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第4章 水的分类

1.按水质区分水的类别

柔情是水——软水

一些刚接触水质的同学,可能不太理解水为什么还可以分软、硬。事实上,鉴定水质的软、硬是从水中的化合物去判定的。

软水一般是指硬度低于8度的,同时又不含或较少含有钙镁化合物的水。天然软水一般指江水、河水、淡水湖水。

坚硬是水——硬水

硬水是指含较多的钙镁化合物,同时硬度高于8度的水。

水的硬度对日常生活影响是很大的。尤其高硬度的水质会严重地影响工业生产和人们的生活与健康。人不能长期饮用硬水,因为硬水加热后非但不会杀死细菌,还会出现较多的水垢,常喝容易得肾结石。水的硬度大时,洗衣服还不易起泡,清洁效果不强。如果外出旅行,人们喝到硬度不适当的水也会导致水土不服。

另外,壶内结水垢会使壶的导热性下降,工业锅炉的水垢可引起爆炸事故。所以,生活和工业用水均应适当控制水的硬度。

2.实验室常见水的种类

升腾后的凝结——蒸馏水

蒸馏水是指经过蒸馏处理后的水。这种水常用于试验,人们一般都认为蒸馏水是纯净物。

蒸馏水有它独特的功能,它能去除自来水内大部分的污染物,但也有一定的局限,对于那些挥发性的杂质无法去除。蒸馏水一般用在要求比较严格的化学实验上。根据蒸馏次数的差异,蒸馏水可以分为一次蒸馏水、二次蒸馏水和三次蒸馏水等。蒸馏次数越多,水的纯度就越高,纯度高的水通常用于有特殊要求的实验。

另外,蒸馏水是不容易储存的,只有新鲜的蒸馏水才没有细菌,否则储存太多容易滋生细菌。即便要储存,它的容器也很讲究,如果是非惰性的物质,水离子和容器的化学物质会析出造成二次污染。

去粗取精——去离子水

去离子水是指除去呈离子形式杂质后的纯水。制取这种水一般采用离子交换树脂处理的方法,去掉水中的钠、钙、铁、铜等元素的阳离子以及氯、溴等元素的阴离子。

应用离子交换树脂方法去除水中的阴离子和阳离子后,水中仍然会存在可溶性的有机物,其可以污染离子交换柱从而降低其功效。去离子水在存放之后,也容易引起细菌的繁殖。

电力十足——电解水

电解水主要是指通过电流将水中的阴离子移到带负电的阴极,阳离子移到带正电的阳极,使化合物分为二极的水。电解水是目前世界上先进国家公认最安全、最先进的饮用水。它呈弱碱性,能维持体内的酸碱平衡。电解水的渗透和溶解力也超强,其能促进体内的新陈代谢,提高人的机体的免疫力。

超纯水指将水中的导电介质几乎完全去除,又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。这种水一般工艺很难达到,也不容易提取。制取这种水,一般要采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理四个步骤,多级过滤、高性能离子交换单元、超滤过滤器、紫外灯等多种处理方法加工提取。

滤出的清透——反渗水

反渗水是指利用水分子的压力,通过反渗透膜而形成的纯水。利用这种方法制取反渗水后,水中的杂质就被反渗透膜排除在外。

反渗水在很多方面都要优于蒸馏水和去离子水,利用反渗透技术可以有效的去除水中的溶解盐、胶体、细菌、病毒、细菌内毒素和大部分有机物等杂质。但由于反渗透膜在提水过程中发挥着重要作用,所以不同厂家生产的反渗透膜对反渗水的质量也就影响很大。

3.饮用水的种类

近年来,随着生活水平的提高和对健康要求的增强,人们对饮用水的水质也提出了更高的要求。在日常生活中,我们的饮用水主要来源于天然水、纯净水、矿泉水、蒸馏水、高氧水、磁化水、离子水等等。

对人体来说,注意营养卫生科学地用水是很重要的。

大自然的馈赠——天然水

从广义上说,天然水是指地球表面上自然存在的水的总称,包括海洋水、海底沉积物中的孔隙水以及冰川、河流湖泊和大气中的水。

而狭义的天然水就指瓶装的只需稍稍处理后的地表水或地下储存的泉水、矿泉水、自流井水。它既去除了原水中极少的杂质和有害物质,又保持了原水的营养成分和对人体有益的各类矿物质及微量元素。

天然水是小分子团水,属于硬水和弱碱性水,是相对的“健康水”。虽然这种水属于硬水,但适当地喝对身体健康也是有利的。

“无营养的水”——纯净水

所谓纯净水,顾名思义就是指其水质清纯、干净,不含任何有害物质的水。它无任何添加剂,也绝无各类杂质。这种水可以有效地避免各类病菌对人体的入侵,其优点是能有效安全地给人体补充水份,具有很强的溶解度,因此与人体细胞的亲合力很强,有促进新陈代谢的作用。

纯净水不会对人体产生负面影响,反而能够帮助排泄人体内的毒素。

纯净水一般通过采用离子交换法、反渗透法、精微过滤及其它适当的物理加工方法制取之后,再进行深度处理就产生了。

纯净水较矿泉水而言,虽然没有丰富的矿物质营养,但纯净水里绝对没有任何有害物质,就其本质而言,它对人体健康的无害就是它最大的优势。目前有部分人认为纯净水过分纯净,没有任何营养可言。实际上,纯净水不是食物,不需要提供营养,它只需要在适当的时候为人体提供干净清透且没有杂质的水分就可以了。如果它不纯净,那什么叫纯净水呢?

一般说来,水中杂质的主要形态是气体、液体雾滴、水中悬浮物、固体颗粒及微生物等,其浓度随排放量、人员流动及气候等条件的变化而改变。这么多的污染物,如果只经过浅层处理,那人们能够放心饮用吗?咱们再来说说矿泉水,矿泉水里的确含有矿物质和营养物质,但正因为考虑保留这些价值,所以在过滤时也没有进行深度的处理。结果矿泉水的营养倒是留下来了,同时有害物质也跟着留了下来。而有害物质中通常含有致癌物质,这类物质即使是最小量,对人的身体也会产生一定的反应。因此,纯净水不失为一种安全的日常饮用水。

当然客观地说,纯净水由于缺乏天然饮用水中的无机盐等营养成分,长期过量饮用也并不好,尤其对儿童和老年人的害处也比较明显。

地下的瑰宝——矿泉水

矿泉水是指从地下深处自然涌出或人工采集所得的未受污染的天然地下矿物质水,它含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体。在通常情况下,其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内是相对稳定的。矿泉水是在地层深部循环形成的,含有国家标准规定的矿物质及限定指标。根据身体状况及地区饮用水的差异,选择合适的矿泉水饮用,可以起到补充矿物质,特别是微量元素的作用。在盛夏季节,人们饮用矿泉水补充因出汗流失的矿物质是一种有效的手段。

值得注意的是,选用矿泉水不要选择限量指标超过国家标准规定的产品。在选购时,人们应注意瓶盖是否松动,瓶身是否透亮无挤压,有无异物漂浮或者沉淀等。另外,这里告诉大家一个小窍门,矿泉水的表面张力大,用一枚硬币进行水面轻放试验,硬币可浮在矿泉水上,而不能浮于普遍饮用水上。

一般来说,在界线指标内,所含有益元素对于偶尔饮用者是起不到实质性的生理或药理效应。但如果长期饮用矿泉水,对人体确有较明显的营养保健作用。以我国天然矿泉水含量达标较多的偏硅酸、锂、锶为例,这些元素具有与钙、镁相似的生物学作用。它们能促进骨骼和牙齿的生长发育,有利于骨骼钙化,防治骨质疏松,还能预防高血压,保护心脏,降低心脑血管的患病率和死亡率。因此,偏硅酸含量高低是世界各国评价矿泉水质量最常用、最重要的界定指标之一。

矿泉水中的锂和溴能调节中枢神经系统的活动,具有安定情绪和镇静作用。长期饮用矿泉水还能补充膳食中钙、镁、锌、硒、碘等营养元素的不足,对于增强机体免疫功能,延缓衰老,预防肿瘤,防治高血压,痛风与风湿性疾病也有着良好作用。

此外,绝大多数矿泉水属微碱性,适合于人体内环境的生理特点,有利于维持正常的渗透压和酸碱平衡,促进新陈代谢,加速疲劳的恢复。

会呼吸的水——高氧水

高氧水又称富氧水,是将氧气通入水中而使水中溶解氧含量升高后得到的水。水中溶解氧的含量一般应在每升20毫克以上。

高氧水对人体健康非常有帮助。长期饮用高氧生命水可清洁呼吸道,增加人体血液中氧的含量,提高人体器官免疫力,减轻环境污染对人体的侵害等等。

高氧水的优点数不胜数,如它的含氧量高,其初生态氧量较双氧水多出一倍;不会在人体内激发自由基的活性,因此不会造成自由基的伤害;容易保存,保存期可在两年以上,而其进入体内的半衰期约为十二个小时以上,因此有足够、充裕的时间提供体内所需要的氧;无毒性,氯氧化物的主要分解物除氧之外,就是无毒的氯离子,而氯离子也是血液中必要的元素之一。

久经磁场的水——磁化水

磁化水很好理解,按照字面的意思,它就是一种被磁场磁化了的水。实际上,把普通水以一定流速沿着与磁力线垂直的方向,通过一定强度的磁场,普通水就会变成为磁化水。

目前,磁化水在各行各业的运用十分广泛,涉及到工业、农业、医药以及我们的日常生活,其功效十分显著。

在工业上,人们最初只是用磁场处理少量的锅炉用水,以此来减少水垢。现在,磁化水已被广泛用于各种高温炉的冷却系统,它对于提高冷却效率、延长炉子寿命起了很重要的作用。许多化工厂用磁化水加快化学反应速度,提高了产量。建筑行业用磁化水搅拌混凝土,也能大大提高混凝土强度。纺织厂用磁化水褪浆,印染厂用磁化水调色,都取得了很好的经济效益。

在农业上,用磁化水浸种育秧,能使种子出芽快,发芽率高,幼苗具有株高、茎粗、根长等优点;用磁化水灌田,可使土质松软,加快有机肥分解,刺激农作物生长。通过实践,人们发现畜牧场用磁化水喂养家禽家畜,还能使禽畜疾病减少、增重快。

在医学上,磁化水不仅可以杀死多种细菌和病毒,还能具备治疗多种疾病的能力。例如磁化水对治疗各种结石病症(胆、膀胱、肾等结石)、胃病、高血压、糖尿病及感冒等均有很好的疗效。对于没病的人来说,常饮磁化水还能起到防病健身的作用。

在日常生活中,人们用经过磁化的洗衣粉溶液洗衣服,可把衣服洗得更干净。有趣的是,不用洗衣粉而单用磁化水洗衣,洗涤效果也很令人满意。

4.其他水

核武器的帮凶——重水

重水和普通的水表面上看很相似,其实它是由氘和氧组成的化合物,密度略大。

它主要用在核反应堆中作减速剂。要制造威力巨大的核武器,就需要重水作为原子核裂变反应中的减速剂。

重水也是在研究化学和生理变化中使用的重要材料。浓而纯的重水在生化行业方面虽然功绩颇丰,但是在我们日常生活却少有价值,它不能维持动植物的生命,其致死浓度约为60%。

重水的生产方法主要有电解法和蒸馏法。

以柔克刚——超重水

超重水是由两个氚原子和一个氧原子构成的,具有很强的发射性。医学上常常利用它的这一特性,寻找人体里的发射性。

超重水一般都是人工制造的,因为大自然中重水很稀少,所以它显得更加难能可贵。人们当然也不会花大价钱去生产超重水。它与重水一样,是用来制造核武器和进行生化实验的重要原料。

温度调节剂——生物水

生物水是指在各种生命体系中存在的不同状态的水。它包括水、无机离子、有机分子等。

生物水在生命的繁衍中有着多种重要作用,它与生俱来的特性就是能够作为有机物的温度调节剂。它为生命提供了一个合适的介质环境,在浩繁的生命活动中完成运载工具的重要功能。

废物利用——再生水

再生水也叫“中水”,它是污水经过处理后,达到一定标准的水。再生水是可利用的益水,是城市的第二水源。

再生水合理回收利用既能减少水环境污染,又可以缓解水资源紧缺的矛盾,是贯彻可持续发展的重要措施。污水的再生利用和资源化具有很好的社会效益、环境效益和经济效益,已经成为世界各国解决水问题的必选。

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