お水のおはなし～水について2～みんなで水について知識をつけよう

水の中のカルシウムやマグネシウムは溶けているので実際には目には見えません。

軟水と硬水

水には、大きく分けて「軟水」と「硬水」の2種類があります。
これは、水に溶けているカルシウムやマグネシウムの量で決まります。
カルシウムやマグネシウムが少ない水は「軟水」
カルシウムやマグネシウムを多く含む水は「硬水」です。

日本の水は、地方によってカルシウムやマグネシウムの量が少しずつ違いますが、ほとんどが軟水です。ただ、沖縄の一部など地域によっては硬水のところもあります。また、アメリカやヨーロッパの国ぐにでは、日本よりカルシウムやマグネシウムの量の多い硬水多いようです。軟水と硬水では飲んだ感じにも少しちがいがあり、軟水の方が口当たりは柔らかく感じられます。それを「硬度」という数値で表します。大体次のように分けられます。

硬度0～100　　　軟水
硬度101～300　　中硬水
硬度301以上　　硬水

岩石の成分が、どうして水の中に入るのでしょうか？

水の中に溶けているミネラル成分は、山や大地をつくっている岩石の成分でもあります。

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1）　山や大地に降った雨が地面に滲み込む。
2）　土から、砂と岩の層さらにその下の大きな岩の層まで、ゆっくり滲み込む。
3）　滲み込む途中で、岩の成分を少しずつ溶かしながら進む。
4）　水の中に岩石の成分が少しずつ入る。
5）　長い時間をかけてさまざまな成分を含み、ミネラルウォーターとしてくみ上げられる。

カルシウムやマグネシウムは岩石の成分ですが、わたしたち人間の体にも必要な大切な成分です。
日本の水は硬度20～100の間に入るものが多く、軟水と呼ばれるものがほとんどです。ヨーロッパなどの大陸でとれた水は硬度301以上のものが多く、硬水と呼ばれます。

日本で軟水が多いのは、次のような理由があります。

山と海が近く、傾斜が急な地形です。大陸の水に比べると、岩石と触れる時間が短いので、成分の少ない軟水になります。
火山の活動によってできた場所が多く、地層の多くは主に火成岩で出来ています。そのため、ミネラル分の少ない軟水になるのです。

反対にヨーロッパなどの大陸で硬水が多いのは、次のような理由です。

山と海が遠く離れていて、ゆるやかな地形をゆっくり水が移動します。それだけ岩石とふれる時間が長いので、成分をたっぷり溶かしこんで、硬水になるのです。
もともとヨーロッパは、海底がもり上がって陸になった場所が多く、地層の中に、昔、海にあった貝殻や魚の骨がたくさん含まれています。貝殻や骨にはミネラルがたっぷりふくまれているので、地層もミネラル分が多くなるのです。

地球にある水には、海水、川の水、湖や池の水、地下水、雨水などがあります。どの水もちがう場所にありますが、蒸発したり、降ったり、流れたりして、ぐるぐる回りながら1つにつながっています。

海水と川の水について、調べてみましょう。

海
海水の中には、地球の生き物や岩石など、ありとあらゆるものをつくる材料になるものが、全部溶け込んでいるといわれています。色々な物質を作る、一番おおもとの材料になるものを「元素」といいますが、海の中にある元素の主なものは、次のようになっています。
海水中にある主な成分
ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、硫黄、カリウム。
人間の体にある主な成分
ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、リン、硫黄、塩素。

人間を作っている成分と、海の水の元素はとてもよく似ています。このことは、生き物が海から生まれて進化してきた証拠だと考えられています。

海は地球の約3分の2を覆うほど広いのですが、世界中どこの海でも、この成分はほぼ同じです。この数億年の間でも、海水の成分は変らないままでした。しかし、海には、川からたくさんの物質が流れこんでいます。空気からもいろいろな成分が溶け入ってきますし、風に運ばれた色々な粒も、海に入ってきます。それなのに、なぜ海の成分はずっと変らないのでしょうか？

実は、海の中では、海の中に住む生き物達の活動や、成分どうしの化学反応によって、色々な物質が作られ続けています。この時、外から入ってくる成分は、海水の中でほとんど使われてしまうのです。他にも、海底火山の熱い水との反応で、色々な物質が海の中で出来ています。海は、海に入ってきた成分を材料に色々な物質を作る、化学工場のような役割を果たしているのです。

地球の材料を運ぶ・川の水

川は、陸から海へ色々なものを運ぶ、運び屋の役割をしています。

川の水に含まれる物。

土や岩石の小さな粒
大きめの粒は、流れがゆるやかになると、少しずつ底に沈みます。海まで運ばれて、海底に積もるものもあります。
土や岩石、土の中のすき間にある空気から溶け出た成分
ケイ素　硫黄　カルシウム　ナトリウム　塩素　マグネシウム　カリウム　二酸化炭素。
これらが海に入ると、海の中でいろいろな物質ができる材料になります。
人間の活動から出た、汚れの物質
人間が出した生活排水や家畜の尿、微生物など。干潟や浅い海にいる生き物達によって、少しずつ取り除かれます。

1）　アサリなどの貝が、水を吸いこむ。
2）　アサリは、えらで水をこしわけ、プランクトンなどを食べる。
3）　こされて綺麗になった水を、外に出す。
4）　少しずつ水が綺麗になる。

干潟や浅い海の生き物は、このようにして川の水の汚れを取り除いています。

地下水とは？

地下に溜まっている水のことです。綺麗で、体に良いミネラル成分も含んでいるので、人間にたくさん利用されています。地下水は、どのようにして綺麗で美味しい水になるのでしょうか。

1）　雨が降り始める。
2）　途中で空気の中のほこりやちりが雨に入る。二酸化炭素も少し溶けて入り、雨は少しだけ酸性になる。
3）　地面に到着。土の中に滲み込んで行く。
4）　土の中には、たくさんの小さなすき間がある。そのすき間に滲み込んでいきながら、ちりやほこりがろ過される。
5）　土や岩の中の成分と雨水の中の酸が反応して、雨水の酸性が和らぐ。
6）　土の下の砂や岩粒の層に滲み込む。
7）　もっと小さなちりまで、すっかりろ過される。
8）　もっと下の、大きな岩のすき間などにしみこむ。
9）　ゆっくりそこにとどまる間に、岩石の成分がとけて入る。

岩の層に滲み込んだ地下水は、1年間に数メートルくらいという、ゆっくりした速度で移動します。地下水は、私達が使うまでに、大地の中を長い時間をかけて旅をしてきた水です。地下水とは、大地によって、気の遠くなるような長い時間をかけて、ゆっくりとみがきこまれた水なのです。

雨水

雨は、海や陸から蒸発した水蒸気が、上空で冷えて落ちてきたものです。雨のしずくとなって落ちてくる間に、空気中のちりやほこり、二酸化炭素を取りこんで、pH（ピーエイチ）5.6～5.7の弱い酸性になっています。自動車のはい気ガスや工場から出た物質が雨にとけると、雨はもっと強い酸性になります。これが、「酸性雨」と呼ばれて問題になっているものです。酸性雨が降ると、森の木が大量に枯れてしまったり、土そのものが酸性になって、作物ができにくくなるなどの問題が出てきます森や林に入ると、ふかふかしているのに気づきます。このふかふかの土が、たくさんの水をためているのです。

水をためる森の土

土の中には生き物が動いていて、その動いた後が空間になるため、ふかふかしています。森林に降る水は、このふかふかな土の中にたっぷりと溜められていくのです。ためこまれた水は、地下深くゆっくりと滲み込んでいき、地下水となって、少しずつ川にしみ出しています。大雨が降っても、森林のふかふかの土はそれをためこむので、一度に川へ流れていくことはありません。逆に、あまり雨がふらない水不足の時でも、土の中にためられた水が、川へとしみ出しています。このように、森林の土は、洪水のときも雨が少ないときも、川へ流れる雨の量を安定させる、ダムのような働きをします。そのため、森林は「緑のダム」といわれているのです。

森の大地がおいしい水をつくる

水をきれいにする森の土

森林の土にしみこんだ雨水は、土の中の空間にためこまれながら、じっくりと時間をかけて、地下へ地下へとしみこんでいきます。その間に、土や岩の小さなすき間を通ってろ過され、雨水の中のちりやほこりがとれて、きれいな水になっていきます。地下深くにおりた水には、土や岩の中のミネラル（カルシウム、マグネシウム、ナトリウム、カリウムなど）が、しみこんでいきます。そして、ミネラルをふくんだきれいな地下水ができあがるのです。

2．ミネラルってなに？

カルシウムやマグネシウムは、ミネラルといって、人間の体に必要なものです。水に含まれるミネラルは、カルシウムとマグネシウムの他にも、さまざまな種類があり、それぞれ体にとって大切な働きをしています。水に含まれるミネラルのうち、主な4つのミネラル、「カルシウム」「マグネシウム」「ナトリウム」「カリウム」について、それぞれの働きを見てみましょう。

カルシウム
骨や歯を丈夫にし、心臓の動きや血液の状態を正常に保ちます。また、イライラをおさえる働きもあります。
マグネシウム
マグネシウムは骨や歯の形成に必要な栄養素です。大人の体には20～28ｇほど含まれ、カルシウムやリンとともに骨をつくっているミネラルです。カルシウムではそのほとんどが骨にあって骨が貯蔵庫の役割をしていることは知られていますが、マグネシウムも50～60％が骨に含まれていて、不足すると骨から遊離して、神経の興奮を抑えたり、エネルギーをつくる助けや、血圧の維持などの重要な働きに利用されます。
ナトリウム
体内の水の状態を調節し、筋肉の動きや神経の働きを整えます。不足すると元気がなくなり疲れやすくなってしまいますが、摂りすぎても血圧が高くなり、いろいろな病気の原因になります。
カリウム
ナトリウムとバランスを取りながら働き、体内の水の状態を調節し、筋肉の動きや神経の働きを整えます。ナトリウムの取りすぎで血圧が高くなるのを防ぐ役割もあります。