水の惑星で水不足はなぜ起こる?意外と知らないお水の知識

水の惑星

人間や生物にとって、欠かす事のできないお水。水の惑星と呼ばれる地球において、なぜ水不足が起こるのでしょうか?

さらに人間お水の関わり方など、身近すぎて知っているようで知らない、お水の本当のところを解説していきます。

使用できるお水は地球全体の0.01%!?

お水の総水量

私たちの住んでいる地球は、表面の約70%がお水に覆われていて、全部で約14億㎞ものお水があり、「水の惑星」と呼ばれております。これだけ聞くと半分以上がお水なので、いくらお水を使ってもお水が足りなくなるという事にはならないと思われます。

しかし、お水が不足して困っている国がある事や、日本の四国や九州地方での水不足・節水という言葉をニュースで聞く機会もあります。そうすると使用できる淡水は約2.5%。つまり地球上の56億人の人たちが、地球上の2.5%のお水に頼って生きている事になります。

しかもこの2.5%のお水も、ほとんどは水蒸気や、地下深くに潜む伏流水や地下水、南極や北極の氷など、現実には使用不可能な状態で存在しております。これらを差し引くと、人が直接使用できるお水は、なんと全体のたったの0.01%に過ぎないのです。

その0.01%を地球上の全ての生物と分かち合ってお水を共有するという事になると、人間が使えるお水はもっと少ない事になります。この地球の全部のお水を1.5リットルのペットボトルとすると、人類が使えるお水は、そのうち水滴にして数滴分ぐらいなのです。

水の惑星と言われておりますが、お水は地球にとって大切な限りある資源なのです。

改めて、お水とは何なのか?

お水の3変化

お水の構造

私たち人間にとって、お水はもっとも身近な液体の1つです。しかし、他の液体と異なる性質を数多く持った不思議な物質だという事をご存知でしょうか?

お水の分子は、酸素原子1個に水素原子2つが結合したもので、化学式ではH2Oと表します。そして、この水分子が集まったものが「お水」です。お水は水素結合という構造により、以下のような性質があります。

①沸点・融点が高い
②表面張力が大きい
③蒸発熱が大きい
④物質をよく溶かす

お水の3変化

お水が温度や気圧によって、水蒸気やお水、氷へと姿を変えますが、お水は圧力によっても変化します。お美雨が100℃で沸騰し、0℃で凍るのは、あくまでも1気圧という条件の事です。気圧が変わればお水の沸点や融点も変化します。日常でこのように3変化する物質は他にはありません。

またお水(=液体)の時と体積を比べると、水蒸気は約1,700倍、氷も約1.1倍になります。液体から個体になって体積が増えるのも、お水の特徴です。

人の体とお水の関係

年齢別水分量

汗や涙がしょっぱいように、私たちの体液と海水の成分を調べてみると、よく似ています。最初の生命は海から誕生し、人間もまたお水の中で誕生した生物の1つと言われております。長い年月を経て、地上に生きる直立二足歩行動物として進化し、水中生活に環境が変わっても、お水は私たち人間にとっては無くてはならないものです。

クラゲ98%、人60%

人の体は100兆個を越える細胞から作られています。その細胞の85%は水分ですので、体のほとんどはお水でできているという事になります。その割合は、性別や年齢によって差はありますが、成人の場合、体重の約60%を水分が占めております。

人だけではなく、動物や植物も人間と同様、体内に多量のお水を保持しております。その割合は動植物の種類や、住む環境によってかなり異なります。

中でも海中に浮遊するクラゲは漢字でも「水母」と書くように、98%が水分で、体のほとんどがお水でできております。人の場合、年齢が若いと「みずみずしい肌」などと表現されるように、年を重ねていくにつれて、水分量が減ってきますが、なぜでしょうか?

それは、筋肉と細胞が関係しております。筋肉と脂肪では細胞内の水分量が異なり、筋肉の方が水分量が多いと言われております。スポーツ選手がいくつになっても若々しく活躍されているのはそのお陰です。なので、筋肉が少なく、脂肪が多い人は、お水の割合が少なくなってしまいます。

男女比でみると、女性の方が水分量の割合が低くなっています。これは一般的に女性の方が筋肉量が少なく、脂肪が多い為です。また成人と老人を比べると、老人の水分量は更に少なくなります。この違いは脂肪の多い少ないではなく、1つ1つの細胞内の水分量の低下が原因です。筋肉が衰えるのと同様に、細胞内の水分が減っていくのは、老化現象の1つだと考えられております。

人の網膜の水分量は90%以上

人の体内の水分量は、体重の約60%が水分ですが、その内3分の2は細胞内に、3分の1は細胞外に組織液や血液として含まれており、生命を維持するために働いております。

人の体の部分で言えば、血液の83%はお水というのは理解できるとしても、脳が76%、ものを見る為の網膜は92%がお水です。人はお水に写してものを見ている事になります。

また硬い骨でさえ、22%が水分です。人の体は、筋肉や骨によって出来ているように見えますが、そういった意味でもお水で出来ていると言っても過言ではありません。

血液は酸素と栄養を体の隅々まで運び、同時に老廃物を体の外に排出しています。血液の半分以上は血漿という液体で形成され、その91%は水分で出来ております。

そして腎臓は、血液の不要な老廃物を大量のお水と一緒にろ過して綺麗にしながら、体内の水分量の調節も行なっています。水分補給が少ない時は尿の排泄量を増やして余分な水分を放出し、体内の水分量をコントロールしております。

ちなみに健康な大人の1日の排尿量は平均で1,000〜1,500mlで、最低でも500mlの尿を排泄しないと老廃物が溜まってしまうと言われております。

人間の汗のシステム

なぜ大量のお水を体内に保持していないといけないのでしょうか?

人体の細胞内のお水には、無機塩類やタンパク質、多糖類などが溶けていて、体調を維持する役割を果たしています。標準体重の人だと約5リットルの血液を絶えず全身に循環させて、生命を維持しているのです。

お水のもう一つの重要な働きとして、体温調節があります。人は環境によって体温が変動するカエルや魚などの変温動物とは違って、24時間周期で36〜37℃の狭い範囲に体の温度を調整している恒温動物です。体内では生命を維持するために多くの営みがなされていて、その代謝や酵素の働きからみて、この温度が最適の活動条件なのです。

人が摂取するカロリーのうち、運動に使われるのは20%で、残りの80%は熱となります。しかし、これが体温を上げる為に全て消費されてしまうと、体温が上昇し過ぎて、生体機能に悪影響を及ぼします。その為、汗などで体温が2℃でも上がると体調が悪くなり、場合によっては命を失う危険性があります。

お水は蒸発する際に、周囲の熱を奪う性質「気化熱」も持っていて、汗が皮膚から蒸発する際に、皮膚表面の熱を奪っていきます。夏の暑い時や、運動をしている時に汗を書くのはこの為です。私たちは汗をかく事で、体温が上がるのを防いでいるのです。私たちが汗をかく事は、体温を一定に保つ為の重要なシステムなのです。

お水なしでは5日も生きられない

人はお水と睡眠さえしっかり摂っていれば、たとえ食物を食べなかったとしても2〜3週間ぐらいは生きていられると言われております。食べ物を口に入れなくても、皮下脂肪やその他の物質が代謝反応を起こして、体の活動に必要なエネルギーや体温の保持をし、生命を保つ事が出来ます。

しかし、お水を1滴も摂らなければ、4〜5日で命を落としてしまう事になります。体内のお水が不足すると、体温を調節する汗が出なくなり、体温が上がってしまいます。また、汗や尿が出なくなると体内に老廃物が溜まり、血液の流れが悪くなって、全身の機能が障害を起こして死に至る恐れがあります。

お水の出入り

人間とお水の関係

人の体の約60%はお水で構成されておりますが、いったい1日に何リットルのお水が生きていく為に必要なのでしょうか?

成人の場合、1日に生きる為に最低限必要なお水の量は、約2,500mlと言われております。その理由は、体内のお水は血液として体内や細胞間を動き回ったり、内臓や骨を作ったりしているからです。

出ていくお水の量は、汗として500〜700ml、尿や便で1,000〜1,500ml。また私たちの体は知らない間に水分を失っていて、息を吐く時にも常に肺から水分を出しています。ガラスに息を吹きかけると、ガラスが曇るのも肺から息とともに水分が出ている証拠で、呼吸によって300〜350ml。これら全てを合計すると、私たちは1日に少なくとも約2,500mlものお水を体外に排出している事になります。

では、どのように1日に2,500mlものお水を補給すれば良いのでしょうか?

水分を補給する方法としては、まず食事があります。ご飯や肉、野菜、魚、味噌汁、スープなど、ほとんどの食事には水分が含まれているので、私たちは1日の食事で平均約1,000mlのお水を補っております

また私たちの体の中では、食べ物を分解してエネルギーに変える時に、化学反応によって「代謝水」と呼ばれる水分を、1日に300〜350ml作っています。

食事と代謝水で約1,300mlですから、あと1,200mlのお水を飲めば、失われた水分を回収し、体内のお水バランスを整える事が出来ます

そうすると年齢や運動量、気温などの条件により多少異なりますが、最低1日約1,200mlの水分を飲まないといけないのです。

まとめ

人体の影響

私たちにとって、身近なお水も深掘りしていくと、様々な問題がある事が分かってきました。「水の惑星」と呼ばれる地球上のお水資源も限りある大切なものと再認識する事ができました。

また1日2リットルのお水を飲むべきと厚生労働省からも言われおりますが、さらに掘り下げて考えていくと、飲用以外でも人間はお水を取り込んでいるので、1,200mlで良いという事も分かりました。

いかにお水と上手に付き合っていくかで、これからの環境問題や健康問題に関しても不安を減少させられると考えております。

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