液态水物相

液态水物相

张亚非

液态水微观之构造，犹如雾中之花，难以捉摸，奥妙无穷，尚未尽其深邃之理。探索其分子序列与行为、迁动及相互作用，因其动态流转，错综繁复，欲得精确无误之实验数据，目前尚难，加以实验技术之瓶颈，研究更显得捉襟见肘。

水于地球，呈现为海洋、河流、湖泊、冰川、地下水等诸多形态，滋养万物，维系生命。然观地球之表，水覆盖其七，总体积浩渺达5.226亿立方千米，淡水仅占百分之三，而受气候变化、人口增长、城市化、水体污染等诸多因素之影响，淡水资源日益短缺，水危机频发。此乃人类与生态系统面临之重大挑战。

当深究液态水之物相，以揭示其微观之奥秘，探索其分子之动态流转，理解其相互作用之机理，以助更好地利用与保护水资源，共谋水资源之可持续利用，维护地球生态平衡：

其一、液态水结构

水原分子构型巧，氢氧偏心极性高。

弱键相连成网状，簇形变化万千凿。

小团活跃大团稳，杂质悬浊影响调。

间隙易溶作用妙，化迁扩散异常超。

液态之水，结构奇特，分子构形，深奥微妙。二氢一氧，巧妙组合，极性分子，犹如舞者。水分子间，氢键如丝，将彼此紧密相连，结成网状之结构，键弱而韧，源于电负性之差，构建无数水分子团簇。

团簇之形，变幻莫测，或圆润如珠，或椭圆如盘。环境之变，影响其结构，线形、片状、网状，宛如仙境之貌，团簇之小者，2至10，双聚体或多聚体。大者则10至40，罕见40至200之巨，亦能构建三维之网络。

团簇大小，关乎水体之物理、化学、热力学特性。团簇愈小，间隙愈大，动能愈强，热力学特性愈活泼。反之，团簇愈大，分子排列愈紧密，间隙愈小，水体密度愈大，结构愈稳固。粘性增强，离子与分子扩散减缓，导电性减弱，分子间相互作用愈强。污染物溶入，难以自大团簇水中逸出，液态水质，团簇之力不可小觑。

其二、小分子团水

飞流瀑布劲泉涌，冲撞激发韧力争。

氢氧键角微变化，簇团再塑势重正。

小分子水活结构，电子迁移弱碱生。

生物细胞优利用，渗溶扩散氧含升。

瀑布飞泻，声震山谷，气势磅礴；涌泉翻腾，如珠似玉，活力四溢。此皆源于水之强大作用之力，非凡之能量也。超强力犹如巧匠之手，拆解大分子团之水，化为小分子团之精华。颠覆其原有之排列，重塑其结构，使水分子在其中不断变化，经历断裂与重组之过程，犹如生命之律动，永不停息。

大分子团之水（H2O）n，逐渐分化为小分子（H2O）2或单分子H2O团。水分子之氢氧键角，由104.5°减至103°左右，蕴含微妙之变。氢链断裂，氢原子外之电子转移，形成氢离子，余下氢氧根，于是小分子水呈弱碱性，如清泉之甘甜，滋养万物。同时，原子外之电子云层亦被切分异化，电子迁移，得失之间，终成仅有少数水分子相连之小分子团水。此水之妙，宛如精灵之舞，灵动而富有生机。

借水体表面扩散之力，水分子团之间可吸附大量氧气分子。水分子团愈小，则水体中溶解之氧愈多，水体之活性愈高。小分子团水特性繁多，诸如弱碱性、高渗透力、高扩散力、高含氧量、高表面张力、高溶解力和代谢力等。此等特性使小分子团水在生物体内更易为细胞所吸收与利用，润物细无声。在饮用水、医疗保健、农业灌溉、工业应用等领域，小分子团水具有广阔之应用前景。

其三、液态水之循环

地空往复自然水，万物生灵依赖存。

海陆蒸腾云雾覆，雨凝回降润乾坤。

江河流聚终归海，植被泉藏复涌沉。

环境清洁污染降，养分能量代环循。

水乃生命之源，生态之基。观乎天下，江河湖海，皆由水循环之道而生生不息。自天而降，自地而升，循环往复，无始无终。日之照射，气温之腾，皆影响此道之行。水自海洋、江河、湖泊、土壤、木叶蒸发为气，腾升于苍穹之中。云霭聚集成雨、雪、雾，滋润大地，万物得以生长。此乃水循环之始，亦生态系统中水之本源。

水由大气复归地面，径流成江河湖泊，终归大海。亦有渗入地下者，成为地下水，于特定水层中储存流动。泉水淙淙，河流滔滔，皆水循环之见证。水于生态系统中，作用广泛而深远。植物以根吸水，蒸腾而释放至大气中，维系大气水分之平衡。动物饮水而生存，微生物因水而繁衍。水为众多生物之栖息之所，如河流、湖泊、沼泽等水域生态系统，皆因水而生机勃勃。

水可吸纳与分解有害物质，净化环境，缓解水污染之影响。且能借稀释与扩散等方式，降低污染物浓度，减轻对生态系统之危害。其能促进养分与能量在生态系统中之循环与转移，影响地球生态系统中能量之流动。水循环连绵不断，致水于全球范围内流动，形成地球生态系统之基石。非但维持生灵之存续，且对气候、环境及生态系统等诸方面产生深远影响。

其四、水体之污染

自然水体多污染，胶体溶浮显特征。

分散形成悬粒物，液汤连续相包行。

繁殖蓝藻养分富，黑臭出乎含氧零。

厌氧菌群毒气产，水环生态尽失衡。

观自然之水，湖泽池塘，其貌多罹患富营养化之病。胶体溶液纷扰其间，固体微粒飘摇，液体连续相傍，共筑水域之景。富营养水体之内，悬浮物微细而持久，如尘埃般弥漫。水体作为连续相，裹挟细微之物，水质浑浊，生态受损。

胶体水系统中，蓝藻之繁殖期旺盛，异乎寻常，分散相以蓝藻细胞为主，数量众多，水体浑浊，久久不能澄清，蓝藻细胞游荡其中，不即沉淀。水体连续相与蓝藻细胞共存，光合作用加速，微生物与无机物质维系胶体生态平衡，蓝藻华现象显现，昭示自然之病痛。

至于黑臭水体，胶体生态更显异常，溶解氧含量极低，厌氧菌肆虐猖獗。分散相以有机物为主，臭气熏天。水体连续相裹挟臭物，使其更加顽猖。腐败有机废物成厌氧菌食粮，分解有机物，产生毒气，又进一步伤害水体。黑色腐臭之状，微生物与无机物质维系动态平衡，黑臭水体之名得以彰显。

自然之水，胶体系统变幻无常，犹如人生百态。富营养化之患，人为之祸殃。蓝藻与黑臭之态，自然警钟长鸣，警示世人需防范。保护水体生态，责任重大而漫长。愿人类共同努力，还水体清澈明朗之貌，让自然之水重焕生机与活力。