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镁是一种活泼的金属，它以各种形态存在于我们的生活之中。离我们生活最近的镁离子就在每天喝的水里。饮用水的水源不外乎两类，一类是地面水，另一类是地下水。人们常说地下水比较“硬”。那么，水“软”和水“硬”的标准是什么呢？简单地说，就是看水中的钙离子和镁离子的含量，含量少的是软水，含量多的是硬水。 镁离子和钙离子都是带正电荷的离子，水本身是电中性的。也就是说，水中一定还有带负电荷的离子。一般情况下，碳酸氢根离子就是一类这样的负离子。它是空气中的二氧化碳溶解在水里所形成的。当我们烧开水的时候，随着温度的升高，二氧化碳在水里越来越少，碳酸氢根离子就容易变成碳酸根离子，并与钙离子和镁离子结合成溶解度很小的碳酸钙和碳酸镁沉淀下来，这就是水垢的主要成分。一般情况下，水垢多的水，就是硬水。那么，硬水对人的身体健康有没有危害呢？ 我们都知道，钙离子对人体是有益的。我们常吃的不少种类的钙片，其成分就是碳酸钙。作为同一族的元素，镁与钙的化学性质非常相近，在人体生物化学中的作用也基本相似。只是镁离子比钙离子小，在一些分子间作用与离子半径有关的场合，两者才能够显示出明显的不同。所以，镁与钙一样，都是人体必需的重要的营养元素。 镁元素对于骨骼和牙齿的形成有重要的作用，是骨骼和牙齿的组成部分，人体中的镁60%～65%存在于骨骼和牙齿中。镁离子作为酶的激活剂，参与数以百计的酶促反应，糖类、脂肪、蛋白质和核酸等生物物质的代谢过程都需要镁离子的参与。镁离子与钙、钾等离子协同，维持神经、肌肉的兴奋性。血液中镁离子的含量低，神经、肌肉的兴奋性增高；反之，则有镇静作用。 正因为镁元素是人体必需的营养元素，所以，水里面有一些镁离子也是有益的，在烧水的时候出现一些水垢也没有什么关系。 一般来说，地下水（包括绝大多数真正的矿泉水）都是比较硬的。有人认为由地下提取的自来水太硬，有水垢，要用矿泉水代之，这是很可笑的。因为把矿泉水烧开，也一定有水垢，只是人们喝矿泉水不会烧开而已。另外，水垢中实际上并不只有碳酸钙和碳酸镁，即使是合格的水源，有时也会有极少量的其他重金属离子。这些重金属离子日久天长沉积在水垢中，含量就有可能会增加，再加上水垢还会影响烧水的热效率，所以水垢还是要及时清除。对于工业锅炉，过多的水垢可是个大问题，会堵塞管道甚至会引起爆炸，工业锅炉用水需要专门加以软化。 当然，水中的钙离子和镁离子并不是人体主要摄入途径，主要途径还是食物。作为人体必需的营养元素，镁元素有一个摄入量的问题。中国营养学会建议，成年男性每天的摄入量为350毫克，成年女性为300毫克，孕妇以及哺乳期女性为450毫克。 镁元素广泛存在于植物性食物中，在动物肌肉和内脏中也较多。与影响钙元素的摄入一样，草酸也影响镁元素的摄入。动物性食物中镁的利用率较高，植物性食物中镁的利用率则较低。 在植物中，镁离子起到特别重要的作用。众所周知，动物包括我们人类之所以能够生存，主要是因为有植物作为直接或间接的食物。植物的生长则是因为它们能够进行光合作用。光合作用把水和空气中的二氧化碳结合成葡萄糖和其他有机物，这是一个需要能量输入的反应，这个天然能量就是阳光。在这个反应中吸收阳光的关键分子就是叶绿素。叶绿素的分子结构中包括四个吡咯构成的卟啉环，四个吡咯与中间的镁离子结合。 可以说，没有叶绿素，地球上就没有如今天这样的生物圈。从这个意义上来说，镁是形成地球生物圈最重要的元素之一。 作为一种轻金属，镁可以成为合金的一个重要组分，与许多金属形成合金，铝镁合金就是最重要的一种。镁的各种合金在国民经济建设和国防建设中都有非常重要的作用。这是镁的最重要用途。 本文节选自《百科知识》2022.6A
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