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1、化工与健康 第五讲 水的化学第1页，本讲稿共89页l播放纯净水视频播放纯净水视频第2页，本讲稿共89页水的生活化学Live Chemistry of Water 水与日常生活水与日常生活 水的净化与优化水的净化与优化 饮料饮料 水资源的开发与利用水资源的开发与利用第3页，本讲稿共89页1水与日常生活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挥发性气体，这些气体的主要成分是水蒸气(约占约占75以上以上)、二氧化碳、氮和其它微量气体。水蒸气凝、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
2、低洼处，便形成了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。月，而不喝水只能活几天。第4页，本讲稿共89页1.1活的有机体中水的分布与生物学功能活的有机体中水的分布与生物学功能有机体有机体有机体有机体含水量含水量含水量含水量()有机体有机体有机体有机体含水量含水量含水量含水量()海生无脊椎动物海生无脊椎动物海生无脊椎动物海生无脊椎动物9797鱼鱼鱼鱼8282人胎儿人胎儿人胎儿人胎儿(1(1月月月月
3、)93)93瘦肉瘦肉瘦肉瘦肉7676成年人体成年人体成年人体成年人体7070水果水果水果水果8080细胞原生质细胞原生质细胞原生质细胞原生质8080蔬菜蔬菜蔬菜蔬菜8989体液体液体液体液9595黄瓜黄瓜黄瓜黄瓜9595神经组织神经组织神经组织神经组织8484土豆土豆土豆土豆7575哺乳类动物哺乳类动物哺乳类动物哺乳类动物6565陆地草类植物陆地草类植物陆地草类植物陆地草类植物80809090牛奶牛奶牛奶牛奶8888乳酪乳酪乳酪乳酪3535第5页，本讲稿共89页人体中水的分布人体中水的分布细胞中的水细胞中的水细胞中的水细胞中的水占体重的占体重的占体重的占体重的4040细胞外的液体占体重的细胞外
4、的液体占体重的细胞外的液体占体重的细胞外的液体占体重的1515血浆血浆血浆血浆中的水占体重的中的水占体重的中的水占体重的中的水占体重的5 5第6页，本讲稿共89页水有许多生物学上的功能水有许多生物学上的功能 水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用水在消化和新陈代谢的化学反应中起着很大作用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，并从细胞中水通过血液将营养和氧气输送到细胞，并从细胞中水通过血液将营养和氧气输送到细胞，并从细胞中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。把废物带走。把废物带走。把废物带走
5、。没有水，我们将被自己体内的废物毒杀。没有水，我们将被自己体内的废物毒杀。没有水，我们将被自己体内的废物毒杀。没有水，我们将被自己体内的废物毒杀。第7页，本讲稿共89页 水有保持溶解状态的钠和钾的能力，这对传送电脉水有保持溶解状态的钠和钾的能力，这对传送电脉水有保持溶解状态的钠和钾的能力，这对传送电脉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，水在体液和细胞冲使肌肉和神经活跃是不可缺少的，因此，水在体液和细胞冲使肌肉和神经活跃是不可缺少的，因此，水在体液和细胞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。的酸碱平衡上起着主要
6、作用。的酸碱平衡上起着主要作用。的酸碱平衡上起着主要作用。人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热，人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热，人体内到处无时不在进行的化学反应所释放的热，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在调节体温始终保持在在调节体温始终保持在在调节体温始终保持在3737中水起着主要作用。中水起着主要作用。中水起着主要作用。中水起着主要作用。第8页，本讲稿共89页 我们体内的水同时又是一个减震器，脑有液体（大部我们体内的水同时又是一个减震器，脑有液体（大部我们体内的水同时又是一个减震器，脑有液体（大部我们体内的水同时又是一个减震器，脑有液体（大
7、部分是水）包围着，它可免受震荡，同样人体的骨骼、关节、分是水）包围着，它可免受震荡，同样人体的骨骼、关节、分是水）包围着，它可免受震荡，同样人体的骨骼、关节、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，器官和神经也有液体润滑，使我们在固体的世界中生活时，器官和神经也有液体润滑，使我们在固体的世界中生活时，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。身体不致因必须承受无数震荡而受到伤害。身体不致因必须承受无数震荡而受到伤害。身体不致因必须承受无数震荡而受到伤害。第9页，本讲稿共89页水就象自
8、然界中的溪流和潮汐一样，流入、流过而又流出。水就象自然界中的溪流和潮汐一样，流入、流过而又流出。水就象自然界中的溪流和潮汐一样，流入、流过而又流出。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那流动、润滑、温暖、消热的水，那溶解着又携带着滋养那流动、润滑、温暖、消热的水，那溶解着又携带着滋养那流动、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我们的各种分子我们的各种分子我们的各种分子(或离子或离子或离子或离子)的水，才是生命得以生存的源泉。的水，才是生命得以生存的源泉。的水，才是生命得以生存的源泉。的水，才是生命得以生存的源
9、泉。第10页，本讲稿共89页趣题讨论趣题讨论趣题讨论趣题讨论1 1：想想看你的饮水够量吗？：想想看你的饮水够量吗？：想想看你的饮水够量吗？：想想看你的饮水够量吗？水水水水有有有有许许许许多多多多生生生生物物物物学学学学上上上上的的的的功功功功能能能能，对对对对于于于于人人人人的的的的生生生生存存存存来来来来说说说说，水水水水的的的的作作作作用用用用仅仅仅仅次次次次于于于于空空空空气气气气。然然然然而而而而大大大大多多多多数数数数人人人人都都都都不不不不知知知知道道道道自自自自己己己己每每每每天天天天应应应应该该该该喝喝喝喝多多多多少少少少量量量量的的的的水水水水，事事事事实实实实上上上上我我我
10、我们们们们当当当当中中中中有有有有许许许许多多多多人人人人都都都都在在在在脱脱脱脱水水水水状状状状态态态态下下下下生生生生存存存存着着着着。水水水水有有有有许许许许多多多多生生生生物物物物学学学学上上上上功功功功能能能能，如如如如果果果果饮饮饮饮水水水水不不不不够够够够量量量量，那那那那么么么么人人人人体体体体的的的的生生生生理理理理机机机机能能能能的的的的每每每每一一一一部部部部分分分分都都都都有有有有可可可可能能能能受受受受损损损损害害害害。现现现现实实实实生生生生活活活活中中中中就就就就有有有有许许许许多多多多人人人人由由由由于于于于喝喝喝喝水水水水不不不不足足足足量量量量而而而而导导导
11、导致致致致脂脂脂脂肪肪肪肪堆堆堆堆积积积积、肌肌肌肌肉肉肉肉松松松松弛弛弛弛、消消消消化化化化和和和和其其其其它它它它器器器器官官官官功功功功能能能能下下下下降降降降、体体体体内内内内毒毒毒毒素增加、肌肉和关节疼痛、水的滞留量增加等等。素增加、肌肉和关节疼痛、水的滞留量增加等等。素增加、肌肉和关节疼痛、水的滞留量增加等等。素增加、肌肉和关节疼痛、水的滞留量增加等等。第11页，本讲稿共89页人只有感到口渴了，才会去喝水。人只有感到口渴了，才会去喝水。人只有感到口渴了，才会去喝水。人只有感到口渴了，才会去喝水。那那那那么么么么人人人人为为为为什什什什么么么么会会会会感感感感到到到到口口口口渴渴渴渴
12、呢呢呢呢？原原原原来来来来人人人人体体体体组组组组织织织织液液液液中中中中钠钠钠钠离离离离子子子子浓浓浓浓度度度度的的的的正正正正常常常常值值值值为为为为137137毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔/升升升升，当当当当体体体体液液液液中中中中钠钠钠钠浓浓浓浓度度度度比比比比正正正正常常常常值值值值高高高高2 2毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔/升升升升时时时时，就就就就会会会会有有有有一一一一种种种种化化化化学学学学信信信信号号号号流流流流经经经经脑脑脑脑的的的的饮饮饮饮水水水水中中中中枢枢枢枢，再再再再由由由由脑脑脑脑中中中中枢枢枢枢向向向向口口口口和和和和喉喉喉喉发发发发出出出出一一一一种种种种信信信信号
13、号号号，此此此此时时时时口口口口和和和和喉喉喉喉的的的的神神神神经经经经组组组组织织织织就就就就会会会会使使使使我我我我们们们们感感感感到到到到口口口口渴渴渴渴，于于于于是是是是我我我我们们们们开开开开始始始始喝喝喝喝水水水水，并并并并使使使使钠钠钠钠离离离离子子子子浓浓浓浓度度度度恢恢恢恢复复复复到到到到正正正正常常常常值值值值，这这这这样样样样渴渴渴渴就就就就解解解解了。了。了。了。第12页，本讲稿共89页那么我们每天究竟需喝多少量水呢？这里有一个简单的那么我们每天究竟需喝多少量水呢？这里有一个简单的那么我们每天究竟需喝多少量水呢？这里有一个简单的那么我们每天究竟需喝多少量水呢？这里有一个
14、简单的公式可以用于估算：一个不需剧烈运动的健康人，每天的饮公式可以用于估算：一个不需剧烈运动的健康人，每天的饮公式可以用于估算：一个不需剧烈运动的健康人，每天的饮公式可以用于估算：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水量约为每公斤体重水量约为每公斤体重水量约为每公斤体重3333毫升水；而对于一个运动员来说，每毫升水；而对于一个运动员来说，每毫升水；而对于一个运动员来说，每毫升水；而对于一个运动员来说，每天的饮水量约是健康人的天的饮水量约是健康人的天的饮水量约是健康人的天的饮水量约是健康人的4/34/3倍。这样，一个健康人每天至少倍。这样，一个健康人每天至少倍。这样，一个健康人每
15、天至少倍。这样，一个健康人每天至少需要喝需要喝需要喝需要喝810810杯水，每杯水约杯水，每杯水约杯水，每杯水约杯水，每杯水约230230毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重毫升。体胖者每超出理想体重1111公斤，就应该比正常的健康人多喝一杯水。公斤，就应该比正常的健康人多喝一杯水。公斤，就应该比正常的健康人多喝一杯水。公斤，就应该比正常的健康人多喝一杯水。第13页，本讲稿共89页O1.2水的结构和特性水的结构和特性HH0.096nm105-水的结构（水蒸气中）水的结构（水蒸气中）水的结构（水蒸气中）水的结构（水蒸气中）第14页，本讲稿共89页氧原子的
16、电负性比氢原子的电负性大，每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大，每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大，每个氧原子的电负性比氢原子的电负性大，每个OOHH共价共价共价共价键都是极性的，而水分子的键都是极性的，而水分子的键都是极性的，而水分子的键都是极性的，而水分子的“V V”形结构使得整个分子呈现极形结构使得整个分子呈现极形结构使得整个分子呈现极形结构使得整个分子呈现极性，其中氧分子在负极一端，氢原子在正极一端性，其中氧分子在负极一端，氢原子在正极一端性，其中氧分子在负极一端，氢原子在正极一端性，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，使得在水中，氢和氧的电负性之
17、差很大，使得在水中，氢和氧的电负性之差很大，使得在水中，氢和氧的电负性之差很大，使得HH2 2OO中的成键中的成键中的成键中的成键电子显著偏离氢原子，因此电子显著偏离氢原子，因此电子显著偏离氢原子，因此电子显著偏离氢原子，因此HH2 2OO分子中体积很小的氢原子几乎就分子中体积很小的氢原子几乎就分子中体积很小的氢原子几乎就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。吸引，即形成氢
18、键。吸引，即形成氢键。吸引，即形成氢键。第15页，本讲稿共89页氢键决定了水具有异常特性，如高的熔点与沸点，高的气氢键决定了水具有异常特性，如高的熔点与沸点，高的气氢键决定了水具有异常特性，如高的熔点与沸点，高的气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。化热、溶化热与比热等。化热、溶化热与比热等。化热、溶化热与比热等。氢原子氧原子水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成水分子中氢键的形成第16页，本讲稿共89页化合物化合物化合物化合物 分子量分子量分子量分子量 熔点熔点熔点熔点熔解热熔解热熔解热熔解热沸点沸点沸点沸点蒸发热蒸发热蒸发热蒸发热偶极矩偶
19、极矩偶极矩偶极矩()(kJ.mol)(kJ.mol-1-1)（）(kJ.mol(kJ.mol-1-1)(dB)(dB)H H2 2O180.06.0210040.671.84O180.06.0210040.671.84H H2 2S34-85.52.38-60.318.661.10S34-85.52.38-60.318.661.10H H2 2Se81-65.72.51-41.319.330.4Se81-65.72.51-41.319.330.4H H2 2Te130-514.18-2.223.220.2Te130-514.18-2.223.226pH6，铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色
20、化合物，铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物，铁离子与水中腐植酸反应生成溶于水的有色化合物，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，本讲稿共89页 高分子胶凝高分子胶凝高分子胶凝高分子胶凝剂剂剂剂如聚丙如聚丙如聚丙如聚丙烯酰烯酰烯酰烯酰胺胺胺胺: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分子量都很高，主链很长，所生成的絮状体比无机胶凝剂所分子量都很高，主链很长，所生成的絮状体比无机胶凝剂所分子量都很高，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。形成的絮状体的沉降速度快，可提高胶凝沉
21、淀设备处理能力。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。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，本讲稿共89页 吸附与离子交换吸附与离子交换吸附与离子交换吸附与离子交换 活性炭吸附（颗粒状活性炭吸附（颗粒状活性炭吸附（颗粒状活性炭吸附（颗粒状）：）：）：）：大量孔隙，比表面积高大量孔隙，比表面积高大量孔隙，比表面积高大量孔隙，比表面积高。作用：痕量氯或其它氧化剂作用：痕量氯或其它氧化剂作用：痕量氯或其它氧化剂作用：痕量氯或其它氧化剂，微生物，微生物，微生物，微生物，去味、去臭和，去味、去臭和，去味、去臭和，去味、去臭和 去除其它杂质。去除其它杂质。去除其它
22、杂质。去除其它杂质。2Cl2Cl2 2(aq)(aq)C(s)C(s)HH2 2OOCOCO2 2(aq)(aq)4H4H+(aq)(aq)4Cl4Cl-(aq)(aq)特点：除氯能力非常大，去除水中有机物的能力有限特点：除氯能力非常大，去除水中有机物的能力有限特点：除氯能力非常大，去除水中有机物的能力有限特点：除氯能力非常大，去除水中有机物的能力有限 再生：再生：再生：再生：10001000高温高温高温高温 曝气法去除水中某些臭味杂质，如曝气法去除水中某些臭味杂质，如曝气法去除水中某些臭味杂质，如曝气法去除水中某些臭味杂质，如HH2 2S S等。等。等。等。第46页，本讲稿共89页 离子交离
23、子交离子交离子交换树换树换树换树脂脂脂脂 一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网一种不溶于水的具有网络结络结络结络结构的固体构的固体构的固体构的固体颗颗颗颗粒状高分子共聚粒状高分子共聚粒状高分子共聚粒状高分子共聚物，它能物，它能物，它能物，它能够够够够从水中吸附某种阳离子或者阴离子，而把本身所从水中吸附某种阳离子或者阴离子，而把本身所从水中吸附某种阳离子或者阴离子，而把本身所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含的另外一种含的另外一种含的另外一种带带带带有相同有相同有相同有相同电电电电荷的离子交荷的离子交荷的离子交荷的离子交换换换换下，并放出到水中去。下
24、，并放出到水中去。下，并放出到水中去。下，并放出到水中去。简单简单简单简单模型模型模型模型：带电带电带电带电荷的海荷的海荷的海荷的海绵绵绵绵状、状、状、状、三维三维三维三维空空空空间间间间网状网状网状网状结结结结构构构构。离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水离子交换法去除水中的离子即可制得纯水去离子水去离子水去离子水去离子水 特点：去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的特点：去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的特点：去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的特点：去离子水的电导仅为普通蒸馏水电导的1/101/10。第47页，本讲稿共89
25、页趣题讨论趣题讨论趣题讨论趣题讨论5 5：石头具有保健功能吗？：石头具有保健功能吗？：石头具有保健功能吗？：石头具有保健功能吗？你你你你见见见见过过过过形形形形状状状状如如如如饭饭饭饭团团团团一一一一样样样样，质质质质地地地地十十十十分分分分疏疏疏疏松松松松的的的的石石石石头头头头吗吗吗吗？它它它它的的的的俗俗俗俗名名名名叫叫叫叫作作作作做做做做“麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石”因因因因其其其其具具具具有有有有保保保保健健健健功功功功能能能能，被被被被誉誉誉誉为为为为“保保保保健健健健石石石石头头头头”。它它它它是是是是我我我我国国国国特特特特有有有有的的的的瑰瑰瑰瑰宝宝宝宝，分分分分布布布布在在在
26、在我我我我国国国国北北北北部部部部和和和和中中中中部部部部地地地地区区区区，尤尤尤尤其其其其以以以以内内内内蒙蒙蒙蒙古古古古自自自自治治治治区区区区奈奈奈奈曼曼曼曼旗旗旗旗平平平平顶顶顶顶山山山山的的的的麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石的的的的质质质质量量量量为最优，其储量估计约为最优，其储量估计约为最优，其储量估计约为最优，其储量估计约17001700万吨。万吨。万吨。万吨。麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石为为为为什什什什么么么么具具具具有有有有保保保保健健健健功功功功能能能能呢呢呢呢？原原原原来来来来麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石中中中中含含含含有有有有5959种种种种元元元元素素素素，其其其其中中中中1818
27、种种种种元元元元素素素素是是是是人人人人体体体体所所所所必必必必需需需需的的的的微微微微量量量量元元元元素素素素，如如如如钾钾钾钾、钠钠钠钠、钙钙钙钙、镁镁镁镁、硅硅硅硅、铝铝铝铝、铁铁铁铁、锌锌锌锌、铜铜铜铜锰锰锰锰等等等等元元元元素素素素，这这这这些些些些天天天天然然然然营营营营养养养养元元元元素素素素对对对对改改改改善善善善人人人人体体体体进进进进状状状状况况况况具具具具有有有有一一一一定定定定的的的的作作作作用用用用。当当当当采采采采用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石处处处处理理理理水水水水时时时时，它它它它能能能能吸吸吸吸附水中的有机物和无附水中的有机物和无附水中的有机物和无附水中的有
28、机物和无第48页，本讲稿共89页机机机机物物物物，与与与与水水水水中中中中离离离离子子子子进进进进行行行行离离离离子子子子交交交交换换换换，除除除除去去去去水水水水中中中中对对对对人人人人体体体体健健健健康康康康有有有有害害害害的的的的物物物物质质质质，如如如如铬铬铬铬、镉镉镉镉、铅铅铅铅、汞汞汞汞、氰氰氰氰化化化化物物物物等等等等，同同同同时时时时释释释释放放放放出出出出对对对对人人人人体体体体健健健健康康康康有益的微量元素，从而发挥出保健功能。有益的微量元素，从而发挥出保健功能。有益的微量元素，从而发挥出保健功能。有益的微量元素，从而发挥出保健功能。用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石水水水水
29、制制制制成成成成的的的的酒酒酒酒、醋醋醋醋、酱酱酱酱油油油油、可可可可口口口口饮饮饮饮料料料料等等等等有有有有味味味味道道道道好好好好，杂杂杂杂质质质质少少少少等等等等优优优优点点点点；用用用用麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石浸浸浸浸出出出出液液液液制制制制成成成成的的的的化化化化妆妆妆妆品品品品不不不不含含含含铅铅铅铅、汞汞汞汞、砷砷砷砷等等等等有有有有害害害害物物物物质质质质，而而而而它它它它所所所所含含含含的的的的微微微微量量量量元元元元素素素素能能能能促促促促进进进进皮皮皮皮肤肤肤肤血血血血液液液液循循循循环环环环，调调调调节节节节新新新新陈陈陈陈代代代代谢谢谢谢，提提提提高高高高皮皮皮皮肤肤
30、肤肤弹弹弹弹性性性性，使使使使皮皮皮皮肤肤肤肤丰丰丰丰满满满满而而而而富富富富有有有有活活活活力力力力，从从从从而而而而延延延延缓缓缓缓皮皮皮皮肤肤肤肤衰衰衰衰老老老老，增增增增进进进进皮皮皮皮肤肤肤肤的的的的健健健健美美美美等等等等。因因因因此此此此，麦麦麦麦饭饭饭饭石石石石被被被被誉誉誉誉为为为为“保健石头保健石头保健石头保健石头”不足为奇。不足为奇。不足为奇。不足为奇。第49页，本讲稿共89页 蒸馏与反渗透法蒸馏与反渗透法蒸馏与反渗透法蒸馏与反渗透法 蒸馏：古老的方法，太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏：古老的方法，太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏：古老的方法，太阳能蒸馏器的蒸馏技术。蒸馏：古老的
31、方法，太阳能蒸馏器的蒸馏技术。反渗透：通过反渗透膜把水反渗透：通过反渗透膜把水反渗透：通过反渗透膜把水反渗透：通过反渗透膜把水(溶剂溶剂溶剂溶剂)从溶液中分离出来的从溶液中分离出来的从溶液中分离出来的从溶液中分离出来的一种方法。一种方法。一种方法。一种方法。应用：应用：应用：应用：海水淡化，硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化，硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化，硬水软化以及维生素、抗菌素等的海水淡化，硬水软化以及维生素、抗菌素等的浓缩等。浓缩等。浓缩等。浓缩等。渗透：渗透：渗透：渗透：水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。
32、水透过半透膜向溶液方向迁移的现象。动力动力动力动力渗透压渗透压渗透压渗透压 反渗透：溶液上方外加压力大于水的渗透压，水从溶反渗透：溶液上方外加压力大于水的渗透压，水从溶反渗透：溶液上方外加压力大于水的渗透压，水从溶反渗透：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。液中向纯水方向迁移，此过程称为反渗透。液中向纯水方向迁移，此过程称为反渗透。液中向纯水方向迁移，此过程称为反渗透。第50页，本讲稿共89页 消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒消毒：氯消毒、臭氧消毒和紫外线消毒。氯消毒氯消毒氯消毒氯消毒
33、ClCl2 2 HH2 2OO HOClHOCl HH+ClCl-次氯酸次氯酸次氯酸次氯酸HOClHOClHH+OClOCl-次氯酸根次氯酸根次氯酸根次氯酸根消毒机理：消毒机理：HOClHOCl是中性分子，扩散到带负电的细是中性分子，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。致细菌死亡。第51页，本讲稿共89页 去除水中剧毒的氰化物去除水中剧毒的氰化物去除水中剧毒的氰化物去除水中剧毒的氰化物(CN(CN-离子离子离子离子):):10OH10O
34、H-+2CN+2CN-+5Cl+5Cl2 2NN2 22HCO2HCO33-+10Cl+10Cl-+4H+4H2 2OO 加氯前或后，加入少量氨或铵盐，即生成氯胺：加氯前或后，加入少量氨或铵盐，即生成氯胺：加氯前或后，加入少量氨或铵盐，即生成氯胺：加氯前或后，加入少量氨或铵盐，即生成氯胺：NHNH3 3 HOClHOClNHNH2 2ClClHH2 2OO一氯胺一氯胺一氯胺一氯胺 NHNH3 3 2HOCl2HOClNHClNHCl2 2 2H2H2 2OO二氯胺二氯胺二氯胺二氯胺 或或或或NHNH2 2ClClHOClHOClNHClNHCl2 2 HH2 2OONHNH3 3 3HOCl3
35、HOClNClNCl3 3 3H3H2 2OO三氯胺三氯胺三氯胺三氯胺或或或或NHNH2 2ClCl2HOCl2HOClNClNCl3 3 2H2H2 2OO 氯胺在水中缓慢分解释放出氯胺在水中缓慢分解释放出氯胺在水中缓慢分解释放出氯胺在水中缓慢分解释放出HOClHOCl分子分子分子分子 第52页，本讲稿共89页 漂漂漂漂白白白白粉粉粉粉常常常常用用用用氧氧氧氧氯氯氯氯化化化化钙钙钙钙，CaOClCaOCl2 2。消消消消毒毒毒毒作作作作用用用用是是是是它它它它能能能能与与与与水水水水反反反反应应应应生成次氯酸生成次氯酸生成次氯酸生成次氯酸(HOCl)(HOCl)：CaOClCaOCl2 2
36、2H2H2 2OOCaCa（OHOH）2 2 22HOClHOCl CaClCaCl2 21122 水溶液水溶液水溶液水溶液 次氯酸钠次氯酸钠次氯酸钠次氯酸钠在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：在水中分解生成次氯酸而起消毒作用：NaOClNaOClHH2 2OOHOClHOClNaOHNaOH第53页，本讲稿共89页 臭氧臭氧臭氧臭氧(O(O3 3)消毒：消毒：消毒：消毒：特特特特别别别别强强强强烈烈烈烈的的的的氧氧氧氧化化化化剂剂剂剂，杀杀杀杀菌菌菌菌作作作作用用用用比比比比氯氯氯氯快快快快15153030倍倍倍倍，臭臭臭臭氧
37、氧氧氧不不不不仅仅仅仅杀杀杀杀菌效果好，而且可除去水臭还能降低水色、以及菌效果好，而且可除去水臭还能降低水色、以及菌效果好，而且可除去水臭还能降低水色、以及菌效果好，而且可除去水臭还能降低水色、以及Fe/MnFe/Mn等。等。等。等。制臭氧方法：制臭氧方法：制臭氧方法：制臭氧方法：高压放电高压放电高压放电高压放电3O3O22 2O2O3 3或紫外线或紫外线或紫外线或紫外线 所需设备较复杂，基建费用大，成本较高。所需设备较复杂，基建费用大，成本较高。所需设备较复杂，基建费用大，成本较高。所需设备较复杂，基建费用大，成本较高。第54页，本讲稿共89页 紫紫紫紫外外外外线线线线杀杀杀杀菌菌菌菌机机机
38、机理理理理是是是是：微微微微生生生生物物物物的的的的蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质和和和和核核核核酸酸酸酸吸吸吸吸收收收收紫紫紫紫外外外外光光光光能能能能量，导致蛋白质变性而引起微生物（细菌等）死亡。量，导致蛋白质变性而引起微生物（细菌等）死亡。量，导致蛋白质变性而引起微生物（细菌等）死亡。量，导致蛋白质变性而引起微生物（细菌等）死亡。光波长为光波长为光波长为光波长为490-140nm490-140nm时具有杀菌能力，最佳时具有杀菌能力，最佳时具有杀菌能力，最佳时具有杀菌能力，最佳260nm260nm 紫紫紫紫外外外外线线线线消消消消毒毒毒毒时时时时间间间间短短短短、杀杀杀杀菌菌菌菌力力力力强强强强
39、，易易易易控控控控制制制制，没没没没有有有有持持持持续续续续时时时时间间间间能能能能力力力力，灯管寿命短，成本高。灯管寿命短，成本高。灯管寿命短，成本高。灯管寿命短，成本高。第55页，本讲稿共89页 城城城城市市市市水水水水处处处处理理理理厂厂厂厂，其其其其生生生生产产产产过过过过程程程程包包包包括括括括沉沉沉沉淀淀淀淀、胶胶胶胶凝凝凝凝、过过过过滤滤滤滤、曝曝曝曝气气气气、消消消消毒毒毒毒等等等等。若若若若要要要要生生生生产产产产饮饮饮饮料料料料用用用用水水水水或或或或纯纯纯纯水水水水需需需需再再再再采采采采用用用用离离离离子子子子交交交交换换换换法法法法或或或或反渗透法。反渗透法。反渗透法
40、。反渗透法。第56页，本讲稿共89页2.32.3水的优化水的优化水的优化水的优化 矿矿矿矿泉泉泉泉水水水水来来来来自自自自地地地地下下下下迟迟迟迟缓缓缓缓循循循循环环环环带带带带，存存存存在在在在于于于于流流流流动动动动的的的的深深深深部部部部地地地地区区区区约约约约500500 600600米米米米深深深深处处处处，有有有有大大大大构构构构造造造造破破破破坏坏坏坏时时时时达达达达 1000100020002000米米米米(热热热热水水水水)，它它它它经经经经过过过过复复复复杂杂杂杂的的的的动动动动力力力力作作作作用用用用，岩岩岩岩层层层层中中中中的的的的盐盐盐盐分分分分以以以以很很很很慢慢慢
41、慢的的的的速速速速度度度度被被被被冲冲冲冲刷刷刷刷溶溶溶溶解解解解，水水水水的的的的成成成成分分分分能能能能长长长长期期期期保保保保持持持持恒恒恒恒定定定定，它它它它是是是是淤淤淤淤泥泥泥泥沉沉沉沉积积积积到到到到岩岩岩岩层层层层成成成成岩岩岩岩作作作作用用用用各各各各阶阶阶阶段段段段的的的的残残残残留留留留水水水水，或或或或者者者者是是是是渗渗渗渗透透透透到到到到岩岩岩岩层层层层裂裂裂裂隙隙隙隙和和和和孔孔孔孔隙隙隙隙中中中中去去去去的的的的封存水封存水封存水封存水。因此矿泉水是被。因此矿泉水是被。因此矿泉水是被。因此矿泉水是被自然界矿物质所优化的水自然界矿物质所优化的水自然界矿物质所优化的
42、水自然界矿物质所优化的水。第57页，本讲稿共89页 碳碳碳碳酸酸酸酸氢氢氢氢盐盐盐盐型型型型，HCOHCO3 3-的的的的毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔数数数数大大大大于于于于2525，这这这这一一一一类类类类又又又又可可可可分分分分钠钠钠钠质质质质泉泉泉泉(Na25%(Na25%毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔)、钙钙钙钙质质质质泉泉泉泉(Ca12.5(Ca12.5毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔)、镁镁镁镁质质质质泉泉泉泉(Mg12.5(Mg12.5毫摩尔毫摩尔毫摩尔毫摩尔)。氯氯氯氯化化化化物物物物型型型型，ClCl的的的的毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔数数数数大大大大于于于于2525，可可可可分分分分为为为为钠钠
43、钠钠质质质质泉泉泉泉、钙钙钙钙质质质质泉泉泉泉、镁质泉。镁质泉。镁质泉。镁质泉。硫硫硫硫酸酸酸酸盐盐盐盐型型型型，SOSO4 4的的的的毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔数数数数大大大大于于于于2525，可可可可分分分分为为为为钠钠钠钠质质质质泉泉泉泉(Na50(Na50毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔)、钙钙钙钙质质质质泉泉泉泉(Ca25(Ca25毫毫毫毫摩摩摩摩尔尔尔尔)和和和和镁镁镁镁质质质质泉泉泉泉(Mg25(Mg25毫摩尔毫摩尔毫摩尔毫摩尔)。成成成成分分分分复复复复杂杂杂杂的的的的矿矿矿矿泉泉泉泉水水水水，又又又又可可可可分分分分为为为为氯氯氯氯化化化化物物物物碳碳碳碳酸酸酸酸盐盐盐盐性性性性泉泉泉
44、泉、硫硫硫硫酸酸酸酸盐碳酸盐泉和氯化物硫酸盐泉。盐碳酸盐泉和氯化物硫酸盐泉。盐碳酸盐泉和氯化物硫酸盐泉。盐碳酸盐泉和氯化物硫酸盐泉。第58页，本讲稿共89页含生物活性离子的矿泉水：含生物活性离子的矿泉水：含生物活性离子的矿泉水：含生物活性离子的矿泉水：Fe10mg/LFe10mg/L，AsAs：1mg/L1mg/L，BrBr：25mg/L25mg/L，I I：10mg/L10mg/L，LiLi：5mg/L5mg/L。含气体的矿泉水，可分为碳酸水（含游离含气体的矿泉水，可分为碳酸水（含游离含气体的矿泉水，可分为碳酸水（含游离含气体的矿泉水，可分为碳酸水（含游离COCO2 2）、硫化氢）、硫化氢）
45、、硫化氢）、硫化氢水（含游离水（含游离水（含游离水（含游离HH2 2S S）和放射性水（含氡）。）和放射性水（含氡）。）和放射性水（含氡）。）和放射性水（含氡）。第59页，本讲稿共89页 人人人人工工工工矿矿矿矿泉泉泉泉水水水水是是是是用用用用优优优优质质质质泉泉泉泉水水水水或或或或地地地地下下下下水水水水进进进进行行行行人人人人工工工工矿矿矿矿化化化化而而而而制制制制得得得得的的的的。人工人工人工人工矿矿矿矿泉水的生泉水的生泉水的生泉水的生产产产产方法有两种方法有两种方法有两种方法有两种。(1)(1)(1)(1)直直直直接接接接溶溶溶溶化化化化法法法法，即即即即在在在在天天天天然然然然水水水
46、水中中中中添添添添加加加加碳碳碳碳酸酸酸酸氢氢氢氢钠钠钠钠、氯氯氯氯化化化化钙钙钙钙、氯氯氯氯化化化化镁镁镁镁等无机等无机等无机等无机盐类盐类盐类盐类，再充以二氧化碳；，再充以二氧化碳；，再充以二氧化碳；，再充以二氧化碳；(2)(2)(2)(2)二二二二氧氧氧氧化化化化碳碳碳碳浸浸浸浸蚀蚀蚀蚀法法法法，即即即即在在在在压压压压力力力力下下下下使使使使含含含含COCOCOCO2 2 2 2的的的的原原原原料料料料水水水水作作作作用用用用于于于于碳碳碳碳酸酸酸酸碱碱碱碱土土土土金金金金属属属属盐盐盐盐，使使使使其其其其转转转转化化化化为为为为碳碳碳碳酸酸酸酸氢氢氢氢盐盐盐盐溶溶溶溶解解解解于于于于
47、水水水水中中中中，含含含含碳碳碳碳酸酸酸酸氢氢氢氢根根根根阴阴阴阴离子的离子的离子的离子的矿矿矿矿泉水属于泉水属于泉水属于泉水属于营营营营养学上的养学上的养学上的养学上的“碱性碱性碱性碱性饮饮饮饮料料料料”。第60页，本讲稿共89页用麦饭石也可制得优质矿泉水。用麦饭石也可制得优质矿泉水。用麦饭石也可制得优质矿泉水。用麦饭石也可制得优质矿泉水。磁磁磁磁化化化化水水水水：水水水水在在在在磁磁磁磁力力力力线线线线的的的的作作作作用用用用下下下下，原原原原先先先先缔缔缔缔合合合合的的的的水水水水分分分分子子子子团团团团发发发发生生生生解解解解离离离离变变变变成成成成单单单单个个个个水水水水分分分分子子
48、子子，这这这这种种种种水水水水与与与与生生生生物物物物细细细细胞胞胞胞内内内内的的的的水水水水十十十十分分分分接接接接近近近近，有有有有很很很很大大大大亲亲亲亲合合合合性性性性，能能能能被被被被动动动动植植植植物物物物细细细细胞胞胞胞吸吸吸吸收收收收，因因因因而而而而被被被被称称称称为为为为“活活活活性性性性水水水水”。长长长长期期期期饮饮饮饮用用用用磁磁磁磁化化化化水水水水，对对对对肾肾肾肾结结结结石石石石、甲甲甲甲状状状状腺腺腺腺机机机机能能能能失失失失调调调调、高高高高血血血血压压压压等等等等数数数数十十十十种棘手的疾病都有显著疗效。种棘手的疾病都有显著疗效。种棘手的疾病都有显著疗效。种
49、棘手的疾病都有显著疗效。第61页，本讲稿共89页趣题讨论趣题讨论趣题讨论趣题讨论6 6：水越纯越好吗？：水越纯越好吗？：水越纯越好吗？：水越纯越好吗？近近近近年年年年来来来来，人人人人们们们们对对对对饮饮饮饮用用用用水水水水要要要要求求求求越越越越来来来来越越越越高高高高，蒸蒸蒸蒸馏馏馏馏水水水水、纯纯纯纯水水水水、太太太太空空空空水水水水正正正正式式式式成成成成为为为为商商商商品品品品，进进进进入入入入千千千千家家家家万万万万户户户户。但但但但将将将将纯纯纯纯水水水水作作作作为为为为基基基基本本本本的的的的饮饮饮饮用用用用水水水水的的的的做做做做法法法法是是是是不不不不科科科科学学学学的的的
50、的。天天天天然然然然水水水水在在在在自自自自然然然然界界界界循循循循环环环环过过过过程程程程中中中中，始始始始终终终终与与与与大大大大气气气气、土土土土壤壤壤壤、岩岩岩岩石石石石等等等等相相相相接接接接触触触触，致致致致使使使使天天天天然然然然水水水水中中中中溶溶溶溶解解解解或或或或悬悬悬悬浮浮浮浮着着着着各各各各种种种种各各各各样样样样的的的的“杂杂杂杂质质质质”，如如如如钙钙钙钙、镁镁镁镁、钾钾钾钾、钠钠钠钠、铁铁铁铁、锰锰锰锰、碳碳碳碳、氨氨氨氨、硅硅硅硅、铝铝铝铝、磷磷磷磷及及及及其其其其他他他他化化化化合合合合物物物物，还还还还生生生生活活活活着着着着许许许许多多多多微微微微生生生生