水的定义、特点与影响因
水
5. 人工补给 从水量多的河流、湖泊中，把水引入水 量缺乏的河流，向河流中排放废水等， 都属于人工补给范围。 南水北调
从长江上游引水入黄河， 从长江上游引水入黄河，是解决我国西北地区和华 战略性工程。 北部分地区干旱缺水的战略性工程 北部分地区干旱缺水的战略性工程。供水范围初步考 虑为青海、甘肃、宁夏、陕西、 虑为青海、甘肃、宁夏、陕西、内蒙古和山西六省区
中国地形图
二. 水平衡 定义： 定义 某个地区在某一段时期内，水量
（二）水系 一条河流的干支流构成了脉络相通的水 道系统，这个水道系统便称为水系或河系。 道系统，这个水道系统便称为水系或河系。
根据干支流分布的形状，可进行水系分类， 根据干支流分布的形状，可进行水系分类， 主要可分5类： 主要可分 类 扇状水系： 扇状水系：干支流呈扇状分布，即来自不 同方向的各支流较集中地汇入干流，流域 成扇形或圆形。我国的海河水系就属此类。 羽状水系： 羽状水系：支流从左右两岸相间汇入干流， 形呈羽状。如滦河水系。
Global change: The water cycle freshens up
Matthews, Damon, Nature, Volume 439, Issue 7078, pp. 793-794 (2006)
观测结果: 过去一个世纪观测数据显示地表径流增加 实验结果: 大气中CO2含量的增加将使叶片的蒸腾气孔关闭
2. 融水补给
融水补给为主的河流的水量及其变化，与流域的积雪 量和气温变化有关。这类河流在春季气温回升时，常因积雪 融化而形成春汛。 我国东北北部地区有的河流融水补给可占全年水量的20 ％，松花江、辽河、黄河的融水补给，可以形成不太突出的 春汛。西北山区河流中山地带的积雪及河冰融水，是山下绿 洲春耕用水的主要来源。高山冰川的融水补给时间略迟，常 和雨水一起形成夏季洪峰。
1、 水
2、毛细管水
食品中毛细管保留的水，是存在于细胞 间隙中的一部分水
管内的水向外蒸发的能力随着毛细管直 径的减小而减弱
容易蒸发，可在毛细管内流动，但不 能流出体外，可用加压的方法将半径 1μm以上的毛细管水压出体外
微生物可生长繁殖、各种化学反应都 可进行，是发生食品腐败变质的适宜环 境
3、自由流动水
由上表可以看出：a.不同种类的微生物其正常生长繁殖所 需要的水分活度不同，由此可以正确推断影响不同含水量食品 质量的主要微生物；b.表中每一个水分活度区间的下限为相应 微生物正常生长的水分活度阈值，即在此水分活度以下，该类 微生物不能正常生长。
不同种类的微生物其存活和生长与水分活度有关系，同一 种类微生物在不同的生长阶段也要求不同的水分活度。一般讲， 细菌形成芽孢时比繁殖时所需的水分活度要高；产毒微生物在 产生毒素时所需的水分活度高于不产毒时所需的水分活度。
现代食品冷藏技术中提倡速冻，这是因为速冻形成 的冰晶细小，呈针状，冻结时间短且微生物活动受到 更大限制，从而保证了食品品质。
五、液态水的结构
水的三种结构模型:混合、填隙式和连续（均一） 结构特征：在短暂和扭曲的四面体中液态水通过氢 键而缔合，各个水分子通过终止氢键继而形成新氢键 的方式变更结合排列。 冰变成水伴随着最邻近的水分子之间距离增加（降 低密度）和最邻近的水分子平均数目的增加（增加密 度），后者占优势，密度净增加。
与非水组分中强极性基团(羧基、氨基)直 接以氢键结合的第一个水分子层中的水，与 非水组分结合的最为牢固，蒸发的能力很弱， 又称Langmuir水，不能被微生物利用,不能 用作介质进行生物化学反应
2、多分子层水(Multilayer water)
强极性基团单分子层外的几个水分子层中 所包含的水，以及与非水组分中弱极性基团 以氢键相结合的水，向外蒸发的能力也较弱
地球上水的化学性质
地球上水的化学性质人所共知，养鱼（虾）就是养水。
现连载一些关于水的文章，希望对大家有帮助。
地球上水的化学性质一、天然水的化学成分天然水经常与大气、土壤，岩石及生物体接触，在运动过程中，把大气、土壤、岩石中的许多物质溶解或挟持，使其共同参与了水分循环，成为一个极其复杂的体系。
目前各种水体里已发现80多种元素。
天然水中各种物质按性质通常分为三大类：1）悬浮物质粒径大于100纳米（10-7米）的物质颗粒，在水中呈悬浮状态，例如泥沙、粘土、藻类、细菌等不溶物质。
悬浮物的存在使天然水有颜色、变浑浊或产生异味。
有的细菌可致病。
2）胶体物质粒径为100—1纳米的多分子聚合体，为水中的胶体物质。
其中无机胶体主要是次生粘土矿物和各种含水氧化物。
有机胶体主要是腐殖酸。
3）溶解物质粒径小于1纳米的物质，在水中成分子或离子的溶解状态，包括各种盐类、气体和某些有机化合物。
天然水中形成各种盐类的主要离子是K+、Na+、Ca2+、Mg2+四种阳离子还有Fe、Mn、Cu、F、Ni、P、I等重金属、稀有金属、卤素和放射性元素等微量元素；水中溶解的气体有O2、CO2、N2，特殊条件下也有H2S、CH4等。
总之，无论哪种天然水，八种主要离子的含量都占溶解质总量的95—99％以上。
天然水中各种元素的离子、分子与化合物的总量称为矿化度。
各种溶解质在天然水中的累积和转化，是天然水的矿化过程。
二、天然水的矿化过程地壳中含有87种化学元素，目前在天然水中基本都已发现。
这些元素在天然水中的含量与岩石圈的平均组成相差很大。
多种化合物溶于水，又随着水文循环一起迁移，经历着不同环境，其数量、组成及存在形态都在不断变化。
这个过程受到两方面因素的制约：一是元素和化合物的物理化学性质；二是各种环境因素，如天然水的酸碱性质、氧化还原状况、有机质的数量与组成，以及各种自然环境条件等。
天然水的主要矿化作用如下：1）溶滤作用土壤和岩石中某些成分进入水中的过程称溶滤作用。
水环境水生态定义
水环境水生态定义水环境水生态是指水体中的生物群落与水体环境之间的相互作用关系。
水环境水生态的研究对于保护水资源、维护生态平衡具有重要意义。
本文将从水环境的定义、水生态的特点、影响水环境的因素以及保护水生态的措施等方面进行论述。
一、水环境的定义水环境是指水体及其周围的环境因素，包括水质、水温、水位等。
水环境的质量直接影响着水生态的形成与发展。
水环境的状况好坏与水生态的健康程度密切相关。
二、水生态的特点1. 多样性：水生态系统中存在着丰富多样的生物群落，包括浮游生物、底栖生物和水生植物等。
这些生物之间相互依存、相互作用，形成一个复杂的生态系统。
2. 脆弱性：水生态系统对外界环境的变化非常敏感，一旦受到干扰，生物群落的结构和功能容易受到破坏，导致生态系统的崩溃。
3. 循环性：水生态系统具有物质循环的特点，水体中的有机物、无机物通过生物的代谢和分解循环利用，维持着生态系统的稳定性。
三、影响水环境的因素1. 水污染：水体受到工业废水、农业面源污染、生活污水等的污染，导致水质下降，影响水生态系统的健康。
2. 水资源开发利用：过度开发和利用水资源导致水体的减少和水位下降，破坏了生物的生存环境。
3. 水生态系统破坏：过度捕捞、河道改道、湿地填充等行为破坏了水生态系统的完整性和稳定性。
4. 气候变化：气候变化导致水体温度升高、水位变化等，影响了水生态系统的生物多样性和稳定性。
四、保护水生态的措施1. 加强水污染治理：严格控制工业废水、农业面源污染和生活污水的排放，提高水质标准，保护水生态系统的健康。
2. 合理开发利用水资源：制定科学合理的水资源管理方案，合理安排水资源的开发和利用，保持水体的稳定状态，减少对生态系统的影响。
3. 恢复水生态系统：加强湿地保护和河道修复工作，恢复水生态系统的完整性和稳定性，为生物提供良好的生存环境。
4. 加强气候变化适应措施：制定应对气候变化的政策和措施，减少温室气体排放，保护水环境和水生态系统的稳定性。
水
5 1 水分活度与温度的关系 (temperature dependence)
.
可用经修改的克劳修斯-克拉伯龙方程表示
㏑ aw=-K△H/RT 式中：R—气体常数 T—热力学温度 △H—纯水的汽化潜热（40.5372KJ/mol） K=（T-T’）/T’ ----达到同样水蒸气压时食品的温度比纯水 高出的比值，它反映食品中非水组分对aw的影 响
在aw=0--0.35范围内,随aw↑,反应速度↓的原因:
① 水与脂类氧化生成的氢过氧化物以氢键结合, 保护氢过氧化物的分解,阻止氧化进行. ② 这部分水能与金属离子形成水合物,降低了其 催化性.
在aw=0.35-0.8范围内,随aw↑,反应速度↑的原因:
① 水中溶解氧增加 ② 大分子物质肿胀,活性位点暴露加速脂类氧化. ③ 催化剂和氧的流动性增加.
5.3 水分活度与食品的稳定性 Water activity and food stability
5 3 1水分活度与微生物生命活动的关系
。 。
一般情况下： aw＜0.8时细菌不生长; aw＜0.77时大部分酵母不生长; aw＜0.7时霉菌不生长. aw＜0.6时,几乎所有的微生物都不生长;
5 3 2 水分活度与食品中化学反应的关系
第二章 水 Water
1. 概述 Introduction 水
生命之源
组成机体，维持生命活动、 调节代谢.
战争之源
地球生态环境的日益恶化 人口的快速膨胀 “下一场世界大战将是对水 资源的争夺 ”
水是唯一的以三种物理状态广泛存在的物质
Ice
Water vapour
水在食品中的作用 水是食品的重要组成部分 如 果蔬:75%-95% 肉类:50%-80% 面包:35%-45% 谷物:10%-15%
关于水的论述
水是地球上最常见、最重要的物质之一，也是生命存在的基础。
以下是关于水的论述：
1. 水是生命之源。
几乎所有生物都需要水才能生存，因为水参与了细胞的代谢和许多生物化学反应。
没有水，生命将无法维持。
2. 水具有独特的物理和化学性质。
它是一种无色、无味、无臭的液体，在标准大气压下在0℃时结冰，在100℃时沸腾。
由于其分子间的作用力较弱，水具有较高的表面张力和溶解性。
3. 水循环是地球生态系统的重要组成部分。
太阳辐射使海洋、湖泊和河流等水体蒸发，形成水蒸气，随后被大气中的气流带到其他地方，形成云层并降落为降水，最终回到地面，形成了一个闭合的水循环系统。
4. 水资源是人类生活和发展的重要基础。
人类需要大量的水来饮用、农业灌溉、工业生产和能源生产等方面。
然而，由于人口增长、气候变化和环境污染等因素，全球范围内的水资源短缺问题日益严重。
5. 保护水资源是人类的责任。
为了确保未来世代的生存和发展，我们需要采取措施来保护和管理水资源，包括减少浪费、提高利用效率、加强环境监测和管理等。
浅析我国水资源的现状,原因及对策
摘要水是维系生命与健康的基本需求，地球虽然有70.8%的面积为水所覆盖，但是淡水资源却极其有限。
在全部水资源中，97.5%是无法饮用的咸水。
在余下的 2.5%的淡水中，有87%是人类难以利用的两极冰盖、高山冰川和永冻地带的冰雪。
人类真正能够利用的是江河湖泊以及地下水中的一部分，仅占地球总水量的0.26%，而且分布不均。
我国是一个干旱缺水严重的国家。
淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6％，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2300立方米，仅为世界平均水平的1／4、美国的1／5，在世界上名列121位，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
扣除难以利用的洪水泾流和散布在偏远地区的地下水资源后，我国现实可利用的淡水资源量则更少，仅为11000亿立方米左右，人均可利用水资源量约为900立方米，并且其分布极不均衡。
到20世纪末，全国600多座城市中，已有400多个城市存在供水不足问题，其中比较严重的缺水城市达110个，全国城市缺水总量为60亿立方米。
中国从20世纪70年代以来就开始闹水荒，这不是危言耸听，而是客观存在的事实。
80年代以来，中国的水荒由局部逐渐蔓延至全国，情势越来越严重，对农业和国民经济已经带来了严重影响。
关键词：我国；水资源；短缺目录中文摘要中文关键词一、我国水资源的现状 (4)(一)水资源的定义与特点 (4)1、水资源定义 (4)2、水资源特点 (4)(二)水资源的重要性 (5)1、调节气候 (5)2、水磨塑造地球表面的形态 (5)3、水具有物质运输的功能 (6)4、水是一切生物必不可少的物质 (6)5、水是人类赖以生存和生产的最基本的物质基础 (6)（三）中国水资源现状及其发展趋势 (6)1、我国水资源的现状 (6)2、当前面临的主要水资源问题 (8)3、我国目前水资源利用成就 (9)二、我国水资源短缺产生的原因 (9)（一）社会、自然原因 (9)1、人均水资源少 (9)2、水资源分布极不均衡，与土地、矿产资源分布组合不相适应 (9)3、水资源年内年际变化大 (9)（二）经济、人为原因 (10)1、供水增长、防治水污染力度与社会经济发展不相协调 (10)2、用水设施落后，用水水平与国外先进水平相差较大 (10)三、我国应对水资源现状的对策 (10)（一）提高水的利用效率，开辟第二水源 (10)1、降低工业用水量，提高水的重复利用率 (10)2、实行科学灌溉，减少农业用水浪费 (11)3、回收利用城市污水、开辟第二水源 (11)（二）调节水源流量，增加可靠供水 (12)1、建造水库 (12)2、跨流域调水 (12)3、地下蓄水 (12)4、海水淡化 (12)5、拖移冰山 (12)6、恢复河、湖水质 (13)7、合理利用地下水 (13)结论参考文献浅析我国水资源的现状，原因及对策从当前和21世纪的发展看，洪涝灾害、干旱缺水、水生态环境恶化三大问题，特别是水资源短缺问题，将越来越成为制约我国农业和经济和社会发展的重要因素。
水污染的定义
1.水污染的定义：是指人类活动排放的污染物进入水体，其数量超过了谁提的自净能力，使水和水质的理化特性和水环境中的生物特性、组成等发生改变，从而影响水的使用价值，造成水质恶化，乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。
2.造成水危机的原因：（1）水资源分布不均匀，季节变化大。
（2）用水需求增加，城市与工业区过度集中发展。
（3）用水浪费，不合理开发与使用水资源。
（4）水体污染破坏了有限的水资源。
3.废水的分类与界定：名称废水界定污水是生活污水、工业废水和被污染的雨水的总称生活污水是人类在日常生活中使用过的，并被生活废料所污染的水工业废水是在工业、企事业生产过程中用过的水，它可以分为生产污水与生产废水两类生产污水是指在生产过程中形成，并被生产原料、半成品或成品废水污染，也包括热污染（指生产过程中产生的，水温超过60℃的水）生产废水是指在生产过程中形成，但未直接参与生产工艺，未被生产原料、半成品或成品污染或只是温度稍有上升的水主要是指初期雨水，由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物被污染的雨水城市污水是指生活污水与生产污水（或经工业企业局部处理后的生活污水）的混合废水4.工业废水的概念：是指工业生产过程中废弃外排的水，包括工艺过程用水、机器设备冷却用水、烟气洗涤水、设备和场地洗涤用水等。
5.工业废水的分类：（1）按行业的产品加工对象分类：冶金废水、造纸废水、纺织印染废水、炼焦煤气废水、制革废水、冷却废水、农药废水、化学肥料废水等。
（2）按工业废水中所含主要污染物的性质分类：有机废水、无机废水。
（3）按废水中所含污染物的主要成分分类：酸性废水、碱性废水、含酚废水、含镉废水、含铬废水、含锌废水、含汞废水、含氟废水、含有机磷废水、含放射性废水。
6.需氧污染物废水中凡能通过生物化学或化学作用消耗水中溶解氧的物质，统称为需氧污染物，绝大多数为有机物质，无机物质主要有：Fe、Fe2+、S2-、CN-等。
7.固体污染物分三类：（1）悬浮物：指粒径大于100nm的杂质（2）胶状物：指粒径介于1~10nm之间的杂质（3）溶解状化合物：粒径小于1nm的物质。
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第一章绪论
是一门研究食品（包括食品原料）的组成，特性以及其产生的化学变化的科学。
●食品加工和保藏过程中重要的可变因素有温度，时间，温度变
化的速度，产品的成分， pH，气相的成分和水分活度。
其中温度也许是最重要的。
第二章水
●水为什么是食品体系中最重要的部分？
1．水在食品中的存在形式是食品加工与保藏的基础。
2．水是一种良好的溶剂
3．水可支持必须的生物化学反应，可作为反应剂和反应介质。
4．以物理方法截留的水，使组织具有一定的形态，硬度和弹性5．食品的水分含量与其易腐性之间存在一定关系
●结合水的定义及特点
存在于溶质或其他非水组分相邻处，具有与同一体系中体相水显著不同的那部分水。
特点：1.与体系水相比，结合水具有被阻碍的流动性。
2.高水分食品中，结合水占总水量的一小部分。
3.低温下（-40度或更低）不能冻结。
4.不能作为外加溶质的溶剂。
水分活度
1.根据热力学平衡定律，
a w=f/fo
f——表示溶剂的逸度，fo——表示纯溶剂的逸度.
2.溶液是理想溶液，热力学平衡条件下，
a w =P/Po
水分活度是指食品上方的水分蒸汽压与相同温度下纯水的
蒸汽压的比值
3.食品体系不符合上述条件，一般使用相对蒸汽压RVP表示。
RVP= P/P0= %ERH/100
ERH——百分平衡相对湿度
注意：1）RVP是样品内在性质，ERH是与样品平衡的大气性
质。
2）仅当样品与它的环境达到平衡时等式成立。
测定意义：
1.水分活度说明水与各种非水成分的缔合的强度。
参与强缔合的
水比弱缔合的水在较低程度上支持降解的活力。
2.水分活度比水分含量能较好的预示食品的稳定性，安全性和其
他性质。
测定方法：冰点测定法；水分活度仪法；扩散法
与温度的关系：
1.在一定温度范围，Aw与1/T呈负相关关系
2.取决于产品种类，10℃温度导致0.03~0.2的RVP变化。
当食品中
水分含量增加时，温度对水分活度的影响程度也提高。
3.在冰点以上的温度时，水分活度是食品组成和温度的函数，并以
食品的组成为主。
在冰点以下时，水分活度只与温度有关。
水分吸着等温线(MSI)
在一定温度下，食品的水分含量与它的水分活度之间的关系。
即在等温条件下，以食品含水量为纵坐标，以Aw为横坐标作
图，所得曲线称为水分的吸着等温线
意义：
①在浓缩、干燥过程样品脱水的难易程度与Aw有关
②配制食品混合必须避免水分在配料之间的转移
③测定包装材料的阻湿性的必要性
④必须测定什么样的水分含量能够抑制微生物生长
⑤需要预测食品的化学和物理稳定性与水分含量的关系
MSI形状：大多数食品的等温吸湿线都成 S形，含有大量糖及可溶性小分子但不富含高聚物的水果、糖果以及咖啡提取物的等温吸湿线呈
J形
影响MSI形状的因素：试样的成分，试样的物理结构，试样的预处理，温度和制作等温线的方法。
各区特点：
I)Ⅰ区的水的性质：存在于Ⅰ区的水是最强烈地吸附和最少流动的，
通过水－离子或水－偶极相互作用与可接近的极性部位缔合，在-40℃不能冻结，不能起到溶解溶质的作用，它的量不足以产生对固体的增塑效应，可看作固体的一部分。
II)区Ⅰ和Ⅱ边界：相当于食品的BET单层含水量。
可理解为在干物质的可接近的高极性基团上形成一个单层所需的近似水量。
III)Ⅱ区的水的性质：主要通过氢键与相邻的水分子和溶质分子缔合；流动性比体相水稍差；大部分在-40℃不冻结，对溶质产生显著的增塑作用，导致固体基质的初步肿胀。
IV)Ⅱ区和Ⅲ区边界：对高分子可形成一个水化壳。
V)Ⅲ区的水的性质：Ⅲ区的体相水是被物理截留或自由的，宏观流动受到阻碍，具有与稀盐溶液中的水类似的性质，占总水分的95%以上,可以冻结，可作溶剂溶解其他物质，利于化学反应和微生物生长。
✧在一定的水分含量时，Aw随温度上升而增大。
因此，MSI的图
形也随温度的上升向高Aw方向迁移
●滞后现象
对于食品体系，将水加入一个干燥试样而得到的回吸等温线不
一定和解吸等温线重叠。
样品的水分回湿等温线和解吸等温线
不完全一致的现象称为滞后现象。
影响因素：食品的性质与温度，除去水分和加入水分时食品发生的物理变化，解吸速度，解吸过程中水分除去的程度
水分活度对食品稳定性的影响
用Aw比用含水量能更好地反应食品的稳定性，水分活度主要影响食品中微生物的生长，化学反应速率，酶水解，美拉德反应，赖氨酸损失，叶绿素损失，维生素B1损失，干燥和半干燥食品的质构。
1.Aw 对微生物生长有更为密切的关系。
只有食物的水分活度大于某
一临界值时，特定的微生物才能生长。
低于0.6时，绝大多数的微生物是无法生长的。
降低水分活度可以降低食品的化学反应速度，抑制微生物的生长繁殖，提高食品的稳定性.
2.反应速度与水分活度的关系：25℃~45℃范围内，所有反应在解吸
过程中首次出现最低反应速度在区Ⅰ和Ⅱ边界处，除氧化反应外所有反应的水分活度进一步降低时仍保持最低反应速度。
3.Aw对脂质氧化作用：在水分活度较低时，食品中的水与氢过氧化
物结合而妨碍了它们的分解，阻止了氧化进程。
当水分活度大于
0.4，水分活度的增加增大了食物中氧的溶解度，促使大分子肿胀
后暴露更多催化部位，加速了氧化，而当水分活度大于 0.8催化剂被稀释，降低了效率，阻碍了氧化。
4.水分活度对美拉德反应的影响：水分在一定范围内时，非酶褐变
随水分活度增加而增加。
Aw在0.6－0.7时最容易发生，Aw降到
0.2以下，褐变难以进行。
Aw大于褐变的高峰值，则因溶质受到
稀释而速度减慢。
5.酶促反应与食物水分活度的关系：水分活度对酶促反应的影响是
两个方面，一方面影响酶促反应的底物的可移动性，另一方面影响酶的构象。
食品体系中大多数的酶类物质在水分活度小于 0.85时，活性大幅度降低，如淀粉酶、酚氧化酶和多酚氧化酶等。
但也有一些酶例外，如酯酶在水分活度为 0.3甚至 0.1时也能引起甘油三酯或甘油二酯的水解。
6.水分活度对食品质构的影响：（1）Aw从0.2－0.3增加到0.65时，
大多数半干或干燥食品的硬度及黏性增加，各种脆性食品，必须在较低的Aw下，才能保持其酥脆。
Aw控制在0.35－0.5可保持干燥食品理想性质（2）对于含水较多的食品，如冻布丁、蛋糕、面包等，它们的Aw大于周围空气的相对湿度，保存时需要防止水分蒸发（3）通过食品的包装创造适宜的小环境，尽可能达到不同食品对水分活度的要求
归纳总结：高水分含量的食品不易保藏，易发生腐败变质。
为提高食品耐藏性，必须降低水分活度。
高脂肪含量食品不易腐败，但在水分含量过高或过低时易发生氧化反应，使风味发生不良改变。