水是何种物质

水似乎是最普通、最简单不过的物质，然而，随着近年来对水的生理作用研究的展开，水又变得那么神秘而深奥。可以说，如果没有水，那么这个星球上不可能有今天人类的生命和其他一切生物的存在。在所有的生命体中，含水量最大的生物算是人类自己。成人的身体70%的成份由水组成，儿童体内的水则占80%。据生物医学界的估算，人处于困境、没有食物的条件下，只要有充足的水，生命可维持10天以上，甚至在一些记录中达到一个月之久。可见水对生命极为重要。在人体内随其区域不同，水的内在结构也不相同。细胞膜及细胞质内的水则是最精华的“液晶态”水。聚集在细胞膜内侧，不断地向细胞核输送带有某些微量元素的“液晶水”，以促进和发动新陈代谢。

一、水的结构

从化学物理及量子化学计算已知普通水的分子为H2O，由于氧原子对H:O键的电子有强烈的吸引作用，故氢氧原子则带负电性原子带正电性。这样水分子间可以形成强烈的氢键，使水的凝聚体首先形成“长链的水”。两电性的相互作形成了大大小小的近似球行的链环线团结构，在最简单的情况下形成“六角水”， 但不稳定由于这种线团结构的水，即使再纯，也难以被人体及生物体体内的细胞和染色体所吸收。 同时，这种环行凝聚结构的水，很容易包藏有毒有害的有机物，使人体的健康遭受损害。

二、水的类别

（一）重水与轻水

重水是由含一个中子的氢原子和八个中子的氧原子所构成的水分子。轻水是由不含有中子的氢原子和八个中子的氧原子所构成的水分子。重水不能直接饮用，但可作为原子炉的减速剂。

（二）硬水与软水

硬水是指含较多量的钙离子和镁离子的水，而不是指水像结了冰一样变硬了；同样， 所谓软水，是指只含有少量或不含钙离子和镁离子的水，而不是指水变柔软了。

（三）矿泉水

其中含有微量元素，对人体有益；但含量微乎其微，不能满足人体时需要；加之水分子的凝聚结构大都不具备活性，因而也不能被人体充分吸收。

（四）蒸馏水

这是一种经高温蒸发后冷凝下来的水。这种蒸馏的方法，只能将一些低沸点的有机物蒸发掉。那些有毒的有机物还可能留在水中。其纯度不如纯净水，所含微量元素很少。甚至可以说，蒸馏水除H2O之外，几乎没有任何东西，就连水中的溶解氧也全部溢出了，不过是一种“死水”而已。

（五）纯净水

这类水采用先进的膜分离技术，逆渗透法，较好地去除水中的污染物、细菌、病毒等对人体有害的物质，提高水质，洁净卫生，可以直接饮用。但这种水处理的方法，也有不合理性：即没营养。

（六）离子水

将通过净水器的净化水再经过电解器电解产生的水。在阳极上生成的酸离子水，（可洗涤之用），在阴极上生成的是碱离子水（在医生指导下饮用）。

（七）自来水

水源一般来自地面水，用氯等有害物质进行消除处理。

（八）小分子团水

用高能物理的方法获得稳定的小分子团水，由于水分子团小，它的溶解力、渗透力、扩散力、代谢力、乳化力等性能比较突出，因为是弱碱性水，所以帮助消化、排泄废物、润滑关节、平衡体温、维持细胞机能、维持淋巴、血液等组织的代谢，有比较明显的帮助，对慢性病也有比较好的帮助。

三、水的形成

关于水的起源的认识仍存在很大的分歧，目前在约有32种关于水的形成的学说。这里简述几种主要学说。一种学说认为在地球形成之前的初始物质中存在一种H2O分子的原始星云，类似于现在平均含水0.5%的陨石，地球形成后降到地球上，从而使地球上有了水。另一种学说认为在地球形成后才有形成水的原始元素（氢和氧）。氢和氧在适宜的条件下化合，生成羟基（OH）。羟基再经过复杂的变化，形成水（H2O）。 　　

（一）雨

雨滴的形成与天上的云朵是密不可分的，云朵是由许多小水滴和小冰晶组成的，它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程，在只有凝结作用的情况下，云滴的大小是均匀的，但由于水汽的补充，使某些云滴有所增长，再加上并和作用的结果，就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降，当有上升气流时，就会有一个向上的力加在雨滴上，使其下降的速度变慢，并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时，才能下降到地面，形成降雨。 　　在雨的作用下，大气中的一些污染气体能够溶解在水中，降低空气中污染气体的浓度，较大的雨对空气污染物粉尘颗粒也起着有效的清除和冲刷作用。

（二）雪

雪花究竟是如何形成的？空气中有无数个小尘埃和微粒子漂浮着，高空的空气逐渐凝结， 但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气水合一。从下面这张图片我们可以看出当时大概的情况。

海水能自身净化污染物等功能，它含有人体所需的各种养分。现在对海洋的开发日益加剧，科学家用其实验等证明出海洋资源对人类越来越重要了。对于它所带给人类的价值有待我们发现！

（三）湖泊

湖泊是由湖盆、湖水和水中所含物质--矿物质、溶解质、有机质和水生生物等组成的统一体。湖泊又分为构造湖、火山湖、堰塞湖、岩溶湖、冰川湖、风成湖、河成湖与海成湖。

自古以来，城市的形成最重要的依据是水。湖泊可以给我们提供生活用水的来源，它同时也可以改善我们周遭气候环境等。一个湖泊的消失，会导致周围环境变化很大，周遭存在的植物、动物等也随之消失。气候会变得非常干燥、沙化等。古书中记载的城市（如楼兰古城等）现在已消失，考古学家认为主要原因还是缺水的缘故。

四、水的奇特性质

众所皆知水是生命之源。所有生物都不能没有水，海洋与湖泊是由水构成的，就连空气中也有许多水份。水和其他各种物质比较起来，的确是一种非常不可思议的物质。

（一）水是自然界中最不寻常的物质。

1. 水具有较其他的液体或固体更大的热容量。假定水的热容量为1，则酒精和甘油为0.3，而沙与岩塩为0.2，水银与白金为0.03，树木为0.6，铁为0.1等。
2. 水的不寻常处，在于具有异常的高汽化热与融解热。即将液体变成气体，或固体变成液体所需的热能非常大。
3. 水的另一个不寻常的特性是其冰点与沸点。分子量与冰点、沸点之间，有某种法则存在。即分子量愈大，冰点或沸点愈高。
4. 水的另一特性是其密度随温度而改变的情形。所有的物质（除锡、铋之外）是随温度上升而膨胀，因此密度会减小。水在温度4℃以上时，与其他物质相同，随温度上升而体积增加，密度减小。但是，在4℃至0℃的温度间，则随温度的下降，密度再度减小，体积增大。而在0℃凝结成冰时，冰的体积较水的体积大约增加了百分之十。因此冰的密度比水为小。水的这个特点极为重要。假如无此特性，则冰不会浮于水上，冬天的湖水必冻结至湖底，水生动植物难逃悲惨命运。
5. 水具有高表面张力。大家可以试着倒杯水，杯口的水面正好会有一个弧度贴紧杯口，快溢出来却又没溢出来，这就是'表面张力'的缘故。水分子总是紧密连接的，尽量聚集在一起，所以和空气交界的水分子会一直和下面的水分子结合，水只要不满出杯子，水面中央都会凹下。水快要满出杯子时，中间却呈现凸起的状态。那是因为水分子互相牵制，杯中的水分子拉着表面的水分子，尽量缩小表面积，虽然体积是一样的，但面积已缩成'球形'。由于超出杯口的部分呈现球形，使得水面膨胀起来。此种性质便是所谓的'表面张力'。
6. 水分子量虽小，但在室温下越是以液态存在，其余分子量相近的氢化合物，如：NH3，H2S，HF等，皆为有毒，具腐蚀性的气体。

（二）水的循环

水的循环可分成几个群体。其分法虽有好几种，若以其在地球上的场所来分类，则可分成以下各类：

1. 大气层之中
2. 大气层与岩圈表面之间
3. 岩圈表面
4. 岩圈表面与其内部之间
5. 岩圈内部

A、C与E的循环可称为内部循环，B与D称为地球内小循环。除了这些小循环之外，又可区分被覆全体地球表层的大地球循环，近而为地球与围绕它的太空之间的水的循环。

这些循环，是以水分子或氢与氧之外的化合物，以液态、固态、气态的任何一种形态，或以物理性的化合状态或化合性的化合状态参加。尚有在无生物与生物组织中的水，或许也参加。

（三）水的分布区域

地下水的性质与分布，并无明确的规则性，故常不符合水文学者所提议的区域分布的图样，此所谓区域分布是，譬如岩圈的上部分为有水碳酸盐的水，其下为硫酸盐的水，再其下为氯化物的水的分布的想法。但是，事实上，出现有庞大的全不存有硫酸盐的地层，而上部有氯化物的水，其下为有水碳酸盐的水，再其下又是氯化物的水的广大地区的存在。只有底下相当深处，有盐水连续分布一事，具有明确的规则性。

最近，有关于水的物理性区域分布的假说提出。这是将岩圈以垂直断面的形态，欲将地下水分为固态的水份、液态的水份、气态的水份分类。但是，事实上，水的物理性存在方式，在岩圈的垂直断面，并不遵循一定的法则。如已叙述，在高压下，有约70℃的变态水的存在，而蒸汽的变种又与液体无异，另一方面液体方面也与固体无异。而其一例是具有固体的特性，更加坚固化合的水。

（四）水的奇妙之处

肉眼看起来一览无余的水，有何奇妙之处呢？

1. 在正常情况下，人体的水份，18天更换一次。有人就吃饭“饿不死”（只要有水）；人7天不喝水就得渴死。其原因在于：20天时间内，人可以通过肝脏储存的肝糖元和皮下脂肪为人体补充能量，因而不会饿死，但人体如果严重缺水，就会造成电解质烦乱、血液浓缩和肝功能障碍，缺水7天，身体失去20%的水，就会活活渴死。
2. 比如：水有可溶解性的特性，根据它含量的高低，与心血管病的死亡有一定的关系。一般认为，人们喝含溶解性固体高的水，死于心脏病、癌症和慢性病的机率，比喝含溶解性固体低的水要少些。一般水硬的地方，水中可溶解性固体的含量就高。在英国，有人分析了253座城镇的水，发现软水地区的心血管病死亡率比硬水地区高 10%~15%。在美国，有人研究了分布于3个不同地区的4200位成年人，他们仍旧是硬水地区心脏病的死亡率低于软水地区。 　　还可以从另一个例子可以看到，那就是关于二氧化硅和癌症、水的硬度和癌症间的关系。科学家们发现喝含二氧化硅越高的水，患癌症的人越少；当水是硬水时，癌症发病率就低。另外，偏碱性水不会将水管上的重金属（如铅之类）或化学物质溶解到水中，这是降低癌症死亡率和心血管病发病率的一个关键性因素。 　　因此，水中含有一定的硬度、可溶解性固体相对较多、偏碱性，是对人体有益的保障。动物实验也有力地支持了这一从人体实验所得出的结论，也就是说硬水比软水更利于健康，因为硬水束缚了有害成分，因而降低了它们的吸收，或者说硬水中的矿物质，提供了阻止毒物发挥有害作用所需要的养分。
3. 科学家发现水一旦遇到声波（如语言、音乐、噪音等）会产生奇异的变化。通过在显微镜下的观察，可以清晰看到结晶体在不同声波下的剧烈变化。科学家通过实验证明，水受到一些和谐的声波，结晶体会变成非常美的图形；反之，水受到一些非和谐的声波，结晶体会变成很恐怖的图形。从科学家声波对水结晶体的影响作用中找到一些有意义的答案，比如摆动身体大声高歌就能够有提高免疫力的治疗功效。这项新奇的发现引起了科学界的关注，科学家们对类似的情况正通过不同的实验来进行求证。
4. 人们发现，水分子团越小，活性越大，这种水喝起来也越好喝；而水分子团越大，活性越小，也不好喝。许多实验证明：改变水的结构时对生物和生理反应有很大影响。许多研究也表明，食品的发酵、成熟、风味也与水的构造有密切关系。

水孕育了生命，关于水的奥妙无穷无尽，还待您慢慢发掘！

 

五、远古生态水可以模仿吗

—— 金日光教授访谈录之四　—— 胡存英

金日光教授在给《中国食品》写的文章《为中国食品报进一言》中，除了分析纯净水的利弊外，还提出了解决人类饮用水的新途径，即模仿远古生态水。

他首先解释什么叫生态水？对于生命的起源，有两种说法：一是来自于“上帝的恩赐”，二是来自于生命之源的水。但确切地说，生态水才是生命的起源。前一种说法是宗教的说法；后一种说法要作个说明。

什么是生态水呢？

金日光教授说：这要追溯到几十亿年前的事。那时地球上刚刚有了水，由于火山爆发在高温气压的作用下，许多矿物质溶解于水中；那时地磁也在不断变化，所以这种矿溶液又经历了地磁的剧变，使上述溶水具有高活性，为出现新生命作好了催化、激活反应的前期准备，所以我们称它为生态水。

金日光教授接下来说：生命就是靠生态水的催化、激活作用形成氨基酸等小分子，进而出现高分子量的蛋白质等，后来还是靠这种生态水，养育了大型动物（恐龙等）和茂盛的森林；又经地壳的变化，形成了今天的人类，动植物等。生命的动力在何处？也就在生态水。

但是，今天我们所见到的水，特别是污染了的水，或是超纯水都不是具备远古时那种水的内涵和功能。那么今天的人类，可否用科技手段，模仿出远古时代的生态水呢？

金日光教授说，至少要有下列各项条件：微观条件有四个：

一、 由于地球上的元素分布与人体元素分布极为接近，故在生态水中，至少要有20-30种微量元素，其中要有相当多个轨道的微量元素溶解在水中；

二、 要通过模仿远古地磁剧变交变强磁场，使多元素水溶液成为高能态稳定的短链状水分子；

三、 从而使上述水溶液的O17核磁共振幅变得最窄；使水分子串联到6-12，稳定地剪断链状水结构；

四、 具有这些条件的高浓度生态水，应能够生成羟基自由基，有高度的氧化能力，在低浓度下能提供生态氧，又能使水从酸性变为中性。

金日光教授说，模仿的生态水必须具备以下四个宏观条件：

一、 不得有Pb（铅）、Cd（镉）、Hg(汞)、As（砷）等有毒元素，使生态水没有任何毒性；

二、 动植物细胞极易吸收，多种农作物，果树等有大幅度的增产效果；

三、 具有一定的治病、杀菌、分解毒物（如过量农药等）及良好的养殖功能；

四、 对污染的水有高度的净化功能。

金日光教授说，根据上述的要求，现代高科技可以模仿具有上述功能的水，这种水就是现代的“优水素”。目前市场上开始出现这种新的饮用水。我建议大家多喝这种水，但也要注意真假。

—— 摘自《徐州日报》

　

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