાપન અને કુવા ખોદવાનો તથા ડેમ અને જળાશય બનાવવાનું આયોજન બજાર આધારિત અથવા મુક્ત સાહસની વ્યવસ્થાને સોંપવું જોઇએ. બીજો એક ઉપાય માનવીના ઉપયોગ માટે પીવાના પાણીનો ઉપયોગ ઓછો કરવાનો છે. હોંગ કોંગ જેવા શહેરોમાં ટોઇલેટમાં ફ્લશિંગ માટે સમુદ્રના પાણીનો વધુ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે જેથી તાજા પાણીના સ્ત્રોતનું સંરક્ષણ કરી શકાય. પાણીને પ્રદુષિત કરવાથી તેનો સૌથી વધુ બગાડ થાય છે અને પ્રદૂષણ ફેલાવનારને થતા ફાયદાને જવા દઇએ તો તે પાણીના અન્ય ઉપયોગને મર્યાદિત બનાવે છે તથા સ્ત્રોતને બગાડે છે. પ્રદૂષણના અન્ય પ્રકારની જેમ તેને માકેર્ટના ખર્ચના પ્રચલિત એકાઉન્ટિંગમાં સ્થાન મળતું નથી અને તેને બાહ્ય ચીજ ગણવામાં આવે છે તેની ગણતરી માર્કેટ કરી શકતું નથી. તેથી અન્ય લોકો જળ પ્રદૂષણની કિંમત ચુકવે છે જ્યારે તેમાંથી નફો કરનારી કંપનીઓ તેમના નફાનો હિસ્સો પ્રદૂષણનો ભોગ બનનારા લોકોને ચુકવતા નથી. માનવી દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી દવાઓ મોટા ભાગે પાણી સાથે ભળે છે. તેઓ બાયોગ્રેડેબલ ન હોય અને બાયોએક્યુમ્યુલેટ થાય તો જળ જીવસૃષ્ટિને નુકસાન પહોંચાડે છે. નકામા પાણીના વ્યવસ્થાપનમાં વરસાદી પાણીની ગટર તથા નકામા પાણીના ટ્રીટમેન્ટ પ્લાન્ટનો સમાવેશ થાય છે. સપાટી પરના પાણીનું પ્રદૂષણ ઓછું કરવાનો અન્ય એક ઉપાય બાયોસવેલનો છે.

ઔદ્યોગિક ઉપયોગો

પાણીનો વીજ ઉત્પાદનમાં ઉપયોગ થાય છે. જળશક્તિમાંથી મેળવેલી વીજળીને જળવિદ્યુત કહેવાય છે. જળવિદ્યુત પાણીથી ચાલતા ટર્બાઇનમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.આ ટર્બાઇન જનરેટર સાથે જોડાયેલા હોય છે. જળવિદ્યુત ઓછી ખર્ચાળ, પર્યાવરણને અનુકૂળ અને અક્ષય ઊર્જાને સ્રોત છે. આ ઊર્જા સૂર્ય દ્વારા પુરી પડાય છે. સૂર્યની ગરમીથી પાણીનું બાષ્પિભવન થાય છે, જે ઊંચાઈ પર પાણીના ટીપા સ્વરૂપે સંકેન્દ્રીત થાય છે અને ત્યાંથી તે વરસાદના સ્વરૂપે જમીન પર આવે છે.

 

થ્રી ગોર્જ્સ ડેમ સૌથી મોટું હાયડ્રો-ઇલેક્ટ્રિક વીજ ઉત્પાદન મથક છે.

પાણીનો ભારે દબાણ હેઠળ ઉપયોગ કરીને તેનો વોટર બ્લાસ્ટિંગ અને વોટર જેટ કટર તરીકે ઉપયોગ કરી શકાય છે. ચોકસાઇપૂર્વકનું કટિંગ માટે પણ ઉંચું દબાણ ધરાવતી વોટર ગનનો ઉપયોગ થાય છે. તે સારી રીતે કામ કરે છે અને પ્રમાણમાં સુરક્ષિત છે અને તેનાથી પર્યાવરણને નુકસાન થતું નથી. તેનો મશિનરીને ઠંડી પાડવા માટે પણ ઉપયોગ થાય છે કે જેથી મશિન વધુ પડતું ગરમ ન થઇ જાય. પાણીનો ઘણી ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયા અને મશિનમાં ઉપયોગ થાય છે જેમ કે, સ્ટીમ ટર્બાઇન અને હીટ એક્સેચન્જર અને દ્રાવક પાણીને શુદ્ધ કર્યા વગર ઉદ્યોગોમાંથી પાણી છોડવું પ્રદુષણ છે. પ્રદુષણમાં નિકાલ કરાયેલા દ્રાવ્યો રસાયણિક પ્રદુષણ અને કૂલન્ટ વોટર ઉષ્મા પ્રદુષણ છે. પાણીના ઘણા ખરા ઉપયોગોમાં શુદ્ધ પાણીની જરૂર પડે અને પાણી પુરવઠા તેમજ નિકાલ માટે વિવિધ શુદ્ધિકરણ તકનીકનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

ખાધ્ય સંસ્કરણ (ફૂડ પ્રોસેસિંગ)

 

ખાદ્ય વિજ્ઞાનના ક્ષેત્રમાં પાણી અનેક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ફૂડ પ્રોસેસિંગની અંદર ફૂડ પ્રોડક્ટ્સની સફળતાની સુનિશ્ચિતતતામાં પાણીની ભૂમિકા સમજવી ખાદ્ય વિજ્ઞાની માટે મહત્વપૂર્ણ બાબત છે. પાણીમાં મીઠા અને ખાંડ જેવા દ્રાવ્યો પાણીના ભૌતિક ગુણધર્મો પર અસર કરે છે. પાણીના ઉત્કલન અને શિતબિંદુ પર દ્રાવ્યો અસર કરે છે. એક કિલોગ્રામ પાણીમાં એક મોલ સુક્રોઝ (શર્કરા) પાણીના ઉત્કલનબિંદુમાં 0.51 ડિગ્રી સે.નો વધારો કરે છે અને કીલો દીઠ એક મોલ ક્ષાર પાણીના ઉત્કલનબિંદુમાં 1.02 ડિગ્રી સે.નો વધારો કરે છે. તે જ રીતે પાણીમાં ઓગળેલા કણોની સંખ્યા વધારીએ તો પાણીના શિતબિંદુમાં ઘટાડો થાય છે. દ્રાવ્યો પાણીની સક્રિયાતા પર પણ અસર કરે છે, જેના પગલે અનેક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ પર પણ અસર થાય છે અને ખાદ્ય પદાર્થોમાં સુક્ષ્મજીવાણુઓની વૃદ્ધિ થાય છે. પાણીની સક્રિયતાનું વર્ણન દ્વાવણ પર પાણીના વરાળના દબાણ અને શુદ્ધ પાણીના વરાળ દબાણના ગુણોત્તર તરીકે કરી શકાય છે. પાણીમાં દ્રાવ્યોની હાજરી પાણીની સક્રિયતા ઘટાડે છે. તે જાણવું મહત્ત્વનું છે કારણકે મોટાભાગના બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિ પાણીની નીચી સક્રિયતાના સ્તરે અટકે છે. સુક્ષ્મજીવાણુઓની વૃદ્ધિ ખોરાકની સલામતીને અસર કરવા ઉપરાંત ખોરાકના આત્મજીવનને પણ સાચવે છે.

ફૂડ પ્રોસેસિંગમાં પાણીની કઠિનતા પણ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. તે ઉત્પાદનોની ગુણવત્તા પર મોટી અસર કરે છે અને સાથેસાથે સેનિટેશનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. પાણીની કઠિનતા પ્રતિ ગેલન પાણીમાંથી દૂર થતાં કેલ્શ્યમ કાર્બોનેટની પ્રમાણ પર નક્કી થાય છે. જળ પાણીની કઠિનતા ગ્રેઇનમાં માપવામાં આવે છે, 0.064 ગ્રામ કેલ્શ્યમ કાર્બોનેટ એક ગ્રેઇન પાણીની કઠિનતાને સમકક્ષ હોય છે. પાણીનું નરમ તરીકે વર્ગીકરણ કરાય છે જો તે 1થી 4 ગ્રેઇન્સ ધરાવે, મધ્મય ગણાય જો તે 5થી 10 ગ્રેઇન્સ ધરાવે અને જો 11થી 20 ગ્રેઇન્સ ધરાવે તો કઠીન કહેવાય^{[અસ્પષ્ટ]}કેમિકલ આયન એક્સચેન્જ સીસ્ટમ (રાસાયણિક આયન પરિવર્તન વ્યવસ્થા)નો ઉપયોગ કરી પાણી કઠિનતામાં ફેરફાર કરી શકાય છે. પાણીની કઠિનતા તેના પીએચ સંતુલન પર પણ અસર કરે છે, જે ફૂડ પ્રોસેસિંગમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. દાખલા તરીકે, ભારે પાણી શુદ્ધ પાણીનું સફળતાપૂર્વક ઉત્પાદન અવરોધે છે. ગંદવાડ કે કચરાના નિકાલની પ્રક્રિયા પર પણ પાણીની કઠિનતા અસર કરે છે. ભારે પાણી સેનિટાઇઝર તરીકે ઓછું અસરકારક નિવડે છે. ઉકાળવું, બાફવું અને સીજવવું એ ખોરાક રાંધવાની જાણીતી પદ્ધતિઓ છે, જેમાં વારંવાર પાણીમાં કે તેની વરાળમાં ખાદ્ય પદાર્થોને બોળવાની જરૂર પડે છે. વાસણ ધોવા માટે પણ રસોઇના પાણીનો ઉપયોગ થાય છે.

 

પાણી અને પાણી સંસાધનો દ્વારા અસર પામતા રાજકારણને જળ રાજકારણ કહેવાય છે. આ કારણસર, પાણી વિશ્વમાં એક વ્યૂહાત્મક સંસાધન છે અને ઘણી રાજકીય અથડામણોનું મુખ્ય કારણ રહ્યું છે. તે આરોગ્ય પર અસર કરે છે અને જૈવવિવિધતાને નુકસાન કરે છે. 1990થી અત્યાર સુધીમાં 1.6 અબજ લોકોને સુરક્ષિત પાણીનો સ્ત્રોત ઉપલબ્ધ બન્યો છે.[૧] સંગ્રહિત ૨૦૧૦-૦૮-૨૭ ના રોજ વેબેક મશિન વિકાસશીલ દેશોમાં સલામત પાણીની પ્રાપ્યતા ધરાવતા લોકોની સંખ્યા 1970ના 30 ટકાથી વધીને 2000માં 71 ટકા અને 2004માં 84 ટકા થઇ છે. આ વલણ ચાલું રહે તેવી ધારણા છે. જે લોકોને પિવાનું પાણી ઉપલબ્ધ નથી તેવા લોકોની સંખ્યા 2015 સુધીમાં અડધી કરવાનો ઉદેશ મિલેનિયમ ડેવલપમેન્ટ ગોલમાંનો એક છે. આ ધ્યેય હાંસલ કરાય તેવી ધારણા છે.

યુનાઇટેડ નેશન્સનો 2006નો એક અહેવાલ સૂચવે છે કે દુનિયામાં પ્રત્યેક વ્યક્તિ માટે પુરતું પાણી ઉપલબ્ધ છે પરંતુ ગેરવહીવટ અને ભ્રષ્ટાચારને કારણે તેની પ્રાપ્યતામાં અવરોધ ઉભો થાય છે. વર્લ્ડ વોટર એસેસમેન્ટ પ્રોગ્રામનો યુએન વોટર વર્લ્ડ ડેવલપમેન્ટ રિપોર્ટ(WWDR, 2003) સૂચવે છે કે આગામી 20 વર્ષમાં લોકોને ઉપલબ્ધ પાણીમાં 30 ટકાનો ઘટાડો થશે વિશ્વની 40 ટકા વસ્તીને લઘુત્તમ સ્વચ્છતા માટે અપુરતું તાજું પાણી મળે છે. 2000માં પાણીજન્ય રોગને કારણે 22 લાખથી વધુ લોકો (ગંદાપાણીના વપરાશ અને દુષ્કાળને કારણે)મૃત્યુ પામ્યા હતા. 2004માં યુકે ચેરિટી વોટરએઇડએ નોંધ્યું હતું કે સરળતાથી અટકાવી શકાય તેવા પાણીજન્ય રોગને કારણે દર 15 સેકન્ડે એક બાળનું મૃત્યુ થાય છે, તે ગંદકી નિકાલનો અભાવ સૂચવે છે. જળ સંરક્ષણ ક્ષેત્રે સક્રિય સંસ્થામાં ઇન્ટરનેશનલ વોટર એસોસિયેશન (IWA), વોટરએઇડ, વોટર ફર્સ્ટ, અમેરિકન વોટર રિસોર્સિસ એસોસિયેશન સંગ્રહિત ૨૦૧૮-૦૩-૨૪ ના રોજ વેબેક મશિનનો સમાવેશ થાય છે. પાણીને લગતા પરિસંવાદોમાં યુનાઇટેડ નેશન્સ કન્વેન્શન ટુ કોમ્બેટ ડેઝર્ટિફિકેશન(UNCCD),ઇન્ટરનેશનલ કન્વેન્શન ફોર ધ પ્રિવેન્શન ઓફ પોલ્યુશન ફ્રોમ શિપ, યુનાઇટેડ નેશન્સ કન્વેન્શન ઓ ધ લો ઓફ ધ સી અને રામસર કન્વેન્શનનો સમાવેશ થાય છે. 22 માર્ચે વિશ્વ જળ દિવસ અને 8 જૂને વિશ્વ મહાસાગર દિવસ ઉજવાય છે. માલસામાનના ઉત્પાદન અથવા સેવામાં વપરાતું પાણી વર્ચ્યુઅલ વોટર છે.

ધર્મ

 

મોટાભાગના ધર્મોમાં પાણીને એક શુદ્ધિકર્તા ગણવામાં આવે છે. હિંદુ, ખ્રિસ્તી, ઇસ્લામ, શિંટો, તાઓ, રસ્ટાફરિયનિઝમ અને યહુદી ધર્મમાં ધાર્મિક સ્નાનનું અત્યંત મહત્વ છે. વ્યક્તિનું પાણીમાં સ્નાન અથવા એસ્પર્સન અથવા અભિષેક ખ્રિસ્તીધર્મની પવિત્રકરણ વિધિ છે (જેને બાપ્ટિઝમ કહેવાય છે) અન્ય જે ધર્મોમાં પાણીની વિધિને સ્થાન છે તેમાં યહુદી (મિકવાહ ) અને શિખ (અમૃત સંસ્કાર )નો સમાવેશ થાય છે. ઉપરાંત યહુદી અને ઇસ્લામ સહિત અનેક ધર્મ અને સંપ્રદાયોમાં મૃત વ્યક્તિ માટે શુદ્ધ પાણીમાં ધાર્મિક સ્નાન કરવાની પરંપરા છે. ઇસ્લામમાં દિવસમાં પાંચ વખત નમાઝ અદા (જુઓ તયમ્મુમ ) કરવાનું ફરમાન છે. ઇસ્લામ ધર્મના અનુયાયીઓએ નમાઝ અદા કરતાં પહેલાં શુદ્ધ પાણીથી શરીરના કેટલાંક ભાગ સ્વચ્છ કરવા પડે છે (વુદુ ). શિન્ટોમાં તમામ ધાર્મિક વિધિમાં વ્યક્તિ કે ક્ષેત્રને પવિત્ર કરવા પાણીનો ઉપયોગ થાય છે. (દાખલા તરીકે મિસોગી ની વિધિ) બાઇબલની નવા આંતરરાષ્ટ્રીય આવૃત્તિમાં 442 વખત અને કિંગ જેમ્સની આવૃત્તિમાં 363 પાણીનો ઉલ્લેખ થયો છે. નવી આંતરરાષ્ટ્રીય આવૃત્તિમાં પીટર 3:5(બ) કહે છે- પૃથ્વીની રચના પાણીમાંથી અને પાણી દ્વારા થઈ છે.(NIV)

કેટલીક માન્યતાઓ પાણીનો ઉપયોગ ધાર્મિક હેતુ માટે વિશેષ તૈયારીમાં કરે છે. (કેટલાક ખ્રિસ્તી સમુદાયોમાં હોલી વોટર, શિખ અને હિંદુ ધર્મમાં અમૃત ) ઘણા ધર્મો પણ પાણીના કોઈ ખાસ સ્રોતને પવિત્ર ગણે છે, જેમ કે રોમન કેથોલિકમાં લોર્ડસ, ખ્રિસ્તી ધર્મના કેટલાંક સંપ્રદાયો જોર્ડન નદીને પવિત્ર ગણે છે, ઇસ્લામમાં ઝમઝમ કૂવાને અને હિંદુ ધર્મમાં ગંગા નદીને પવિત્ર ગણવામાં આવે છે. પાણી આધ્યાત્મિક ઊર્જા ધરાવે છે તેવું અવારનવાર માનવામાં આવે છે. સેલ્ટિક પૌરાણિક કથામાં સુલિસને ગરમ ઝરણાનો દેવતા છે, હિંદુ ધર્મમાં ગંગાને દેવીનું સ્થાન આપવામાં આવ્યું છે જ્યારે વેદમાં સરસ્વતીનો માતા તરીકે ઉલ્લેખ થયો છે. ઉપરાંત પાણી પંચતત્વોમાંનું એક તત્વ છે. (મૂળ પાંચ તત્ત્વો જેમાં અગ્નિ, પૃથ્વી, હવા, અવકાશનો સમાવેશ થાય છે) દેવતાઓને કોઈ ખાસ ઝરણા, નદી કે જળાશયોના સંરક્ષક તરીકે માન્યતા આપવામાં આવી છે, જેમ કે ગ્રીક અને રોમન પૌરાણિક કથામાં પેનીસ નદીનો દેવતા હતો જે ત્રણ હજાર ઓસનિડ્સમાંના એક છે.

દર્શનશાસ્ત્ર

પ્રાચીન ગ્રીકના પ્રસિદ્ધ ફિલસૂફ એમ્પીડોસલ્સએ ઠેરવ્યું હતું કે અગ્નિ, પૃથ્વી, અને હવા સાથે પાણી ચાર મૂળભૂત પરંપરાગત તત્વોમાંનું એક છે અને તેને યલેમ અથવા બ્રહ્માંડના મૂળભૂત તત્ત્વ તરીકે ગણવામાં આવે છે. પાણીને ઠંડુ અને ભેજવાળું ગણાવવામાં આવે છે. શરીર પર અસર કરતાં ચાર તત્વોની થિયરીમાં પાણીને કફ સાથે સાંકળવામાં આવ્યું છે. ચીનની પરંપરાગત માન્યતાઓમાં પણ પૃથ્વી, અગ્નિ, લાકડું અને ધાતુ સાથે પાણીને પાંચ તત્વોમાં સ્થાન આપવામાં આવ્યું છે.

એશિયાનાં કેટલાંક વિસ્તારોના દર્શનશાસ્ત્રોમાં અને પરંપરાઓમાં પાણીને આદર્શ તરીકે પણ લેવામાં આવે છે. દાઓ દે જિંગે કહ્યું છે કે “શ્રેષ્ઠતા પાણી સમાન હોય છે. પાણી પૃથ્વીની સપાટી પર રહીને પણ તમામ ચીજવસ્તુઓ માટે ફાયદાકારક છે. તળિયે રહેવું કોઈ માણસને ગમતું નથી. આ કારણે તે તાઓની નજીક છે......આ દુનિયામાં સૌથી વધારે મુલાયમ અને નબળી ચીજવસ્તુ પાણી છે, છતાં મજબૂત ચીજવસ્તુઓ તેના પર આક્રમણ કરીને તેને બદલી શકતી નથી.’’

સાહિત્ય

સાહિત્યમાં પાણીની શુદ્ધિકર્તાના પ્રતીક તરીકે ઉપયોગ થાય છે. નદીના વિશેષ મહત્ત્વનો વિલયમ્સ ફોકનરની એઝ આઇ લે ડાઇંગ અને હેમલેટમાં ડ્રાઉનિંગ ઓફ ઓફેલિયામાં ઉલ્લેખ કરાયો છે.

પાણીનું અલગ અલગ સંદર્ભોમાં અલગ અલગ રીતે વર્ણન કરવામાં આવ્યું છે.

	હિલચાલ મુજબ અવક્ષેપન		સ્વરૂપ મુજબ અવક્ષેપન
	વરસાદ હીમ કરા બરફ સ્ફટિક સમક્ષિતિજ આવક્ષેપન ઝાકળ		પ્રવાહી અવક્ષેપન વરસાદ ઝાકળ કરા ઝાકળ 0 °C તાપમાનની આસપાસ

• • હવામાં ઊંચે ચઢતા કણ
    • વાદળ
    • ધુમ્મસ

• સર્જનના આધારે
  • ભૂગર્ભજળ
  • તાજું પાણી
  • ખારું પાણી
  • મૃત જળ આ વિચિત્ર ઘટના ત્યારે સર્જાય છે જ્યારે ઓછી સાંદ્રતા ધરાવતું ખારું પાણી અતિસાંદ્ર ખારા પાણીની ઉપર એક તરલ બનાવે છે. આ બે તરલો એકબીજામાં ભળતા નથી વહાણની મુસાફરી માટે તે ખતરનાક છે.
  • દરીયાઇ પાણી
• વપરાશ મુજબ
  • નળનું પાણી
  • ક્ષારનિવારણ‎
  • પીવાનું પાણી તે દરરોજ પીવા માટે ઉપયોગી છે, તેમાં સંતુલિત ખનીજો આવેલા છે જે આરોગ્ય માટે હાનિકારક નથી. (નીચે જુઓ)
  • શુદ્ધ કરેલું પાણી, લેબોરેટરી-ગ્રેડ, એનાલિટીકલ-ગ્રેડ અથવા રિએજન્ટ-ગ્રેડ પાણી- વૈજ્ઞાનિક કે એન્જિનિયરિંગ હેતુના ઉપયોગ માટે તેને અતિશુદ્ધ કરાય છે. ટાઇપI, ટાઇપ II, અથવા Type IIIમાં વર્ગીકૃત કરાયેલી પાણીની આ શ્રેણી છે પરંતુ તે નીચે દર્શાવ્યા સુધી મર્યાદિત નથી.

• ધર્મ મુજબ
  • પવિત્ર જળ

• John M. DeMan (1999). Principles of Food Chemistry 3rd Edition.
• Vickie A. Vaclavik and Elizabeth W. Christian (2003). Essentials of Food Science 2nd Edition.
• ઓએ જોન્સ, જેએન લેસ્ટર એન્ડ એન વલ્વોલિસ, ફાર્માસ્યુટિકલ્સઃ અ થ્રેટ ટુ ડ્રિંકિંગ વોટર? ટ્રેન્ડઝ ઇન બાયોટેકનોલોજી 23(4): 163, 2005
• ફ્રાન્ક્સ, એફ (ઇડી), વોટર, એ કમ્પ્રિહેન્સિવ ટ્રીટાઇઝ, લેનમ પ્રેસ, ન્યૂયોર્ક, 1972–1982
• પીએચ ગ્લીક એન્ડ એસોસિયેટ્સ, ધ વર્લ્ડસ વોટરઃ તાજાપાણી સંસાધન પર બે વર્ષમાં એક વખત પ્રસિદ્ધ થતો અહેવાલ. આયલેન્ડ પ્રેસ, વોશિંગ્ટન, ડી.સી.(1998થી બે વર્ષે એકવાર પ્રસિદ્ધ થતો અહેવાલ)
• માર્ક્સ, વિલિયમ્સ ઇ., ધ હોલી ઓર્ડર ઓફ વોટરઃ હીલીંગ અર્થ્સ વોટર એન્ડ અવરસેલ્વ્સ. બેલ પોન્ટ બૂક્સ (સ્ટીનર બૂક્સનો એક વિભાગ), ગ્રેટ બારિંગ્ટન, એમએ, નવેમ્બર 2001 [ISBN 0-88010-483-X]
• ડેબિનેડેટ્ટી, પી. જી. અને સ્ટેનલી, એચ. ઇ., સુપરકૂલ્ડ એન્ડ ગ્લાસી વોટર, ફિઝિક્સ ટુડે 56 (6), p. 40–46 (2003). ડાઉનલોડ કરો PDF (1.9 MB)

પાણી પ્રાકૃતિક સંપદા

• Anderson (1991). Water Rights: Scarce Resource Allocation, Bureaucracy, and the Environment.
• Maude Barlow, Tony Clarke (2003). Blue Gold: The Fight to Stop the Corporate Theft of the World's Water.
• Gleick, Peter H. The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Washington: Island Press. (નવેમ્બર 10, 2006)

આઇએસબીએન 9057024071

• Miriam R. Lowi (1995). Water and Power: The Politics of a Scarce Resource in the Jordan River Basin. (કેમ્બ્રિજ મિડલ ઇસ્ટ લાઇબ્રેરી)
• William E. Marks (2001). The Holy Order of Water: Healing Earths Waters and Ourselves.
• Postel, Sandra (1997, second edition). Last Oasis: Facing Water Scarcity. New York: Norton Press.
• Reisner, Marc (1993). Cadillac Desert: The American West and Its Disappearing Water.
• Vandana Shiva (2002). Water Wars: Privatization, Pollution, and Profit. London: Pluto Press [u.a.] ISBN 0-7453-1837-1. OCLC 231955339.
• Anita Roddick; et al. (2004). Troubled Water: Saints, Sinners, Truth And Lies About The Global Water Crisis.
• Marq de Villiers (2003, revised edition). Water: The Fate of Our Most Precious Resource.
• Diane Raines Ward (2002). Water Wars: Drought, Flood, Folly and the Politics of Thirst.
• Worster, Donald (1992). Rivers of Empire: Water, Aridity, and the Growth of the American West.

• OECD Water statistics