水

**水**（，）係一種氫氧化合物嘅俗稱，學名叫**氧化氫**（），純水只含有單一種分子，由兩個氫原子同埋一個氧原子合成。化學方程式應該表達成H_2O。水係地球上最常見嘅物質之一，係包括人類在內所有生命生存嘅重要資源，亦係生物體最重要嘅組成部分。

地球超過百分之七十表面俾水覆蓋，嗰啲地方叫海洋，或者簡單啲叫做海。水分為淡水同鹹水，而鹹水即係所謂嘅海水，佔全球嘅97.5%，而淡水有2.5%。冰佔咗淡水2.5%嘅1.7%，所以用得到嘅淡水（過濾咗嘅）係少之又少。淡水係其中一種全世界都爭奪嘅自然資源之一，太多水叫水浸，太少水叫乾旱。

## 一般概念

純水嘅化學式係H<sub>2</sub>O。喺地球上觀察到嘅水好少係單一嘅化合物:淡水含有唔同礦物質,海水含有大量鹽分;經過粗略過濾嘅清水仍然係水溶液,係非常稀釋嘅溶液,含有鈉、鉀、鎂、鈣等陽離子同埋碳酸根、硫酸根等陰離子形式嘅無機鹽,除咗痕量有機污染物之外,仲有溶解嘅氧氣、二氧化碳等氣體,以及懸浮嘅細微顆粒、細菌同其他微生物。化學家偏好用蒸餾水,以免污染或改變研究嘅水溶液:呢種蒸餾水,有時通過簡單閃蒸獲得,幾乎唔含任何礦物鹽、溶解氣體、有機污染物同溶解氣體。值得注意嘅係,相對純淨同中性嘅蒸餾水好難長期保存,因為佢嘅pH值最初係7,但容易因為攪拌溶解空氣中嘅二氧化碳而滑落到5.4,而且佢幾乎為零嘅電導率會因為離子嘅不可避免重新出現而逐漸增加,呢啲係由於容器表面或接觸嘅氣體造成嘅。

喺地球上，水主要以液態形式存在，而且水係一種好勁嘅溶劑，越純淨越厲害：佢可以好容易就溶解或者溶解好多離子化合物，好似食鹽同石膏咁，仲可以運送好多其他氣體，例如空氣嘅成分，特別係氧氣或者二氧化碳。不過講到「萬能溶劑」呢個詞就要小心啲用，因為好多天然物料（岩石、金屬等等）喺水入面都係溶唔到嘅（大部分情況下或者只係極少量溶解）。因為水嘅密度，當水受重力影響而移動嘅時候，可以沖走同帶走好多大大細細嘅物體，呢個就會令到流動嘅液體嘅表面密度增加，解釋咗點解啲泥濘或者夾雜住岩石同植物嘅水流會有咁大嘅沖刷同侵蝕力，喺好多山區嘅傳統入面都叫做「泥石流」，最後會喺斜坡底部或者退潮嘅時候形成一層覆蓋物。

地球表面有71%都係水（97%係鹹水，3%係淡水，分布喺唔同嘅儲水庫入面），以唔同形態存在：
* 液態，喺海洋、湖泊、江河入面。除咗喺或多或少有泥炭或者沼澤嘅濕地之外，喺海同海洋入面，水仲存在於潟湖、湖、池塘、水塘、河流、溪流、小溪、運河、溝渠網絡、排水系統或者作為土壤嘅間隙水；
* 氣態，以水蒸氣嘅形式存在於空氣中。空氣嘅濕度嚟自海洋、水體嘅蒸發同植物嘅蒸騰作用；
* 固態，以冰嘅形式存在於冰川、冰蓋、浮冰、冰山等等入面。

水喺唔同嘅地球compartment之間嘅循環叫做「水循環」。作為生命嘅必需品，水對人類同所有動植物物種都非常重要。水自人類起源以嚟就係生命嘅源泉同崇拜嘅對象，同時喺好似法國咁嘅富裕社會入面，水都係經濟產品同環境嘅重要元素。

成年人嘅人體有65%係水，初生嬰兒有75%，三日大嘅胚胎就有94%。細胞有70%到95%都係水。動物平均有60%係水，植物就有75%。不過都有啲極端例子：水母（98%）同種子（10%）。
飲用水會通過腸道屏障，然後經血液同淋巴系統擴散。喺細胞膜入面，有啲特別嘅孔叫做水通道蛋白，可以畀水穿過細胞膜嘅兩面，但又可以阻止離子進入細胞。喺2009年，科學家已經喺植物同動物入面識別咗大約500種水通道蛋白，其中13種存在於人類身上。呢啲複雜嘅蛋白質孔會「篩選」同水分子大細一樣嘅分子，只畀水通過。

水有一個特別嘅屬性叫做熱膨脹異常：佢嘅固態密度比液態低，所以冰會浮喺水面。

## 水同人類
水可以發電。係靠地心吸力嘅原理利用水由高地向下衝嗰度衝力推郁部發電機。

成年人類身體嘅主要成份含有超過百分之八十嘅水，由於水響身體入面負起咗好多好重要嘅工作，譬如散熱、帶走毒素之類，而人體亦會無時無刻排走水份，好似唞氣、屙尿、出汗等等。所以人一定要飲返啲水去補充返不斷喺身體流失嘅水。

## 水嘅性質
喺常溫常壓下，水係無色無味嘅透明液體。喺自然界裏面，純水超罕見，水通常係酸、鹼、鹽等物質嘅溶液，習慣上仍然將呢種水溶液叫做水。純水可以通過蒸餾作用取得，當然，呢個只不過係相對意義上純水，唔可能絕對冇雜質。水係一種可以喺液態、氣態同固態之間轉化嘅物質。固態嘅水叫做冰；氣態叫水蒸氣。

喺20℃時，水嘅熱導率係0.006 J/s·cm·K，冰嘅熱導率係0.023 J/s·cm·K，當雪嘅密度係0.1×103 kg/m3時，雪嘅熱導率係0.00029 J/s·cm·K。水嘅密度喺3.98℃嗰陣時最大，係1×103kg/m3，溫度高過3.98℃嗰陣，水嘅密度會跟住溫度升高而減小，喺0～3.98℃嗰陣，水唔跟住熱脹冷縮嘅規律，密度隨溫度嘅升高而增加。水喺0℃嗰陣，密度係0.99987×103 kg/m3，冰喺0℃嗰陣，密度係0.9167×103 kg/m3。所以冰可以浮喺水面上面。

水嘅熱穩定性勁強，水蒸氣加熱到2000K或者再高啲，都只有勁少量離解做氫同氧，但水喺通電嘅條件下（電解）會離解做氫同氧。具有好大嘅內聚力同表面張力，除咗汞之外，水嘅表面張力係最大，重可以產生明顯啲嘅毛細現象同吸附現象。純水有勁微弱嘅導電能力，但係普通嘅水因為含有少量嘅電解質（好似礦物質、溶解大氣中二氧化碳形成嘅碳酸）而有較強嘅導電能力。

## 水嘅來源
地球係太陽系八大行星之中唯一有液態水大部分覆蓋嘅星球。地球上水嘅起源是學術上存在好大分歧，目前有幾十種唔同嘅水形成學說。有觀點認為喺地球形成初期，原始大氣中嘅氫、氧化合成水，水蒸氣逐步凝結並形成海洋；亦有觀點認為，形成地球嘅星雲物質中原先就存在水嘅成分。另外嘅觀點認為，原始地殼中矽酸鹽等物質受火山影響而發生反應、析出水分。亦有觀點認為，俾地球吸引嘅彗星同隕石係地球上水嘅主要來源，甚至現今地球上嘅水仲喺度不停增加。

## 水污染議題

如果飲咗受污染嘅水，會嚴重損害生物的健康。

## 水文化
### 古代世界觀入面嘅水

水作爲人類生存嘅必需品，人類喺好早期已經對水有所認識。古代西方嘅四元素說，其中一個就係水；四元素說認爲所有嘢都係由地、水、風、火組成，而呢四種元素係有乾濕、凍熱區分，水就係代表濕、凍嘅嘢。中國就有五行學說，水代表所有嘅液體，以及具有流動、潤濕、陰柔性質嘅事物。

### 法文

個「水」字喺中古法文度約1490年左右先至開始用呢個寫法，仲要唔係咁多人用。喺十四世紀之前，佢寫做「eaue」，主要用嚟形容醫學上面嘅體液分泌，一直到十六世紀尾都仲係咁寫。雖然古法文嘅「ewe」喺1080年到1100年之間嘅《羅蘭之歌》已經有記載，但係喺1050年左右已經有一個羅曼語嘅形式「egua」，用嚟形容無色無味嘅液體，可能同南部古法文有關。

當時嘅學者都覺得呢個字係由拉丁文嘅陰性名詞「ăqua, aquæ」經過油語族嘅羅曼語變化而嚟。因為意大利文仲保留咗「acqua」呢個字，所以可以認得返拉丁文嘅「aqua」，呢樣嘢令到一啲字可以用學術嘅方式改編或者直接借用。好似拉丁文嘅「aquarium」，本來解作水槽或者飲水槽，經過羅曼語嘅演變之後就變成咗而家法文嘅「évier」，即係洗滌槽嘅意思。仲有「aquariophile」（養魚愛好者）、「aquatique」（水生嘅）、「aqueduc」（水道）、「aquaculture」或者「aquiculture」（水產養殖）、「aquiculteur」（水產養殖戶）、「aquicole」（水產養殖嘅）、「aquifère」（含水層）、「aquanaute」（水底探險家）、「aquaplanage」或者「aquaplane」（水上滑行）、「aquatinte」（水印版畫）、「aquarelle」（水彩畫）等等。喺化學入面，「aqueux」（含水嘅）係指一種溶劑係水嘅溶液。

至於希臘文嘅前綴「hydro-」，就係由古希臘文嘅「ὕδωρ」（hudôr）演變而嚟，唔係由「ὕδρος」（hudros，意思係水蛇）演變出嚟（呢個先至係「hydre」（九頭蛇）嘅字源）。用「hydro-」做前綴嘅字有好多，譬如「anhydre」（無水嘅）、「hydrique」（水嘅）、「hydratant」（保濕嘅）、「hydraté」（水合嘅）、「hydraulique」（水力嘅）、「hydro-électrique」（水電嘅）、「hydrominéral」（礦泉嘅）、「hydrofuge」（防水嘅）、「hydrophile」（親水嘅）同「hydrophobe」（疏水嘅）、「hydromécanique」（水力機械嘅）、「hydropneumatique」（液壓氣動嘅）、「hydrosoluble」（水溶性嘅）、「hydrostatique」（流體靜力學嘅）、「hydrothermal」（熱液嘅）等等。仲有啲名詞好似「hydracide」（氫酸）、「hydraire」（水螅）、「hydratation」（水合作用）、「hydrate」（水合物）、「hydravion」（水上飛機）、「hydrémie」（血液稀薄）、「hydrocharidacées」（水鱉科）、「hydrocotyle」（天胡荽）、「hydrocution」（落水休克）、「hydrodynamique」（流體動力學）、「hydroélectricité」（水力發電）、「hydrofoil」（水翼船）、「hydrogéologie」（水文地質學）、「hydroglisseur」（氣墊船）、「hydrographie」（水文學）、「hydrolase」（水解酶）、「hydrolat」（蒸餾水）、「hydrologie」（水文學）、「hydromel」（蜂蜜水）、「hydrométéore」（水汽現象）、「hydromètre」（水尺）、「hydrosilicate」（水矽酸鹽）、「hydroplanage」（水漂）、「hydrosphère」（水圈）、「hydrostatique」（流體靜力學）、「hydrothérapie」（水療）。動詞就有「hydrater」（加水）、「hydrofuger」（防水處理）、「hydrolyser」（水解）等等。

如果要再詳盡啲，仲要加埋兩個前綴：「hygro-」同「lyo-」。「hygro-」係由希臘文「hugros」（濕度）演變而嚟，「lyo-」就係由希臘文「lucin」（溶解）演變而嚟。用呢兩個前綴嘅字有「hygromètre」（濕度計）、「hygrophile」（親水嘅）同「hygrophobe」（疏水嘅）、「hygroscopique」（吸濕嘅）、「lyophile」（凍乾嘅）同「lyophobe」（厭凍乾嘅）、「lyophilisation」（凍乾）等等。

講到「水」，我哋通常諗到嘅係無色無味嘅液體，大部分係水，但唔係純水。視乎佢嘅化學成分，亦即係佢嘅來源或者用途，我哋會再加啲形容詞：
* 礦泉水、蘇打水、山泉水、海水、淡水、飲用水、雨水、自來水、餐桌水、氣泡水、平水等等；
* 喺化學入面，我哋會講重水、氚水、硬水、蒸餾水；
* 以前啲用法，濃硝酸叫做腐蝕水，可以溶金嘅酸mixture叫做王水，酒精加水就叫做燒酒；
* 女人臨盆前會破羊水。

## 地球物理學：地球同宇宙嘅水

### 宇宙入面嘅水

水喺可觀測宇宙嘅質量中佔百萬分之一。

水係普世存在嘅：射電天文學喺宇宙各處都探測到水。除咗地球呢個明顯嘅例子之外，喺成個太陽系、星際媒介，甚至係恆星表面都搵到水。由星際雲到眾多銀河，包括銀河系。水好有可能喺最遠、觀測唔到嘅地方都大量存在，因為佢嘅成分（氫同氧）係宇宙中最豐富嘅元素之一。星際雲可能會集中喺太陽星雲同恆星系統，好似我哋嘅太陽系咁。最初嘅水可以喺彗星、行星、矮行星同佢哋嘅衛星度搵到。

液態水目前得喺地球上面見到，雖然有跡象顯示佢可能（或者曾經）存在於土星衛星土衛二嘅表面之下、木衛二同埋火星表面。似乎月球某啲地方都有冰態嘅水，但仲要確認。呢個講法嘅邏輯原因係好多彗星撞落月球度，而彗星含有冰（所以當太陽風吹到佢哋嗰陣，會見到條尾巴）。如果喺第二個行星搵到液態水，咁地球可能唔係我哋知道嘅唯一有生命嘅行星喇。

### 地球上面水嘅來源
關於地球上面水嘅來源，有唔同嘅意見。

### 地球上嘅水嘅形態

水循環（學名叫做水文循環）係講水喺水圈、大氣層、土壤入面嘅水、地表水、地下水同植物之間不斷交換嘅過程。

液態水可以喺各種水體度搵到，好似海洋、海、湖泊，仲有啲水道例如河流、溪流、山澗、運河或者池塘。地球上大部分嘅水都係海水。大氣層入面都有液態同氣態嘅水。地下水(含水層)入面都有水存在。

### 地球上水嘅分佈

地球上嘅水總量大約有。呢個總量入面：
*  (97.2%) 喺海洋度；
*  (1.8%) 喺冰川同冰蓋度；
*  (0.9%) 係地下水；
*  (0.02%) 係淡水，喺湖泊、內陸海同河流度；
* 大氣中嘅水蒸氣，喺任何時候都相當於 (0.001%) 嘅液態水。

雖然氣態水嘅比例好細，但係地球喺佢嘅歷史過程中已經損失咗四分之一嘅水去太空度。

自從2014年開始，我哋知道地幔嘅一部分主要由鎂橄欖石組成，深度喺之間，可能包含高達現今海洋體積三倍嘅水（而且可能係海洋水嘅主要來源）。雖然呢個量化仲未確定，但可能會令到地球上可用嘅水量大幅改變，即使呢啲水嘅可開採性同自發可用性都好成疑。

### 水喺生命起源入面嘅角色

睇嚟液態水喺地球上生命嘅出現同存續方面扮演咗同而家仲繼續扮演緊一個關鍵嘅角色。相比氣態同固態,液態水可以令原子同分子之間嘅接觸面最大化,從而增加佢哋之間嘅相互作用。水係一種極性分子同埋一種好嘅溶劑,可以溶解好多種分子。水循環起到一個重要作用,尤其係透過對大陸嘅侵蝕,將大量生命所需嘅礦物質帶到河流、湖泊同海洋入面。水結冰後可以令岩石爆裂,增加呢啲礦物質嘅可用性。

### 「人類世」期間嘅水
喺「人類世」期間,人類已經徹底改變咗水循環,包括過度開發某啲地下水層,濫伐森林,氣候變化,大型河道渠道化,大型水壩,大規模灌溉。人類以一個前所未有嘅速度同規模改變咗水循環,呢啲改變嘅影響甚至超越咗重大嘅地質力量。

## 註

## 參考