矿泉水及其开发利用

矿泉水及其开发利用胡经国作者说明该文发表于《重庆科技》1986年第5期（总第17期）《科技工作者建议》栏目。该刊由重庆市科学技术委员会主办，为月刊，公开发行。2001年3月24日，作者对该文作了必要的修改和补充。下面是正文矿泉水是一种宝贵的地下水资源。它对于人民的生活和身体健康，对于食品、饮料工业以及疗养、旅游事业的发展，都具有重要的意义。它的开发利用具有很高的经济效益和社会效益。本文拟介绍矿泉水主要是饮料矿泉水的概念、分类命名和评价，同时提供一些饮料矿泉水的产地信息和市场信息。地球上的水分为地表水和地下水。地下水在一定的地形、地质和水文地质条件下涌出地表，形成泉。泉是地下水流出地表的天然露头。含有特殊化学成分、具有饮用价值或医疗价值的泉水，称为矿泉水。矿泉水按使用价值的不同，分为饮料矿泉水和医疗矿泉水两大类。矿泉水用于医疗已有悠久的历史，而作为瓶装饮料用于食品工业还是近几十年的事情。对人体具有医疗价值的矿泉水称为医疗矿泉水。它实际上是一种天然的无机药水。这类矿泉水常以温泉的形式出现。许多医疗矿泉已成为疗养、旅游胜地。我国《医疗矿泉水水质标准》可作为评价医疗矿泉水的依据。黑龙江五大连池的“圣水”——药泉（含镭和氡的低矿化、低温碳酸泉）和河北平山温塘温泉（放射性氡泉），都是著名的医疗矿泉。可以作为瓶装饮料的矿泉水称为饮料矿泉水或饮用矿泉水。饮料矿泉水必须是地下水的天然露头或人工开发的地下水源；水中含有不少于1000毫克／升的溶解无机盐类，或者游离二氧化碳含量在250毫克／升以上，或者含有对人体健康有益的成分；水的微生物特征和有害化学成分应符合世界卫生组织的饮用水水质标准。在口味上，不少饮料矿泉水与一般甘甜清爽的山泉水完全不同。一般认为，饮料矿泉水不一定可口；相反，可口的泉水往往并不是饮料矿泉水。许多历史悠久的名泉，不一定是饮料矿泉。饮料矿泉水含有一般泉水所缺乏的锂、锶、硒、锌、铁、锰、钼、铬、硼、碘等微量元素，还含有比较丰富的宏量元素和游离二氧化碳。因此，它能补充人体需要的微量元素和宏量元素，调节人体酸碱平衡，防治消化道、心血管、泌尿系统和神经系统的一些疾病，并且无副作用。一般泉水不具备这些特点。必须严格区分饮料矿泉水和一般泉水，以免把一般泉水封为饮料矿泉水，盲目投资开发。根据我国地矿部1986年1月公布的《饮料矿泉水水质标准》（以下简称《标准》），饮料矿泉水的特殊化学元素标准是：矿泉水中含有有益于人体健康的游离二氧化碳、氡、锂、锶、氟、溴、碘、铁、钼、锌、硒、偏硅酸、偏硼酸（见《标准》表1）以及锗、钴等。其中，游离二氧化碳、偏硅酸、铁和氡等达到规定的限值或命名标准时，就可确认为饮料矿泉水。其它达到规定限值的成分，可以作为鉴定饮料矿泉水的重要标志。是否确认为饮料矿泉水，尚需根据矿泉水的温度、PH值和水文地质条件来确定。凡是被确认为可以开发利用的矿泉水，必须有相对稳定的动态。矿泉水水温的年变化幅度不得超过2℃；化学成分稳定；主要指标不低于《标准》表1规定的限值。《标准》对饮料矿泉水的分类及命名作了明确的规定。现简介于下：1、液性分类酸性　PH值小于6；中性　PH值大于6、小于7.5；碱性　PH值大于7.5。2、按水质分类命名1、矿化度高低分类命名：盐类矿泉水　矿化度大于1克／升；淡矿泉水 矿化度小于1克／升；2、以阴离子为主要成分进行分类，然后再根据阳离子划分亚类：⑴、氯化物矿泉水；⑵、重碳酸盐矿泉水；⑶、硫酸盐矿泉水。命名时，其主要阴离子的毫克当量百分数大于25时，才可以命名，如：氯化～钠矿泉水；重碳酸·硫酸～钙·钠矿泉水；3、按特殊化学成分分类命名1、碳酸矿泉水　游离二氧化碳含量大于1000毫克／升；2、硅酸矿泉水　偏硅酸含量大于50毫克／升；3、铁质矿泉水　铁含量大于10毫克／升；4、放射性氡矿泉水　氡含量大于5.5马海／升。其它特殊化学成分只作为矿泉水的标志，不予命名。国际市场上销售的饮料矿泉水分为有汽和无汽两类。最早人们喜欢饮用含二氧化碳的矿泉水，占总销量的85%。如今相反，人们喜欢饮用不含二氧化碳的矿泉水，也占总销量的85%。瓶装饮料矿泉水还分为：⑴、天然矿泉水，在产地直接装瓶或者除去某些超标成分后装瓶；⑵、混合矿泉水，用几种天然矿泉水配制，其生产工艺多数保密；⑶、人工合成矿泉水，又叫做仿制矿泉水。人工合成矿泉水的母水种类很多，有自来水、河水、普通泉水、井水、优质泉水等。例如，上海益康矿泉水的母水是自来水；北京轻工业学院研制的营养强化矿泉水的母水是北京怀柔珍珠泉泉水。随着人们对饮料矿泉水需求量的不断增加，现有的天然矿泉水将供不应求，因此人工合成矿泉水生产大有发展前途。饮料矿泉水的评价，除水量评价外，应特别重视水质评价。在进行水质评价时，按《标准》规定，除有关饮料矿泉水规定的化学成分外，其余化学成分必须符合世界卫生组织于1984年编著的《饮用水水质标准》和我国公布的《饮用水水质标准》中的有关规定（见《标准》附录A）。当《标准》中有关化学成分的限值与饮用水水质标准准则不相符时，应按《标准》执行（见《标准》附录Ｂ）。总之，饮料矿泉水的评价原则是：为确保饮料矿泉水的质量和产量，在水质评价时，除按《标准》评价外，还应参照饮用水水质标准，对其它成分做出评价。在评价过程中，应结合饮料矿泉水产地的地质、水文地质条件和动态资料进行论证。此外，还要观察和评价矿泉水的瓶装稳定性。为了对饮料矿泉水水质做出确切评价，在勘察时，必须对下列51项物理指标和化学成分进行测定和化验：温度、色、味、嗅、浊度。钾、钠、钙、镁、铁、锰、铝、铵、锂、锶、锌、钼、锗、钴、硒、镍、铜、砷、汞、铅、铬、镉。氯化物、硫酸盐、重碳酸盐、碳酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、氟化物、溴、碘。镭、铀、氡。细菌总数，大肠杆菌。此外，靠近化工厂、施放农药的农田附近的矿泉水源地，应相应地对可能污染物进行化验检测。同时，为了保证测验资料和水质评价的可靠性，对一个产地的矿泉水应进行多次测验。近30年来，在欧洲饮料矿泉水生产得到了迅速的发展。1983年，欧洲共同体饮料矿泉水总产量达到959万多吨。饮料矿泉水的主要生产国和消费国均在欧洲。近年来，随着世界范围的水质污染，人们对清洁卫生、营养丰富、具有保健作用的饮料矿泉水的需求不断增长。1985年，世界饮料矿泉水总产量已超过1000万吨。目前，其增长的势头仍很旺盛。我国矿泉水资源丰富，已查明的有2500余处矿泉水产地。但是，其中90%以上不宜作为饮料矿泉水开发利用（有少数经过处理除去某些成分可供开发利用）。到1985年5月，已查明并经国家主管部门正式评价的仅有10余处饮料矿泉水产地。近年来，我国“矿泉水热”方兴未艾。全国已发现、查明和评价了不少饮料矿泉水产地，并已经、正在或即将开发利用。有的已进入国际市场，具有较强的竞争能力。距重庆市约100公里的邻水县九洞水，钻孔发现了著名的华蓥山九洞矿泉水。自喷高度41米，日涌水量2350立方米，无色，无味，无嗅，清澈透明，水温18℃，为中性软水，偏硅酸含量31.9～44.6毫克／升，以达到我国医疗矿泉水标准。其水质为重碳酸－钙·钾·钠·镁型淡水，含有锂、锶、铬等30多种微量元素。无有毒成分，在细菌学上也属卫生条件好的水。放射性属本底水平，对人体有益无害。省级鉴定认为，九洞矿泉水是具有一定医疗作用的优质饮料矿泉水。这为重庆市和邻水县的食品饮料工业提供了重要的水源。1983年，邻水县食品饮料厂部分产品和瓶装矿泉水在广交会上试销，受到国内外食品饮料部门的重视。该厂已生产了20多种汽水、汽酒等产品。地处长江三峡的奉节，钻孔发现了被称为“三峡矿泉水”的硅酸矿泉水。自喷高度17米，流量2000吨／日。经鉴定认为，该矿泉水口味纯正，清澈透明，含锶、硼、溴、钴等多种微量元素，水质达到国际饮料矿泉水标准，属优质饮料矿泉水。四川喜德县花果山矿泉水，含钙、镁、二氧化硅、锂、锶、硼、氡等多种微量元素。经鉴定确认，为国内少见的低矿化重碳酸－钙·镁型优质饮料矿泉水。目前，该县已建厂开发，以优惠条件欢迎合资联营。1986年1月，在成都市彭县九峄山、大邑大飞水和德阳市大小涌泉，研究和评价了这几处优质低钠饮料矿泉水。它们不仅含钠量极低，而且含氡、锶、锂、硼、钒等多种微量元素。其水质可与畅销美国市场的低钠名牌饮料矿泉水媲美。旅游胜地峨眉山首次发现低矿化的氯·重碳酸－钙·钠型温泉。水温30℃，日涌水量达300吨以上，含有医疗价值的矿物元素。吉林长白山天池矿泉水，为重碳酸－钙·镁型矿泉水，按特殊化学成分为含硅酸和铁的碳酸矿泉水。已通过部级鉴定。长白山区已发现的26处矿泉水均为碳酸矿泉水。它是矿泉水中最珍贵的一种，有“天然汽水”之称。长白山区将成为我国最大的矿泉水基地。吉林靖宇县矿泉水，水温8℃，含钠量低，含硒量高。该县是我国第一个生产矿泉水饮料系列产品的地方。黑龙江五大连池优质饮料矿泉水远销东南亚，日本、香港也将订货。国务院办公厅已决定把五大连池矿泉水作为招待外宾的饮料之一。河南陕县温塘温泉是我国十大优质矿泉之一。经鉴定，基本上属于重碳酸·碳酸－钠·钙型矿泉水。其水质可与我国崂山和法国维希矿泉水媲美。日开采量可达4000立方米，为法国维希矿泉的三倍。房山大温泉是湖北名泉之一。水温37℃，为特大流量的氡矿泉水。据论证，若取其自然流量的1/2生产多种矿泉饮料，年产值可达1.5亿多元。湖南平江福寿山矿泉水，为含氡硅质碳酸矿泉水。已通过部级鉴定。该县目前年产万吨饮料矿泉水。上海天厨味精厂厂区内两口深水井，日出水量30吨。经鉴定确认为优质饮料矿泉水。已建厂生产上海佛手牌矿泉水。江苏地矿局第一水文地质队大院内的大型饮料矿泉水，单井日涌水量1900吨，为重碳酸－钙含锶矿泉水。在南京丁香宾馆、东郊风景区等地，还发现了重碳酸－低钠含锶矿泉水。江苏苏州吴县玉屏山优质矿泉水，自喷高度8～13米，每日自流量520～737吨，属重碳酸－钙低矿化淡水。江西永丰发现可直接饮用的五味矿泉水。安徽黄山市黄山喷玉泉为一优质矿泉。日平均流量为153立方米，偏硅酸含量达52.00～81.12毫克／升，高于华蓥山九洞矿泉水，属偏硅酸矿泉水。福建永安矿泉水，每日流量500吨以上。部级鉴定确认为优质碳酸矿泉水。它是目前福建唯一的一处可直接装瓶的饮料矿泉水。厦门大学特殊饮料厂等单位生产的产品，具有国内外市场竞争能力。广西桂华西山乳泉水，水温21℃左右，是一种优质饮料矿泉水。乳泉酒誉满广西。深圳上步优质矿泉水，年可采量6万吨以上，为重碳酸－钙矿泉水。建设大型矿泉水饮料厂是深圳1983年十大建设项目之一。值得指出的是，我国过去出口的饮料矿泉水多属高钠矿泉水。到1985年，高钠矿泉水市场仅限于港澳新马，销售量大大减少，产品价格也很低。目前，最受欢迎的是低钠矿泉水。这是因为，营养卫生界越来越重视钙、镁的作用，限制人们摄入过多的钠盐（导致高血压、心血管疾病等）。最近，五大连池瓶装矿泉水在北京长城饭店出售，因为水质为重碳酸－钙·镁型，受到外宾的好评。由此可见，若能生产水质对路的优质产品，矿泉水生产是大有发展前途的。我国著名的崂山矿泉水进入香港市场已有多年。可是，目前它大有被挤出香港市场的危险。其原因是它一直沿用玻璃瓶包装，携带很不方便，加上货源不稳定，有时无货上市。因此，必须重视产品包装的革新，同时保证货源稳定。这样才能提高饮料矿泉水的竞争能力。1986年9月5日撰写于重庆2001年3月24日修改于重庆