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饮用水种类及化学现象

更新时间:2025-01-19 工作计划 版权反馈
【摘要】:图3.1.3 活性炭吸附剂矿泉水和生饮水因为含有人体所需的化学元素,常被大家当作首选的饮用水。两者相比饮水中摄入的化学元素含量已可忽略不计。图3.1.4 化学物质从量变到质变2.纯净水市场上另一类饮用水是纯净水,它们几乎不含矿泉水中所含的那些矿物质,当然也不会含有任何有害的化学物质。图3.1.5为实验室中常见的蒸馏装置。图3.1.6 渗透示意图如图3.1.6所示,渗透是依靠一种称为半透膜的材料实现的。

自来水是民众必需的生活用品,它的质量取决于水源的质量。对于那些没有理想水源(水质必须三类以上)的地方,即便制备出来的自来水也是清澈透明,但是水中溶解的化学物质也许不能达标,这是因为在自来水的制备中并未处理水中所溶解的化学物质。这就使很多家庭不再把自来水当作饮用水,引发了饮用水市场的大发展。

1.矿泉水与生饮水

最早投放市场的饮用水是矿泉水,实际上这是一种未被污染的天然水,因含有若干矿物质而得名。无论是山上流下来的,还是地下冒出来的,只要未被污染,其中有害化学物质不超标,皆可作为饮水源,经简单的沙滤和消毒就可制成饮用水。我国泉源丰富,所以价格也不贵。

从广义上讲现在市场上供应的矿泉水也不一定是泉水,只要取自天然而又未被污染的水均被称为矿泉水。例如,有一款矿泉水的水源是从一个湖泊深层取上来的水,湖泊表层的水也许被污染,但不可能影响到深层的水源。

生饮水则是将自来水进行处理后,使水中的有害化学物质达到饮用标准的水。通常采用最多的是利用活性炭进行吸附处理。活性炭是一种吸附能力极强的多孔材料,它的表面积极大,每克活性炭的表面积高达每克1 000平方米以上。自来水中过多的有色、有异味或有害化学物质就会被吸附在表面,经过吸附的水即可达到饮用水的标准。市场上出售的水处理器接在自来水之后,流出的水即可直接饮用。需要注意的是,任何吸附剂都是会吸附饱和的,所以要定时更换或处理吸附剂,否则你将会喝到比自来水更糟糕的水。

图3.1.3 活性炭吸附剂

矿泉水和生饮水(尤其是矿泉水)因为含有人体所需的化学元素,常被大家当作首选的饮用水。生产矿泉水的厂家更是大肆宣传水中矿物质的重要性,其实这是一个误区。众所周知,人的生命活动的确需要一些化学元素,但主要是通过每日三餐来实施补充,水中的矿物质比起一日三餐获得的矿物质微乎其微。数据会告诉你为什么!

有专家以上海的自来水(与矿泉水中的矿物质相比只多不少)来计算,成人每天平均需饮1.5升水,与正常人一日三餐获得同样的人体所需的6种化学元素量的比较,如表3.1.1所示。两者相比饮水中摄入的化学元素含量已可忽略不计。

表3.1.1 人体需要的6种化学元素(单位:毫克)

更有甚者,很多矿泉水瓶标贴上注明:“本矿泉水所含矿物质如下:钾>0.1毫克,钠>3.0毫克,钙>3.0毫克,碳酸氢盐>20毫克,镁>1.0毫克。”这样的水你敢喝吗?任何化学物质,即便是有益的化学物质,它也有一个量的概念。如图3.1.4所示,只有适量才好。

图3.1.4 化学物质从量变到质变

2.纯净水(www.xing528.com)

市场上另一类饮用水是纯净水,它们几乎不含矿泉水中所含的那些矿物质,当然也不会含有任何有害的化学物质。

最早上市的纯净水为蒸馏水,对水进行加热,于是水就被蒸发为水蒸气,在将水蒸气冷凝后就得到蒸馏水。由于溶解在水中的化学物质不会随着水蒸气一起出来,因此蒸馏水可视为纯净水。图3.1.5为实验室中常见的蒸馏装置。

图3.1.5 蒸馏装置

蒸馏是一个耗能的过程,因为加热需要能量,快速冷凝又需要能量,所以它不能成为解决水资源危机的一个好办法。用蒸馏的方法来制备饮用水,虽然成本稍高,但用量不多,消费者还是可以接受的,现代生活中办公室或家庭所用的桶装水大多数是蒸馏水。

3.反渗透水

另一种纯净水则是反渗透水。渗透是自然界十分普遍的现象。例如,植物根部的吸水就是一种渗透现象,渗透平衡对人的生命活动也极为重要。渗透是如何产生的呢?

图3.1.6 渗透示意图

如图3.1.6所示,渗透是依靠一种称为半透膜的材料实现的。半透膜是指这种膜可以让水自由通过,而其他任何化学物质无法通过。如果在半透膜的左边是纯水,右边是溶液的话,根据“拉乌尔定律”,纯水上方的饱和蒸气压(P0)比溶液上方的饱和蒸气压(P)要大。当纯水和溶液上方均处于一个大气压下,驱动水分子运动的动力决定于饱和蒸气压。我们就会发现,从纯水这边通过半透膜的水就会比溶液那边通过半透膜的水要多。于是纯水这边的液面下降,溶液那边的液面上升,两边液面到一定的液位差后达到平衡,这就是渗透现象。植物根部的表皮实际上就是一种半透膜。

如果我们在溶液上方加压,如图3.1.7所示,使溶液上方的总压强大于纯水上方的大气压,情况就会发生逆转,此时驱动水分子通过半透膜的动力就决定于两边的压强差。溶液中就会有更多的水通过半透膜而流向纯水。反渗透水就是这样制备的,从饮用水角度讲,这也是一种纯水。

图3.1.7 反渗透示意图

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