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來(lái)源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年11月25日 19:18

在人類(lèi)文明的早期,人們開(kāi)始探討世界各種事物的組成或者分類(lèi),很早就開(kāi)始對(duì)水產(chǎn)生了認(rèn)識(shí),古代西方提出的四元素說(shuō)中就有水;佛教中也認(rèn)為地、水、火、風(fēng)是構(gòu)成物質(zhì)的基本元素;中國(guó)古代的五行學(xué)說(shuō)中水代表了所有的液體,以及具有流動(dòng)、潤(rùn)濕、陰柔性質(zhì)的事物。圣經(jīng)創(chuàng)世紀(jì)中也認(rèn)為水是神創(chuàng)造萬(wàn)物之前就存在的元素。在很長(zhǎng)的一段時(shí)間里,東西方古代樸素的物質(zhì)觀中都把水視為一種基本的組成元素,直到1781年,普里斯特里點(diǎn)燃“易燃空氣”和空氣的混合氣,發(fā)現(xiàn)瓶壁有水珠??ㄎ牡显S又用純氧代替空氣重復(fù)這一實(shí)驗(yàn),證實(shí)“易燃空氣”燃燒產(chǎn)生水,“易燃空氣”是指氫氣??上苠e(cuò)誤觀念影響,這兩位科學(xué)家仍認(rèn)為水是一種元素。1782年,拉瓦錫將水蒸氣通過(guò)灼熱的鐵管,收集到“易燃空氣”和黑色固體(四氧化三鐵),因此他認(rèn)為水不是一種元素。

1805年,經(jīng)過(guò)Gay-Lussac和Humbolt的定量研究,進(jìn)一步確定了氫和氧按二比一的比例相化合,至此,水的化學(xué)組成為H2O被初步確立。 [6]

目前根據(jù)IUPAC規(guī)定,H2O分子的正式名稱(chēng)只有兩種:水(Water)與氧烷(Oxidane)。民間根據(jù)其化學(xué)式,給水起了以下別稱(chēng):氧化氫、一氧化二氫;類(lèi)比VIA族與VIIA族其它化合物命名規(guī)律:氫氧酸、酸式氧;類(lèi)比金屬氫氧化物(堿)命名規(guī)律:氫氧化氫、苛性氫、羥基氫、堿式氫等。

物理性質(zhì)

水分子的結(jié)構(gòu)示意圖

水在常溫常壓下為無(wú)色無(wú)味的透明液體。水的三相點(diǎn)是273.16 K(611.73 Pa下),臨界點(diǎn)是647 K(22.064 MPa下)。在臨界點(diǎn)之上水無(wú)法存在液相及固相,而在臨界點(diǎn)之下水蒸汽容易結(jié)成液相。水是一種可以在液態(tài)、氣態(tài)和固態(tài)之間轉(zhuǎn)化的物質(zhì)。在20℃時(shí),水的熱導(dǎo)率為0.006J/s?cm?K,冰的熱導(dǎo)率為0.023J/s?cm?K。水的密度在3.98℃時(shí)最大,為1×103 kg/m3,溫度高于3.98℃時(shí),水的密度隨溫度升高而減小,在0~3.98℃時(shí),水不服從熱脹冷縮的規(guī)律,密度隨溫度的升高而增加。水在0℃時(shí),密度為0.99987×103 kg/m3,冰在0℃時(shí),密度為0.9167×103 kg/m3。因此冰可以浮在水面上。水的定壓摩爾熱容會(huì)隨溫度變化,在0℃時(shí),水的定壓摩爾熱容為75.817J/mol/K,在20℃時(shí),水的定壓摩爾熱容為75.165 J/mol/K,在100℃時(shí),水的定壓摩爾熱容為75.541 J/mol/K。具有很大的內(nèi)聚力和表面張力,除汞以外,水的表面張力最大,并能產(chǎn)生較明顯的毛細(xì)現(xiàn)象和吸附現(xiàn)象。純水有極微弱的導(dǎo)電能力,但普通的水因含有少量電解質(zhì)(如礦物質(zhì)、溶解大氣中二氧化碳形成的碳酸)而有較強(qiáng)的導(dǎo)電能力。 [7-8]

水分子的球棍比例模型

日常生活中的水可分為軟水和硬水,溶有較多可溶性鈣、鎂和鐵鹽的水叫做硬水。水中含有的Ca2+,Mg2+等離子的總濃度稱(chēng)為硬度。GPG為水硬度單位,1GPG表示1加侖水中硬度離子(鈣鎂離子)含量為1格令。按美國(guó)WQA(水質(zhì)量協(xié)會(huì))標(biāo)準(zhǔn),水的硬度分為6級(jí):0~0.5GPG為軟水,0.5~3.5GPG為微硬,3.5~7.0GPG為中硬,7~10.5GPG為硬水,10.5~14.0GPG為很硬,14.0GPG以上為極硬。 [12]含有HCO3?的水稱(chēng)為暫時(shí)硬水,加熱時(shí)碳酸氫根離子分解使得鈣鎂離子沉淀而軟化。含有Cl?,SO42?的水不能通過(guò)加熱軟化,稱(chēng)為永久硬水。可以用肥皂水來(lái)區(qū)分軟硬度,通過(guò)煮沸的方式可以使硬水變軟。

單個(gè)水分子的結(jié)構(gòu)模型

水分子不是完美的球形,其分子模型如圖所示,從其旋轉(zhuǎn)中心測(cè)定得到的直徑為0.312nm,平均范德華直徑約為0.28nm。

化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)式:H?O

結(jié)構(gòu)式:H—O—H(兩氫氧鍵間夾角104.5°)。

分子構(gòu)成:水是由氫氧兩種元素組成,兩個(gè)氫原子一個(gè)氧原子形成V字型結(jié)構(gòu)。常溫常壓下,氣態(tài)自由水分子氫氧鍵的鍵長(zhǎng)為0.9527×10-10米,兩個(gè)氫氧鍵之間的夾角為104.52°。

水具有以下化學(xué)性質(zhì):

1. 穩(wěn)定性:在2000℃以上才開(kāi)始分解。

水的電離:純水中存在下列電離平衡:H?O?H?+OH?或H?O+H?O?H?O?+OH?。

注:“H?O?”為水合氫離子,為了簡(jiǎn)便,常常簡(jiǎn)寫(xiě)成H?,更準(zhǔn)確的說(shuō)法為H9O4?,常溫下純水中氫離子物質(zhì)的量濃度為10?? mol/L。

2. 氧化性:水跟較活潑金屬或碳反應(yīng)時(shí),表現(xiàn)氧化性,氫被還原成氫氣。

2Na+2H?O=2NaOH+H?↑

Mg+2H?O=Mg(OH)?↓+H?↑

3Fe+4H?O(水蒸氣)=Fe?O?+4H?↑(加熱)

C+H?O=CO+H?↑(高溫)

3. 還原性:水跟氟單質(zhì)反應(yīng)時(shí),表現(xiàn)還原性,氧被氧化成氧氣

2F?+2H?O=4HF+O?↑。

4. 水的電解:水在直流電作用下,分解生成氫氣和氧氣,工業(yè)上用此法制純氫和純氧,電解水也是一種電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種有用方法。

2H?O(通電)=2H?↑+O?↑。

5. 水化反應(yīng):水可跟活潑金屬的堿性氧化物、大多數(shù)酸性氧化物以及某些不飽和烴發(fā)生水化反應(yīng)。

Na?O+H?O=2NaOH

CaO+H?O=Ca(OH)?

SO?+H?O=H?SO?

P?O?+3H?O=2H?PO?

CH?=CH?+H?O?C?H?OH

6.水解反應(yīng)

Mg?N?+6H?O(加熱)=3Mg(OH)?↓+2NH?↑

NaAlO?+HCl+H?O=Al(OH)?↓+NaCl(NaCl少量)

碳化鈣水解:

CaC?(電石)+2H?O(飽和氯化鈉)=Ca(OH)?+C?H?↑

鹵代烴水解:

C?H?Br+H?O(加熱下的氫氧化鈉溶液)?C?H?OH+HBr

醇鈉水解:

C?H?ONa+H?O→C?H?OH+NaOH

酯類(lèi)水解:

CH?COOC?H?+H?O(銅或銀催化并且加熱)?CH?COOH+C?H?OH

多糖水解:(C?H??O?)n+nH?O?nC?H??O?

丙腈水解:CH?CH?CN+H?O→CH?CH?C(OH)NH→CH?CH?C(OH)NH+H?O→CH?CH?C(OH)?NH?→CH?CH?CONH?+H?O→CH?CH?COOH+NH?

酰胺水解:—CO—NH—+H?O→—COOH+NH?—

6. 兩性:既有氫離子(H?),也有氫氧根離子(OH?)。但純凈蒸餾水是中性的。

7. pH值:水在25 ℃下pH值為7(中性),隨著溫度的變化仍為中性。

相關(guān)物質(zhì)

冰(固態(tài)的水)

冰,是由水分子有序排列形成的結(jié)晶,水分子間靠氫鍵連接在一起形成非常“開(kāi)闊”(低密度)的剛性結(jié)構(gòu)。水結(jié)晶也可以直接形成立方冰。 [14]

由于水分子間有氫鍵結(jié)合這樣的結(jié)構(gòu)所決定的四面體結(jié)構(gòu)。根據(jù)近代X射線(xiàn)的研究,證明了冰具有四面體的晶體結(jié)構(gòu)。這個(gè)四面體是通過(guò)氫鍵形成的,是一個(gè)敞開(kāi)式的開(kāi)闊結(jié)構(gòu),因?yàn)槲鍌€(gè)水分子不能把全部四面體的體積占完,在冰中氫鍵把這些四面體聯(lián)系起來(lái),成為一個(gè)整體。這種通過(guò)氫鍵形成的定向有序排列,空間利用率較小,約占34%,因此冰的密度較小,約為攝氏4度時(shí)液態(tài)水的92%。

超臨界水

超臨界水是指溫度和壓力高于臨界點(diǎn)(374.3℃,22.1MPa)的水。水的密度、介電常數(shù)和電離度等參數(shù)一般都隨溫度和壓力的變化而發(fā)生改變,而在臨界點(diǎn)附近變化非常劇烈。 [15]臨界點(diǎn)時(shí)水與水蒸氣不可區(qū)分,成為一種新的呈現(xiàn)高壓高溫狀態(tài)的流體。這種超臨界流體有很多性質(zhì),比如具有極強(qiáng)的氧化能力,將需要處理的物質(zhì)放入超臨界水中,再向其中溶解氧氣(可以大量溶解),其氧化性強(qiáng)于高錳酸鉀。二是許多物質(zhì)都可以在其中燃燒,冒出火焰。三是可以溶解很多物質(zhì)(比如油),且在溶解時(shí)體積會(huì)大大縮小,這是因?yàn)槌R界水在這時(shí)會(huì)緊緊裹住油。四是它能夠緩慢地溶解腐蝕幾乎所有金屬,甚至包括黃金(與王水相仿)。五是它的超級(jí)催化作用,在超臨界水中,化學(xué)反應(yīng)變得很快。

重水和超重水

重水,又稱(chēng)氧化氘或氘水,是由重氫(D)和氧(O)組成的化合物。一個(gè)重水分子由兩個(gè)氘原子(D)與一個(gè)氧原子(O)組成,其分子式為 D2O,化學(xué)式是 D2O。重水的外觀與普通水相似,僅是密度稍高,為1.1079 g/cm3,凝固點(diǎn)和沸點(diǎn)較高,分別為3.82 ℃和101.42 ℃。重水的相對(duì)分子質(zhì)量為20.0275Mr,比水(H2O)的相對(duì)分子質(zhì)量18.0153Mr高約11%,因此被稱(chēng)為“重水”。 [16]

超重水由兩個(gè)氚和一個(gè)氧組成,故又稱(chēng)一氧化二氚,其化學(xué)式為T(mén)2O或3H2O。氚是氫的放射性同位素,氚原子核由一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成,半衰期約12年,水在地球上的總重大約是一百三十六億億噸,超重水在天然水中極其稀少,其比例不到十億分之一。若要制取1公斤的重水需要超過(guò)100萬(wàn)噸的天然水和大量的電能,因此超重水成本比黃金高上百倍,比重水提取成本高上萬(wàn)倍。 [17]

城市的自來(lái)水作為原水雖然已經(jīng)達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn),但仍殘留少量的懸浮顆粒、有機(jī)物和殘余氯、鈣、鎂等離子,為了把這些雜質(zhì)除去,需要對(duì)原水進(jìn)行前處理以去除原水中的懸浮物、膠體、微生物;降低原水中過(guò)高的濁度和硬度。前處理技術(shù)通常包括多介質(zhì)過(guò)濾、活性炭過(guò)濾、軟化處理、精密過(guò)濾和保安過(guò)濾等步驟。 [18]

多介質(zhì)過(guò)濾

多介質(zhì)過(guò)濾器使用前要進(jìn)行反洗和正洗,運(yùn)行時(shí)多介質(zhì)過(guò)濾器內(nèi)必須完全充滿(mǎn)水。多介質(zhì)過(guò)濾器每運(yùn)行2天,需反洗1—2次(先反洗后正洗,正洗完畢后再運(yùn)行)。 [18]

活性炭過(guò)濾

活性炭過(guò)濾器用前要進(jìn)行反洗和正洗,運(yùn)行時(shí)活性炭過(guò)濾器內(nèi)必須完全充滿(mǎn)水。活性炭過(guò)濾器每運(yùn)行2天,需反洗、正洗1—2次(先反洗后正洗)。因復(fù)合膜不耐余氯,活性炭過(guò)濾器是為除余氯而設(shè),因此,絕不能使未經(jīng)過(guò)活性炭過(guò)濾器的水進(jìn)入反滲透膜,否則膜的損壞無(wú)法恢復(fù)。 [18]

軟化處理

軟化法是利用離子交換樹(shù)脂與水中的鈣鎂離子進(jìn)行交換,將水中的鈣鎂離子去除。軟化器能自動(dòng)完成反洗、再洗、沖洗、運(yùn)行工作。 [18]

精密過(guò)濾

是采用3—5μm 的精密濾芯,濾出5μm以上的粒子。精密過(guò)濾器的濾芯一般90天或每個(gè)過(guò)濾器的壓力下降大于0.1MPa時(shí)更換或清洗一次。 [18]

保安過(guò)濾

一般情況下保安過(guò)濾器放置在石英砂、活性炭、樹(shù)脂等之后,是去除大顆粒雜質(zhì)的最后保障,以防止反滲透膜被損壞。從廣義上講,精密過(guò)濾器也屬于保安過(guò)濾器。保安過(guò)濾器的濾芯一般90天或每個(gè)過(guò)濾器的壓力下降大于0.1MPa時(shí)更換或清洗一次。濾芯的清洗方法為3%—5%NaOH泡12小時(shí)以上,沖洗干凈,再用3%—5%HCI泡12小時(shí)以上,沖洗干凈,晾干待用。 [18]

飲用水

水是人類(lèi)最基本的生存需求之一。我們需要水來(lái)滿(mǎn)足日常飲水需求,保持身體健康和正常的生理功能。

工業(yè)用途

許多工業(yè)過(guò)程需要大量的水,例如制造、冷卻、清洗、潤(rùn)滑和化學(xué)反應(yīng)等。工業(yè)用水廣泛應(yīng)用于制造業(yè)、能源生產(chǎn)、化工、紡織、制藥等各個(gè)行業(yè)。

水可以用于發(fā)電廠中的水力發(fā)電過(guò)程,通過(guò)水流驅(qū)動(dòng)渦輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電力。此外,水還可以用作核能和火力發(fā)電中的冷卻劑。

農(nóng)業(yè)用途

水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的資源之一。用于農(nóng)作物的灌溉、農(nóng)田的排水、養(yǎng)殖業(yè)的畜牧、溫室中的植物生長(zhǎng)等,水對(duì)于農(nóng)業(yè)的發(fā)展和糧食生產(chǎn)至關(guān)。

商業(yè)用途

商業(yè)場(chǎng)所需要水來(lái)滿(mǎn)足辦公、商店、餐飲和娛樂(lè)場(chǎng)所的日?;顒?dòng)需求,例如供應(yīng)給員工和顧客的飲用水、清潔用水、廁所沖洗等。

衛(wèi)生清潔

水被用于個(gè)人衛(wèi)生,包括洗手、洗澡、刷牙和洗衣服等。此外,水還被用于清潔家居、公共設(shè)施、道路和車(chē)輛等。

生態(tài)系統(tǒng)

水是維持濕地、河流、湖泊和海洋等生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和支撐。水提供了許多生物的棲息地和食物鏈中的角色。

醫(yī)療用途

水也是藥品生產(chǎn)不可缺少的原輔材料。其在藥物生產(chǎn)中用量大、使用廣,用于生產(chǎn)過(guò)程及藥物制劑的制備過(guò)程。制藥工業(yè)中所用的水,特別是用來(lái)制造藥物產(chǎn)品的水的質(zhì)量,直接影響藥物產(chǎn)品的質(zhì)量。制藥用水的原水通常為飲用水。制藥用水的制備從系統(tǒng)設(shè)計(jì)、材質(zhì)選擇、制備過(guò)程、貯存、分配和使用均應(yīng)符合藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的要求。 [18]

全球水資源分布

地球是太陽(yáng)系八大行星之中唯一由液態(tài)水所覆蓋的星球。地球表層水體構(gòu)成了水圈,包括海洋、河流、湖泊、沼澤、冰川、積雪、地下水和大氣中的水。由于注入海洋的水帶有一定的鹽分,加上常年的積累和蒸發(fā)作用,海和大洋里的水都是咸水,不能直接飲用。某些湖泊的水也是含鹽水。世界上最大的水體是太平洋。北美的五大湖是最大的淡水水系。歐亞大陸上的里海是最大的咸水湖。

地球上水的體積大約有13.6億立方千米。其中:

·海洋占1,320,000,000立方千米(即97.1%);

·冰川和冰蓋占25,000,000立方千米(即1.8%);

·地下水占13,000,000立方千米(即1.0%);

·河流、湖泊以及內(nèi)陸海里的淡水占250,000立方千米(即0.0018%);

·大氣中的水蒸氣在任何已知的時(shí)候都占13,000立方千米(即0.0001%)。 [9]

在銀河系星云中被探明存在水,由于氫和氧是構(gòu)成宇宙的主要元素,科學(xué)家認(rèn)為其他星系中依然存在大量水。

星云塵埃凝聚,形成各種彗星、行星、矮行星及其衛(wèi)星,水也在這些天體上。在太陽(yáng)系中,水以固體形式存在于以下天體:

·月球

·水星、火星、海王星、冥王星

·天然衛(wèi)星、如海衛(wèi)一、木衛(wèi)二目前尚只在地球上發(fā)現(xiàn)液態(tài)形式的水??茖W(xué)家預(yù)測(cè)液態(tài)水也極有可能存在于土衛(wèi)二的表面。

中國(guó)淡水總量在2.8萬(wàn)億立方米左右,在全球范圍內(nèi)總淡水資源中占據(jù)約6%,人均淡水量?jī)H占全球人均淡水量的25%,是現(xiàn)階段全球人均淡水量最少的國(guó)家之一。中國(guó)水資源在空間分布上呈東南多,西北少的趨勢(shì)。長(zhǎng)江以北各水系流域面積占全國(guó)國(guó)土面積的63.5%,而水資源僅占全國(guó)總量的19%;長(zhǎng)江以南各水系流域面積占全國(guó)國(guó)土面積的36.5%,而水資源卻占全國(guó)總量的81%。 [10-11]

水的污染有兩類(lèi):一類(lèi)是自然污染;另一類(lèi)是人為污染。當(dāng)前對(duì)水體危害較大的是人為污染。 [13]水污染可根據(jù)污染雜質(zhì)的不同而主要分為化學(xué)性污染、物理性污染和生物性污染三大類(lèi):

化學(xué)性污染

污染雜質(zhì)為化學(xué)物品而造成的水體污染?;瘜W(xué)性污染根據(jù)具體污染雜質(zhì)可分為6類(lèi):

(1)無(wú)機(jī)污染物質(zhì):污染水體的無(wú)機(jī)污染物質(zhì)有酸、堿和一些無(wú)機(jī)鹽類(lèi)。酸堿污染使水體的pH值發(fā)生變化,妨礙水體自?xún)糇饔?,還會(huì)腐蝕船舶和水下建筑物,影響漁業(yè)。

(2)無(wú)機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的無(wú)機(jī)有毒物質(zhì)主要是重金屬等有潛在長(zhǎng)期影響的物質(zhì),主要有汞、鎘、鉛、砷等元素。

(3)有機(jī)有毒物質(zhì):污染水體的有機(jī)有毒物質(zhì)主要是各種有機(jī)農(nóng)藥、多環(huán)芳烴、芳香烴等。它們大多是人工合成的物質(zhì),化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定,很難被生物所分解。

(4)需氧污染物質(zhì):生活污水和某些工業(yè)廢水中所含的碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和酚、醇等有機(jī)物質(zhì)可在微生物的作用下進(jìn)行分解。在分解過(guò)程中需要大量氧氣,故稱(chēng)之為需氧污染物質(zhì)。

(5)植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì):主要是生活與工業(yè)污水中的含氮、磷等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及農(nóng)田排水中殘余的氮和磷。

(6)油類(lèi)污染物質(zhì):主要指石油對(duì)水體的污染,尤其海洋采油和油輪事故污染最甚。

物理性污染

物理性污染包括:

(1)懸浮物質(zhì)污染:懸浮物質(zhì)是指水中含有的不溶性物質(zhì),包括固體物質(zhì)和泡沫塑料等。它們是由生活污水、垃圾和采礦、采石、建筑、食品加工、造紙等產(chǎn)生的廢物泄入水中或農(nóng)田的水土流失所引起的。懸浮物質(zhì)影響水體外觀,妨礙水中植物的光合作用,減少氧氣的溶入,對(duì)水生生物不利。

(2)熱污染:來(lái)自各種工業(yè)過(guò)程的冷卻水,若不采取措施,直接排入水體,可能引起水溫升高、溶解氧含量降低、水中存在的某些有毒物質(zhì)的毒性增加等現(xiàn)象,從而危及魚(yú)類(lèi)和水生生物的生長(zhǎng)。

(3)放射性污染:由于原子能工業(yè)的發(fā)展,放射性礦藏的開(kāi)采,核試驗(yàn)和核電站的建立以及同位素在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、研究等領(lǐng)域的應(yīng)用,使放射性廢水、廢物顯著增加,造成一定的放射性污染。

生物性污染

生活污水,特別是醫(yī)院污水和某些工業(yè)廢水污染水體后,往往可以帶入一些病原微生物。例如某些原來(lái)存在于人畜腸道中的病原細(xì)菌,如傷寒、副傷寒、霍亂細(xì)菌等都可以通過(guò)人畜糞便的污染而進(jìn)入水體,隨水流動(dòng)而傳播。一些病毒,如肝炎病毒、腺病毒等也常在污染水中發(fā)現(xiàn)。某些寄生蟲(chóng)病,如阿米巴痢疾、血吸蟲(chóng)病、鉤端螺旋體病等也可通過(guò)水進(jìn)行傳播。由此看見(jiàn)保護(hù)我們的地球環(huán)境,防止工業(yè)污染和病原微生物對(duì)水體的污染也是保護(hù)環(huán)境,更是保障人體健康的一大課題。

污染的水若被生物飲用或灌溉,會(huì)嚴(yán)重的損害生物的健康,造成生物體被破壞、衰弱、生成疾病,嚴(yán)重者即失去生命。換而言之,生物若飲用潔凈的水,可保持健康促進(jìn)循環(huán)。因此避免水污染在全球是個(gè)的議題。為了解決這一問(wèn)題,污水處理等水污染控制措施就變得十分必要。

對(duì)氣候

水對(duì)氣候具有調(diào)節(jié)作用,大氣中的水汽能吸收太陽(yáng)輻射到地面能量的60%,再以大氣逆輻射的形式返回地面,從而對(duì)地面起到保溫作用。水的比熱容很大,海洋和陸地水體在夏季能吸收和積累熱量,使氣溫不致過(guò)高;在冬季則能緩慢地釋放熱量,使氣溫不致過(guò)低。

雨雪等降水活動(dòng)對(duì)氣候形成的影響。海洋和地表中的水蒸發(fā)到天空中形成了云,云中的水通過(guò)降水落下來(lái)變成雨,零度以下則變成雪。由于不同的條件,水還會(huì)以冰雹、霧、露水、霜等形態(tài)出現(xiàn)并影響氣候和人類(lèi)的活動(dòng)。

對(duì)地形

水覆蓋71%地球表面,從空中來(lái)看,地球是藍(lán)色星球。水侵蝕巖石土壤,沖淤河道,夾帶泥沙,營(yíng)造平原,改變地表形態(tài)。

對(duì)生物

大部分學(xué)說(shuō)認(rèn)為,地球上的生命最初是在水中出現(xiàn)的。水中生活著大量的水生植被等水生生物。

水是所有生物體的組成部分。人體中水占70%;而水母中98%都是水。在生物體中,水是一種緩沖的溶液,利用解離出的氫氧基(OH-)以及質(zhì)子(H+)可以將外來(lái)少量的強(qiáng)酸或強(qiáng)堿中和,如此可確保細(xì)胞中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的完整性,而對(duì)酵素而言,在酵素的結(jié)構(gòu)上需要維持一定的結(jié)構(gòu)才具有活性。而經(jīng)由上述案例可說(shuō)明在生物體內(nèi)需要利用水的化學(xué)及物理性質(zhì)才可維持生物體結(jié)構(gòu)(細(xì)胞形狀)及機(jī)能(如酵素活性)上的穩(wěn)定。水有利部分生物化學(xué)反應(yīng),維持其生理能,如動(dòng)物的消化作用及植物的光合作用。在生物體內(nèi)還起到運(yùn)輸物質(zhì)的作用如血液中的血漿絕大部分都是水,有助于體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)及氧的傳輸。由于水可以透過(guò)蒸發(fā)而降低溫度,因此水對(duì)于維持生物體溫度的穩(wěn)定起很大作用,如動(dòng)物的汗液及植物的蒸騰作用。一般來(lái)說(shuō)植物的生長(zhǎng)需要水分,水(與二氧化碳)作為原料參與了光合作用,且在植物的呼吸作用中作為產(chǎn)物。植物在運(yùn)送水分時(shí),是利用水的氫鍵互相牽引所形成如水鏈狀結(jié)構(gòu),在植物專(zhuān)門(mén)運(yùn)送水分的導(dǎo)管中形成氫鍵使水分子不會(huì)受到引力作用而掉落至導(dǎo)管管壁,再利用蒸散作用帶動(dòng)水分向上運(yùn)輸。在植物水分的運(yùn)輸過(guò)程中充分的解釋了水的運(yùn)輸牽涉于水的物理性質(zhì)。

水的氫鍵使水成為特優(yōu)的吸熱能力,水將大部分所吸收的熱,用來(lái)打斷氫鍵,因此不會(huì)增加液體的溫度,而水的比熱容在25°C時(shí),大約是4200J?kg-1K-1,比其它液體普遍較高。因?yàn)橛写隧?xiàng)特質(zhì),生活在水中的有機(jī)體能得到水的保護(hù),而不會(huì)因空氣中溫度的急劇變化而有致命的危險(xiǎn)。

對(duì)人類(lèi)

水是人類(lèi)生活的資源,一天必需攝取2~3升的水,并提供人們?nèi)粘I钣盟凸まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水,特別是農(nóng)業(yè)需要大量灌溉水。人類(lèi)文明的起源大多都在大河流域,早期城市一般都在水邊建立,以解決灌溉、飲用和排污問(wèn)題。在人類(lèi)日常生活中,水對(duì)于人類(lèi)各方面的作用不可或缺。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人們興修水利,與水澇害和洪水等自然災(zāi)害作斗爭(zhēng)。因此衍生出一些專(zhuān)門(mén)與水有關(guān)的研究領(lǐng)域,如水力學(xué),水文科學(xué),水處理等,甚而產(chǎn)生了以水為生的產(chǎn)業(yè)水產(chǎn)業(yè)。

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