书城科普读物地球消失记——枯竭的生命源泉
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第2章 神奇的生命源泉

水是什么

人类很早就知道水、利用水。纯净的水是无色、无味的透明液体,是自然界中最常见的液体。然而在自然界,纯水是非常罕见的,常见的水通常多是酸、碱、盐等物质的溶液,习惯上仍然把这种水溶液称为水。

人类很早就对水有了认识。古代哲学家们认为,水是万物之源,万物皆复归于水,所以一直把水、火、气、土当作四个基本元素,认为由它们构成世界上一切物体。直到1784年英国科学家卡文迪许用实验才证明水不是元素,是由两种气体化合而成的产物。1809年,法国化学家盖吕萨克测定,1体积氧与2体积氢化合,生成2体积水蒸气。后来的科学家便写出了水的分子式:H2O。

不同的学科对水有一些不同的称呼。

根据水质的不同,可以分为软水和硬水。软水就是硬度低于8度的水,即不合或含有较少钙镁化合物。硬水就是硬度高于8度的水,即含较多的钙镁化合物,加热会有较多的水垢。

根据水中氯化钠的含量,还可以将水分为淡水和咸水。咸水是与淡水相对而言,一般指溶解较多氯化钠(NaCI,即盐)的水。

此外还可根据水所在的载体的不同,分为生物水(在各种生命体系中存在的不同状态的水)、土壤水、地下水等。

水是一种可以在液态、气态和固态之间转化的物质。固态的水称为冰;气态叫水蒸汽。水汽温度高于374.2℃时,气态水便不能通过加压转化为液态水。

水有许多特殊的性质,例如,水在结冰时体积反而增大;水的三种状态(水、冰和水气)可以在自然状态下共存;水的凝聚性、表面张力,使岩石和土壤的缝隙中能“含”水;水能“爬”上高高的树梢,给植物送水分和养料;几乎什么物质都能溶解于水,所以鱼儿才能从水中得到氧气。

有人说,我们的地球应当叫水球。这是有一定道理的,因为我们生活的这个星球有大量的水,71%的表面积被水覆盖。在宇航员看来,地球是一个蓝色的星球,十分璀灿,在太阳系家族中独一无二。

科学家告诉我们,地球表层水体构成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼泽、冰川、积雪、地下水和大气中的水。地球拥有的水量非常巨大,总量约为13.86亿立方千米。其中,海洋占了96.5%;冰川和冰盖占了1.76%,是固体状态;地下水占了1.7%;余下的分散在湖泊、江河、大气和生物体中。因此可以说,从天空到地下,从陆地到海洋,到处都是水的世界。如果将地球上的水像大气那样均匀地分布在地表上,就能形成一个包裹地球2.7千米厚的水层。

由于注入海洋的水带有一定的盐分,加上常年的积累和蒸发作用,海和大洋里的水都是咸水,不能直接被饮用。某些湖泊的水也是含盐水。世界上最大的水体是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。欧亚大陆上的里海是最大的咸水湖。

水是生命的源泉

水是最常见的物质之一,是包括人类在内的所有生命生存的重要资源,也是生物体最重要的组成部分,在人类和生物圈的整个生命活动中起着巨大的作用。水是任何生物体构成的基本成分,有些生物体含水量相当高,如水母体内的含水量占其体重的95%,动物体平均含水70%,植物体平均含水40%~60%。

水是人类生存的基本物质,人是离不开水的。据测定,一个成年人体内的含水量占其体重的60%一70%,人体血液中80%是水。人体的一切生理活动,如体温调节、营养输送、废物排泄等都需要水来完成。成年人每昼夜需要补充2500毫升水才能维持生命的活力。

在苏格兰马里菲尔德医院里,曾经有一位名叫安格斯·巴比亚的病人。从1966年6月至1967年7月,安格斯连续382天不吃东西,只喝茶、咖啡和水,创造了世界耐饥的最高记录。为什么安格斯能这么长时间不吃东西却没有饿死呢?医学研究表明,安格斯长时间没吃东西不死的奥秘,就在于天天有水喝,是水维持了安格斯的生命。因为人体重量的60%一70%都是水,当饥饿使人体体重减少40%时,生命活动不会马上停止。也就是说,体重50千克的人,因饥饿瘦成30千克重,只要有水喝.也不会饿死。但是,如果两天.不喝水,身体内的体液就会减少10%,生命活动就会严重失调,还会引起疾病;如果3天不喝水,体液将损失20%,生命活动就可能停止。

在生活中,人们一天也离不开水。一个人生理用水量是少的,卫生用水量大约每天要40~50升,在工业化或实现了农田灌溉化的地区,每人每天用水量达400~500升。一个百万人口的城市,生活用水每天就需40万吨。

水是生命的源泉,同时,水也是生产和生活中不可缺少的重要资源。

人类要生存就必须生产,经济发展也离不开水。在工业、农业和其他各领域,水都是必不可少的。据统计,工业用水一般占城市用水量的80%左右,火力发电站用水蒸气作动力;冶金、机械、化工等工厂用水来冷却设备;印染工业用水洗涤产品;食品工业用水作生产原料……几乎没有哪种工业不用水,可以说没有水就没有工业。生产1吨钢需水200多吨,生产1吨石油化工产品、1吨纸或1千度电需水200~500吨,生产1吨人造纤维需用水1000吨。由于我国大部分城市缺水,这直接影响工业产品的产出,影响工业产值每年达数百亿元。

工业生产需要水,农业生产同样也离不开水。农业灌溉用水较工业用水量和生活用水量更大。如种1亩蔬菜需水30——50吨,1亩小麦需用水40——50吨,1亩棉花需用水35——50吨。

对人体的影响

人对水的需要仅次于氧气。人如果不摄入某一种维生素或矿物质,也许还能继续活几周或带病活上若干年,但人如果没有水,却只能活几天。

水是人体中含量最多的物质,占成人体重的60%~70%,占儿童体重的80%以上。那么,水对人体具体有什么作用呢?

1.水在人体内可以分自由水和结合水。自由水是可以自由流动的水,这些水在人体内作为一种良好的溶剂,使得多种物质溶解在里面,然后随着自由水流动到全身各处。如水可溶解各种营养物质,脂肪和蛋白质等要成为悬浮于水中的胶体状态才能被吸收;水在血管、细胞之间川流不息,把氧气和营养物质运送到组织细胞,再把代谢废物排出体外。总之人的各种代谢和生理活动都离不开水。

2.水在体温调节上有一定的作用。人呼吸和出汗都会排出一些水分。比如炎热季节,环境温度往往高于体温,人就靠出汗,使水分蒸发从而带走一部分热量,来降低体温,使人免于中暑。而在天冷时,由于水贮备热量的潜力很大,人体不致因外界温度低而使体温发生明显的波动。

3.水还是人体内的润滑剂。它能滋润皮肤。皮肤缺水,就会变得干燥失去弹性,显得面容苍老。人体内一些关节囊液、浆膜液可使器官之间免于摩擦受损,且能转动灵活。眼泪、唾液也都是相应器官的润滑剂。

4.水是世界上最廉价、最有治疗力量的奇药。矿泉水和电解质水的保健和防病作用是众所周知的。主要是因为水中含有对人体有益的成分。当人感冒、发热时,多喝开水能帮助人体发汗、退热、冲淡血液里细菌所产生的毒素;同时,小便增多,有利于加速毒素的排出。

5.大面积烧伤以及发生剧烈呕吐和腹泻等症状,体内大量流失水分时,都需要及时补充水分,以防止严重脱水,加重病情。

6.睡前一杯水有助于美容。上床之前,你无论如何都要喝一杯水,这杯水的美容功效非常大。当你睡着后,那杯水就能渗透到细胞里。细胞吸收水分后,皮肤就更娇柔细嫩。

7.入浴前喝一杯水常葆肌肤青春活力。沐浴前一定要先喝一杯水。沐浴时的汗量为平常的两倍,体内的新陈代谢加速,喝了水,可使全身每一个细胞都能吸收到水分,塑造出光润细柔的肌肤。

对气候的影响水对气候具有调节作用。大气中的水汽能阻挡地球热辐射量的60%,保护地球不致冷却。海洋和陆地水体在夏季能吸收和积累热量,使气温不致过高;而在冬季则能缓慢地释放热量,使气温不致过低。

海洋和地表中的水蒸发到天空中形成了云,云中的水分通过降水落下来变成雨、雪。落于地表上的水渗入地下形成地下水;地下水又从地层里冒出来,形成泉水,经过小溪、江河汇入大海。这样形成一个水循环。

雨雪等降水活动对气候形成重要的影口向。在温带季风性气候中,夏季风带来了丰富的水气,夏秋多雨,冬春少雨,形成明显的干湿两季。

此外,在自然界中,由于不同的气候条件,水还会以冰雹、雾、露水、霜等形态出现并影响气候和人类的活动。

对地理的影响

地球表面有71%被水覆盖,水侵蚀岩石土壤,冲淤河道,搬运泥沙,营造平原,改变地表形态。