第七節 水

水是一切生物必不可少的物質。從最簡單的植物、單細胞生物到最復雜的人類，水都是生命所必需、所依存的物質，是人類生活和發展生產的必備條件。它同時以固體、液體和氣體三種形式存在于自然界中。

一、水的結構

水分子（化學式：H₂O）是由兩個氫原子分別以共價鍵與一個氧原子結合，呈非線性，且共用電子偏向于氧的一邊，形成一種極性共價化合物。有極分子間正極與負極以氫鍵結合在一起。氫鍵是一種弱靜電鍵，如水被加熱，分子的熱能增加，分子運動增強，促使氫鍵破裂，水呈蒸汽狀態時，水以單分子存在，無氫鍵形成。相反，如液態的水被冷卻，水分子熱能喪失，則有利于氫鍵形成。氫鍵廣泛存在于冰中。水分子間氫鍵的存在，便賦予水以一些特殊的物理性質，比如高的沸點（100℃）、高的比熱［1cal/（g·℃）］、極高的汽化熱（540cal/g）等。

二、水的生理功能

（一）構成細胞和體液的重要組成成分

水是人體含量最多的成分。人體內的液體稱為體液，約占體重的65%，其中2/3的體液分布在細胞內（稱為細胞內液）；1/3的體液分布在細胞外（稱為細胞外液），包括血液、淋巴液、腦脊液和細胞周圍、細胞之間的組織液（即細胞間液）等。血液含水量占80%以上。人體細胞都浸浴在細胞外液中，細胞外液構成人體內的內環境。維持內環境的相對恒定狀態是保證機體正常生命活動的必要條件。

人體的含水量即指體液的含量，會因年齡、性別、形體等方面的不同存在個體差異。胚胎含水量約為98%，新生兒約為80%，年齡越大，含水量越低，老年人體內水分含量僅占體重的50%；男性含水量比女性高，運動員高于普通人，主要代謝活躍的肌肉，水的含量較高（表 2-42）。

（二）參與體內的新陳代謝

水具有很強的溶解能力和較大的電解力，人體內的有機或無機的營養物質吸收和轉運、代謝產物的排出都需要溶解于水才能進行；水的流動性，協助加速營養物質的運送和廢物的排出，使消化、吸收、代謝、分泌與排泄等新陳代謝和生理化學反應順利進行。

（三）調節體溫

水的比熱比其他物質高，它能吸收體內分解代謝產生的大量熱能而使體溫變化不大。血液循環和體液的持續交換，使代謝產生的熱迅速通往全身，在體溫37℃下，蒸發1g水可帶走2.4kJ的能量，在高溫下，可以通過皮膚水分的蒸發和汗液的揮發散熱，保持體溫的恒定。

（四）潤滑作用

水具有潤滑作用，可以減少體內臟器的摩擦、防止損傷，并可以使器官運動靈活。如唾液、消化液有利于咽部的濕潤和吞咽以及胃腸道的消化；淚液可以防止眼球干燥，關節滑液、胸膜和腹膜的漿液、呼吸道黏液都有良好的潤滑作用。

三、水的分類

根據水中所含的不同物質區分為不同類別的水，人類對不同類別的水應該有正確的認識。人體要保持健康和防止衰老，對于處在不同年齡、不同性別、不同生理狀態下的人群，都要根據自身的條件和需求，選擇有利于促進健康的水的種類、溫度和攝入量。

（一）飲用水

地球表面近乎 3/4的地方被水覆蓋，但是，只有約2.53%的水是“淡水”，可適用飲用。原始人生活在泉水，河流和湖泊附近，他們只有用粗陋的容器來裝水和貯水飲用。以后從井水發展到現代普遍運用的自來水。自來水是來自河流、湖畔、水庫等地表水或地下水源的水，經過“混凝-沉淀-過濾-消毒”工藝，符合水標準后通過管道輸送到戶的生活飲用水。符合飲用水標準的白開水是最好的飲用水。

（二）硬水與軟水

飲用水根據水的硬度大小可分為硬水與軟水，水的硬度是指水中溶解的無機鹽含量，主要是二價金屬的含量，尤其是Ca2+和Mg2+。含碳酸氫鈣或碳酸氫鎂的硬水為暫時性硬水，如石灰石山脈地區的地下水，煮沸后形成碳酸鈣或碳酸鎂沉淀出，鈣、鎂離子濃度降低變成軟水；而鈣、鎂離子以氯化物或硫酸鹽形式存在的硬水，如做豆腐的鹵水，加熱煮沸都不會沉淀出來，就是永久性硬水。輕中度硬水甘洌可口，軟水則淡而無味。經常飲用適度的硬水能有效降低心血管疾病和腦血管疾病的發病率與死亡率；最近對眾多先進的流行病學研究的元數據進行分析表明，這個健康功效來自鎂，而不是鈣。水的硬度并非越高越好，高度硬水會有苦澀味，偶爾飲用可引起腹脹、腹痛或腹瀉等胃腸功能紊亂癥狀，長期水飲用硬度過高的水可引發結石類疾病。硬水中的礦物質還會造成鍋爐、洗衣機和蒸汽電熨斗等電器生垢，水垢影響洗滌質量。而軟水非常適合用于烹調用水、日常用水及工業用水，但長期飲用軟水，可能增加心腦血管疾病的發病率。

（三）純凈水

純凈水是以江、河、湖水或自來水等為水源，采用蒸餾法、電滲析法、離子交換法、反滲透法等水處理工藝，使水達到純凈、衛生。正常人適當飲用純凈水，有助于人體的微循環，但長期飲用會影響體內電解質酸堿平衡，影響神經、肌肉和多種酶的活動。

（四）蒸餾水

蒸餾水是用蒸餾方法制備的不含任何物質的中性水。蒸餾次數越多，蒸餾水的純度越高。蒸餾水屬于純凈水的范疇，純度達99.9%，水中的礦物成分已微不足道。長期飲用這種水，不利于健康，故不宜作為常規飲用水。一般用于實驗室做生化實驗。

（五）礦泉水

天然礦泉水是從地下深處自然涌出的或經鉆井采集的，含有一定量的礦物鹽、微量元素或其他成分，在一定區域未受污染并采用預措施避免污染的水；其化學成分、流量、水溫等動態指標在天然周期波動范圍內相對穩定。飲用的礦泉水必須符合國家標準。

中國2008年出臺了新的飲用天然礦泉水標準，與GB 8537—1995比較，去掉溴化物1項界限指標，限量指標中新增了溴酸鹽、銻、錳、鎳4項，修改了鎘、砷、硼、氟化物4項標準，刪除了鋰、鍶、碘化物和鋅4項；污染物指標中，增加了陰離子合成洗滌劑和礦物油2項指標，修改了亞硝酸鹽指標，增加了3項微生物指標，刪除了菌落總數指標，具體的理化指標如下：

1.界限指標

必須有一項或一項以上指標符合表2-43的規定。

2.限量指標

各項限量指標均必須符合表2-44的規定。

3.污染物指標

各項污染物指標必須符合表2-45的規定。

4.微生物指標

各項微生物指標均必須符合表2-46的規定。

天然地下水流經人為的礦石層或通過加入食用級的元素化合物，使其達到天然礦泉水飲用標準的，稱為人工礦化水或人工礦泉水。

（六）離子水

通過前置過濾器凈化后的自來水，再通過輸入直流電的電解槽，電解生成正、負兩種離子水。負離子水是陰極流出來的堿性離子水，亦稱飲用離子水，由于該種水分子團比一般水小，滲透力強，含氧量高，溶解能力比自來水高出一倍，更容易被細胞、組織、器官吸收，利于人體健康。正離子水是陽極流出的酸性離子水，亦稱美容（消炎）離子水，符合皮膚的酸堿度，用于洗臉，可收斂、美白皮膚，還可消炎防感染。電解水生成器價格比較昂貴，目前難于普及千家萬戶。

（七）其他種類水

加氯水：氯化消毒是沿用多年并普遍采用的自來水消毒技術，生活飲用水衛生標準GB 5749—2006規定執行余氯濃度，確保防御飲用水中微生物引起腸道傳染病。近年許多氯化物消毒副產物具有潛在健康危害，已引起公眾的關注。我國飲用水衛生標準GB 5749—2006增加了一氯胺、臭氧、二氧化氯消毒劑指標。

氟化水：某些地區的氟化物濃度相對高，特別地下水，可能產生對健康影響。氟化物主要對骨組織產生影響（骨骼和牙）。低濃度的氟化物可保護牙齒免患齲齒，特別是兒童。起到防止齲齒飲用水中氟化物的最低濃度為0.5mg/L，然而飲用水中氟化物濃度高于1.5mg/L時，易發生氟斑牙，甚至氟骨癥。

海水：海水中有3.5%左右的鹽，其中90%是氯化鈉，另外還有氯化鎂、硫酸鉀、碳酸鎂以及含鉀、碘、溴等各種元素的其他鹽類。所以海水又苦又澀，難以入口，人體一旦飲用海水，腎臟不能處理過量的鈉和氯，將會對人體產生不良后果。

四、水的平衡

人體內的水分含量對維持體內的pH、滲透壓、體溫以及電解質的平衡具有重要意義。人體在正常情況下，每天經皮膚、呼吸道及尿和糞的形式排除一定量的水分，就應當補充相當數量的水，才能維持動態平衡，稱為“水平衡”。

（一）水的攝入和來源

1.飲用水和其他飲料

在飲水量方面，各人常因自己的生活習慣而有很大差別。對于同一個人，又因氣候條件，勞動強度及生理狀況的不同而異。《中國居民膳食指南（2016）》推薦每人每日飲水1 500～1 700ml。

2.食物中的水

成人每日估計，從食物中攝取水800～1 000ml。

3.內生水

主要來源于蛋白質、脂肪和碳水化合物代謝時產生的水。每克蛋白質代謝產生0.42ml水，脂肪為1.07ml，碳水化合物為0.6ml。每人每日產生代謝水約為300ml。

（二）水的排出

1.尿液

體內水主要經腎臟以尿液的形式排出，尿量與人體攝入的水量及飲水方法等都密切相關，正常成人24小時尿量1.5～2.5L之間，超過2.5L為多尿，少于400ml為少尿，如果24小時尿量不足100ml，則稱為無尿。少尿和無尿都是腎功能衰竭的重要表現。

2.皮膚蒸發

有兩種形式：一種是不感蒸發，是指體內水分從皮膚表面不斷滲出并被汽化的過程，因不被人所察覺，且與汗腺活動無關，故得此名。在環境溫度低于30℃時，人體通過不感蒸發丟失的水分相當恒定，為12～15g/（h·m2），24小時蒸發600～800ml。在肌肉活動或發熱時，不感蒸發可增加。嬰幼兒不感蒸發的速率比成人大，因此在缺少時，嬰幼兒更容易發生嚴重脫水。在臨床上患者補液時，應注意補充不感蒸發丟失的這部分液體量；另一種形式是出汗，是指汗腺主動分泌汗液的活動。通過汗液蒸發有效地帶走大量體熱。

3.肺呼吸

呼吸時會帶出一部分水分，淺快的呼吸丟失水分少，深而慢的呼吸所喪失的水分較多，正常人每日由呼吸喪失的水分200～400ml。

4.糞便

雖然人每日分泌入消化道的各種消化液量可達6～8L，每日還飲水1～2L，但這些水分幾乎全部在回腸和結腸近端回收，每日糞便中排除的水僅約150ml（表2-47）。

體內水平衡受神經系統的口渴中樞、垂體后葉分泌的抗利尿激素及腎臟調節。當機體水攝入不足，血漿滲透壓過高時，興奮口渴中樞，激發飲水行為。從表2-47可以看出，消化道吸收的水是人體體液的重要來源，而通過消化道僅排除少量水分。腎臟則是水分排出的主要器官，通過腎小球濾過、腎小管和集合管的重吸收和排泄生成尿液，排出體外。垂體分泌的抗利尿激素在調節腎臟水重吸收中所起的作用最重要。血漿滲透壓升高和血容量減少，抗利尿激素釋放增加，腎臟集合管管腔膜對水通透性增加，水的重吸收增加，尿液濃縮，尿量減少。水攝入不足，或丟失超出機體調節，可引起一系列急性或慢性健康問題，其嚴重程度取決于脫水的程度。脫水急性癥狀包括頭痛、疲勞、體能下降、注意力不集中、運動性氣喘、中暑甚至休克危及生命。長期輕微脫水可能導致疲勞、便秘及增加尿結石、尿路感染、靜脈血栓等疾病，由于口渴并不是輕微脫水的最初征兆，所以這類脫水很容易被忽視。正常人極少出現水中毒。但在短時間大量飲低滲液，超過腎臟的排泄能力時，過剩的水分使細胞腫脹，可發生水中毒。腦組織水腫、顱內壓增高而引起頭痛、惡心、嘔吐、記憶減退，甚至昏迷、驚厥等，甚至引起死亡。

（三）水的需要量

水需要量與個人緊密相關，取決于一系列內在和外在因素，包括年齡、體重、性別、環境溫度及勞動強度等。不同人需要的水分不一樣（波動范圍1～5L/d），同一人在不同時期對水分的需要量也不一樣。每個人都需要不斷尋找自己的最佳水分攝入量。正常情況下，每公斤體重計算，嬰幼兒和兒童每日需要量比成人需要更多的水。《中國居民膳食指南（2016）》推薦成人每日水的攝入量是1 500～1 700ml。

（徐旭軍）