化工与健康 第五讲 水的化学

化工与健康第五讲水的化学第1页，共89页，2023年，2月20日，星期一播放纯净水视频第2页，共89页，2023年，2月20日，星期一水的生活化学LiveChemistryofWater水与日常生活水的净化与优化

饮料

水资源的开发与利用第3页，共89页，2023年，2月20日，星期一1水与日常生活地球形成的初期，大规模的火山爆发释放出大量挥发性气体，这些气体的主要成分是水蒸气(约占75％以上)、二氧化碳、氮和其它微量气体。水蒸气凝结为液态的水汇聚在地壳表面的低洼处，便形成了现今地球上的海洋和天然湖泊。对于活的有机体的生存来说，水是关键性的，人不吃饭可以活两个多月，而不喝水只能活几天。第4页，共89页，2023年，2月20日，星期一1.1活的有机体中水的分布与生物学功能有机体含水量(％)有机体含水量(％)海生无脊椎动物97鱼82人胎儿(1月)93瘦肉76成年人体70水果80细胞原生质80蔬菜89体液95黄瓜95神经组织84土豆75哺乳类动物65陆地草类植物80～90牛奶88乳酪35第5页，共89页，2023年，2月20日，星期一人体中水的分布细胞中的水占体重的40％细胞外的液体占体重的15％血浆中的水占体重的5％第6页，共89页，2023年，2月20日，星期一水有许多生物学上的功能①水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用：水通过血液将营养和氧气输送到细胞，并从细胞中把废物带走。没有水，我们将被自己体内的废物毒杀。第7页，共89页，2023年，2月20日，星期一②水有保持溶解状态的钠和钾的能力，这对传送电脉冲使肌肉和神经活跃是不可缺少的，因此，水在体液和细胞的酸碱平衡上起着主要作用。③人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热，在调节体温始终保持在37℃中水起着主要作用。第8页，共89页，2023年，2月20日，星期一④我们体内的水同时又是一个减震器，脑有液体（大部分是水）包围着，它可免受震荡，同样人体的骨骼、关节、器官和神经也有液体润滑，使我们在固体的世界中生活时，身体不致因必须承受无数震荡而受到伤害。第9页，共89页，2023年，2月20日，星期一水就象自然界中的溪流和潮汐一样，流入、流过而又流出。那流动、润滑、温暖、消热的水，那溶解着又携带着滋养我们的各种分子(或离子)的水，才是生命得以生存的源泉。第10页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论1：想想看你的饮水够量吗？水有许多生物学上的功能，对于人的生存来说，水的作用仅次于空气。然而大多数人都不知道自己每天应该喝多少量的水，事实上我们当中有许多人都在脱水状态下生存着。水有许多生物学上功能，如果饮水不够量，那么人体的生理机能的每一部分都有可能受损害。现实生活中就有许多人由于喝水不足量而导致脂肪堆积、肌肉松弛、消化和其它器官功能下降、体内毒素增加、肌肉和关节疼痛、水的滞留量增加等等。第11页，共89页，2023年，2月20日，星期一

人只有感到口渴了，才会去喝水。那么人为什么会感到口渴呢？原来人体组织液中钠离子浓度的正常值为137毫摩尔/升，当体液中钠浓度比正常值高2毫摩尔/升时，就会有一种化学信号流经脑的饮水中枢，再由脑中枢向口和喉发出一种信号，此时口和喉的神经组织就会使我们感到口渴，于是我们开始喝水，并使钠离子浓度恢复到正常值，这样渴就解了。第12页，共89页，2023年，2月20日，星期一那么我们每天究竟需喝多少量水呢？这里有一个简单的公式可以用于估算：一个不需剧烈运动的健康人，每天的饮水量约为每公斤体重33毫升水；而对于一个运动员来说，每天的饮水量约是健康人的4/3倍。这样，一个健康人每天至少需要喝8~10杯水，每杯水约230毫升。体胖者每超出理想体重11公斤，就应该比正常的健康人多喝一杯水。第13页，共89页，2023年，2月20日，星期一O1.2水的结构和特性HH0.096nm105°-＋水的结构（水蒸气中）第14页，共89页，2023年，2月20日，星期一氧原子的电负性比氢原子的电负性大，每个O－H共价键都是极性的，而水分子的“V”形结构使得整个分子呈现极性，其中氧分子在负极一端，氢原子在正极一端。在水中，氢和氧的电负性之差很大，使得H2O中的成键电子显著偏离氢原子，因此H2O分子中体积很小的氢原子几乎就象赤裸裸的质子，这种氢原子就能被另一个分子内的氧原子所吸引，即形成氢键。第15页，共89页，2023年，2月20日，星期一氢键决定了水具有异常特性，如高的熔点与沸点，高的气化热、溶化热与比热等。氢原子氧原子水分子中氢键的形成第16页，共89页，2023年，2月20日，星期一化合物分子量熔点熔解热沸点蒸发热偶极矩(℃)(kJ.mol-1)（℃）(kJ.mol-1)

(dB)H2O180.06.0210040.671.84H2S34-85.52.38-60.318.661.10H2Se81-65.72.51-41.319.330.4H2Te130-514.18-2.223.22<0.2表1水及同水结构类似的物质特性碲

硒

第17页，共89页，2023年，2月20日，星期一水的熔点0℃和沸点100℃在常温附近，用一般的加热或泠却方法就很容易实现，因此人类常常利用水的固、液、气三态变化来转换能量。水的高气化热，高比热——调节有机体的体温水的高熔化热，冬季冰的形成和春天冰的熔化都很缓慢，春天冰熔化时不会发生灾难性洪水水能储存大量的太阳能，这对当地的气候具有调节作用。第18页，共89页，2023年，2月20日，星期一冰中的水分子内O—H键长0.099nm，(对比：0.096nm)，增大键角109°30’，（对比105°），四面体角，增大第19页，共89页，2023年，2月20日，星期一冰晶体结构：键长比液态和气态水大，键角也大（四面体角）——分子间保持着较大的空隙，使得冰的密度小于液态水，天然水体在冬季能形成表面冰盖，并起到绝热作用，对于地球上生物进化有极大作用。水凝结成冰晶体时膨胀可以破坏或杀死细胞，因此在日常生活泠冻食品时，泠冻速度越快，冰晶体形成得越少，食品细胞结构损坏得越少。——速冻食品第20页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论2：奇异的二聚水？20世纪60年代末，太平洋中部赤道附近的一个圣诞岛上出现一种奇特的现象：天空阳光灿烂，但太阳光却疲软无力，弱不灼人，仿佛在清澈透明大气中有一道神秘的屏障阻挡了太阳光灼人的热气，神秘屏障——二聚水。第21页，共89页，2023年，2月20日，星期一

水蒸气不能吸收太阳光中的红外线，而由两个水分子靠氢键形成的水分子即二聚水，它绕氢键旋转所需的能量恰好是红外线光子的能量，二聚水分子的运动吸收太阳光中的红外线，使得天空中灿烂的太阳光显得疲软无力。生活空间中二聚水的含量极其低微，而赤道海洋上空的潮湿、炎热环境为二聚水的产生提供了有利的条件。二聚水这种能够吸收红外线的奇异作用有朝一日将被人类用于调节气候。第22页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论3：为什么人的正常体温是37℃？

正常体温口温为37℃，直肠温度约高0.6℃，腋下温度约低0.5℃，而皮肤的温度则与气温有关。1天之内，体温可波动1℃，早晨4～6点钟最低，晚上6～8点钟最高。

当人裸体处于12℃至67℃气温下，仍可保持体内温度恒定在37℃。水在人体内犹如一个大的蓄热器，当人体过热时，控制体温的中枢神经发出出汗指令，刺激汗腺出汗带走体内大量的气化热；同时抑制下丘脑后部的交感神经中枢，消除皮肤内血管的收缩，促使皮肤迅速散热。第23页，共89页，2023年，2月20日，星期一外界寒泠时，体内的水分起保温作用，同时由于人体过泠，血管收缩，出汗停止，下丘脑发出寒颤，促进去甲肾上腺素和肾上腺素的分泌，使细胞加快代谢速度产生热量。在体温自我调节过程中，水的高气化热和高比热起重要作用。第24页，共89页，2023年，2月20日，星期一水污染主要来自农场、生活下水道、工业排放水以及酸雨等。据称，目前全世界每年约有4200多亿立方米的污水排入江河湖海，污染了55000亿立方米的淡水，占全球径流量的14％以上，水资源受到严重的污染。2水的净化2.1水污染第25页，共89页，2023年，2月20日，星期一食物链是水的另一个污染源。低级生物被高级生物食用，食者与被食者之间一个环节一个环节地逐级相连，构成链状的系列，即称食物链。食物链的一种突出的特性就是富集作用。某些重金属元素或其它有毒物质在水中的浓度并不高，但食物链的选择性富集作用使得这些毒物可能达到很高的浓度，从而产生有害于机体的作用。第26页，共89页，2023年，2月20日，星期一例如，DDT(二氯二苯代三氯乙烷)及其多数同类物均有持久性杀虫能力，它不在环境内降解，而在脂肪组织内的溶解度却很高，因此容易在食物链内富集。大气中的杀虫剂DDT的浓度只有0.000003ppm，而降落在海水中，在浮游生物体内浓度将富集达到0.04ppm，小鲦鱼吞食后可以富集到1ppm，取食小鲦鱼的海鸥竟使DDT浓度达到75ppm。对于原有浓度来说，DDT已经富集了约2500万倍以上。第27页，共89页，2023年，2月20日，星期一汞(Hg)在食物链中的富集现象如图1所示。全世界每年大约开采10,000吨汞，大约有5000吨汞被流失掉。汞在细菌的作用下会生成有机汞(如二甲基汞)，二甲基汞的毒性比汞强，更容易富集于脑部并在其中长期滞留。当脑中二甲基汞浓度达到5ppm时，便产生汞中毒症状，达到12ppm时可以致死。第28页，共89页，2023年，2月20日，星期一浓度

陆地捕食鸟人类

大鱼

水小鱼小水生动物细菌

泥浆水中Hg(CH3)2细菌Hg图1食物链中汞的富集ppb十亿分之一0.1ppb0.1ppb5ppb5ppb25ppb25ppb50ppb50ppb500ppb500ppb1ppm1ppm第29页，共89页，2023年，2月20日，星期一类型实例1耗氧废物人和动物排出的废物、腐烂的动植物2传染体细菌和病菌3淤泥大地被侵蚀所形成悬浮矿物质颗粒4工业肥料硝酸盐、磷酸盐5有机产物酚类化合物、有机农药、有机酸碱、洗涤剂、取代苯类化合物、多氯联苯和稠环芳烃6无机有毒物品Hg、Cd2+、CN－、As、Cr2O72－7热污染工业用泠却水8放射性物质铀矿开采、选矿和精炼废水，人工放射性废水，核爆炸产物表2水污染物的类型第30页，共89页，2023年，2月20日，星期一（1）洗涤剂ABS：支链烷基苯磺酸盐不能被生物所降解，即细菌不能将这种有机阴离子分解为简单的物质，因此它将永远停留在水中，使得河道和污水处理池泡沫堆积如山。LAS：直链烷基苯磺酸盐容易被需氧细菌所降解的洗涤剂——新一代洗涤剂。化学家对这个洗涤剂的结构进行了修改。第31页，共89页，2023年，2月20日，星期一（2）杀虫剂1939年化学家发现了一种杀虫剂DDT。它对多种致病害虫与昆虫都非常有效，被广泛用来扑灭以虱和蚊为媒介的流行病如斑疹伤寒和疟疾，它流入到江河湖海里。DDT及其多数同类物有持久性杀虫作用，它不能很迅速地被动物代谢，其半衰期约为8年。DDT易在食物链内富集，给某些食肉动物如鹰及鹗带来了灾难：影响鸟体内调节钙代谢的分子，使得鸟下的蛋很容易破碎，幼鸟成活率急剧下降，某些地方的鹰、鹗几乎完全灭绝。

第32页，共89页，2023年，2月20日，星期一（3）有毒微量元素环境中有些元素，即使浓度很低时对生命形态也具有毒性，尤其是重金属元素。重金属元素污染有以下特点：(a)在天然水中只要有微量浓度即可产生毒性；(b)不能被微生物降解，相反可在微生物作用下转化为金属有机化合物产生更大的毒性；(c)在人体内某些器官内蓄积，导致慢性中毒；(d)可经过食物链途径富集。一旦进入环境就难以净化。第33页，共89页，2023年，2月20日，星期一表3有毒微量元素的主要来源及对人体的危害性元素主要来源对人体的危害性铅含铅汽油、涂料、低水平恶心、贫血、神经炎(头晕、工业废水头疼、烦躁、失眠、记忆力衰退)、肾炎、大剂量造成脑损伤。汞电化学工业、低水平手足麻痹，神经紊乱，大剂有机汞杀菌剂量有机汞造成脑损伤，并可致死。镉

电镀废水、铜、饮用0.1毫克/升水引起贫血、肝病锌、铅矿的开采以致死亡，骨骼变异症。与加工铍煤炭燃烧，核燃即使低水平，长期接触可造成肺部料加工，某些火损伤，也可致死。箭燃料第34页，共89页，2023年，2月20日，星期一对人体的危害性砷

煤炭燃烧，磷酸盐的慢性中毒如肝、肾炎，神经麻痹杂质，硫化矿的加工和皮肤溃疡，大剂量引起肠胃的工业废水失常致死，少量也可能致癌。铬

电镀、染色、制革、肠胃粘膜炎、致癌，摄入量达每照相材料、颜料等公斤体重2.5毫克时发生毒物性肾工业废水炎及尿毒症致死。铜矿山排水，电化学每日100毫克引起腹痛、呕吐，工业废水长期过量造成肝硬化。第35页，共89页，2023年，2月20日，星期一生活或工业废物最严重的影响是增加天然水源的生化耗氧量(BOD)，因为需氧细菌利用氧气使污水里的复杂有机物降解成为简单物质的过程中，降低了水中的溶氧量。我国饮用水源符合饮用水卫生标准的仅占10％，基本符合的约占20％，不符合的高达70％。在一些饮用地下水的城市里，90％的地下水受到不同程度的污染。全国532条河流中已有436条河流受到不同程度的污染，湖泊受污染达到高富营养化水平的占全部湖泊的63.6％，人口密集地区的湖泊与水库几乎全部受到污染。第36页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论4：水质与人体健康

1953年年底在日本的水俣(yu)村，发生了一种以特异性神经障碍为主的怪病。最初发生这种怪病的是一名小女孩，她手足拘挛，怪声叫喊而死。当时人们根本就搞不清这是怎么一回事，在她的死亡诊断书上只好写上“小儿麻痹”的死亡原因。这种病的发病非常缓慢，没有前驱症状，也没有发热，有时会在喝酒后发作。患者一开始四肢末端有痛麻感觉，接着不能紧握东西，甚至不能系上或解开纽扣，第37页，共89页，2023年，2月20日，星期一走路不能跑，而且容易绊跤，说话也会变得娇声娇气,此外患者还出现视物不清、耳朵发背、吞饮困难等现象。1953年发这种怪病的共有116人，其中43人死亡。到1956年5月，水俣地区发生了更多类似上述症状的怪病，人们便开始怀疑这是一种污染病，同时开始追查这种怪病的病因。经过多方面的共同努力，人们终于发现，这种病的元凶是一家氯乙烯工厂（在生产过程中使用氯化亚汞作为催化剂）排放的污水中的甲基汞，甲基汞污染了鱼、贝，第38页，共89页，2023年，2月20日，星期一使该污水流过的河道里的鱼、贝的含汞量高达9ppm~24ppm，人们大量食用被污染的鱼、贝，从而导致甲基汞中毒（汞中毒死亡者的肝脏中含汞高达20ppm~70.5ppm）。后来这种病被命名为“水俣病”。第39页，共89页，2023年，2月20日，星期一水质与人体健康在我国福建省清流县的高坂村，过去，总共有10户人家，49口人，其中男性20人，女性29人，他们都是1965年泉州兴建“惠女水库”时迁入的，在落户的20多年间，全村出生的婴儿全部都是女婴。最有趣的是1975年全村连生7个女婴，村民们哭笑不得，人们戏称“七仙女”下凡。高坂村一就成了远近闻名的“女儿村”。无独有偶，在英国威尔士北部有一个名叫达姆威士村镇，有一段时间内出生的婴儿也全都是女孩。这到底是怎么回事呢？第40页，共89页，2023年，2月20日，星期一科学家们对当地的土壤、水质、食物进行了取样分析，同时对村民的身体进行了全面检查，终于找到了原因。原来这个村庄的水源已被金属镉(Cd)严重污染，使得这里的村民体内镉的含量大大超过了正常人体内镉的含量，即镉中毒。为什么饮水中镉的含量特别高就会只生女不生男呢？科学家们通过实验证实：在猪和老鼠的饲料中加入一定量的镉，结果其子代雄性出生率下降，而雌性出生率则明显上升。第41页，共89页，2023年，2月20日，星期一水质中汞的污染会对人类健康带来危害，而重金属镉的污染也会危害人类。第42页，共89页，2023年，2月20日，星期一2.2水的净化①悬浮物的清除水停留在贮存池或通过一连串沉降槽中自然沉降——沉积。非常小淤泥胶状悬浮体（稳定分散

）胶凝方法

天然水中的自然胶体大多数带有负电荷带正电荷胶体同时聚沉

第43页，共89页，2023年，2月20日，星期一常用的胶凝剂明矾:一般用量为0.001～0.02％

水合硫酸铝:Al2(SO4)3.18H2O

有效剂量为20～100mg/L碱性氯化铝(PAC)：[Al2(OH)nCl6-n]mn＝1～5，m10

不仅能清除水中的悬浮物，显著降低水中粘土类杂质，还能吸附水中微生物并使之沉降。

新型胶凝剂有效剂量为0.005～0.01％。铁盐有机胶凝剂：Fe(OH)3胶体

pH>6，铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物。第44页，共89页，2023年，2月20日，星期一高分子胶凝剂如聚丙烯酰胺:

[CH2—

CH]n

CONH2分子量都很高，主链很长，所生成的絮状体比无机胶凝剂所形成的絮状体的沉降速度快，可提高胶凝沉淀设备处理能力。第45页，共89页，2023年，2月20日，星期一②吸附与离子交换

活性炭吸附（颗粒状）：大量孔隙，比表面积高。作用：痕量氯或其它氧化剂，微生物，去味、去臭和去除其它杂质。2Cl2(aq)＋C(s)＋H2OCO2(aq)＋4H+(aq)＋4Cl-(aq)特点：除氯能力非常大，去除水中有机物的能力有限再生：1000℃高温曝气法去除水中某些臭味杂质，如H2S等。第46页，共89页，2023年，2月20日，星期一

离子交换树脂

一种不溶于水的具有网络结构的固体颗粒状高分子共聚物，它能够从水中吸附某种阳离子或者阴离子，而把本身所含的另外一种带有相同电荷的离子交换下，并放出到水中去。

简单模型：带电荷的海绵状、三维空间网状结构。离子交换法去除水中的离子即可制得纯水——去离子水

特点：去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的1/10。第47页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论5：石头具有保健功能吗？你见过形状如饭团一样，质地十分疏松的石头吗？它的俗名叫作做“麦饭石”因其具有保健功能，被誉为“保健石头”。它是我国特有的瑰宝，分布在我国北部和中部地区，尤其以内蒙古自治区奈曼旗平顶山的麦饭石的质量为最优，其储量估计约1700万吨。

麦饭石为什么具有保健功能呢？原来麦饭石中含有59种元素，其中18种元素是人体所必需的微量元素，如钾、钠、钙、镁、硅、铝、铁、锌、铜锰等元素，这些天然营养元素对改善人体进状况具有一定的作用。当采用麦饭石处理水时，它能吸附水中的有机物和无第48页，共89页，2023年，2月20日，星期一机物，与水中离子进行离子交换，除去水中对人体健康有害的物质，如铬、镉、铅、汞、氰化物等，同时释放出对人体健康有益的微量元素，从而发挥出保健功能。

用麦饭石水制成的酒、醋、酱油、可口饮料等有味道好，杂质少等优点；用麦饭石浸出液制成的化妆品不含铅、汞、砷等有害物质，而它所含的微量元素能促进皮肤血液循环，调节新陈代谢，提高皮肤弹性，使皮肤丰满而富有活力，从而延缓皮肤衰老，增进皮肤的健美等。因此，麦饭石被誉为“保健石头”不足为奇。第49页，共89页，2023年，2月20日，星期一③蒸馏与反渗透法

蒸馏：古老的方法，太阳能蒸馏器的蒸馏技术。

反渗透：通过反渗透膜把水(溶剂)从溶液中分离出来的一种方法。

应用：海水淡化，硬水软化以及维生素、抗菌素等的浓缩等。渗透：水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。动力——渗透压反渗透：溶液上方外加压力大于水的渗透压，水从溶液中向纯水方向迁移，此过程称为反渗透。第50页，共89页，2023年，2月20日，星期一④消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。

氯消毒Cl2＋H2O＝HOCl＋H+＋Cl-

次氯酸

HOCl＝H+＋OCl-次氯酸根消毒机理：HOCl是中性分子，扩散到带负电的细菌表面，穿透细菌的细胞膜而进入细菌内部，氯原子的氧化作用破坏了细菌某些酶系统，从而导致细菌死亡。第51页，共89页，2023年，2月20日，星期一

去除水中剧毒的氰化物(CN-离子):

10OH-+2CN-+5Cl2N2＋2HCO3-

+10Cl-+4H2O加氯前或后，加入少量氨或铵盐，即生成氯胺：NH3＋HOCl＝NH2Cl＋H2O一氯胺

NH3＋2HOCl＝NHCl2＋2H2O二氯胺

或NH2Cl＋HOCl＝NHCl2＋H2ONH3＋3HOCl＝NCl3＋3H2O

三氯胺或NH2Cl＋2HOCl＝NCl3＋2H2O

氯胺在水中缓慢分解释放出HOCl分子第52页，共89页，2023年，2月20日，星期一

漂白粉常用氧氯化钙，CaOCl2。消毒作用是它能与水反应生成次氯酸(HOCl)：

CaOCl2＋2H2O＝Ca（OH）2＋2HOCl＋CaCl21～2％水溶液

次氯酸钠在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：

NaOCl＋H2O＝HOCl＋NaOH第53页，共89页，2023年，2月20日，星期一

臭氧(O3)消毒：特别强烈的氧化剂，杀菌作用比氯快15～30倍，臭氧不仅杀菌效果好，而且可除去水臭还能降低水色、以及Fe/Mn等。

制臭氧方法：高压放电3O2

2O3或紫外线所需设备较复杂，基建费用大，成本较高。第54页，共89页，2023年，2月20日，星期一

紫外线杀菌机理是：微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光能量，导致蛋白质变性而引起微生物（细菌等）死亡。光波长为490-140nm时具有杀菌能力，最佳260nm紫外线消毒时间短、杀菌力强，易控制，没有持续时间能力，灯管寿命短，成本高。第55页，共89页，2023年，2月20日，星期一城市水处理厂，其生产过程包括沉淀、胶凝、过滤、曝气、消毒等。若要生产饮料用水或纯水需再采用离子交换法或反渗透法。第56页，共89页，2023年，2月20日，星期一2.3水的优化矿泉水来自地下迟缓循环带，存在于流动的深部地区约500～600米深处，有大构造破坏时达1000～2000米(热水)，它经过复杂的动力作用，岩层中的盐分以很慢的速度被冲刷溶解，水的成分能长期保持恒定，它是淤泥沉积到岩层成岩作用各阶段的残留水，或者是渗透到岩层裂隙和孔隙中去的封存水。因此矿泉水是被自然界矿物质所优化的水。第57页，共89页，2023年，2月20日，星期一

碳酸氢盐型，HCO3-的毫摩尔数大于25％，这一类又可分钠质泉(Na>25%毫摩尔)、钙质泉(Ca>12.5％毫摩尔)、镁质泉(Mg>12.5％毫摩尔)。

氯化物型，Cl的毫摩尔数大于25％，可分为钠质泉、钙质泉、镁质泉。

硫酸盐型，SO4的毫摩尔数大于25％，可分为钠质泉(Na>50％毫摩尔)、钙质泉(Ca>25％毫摩尔)和镁质泉(Mg>25％毫摩尔)。成分复杂的矿泉水，又可分为氯化物碳酸盐性泉、硫酸盐碳酸盐泉和氯化物硫酸盐泉。

第58页，共89页，2023年，2月20日，星期一含生物活性离子的矿泉水：Fe>10mg/L，As：1mg/L，Br：25mg/L，I：10mg/L，Li：5mg/L。

含气体的矿泉水，可分为碳酸水（含游离CO2）、硫化氢水（含游离H2S）和放射性水（含氡）。

第59页，共89页，2023年，2月20日，星期一人工矿泉水是用优质泉水或地下水进行人工矿化而制得的。人工矿泉水的生产方法有两种。

(1)直接溶化法，即在天然水中添加碳酸氢钠、氯化钙、氯化镁等无机盐类，再充以二氧化碳；(2)二氧化碳浸蚀法，即在压力下使含CO2的原料水作用于碳酸碱土金属盐，使其转化为碳酸氢盐溶解于水中，含碳酸氢根阴离子的矿泉水属于营养学上的“碱性饮料”。

第60页，共89页，2023年，2月20日，星期一

用麦饭石也可制得优质矿泉水。磁化水：水在磁力线的作用下，原先缔合的水分子团发生解离变成单个水分子，这种水与生物细胞内的水十分接近，有很大亲合性，能被动植物细胞吸收，因而被称为“活性水”。长期饮用磁化水，对肾结石、甲状腺机能失调、高血压等数十种棘手的疾病都有显著疗效。第61页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论6：水越纯越好吗？近年来，人们对饮用水要求越来越高，蒸馏水、纯水、太空水正式成为商品，进入千家万户。但将纯水作为基本的饮用水的做法是不科学的。天然水在自然界循环过程中，始终与大气、土壤、岩石等相接触，致使天然水中溶解或悬浮着各种各样的“杂质”，如钙、镁、钾、钠、铁、锰、碳、氨、硅、铝、磷及其他化合物，还生活着许多微生物(如各种菌类)，天然水中的“杂质”有许多是人体所必需的微量元素。第62页，共89页，2023年，2月20日，星期一水是人体获得微量元素的主要来源之一。人们如果长期以纯水作为饮用水，不仅无法从水体中获得人体所需要的微量元素，而且还会带走体内本身所含有的微量元素，这样就不利于健康，因此饮用水并非越纯越好，我们还是应该提倡多喝清洁的天然水。

富含微量元素的泉水还能用于治疗疾病。在我国内蒙古锡林部勒盟草原有一个泉水疗养院，那里的泉水无色透明，澄清不含异物，有辣、酸、涩等味道，好像“啤酒”一样，因此有人称它为“啤酒泉”。第63页，共89页，2023年，2月20日，星期一“啤酒泉”地处草原，5公里以内无污染源，它含有溴、碘、锌、钼等18种对人体健康必不可少的微量元素和好些药物的主要成分，它对胃、肝、眼等疾病以及高血压病、心脏病、关节炎和贫血等有特殊疗效，尤其对消化系统的疾病有显著疗效。第64页，共89页，2023年，2月20日，星期一传说茶叶作为饮料始于公元2737年前的神农时代，有“神农尝百草，日遭七十二毒，得茶而解之”之说。中华民族在茶的培育、制造、品饮、应用，及对茶文化的形成和发展上，为人类文明史留下了绚丽光辉的一页。茶仍是世界三大饮料之一，全世界有50多个国家种茶，饮茶则遍及全球。3饮料

茶是生活的享受，健身的饮料，友谊的纽带。第65页，共89页，2023年，2月20日，星期一茶多酚（儿茶素）的结构式茶叶含有400多种化合物，最主要的有效成分为咖啡碱，多酚类化合物（儿茶素、黄酮、花青素及酚酸类物质等）、维生素（B、C、A、E、K，高级绿茶中Vc含量高达0.5％）、矿质元素（P,K,Ca,Mg,Mn,Al,S,F,Se等）、多糖类化合物,以及25种不同的氨基酸。第66页，共89页，2023年，2月20日，星期一茶多酚具有防止血管硬化、降低血脂、消炎抑菌、防辐射、抗癌变等多种功效。第67页，共89页，2023年，2月20日，星期一功效作用机理兴奋提神茶叶中的咖啡碱等化合物能促进肾上腺体垂体的活动，诱导儿茶酚胺的生物合成，从而加快心血管系统的作用和效能。利尿和解除疲劳咖啡碱、可可碱以及芳香油的综合作用可以提高尿液从肾脏中滤出率，由于茶的利尿作用，使人体组织中的乳酸逐渐排出体外，从而减少肌肉的疲劳感觉。助消化作用咖啡碱可以增强消化道动，有助于食物消化。多酚类化合物更能减少胃溃疡出血，保护消化系统，发挥正常的消化功能。第68页，共89页，2023年，2月20日，星期一功效作用机理消毒灭菌作用儿茶素类化合物对伤寒杆菌，副伤寒杆菌，葡萄球菌，金黄色链球菌，痢疾杆菌等多种病原菌都有明显的抑制作用。降血脂抗动脉粥样硬化绿茶具有降低血液中胆固醇的作用，还有软化血管的功效。降低血压儿茶素类化合物对血管紧张素I转化酶活性有明显抑制作用，并能使血管壁松弛，增加血管的有效直径，从而使血压下降。第69页，共89页，2023年，2月20日，星期一降低血糖茶叶中的复合多糖，儿茶素类化合物具有类似胰岛素的作用，有明显的降糖效果。抗衰老、抗癌变、清除自由基维生素C、维生素E具有增强抵抗力，延缓衰老的作用，儿茶素类化合物具有明显的抗氧化活性，可以消除自由基，阻断致癌物亚硝胺的合成。健齿防龋作用多酚类化合物可以杀死齿缝中龋齿细菌，氟化合物更具有健齿防龋作用。明目作用维生素C可以防止白内障，维生素A可预防夜盲症。对重金属毒害的解毒作用对水中的镉、钴、铜、镍、铅等重金属具有非常彻底的吸附效果，茶汁能使汞离子沉淀。第70页，共89页，2023年，2月20日，星期一茶对防辐射伤害，减轻吸烟对人体的毒害，预防体内结石，防止各种维生素缺乏等方面都具有明显而神奇的作用。低温速溶茶晶来替代原有的茶叶。茶叶中有效活性成分作为医疗、饮料、保健品、食品添加剂等方面的主要原料，其市场前景十分广阔。第71页，共89页，2023年，2月20日，星期一3.2汽水溶解过滤配制精滤混合冷却加气装瓶

CO2检查成品①桔子汽水(芬达)原料

白砂糖柠檬酸糖精苯甲酸钠柑桔酱桔子香精水配方/kg1001.40.10.1521.5余量

含气量：容积倍数1.5～2.5第72页，共89页，2023年，2月20日，星期一②可乐饮料原料白砂糖苯甲酸钠可口香精可乐色素水配方/kg1150.170.670.3余量含气量：容积倍数3.5～4③白柠檬汽水原料白砂糖柠檬酸苯甲酸钠柠檬香精水配方/kg90-1201.25-3.10.150.75-1.5余量含气量：容积倍数3.5～4第73页，共89页，2023年，2月20日，星期一CO2的作用：（a）清凉作用H2CO3＝CO2＋H2OCO2逸出把热带出来；（b）阻碍微生物生长，延长货架寿命；（c）突出香味，CO2逸出时能带出香味；（d）有舒服的刹口感，产生特殊风味。第74页，共89页，2023年，2月20日，星期一趣题讨论7：神秘的可口可乐100多年以前，美国有个名叫约翰·斯蒂斯·彭伯顿的制药公司老板，总想创造一直有提神、解乏、治头痛功效的药用糖浆。1886年5月的一天，彭伯顿躲在实验室里又开始设计着新的配方，他将几种能提神、止渴、清心的药剂糖浆混合在一起，然后放入一些可乐果、古柯叶和一种从南美洲植物的提取物，再加入少量咖啡因、糖、磷酸，搅拌后意外地得到了诱人的墨绿色混合剂，而且其味道相当好，这就是最早的“可口可乐”饮料了。第75页，共89页，2023年，2月20日，星期一现在世界上每天要喝掉几亿瓶可口可乐，然而知道可口可乐这一秘方的人据说还不超过10个。其实它的99％以上配料是碳酸水、糖、磷酸、咖啡因、焦糖药剂，少量的古柯叶和可乐果的提取物。可口可乐饮料是几种物质的混合物，可能还包含了很复杂的化学反应。第76页，共89页，2023年，2月20日，星期一3.3果汁果汁型汽水，指含2.5％及2.5％以上天然果汁的碳酸饮料。果味型汽水是以食用香精为主要赋香剂的碳酸饮料(包括2.5％以下的天然果汁的饮料)。第77页，共89页，2023年，2月20日，星期一3.4豆奶必需氨基酸豆奶牛奶理想异亮氨酸5.36.34.0亮氨酸8.810.07.0赖氨酸6.58.15.5蛋氨酸＋胱氨酸2.53.53.5苯品氨酸＋酪氨酸8.010.36.0苏氨酸4.94.54.0色氨酸1.31.41.0颉氨酸5.06.95.0第78页，共89页，2023年，2月20日，星期一4水资源开发与利用存在形式水量(109m3)占总水量比例/％海洋132000000097.3大气130