水的知识知多少

发布时间：2018-10-12 14:24:56 来源：文档文库

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“水”的知识知多少？

水的本质

18世纪以前，人们一直认为水是一种单质，1781年英国科学家卡文迪许首先发现氢气在空气中燃烧生成的唯一产物是水，而水又能在直流电作用下生成氢气和氧气。因为化学反应前后组成物质的各元素的种类不发生改变，所以反应后生成的氢气中所含的氢元素和氧气中所含的氧元素，一定是水中所含的氢元素和氧元素。因此从电解水实验可以得出水是由氢、氧两种元素组成的结论。

水由水分子构成，当水分子分解时，生成了氢原子和氧原子，2个氢原子结合成1个氢分子，很多氢分子聚集成氢气，2个氧原子结合成1个氧分子，很多氧分子聚集成氧气，通过电解水实验现象可知，生成的氢气和氧气的体积比是2：1，根据标准状况下，氢气密度是0.0899g/L，氧气密度是1.429g/L，可计算出水中所含的氢元素和氧元素的质量比是0.0899 g/L x 2L：1.429 g/L x 1L =1：8。根据氢、氧相对原子质量分别是1和16，再根据组成水的氢元素和氧元素的质量比，可计算出水分子中氢原子和氧原子的原子个数比为1/1：8/16 =2：1。即水的化学式为H2O。

水的分布地球上的水得天独厚。水是地球上分布最广和含量最丰富的液体，但是可供人类利用的淡水却相当少。因为地球上的水虽然有1.35 x 109 km3，但其中有97.2%在海洋，海水是咸的，无法直接利用；2.15%在冰峰、冰山；0.0171%在地面；0.625%在地下；0.001 %在大气。而60%的地下水又是含盐水、苦咸水，不能饮用；40%的地下淡水仅有一半位于地下800 m以内，可开采使用。这样，能为人类利库的淡水湖泊、河流、土壤中所容纳的淡水只占淡水储量的0.33%。淡水，已向人类敲响了警钟。

卫生部制定的我国农村地区用水量最低标准要求为：南方30 L/人·日，北方20 L/人·日，我国有1.47亿人严重缺水，人均用水量不足10L/人·日。目前，北京市人均水资源为300 m3左右，是全国平均水平的1/7，是世界人均水平的1/20，被列为严重缺水的城市。同时北京市地下水已严重超采，到2000年已累积超采50亿立方米，据有关部门预测，到2010年，北京市每年的水量缺口可能会达到10亿立方米。地下水的严重超采，带来的直接后果是水位下降，据统计，地下水位埋深已由1980年的3m下降到2001年40 m以上。水位下降进而导致地面沉降，据测算，目前地下水面沉降度大于100mm的已达到了260万平方公里。地面沉降带来的后果是地基沉陷、地下管道开裂，这将是一个非常严峻的问题。爱惜水、节约水、减少水质污染是每个公民应尽的责任和义务。

水的三态在太阳系九大行星中，只有地球上的水呈三相状态变化，而且在地球这样一个芸芸众生的世界里，也只有水能以固、液和气态同时存在。虽然这里发生的是物理变化，但人们还是给各种不同形态的水以特定的称呼，如雾、雨、雪、雹、虹等。其中雾是地面空气为水气饱和产生的，因为温度一定时，一定量的空气容纳水气的量也是一定的。例如：20℃时，1立方米空气含水量超过17.3 g时，空气中就会悬浮水滴或冰晶；天上的云是由液态小水滴组成的，其直径只有千分之一厘米，所以它们可以高挂天空，随风飘荡。如果形成较厚的云层，即称乌云，再遇到冷空气，小水滴凝结成大水滴倾泻而下，这就是雨。如果温度更低，水滴会结成六角形的小冰晶，飘浮下降，这就是雪；虹是美丽的水的化身，这个谜是由伟大科学家牛顿揭开的，他用无可怀疑的实验证明虹是太阳光照射水滴产生反射和折射现象而产生的。

水分代谢江、河、湖、海以及大气和土壤中，动植物体内都蕴藏着大量的水。依靠水而生存的鱼体中含有70%~80%的水，某些蔬菜含水量达80%~90%以上，黄瓜的含水竟高达95%，一株玉米整个生长期内所蒸发的水就需有200 kg。成人的体内含水约占人体质量的70%，儿童含水约占人体质量的80%。如体重为60 kg的人，含水约40 kg。

任何生命在它整个代谢过程中都离不开水，甚至于某些生物的形态也依赖于水的支撑。人的一切生命活动都需有水参加，一个人3天不进食可以生存，如果3天不喝水就会死亡。平均每人每天要摄入2~4L的水，1年要摄入700~1000 L的水。每人每天体内要有7~8 L水需要更新，身体中的水一周左右就要全部更新一次。这是因为地球上演变下来的所有生命系统，在本质上都是以水为基础的，原因就在于水有其独特的理化性质。

水的功能水是农业的命脉；水是工业的血液；水是生命的源泉。水是一种独特的化合物。绝大多数物体是热胀冷缩，而水在0℃结冰时，体积却能膨胀9%，冰的密度比液态水小，能浮在水面上；液态水4℃时密度最大，水面结冰时底部的水温能保持在4℃左右，这给水中生物提供了生存的条件。冰融化时要吸收热，水结冰时当然会放出热量，所以说“水结冰，周围暖”；水的比热很大，可做冷却剂；水的毛细管作用，是动植物生长的必要条件。水分解后得到氢气和氧气，是无污染的理想燃料，水是廉价工业原料，被广泛用于化工生产；利用水的能源，可以发电。水是良好的溶剂，不但广泛用在工业上、农业上、科研上、生活上，连那鬼斧神工、千姿百态的溶洞，也是水亿万年雕塑的奇迹。

水体自净水在自然界里不停地流动着、循环着，并改变着它的形态。风吹日晒，使江河湖海的水蒸发升入蓝天；遇冷，水蒸气又化为雨、雪、冰雹而重返地面。在这自然循环中，水会分散出许许多多物质，如矿物质、盐分、气体乃至泥沙等。由子这些杂质的存在，有时水会变得浑浊，或受到污染。但在一般情况下，水有自然净化的能力。例如，水蒸发为蒸汽，再化为雨、雪，就是一种自然净化的过程。又如，分散在水中固体悬浮杂质，在水缓慢流动时会发生沉降，或在渗入地下时，被土壤、砂层吸附和过滤，而使水受到净化。所以井水、泉水等地下水常是很清澈的。

还有一种情况，水中会分散着大量的水生生物的排泄物和生物体的遗骸，使水受到污染。但水中存在一类叫做好氧菌的微生物，当水中溶有较多氧气时，好氧菌会使这些残渣遗骸(多是有机物)发生分解，变成二氧化碳和水，使水体得到净化。当水中缺少氧气时，另一类叫做厌氧菌的微生物也会使这些有机物分解，但生成的是甲烷，以及硫化氢等有恶臭的物质，使水体更污染。随着工农业污染物与生活污水的排放量增大，超过了水的自净能力，并有利于厌氧菌的繁殖，使水体发黑发臭。

水与健康目前，全世界在水中检测出的有机物有2221种；由饮水引发的疾病占人类所患疾病的80%；由水传播的40种传染病在全世界范围内仍未得到控制；全世界每年有2500万儿童因饮用受污染的水而生病致亡。据1995年《全国生活饮用水水质与水性疾病抽查》表明，我国有7亿人饮大肠菌群超标水，0. 5亿人饮有机物污染水，0. 77亿人饮高氟水，0.3亿人饮高硝酸盐水，0.5亿人饮高氯化物水，0.34亿人饮高硫酸盐水，1亿人饮高硬水，数百万人饮高砷水。

健康饮用水应符合下列标准：

(1)硬度(理想指标) 在170 mg/L左右。水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把1L水里含有10 mg CaO(或相当于10 mg CaO)称为1度(以10表示)。水的硬度在80以下的称为软水；水的硬度在80以上的称为硬水。水的硬度大于300的称为最硬水。通常把溶有较多量Ca2+的和Mg2+的水称为硬水；把只溶有少量或不含Ca2+的和Mg2+的水称为软水。