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推荐语：生活中的化学，待您来解密

作者：景崤壁,吴林韬

出版社：化学工业出版社

出版时间：2020-02-01

书籍编号：30618000

ISBN：9787122356970

正文语种：中文

字数：212007

版次：

所属分类：科学新知-工业技术

内容提要

《化学与社会生活》从化学与厨房、化学与家庭环境、化学与日用品、化学与生活常识以及化学与食品健康5个专题入手，涉及58个生活切入点，以科普的形式和通俗的文字描述来介绍社会生活中无所不在的化学，解密生活中化学现象的真实面貌，期望为21世纪终身学习的人提供一本以化学的视角看待社会生活中一系列问题的读本，为读者提供一个科学（化学）的思维方式。

《化学与社会生活》可作为大众科普类作品供不同知识层次的读者参考使用，也可作为高等学校大学生本科通识课教材使用。

书名：化学与社会生活

作者：景崤壁，吴林韬著

CIP号：第241852号

ISBN：978-7-122-35697-0

责任编辑：褚红喜

出版发行：化学工业出版社（北京市东城区青年湖南街13号 100011）

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网址：http://www.cip.com.cn

版权所有　违者必究

前言

党的十八大指出我们的教育方针是“坚持教育为社会主义现代化建设服务、为人民服务，把立德、树人作为教育的根本任务，全面实施素质教育，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人，努力办好人民满意的教育”。因此，如何科学全面实施素质教育是我们都需要思考和探讨的教育问题，而培养学生核心素养逐渐成为落实党的十八大教育方针的有力抓手。如何提升全社会人群的科学素养需要每一个人都学会终身学习，而终身学习是21世纪人的通行证（国际21世纪教育委员会语）。因此，从化学角度为终身学习的人提供一本化学科普读物是本书撰写的第一目的。

2018年教育部印发《关于加快建设高水平本科教育、全面提高人才培养能力的意见》，在这个意见指导下，本书作者希望同时能给高校中非化学专业的学生提供一本适合阅读的科普读物。也同时希望为非化学专业的“化学与社会生活”课程提供一本可选择的教材。毕竟化学与社会生活息息相关，因此为非化学大学生提供科学读物和为大学“化学与社会生活”课程提供教材是本书撰写的第二目的。

本书尽量以通俗的文字描述社会生活中的化学问题，因此，元素符号、化学反应方程式以及化学专业图表等都未在书中出现，为了弥补这一缺陷，本书请扬州大学化学化工学院师范1702班吴阳同学为每一节内容绘制了相应的漫画以表明相应的主题和立场。总之，希望无论是在校大学生、参与终身学习的人群或喜欢化学的中学生都能在本书中获取喜欢和想要获得的化学知识。

本书编写过程中参考了大量的文献，在此，对被引用文献的作者表示谢意，同时本书的出版也得到了扬州大学出版基金的资助，感谢扬州大学各领导与同事的大力支持。由于作者水平有限，恳请读者对本书中的疏漏和不足提出批评意见。

景崤壁
2019年9月

第一章　化学与厨房

第一节　水

净化消毒

水是由氢元素和氧元素化合而成的一种常见物质，无论“水”字前面的定语是什么，其主要组成都是水分子。水分子是非常稳定的常见物质，无法在人体内分解为氧气和氢气。面对种类繁多的各类带有定语的水，我们应该思考哪些问题呢？

1．自然界中绝大多数的水需要净化后才能饮用

水是自然界中广泛存在的一种常见物质，江河湖泊和土壤地表的水受到日照等因素蒸发到空气中形成水蒸气，水蒸气在高空冷凝后形成小水滴或者小冰晶，因此，水蒸气可以以雨或者雪的形式重新回到地面形成地表水，一部分地表水通过汇集形成江河，另一部分地表水渗透到土壤中形成地下水。无论是江河水还是地下水，因其接触了土壤而溶解了部分可溶性物质，因此包括泉水在内的肉眼看到的清澈透明的天然水中都含有一定量的盐类等化学物质。家庭用的自来水绝大多数取自于江河湖泊和地表水，其中除了含有一定量的盐分之外，因人类生活污水混入等因素导致其菌群和部分污染物超标，因此自来水公司的主要作用就是将天然水净化为适合人类使用的“干净”水。但是，局限于水的来源和净化方式，不同地区自来水中盐类物质的含量有所不同，但是都能达到国家饮用水标准，饮用加热沸腾后的自来水对人体无害。在自来水加热煮沸的过程中，可以最大限度地除去自来水公司净化水时加入的氯气，同时水中的钙、镁等离子会在水的沸腾过程中形成水垢而降低水的硬度。部分地区家用热水壶和暖水瓶在使用一段时间后需要去除内胆壁上的水垢，这个水垢主要就是自来水中钙镁离子的不溶性盐的沉淀。因此，自然界中绝大多数的水需要净化和加热煮沸后才适合人类饮用。需要说明的是，中华人民共和国食品安全国家标准中的《生活饮用卫生标准》（GB 5749—2006）中规定总硬度（以CaCO₃计）不超过450 mg/L，因此自来水在煮沸前就已经达到该标准，煮沸后的水中钙镁离子的含量大大低于该值。

虽然自来水是人体补充钙镁离子的一种重要渠道，但是含有大量钙镁离子的硬度比较高的水会对人的正常生活造成一定的影响，具体表现在：①过量被人体吸收的钙镁离子需要通过肾脏排出体外，如果因个人习惯喝水较少时，有诱发尿路结石的风险。②钙镁离子遇到肥皂和洗衣粉等物质时会生成不易溶的沉淀，从而降低洗涤效果。③茶水中对人体友好的茶多酚和氨基酸遇到钙镁离子后会生成络合物，从而降低人体对这类物质的吸收，因此，富含钙镁离子的硬水泡茶后除了口感偏差之外，饮茶的功效也大打折扣。④硬水也会对人的皮肤和发质等具有一定的刺激和破坏作用。综上所述，地表水的净化处理以达到适合人类饮用和使用是必需的过程。

2．饮用水只要符合国家标准都适合饮用

普通的水在经过蒸馏后得到的是蒸馏水，因为一些难挥发物质（各类金属盐类）的去除导致蒸馏水中基本不含金属离子，因此，当水的纯度越高时，人体通过喝水途径补充必需微量元素的渠道就会被关闭。世界卫生组织确认的28种人体所需要的微量元素（铁、铜、锌、钴、锰、铬、硒、碘、镍、氟、钼、钒、锡、硅、锶、硼、铷、砷等）中绝大多数在水中都能检测到，因此喝水除了对人体补充水分本身以外还具有补充人体必需微量元素的作用，但是经过蒸馏的纯净水则丧失了绝大多数人体必需微量元素。市售的纯净水是通过电渗析器、离子交换器或反渗透的方法得到的离子含量较低的水，也有部分市售的纯净水是通过蒸馏方式得到的，其中各类离子的含量接近于蒸馏水。因此很多人会觉得长时间以纯净水替代自来水可能会造成人体微量元素的缺失，其实人体对微量元素的获得除了通过补水这个渠道之外主要是通过食物获取的，水中的微量元素的含量远远低于各类食物中的含量。例如香蕉中的钾和铁等微量元素的含量都远远高于自来水中的含量，因此生活中长时间选用纯净水代替自来水作为饮用水并不会造成人体微量元素的缺乏，其实在西方部分发达国家喝纯净水的历史已有几十年的时间了，没有证据表明该地区生活的人的体内缺乏微量元素。因此只要水符合国家饮用标准，不存在好坏之分，一定程度上饮水仅仅是补充水分的作用，寄希望于通过饮水补充人体需要的营养物质是既不实际也不科学的。

3．正确理解各种饮品的作用和功能

根据中华人民共和国国家标准GB/T 10789—2015《饮料通则》中的定义：饮料即饮品，是经过包装的，供直接饮用或按照一定比例用水冲调或泡饮用的，乙醇含量不超过0.5%的制品。包括包装饮用水、果蔬汁类及其饮料、蛋白饮料、碳酸饮料、特殊用途饮料、风味饮料、茶饮、咖啡饮、植物饮、固体饮料和其他饮料等十一种。鉴于碳酸饮料中都添加有糖，因此我们可以将十一种饮料大概分为含糖型传统软饮料、含糖型碳酸饮料和不添加糖类饮料（无糖饮料）三类。糖类虽然是人体不可或缺的能量来源物质之一，但是人体每天摄入过多的糖的危害已经被广泛研究，有研究表明青少年通过能量饮料摄入过多能量的危害主要表现在头痛、紧张、焦虑、失眠、狂躁、精神失常、脱水、胃肠不适、面色潮红、多尿、抽搐、中风、戒断症状、龋齿、心律失常、心跳加速甚至死亡，具体到糖摄入过量对心血管等疾病发生的相关性在医学界已经毋庸置疑。

碳酸饮料对于人体的危害主要表现在对于牙齿和骨骼的破坏作用。例如国外的一项研究表明，每天喝碳酸饮料的青年在运动中发生骨折的概率比不饮碳酸饮料的青年高5倍之多。另外有研究表明碳酸饮料具有潜在的致癌性。

不添加糖类饮料（无糖饮料）的主要代表是果（蔬）汁类饮料。果（蔬）汁在制作果（蔬）汁类饮料过程中，为了防止沉淀、保鲜和增加口感等，国家标准允许添加一定的添加剂。哈尔滨食品药品检验检测中心曾对市场上常见果蔬汁中的安赛蜜、苯甲酸、山梨酸、糖精钠和阿斯巴甜5种添加剂进行了检测，结果并未与《食品安全国家标准　食品添加剂使用标准》中的使用量和使用范围相违背；北京第五中学的朱胤宁曾经对市场上常见果蔬汁类饮料中的添加剂进行统计，总共发现国家标准允许添加的添加剂约有20种。因此每个人在选择果蔬类饮料作为补充维生素等果蔬营养物质时需要考虑这些添加剂对人体的潜在影响，毕竟添加剂并不是人类必需的营养物质，其在体内的代谢产物及本身都需要通过肝脏代谢或者肾脏排出体外，这个过程本身就增加了肝脏和肾脏的负担。

总之，水是人类不可或缺的重要生产和生活物资，人喝水就是补充体内水分的过程，需要强调的是，世界卫生组织（WHO）下属的国际癌症研究机构（IARC）发布报告，将饮用高温热饮的习惯列为“致癌可能性较高”的因素，饮用65℃以上的水、咖啡、茶等热饮可能增加食道癌的发病风险。

参考文献

［1］郭浩飞，乔木，魏小渊，等．人体微量元素及检测技术在临床应用的研究［J］，世界最新医学信息文摘，2019，19（5），148～149．

［2］李颖．喝纯净水会缺钙？真相竟然是……［J］，中国质量万里行，2017，10，92～93．

［3］李娟，彭彩霞．铁-铝试剂分光光度法测定香蕉中的铁含量［J］，绵阳师范学院学报，2013，5，32～36．

［4］宋子昂．羽毛球训练中运动饮料选用的初步分析［D］，北京体育大学硕士论文，2016．

［5］胡春梅，何华敏．能量饮料对青少年身心健康危害［J］，中国公共卫生，2017，33（12），1788～1791．

［6］范志红．警惕碳酸饮料的危害［J］，少年儿童研究，2005，7，54～55．

［7］王跃．高效液相色谱法检测果蔬汁中五种添加剂［J］，食品安全导刊，2018，2，74～74．

［8］朱胤宁．75种常见饮料食品添加剂的调查研究［J］，首都食品与医药，2019，1（下），166～167．

第二节　食用油

食用油中最主要的物质是油脂，这些油脂含有大量的脂肪。脂肪是人类赖以生存的六大营养物质（糖类、蛋白质、脂肪、无机盐及微量元素、维生素和水）之一，因此食用油是家庭生活中不可或缺的必需品之一。绝大部分人在选购食用油时仅仅会从食用油的原料（花生、玉米、大豆以及调和油等）和生产方式（压榨和浸取）角度选择购买食用油，从科学的角度，家庭选择食用油时需要思考哪些问题呢？食用油在烹饪过程中又需要注意哪些问题呢？

1．为什么人体需要摄入食用油

人体每天除了维持生命所有器官所需要的最低能量需要（称为基础代谢）之外，还需要为肌肉运动和精神活动等行为提供能量，人体的能量来源绝大多数都是通过食物提供的。食物中的碳水化合物、脂肪和蛋白质经体内氧化可以释放能量，被称为是“产能营养素”或“热源质”。

油脂在人体内代谢可以生成各类脂肪酸，人体多种必需脂肪酸只能从油脂中获取，脂肪酸的缺乏将严重影响人体的正常生理代谢。例如在人体内由食用油代谢的ω-3多不饱和脂肪酸和ω-6多不饱和脂肪酸可以调控机体的免疫功能，降低血压和胆固醇，降低心脑血管疾病的风险，减少关节疼痛和减缓骨质疏松，以及促进婴幼儿神经发育等。这两种脂肪酸在人体内都无法自主合成，必须通过食物补充。

油脂因为其不溶于水的特性而成为了若干脂溶性营养成分吸收和传递的介质。例如维生素A、D、E、K都是脂溶性维生素，而这类维生素必须溶解在油脂中才能被人体更好地吸收，膳食中油脂的缺乏也将会影响此类营养物质的吸收。

总之，人体食用一定量的食用油所起的作用有三点：提供热量；维持正常生理功能；帮助其他营养物质的吸收和传递。

2．食用油的原料

常见的食用油多为植物性油脂，传统上我国的食用性植物油的来源主要是菜籽、花生、大豆、葵花籽、胡麻和芝麻等。近些年来，一些新型经济作物类食用油也逐渐走上了餐桌。理论上可食用的富含油脂的植物种子都可以成为制备食用性植物油的原料，因此，在超市中我们经常看到橄榄油、山茶油、葡萄

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