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  • みず
  • (水)




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みず(水)
アイヌ語「ワッカ」
ラテン語「アクァ」
梵語「閼加」(あか)
ロシア語「ワダー」


和漢三才図会


音は「税(セイ)」
和名は「美豆」
寺島良安は本業の医のかたわら30有余年をかけて、和漢三才図会105巻を編纂した




栄養素

エネルギーの消費において約2500ml/日が必要とされる(1ml/kcalから)ので、多量栄養素とみなされている

無機化合物の1つ。→電解質



ヒトの水分量
77%
骨髄 71%
末梢神経 66%
43.9〜55%
軟骨 75%
脂肪組織 15%
血液 80%
83.7%
肝臓 71.5%
腎臓 79.5%
心臓 73.7%
脾臓 78.7%
フリント著
「数値で見る生物学」丸善から




 水分の分泌と吸収
体の中では
  1. 唾液として・・・1500cc/日
  2. 胃の分泌物・・・2000cc/日
  3. 膵液や胆汁・・・2000cc/日
  4. 腸の分泌物・・・1500cc/日

が分泌されている




このうち
  1. 8500cc/日が小腸に吸収され、
  2. 大腸の結腸で400cc/日
が吸収される


糞便として排泄される水分は100cc/日とされる

小腸に吸収された水は、
尿として体外へ1500cc/日排泄される



 水分子
水分子のかたち(極性分子といわれます)
  • 酸素原子を挟んで2個の水素原子がくっついている。
  • 直線ではなく頂点の角度が104度の二等辺三角形になっている

水分子中の酸素水素の結合角度
  • 水分子の構造 みずの構造
  • 「Å(オングストローム)」

  • 1Å=10−8cm=0.00000001cm



水分子と水分子は直線上につながっている


1968年、諸隈奎治・京大シニアリサーチフェローがコロンビア大時代に報告。当時の定説と異なり、水分子は水素と酸素が水素結合で結びつき、直線状につながっていた

この成果から、水素結合でつながるタンパク質も直線になると考えられ、直線上に延びるとするのが常識になった




18種類の水
水素には
  • 3種類の同位体1H・2H(D)・3H(T)があり


酸素
には陽子が


  • 8個と中性子が8個の16O(酸素16)と、
  • 中性子が9個の17O(酸素17)、
  • さらに中性子が10個の18O(酸素18)

の3種類がある。
たとえば[16]には
HとO

の6種類があり、同じように17Oや18Oにもそれぞれ6種類ある。
そのため18種類の水が存在することになる
  • 重水素


2H(D)・・・は重水素といわれている。」

3H(T)・・・は三重水素といわれ、自然界にはほとんど存在しない」


天然水の中の重水素の割合
1216 99.76%
1218 0.17%
1217 0.037%
1216 0.032%
1218 0.00006%
1217 0.00001%
2216 0.000003%
その他 0.000001%






酸素18を含む水 (水ー18O)
2011年、大陽日酸はPET用診断薬の原料となる特殊な水の生産能力を高める。
増産するのは天然にはほとんど存在しない酸素の同位体「酸素18」を含む水
1cc で数十回分の試薬を造れる



通常の酸素原子は8つの陽子と中性子8個でつくられる

陽子の数は同じだが中性子の数が異なる「安定同位体」は他に9つの中性子を持つ「酸素17」と中性子10の「酸素18」の2つがある。


水ー18Oはがん診断薬「FDG」の原料となる

水ー18Oをサイクロトロン(粒子加速器)を使って核反応を起し、フッ素の同位体「フッ素18」に変える。さらに、フッ素18をブドウ糖に似た物質と合成するとFDGができあがる





 クラスター
1985年、水分子が20個の球の中にさらに1個が入ったクラスターの構造を解明したのが篠原久典・名古屋大学教授


水のクラスター研究進む
「米カリフォルニア大学バークレー校の研究チームは、レーザー分光分析や動態力学の計算を駆使して、水のクラスター(構造単位)の研究を進めている。

水の分子が2つ、3つと結合してクラスターを作る様子も明らかにしつつある。」

生物や環境にやさしいと言われるアルカリイオン水や電解水など、イロイロ出回っている機能水を、科学的に検証しようとする日本機能水学会(会長・糸川嘉則京都大学名誉教授)が2002年に発足した





ダイエットに水が一番
男性歌手が
ダイエット
中に水分を制限したため、脳梗塞になった


脳梗塞はダイエット中に運動したり、サウナに入ったりして、多くの水分が体内から奪われ、脱水状態になったときにおこりやすい


水分が血液から失われると血液が固まりやすくなる


水分を体外に出すことで起こる体重の減少が、体重の3%を超えると危険ゾーンに入るとされる

たとえば、
体重60kgの人の場合、1.8gぐらいの水分を体外に出すと、脱水症状がすすみ、血栓ができる場合がある


5%を超えると熱中症で深刻な事態になる

ダイエット
には利尿効果の高い(硬度が高い)ミネラルウォーターを選んで飲む方がよい

   
朝起きたとき
三度の食事
風呂の前後前後が大切ですよ
就寝前
にコップ1杯ぐらいのミネラルウォーターを飲む。


血液中のブドウ糖濃度が低下すると、脳の摂食中枢が刺激されて空腹感を覚える

このとき、コップ1〜2杯の水を飲むと、胃液が薄められて、胃の酸性度が下がり、脳に満腹の信号が間違って送られる


水を定期的に飲むことで、過剰な食欲や過食が自然に抑えられ、肥満を予防できる

この水飲みダイエットの科学的根拠がドイツ栄養研究所のM・ボッシュマン博士によって最近明らかにされた。
(藤田紘一郎・人間総合科学大学教授




 鉱泉水
鉱泉水には、生元素のうちの基本元素のイオンが豊富に含まれている。しかし微量元素や超微量元素のイオンは、ほとんど含まれていない。

一昼夜に飲むことの出来る鉱泉水は、最高限度1500ccで、この量は絶対に超えてはならない

一度に大量に摂取されると、器官内の物質の代謝が乱され、一時的に器官に障害が生じ、軽い中毒となることもある。

肝臓の機能や内分泌腺の働きが低下することもある。
したがって、神経性の潰瘍、胃腸障害などの治療中に鉱泉水を飲用することは要注意である。→海水




超臨界水
374℃以上、220気圧以上の状態の水

有機物質を分解する能力が飛躍的に向上する

ダイオキシン
をはじめとする有毒物質の分解・無毒化にも有望。



 緒純水
純度・・・東京ドームに角砂糖1個分の不純物
用途・・・医薬品製造・半導体デバイスの洗浄など


純水
(蒸留水)(脱塩水)(精製水)

純度・・・50bプールに角砂糖1個
用途・・・化学品の製造・飲料の製造



水道水
純度・・・50bプールに砂糖ドラム缶数本分
用途・・・調理・洗濯・入浴


◇浄水場のウイルス対策


2015年、北海道大学の白崎伸隆助教らは水に混じるウイルスを効率よく除去する技術を開発した

水道水は河川などの水を浄水処理して作る。河川水にはノロウイルスや肝炎ウイルスなが混じることがある

厚労省が定める上下水道の基準にはウイルス濃度は無いが、浄水場ではウイルスを集める凝集剤を使って除去している

ウイルス粒子はマイナスの電荷を持ち、プラスの電荷を帯びた凝集剤と結合する仕組み


水のpHが7.5〜8のアルカリ性になると性能が落ちて除去できなくなる

研究チームは従来の凝集剤を改良。塩化アルミニウムに水酸化ナトリウムを混ぜて作る時に、水酸化ナトリウムの量を増やし、水酸化物イオンの割合を80〜90%まで増やした

開発した凝集剤はアルミニウムイオンが水に残りにくくなる



アルカリイオン水
○医薬品の飲むときの水には適さない

○相互作用(併用で起きる問題)


吸収阻害(テトラサイクリン系抗生物質との併用)
・高カルシウム血症(ビタミンDとの併用)
・作用が増強する(ジギタリス)



硬水
骨粗鬆症(こつそしょうしょう)予防

100歳を超える長寿の人たちが住む地域には必ずといってもいいいほど良質の硬水がある。

水に溶けているカルシウムマグネシウムの量の多いのを硬水、少ないのを軟水と呼ぶ

ヒマラヤやアルプスなどの高原には硬水が湧き出ている。
硬水に含まれているカルシウムなどのミネラル成分は骨の形成を助け骨粗鬆症を予防する

一方、水に水素や酸素、炭酸、硫化水素などが溶け込んでいるものがある。
温泉水や人工的装置で作った水に溶け込んでいるガスが身体によい働きをしている可能性が示唆されている。

雪解け水や氷が溶けた水にも生物を活性化させる働きがあることも知られている

(吉川敏一・京都府立医科大学大学院教授)



食文化
飲み水にこだわる私(藤田紘一郎・人間総合科学大学教授)は、「体によい水」を求めて、世界の70ヶ国近くを訪れて、その土地の飲料水を調べた
インドネシアのジャワ島では、一面、黄金の稲穂が続いている水田地帯を訪れた。コメが年4回もとれるこの水田に流れ込む水はカルシウムやマグネシウムの含有量が少ない、まろやかな軟水だった。この軟水が豊かな農作物をこの地にもたらした。老人をとても敬い、子供を大切にする、やさしい農耕民族をつくった。
中近東や中央アジアの飲料水は逆に、カルシウムやマグネシウムの多い硬水だった。
この地域に住む遊牧民は、この硬水を好んで飲み、たくましく、勇敢に戦う民族になった。
水は食文化にも強い影響を与えている。
和風ダシは軟水だとおいしく抽出できる。
お茶も軟水でないとおいしくない。軟水が和食分化を生んだ

一方


シチュウなどの肉料理には硬水が適している。
パスタも硬水でつくるとおいしいものができる。
硬水がイタリア料理などの西洋料理を生んだ。 このように世界各地の水を調べてみると、水がその土地の人々と「共生」しており、その人たちの生活や生命のあらゆる面と深く関わり合いを持っていることがわかった

  1. 和食は中性脂肪やコレステロール含有量の少ない食材でつくるから、脳梗塞心筋梗塞になる危険は比較的少ない。軟水を飲んでいても大丈夫だった
  2. 一方、洋食は中性脂肪コレステロール含有量の多い食材でつくるから、脳梗塞や心筋梗塞になる危険は高い。しかし、硬水のおかげで、それらの病気になることを防いでいた



 漢方医学の水
・33種類

「井華水」「寒泉水(井戸水)」「菊花水(菊英水)」「臘雪水」「春雨水(正月の雨水)」「秋露水」「冬霜」「雹」「夏水」「方諸水」「梅雨水」「半天河水」「屋霤水」「茅屋の漏水」「玉井水」「碧海水」「千里水」「甘瀾水」「逆流水」「順流水」「温泉」「冷泉(椒水)」「漿水(栗米粥)」「地漿」「潦水」「生熱湯」「熱湯」「麻沸湯(青麻を煎じた湯)」「繰絲湯」「甑気小」「銅器の水蒸気」「炊湯」「六天気」



(東流水)
  • 東方に向かって流れる水。古代中国では湖水と区別して湯薬用にした
(甘瀾水)
  • 容器に入れた水をひしゃくですくっては垂らし、空気を含ませて表面張力を増加させた水




知恵水
弘法大師が泉州(大阪府)の槙尾山寺にいたとき、山院は地が迫り用水は不便であった。大師が呪して水を呼ぶと水は忽ち湧いて、それは今に至るまで流れている。これを智恵水という。

伝えによれば、景行天皇が肥後に行幸し芦北の小島に泊まり、食事をしたとき、山部小左(やまべのおひだり)を召して冷水を持ってくるように命じた。ところが島の中には水がなかった。小左が天地の神に祈ると、忽ち崖傍から寒泉が湧出した。それを酌んで天皇に献じた。その島を水島といい、その泉はいまもある、という
(和漢三才図会巻第五十七)






ペットボトルの水
先日、猛暑のインドネシア・ジャカルタを訪れ、現地の大学医学部で講義する機会があった。講義の主題は「下痢症」。議論が白熱化したのがペットボトルの水の病原性についてだった。現地では下痢症は頻発しており、病原体は大腸菌・ロタウイルス・腸炎ビブリオなど。ミネラルウォーターもその一因ではないかと多くの学生が熱心に討論した。
米国ではペットボトルの水から
  1. ランブル鞭毛虫・アメーバなど、大きさが約3マイクロ(1/100万)メートルの原虫の他
  2. 大腸菌・サルモネラ菌・コレラ菌といった1マイクロメートル程度の細菌
  3. A型肝炎・ロタ・ポリオなど、0.02〜0.03マイクロメートル大のウイルス類が検出されている
  4. ラテックス粒子や塩類結晶なども含まれていることがあり


欧米ではその汚染水からの感染報告もある。
欧米メーカーは細菌・真菌(カビ)対策として、濾過・オゾン・紫外線などを施し、一部製品には防腐剤を添加し、製品の品質管理に努めている
わが国では、サンプルから細菌が約5%、真菌が22%程度の検出されたとの報告が過去にあった。
ペットボトルを眺めて見ると、製造年月日が記され、賞味期間はおおむね1年となっている。製造時には濾過・滅菌・ないし殺菌されるので微生物は検出されないが、ミネラル水という低栄養条件であっても、密封後1ヶ月あたりからぼつぼつ真菌が生え出す。ただ、こうした真菌の多くは毒素がなく、飲んでも問題ない
一般に汚染原因としては、原料水の除菌・滅菌不足、栓やボトルの汚れ、製造ラインの汚れなどが挙げられる。国内ではペットボトル水による下痢の報告は見られないが、水質の共同研究をしているY先生の話では、「一度開栓してそのままにしておくと、約2時間後には非病原性細菌(枯葉菌など)が増殖し始める。保存温度が高温であったり、食塩やブドウ糖などが適度に入っていたりすると、病原菌も生えてくる」とのこと





回転
高温高圧状態の水分子

2010年、日本原子力研究開発機構は、高温高圧状態にある水分子の振る舞いの一端を解明した。

通常の水は温度の上昇とともに膨張する性質とを持つ。ところが、水の場合は分子間で「水素結合」という力が働く影響などから、必ずしも膨張せず、沸点も通常より高い。

研究グループは、水分子を580℃、17万気圧という状態にして放射光(SPring-8)で分析。理論計算で予測されて居たように、高速で回転運動をしていた
今回測定した条件は、地下数十`bに存在する水の状態とほぼ同じ。
成果はジャーナル・オブ・ケミカルフィジクス(電子版)に掲載






磁気と水の反応
モーゼ効果
  • 水は磁気に反発する。東京大学の上野照剛教授が強い磁気で水面を凹ませた。旧約聖書にあるモーゼが海を割った奇跡になぞらえ『モーゼ効果』と呼ばれる
  • 磁気とわずかに引き合う性質(=常磁性)を持つ物質では、逆に吸引力が現れる。
  • 東大の北沢宏一教授と広田憲之研究員らは硫酸銅水溶液の表面を凸状に盛り上げるのに成功した『逆モーゼ効果』だ

水滴がジャンプ
  • “飛び跳ねたと言った方が正確かもしれません”
  • 磁気による水滴の浮上実験に成功した東北大学の本河光博教授は話す。
  • 約10ccの水滴の両横から地磁気の数10万倍にあたる約20テスラの磁気をかけたところ、水滴がジャンプした。
  • 水が磁気に反発するなら、水分を大量に含む卵だって反発する。東北大の本河教授はウズラの卵や氷も宙に浮かせて見せた。
  • こうした現象が起きるのは、水がわずかではあるが磁気と反発する性質(反磁性)を持つからだ。普通の磁石では弱すぎて反応しないが、超伝導磁石のような強力な磁石を使うと反発が顕著に出る

磁気が水の蒸発を促進する
  • 水面に約8テスラの磁気をかけると、かけない場合よりも約50%UP
     
  • 水面近くの空気は蒸発したばかりの水蒸気で一杯だが、そこに磁気をかけると、反発力で水蒸気が逃げだし、あいた場所に乾いた空気がやってくる。扇風機で風を送るのと似た効果がある

酸素→磁気→水
  • 磁気で酸素(常磁性体)が水に溶け込むのを促進できることを、東大の北沢宏一教授らが確認





トラコテの水
  • ・腰痛
  • ・糖尿
  • ・アレルギー
    ・B型肝炎
  • ・エイズ
  • ・ガンが治る
  • 1993年、ウルグアイの医師が3673人の臨床データ
    • エイズ(100%)
      アレルギー(99%)
      その他(80%以上)
      死亡例はわずかに29人


ルルドの水
  • 1971年8/9日付けの『ニューズ・ウイーク』に、次のような記事がある。
    「3歳になる少女が、腎臓ガンで、すでに1個は摘出できたが、頭蓋骨に転移し、身体はやせ衰え、薬害のために毛髪は全部抜け落ち、皮膚は真っ黄色で、全身が癌に犯されているので、医者は手の施しようがないと、完全にサジを投げてしまった。そこで両親は、ワラをもつかむ気持ちで、もう半ば意識を失っているその少女をルルドに連れて行き、聖なる奇跡の水に身体にひたし、その聖なる水を飲ませた。
    しかし、そのときは何も良くなる兆しが無いので、あきらめて死ぬならわが家でと、イギリスのグラスゴーに帰った。帰宅後3日目の朝、その少女がベッドの上に座ってオレンジを食べ始めた。数日にして腫瘍は消え去り、その後は普通の健康な少女と何ら変わらない身体になった。
    このことは、スコットランドの医学界でも有名になり、ルルドの奇跡の水として有名になった


三朝温泉水
  • 放射線(ラドン)量が、通常の井戸水の8500倍。
    1リットル中に1700ベクレル
  • 放射線のホルミシス効果で治る。微量の放射線が細胞をほんの少し傷つけると、活性が上がる


桶から沸く水
  • 南フランス、アルル地方、
    石の棺から湧く


ナダーナの井戸水
  • 皮膚病




水面を形づくる水分子の並び方

  • 2011年、理化学研究所は東北大学と共同で、水面を形づくる水分子の並び方を解明した
  • 従来は結晶のように規則正しく並んでいると考えられてきた。だが、実際は乱雑に散らばって隣りあう水分子との間で弱い力でつながっていた
  • 水が空気と接する水面で水分子が並ぶ様子を、独自開発した分光計測法とよぶ技術とコンピューシミュレーションで解析した
  • 波長0.8µmの赤色光と波長3µmの赤外光を水の表面に同時に当てて、両方の光が合成した波長0.65µmのオレンジ色の光の位相を調整することで水分子の並び方を推定した
  • シミュレーションの結果と一致し、計算の予測が正しいことが分かった
  • 水は1個の酸素原子に2個の水素原子がつく「共有結合」とよぶ強い力で結合して1個の分子になる。この分子に4個の水分子が不規則に近づき、水素と酸素の原子が共有結合の1/10ほどの弱い力で「水素結合」していた
  • 理研の田原太平主任研究員と二本柳聡史研究員、東北大の森田明弘教授らの成果

地球深部にも水

  • 2014年、地球内部には地表から深さ約1400bの高温高圧の地点にも、水分があることを愛媛大学地球深部ダイナミックス研究センターなどのチームが解明した
  • 成果は2/2のネイチャージオサイエンス(電子版)に掲載
  • 海などの水はプレートの沈み込みにより、鉱物の構成物の1つとして地球内部のマントルに運ばれ、深くなるに従って温度や圧力が上昇し水分が抜けるため、これまでは、約1250`bが限界とされてきた
  • 研究チームは、プレート中に存在し、水分を含む性質がある蛇紋石と同じ成分を持った鉱物を作り、装置にかけて高温・高圧にして深さ約1400`bの環境を作り出した
  • この鉱物が水分を含む別の鉱物に変化したため、約1400`bの地点でも水分があると判断した
  • できた鉱物は「H相」と名付けた
  • H相にアルミニウムを加えると、さらに高温高圧の環境下でも水分が抜けなかった
  • 深さ2900`b付近にある地球の核との境界までH相による水分が運ばれるとみて、これから検証する






水の凍結
凍結を抑える物質
  • 北海道大学の藤川清三教授らのグループは、寒冷地に生育する木の幹から水を凍らせない様にする物質を2007年発見した
  • 水に微量加えただけでも−10℃でも凍らなかった。
  • カツラという木で、−40℃以下でも凍らない細胞に注目した。
    細胞から抽出した『ケンフェロール-7-0-グルコシド』を0.01%加えるだけで水が凍らなくなった


マイナス30度でも凍らない
  • 純水をきれいな容器に入れ、ゆっくり冷やすと零下30℃くらいになっても凍らない。
    この容器にちょっとした機械的刺激を与えると、ほとんど瞬間的に氷になり、温度は0℃に上昇する。1728年にファーレンハイトがこの現象を発見した。
    このとき、温度が上昇するのは、液体から固体に変わる際に放出される潜熱のためだった。
    これらの実験から1760年代にブラックが温度と熱量の区別を明瞭にした(荒川泓著「近代科学技術の成立」)
  • 水の凝固(凍結)
  • を導く氷の核生成と成長の分子動力学シミュレーション
  • 水を冷却すると凍結してになる。このおなじみの相転移は広く自然界で起こるが、単純な液体の凝固の場合とは異なり、計算機上でのシミュレーションはこれまで成功していない。
    これが困難なのは、個々の水分子の間の水素結合によって不規則な3次元の水素結合ネットワークが生じ、そのポテンシャルエネルギー面が大域的にでこぼこで複雑であり、また異る水素結合のネットワーク構造が極めて多く存在するからだ。
    その結果、実際の水が凍結して1つの結晶構造をもつ固体になる過程を再現するのは非常に難しい。閉じこめられた水のように、限られた数の不規則な水素結合ネットワーク構造をもつ系の場合、液体状態から結晶構造への経路をつきとめることは比較的簡単である。しかし、純粋で3次元的な水の場合、多数のネットワーク構造をとりうるために、凍結の分子動力学シミュレーションは非常に困難である。今回、純水の凍結の際の分子過程をとらえた分子動力学の結果を示す。比較的長寿命の水素結合が、ある1ヶ所に十分な数発生し、コンパクトな初期核が形成され、氷の核生成が起こることを見いだした。この初期核は徐々に形と大きさを変化させ、急激な成長が可能な段階に達し、系全体が結晶化する



マイナス265度で凍らない水
  • 2013年、名古屋市立大学お青柳忍准教授らが発見
  • 水分子をナノテクノロジーの代表素材であるフラーレン(球状炭素分子)で1個づつ包んだ
  • 冷やしても分子は自由に動いた。
  • 炭素原子60個からなるフラーレン「C60」に水分子1個を入れる技術を強痔あの村田靖次郎教授らが開発したのを受けて取り込んだ。今回、水分子が入ったC60が整然と並んだ結晶を合成した。この結晶を摂氏零下265度まで冷やし、水分子の状態を調べた。X線で観察したところ、結晶は冷却時にも構造を保っていた。また、水分子は外から電気を与えるとカゴ状のC60の内部で自由に動いた
  • 水分子は
  • プラスとマイナスの電気が偏った構造をしている
  • 電気を与えると、各分子のプラスとマイナスのむきがそろう現象が起きる





浄水器で・・・放射性物質を除去
  • 日本放射線安全管理学会は水に含まれる放射性物質を市販の浄水器で除去する中間報告を2011年5月にまとめた
  • 汚染された雨水で実験した結果、
  • ポット型浄水器の1回の処理で放射性ヨウ素の70〜80%を、放射性セシウムの84〜93%を除去できた
  • 汚染水道水でも除去できる可能性がある
  • 研究は東京電力福島第1原子力発電所の事故を受けて急遽実施
  • 実験には、放射線量が上がった時期に福島県などで入手した雨水や、これを通常の水道水で薄めて汚染水道水を模擬した水を使用

光触媒で浄化
  • 2013年、富士通は汚染された水の浄化に光触媒を活用する技術を開発した
  • 開発したのは人間の骨や歯の主成分であるアパタイトのカルシウムイオンの一部をチタンイオンに置き換えた「チタンアパタイト」
  • 2つのイオンとリン酸イオンの3種類のイオンで構成されている




深層水

海水

超臨界水



クリプトスポリジウム

温泉

体液

膀胱ガン









    
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