化工與健康

第五講水化學(xué)主講：張寶華副教授zhangbh/p>

第1頁播放純凈水視頻第2頁水生活化學(xué)LiveChemistryofWater水與日常生活水凈化與優(yōu)化

飲料

水資源開發(fā)與利用第3頁1水與日常生活地球形成早期，大規(guī)?；鹕奖┌l(fā)釋放出大量揮發(fā)性氣體，這些氣體主要成份是水蒸氣(約占75％以上)、二氧化碳、氮和其它微量氣體。水蒸氣凝結(jié)為液態(tài)水匯聚在地殼表面低洼處，便形成了現(xiàn)今地球上海洋和天然湖泊。對于活有機體生存來說，水是關(guān)鍵性，人不吃飯能夠活兩個多月，而不喝水只能活幾天。第4頁1.1活有機體中水分布與生物學(xué)功效有機體含水量(％)有機體含水量(％)海生無脊椎動物97魚82人胎兒(1月)93瘦肉76成年人體70水果80細胞原生質(zhì)80蔬菜89體液95黃瓜95神經(jīng)組織84土豆75哺乳類動物65陸地草類植物80～90牛奶88乳酪35第5頁人體中水分布細胞中水占體重40％細胞外液體占體重15％血漿中水占體重5％第6頁水有許多生物學(xué)上功效①水在消化和新陳代謝化學(xué)反應(yīng)中起著很大作用：水經(jīng)過血液將營養(yǎng)和氧氣輸送到細胞，并從細胞中把廢物帶走。沒有水，我們將被自己體內(nèi)廢物毒殺。第7頁②水有保持溶解狀態(tài)鈉和鉀能力，這對傳送電脈沖使肌肉和神經(jīng)活躍是不可缺乏，所以，水在體液和細胞酸堿平衡上起著主要作用。③人體內(nèi)處處無時不在進行化學(xué)反應(yīng)所釋放熱，在調(diào)整體溫一直保持在37℃中水起著主要作用。第8頁④我們體內(nèi)水同時又是一個減震器，腦有液體（大部分是水）包圍著，它可免受震蕩，一樣人體骨骼、關(guān)節(jié)、器官和神經(jīng)也有液體潤滑，使我們在固體世界中生活時，身體不致因必須承受無數(shù)震蕩而受到傷害。第9頁水就象自然界中溪流和潮汐一樣，流入、流過而又流出。那流動、潤滑、溫暖、消熱水，那溶解著又?jǐn)y帶著滋養(yǎng)我們各種分子(或離子)水，才是生命得以生存源泉。第10頁趣題討論1：想想看你飲水夠量嗎？水有許多生物學(xué)上功效，對于人生存來說，水作用僅次于空氣。然而大多數(shù)人都不知道自己天天應(yīng)該喝多少許水，實際上我們當(dāng)中有許多人都在脫水狀態(tài)下生存著。水有許多生物學(xué)上功效，假如飲水不夠量，那么人體生理機能每一部分都有可能受損害?，F(xiàn)實生活中就有許多人因為喝水不足量而造成脂肪堆積、肌肉松弛、消化和其它器官功效下降、體內(nèi)毒素增加、肌肉和關(guān)節(jié)疼痛、水滯留量增加等等。第11頁

人只有感到口渴了，才會去喝水。那么人為何會感到口渴呢？原來人體組織液中鈉離子濃度正常值為137毫摩爾/升，當(dāng)體液中鈉濃度比正常值高2毫摩爾/升時，就會有一個化學(xué)信號流經(jīng)腦飲水中樞，再由腦中樞向口和喉發(fā)出一個信號，此時口和喉神經(jīng)組織就會使我們感到口渴，于是我們開始喝水，并使鈉離子濃度恢復(fù)到正常值，這么渴就解了。第12頁那么我們天天終究需喝多少許水呢？這里有一個簡單公式能夠用于估算：一個不需猛烈運動健康人，天天飲水量約為每千克體重33毫升水；而對于一個運動員來說，天天飲水量約是健康人4/3倍。這么，一個健康人天天最少需要喝8~10杯水，每杯水約230毫升。體胖者每超出理想體重11千克，就應(yīng)該比正常健康人多喝一杯水。第13頁O1.2水結(jié)構(gòu)和特征HH0.096nm105°

-

＋水結(jié)構(gòu)（水蒸氣中）第14頁氧原子電負性比氫原子電負性大，每個O－H共價鍵都是極性，而水分子“V”形結(jié)構(gòu)使得整個分子展現(xiàn)極性，其中氧分子在負極一端，氫原子在正極一端。在水中，氫和氧電負性之差很大，使得H2O中成鍵電子顯著偏離氫原子，所以H2O分子中體積很小氫原子幾乎就象赤裸裸質(zhì)子，這種氫原子就能被另一個分子內(nèi)氧原子所吸引，即形成氫鍵。第15頁氫鍵決定了水含有異常特征，如高熔點與沸點，高氣化熱、溶化熱與比熱等。氫原子氧原子水分子中氫鍵形成第16頁化合物分子量熔點熔解熱沸點蒸發(fā)燒偶極矩(℃)(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水及同水結(jié)構(gòu)類似物質(zhì)特征碲

硒

第17頁水熔點0℃和沸點100℃在常溫附近，用普通加熱或泠卻方法就很輕易實現(xiàn)，所以人類經(jīng)常利用水固、液、氣三態(tài)改變來轉(zhuǎn)換能量。水高氣化熱，高比熱——調(diào)整有機體體溫水高熔化熱，冬季冰形成和春天冰熔化都很遲緩，春天冰熔化時不會發(fā)生災(zāi)難性洪水水能儲存大量太陽能，這對當(dāng)?shù)貧夂蚝姓{(diào)整作用。第18頁冰中水分子內(nèi)O—H鍵長0.099nm，(對比：0.096nm)，增大鍵角109°30’，（對比105°），四面體角，增大第19頁冰晶體結(jié)構(gòu)：鍵長比液態(tài)和氣態(tài)水大，鍵角也大（四面體角）——分子間保持著較大空隙，使得冰密度小于液態(tài)水，天然水體在冬季能形成表面冰蓋，并起到絕熱作用，對于地球上生物進化有極大作用。水凝結(jié)成冰晶體時膨脹能夠破壞或殺死細胞，所以在日常生活泠凍食品時，泠凍速度越快，冰晶體形成得越少，食品細胞結(jié)構(gòu)損壞得越少。——速凍食品第20頁趣題討論2：奇異二聚水？20世紀(jì)60年代末，太平洋中部赤道附近一個圣誕島上出現(xiàn)一個奇特現(xiàn)象：天空陽光燦爛，但太陽光卻疲軟無力，弱不灼人，好像在清澈透明大氣中有一道神秘屏障阻擋了太陽光灼人熱氣，神秘屏障——二聚水。第21頁

水蒸氣不能吸收太陽光中紅外線，而由兩個水分子靠氫鍵形成水分子即二聚水，它繞氫鍵旋轉(zhuǎn)所需能量恰好是紅外線光子能量，二聚水分子運動吸收太陽光中紅外線，使得天空中燦爛太陽光顯得疲軟無力。生活空間中二聚水含量極其低微，而赤道海洋上空潮濕、酷熱環(huán)境為二聚水產(chǎn)生提供了有利條件。二聚水這種能夠吸收紅外線奇異作用有朝一日將被人類用于調(diào)整氣候。第22頁趣題討論3：為何人正常體溫是37℃？

正常體溫口溫為37℃，直腸溫度約高0.6℃，腋下溫度約低0.5℃，而皮膚溫度則與氣溫相關(guān)。1天之內(nèi)，體溫可波動1℃，早晨4～6點鐘最低，晚上6～8點鐘最高。

當(dāng)人裸體處于12℃至67℃氣溫下，仍可保持體內(nèi)溫度恒定在37℃。水在人體內(nèi)如同一個大蓄熱器，當(dāng)人體過熱時，控制體溫中樞神經(jīng)發(fā)出出汗指令，刺激汗腺出汗帶走體內(nèi)大量氣化熱；同時抑制下丘腦后部交感神經(jīng)中樞，消除皮膚內(nèi)血管收縮，促使皮膚快速散熱。第23頁外界寒泠時，體內(nèi)水分起保溫作用，同時因為人體過泠，血管收縮，出汗停頓，下丘腦發(fā)出寒顫，促進去甲腎上腺素和腎上腺素分泌，使細胞加緊代謝速度產(chǎn)生熱量。在體溫自我調(diào)整過程中，水高氣化熱和高比熱起主要作用。第24頁水污染主要來自農(nóng)場、生活下水道、工業(yè)排放水以及酸雨等。據(jù)稱，當(dāng)前全世界每年約有4200多億立方米污水排入江河湖海，污染了55000億立方米淡水，占全球徑流量14％以上，水資源受到嚴(yán)重污染。2水凈化2.1水污染第25頁食物鏈?zhǔn)撬硪粋€污染源。低級生物被高級生物食用，食者與被食者之間一個步驟一個步驟地逐層相連，組成鏈狀系列，即稱食物鏈。食物鏈一個突出特征就是富集作用。一些重金屬元素或其它有毒物質(zhì)在水中濃度并不高，但食物鏈選擇性富集作用使得這些毒物可能到達很高濃度，從而產(chǎn)生有害于機體作用。第26頁比如，DDT(二氯二苯代三氯乙烷)及其多數(shù)同類物都有持久性殺蟲能力，它不在環(huán)境內(nèi)降解，而在脂肪組織內(nèi)溶解度卻很高，所以輕易在食物鏈內(nèi)富集。大氣中殺蟲劑DDT濃度只有0.000003ppm，而降落在海水中，在浮游生物體內(nèi)濃度將富集到達0.04ppm，小鰷魚吞食后能夠富集到1ppm，取食小鰷魚海鷗竟使DDT濃度到達75ppm。對于原有濃度來說，DDT已經(jīng)富集了約2500萬倍以上。第27頁汞(Hg)在食物鏈中富集現(xiàn)象如圖1所表示。全世界每年大約開采10,000噸汞，大約有5000噸汞被流失掉。汞在細菌作用下會生成有機汞(如二甲基汞)，二甲基汞毒性比汞強，更輕易富集于腦部并在其中長久滯留。當(dāng)腦中二甲基汞濃度到達5ppm時，便產(chǎn)生汞中毒癥狀，到達12ppm時能夠致死。第28頁濃度

陸地捕食鳥人類

大魚

水小魚小水生動物細菌

泥漿水中Hg(CH3)2細菌Hg圖1食物鏈中汞富集ppb

十億分之一0.1ppb0.1ppb5ppb5ppb25ppb25ppb50ppb50ppb500ppb500ppb1ppm1ppm第29頁類型實例1耗氧廢物人和動物排出廢物、腐爛動植物2傳染體細菌和病菌3淤泥大地被侵蝕所形成懸浮礦物質(zhì)顆粒4工業(yè)肥料硝酸鹽、磷酸鹽5有機產(chǎn)物酚類化合物、有機農(nóng)藥、有機酸堿、洗滌劑、取代苯類化合物、多氯聯(lián)苯和稠環(huán)芳烴6無機有毒物品Hg、Cd2+、CN－、As、Cr2O72－7熱污染工業(yè)用泠卻水8放射性物質(zhì)鈾礦開采、選礦和精煉廢水，人工放射性廢水，核爆炸產(chǎn)物表2水污染物類型第30頁（1）洗滌劑ABS：支鏈烷基苯磺酸鹽不能被生物所降解，即細菌不能將這種有機陰離子分解為簡單物質(zhì)，所以它將永遠停留在水中，使得河道和污水處理池泡沫堆積如山。LAS：直鏈烷基苯磺酸鹽輕易被需氧細菌所降解洗滌劑——新一代洗滌劑?；瘜W(xué)家對這個洗滌劑結(jié)構(gòu)進行了修改。第31頁（2）殺蟲劑1939年化學(xué)家發(fā)覺了一個殺蟲劑DDT。它對各種致病害蟲與昆蟲都非常有效，被廣泛用來撲滅以虱和蚊為媒介流行病如斑疹傷寒和瘧疾，它流入到江河湖海里。DDT及其多數(shù)同類物有持久性殺蟲作用，它不能很快速地被動物代謝，其半衰期約為8年。DDT易在食物鏈內(nèi)富集，給一些食肉動物如鷹及鶚帶來了災(zāi)難：影響鳥體內(nèi)調(diào)整鈣代謝分子，使得鳥下蛋很輕易破碎，幼鳥成活率急劇下降，一些地方鷹、鶚幾乎完全滅絕。

第32頁（3）有毒微量元素環(huán)境中有些元素，即使?jié)舛群艿蜁r對生命形態(tài)也含有毒性，尤其是重金屬元素。重金屬元素污染有以下特點：(a)在天然水中只要有微量濃度即可產(chǎn)生毒性；(b)不能被微生物降解，相反可在微生物作用下轉(zhuǎn)化為金屬有機化合物產(chǎn)生更大毒性；(c)在人體內(nèi)一些器官內(nèi)蓄積，造成慢性中毒；(d)可經(jīng)過食物鏈路徑富集。一旦進入環(huán)境就難以凈化。第33頁表3有毒微量元素主要起源及對人體危害性元素主要起源對人體危害性鉛含鉛汽油、涂料、低水平惡心、貧血、神經(jīng)炎(頭暈、工業(yè)廢水頭疼、煩躁、失眠、記憶力衰退)、腎炎、大劑量造成腦損傷。汞電化學(xué)工業(yè)、低水平手足麻痹，神經(jīng)紊亂，大劑有機汞殺菌劑量有機汞造成腦損傷，并可致死。鎘

電鍍廢水、銅、飲用0.1毫克/升水引發(fā)貧血、肝病鋅、鉛礦開采以致死亡，骨骼變異癥。與加工鈹煤炭燃燒，核燃即使低水平，長久接觸可造成肺部料加工，一些火損傷，也可致死。箭燃料第34頁對人體危害性砷

煤炭燃燒，磷酸鹽慢性中毒如肝、腎炎，神經(jīng)麻痹雜質(zhì)，硫化礦加工和皮膚潰瘍，大劑量引發(fā)腸胃工業(yè)廢水失常致死，少許也可能致癌。鉻

電鍍、染色、制革、腸胃粘膜炎、致癌，攝入量達每攝影材料、顏料等千克體重2.5毫克時發(fā)生毒物性腎工業(yè)廢水炎及尿毒癥致死。銅礦山排水，電化學(xué)每日100毫克引發(fā)腹痛、嘔吐，工業(yè)廢水長久過量造成肝硬化。第35頁生活或工業(yè)廢物最嚴(yán)重影響是增加天然水源生化耗氧量(BOD)，因為需氧細菌利用氧氣使污水里復(fù)雜有機物降解成為簡單物質(zhì)過程中，降低了水中溶氧量。我國飲用水源符合飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)僅占10％，基本符合約占20％，不符合高達70％。在一些飲用地下水城市里，90％地下水受到不一樣程度污染。全國532條河流中已經(jīng)有436條河流受到不一樣程度污染，湖泊受污染到達高富營養(yǎng)化水平占全部湖泊63.6％，人口密集地域湖泊與水庫幾乎全部受到污染。第36頁趣題討論4：水質(zhì)與人體健康

1953年年底在日本水俁(yu)村，發(fā)生了一個以特異性神經(jīng)障礙為主怪病。最初發(fā)生這種怪病是一名小女孩，她手足拘攣，怪聲叫喊而死。當(dāng)初人們根本就搞不清這是怎么一回事，在她死亡診療書上只好寫上“小兒麻痹”死亡原因。這種病發(fā)病非常遲緩，沒有前驅(qū)癥狀，也沒有發(fā)燒，有時會在喝酒后發(fā)作?；颊咭婚_始四肢末端有痛麻感覺，接著不能緊握東西，甚至不能系上或解開紐扣，第37頁走路不能跑，而且輕易絆跤，說話也會變得嬌聲嬌氣,另外患者還出現(xiàn)視物不清、耳朵發(fā)背、吞飲困難等現(xiàn)象。1953年發(fā)這種怪病共有116人，其中43人死亡。到1956年5月，水俁地域發(fā)生了更多類似上述癥狀怪病，人們便開始懷疑這是一個污染病，同時開始追查這種怪病病因。經(jīng)過多方面共同努力，人們終于發(fā)覺，這種病元兇是一家氯乙烯工廠（在生產(chǎn)過程中使用氯化亞汞作為催化劑）排放污水中甲基汞，甲基汞污染了魚、貝，第38頁使該污水流過河道里魚、貝含汞量高達9ppm~24ppm，人們大量食用被污染魚、貝，從而造成甲基汞中毒（汞中毒死亡者肝臟中含汞高達20ppm~70.5ppm）。以后這種病被命名為“水俁病”。第39頁水質(zhì)與人體健康在我國福建省清流縣高坂村，過去，總共有10戶人家，49口人，其中男性20人，女性29人，他們都是1965年泉州興建“惠女水庫”時遷入，在落戶20多年間，全村出生嬰兒全部都是女嬰。最有趣是1975年全村連生7個女嬰，村民們哭笑不得，人們戲稱“七仙女”下凡。高坂村一就成了遠近聞名“女兒村”。無獨有偶，在英國威爾士北部有一個名叫達姆威士村鎮(zhèn)，有一段時間內(nèi)出生嬰兒也全都是女孩。這到底是怎么回事呢？第40頁科學(xué)家們對當(dāng)?shù)赝寥?、水質(zhì)、食物進行了取樣分析，同時對村民身體進行了全方面檢驗，終于找到了原因。原來這個村莊水源已被金屬鎘(Cd)嚴(yán)重污染，使得這里村民體內(nèi)鎘含量大大超出了正常人體內(nèi)鎘含量，即鎘中毒。為何飲水中鎘含量尤其高就會只生女不生男呢？科學(xué)家們經(jīng)過試驗證實：在豬和老鼠飼料中加入一定量鎘，結(jié)果其子代雄性出生率下降，而雌性出生率則顯著上升。第41頁水質(zhì)中汞污染會對人類健康帶來危害，而重金屬鎘污染也會危害人類。第42頁2.2水凈化①懸浮物去除水停留在貯存池或經(jīng)過一連串沉降槽中自然沉降——沉積。非常小淤泥膠狀懸浮體（穩(wěn)定分散

）膠凝方法

天然水中自然膠體大多數(shù)帶有負電荷帶正電荷膠體同時聚沉

第43頁慣用膠凝劑明礬:普通用量為0.001～0.02％

水合硫酸鋁:Al2(SO4)3.18H2O

有效劑量為20～100mg/L堿性氯化鋁(PAC)：[Al2(OH)nCl6-n]mn＝1～5，m

10

不但能去除水中懸浮物，顯著降低水中粘土類雜質(zhì)，還能吸附水中微生物并使之沉降。

新型膠凝劑有效劑量為0.005～0.01％。鐵鹽有機膠凝劑：Fe(OH)3膠體

pH>6，鐵離子與水中腐植酸反應(yīng)生成溶于水有色化合物。第44頁高分子膠凝劑如聚丙烯酰胺:

[CH2—CH]n

CONH2分子量都很高，主鏈很長，所生成絮狀體比無機膠凝劑所形成絮狀體沉降速度快，可提升膠凝沉淀設(shè)備處理能力。第45頁②吸附與離子交換

活性炭吸附（顆粒狀）：大量孔隙，比表面積高。作用：痕量氯或其它氧化劑，微生物，去味、去臭和去除其它雜質(zhì)。2Cl2(aq)＋C(s)＋H2O

CO2(aq)＋4H+(aq)＋4Cl-(aq)特點：除氯能力非常大，去除水中有機物能力有限再生：1000℃高溫曝氣法去除水中一些臭味雜質(zhì)，如H2S等。第46頁

離子交換樹脂

一個不溶于水含有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)固體顆粒狀高分子共聚物，它能夠從水中吸附某種陽離子或者陰離子，而把本身所含另外一個帶有相同電荷離子交換下，并放出到水中去。

簡單模型：帶電荷海綿狀、三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。離子交換法去除水中離子即可制得純水——去離子水

特點：去離子水電導(dǎo)僅為普通蒸餾水電導(dǎo)1/10。第47頁趣題討論5：石頭含有保健功效嗎？你見過形狀如飯團一樣，質(zhì)地十分疏松石頭嗎？它俗名叫作做“麥飯石”因其含有保健功效，被譽為“保健石頭”。它是我國特有瑰寶，分布在我國北部和中部地域，尤其以內(nèi)蒙古自治區(qū)奈曼旗平頂山麥飯石質(zhì)量為最優(yōu)，其儲量預(yù)計約1700萬噸。

麥飯石為何含有保健功效呢？原來麥飯石中含有59種元素，其中18種元素是人體所必需微量元素，如鉀、鈉、鈣、鎂、硅、鋁、鐵、鋅、銅錳等元素，這些天然營養(yǎng)元素對改進人體進情況含有一定作用。當(dāng)采取麥飯石處理水時，它能吸附水中有機物和無第48頁機物，與水中離子進行離子交換，除去水中對人體健康有害物質(zhì)，如鉻、鎘、鉛、汞、氰化物等，同時釋放出對人體健康有益微量元素，從而發(fā)揮出保健功效。

用麥飯石水制成酒、醋、醬油、可口飲料等有味道好，雜質(zhì)少等優(yōu)點；用麥飯石浸出液制成化裝品不含鉛、汞、砷等有害物質(zhì)，而它所含微量元素能促進皮膚血液循環(huán)，調(diào)整新陳代謝，提升皮膚彈性，使皮膚豐滿而富有活力，從而延緩皮膚衰老，促進皮膚健美等。所以，麥飯石被譽為“保健石頭”不足為奇。第49頁③蒸餾與反滲透法

蒸餾：古老方法，太陽能蒸餾器蒸餾技術(shù)。

反滲透：經(jīng)過反滲透膜把水(溶劑)從溶液中分離出來一個方法。

應(yīng)用：海水淡化，硬水軟化以及維生素、抗菌素等濃縮等。滲透：水透過半透膜向溶液方向遷移現(xiàn)象。動力——滲透壓反滲透：溶液上方外加壓力大于水滲透壓，水從溶液中向純水方向遷移，此過程稱為反滲透。第50頁④消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外線消毒。

氯消毒Cl2＋H2O＝HOCl＋H+＋Cl-

次氯酸

HOCl＝H+＋OCl-次氯酸根消毒機理：HOCl是中性分子，擴散到帶負電細菌表面，穿透細菌細胞膜而進入細菌內(nèi)部，氯原子氧化作用破壞了細菌一些酶系統(tǒng)，從而造成細菌死亡。第51頁

去除水中劇毒氰化物(CN-離子):

10OH-+2CN-+5Cl2

N2＋2HCO3-

+10Cl-+4H2O加氯前或后，加入少許氨或銨鹽，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

氯胺在水中遲緩分解釋放出HOCl分子第52頁

漂白粉慣用氧氯化鈣，CaOCl2。消毒作用是它能與水反應(yīng)生成次氯酸(HOCl)：

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

次氯酸鈉在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：

NaOCl＋H2O＝HOCl＋NaOH第53頁

臭氧(O3)消毒：尤其強烈氧化劑，殺菌作用比氯快15～30倍，臭氧不但殺菌效果好，而且可除去水臭還能降低水色、以及Fe/Mn等。

制臭氧方法：高壓放電3O2

2O3或紫外線所需設(shè)備較復(fù)雜，基建費用大，成本較高。第54頁

紫外線殺菌機理是：微生物蛋白質(zhì)和核酸吸收紫外光能量，造成蛋白質(zhì)變性而引發(fā)微生物（細菌等）死亡。光波長為490-140nm時含有殺菌能力，最正確260nm紫外線消毒時間短、殺菌力強，易控制，沒有連續(xù)時間能力，燈管壽命短，成本高。第55頁城市水處理廠，其生產(chǎn)過程包含沉淀、膠凝、過濾、曝氣、消毒等。若要生產(chǎn)飲料用水或純水需再采取離子交換法或反滲透法。第56頁2.3水優(yōu)化礦泉水來自地下遲緩循環(huán)帶，存在于流動深部地域約500～600米深處，有大結(jié)構(gòu)破壞時達1000～米(熱水)，它經(jīng)過復(fù)雜動力作用，巖層中鹽分以很慢速度被沖刷溶解，水成份能長久保持恒定，它是淤泥沉積到巖層成巖作用各階段殘留水，或者是滲透到巖層裂隙和孔隙中去封存水。所以礦泉水是被自然界礦物質(zhì)所優(yōu)化水。第57頁

碳酸氫鹽型，HCO3-毫摩爾數(shù)大于25％，這一類又可分鈉質(zhì)泉(Na>25%毫摩爾)、鈣質(zhì)泉(Ca>12.5％毫摩爾)、鎂質(zhì)泉(Mg>12.5％毫摩爾)。

氯化物型，Cl毫摩爾數(shù)大于25％，可分為鈉質(zhì)泉、鈣質(zhì)泉、鎂質(zhì)泉。

硫酸鹽型，SO4毫摩爾數(shù)大于25％，可分為鈉質(zhì)泉(Na>50％毫摩爾)、鈣質(zhì)泉(Ca>25％毫摩爾)和鎂質(zhì)泉(Mg>25％毫摩爾)。成份復(fù)雜礦泉水，又可分為氯化物碳酸鹽性泉、硫酸鹽碳酸鹽泉和氯化物硫酸鹽泉。

第58頁含生物活性離子礦泉水：Fe>10mg/L，As：1mg/L，Br：25mg/L，I：10mg/L，Li：5mg/L。

含氣體礦泉水，可分為碳酸水（含游離CO2）、硫化氫水（含游離H2S）和放射性水（含氡）。

第59頁人工礦泉水是用優(yōu)質(zhì)泉水或地下水進行人工礦化而制得。人工礦泉水生產(chǎn)方法有兩種。

(1)直接溶化法，即在天然水中添加碳酸氫鈉、氯化鈣、氯化鎂等無機鹽類，再充以二氧化碳；(2)二氧化碳浸蝕法，即在壓力下使含CO2原料水作用于碳酸堿土金屬鹽，使其轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽溶解于水中，含碳酸氫根陰離子礦泉水屬于營養(yǎng)學(xué)上“堿性飲料”。

第60頁

用麥飯石也可制得優(yōu)質(zhì)礦泉水。磁化水：水在磁力線作用下，原先締合水分子團發(fā)生解離變成單個水分子，這種水與生物細胞內(nèi)水十分靠近，有很大親合性，能被動植物細胞吸收，因而被稱為“活性水”。長久飲用磁化水，對腎結(jié)石、甲狀腺機能失調(diào)、高血壓等數(shù)十種棘手疾病都有顯著療效。第61頁趣題討論6：水越純越好嗎？近年來，人們對飲用水要求越來越高，蒸餾水、純水、太空水正式成為商品，進入千家萬戶。但將純水作為基本飲用水做法是不科學(xué)。天然水在自然界循環(huán)過程中，一直與大氣、土壤、巖石等相接觸，致使天然水中溶解或懸浮著各種各樣“雜質(zhì)”，如鈣、鎂、鉀、鈉、鐵、錳、碳、氨、硅、鋁、磷及其它化合物，還生活著許多微生物(如各種菌類)，天然水中“雜質(zhì)”有許多是人體所必需微量元素。第62頁水是人體取得微量元素主要起源之一。人們假如長久以純水作為飲用水，不但無法從水體中取得人體所需要微量元素，而且還會帶走體內(nèi)本身所含有微量元素，這么就不利于健康，所以飲用水并非越純越好，我們還是應(yīng)該提倡多喝清潔天然水。

富含微量元素泉水還能用于治療疾病。在我國內(nèi)蒙古錫林部勒盟草原有一個泉水療養(yǎng)院，那里泉水無色透明，澄清不含異物，有辣、酸、澀等味道，好像“啤酒”一樣，所以有些人稱它為“啤酒泉”。第63頁“啤酒泉”地處草原，5公里以內(nèi)無污染源，它含有溴、碘、鋅、鉬等18種對人體健康必不可少微量元素和好些藥品主要成份，它對胃、肝、眼等疾病以及高血壓病、心臟病、關(guān)節(jié)炎和貧血等有特殊療效，尤其對消化系統(tǒng)疾病有顯著療效。第64頁傳說茶葉作為飲料始于公元2737年前神農(nóng)時代，有“神農(nóng)嘗百草，日遭七十二毒，得茶而解之”之說。中華民族在茶培育、制造、品飲、應(yīng)用，及對茶文化形成和發(fā)展上，為人類文明史留下了絢麗光芒一頁。茶仍是世界三大飲料之一，全世界有50多個國家種茶，飲茶則遍布全球。3飲料

茶是生活享受，健身飲料，情誼紐帶。第65頁茶多酚（兒茶素）結(jié)構(gòu)式茶葉含有400各種化合物，最主要有效成份為咖啡堿，多酚類化合物（兒茶素、黃酮、花青素及酚酸類物質(zhì)等）、維生素（B、C、A、E、K，高級綠茶中Vc含量高達0.5％）、礦質(zhì)元素（P,K,Ca,Mg,Mn,Al,S,F,Se等）、多糖類化合物,以及25種不一樣氨基酸。第66頁茶多酚含有預(yù)防血管硬化、降低血脂、消炎抑菌、防輻射、抗癌變等各種功效。第67頁功效作用機理興奮提神茶葉中咖啡堿等化合物能促進腎上腺體垂體活動，誘導(dǎo)兒茶酚胺生物合成，從而加緊心血管系統(tǒng)作用和效能。利尿和解除疲勞咖啡堿、可可堿以及芳香油綜合作用能夠提升尿液從腎臟中濾出率，因為茶利尿作用，使人體組織中乳酸逐步排出體外，從而降低肌肉疲勞感覺。助消化作用咖啡堿能夠增強消化道動，有利于食物消化。多酚類化合物更能降低胃潰瘍出血，保護消化系統(tǒng)，發(fā)揮正常消化功效。第68頁功效作用機理消毒滅菌作用兒茶素類化合物對傷寒桿菌，副傷寒桿菌，葡萄球菌，金黃色鏈球菌，痢疾桿菌等各種病原菌都有顯著抑制作用。降血脂抗動脈粥樣硬化綠茶含有降低血液中膽固醇作用，還有軟化血管功效。降低血壓兒茶素類化合物對血管擔(dān)心素I轉(zhuǎn)化酶活性有顯著抑制作用，并能使血管壁松弛，增加血管有效直徑，從而使血壓下降。第69頁降低血糖茶葉中復(fù)合多糖，兒茶素類化合物含有類似胰島素作用，有顯著降糖效果。抗衰老、抗癌變、去除自由基維生素C、維生素E含有增強抵抗力，延緩衰老作用，兒茶素類化合物含有顯著抗氧化活性，能夠消除自由基，阻斷致癌物亞硝胺合成。健齒防齲作用多酚類化合物能夠殺死齒縫中齲齒細菌，氟化合物更含有健齒防齲作用。明目作用維生素C能夠預(yù)防白內(nèi)障，維生素A可預(yù)防夜盲癥。對重金屬毒害解毒作用對水中鎘、鈷、銅、鎳、鉛等重金屬含有非常徹底吸附效果，茶汁能使汞離子沉淀。第70頁茶對防輻射傷害，減輕吸煙對人體毒害，預(yù)防體內(nèi)結(jié)石，預(yù)防各種維生素缺乏等方面都含有顯著而神奇作用。低溫速溶茶晶來替換原有茶葉。茶葉中有效活性成份作為醫(yī)療、飲料、保健品、食品添加劑等方面主要原料，其市場前景十分遼闊。第71頁3.2汽水溶解

過濾

配制

精濾

混合

冷卻

加氣

裝瓶

CO2檢驗

成品①桔子汽水(芬達)原料

白砂糖檸檬酸糖精苯甲酸鈉柑桔醬桔子香精水配方/kg1001.40.10.1521.5余量

含氣量：容積倍數(shù)1.5～2.5第72頁②可樂飲料原料白砂糖苯甲酸鈉可口香精可樂色素水配方/kg1150.170.670.3余量含氣量：容積倍數(shù)3.5～4③白檸檬汽水原料白砂糖檸檬酸苯甲酸鈉檸檬香精水配方/kg90-1201.25-3.10.150.75-1.5余量含氣量：容積倍數(shù)3.5～4第73頁CO2作用：（a）清涼作用H2CO3＝CO2

＋H2OCO2逸出把熱帶出來；（b）妨礙微生物生長，延長貨架壽命；（c）突出香味，CO2逸出時能帶出香味；（d）有舒適剎口感，產(chǎn)生特殊風(fēng)味。第74頁趣題討論7：神秘可口可樂100多年以前，美國有個名叫約翰·斯蒂斯·彭伯頓制藥企業(yè)老板，總想創(chuàng)造一直有提神、解乏、治頭痛功效藥用糖漿。1886年5月一天，彭伯頓躲在試驗室里又開始設(shè)計著新配方，他將幾個能提神、止渴、清心藥劑糖漿混合在一起，然后放入一些可樂果、古柯葉和一個從南美洲植物提取物，再加入少許咖啡因、糖、磷酸，攪拌后意外地得到了誘人墨綠色混合劑，而且其味道相當(dāng)好，這就是最早“可口可樂”飲料了。第75頁現(xiàn)在世界上天天要喝掉幾億瓶可口可樂，然而知道可口可樂這一秘方人聽說還不超出10個。其實它99％以上配料是碳酸水、糖、磷酸、咖啡因、焦糖藥劑，少許古柯葉和可樂果提取物?？煽诳蓸凤嬃鲜菐讉€物質(zhì)混合物，可能還包含了很復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)。第76頁3.3果汁果汁型汽水，指含2.5％及2.5％以上天然果汁碳酸飲料。果味型汽水是以食用香精為主要賦香劑碳酸飲料(包含2.5％以下天然果汁飲料)。第77頁3.4豆奶必需氨基酸豆奶牛奶理想異亮氨酸5.36.34.0亮氨酸8.810.07.0賴氨酸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蘇氨酸4.94.54.0色氨酸1.31.41.0頡氨酸5.06.95.0第78頁4水資源開發(fā)與利用存在形式水量(109m3)占總水量百分比/％海洋