水的密度为1g/cm³,10³kg/m³(t=4℃),水(化学式为H2O),是由氢、氧两种元素组成的无机物,无毒,可饮用。在常温常压下为无色无味的透明液体,被称为人类生命的源泉,是维持生命的重要物质,也叫氧化氢。纯水导电性十分微弱,属于极弱的电解质。日常生活中的水由于溶解了其他电解质而有较多的阴阳离子,才有较为明显的导电性。2022年9月,中国科学家发现嫦娥五号矿物表层中存在大量的太阳风成因水。水是地球上最常见的物质之一,地球表面约有71%被水覆盖。它在空气中含量虽少,但却是空气的重要组分。
理化性质
1、水在常温下为无色、无味、无臭的液体。
2、水在3.98℃时密度最大(999.97kg/m³,近似计算中常取1000kg/m³)。固态水(冰)的密度(916.8kg/m³)比液态水的密度(999.84kg/m³)小,所以冰能漂浮在水面上。水结冰时,体积略有增加。
3、在标准大气压(101.325kPa)下,纯水的沸点为100℃,凝固点为0℃。
4、纯水的理论电导率为σ=0.055μS/cm。 [2]
5、水的比热容大,c=75.3 J/(mol·K),所以能很好地起到调节温度的作用。
6、水分子是极性的,即水分子的正负电荷中心不重合,这使得水成为一种很好的溶剂。
7、很多常见气体可以溶解在水中,如氨气、二氧化硫、二氧化碳、二氧化氮等,这些气体的溶解度与温度、压力、气相分压等因素有关。
生理意义
水是人体正常代谢所必需的物质,正常情况下身体每天要通过皮肤、内脏、肺以及肾脏排出1.5L左右的水,以保证毒素从体内排出。儿童体内有80%的水,老人体内则有50%~60%,正常中年人体内则有70%的水。
水在机体内有许多重要功能 :
1、水是细胞原生质的重要组分
2、水在体内起溶媒作用,溶解多种电解质
3、水在体内起运输作用,可以传递营养物质、代谢废物和内分泌物质(如激素)等
4、水有较高热导性和比热,可作为“载热体”在体内和皮肤表面间传递热量,有助于人体调节体温。
中国淡水资源现状
1、我国淡水资源总量较多,但按人口、耕地平均占有水平来看,是很低的。与世界上许多国家相比,我国淡水资源问题比较严重,尽管我国河川径流总量居世界第六位,但是由于我国国土辽阔,人口众多,人均和亩均占有量均低于世界平均水平。人均占有量为世界人均占有量的1/4左右,亩均占有量仅为世界亩均占有量的3/4。据对149个国家和地区的最新统计,中国人均占有量已经退居世界110位。因此,正确处理好水及人和人及于水两方面的关系比世界上任何一个国家都艰巨复杂。
2、我国淡水资源在地区上分布不均,水土组合不平衡。我国的水量和径流深的分布总趋势是由东南沿海向西北内陆递减,并且与人口数耕地的分布不相适应。81%集中分布在长江及其以南地区,而耕地面积仅占全国的36%;淮河及其以北地区耕地面积占全国64%。
3、对淡水资源过度开采的情况日趋严重。比如海河流域,海河流域是中国人口最密集的地区之一,包括北京、天津、河北大部分地区和山东、山西、内蒙、河南部分地区,区域内有26个大中城市。这个地区也是中国最为缺水的地区,人均只有293立方米。这些年来,这里的社会经济的状况发生了很大变化。从20世纪80年代以来,中国的缺水现象由局部逐渐蔓延至全国,对农业和国民经济带来了严重影响
南水北调
中国闹水荒,主要是指北方。特别是近20年来的自然变化和人类活动的影响,淡水资源南多北少的趋势更加严重。这种由自然、地理、气象等因素所形成的淡水资源分布情况,单用软科学的办法是很难解决问题的。必须用硬办法。正在进行中的南水北调工程,就是硬办法之一。
水资源生态防治
从目前的发展情况来看,水污染仍然是威胁我国水资源可持续发展的重要因素,在未来的发展中,水资源生态防治仍然是相关从业者的首要任务。水资源生态防治,不仅包括水污染治理,还包括提高环境用水承载能力、水资源保护、节约用水等多个方面。水资源生态防治是一个系统的工程,不仅需要专业人员的努力,还需要全社会的密切配合。比如,排污量大的工厂要自觉的进行技术改进,最大限度的控制工业用水的排放量。政府要加大监督管理制度,防止污水排放超出环境的承载能力;在全社会大力倡导节约用水,培养民众节约用水的意识;做好水资源保护,防止人类生产生活用水对水资源造成破坏。
水资源的循环利用
长期以来,我国对水资源的利用采用了粗放式的模式,造成了水资源的大量浪费。以牺牲资源为目的的经济发展模式虽然能够在短时期内取得可观的经济效益,但从长远发展来看无疑是慢性自杀,违背了我国可持续发展战略的要求。在未来的发展中,我国将会在全社会提倡水资源的循环利用,并加快相关技术的研发,通过对废水进行二次处理、重复利用达到提高水资源利用效率的目的,从而逐步打破水资源匮乏的发展态势,为我国经济社会的健康发展解决后顾之忧。
水污染治理
1、完善法律法规,强化管理,严格执法
贯彻执行《水法》《水污染防治法》《环境保护法》等法律法规,同时完善相应的法律法规,建立健全的水环境保护法律体系。对污水的排放标准进行严格控制,尤其要加强对工业污水排放的监督和管理,对违法排放的工业企业要从重处罚。对集中排污口的各类污染源,加强跟踪监测,发现问题及时解决。加强对地表水和地下水的水质监测和水源的保护工作。以流域为单元,以河流为主线,以城镇为节点,建立流域水资源保护监督管理体系,强化流域管理的监督职能和协调能力,加强各相关部门之间的交流与合作。
2、提高水污染排污费的收缴额度
当前,我国的排污收费标准定位太低,远远少于水资源的补偿费用,因此,全面提高排污收费指标,向等量甚至高于水资源的恢复治理费靠拢,采取“严进严出”的措施,或许能对乱排现象起到一定的抑制作用。
3、从源头控制污染
摆脱先污染后治理的发展模式,从控制污染物的排放量来遏止污染的进一步扩大。对企业要采取有力措施,改善经营管理,积极引进先进的生产工艺,提高物料利用率,减少污染物的排放。通过修订产业政策,调整产业结构,用行政、经济手段推行节约用水和清洁生产。
海水淡化
海水淡化又称海水脱盐,是从海水中获取淡水的技术和过程。从海水中取出淡水或者除去海水中的盐分,都可以达到淡化的目的。根据脱盐过程分类,海水淡化方法主要有热法、膜法和化学方法三大类。热法海水淡化技术主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)、压汽蒸馏(VC)和冷冻法。膜法海水淡化技术包含了反渗透(RO)和电渗析(ED),化学方法则由水合物法和离子交换法构成。在众多海水淡化方法中,水合物法所产淡水水质较差,离子交换法制水成本较高,因此化学方法应用受到限制,而冷冻法海水淡化由于冰晶的洗涤和分离较困难,造成装置复杂,运行可靠性不高,因而一直难以被大规模应用。目前,投入商业运行的海水淡化方法主要有多级闪蒸(MSF)、多效蒸馏(MED)、压汽蒸馏(VC)、反渗透(RO)和电渗析(ED),世界上采用较多的海水淡化技术方法是多级闪蒸(MSF)、低温多效蒸馏(LT-MED)和反渗透(RO)。