第一章地球上的水.ppt

1、1.1地球上水的分布1.2天然水1.3水的循环和再生1.4水的基本性质1.5水对人的作用和意义，第一章地球上的水，1.1地球上水的分布，1.1.1水的起源，我国在战国时代有关阴阳五行的记载。 五行是水、火、木、金、土。 在第一类假说中，初期物质中存在H2O分子的原始星云，被认为类似于现在平均含有0.5%水的陨石。 第二类假说指的是星云凝聚初期行星，即地球形成后才形成水的原始元素氢和氧。 1.1.2地球水圈的构造，(1)水蒸气(2)水滴和冰晶，1.1.3大气层的水，冰雹，2005年5月31日下午，突然来的冰雹袭击了首都。 最大的冰雹特别大，可以说是几十年来罕见的。 许多汽车也遭受了这次特大雹灾，

2、屋顶撞上星点，许多自行车棚也撞上千疮百孔，场景是狼薯。 1.1.4生物水，(1)活性水(2)植物水，1.1.5地表水，(1)河流洪水期、枯水期、平水期。 (2)湖泊多由于自然营养(如地质板壳运动)，(3)湿地、地表常有过湿或薄层积水，水流异常缓慢，使植物繁殖，可能极大地培育土层，或形成和积累泥炭。 中国最美的湿地，若尔盖(藏语意味着牦牛喜欢的地方)。 县位于青藏高原东部边缘地带，位于阿坝藏族羌族自治州北部。 黄河和长江分水岭将其分成东西两部分，东部群山连绵，山峰连绵翠绿，林涛波澜起伏的西部草原湿地广阔，水草丰富，牛羊成群，被称为“川北西高原的绿洲”。 若尔盖就像埋藏在川北西部的美丽的翡翠，被国

3、际地质专家称为“世界上面积最大、最原始、未受人为破坏的最好的高原湿地”。 若尔盖湿地一望无际，是中国最美的湿地大草原。 黄河30%以上的水量都来自这片湿地，有“地球肾脏”的美称，这无愧于母河的“蓄水池”。 1.1.6地下水是由于降水和地表水经过土壤地层渗透到地面以下而形成的。 常见的井水、泉水都是地下水，岩溶发育地区地下水也可以形成地下通道。 地下水和地表水一样是人类社会生存和发展不可缺少的水资源。 地下水作为资源之一，主要从供水的观点来说。 地下水可以长期不间断地供应一定量的水，以满足人类的需要。 例如，在美国前苏联的我国，生活： 33.7大中城市主要以地下水为供水水源，全国1/3人口饮用地

4、下水灌溉：在北方，纯井灌区占灌溉总面积的20左右，海河流域在水资源开采总量中一般是地下水，地下水是重要的水资源， 47种饮用水仅以地下水为饮用水源的21个城市以地表水和地下水为饮用水源，30种饮用水有地下水、第二节天然水、1.2.1天然水种类，(1)降水：降水是指雨，雪，雹水；(2)地上水：地上水是指降水聚集在地表流出后形成的水体；(3)地下水：地下水是指降水和地表水经由土壤地层1.2.2天然水的组成、1.2.3天然水的性质、(1)碳酸平衡、(2)天然水的碱度和酸度、(3)天然水的缓冲能力、1.2.4天然水资源的自然属性。 河流的流出有一定的能量。 (2)随机性：地球上每年降水基本恒定，但受气

5、象水文因素的影响，水资源的发生、运动和形态转换在时间和空间上呈随机特性。 水资源分布有明显的时空不均匀性，且差异较大。 易污染性：外来污染物进入人的水体后，随着水的运动，迅速扩散。水对污染物具有一定的稀释和自净化能力，但有一定的限度。 人的水中污染物一旦超过这个限度，就会积存在水中，通过水的流动、渗透、沉淀、生物链的富集，迅速扩散，影响水的使用功能。 运送到河川水体的泥沙沉淀后，河道和湖泊就会堆积。 (4)利害双重性：天然来水过少，发生干旱灾害，水是宝贵的资源水过多，就会引起洪水灾害，危害人类的生命财产和陆生生态系统，损害生态环境。 水体污染后对人类的健康、生活、社会、经济和生态环境系统有很大

6、的负面作用。 第三节地球上的水循环和再生，1.3.1水循环的概念，地球上各种形态的水在太阳辐射和地心引力的作用下，通过水分蒸发、水蒸气输送、冷凝降水、下渗及流出等环节，产生相态转换和周反复运动的过程，称为地球上的水循环。 形成水循环的内因是水的物理特性，即水在常温状态下的三态转化，形成使水分的转移和交换成为可能的水循环的外因是太阳辐射和地心引力，太阳辐射促进冰雪的融解、水分的蒸发、空气的流动等，是水循环的原动力，地心引力不使地球的水分排放到宇宙空间，使凝结的水滴、冰晶下到地表此外，海陆分布和地形的不同等外部环境的不同，也会影响水循环的路径、规模、强度。 1.3.2水循环的分类，1.3.3自然循

7、环的分类，大循环是指大气层、水层、岩石层之间的水循环过程。 小循环是陆地和海洋本身的水单独循环的过程。 自然循环的作用和意义，水循环是地球上最主要的物质循环之一。 通过形态的变化，水在地球上起着传热调节气候的作用，对地球环境的形成、演化和人类的生存有着重大的作用和影响。 水循环决定了世界水量平衡，也决定了一个地区的水资源总量。自然循环的周期和意义、水体参与水循环过程中全水量一次更新所需的时间称为水体更新周期。 水体更新周期是反映水循环强度的重要指标，也是反映水体水资源利用率的基本残奥仪。 水体更新周期越短，其动态交换速度越快，表明该水体在水资源开发利用中的作用越大。 由于地球上的水处于循环运动

8、中，从这个意义上来说，水是世界上不断更新的资源，具有“取不尽”的特征。 但是，在一定的空间和时间范围内，水资源是有限的，如果摄取的水量更多的话，会导致水资源的枯竭，所以不是“用不完”。 1.3.4水的社会循环、水的社会循环、1 .社会循环的形式、良性循环是指对使用后的污水经过收集、处理和处置，其水质达到国家规定的排放标准后，排放到天然水体中的循环方式。 或者经过处理，水质达到某些使用要求后使用的污水为零排放时也是良性循环，非良性循环是对使用后的废水不经过处理而直接排放到天然水体中的循环方式。 生产粮食和肉食需要水，比如加利福尼亚州的普通肉牛场生产1公斤汉堡和牛排的水的使用量大约是20500升。

9、 2 .人类活动的影响是，整个人类生活在世界和地区水循环关系的控制之中。 在亚马逊河流域的大规模土地利用的变化可能影响美国大部分地区的降雨模式的中东，由于流域河流上游的过剩抽出，污水使沿岸部产生海水侵入。 在阿尔塞封闭的湖流域的上游大量灌溉，湖的流入减少，湖消失了。由上述事例可知，由于水循环固有的连续性，会发生连锁反应，例如，将对环境处理的不良影响从这里传递到其他场所，从陆地传递到水体，从上游传递到下游，从河流流域传递到海洋水域。 可以看出水循环的联系和跨度很大。 3、社会循环的调控、人类对水的自然循环的影响有限，但对水的社会循环的各个环节可能产生重大影响。 关于水的社会循环量的多少、使用后的

10、废水的水质和排放量、废水处理的程度等，都可以由人们来控制。 因此，人们必须尽量利用自己的影响，使水的社会循环更加有效合理，使水资源可持续利用，人类社会可持续发展。第四节水的基本性质，1.4.1水分子的结构，水分子模型图，水分子的电子云图，氧原子位于中心，两个氢原子位于应变角箱一个面的两个对角，O-H距离为0.96，H-H距离为154，H-H距离为154的30，该键角受到外部作用的影响而变化由于水分子中氧原子的负电性强，氢原子的质子为“裸”，以氢键的形式，可以使1个水分子和4个水分子结合形成立体空间结构。 1.4.2水的化学成分，如果是体积比，则含有2个氢和1个氧，如果是其重量比，则含有11.1

11、1%的氢和88.89%的氧。 水气体具有的最简单的化学式是H2O，在液态和固体状态下，单分子水H2O、二分子(H2O)2和多分子水(H2O)n聚集而形成分子缔合。 天然的情况下，实际上绝对不存在纯净的水。 1.4.3水的状态发生变化，标准大气压下水的凝固点为0。 水的沸点是100。 水在摄氏4度时密度最高，一旦变冷，体积反而膨胀，所以冰比水轻，浮在水面上。 由于冰的热传导性差，冰的基底层可以很快防止冷冻，水中生物可以生存，但冰层阻碍大气中的氧溶于水，使水中的溶解氧无法补充，如果有严重的缺氧就会使鱼类生物灭绝。 1.4.4水的不可压缩性，根据实验资料，水为0时，每增加大气压，体积只缩小2万分之1

12、。 压缩水使体积减少千分之一，需要增加2076650Pa的大气压(相当于21.2kgcm2的力)。 因此，在实际使用时，水经常被视为不可压缩的流体。 1.4.5水的表面张力、除汞水的表面张力最大，0时等于75.4910-5Ncm在100时等于57.1510-5Ncm。 由于表面张力的作用，水可在毛细管内沿管壁上升，即发生水的毛细管作用，发生毛细、吸附、湿润等一系列界面现象，这一作用对土壤中水的运动有很大意义。 1.4.6水的溶解和反应能力由于水分子的极性强，容易与其他物质生成氢键，产生水合作用，因此水是一种优良的溶剂。 特别是水分子通过氢键与水中的各种无机离子和有机高分子中的离子基相互作用，能

13、够形成更复杂的功能性结构，这对生物来说水分子的极性很重要。 在溶液中，水本身也参与许多反应，可以发挥催化作用。 例如盐类的水解和多种氧化物与水反应生成酸和碱，水合物广泛存在于结晶和溶液中。 就像明矾的成分一样？ 第五节水对人的作用和意义，地球上所有生命存在的基础对人的重要性人体的2/3是水，人体失去10个水就难以运动，失去20个水就致死的水是重要的资源(？ 花钱如水)、水的重要性、水是生命系统和生命支持系统中最基本、生态系统中最活跃、影响最广的因素。 尽管地球上的水源是学术界争论不断解决的问题，但水在生命形成和进化中的作用已被科学证实。 水充满人体，机体水量失衡，轻则影响健康，重则危害生命。1

14、.5.1水在生命形成和进化中的作用、人体生命活动中的消化、造血、新陈代谢、细胞合成、生殖等生理过程都是在水的干预下进行的。 生物从外界环境中吸取养分，通过水将各种养分物质输送到机体的各部分，再通过水将代谢物排出体外。 1.5.2水的生理作用、1.5.2.1溶解消化功能、可使水溶性物质以溶解状态和电解质状态存在。 有些脂肪和蛋白质在适当条件下分散在水中，构成乳浊液和胶体溶液。 另外，事物进入口腔和胃肠后，依赖消化器官分泌的消化液(包括唾液、胃液、胰液、肠液、胆汁等)，可以进行食物的消化和吸收。 这些消化液中水的含量高达90%以上。1.5.2.2参与代谢和载体运输功能，水不仅参与体内生化反应的介质

15、，还参与体内氧化、还原、合成、降解等化学反应。 吸收的营养素用水溶解在身体的各部分运送，之后用水收集代谢物排出体外。 维持体内物质和能量的转化过程和平衡。 例如，血液把氧、葡萄糖、氨基酸、酶、激素、维生素输送到全身。 二氧化碳、尿素、尿酸等代谢废弃物输送到肾脏，与尿一起排出。 血液中80%具有水、1.5.2.3调节抑制功能，1 .调节体温，平衡良好地稳定参与氧化分解放热，多馀热量通过汗散热.2.调节体液粘度，改善体液组织循环.3.调节肌肉张力，保证其正常收缩4 .调节机体渗透压与酸碱的平衡1.5.2.4润滑功能，水粘度小，润滑体内摩擦部位，减少体腔脏器摩擦，防止损伤，使脏器运动灵活。 水也有滋

16、润的机能，经常使身体细胞处于湿润状态，丰富地保持皮肤柔软。 滋润喉咙，还能维持腺体器官的正常分泌。 1.5.2.5稀释排毒功能，水具有很好的溶解能力，可通过肾脏排泄水的同时将体内代谢废弃物、毒物及多馀的吃药等一起排出，减少肠道等毒物的吸收。 饮用水稀释血液中的毒素，迅速排出体外。 另外，人体血液的含水率约为80%，如果充分保持体内水量血粘度下降，胆固醇等附着在血管壁上，可以防止引起血管老化和动脉硬化。 1.5.3水的健康效应，美国一位医学博士的研究表明，水可用作强体剂、镇静剂、溶剂、发汗剂、兴奋剂和新陈代谢促进剂。 他强调说“有水”并强调药效，但与药剂不同，完全没有副作用是水特有的优点。” 俄

17、罗斯学者的研究表明，长期饮用凉开水，有预防感冒、咽炎、部分皮肤病的效果。 1 .镇静效果在心情烦躁、心情不稳定时，悠闲地喝少量水，胜似好酒，产生安神镇静效果。 适量饮水明显缓解脑缺血引起的头晕，减少头晕和晕厥。 2 .退热效果是指水分解人体多才多艺的热量流向正常体温。 例如，感冒发烧时，应该在吃药的同时多喝热水，不仅能促进血液循环和净化，还能排除血液中的有毒物质，增加汗和排尿，降低体温。 3、急救效果、水也是某些疾病的急救方法之一。 例如，一旦发生拉肚子，大肠就无法吸收水分，水分大量排出，引起体内脱水现象。 对因高烧、拉肚子脱水的患者，必须饮水，及时补充流失的水量。 如果能静脉注射0.9%的生理盐水或葡萄糖盐水，就能更快地发挥有效的治疗作用。 伴随着药的效果，无论是中药还是西药，中草汤剂还是固粉状的药，吃了药一定要喝水。 这样就能迅速充分发挥药物的治疗作用。即通过水分扩散、溶解、渗透到体液或血液中，然后通过水的流动性输送到全身的病源、病灶中，最后的水将代谢废物、病原体和多才药物排出体外。 吃药多喝水，使药物不能慢慢通过，或滞留在食道，其化学或机械