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        2021

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        關于水的15個冷門知識

        我們都知道,水是一種無顏色、無氣味且無味道的液態物質,在自然界中以不同的純凈程度存在,形成河流、湖泊和海洋,約占地球表面積的四分之三。水是生物體的組成部分,它由氫和氧組成。那么,在日常生活中我們應該如何保護這種資源呢?


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          我們都知道,水是一種無顏色、無氣味且無味道的液態物質,在自然界中以不同的純凈程度存在,形成河流、湖泊和海洋,約占地球表面積的四分之三。水是生物體的組成部分,它由氫和氧組成。那么,在日常生活中我們應該如何保護這種資源呢?

          最重要的是不要浪費水,不僅要嚴格節約用水,而且,還應該確保家用電器和技術是節水型的。通過對所有管道進行檢修和維護,并及時向當局報告公共場所的用水浪費現象,以避免水資源的損失。

          一種方法是收集雨水。收集的雨水可以提供替代水源,來彌補對淡水資源的需求缺口。雨水可用于花園灌溉和家庭清潔。此外,如果引入過濾和凈化系統,收集的雨水也可以在處理后供人飲用。

          盡可能多地循環利用水也是一個好策略。我們使用過的大部分水都可以再次用于灌溉和清潔。還有一些水處理廠可以讓廢水恢復品質和質量,以重新供人飲用或使用。

          那么,為什么有必要認真考慮這些建議呢?因為擁有如此重要而寶貴的資源,對生命意義重大。以下15個冷門知識表明了這一點:

          水很常見,以至于很容易被人們所忽視,但它是棲息在地球上的所有生命形式不可或缺的資源。得益于我們稱之為水的這種化合物,生命的化學演變成為可能。這并不奇怪,因為從其理化特性的角度來看,它是一種獨特且非常稀有的分子。

          地球上的生物是幸運的,因為水在常規環境溫度下保持液態,從而能為所有生命發展的必要理化過程提供可能性。有趣的是,根據其分子量,水的沸點本應大幅低于100攝氏度。一些分子量約為水的兩倍的化合物在常規環境溫度下只能保持氣態。

          水有溶解許多物質(如糖和鹽等)的獨特能力,這一點對所有生物都非常重要。因為隨著水在生物體內移動,它能攜帶非常有價值的營養成分。

          水是在冷卻時體積增大的唯一化合物。水在4攝氏度時達到其最大密度。因此,冰能漂浮在水上,而較大的水體只能表面凍結。在冰層下,水的溫度可以保持在4攝氏度,這使水生生物不會被凍結并得以繁衍生息。水分子彼此間具有很大的內聚力,但在與空氣接觸的界面處,表層的水分子會更牢固地 聚結在一起,形成層表面膜。這種現象被稱為“表面張力”,因此,與將物體完全浸入水中相比,使物體在水表面移動更為困難。相反,當吸引力存在于不同分子之間時,被稱為黏附力。

          水分子和玻璃管壁之間的黏附力比水分子之間的內聚力更大,因此用于抬升水的機制得以在管壁上研發出來。這種克服重力的向_上運動稱為毛細作用。毛細作用和表面張力是許多生物生長進程的組成部分,并且被各種物種所利用,例如依靠表面張力保持漂浮的“滑水”昆蟲,或者使水分(及其所攜帶化合物)向上運輸至頂端的植物。

          水具有蒸發帶走熱量的能力,使人類和其他能出汗的動物可以通過水來降溫。當液態水達到蒸發熱時,它會變成蒸氣,而這一過程取決于熱量的提供。由于汗水的主要成分是水,因此皮膚表面的水蒸發會吸收人體多余的熱量,并將其散發到大氣中。

          水具有很高的熱容量。將一定量的水的溫度升高1攝氏度需要大量的能量,通過這種方式水可以幫助調節環境溫度。例如,這可以使池塘的水溫在白天和夜晚之間保持相對恒定,無論大氣溫度如何變化。

          沒有水,我們就不可能存在;沒有水,就不可能維持和延續生命。有機體獲得生命能量的化學反應必須在水性介質中進行。在植物細胞中,水可以在光合作用的過程中鎖定太陽能。在我們體內,水可以使我們所吃的食物轉化為能量,從而支持執行我們]所需的所有運動和活動,從行走、交談到更為復雜的機制(例如免疫反應、神經元突觸和化合物合成),而正是這些機制讓我們進行思考或墜入愛河。水與生命息息相關,以至于它代表著科學探索地球以外生命的線索。

          對于自然生態系統和棲息在其中的生物體的穩定性來說,未受污染的水的自由流動是關鍵所在。據歐洲環境署估算,全世界濕地提供的“服務”(如水凈化和碳封存等)的價值每年可達25億歐元。盡管看上去水是非常豐富的資源,但可供消費的水卻很少。

          世界水資源的97%是咸水,其余的3%是淡水。淡水以地下水、湖泊、河流、土壤含水、冰川和極地冰蓋等形式存在。

          最嚴重的水資源短缺問題,主要是由生產活動的污染造成的,如采礦業和有害的農業活動。大型河流和含水層是飲用水供應的主要來源。問題不在于缺水,而是水體遭到污染,導致這些飲用水對生物有害。農村地區混亂無序和過快的城市化是造成缺水的另二個因素,由于基礎設施不足,難以將水運輸到有需要的社區。這對民眾的健康產生了巨大影響,因為缺乏獲得清潔水的途徑,人們被迫使用可能被有毒物質或疾病媒介污染的水源。

          水的流動受到限制,會造成污染物的積聚。最后,由于對這種資源的過度使用和過度開發,人類破壞了大量濕地,人類的活動導致河流和湖泊干涸。

          水以液態、氣態或固態的形式在地表進行的持續不斷的運動,被稱為水文循環。盡管地球上的水總量保持相對恒定,但其可用性特別容易受到氣候變化的影響,而氣候變化的發展速度正變得越來越快。

          地球上淡水資源的80%存儲在積雪、巨大的冰川和廣闊的極地冰蓋之中。氣候變化威脅著這一天然的淡水庫存??茖W家警告說,隨著冰川在海上加速融化以及干旱變得更加頻繁,下世紀人類獲得安全飲用水的機會可能會減少。與此同時,這一情況也將減少可用于灌溉和糧食生產的水。同時,隨著洪水的頻繁發生,降雨周期和河流流量也將發生變化。

          缺水對人類健康構成威脅,但其造成的生態影響更為普遍。因此,加利福尼亞的用水權已開始在華爾街期貨市場上被交易。盡管利用這種重要資源進行投機引發了爭議,但一些專家指出,這種金融機制可以幫助實現更有效的用水。如果一個用水者告訴另一個用水者“這個月我將不再需要用水,我可以將我的用水權出讓給你”,那么這種機制將意味著促進更有效的利用,因為剩余的用水權可以被推向市場進行交易。

          缺乏優質水資源會破壞水體濕地和陸地環境,給已經受到城市化和氣候變化影響的動植物群落帶來更大的生存壓力。

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