水是生命的乳汁，各種生命都離不開水。
奔騰的江河湖泊，皚皚的冰山雪嶺，浩瀚的海洋，飄蕩的白云，共同組成了地球廣闊的水圈。水是地球生命的源泉，是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，是地球奉獻(xiàn)給人類最寶貴的資源。
在總面積為5.1億平方千米的地球上，海洋面積就達(dá)3.6億平方千米，占全球表面積的70％以上。而剩下不足30％的陸地上仍分布有江河、湖泊、冰山雪嶺。在地球表面，上至天空，下至巖層，到處都有水的行蹤。
地球的水圈是由地表水、地下水、大氣水和生物水組成的特殊圈層。地表水是積聚在江河湖海里的液態(tài)水和分布在高山、高緯度地區(qū)的固態(tài)冰川；地下水保存在巖石和土壤中；大氣水包括空氣中的水蒸氣、天上的云和到達(dá)地表以前的降水；生物水存在于動(dòng)、植物體內(nèi)。
生命的源泉
在人類生活的地球上，也許難以找到一種物質(zhì)，會(huì)像水那樣變幻多端，那樣富有生氣。它常使文人墨客為之傾倒，為之陶醉，他們常常用華麗的詞藻，來(lái)頌吟大海的浩渺，江河的磅礴和湖水的絢麗。水又像一個(gè)不知疲倦的旅行家，不斷地進(jìn)行著長(zhǎng)距離的旅行。它自海洋以蒸汽形式蒸發(fā)上升進(jìn)入高空，又被風(fēng)帶到大陸，以雨雪形式飄飄灑灑地降落人間，形成徑流或滲透到土壤中，化作清澈的泉水重新出現(xiàn)在地表，形成涓涓細(xì)流、小溪，最后形成氣勢(shì)磅礴的大河，匯入到浩渺無(wú)邊的海洋。在海洋中似乎有一臺(tái)巨大能量的水泵，把大量的冷水或熱水從地球的一處帶到另一處，這就是我們所說(shuō)的海流。即使是山上的冰川以及北極群島（新地島、斯匹次卑爾根、法蘭士約瑟夫地、格陵蘭）和南極，也有活動(dòng)的水。由于冰具有塑性，在重力作用下逐漸沿山坡和河谷向下滑動(dòng)，使冰川的末端下降到海中，漂浮、折斷成為冰山，冰山被風(fēng)和海流破碎，消融在海洋里。相互溝通的世界大洋，陸地表面的江河湖澤，以有埋藏于地殼表層的地下水等，像神秘的項(xiàng)鏈一樣，構(gòu)成了一個(gè)包圍地球的若隱若現(xiàn)的變幻莫測(cè)的水圈。這個(gè)水圈的總水量約有13.8億立方公里，它同大氣圈、巖石圈、生物圈等，相互滲透，相互制約，形成了地球表層的圈層構(gòu)造，這些圈層的相互作用，推動(dòng)了地球的發(fā)展，也推動(dòng)了水圈本身的變化。地球上的水，就像一架永不停歇的永動(dòng)機(jī)一樣，不知疲倦地循環(huán)、運(yùn)轉(zhuǎn)，一方面為人類提供豐富的資源，另一方面也為人類帶來(lái)了無(wú)窮的憂患。自古以來(lái)，人類就在巧妙地利用地球上各種各樣的水，并同各種各樣的水患進(jìn)行斗爭(zhēng)。在同水的交往中，人類不斷地探索它的奧秘，逐漸熟悉了水的世界，也了解到水對(duì)人類的貢獻(xiàn)，認(rèn)識(shí)到水是生命的搖籃，是生命的源泉。
人是怎么產(chǎn)生的？人比植物、動(dòng)物產(chǎn)生早，還是晚？現(xiàn)代科學(xué)告訴我們，生命的起源是通過(guò)化學(xué)途徑實(shí)現(xiàn)的。在地球形成的初期（45億年前左右），整個(gè)地球真可謂是“天地玄黃，宇宙洪荒”。地球表面沒(méi)有大氣和水，更談不上有生物，內(nèi)部也沒(méi)有現(xiàn)在這種地殼、地幔和地核的分層，它是一個(gè)物質(zhì)分布均勻的球體。
后來(lái)，在地球內(nèi)部放射性元素衰變釋放熱能以及不同物質(zhì)的重力分異作用下，一些比重大的物質(zhì)如鐵、鎳等開始下沉，比重小的物質(zhì)如硅、鋁上升，逐漸形成了地球的內(nèi)部分層。
于是，地球內(nèi)部比重小的熔融物質(zhì)在壓力作用下不斷向地表噴發(fā)。那時(shí)，地球表面火山遍地，巖漿橫流，塵煙蔽日。一些生命必需的元素如碳、氫、氧、氮、硫、磷等的化合物，也包括大量的水蒸氣隨火山噴發(fā)而逸出地表飄向空中。水蒸氣在空中遇冷又變成滂沱大雨從天而降，慢慢形成了最原始的江河湖海。從地下噴出的大量分散氣體又開始在空中聚合組成最原始的大氣圈，其成分主要是甲烷和氫，此時(shí)還沒(méi)有氧氣。
當(dāng)時(shí)的地表景象同現(xiàn)在不同，到處是荒山禿嶺和荒涼不毛之地。陸地上只有硬的石頭，沒(méi)有植物、動(dòng)物，地表只有1/10是海洋。火山吐著火紅的巖漿和翻卷的塵煙，海水似煮開鍋一樣地沸騰；暴雨沖刷著山丘，把大量的泥沙帶到低凹的海洋和盆地；天空的閃電、大量的宇宙線、太陽(yáng)的輻射能、隕星墜落的摩擦生熱以及地球內(nèi)部釋放的熱能，組成了變化莫測(cè)、豐富多彩的能量交響樂(lè)，形成了一個(gè)多能源的巨大反應(yīng)爐，促使原始大氣和地面上的物質(zhì)進(jìn)行分解和化合。這時(shí)大氣除了甲烷和氫氣外，還有二氧化碳、氨氣和氮?dú)獾取?br> 隨著地球溫度的逐漸下降，原來(lái)存在于巖石的結(jié)晶水由于溫度升高被蒸發(fā)到空中，這時(shí)遇冷又凝結(jié)成雨，重新降落到地面，使地球上的水圈逐步擴(kuò)大。同時(shí)，在地球生命的化學(xué)進(jìn)化中，又逐漸生成了氨基酸、糖、有機(jī)堿（嘌呤、嘧啶）、核苷酸等低分子有機(jī)化合物，它們又溶解在水中，被河流帶入海洋。而在海洋的中層，這些低分子有機(jī)物可以不受太陽(yáng)輻射能（包括紫外線）和宇宙各種射線及海底放射性噴出物的影響，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的積累，發(fā)生質(zhì)的飛躍，終于形成了各種高分子有機(jī)化合物，像蛋白質(zhì)、核酸、多糖、類脂等。蛋白質(zhì)就是多種氨基酸脫水縮合的產(chǎn)物，核酸就是核苷酸聚合的產(chǎn)物。
蛋白質(zhì)和核酸對(duì)于生命的出現(xiàn)起著決定性的作用，有了它，作為生命的一些活動(dòng)才能進(jìn)行。所以說(shuō)，蛋白質(zhì)和核酸是生命的基本單位，是生命產(chǎn)生的必要條件。
蛋白質(zhì)、核酸、多糖、類脂等在原始海洋（類似今天的大淡水湖），又通過(guò)蒸發(fā)、吸附、凝聚、冰凍等作用使它們濃縮形成一種更大分子量的多分子體系，多分子體系的出現(xiàn)是向有生命力的細(xì)胞進(jìn)化的關(guān)鍵性的一步。多分子體系在海水和空氣的作用下，形成一層最原始的膜（界膜），使它和周圍的海水隔開，成為一個(gè)獨(dú)立的體系。通過(guò)界膜多分子體系從外部吸收它所需要補(bǔ)充的物質(zhì)，并且排出廢物。這種物質(zhì)和能量交換過(guò)程就是最原始的新陳代謝。這種有界膜的體系，通過(guò)物質(zhì)交換，獲得能量，不僅使它能保存下來(lái)，而且能進(jìn)一步自我繁殖，這就形成了最初的生命。盡管它還不具備細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，但它是生命進(jìn)化史的質(zhì)的飛躍。
這批原始生命就像嬰兒未出生前存在于母親的體內(nèi)一樣，也是處在厭氧狀態(tài)下進(jìn)行新陳代謝。后來(lái)由于大自然的雷擊閃電和太陽(yáng)紫外線的作用，在離海面20～25千米的高空形成臭氧層阻止了太陽(yáng)紫外線對(duì)原始生命的威脅和破壞，給生命的進(jìn)化創(chuàng)造了條件。
大約在35億年前，經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的演化，原始生命內(nèi)部構(gòu)造逐漸復(fù)雜化，并且產(chǎn)生細(xì)胞膜代替界膜，開始出現(xiàn)了原核細(xì)胞。原核細(xì)胞沒(méi)有完整的細(xì)胞核、復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)、線粒體、質(zhì)體和有絲分裂器，多數(shù)以單細(xì)胞生物形式存在。這標(biāo)志著生命的化學(xué)進(jìn)化已完全轉(zhuǎn)變到生物學(xué)進(jìn)化。原核細(xì)胞仍然在厭氧狀態(tài)靠無(wú)氧呼吸獲得能量和養(yǎng)料，又經(jīng)過(guò)數(shù)億年的進(jìn)化，一些細(xì)胞產(chǎn)生了色素，如葉綠素，它可以利用太陽(yáng)光進(jìn)行光合作用，生成氧氣。以后地球才出現(xiàn)了氧氣，出現(xiàn)了好氧細(xì)胞和有氧呼吸。有氧呼吸產(chǎn)生的能量是無(wú)氧呼吸的幾十倍，促使生物進(jìn)一步的轉(zhuǎn)化和積累。
大約在距今14億～15億年間產(chǎn)生了真核細(xì)胞，真核細(xì)胞的出現(xiàn)是生物進(jìn)化史的又一里程碑。真核細(xì)胞的大發(fā)展，使我們的地球進(jìn)入了一個(gè)生機(jī)勃勃、千變?nèi)f化、豐富多彩的時(shí)期。今天世界上的生物，除細(xì)菌和低等藻類藍(lán)藻外，其它比它們高等的植物、動(dòng)物和人類都是由真核細(xì)胞組成。
這些原始的單細(xì)胞生物 （如眼蟲藻、鞭毛生物），最初以異養(yǎng)、自養(yǎng)方式共存（異養(yǎng)型生物是以攝取現(xiàn)成的有機(jī)物為生存手段，自養(yǎng)型生物能從環(huán)境中攝取簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物如CO、HO等，并將其轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機(jī)物，如糖、
2 2蛋白質(zhì)等）。隨著外界環(huán)境中原始生物的不斷增多，有機(jī)食物不斷減少，加速了原始生物向自養(yǎng)、異養(yǎng)攝食方式的轉(zhuǎn)化，逐漸形成植物和動(dòng)物，最后發(fā)展為人類。
生命在水中誕生，在水中發(fā)展。正如19世紀(jì)最偉大的生物學(xué)家達(dá)爾文所指出的：生物的進(jìn)化是由低級(jí)到高級(jí)，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由水生到陸生的。地質(zhì)歷史時(shí)期，無(wú)論是動(dòng)物還是植物，都是首先在海水中繁衍的。即使在它們進(jìn)軍陸地以后，也仍然離不開水?？梢哉f(shuō)，地球上凡是有水的地方，便有生命，生命和水結(jié)下不解之緣。水是生命的搖籃，是生命的起源。
水是一切細(xì)胞和生命組織的主要成分，是構(gòu)成自然界一切生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。我們知道，構(gòu)成生物的基本單位是細(xì)胞，各種細(xì)胞都有相似的結(jié)構(gòu)，它是由一種半透明的膠狀物質(zhì)所構(gòu)成的，這種膠狀物質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，叫做原生質(zhì)。原生質(zhì)外面包著一層具有半透性的薄膜，叫做細(xì)胞膜，植物細(xì)胞的外圍還有一層厚壁，叫細(xì)胞壁。在原生質(zhì)中，有一個(gè)密度比原生質(zhì)更大的圓球形的物質(zhì)，我們稱做細(xì)胞核，細(xì)胞核外面的部分叫細(xì)胞質(zhì)。在細(xì)胞中，所含成分最多的是水分，它們形成液泡，它是生物體的重要組成部分。原生質(zhì)的含水量通常在80％以上，水作為原生質(zhì)的成分，其重要性不亞于組成原生質(zhì)骨架的蛋白質(zhì)和磷脂，原生質(zhì)中的大分子（蛋白質(zhì)、核酸等）通過(guò)和水分子相結(jié)合形成一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。使原生質(zhì)成為膠體狀態(tài)，生命所依存的原生質(zhì)就以此為基礎(chǔ)。如果含水量降至某一臨界水平，就會(huì)引起原生質(zhì)結(jié)構(gòu)的改變，最終導(dǎo)致死亡。但少數(shù)植物和植物器官能脫水到氣干狀態(tài)而喪失其生活力，有些種子和孢子甚至能耐到烘干程度的脫水狀態(tài)，但是它們的生活力隨著組織的含水量的下降而顯著減弱。組織的含水量隨生物物種而異，人與動(dòng)物、植物的含水量有很大差異。人和哺乳動(dòng)物含水量一般為65～85％、魚類70％、植物葉片為75～85％、水果為80～95％。即使是同一種植物，不同物種間的差異也很大，如水生植物（如浮萍、水浮蓮、藕等）的含水量可達(dá)鮮重的98％；生長(zhǎng)在巖石上的地衣含水量可低至6％；一般草木植物總體含水量為55％左右；木本植物則低于此值。同一植物不同器官和組織的含水量有很大差異。根尖、幼葉等生長(zhǎng)活躍部分含水量較高，一般可達(dá)90％以上；草本莖的平均含水量約80～90％；木本莖約40～50％；樹木休眠芽的含水量約為40％；成熟種子含水量較低，一般風(fēng)干種子的含水量為10％左右，油料種子則更低。植物的含水量與所處環(huán)境條件有關(guān)，并表現(xiàn)明顯的季節(jié)和晝夜變化。生長(zhǎng)在蔭蔽、潮濕處的植物，含水量常較向陽(yáng)、干燥處的植物為高；春、秋季的含水量較冬季為高。用相對(duì)含水量（植物組織含水量占該組織充分吸水膨脹時(shí)含水量的百分?jǐn)?shù)）和水勢(shì)能較正確地反映植物的水分狀況，使用較廣泛。生物在發(fā)育過(guò)程中，需要大量的營(yíng)養(yǎng)元素，如鉀、鈉、鎂、碘等，而水分是重要的來(lái)源，是細(xì)胞組織組成中數(shù)量最大的物質(zhì)。人類需要的許多元素也可以從水中獲得，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)，水分除了參與物質(zhì)代謝、進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)之外，由于其比熱很大，還能起到運(yùn)輸和散熱、失熱、調(diào)節(jié)體溫的作用。當(dāng)小孩高燒39℃以上時(shí)，降溫最快、最有效的方法不是吃藥、打針，而是用涼水沾濕毛巾放在小孩的額頭上或渾身用冷水擦洗。一個(gè)成年人在正常情況下，每天應(yīng)補(bǔ)給的水量為每千克體重40毫升左右。當(dāng)人體失去6％的水分時(shí)會(huì)出現(xiàn)口渴、尿少和發(fā)燒；失水10～20％將出現(xiàn)幻覺(jué)昏厥，甚至死亡。對(duì)人類來(lái)說(shuō)，水比食物更為珍貴。不吃食物，人的生命可維持二十幾天，如不喝水，不過(guò)幾天人便死亡。所以說(shuō)，水是一切細(xì)胞和生命組織的主要成分，是一切生命的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，沒(méi)有水就沒(méi)有我們?nèi)祟悾蜎](méi)有植物、動(dòng)物，就沒(méi)有生命，水是生命的搖籃。
人類的乳汁
人們?cè)谏钪械淖钪匾淖匀毁Y源是水。
自人類出現(xiàn)于世界之日起，水一直是人們生活中不可分離的伙伴。
人的一生每天從早到晚都要與水打交道：用水做飯、制飲料、洗刷物品；雨天用傘避雨水之淋；夏日在海濱休憩游玩；冬天用暖氣取暖，欣賞窗戶的冰花、霜和陽(yáng)光下的閃閃積雪。
沒(méi)有一個(gè)工業(yè)部門不用水來(lái)煮熬、凈化、溶解、浸泡、加熱、冷卻、洗滌和結(jié)晶等。沒(méi)有水，人類不可能在石器時(shí)代制造出第一批陶器；沒(méi)有水，也不可能有現(xiàn)代的運(yùn)輸業(yè)和宇宙飛船。
水參與了大多數(shù)重要化學(xué)產(chǎn)品—堿、硝酸、氧氣、氫氣、酒精等的生產(chǎn)。
水是最古老的能源，也是永恒的能源。
在古羅馬，水推動(dòng)了磨坊的水輪。水蒸氣推動(dòng)了18世紀(jì)最早的蒸汽機(jī)的活塞。在現(xiàn)代化的原子能發(fā)電站、熱電站和水電站，水也在工作著。水在推動(dòng)著歷史的巨輪向前。
農(nóng)業(yè)需要水，猶如工業(yè)需要煤、鐵一樣。由于人工灌溉，古代文明得以在尼羅河、底格里斯河、幼發(fā)拉底河、印度河和黃河流域繁榮，創(chuàng)造了人類引以自豪、不朽的文明。
讓我們來(lái)詳述一下水對(duì)我們?nèi)祟惖呢暙I(xiàn)。
?。?）城市誕生的搖籃
水是農(nóng)業(yè)的命脈、工業(yè)的血液，是地球上一切生物賴以生存而不可替代的重要物質(zhì)條件，是生產(chǎn)力發(fā)展不可缺少的條件，也是人類居住地—城市形成、發(fā)展和生存的重要條件。
人類文明的發(fā)展、城市的興建都與水有著千絲萬(wàn)縷、不可分割的聯(lián)系。世界上幾乎沒(méi)有一個(gè)文明發(fā)源地不是傍依江河、湖泊，并依靠必要的可供水源而發(fā)展起來(lái)的。四大文明古國(guó)中國(guó)的黃河、埃及的尼羅河、印度的恒河、中東的底格里斯河和幼發(fā)拉底河，都以其豐富的乳汁孕育了人類早期的偉大文明。因此，可以說(shuō)沒(méi)有水，就沒(méi)有人類的文明，就沒(méi)有城市。反之，由于水源的枯竭，致使城市變成荒蕪廢墟的例子，在世界各地也不勝枚舉。如我國(guó)新疆絲綢之路上的樓蘭等。
（2）城市發(fā)展的動(dòng)力
為了城市的發(fā)展，必須開發(fā)、利用和管理好水資源?！爸嗡迸c“用水”是城市發(fā)展中的必要條件。“治水”主要表現(xiàn)在城市的防洪和排澇方面；“用水”主要體現(xiàn)在“供水”、“漕運(yùn)”、“灌溉”等方面。以北京為例，自金朝建都在薊城800多年來(lái)，為了都城的建設(shè)、城市的用水、城市的美化和漕運(yùn)的發(fā)展，歷代都充分地開發(fā)利用都城附近的泉水，成功地建成了一個(gè)完善的供水排水河湖系統(tǒng)。
北京歷史上有名的房淶涿灌渠工程、房陵堰和白浮引水等工程，曾使北京出現(xiàn)船貨云集的盛況。解放后，由于開發(fā)了永定河、潮白河沖洪積扇豐富的地下水源；開發(fā)治理了永定河、潮白河，修建了官?gòu)d、密云兩大水庫(kù)，引水到北京，使工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)蓬勃發(fā)展，城市面貌大大改觀。由此可見，水資源是城市發(fā)展的必要條件。
?。?）城市發(fā)展的瓶頸
從世界范圍來(lái)看，自從18世紀(jì)英國(guó)的工業(yè)化革命以來(lái)，工業(yè)迅速膨脹，人口向城市不斷集中，城市規(guī)模越來(lái)越大。世界上千萬(wàn)人口以上的特大城市就有十多個(gè)，其中以墨西哥城最大，達(dá)到3500萬(wàn)人，給城市供排水帶來(lái)了很大困難。在19世紀(jì)中期的1848年和1854年，英國(guó)由于河流受病原體的污染，造成兩次霍亂流行，1892年德國(guó)霍亂流行，這幾次都使一萬(wàn)多人死亡。本世紀(jì)中期，許多國(guó)家發(fā)生了水荒，特別是近幾年，我國(guó)缺水的城市也越來(lái)越多。據(jù)1995年水利年鑒報(bào)道：目前，全國(guó)有300多座缺水城市，在調(diào)查的270座城市，占全國(guó)城市總數(shù)近 60％，占總?cè)丝?57％，工農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值全國(guó)城市的49％，如遇中等干旱年和特殊干旱年，分別缺水達(dá)35，8億立方米和62.4億立方米。當(dāng)年這些城市缺水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境的影響如下：
?、儆绊懥顺鞘腥嗣裆钫Ｓ盟谔厥飧珊的?，270座城市生活缺水8億立方米（相當(dāng)于每日220萬(wàn)噸），數(shù)字不很大，但對(duì)人民生活造成的困難卻很嚴(yán)重，成為社會(huì)不安定的潛在因素之一。如1989年夏季用水高峰時(shí)，大連市供水低壓區(qū)有3.5萬(wàn)戶面臨斷水的危險(xiǎn)，嶺前一個(gè)居民區(qū)連續(xù)幾天供不上水，一些居民破壞了市政供水措施。同年，哈爾濱有40萬(wàn)居民吃“夜來(lái)水”，太平區(qū)發(fā)生了居民與工廠爭(zhēng)水的糾紛。
?、谟绊懗鞘泄I(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，270座城市特殊干旱年工業(yè)缺水達(dá)20億立方米，影響工業(yè)產(chǎn)值1000億元。
?、酃まr(nóng)業(yè)爭(zhēng)水矛盾加劇，一些城市因缺水而擠占農(nóng)業(yè)用水，從而使農(nóng)用灌溉受影響。北京農(nóng)業(yè)用水90％以上已是機(jī)井水，運(yùn)河水已基本不給兩岸農(nóng)民使用，每年只撥2000萬(wàn)立方米，在春季小麥只澆1—2次水，由于灌漿期缺水使小麥產(chǎn)量每畝減少100公斤以上。
?、苁挂恍┏鞘酗嬘盟环闲l(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象加劇，從而危害人民的身體健康。如北京的雙橋地區(qū)和房山石化地區(qū)，地下水嚴(yán)重污染超標(biāo)，迫使目前房山縣城不得不遷移至良鄉(xiāng)。
?、荽罅砍傻叵滤鹚h(huán)境惡化。據(jù)全國(guó)不完全統(tǒng)計(jì)，已形成地下區(qū)域漏斗56個(gè)，漏斗面積達(dá)87000平方公里，其中尤以城市最為嚴(yán)重，有的城市水位（如北京）已下降到200多米、漏斗面積達(dá)2000多平方公里，含水層幾乎疏干；由于大量超采地下水，許多城市發(fā)生地面沉降，出現(xiàn)裂縫，不僅影響環(huán)境，而且損壞建筑物；沿海城市出現(xiàn)海水入浸和地下淡水咸化。據(jù)對(duì)遼、冀、魯沿海城市調(diào)查，海水入侵面積達(dá)1433平方公里，有90萬(wàn)人，244萬(wàn)頭牲畜飲水困難，每年減產(chǎn)糧食1.26億千克，海水入侵面積仍在擴(kuò)大。
據(jù)270座缺水城市預(yù)測(cè)，在充分考慮用水前提下，中等干旱年和特殊干旱年與現(xiàn)狀條件下可供水相比，到2000年分別缺水310.8億立方米和348.8億立方米；到2010年分別缺水587.2億立方米和625.1億立方米。
（4）人類健康的衛(wèi)士
有些天真活潑的孩子可能會(huì)問(wèn)：為什么人可以幾天不吃飯，但不能一天不喝水？為什么人體正常體溫保持在 35℃～37℃？為什么缺水會(huì)造成尿中毒、耳鳴、眼瞎？……這一切的一切都說(shuō)明水是人類生物生理組成和生存中不可缺少的重要物質(zhì)。人體若沒(méi)有血液，生命則無(wú)法維持，但血液不像我們?nèi)庋劭瓷先ナ羌t色，其主要成分是無(wú)色透明的水，水在人體中含量最多。年齡越小體內(nèi)含水量則越多。在胚胎中水分約占98％，嬰兒約占75％，成人約占50～65％。水一般隨體內(nèi)脂肪含量增多而下降。
①水在人體內(nèi)中的作用
在體內(nèi)，水具有如下的重要作用：
a.是保持每個(gè)細(xì)胞外型，以及構(gòu)成每一種體液所必需的物質(zhì)。
b.作為各種物質(zhì)的載體，將養(yǎng)分運(yùn)到細(xì)胞內(nèi)并把廢物帶走。
c.調(diào)節(jié)體溫，通過(guò)皮膚排汗蒸發(fā)使體溫下降。
d.是消化和代謝過(guò)程中許多重要化學(xué)反應(yīng)所必需的物質(zhì)。
e.是濕潤(rùn)關(guān)節(jié)，構(gòu)成骨液的成分；在腦脊髓液中，水作為神經(jīng)系統(tǒng)的緩沖器；在耳的外淋巴中，傳遞聲音；在眼睛中它參與視覺(jué)，滑潤(rùn)眼睛。
f.作為許多化學(xué)物質(zhì)的溶劑。
g.呼吸時(shí)有助于氣體交換，保侍肺泡濕潤(rùn)。
與這些作用有關(guān)的所有體液在體內(nèi)主要分成兩部分：細(xì)胞外液（約占體重的25％）和細(xì)胞內(nèi)液（約占體重的45％）。
總體液的百分含量稍有不足或過(guò)剩對(duì)健康都不利。當(dāng)失水量達(dá) 1％左右，產(chǎn)生口渴感；大量失水，約占體重的20％時(shí)，會(huì)導(dǎo)致死亡。正常情況下，口渴保證了水的飲用達(dá)到或超過(guò)人體需要。體內(nèi)多余的水主要從尿中排出，其次是通過(guò)汗、糞便和肺中排出。
?、谌梭w內(nèi)水的平衡
一個(gè)人一天應(yīng)該喝多少水？大人和小孩喝水一樣嗎？每天喝的水都干什么去了？人體水分平衡機(jī)理可以回答這些問(wèn)題。一般說(shuō)健康的個(gè)體，總體上保侍適當(dāng)?shù)暮俊Ｔ黾踊驕p少攝水量會(huì)出現(xiàn)排水量恰如其分的增加或減少，以維持平衡。水以液體和食物成分的形式進(jìn)入機(jī)體，包括由食物分解過(guò)程中產(chǎn)生的代謝水。水從體內(nèi)排出的方式為：皮膚出汗，肺呼出水蒸氣，腎產(chǎn)生尿排出，大腸形成糞便排出。因此，在正常情況下，通過(guò)各種來(lái)源攝入的水與各條通道排出的水基本相等。例如，喝了大量的水，排尿量就增加；如果飲水量受到嚴(yán)格的限制，那么尿的產(chǎn)生量就明顯減少。
正常的成人每天平均攝水量2～2.7升，假如活動(dòng)輕微，沒(méi)有可見的排汗，與經(jīng)四條通道的排水量平均數(shù)相等。
為在較少限度內(nèi)調(diào)節(jié)體液，機(jī)體具備了許多機(jī)制。這些機(jī)制中起重要作用的是大腦下丘腦的神經(jīng)中樞，它通過(guò)腎臟控制口渴和排水的感覺(jué)。當(dāng)失水量占體重 1％時(shí)，下丘腦的口渴中樞感到刺激，出現(xiàn)有意識(shí)的飲水愿望。如果不給水喝，不安感增強(qiáng)，這時(shí)心率增加，體溫上升，工作和思維能力減退。當(dāng)失水量占體重10％時(shí)，仍要參加體力勞動(dòng)，肯定會(huì)出現(xiàn)中暑衰竭。下丘腦的其它神經(jīng)中樞受到刺激會(huì)引起抗利尿素（ADH）從垂體后葉釋放，ADH釋放后，尿的形成減少，所以保留了體液。這樣，形成的尿比攝入足量水排出的尿液，深而混濁。盡管保持水的平衡受到控制，但是，有幾種因素會(huì)影響水的平衡和需要量。
?、廴梭w水的需要量
為維持水的平衡，人體水的需要量受年齡、體力活動(dòng)、溫度、膳食、疾病和損傷的影響。一般認(rèn)為，為滿足人體對(duì)水的需要應(yīng)隨時(shí)供給充足、干凈而又新鮮的水。影響人體水需要量的各種因素如下：
年齡：嬰兒和兒童需要水按比例來(lái)看比成人高。成人每天水的正常流通率約占總體水的6％，而嬰兒大約是15％。嬰兒水的流通率如此之高是因?yàn)椋篈.由于其相對(duì)體重的表面積大，皮膚失水量也就大；B.腎臟濃縮尿的能力不如成人。
失水的眾多因素妨礙了最小需水量總值的調(diào)整。一般情況下，適度的給水量是成人1毫升/千卡，嬰兒1.5毫升/千卡。
體力活動(dòng)：即使在一個(gè)舒適的環(huán)境下，體力活動(dòng)通過(guò)排汗和肺增加水蒸氣的排出使機(jī)體的水分丟失增強(qiáng)。雖然排汗丟失了相當(dāng)量的鈉，但是，水的損失明顯超過(guò)鈉的損失。因此，水的消耗是主要的問(wèn)題。水損失量超過(guò)體重3％時(shí)，如果不補(bǔ)充失水，體力開始變差。如不顧這樣的事實(shí)，后果將很嚴(yán)重。
溫度：人體幾乎無(wú)時(shí)無(wú)刻不在“出汗”。外界溫度在30℃以下時(shí)，人體每小時(shí)每平方米皮膚上約有6～8克水分蒸發(fā)，一般在生理上叫不自覺(jué)出汗。當(dāng)氣溫增加到30℃以上時(shí)，人體汗腺便開始分泌汗液，人們才明顯感到出汗。
汗液中水分占99％以上，夏天成人每天出汗量大約1升左右，高溫作業(yè)的工人每日出汗量約5～10升，在直射日光下勞動(dòng)的農(nóng)民每日出汗量大約3～6升。在出汗的同時(shí)，大量氯化鈉（鹽的主要成分）隨之排出。如果補(bǔ)給不足，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重脫水和體內(nèi)電解質(zhì)紊亂，出現(xiàn)中暑癥狀。另外由于氯化鈉的排出，使血中氯離子減少。氯離子是胃酸的一種主要成分，由于它的減少可造成胃酸濃度降低，使胃腸蠕動(dòng)減弱，消化功能不良，水和鹽分的大量排出對(duì)腎臟和神經(jīng)系統(tǒng)也有一定危害。所以在大量出汗時(shí)，除補(bǔ)水外還要補(bǔ)鹽，以便維持體內(nèi)的水和鹽平衡。在高溫作業(yè)或夏季出汗多的情況下，每天補(bǔ)水約8升左右，攝入鹽量比正常人多一倍甚至更多。這樣，即使在炎熱的環(huán)境里做艱苦的勞動(dòng)，出現(xiàn)嚴(yán)重的缺水癥狀，喝水后，體力恢復(fù)的速度會(huì)很快。這就是為什么炎熱夏季，工廠要供應(yīng)糖鹽水、干體力活的人口味重的原因。
膳食：高蛋白膳食需要更多的水。尤其要注意嬰兒高蛋白食譜對(duì)水的需要，因?yàn)閶雰耗I臟的濃縮能力還沒(méi)有發(fā)育好。
疾?。翰粩鄧I吐使水分大量丟失，長(zhǎng)期腹瀉也會(huì)引起水分過(guò)量損失，發(fā)燒通過(guò)排汗增加體內(nèi)廢物排出，加速了體內(nèi)水的損失。發(fā)燒、嘔吐、腹瀉的病人要多喝水，食物要吃流食。
與此相反，某些情況下水的過(guò)多滯留會(huì)引起水腫。下面的疾病經(jīng)常出現(xiàn)水腫，如充血性心力衰竭、肝硬變、腎炎和腎病變。所有這些病都使鈉的排出減少，造成了水的滯留。
外傷：手術(shù)后需要足夠的液體，因?yàn)槌鲅B出液等可使大量液體丟失。
當(dāng)失水得不到補(bǔ)償時(shí)，患者會(huì)出現(xiàn)一系列的變化，可總結(jié)為下列幾點(diǎn)（由輕至重）：
A：當(dāng)失水量達(dá)到體重的1％左右時(shí)，產(chǎn)生渴感；
B：口渴伴隨著隱約的不適，食欲減退；
C：手臂、手有刺痛和麻木感；
D：脈搏率、呼吸率和體溫升高；
E：虛弱、肌肉痙攣和精神混亂；
F：血液濃度增加，血的體積減少，循環(huán)困難；
G：皮膚開裂（如嘴唇干裂）；
H：尿形成停止；
I：脫水量超過(guò)最初體重20％時(shí)會(huì)死亡。
?、苋梭w水的來(lái)源
補(bǔ)充機(jī)體所需要的水可以有三個(gè)來(lái)源：第一，飲水和其它飲料，第二，固體食物中的水，第三，脂肪、碳水化合物和蛋白質(zhì)分解時(shí)產(chǎn)生的代謝水。
飲用水：地球表面近乎四分之三的地方被水覆蓋。但是，只有約3％的水是“淡水”即適用的飲水。飲水有不同的來(lái)源。在古代，當(dāng)天不下雨，沒(méi)有泉水，小溪干枯時(shí)，就沒(méi)有水供給。原始人生活在泉水、河流和湖泊附近，是因?yàn)樗麄冎挥凶畲致娜萜饔脕?lái)裝水和貯水。以后，人們發(fā)明了用人工手段得到水的方法。由于這一發(fā)明，不再需要生活在有天然水供給的近處。供應(yīng)人工水的最初方法也許是井?！妒ソ?jīng)》上兩個(gè)著名的井是Jacob井和Joseph井。然后，模擬天然河流，人們引水流入水溝，隨后發(fā)明了管道、壩、水庫(kù)。古羅馬的輸水道還保留著，它表明了早期人工自來(lái)水的設(shè)備相當(dāng)巨大。我們現(xiàn)在的自來(lái)水來(lái)源于地下井和水庫(kù)。有些水要通過(guò)幾里長(zhǎng)的管道大量地送到最需要水的地方。
水由于成分或環(huán)境的變化，而不能起到其全部或部分作用的被認(rèn)為是受污染的。因此，不管飲水的來(lái)源如何，最重要的是水沒(méi)有能引起疾病的微生物和有毒化學(xué)品。世界上 75％的國(guó)家除加拿大、美國(guó)及歐洲大部分地區(qū)外，衛(wèi)生條件很差，造成每年有1000萬(wàn)人死亡。許多疾病是由水引起的，如霍亂和傷寒。工業(yè)化國(guó)家由于環(huán)境中增加了許多新的化學(xué)品，正面臨著水污染的問(wèn)題。水中已發(fā)現(xiàn)有1700多種化合物，一些化學(xué)品通過(guò)工業(yè)和農(nóng)業(yè)設(shè)施進(jìn)入自來(lái)水，它們對(duì)人的健康造成直接或間接的危害，如那些急劇增多的討厭的微生物所造成的水停滯而出現(xiàn)臭味，或水變色。在河流和小溪中，環(huán)境保護(hù)局一般監(jiān)測(cè)以下指標(biāo)：A.糟粕中的大腸桿菌，這是污水的標(biāo)志；B.分解的氧氣，微生物過(guò)度生長(zhǎng)的指標(biāo)；C.磷，能促進(jìn)微生物過(guò)度生長(zhǎng)。
世界上已有水被砷、鎘、銅、汞、鉛、硝酸鹽污染的實(shí)例。世界衛(wèi)生組織定出了安全范圍。
下面我們談?wù)勊姆N類：
A.硬水。大人或孩子初次來(lái)到一新地區(qū)時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生腹瀉，服消炎藥也不見好轉(zhuǎn)。這就是人們常說(shuō)的“水土不服”。這種腹瀉并非由細(xì)菌或病毒引起，而是由于飲用水的硬度變化造成的。長(zhǎng)期飲用軟水者突然飲用硬水時(shí)，更容易發(fā)生腹瀉。
水的硬度是指水中的鈣、鎂、鹽類含量的多少。當(dāng)1升水中含有相當(dāng)于10毫克的氧化鈣時(shí)，硬度為1度。一般將硬度0～4度的水稱為極軟水；4～8度為軟水；8～16度為中等硬水；16～30度為硬水；30度以上為極硬水。我國(guó)飲用水的硬度規(guī)定不得超過(guò)25度。
硬度過(guò)高的水不適于飲用。因?yàn)橛糜菜胝{(diào)豆類、肉類不易煮爛，且對(duì)胃腸道有刺激作用引起腹瀉；經(jīng)常燒硬水的壺底常有厚厚的一層水垢。用硬水洗滌衣物時(shí)，肥皂不起泡沫；用它洗澡時(shí)，對(duì)皮膚有刺激作用。
加熱煮沸和加石灰蘇打法可使硬水軟化，如發(fā)現(xiàn)“水土不服”的腹瀉，不用服藥，一般一星期以后癥狀就可好轉(zhuǎn)。
B.軟水。讓硬水經(jīng)過(guò)一個(gè)變化過(guò)程—離子交換反應(yīng)，鈣和鎂被鈉替換，這就是軟化。有些水是天然的軟水，但軟水地區(qū)的人患心臟病的死亡率比硬水地區(qū)高。主要原因就是這些地區(qū)的軟水中鎂離子的含量太少，大約只是硬水中鎂離子含量的1/4。
正常人體約含鎂35克，占體重的0.05％。鎂是構(gòu)成骨骼、牙齒的主要成分，并與神經(jīng)的調(diào)節(jié)和肌肉的活動(dòng)、體內(nèi)酸堿平衡、多種酶的活動(dòng)有密切關(guān)系。軟水地區(qū)的人因長(zhǎng)期飲用含鎂量不足的水，容易發(fā)生體內(nèi)鎂離子缺乏，引起蛋白質(zhì)合成障礙和神經(jīng)功能失常，出現(xiàn)震顫，共濟(jì)失調(diào)，血管硬化和心肌損傷等病癥。據(jù)對(duì)心肌梗塞死亡病例分析，有40％的死者心肌中鎂的含量降低。有些醫(yī)生用鎂制劑防治某些心臟病取得了滿意的效果，說(shuō)明鎂對(duì)心臟有保護(hù)作用。
軟水地區(qū)的人，應(yīng)多吃一些含鎂量較高的食品，如豆類、綠葉蔬菜、粗糧及一些干果，使鎂的攝取量達(dá)到每天200～300毫克即可。
C.脫礦質(zhì)水或無(wú)離子水。使水通過(guò)兩個(gè)離子交換樹脂，所有的礦物鹽（陰離子和陽(yáng)離子）均可被除去，這就是無(wú)離子水，使水達(dá)到最純度。通常，科學(xué)研究中使用無(wú)離子水以防止精密分析時(shí)干擾物質(zhì)介入。
D.蒸餾水。這種水是把水轉(zhuǎn)變成蒸氣并在一個(gè)清潔的收集系統(tǒng)中使蒸氣冷卻而獲得的。這樣做使水中溶解的礦物質(zhì)留下，因此，蒸餾水中只含有貯存容器中存在的物質(zhì)。有時(shí)在蒸餾水中加入標(biāo)準(zhǔn)量的礦物質(zhì)，就可作為飲用水出售。
E.礦泉水。是一些具有特殊成分的天然泉水。礦泉水中含少量的氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、鈣鹽、鎂鹽，有時(shí)還含鐵和硫化氫。這些水大多數(shù)充上二氧化碳后可作為飲用水出售。
F.蘇打水。水中充上二氧化碳使它起泡，并發(fā)出嘶嘶聲，叫蘇打水。
G.加氯水。飲用水的加氯作用是本世紀(jì)主要的衛(wèi)生發(fā)展成果之一。公用水凈化時(shí)，先把氯加進(jìn)水中殺死細(xì)菌和有害的有機(jī)物。在凈化的最后階段，要檢驗(yàn)水中氯的適當(dāng)水平，在分配系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)水，防止污染。處理時(shí)，凈化過(guò)程初期加的氯可能被耗凈，因此，需要再加入一些氯。
H.氟化水。一些地區(qū)的飲水中要加微量的氟化物，水中加氟可減少齲齒的發(fā)生。有些來(lái)源的水本身就含氟化物，但有些水含氟量很高以致引起氟中毒。輕者發(fā)生斑釉病，兒童牙齒鈣化障礙，疏松多孔，吸收食物中的有色物質(zhì)使牙面出現(xiàn)黃色斑點(diǎn)，粗糙變脆，容易折碎和過(guò)早脫落。成年人可發(fā)生腰腿病，關(guān)節(jié)僵硬變形，運(yùn)動(dòng)障礙，四肢彎曲，嚴(yán)重者甚至可發(fā)生截癱。
I.海水。海水是不能喝的。海水中鹽的濃度比體液高很多，人的腎臟不能處理過(guò)量的氯化鈉。根據(jù)二次世界大戰(zhàn)期間，乘船遇難的人的記錄表明，飲大量的海水常會(huì)致命。但是，陸地上淡水的供應(yīng)卻依靠太陽(yáng)光不斷地蒸發(fā)大海。
日常生活中，大量飲料給我們提供了每天所需要的水分，例如咖啡、茶、軟飲料、酒精飲料等。但是，飲水能滿足渴感，而不提供熱量。
食物水：許多固體食物含大量的水分，為我們提供了水。即使那種“干”食品，如餅干、快餐谷物、堅(jiān)果也能提供一些水分，而某些水果和蔬菜可含90％以上的水。
代謝水：代謝水是由養(yǎng)分的分解代謝所產(chǎn)生的。100克碳水化合物氧化產(chǎn)生60克水，100克蛋白質(zhì)氧化產(chǎn)生42克水。脂肪被認(rèn)為“比水更濕”，100克脂肪氧化產(chǎn)生110克水。
人的典型膳食中平均每100千卡代謝能形成13克代謝水。
?、萑梭w飲用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)
?。?）人類衣食住行的靠山
水對(duì)于城市居民來(lái)說(shuō)是再熟悉、再平常不過(guò)的東西。水龍頭一開，水就嘩嘩地永無(wú)止盡地流淌。人們常說(shuō)：鍋碗瓢勺，柴米油鹽醬醋糖是居民不可缺少的東西，而忘記了水。這也許是由于水見多不怪的原因吧。而柴米油鹽醬醋糖這些只是做飯的基本原料，它們必須以水為媒介，把這些東西有機(jī)地串聯(lián)起來(lái)，才能做成一頓可口的飯菜。人們可曾想過(guò)：做飯時(shí)如果沒(méi)有水，那么怎么做飯呢？菜無(wú)法洗，米無(wú)法蒸，不能總是吃罐頭吧。
1994年淮河的居民經(jīng)歷了使他們終生難忘的幾十天，自來(lái)水管流出的是混濁的污水，人喝了以后嘔吐，住院。人們不得不靠買礦泉水維持，礦泉水價(jià)格直線上升，真是水比油貴。
水除了用于居民生活之外，發(fā)展工業(yè)更是離不開水。冶金、電力、化工、煤炭、交通、造紙、紡織、釀酒、食品等行業(yè)，冷卻、空調(diào)、洗滌等過(guò)程，以及某些產(chǎn)品本身（飲料、人造冰、添加劑等）都需要大量的水。如火力發(fā)電廠1萬(wàn)度電需耗水100立方米以上；化纖廠制造1噸尼龍絲耗水600立方米；印染廠染1萬(wàn)米布耗水300立方米；造紙廠制1噸紙漿耗水300立方米；酒精廠造1噸酒精需水100立方米。工業(yè)用水量因設(shè)備、生產(chǎn)工藝、自動(dòng)化水平等變化而差別很大，一般常以綜合指標(biāo)1萬(wàn)元產(chǎn)值用水量來(lái)說(shuō)明，我國(guó)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量平均為500立方米左右，個(gè)別較好地區(qū)在200～300立方米，北京1993年萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值用水量只有74立方米達(dá)國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平。隨著工業(yè)設(shè)備的改造，生產(chǎn)條件的改善，工業(yè)用水量的重復(fù)利用率將會(huì)有所提高，萬(wàn)元產(chǎn)值用水量將會(huì)更少。
城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的建立和發(fā)展，都受到水的制約。由于公共事業(yè)的發(fā)展，水不僅是滿足城鄉(xiāng)人民生活的需要，還要為醫(yī)療衛(wèi)生、建筑業(yè)、美化環(huán)境（如綠化公園，噴灑街道等）、旅游業(yè)、服務(wù)業(yè)（如賓館、飯店用水等）提供充足的水源。隨著生活水平的提高，用水部門、用水種類不斷增加，總用水量將會(huì)大量增加，而這些用水量需要優(yōu)先保證。
從以上分析可以看出，水與人類密切相關(guān)，我們要充分認(rèn)識(shí)水的重要性，極其慎重地對(duì)待水的問(wèn)題。要像愛(ài)護(hù)我們的眼睛一樣，珍惜水資源，節(jié)約每一滴水，防止出現(xiàn)水比油貴的情況。
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