世界物质的一致性
据同位素测定地球年龄为46亿年。地球形成初期,地壳薄,运动强烈,断裂发育,遍地火山强烈喷发,地表分布着质坚难溶于水的火成岩。约38~35亿年前,大气中水汽占80%,二氧化碳浓度很高占10%,其余10%是氢、硫化氢、甲烷、氨和氮等。由于水气上升气温下降凝结成降水,在地面低洼处汇集成海洋;水是世界造主,二氧化碳是水塑造世界的工具;后10%为生命诞生的物质基础。地球以这些简单的化学物质经过几十亿年的演化,逐渐发展为今天绚丽多彩的人类文明世界。火成岩是世界千姿百态物质的源体,海水为中间体,生命是物质演化发展的结果,也可认为生命是地质体,佐证了世界物质的一致性。
海水化学成分特征
海水化学成分主要来自含腐蚀性二氧化碳水对火岩石的风化溶蚀破坏,具如下特征:
(1)海水中含有岩石中所有的宏量元素和微量元素,是地球元素的“仓库”。
(2)海水的含盐量为3.47‰,即每千克海水含盐34.7克。海水呈弱碱性,pH=8.0~8.3。
(3)海水中氯化物含量最多,占含量的88.6%,为氯化钠型水;其次是硫酸盐,占10%;碳酸盐大部分生成石灰岩从水中析出,还有部分组成生物骨架而流失,因此碳酸盐更少,只有0.3%。
人体生命元素的组成
1945年二战以后,为解决核辐射防护问题,美国橡树岭实验室测得参照人(男性,体重70千克),体中大于0.01%的宏量元素有氧、碳、氢、氮、磷等5种共重67.8千克,其中70%是水,余下组成人体器官、皮肤和肌肉。人体宏量元素中还有钙、硫、钾、钠、氯和镁等6种,共重1.494千克,构成人体骨架和血液(不包括水),其余的元素是小于0.01%微量元素,共重还不到30克。人体中微量元素虽然微少,但无处不在,生理功能巨大。据世界卫生组织(WHO)有14种微量元素是生命必需的元素,他们是铁、锌、铜、铬、锰、钴、氟、碘、硒、钒、镍、钼、锶和锡。如铁参与氧的运输,锌促进人体发育,碘维持甲状腺正常功能的作用。
人体生命元素的摄入
成年健康人(不包括运动员和高温作业者)日(21℃时)必需饮水至少1200毫升,水中矿物元素以离子形式存在,便于吸收;人还必需日进食物1.5千克,从中获得水、矿物质、能量和其他营养素。以上途径摄入的矿物质远远不能满足人体生命对矿物质的需要。因此,烹饪食物时必须加食盐,表面上是改善食物口感,实质上是补充电解质,维持人生命健康需要。食盐是钠的氯化物因其溶水性好和迁移性好,陆地上的钠元素早已随江河水流入大海,而在海水富集,因此陆地上饮用水和食材普遍贫盐(氯化钠),故在烹饪食物时必须加盐,根据联合国卫生组织(WHO)的规定日必须加盐限定为7克,我国卫生部门规定为6克,以补充人生命对钠元素的需要。食盐是用海水生产的,相当于日饮海水一小杯。还必须指出,海水是地球元素的“仓库”,能提供众多必需的微量元素。
钾元素的化学性质与钠相似,同起电解质作用,钾盐溶解性也好,但迁移性差,易被植物截留吸收,故海水贫钾,蔬菜和果品含丰富的钾,可从中得到补充。
安全卫生健康饮水
世界卫生组织(WHO)警告:80的疾病和50儿童的死亡与饮用不良水质有关,因此科学选择安全卫生健康饮用水于人健康至关重要。市场上瓶装水种类繁多,可根据个人的经济条件和爱好选择饮用水,以下对他们作一些简介。
1. 饮用天然水。饮用天然水是自然界中远离或少受人类活动干扰的水,无污染;水源取自泉水、深层井水或地表水;水含矿物质和微量元素;水质符合《生活饮用水卫生国家标准》,不经处理可就地装瓶上市。
2. 饮用天然矿泉水。饮用天然矿泉水是从地下深部自然涌出来的泉水或从深井开采出来的地下水,无污染,水质稳定,达到《国家饮用水卫生标准》,还规定:氟化物≤1.5号豪克/升;硝酸盐以氮计≤20豪克/升;必须用同位素方法测定水的年龄,并标注,执行《国家饮用天然矿泉水标准》(GB 5873—2018),不经处理可就地装瓶上市。据水微量元素的含量、含盐量和游离二氧化碳的含量,饮用天然矿泉水。可分为:
含锂矿泉水,水中锂含量必须≥0.2毫克/升。锂有镇静安神,预防心血管疾病的作用。锂还可能使中性粒细胞增多及吞噬作用增强,提高人体免疫功能。锂还能刺激机体产生肿瘤坏死因子,有抗癌作用。
含锶矿泉水,水中锶含量必须达到≥0.4毫克/升。锶为亲骨性元素,直接参与钙的代谢,具有生骨、壮骨功能,锶还能疏通血管,恢复其弹性,从而具有预防高血压、冠心病的功能。
含偏硅酸矿泉水,水中偏硅酸的含量必须≥25毫克/升。偏硅酸可软化人体动脉硬化,对心脏病、高血压、动脉硬化,神经功能紊乱、胃病及胃溃疡等疾病都有一定的保健功能。偏硅酸还是人体皮肤结缔组织、关节软骨和关节结缔组织中的必需元素,具有增加皮肤弹性的功能。经常饮用偏硅酸矿泉水可使皮肤保持光泽、白皙、细嫩。
含盐矿泉水,水中溶解性总固体必须≥1000毫克/升。含盐矿泉水具有润肠通便消炎杀菌的功效,还有补充电解质的功能,适合运动员和高温作业者饮用,以补充电解质的流失。
含碳酸矿泉水,水中游离二氧化碳含量必须≥250毫克/升。碳酸矿泉水口感清爽,含矿物质有利于补充微量元素和促进消化。宜适量饮用,过量可能刺激肠胃,还影响钙的吸收,并有增加泌尿系统结石的风险,建议日饮用量不超过500毫升,避免空腹饮用。
3. 开水。自来水公司按《生活饮用水卫生国家标准》对原水进行严格处理后的水出厂时的水是安全卫生的,但经过水网送到用户会受到二次污染,建议安装后置载银椰壳颗粒活性炭过滤器消除,也可自己动手安装自制载银椰壳颗粒活性炭过滤器消除,银具杀菌功效,椰壳颗粒活性炭有拦截吸附污染物的功能。取过滤器过滤后的自来水烧成开水饮用是安全卫生的。
水煮沸还能杀菌消毒、除去挥发性污染物,也能使重金属污染物与碳酸盐形成沉淀(水垢)而析出,改善水质。饮开水不局之处是有利于健康的钙镁不随水垢沉淀而消失。开水是中国传统饮料,按个人习惯可热饮,可冷饮,暑天喝凉开水能降温。
4. 纯净水。纯净水是用于工业生产超纯材料的人造水,呈酸性,不含矿物质,长期饮用能危害人体健康。由于水科普不到位,再加厂家的违反科学的电视广告,说什么“让水回归纯粹”,以及塑料瓶装纯净水质轻价廉等优势,深受消费者欢迎,是水科普宣传不够的结果。自然界有纯金银、纯碳(金刚石)和纯二氧化硅(水晶)等,就是没有纯净水,因水溶解性好,自然界的水都是含或多或少矿物质的天然溶液,饮纯净水违反自然规律。奉劝纯净水饮用者,为个人健康不能长期饮用纯净水。
饮用水关注的问题
1. 饮用水的最好选择弱碱性水,因弱碱性水含钙镁,有利于健康,酸性水具腐蚀性,绝对不能饮用。人生命不是靠水的酸碱性来调节血液的酸碱性的,而是靠精密的呼吸系统调节人体的酸碱性。健康成年人每天要呼出二氧化碳1.3千克,一年接近0.5吨,以保证血液的pH值稳定在7.35~7.45之间。如呼吸系统工作不正常,二氧化碳呼出过多,发生碱中毒;过少酸中毒。
2. 液态水是由多个单个水分子(H2O)以氢键链接构成的水分子团[(H2O)n],n是单个水分子数,很弱的能量如声,电,磁,光等就可以破坏氢键链接,使大水分子团水变为小分子团水。水4度时密度最大等于1克/毫升,此时水分子团是排列紧密双水分子团[(H2O)2]或三水分子团[(H2O)3]组成。随水温升高,水分子团逐渐变大,水分子团的大小只是一个平均数,而且很不稳定,瞬时而变,稳定时间只有10的负12次方秒,也就是万亿秒分之一。这样极其频繁的变化,很难把握住喝下去的是小分子团水或是大分子团水。
3. 我国南方降水充沛,地形起伏,水劲流条件好,岩石中易溶盐氯化物、硫酸盐早已溶失,剩下的为难溶的碳酸盐(石灰岩)。石灰岩不溶于水,但能溶解于含二氧化碳的碳酸水中,生成重碳酸钙镁型水。重碳酸钙镁型水很不稳定,当水温升高或压力变小时,平衡(陪伴)重碳酸根离子的二氧化碳逸出,重碳酸根离子便与钙镁离子重新结合生成碳酸盐(水垢)从水中沉淀析出,烧开水的水垢就是这样形成的,利于健康的钙镁离子流失。(南京工业大学退休教师 贺大印)