2019级（4）班 周轩宇
一、引言
1.1 研究起因
炎炎夏日，阳光如火般炽热，空气中弥漫着热浪的气息。在这样的季节里，喝水成为了我们日常生活中不可或缺的一部分。一杯清凉的水，如同甘露般滋润着干渴的喉咙，带来丝丝凉意，帮助我们驱散炎热，保持身体的活力与平衡。《中国居民膳食指南（2022）》建议，在温和气候条件下，低身体活动水平成年男性每天喝水1700毫升，成年女性每天喝水1500毫升。市面上在售水的品类繁多，归结为四大类：矿泉水、纯净水、天然水和蒸馏水，这些品类的水都有什么区别，带给我们怎样的健康体验呢？有了这些疑问，就有了研究的兴趣，于是我开始了水的健康秘密之旅……
1.2 相关信息
古人对饮用水有自己的标准，早在唐朝时期，陆羽就在《茶经》中说：“其水，用上水上，江水中，井水下，其山水，拣乳泉石地慢流者上，其瀑涌湍漱勿食之……其江水，取去人远者。并取汲多者。”宋徽宗在《大观茶论》中也说：“水以清、轻、甘、洁为美。轻甘乃水之自然，独为难得。”相关文献查阅得知，古人饮水标准为清，即干净，轻，即水质，甘，即清甜，冽，即冰凉，㵇，即湉水。历史的长河流到了2008年，《国家标准天然矿泉水GB8537—2008》规定，现代科学通过分析形成水质不同口感和不同营养价值的物质基础，总结出可量化的五大指标，刚好和古人的五大标准交相呼应：①TDS，即溶解性总固体含量②硬度，即镁离子钙离子含量③PH值，即酸碱度硬度，即镁离子钙离子含量④甜度，即钠离子浓度⑤矿物质含量，即钾、偏硅酸等矿物质含量。那市面上主要的这四种品类的水的标准有何不同呢？于是我开启了实验过程……
二、研究过程
1. 实验材料
1.1样品采集：从市场上随机选取多个品牌的矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水作为实验样品。
1.2仪器检测：TDS笔
2. 实验过程：
TDS 是指水中溶解的固体总量，主要包括钙、镁、钠、钾等无机盐类以及部分有机物。不同类型的水TDS值差异显著。本次实验采用TDS 笔来测定各水样中的总溶解固体含量，反映水中矿物质、盐类等的总量。
3. 实验现象
TDS值反映了水中溶解性固体的总量，包括矿物质、盐分等。不同水样的TDS值差异显著。
4. 实验分析与结论
从表格中可以看出，矿泉水在TDS值显著高于纯净水、天然水和蒸馏水，这与其富含矿物质和微量元素的特点相符。纯净水和蒸馏水则因其高纯净度而具有极低的TDS值，适合在特定环境下使用。天然水的TDS值则介于矿泉水和纯净水之间，更贴近自然状态。
5. 实验照片
实验二：矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水硬度对比
1.实验材料
1.1样品采集：从市场上随机选取多个品牌的矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水作为实验样品。
1.2仪器检测：水质总硬度检测试纸
2.实验过程：
从每种水样中取出少量（如几滴）置于干净的一次性杯子的底部，取出一张试纸，并将其一端浸入水样中，确保试纸充分湿润但不过度浸泡。迅速取出试纸，并轻轻甩掉多余的水分，但不要让试纸完全干燥。将试纸与说明书上的比色卡进行对比，找到与试纸颜色最接近的色块，该色块对应的数值即为水样的硬度范围。
3. 实验现象
使用硬度试纸测定水样中钙离子的总含量，以mg/L为单位表示。
4. 实验分析与结论
矿泉水：由于矿泉水富含矿物质，特别是钙和镁，因此其硬度通常较高。
纯净水：纯净水经过处理去除了大部分矿物质和杂质，因此其硬度极低。
天然水：天然水的硬度取决于水源地的地质条件和水文循环过程。天然水的硬度介于矿泉水和纯净水之间，具体数值因水源而异。
蒸馏水：蒸馏水通过蒸馏过程去除了几乎所有的矿物质和杂质，包括硬度成分。
5. 实验照片
实验三：矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水PH值对比
1.实验材料
1.1样品采集：从市场上随机选取多个品牌的矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水作为实验样品。
1.2仪器检测：PH试纸
2.实验过程
分别撕下一片pH试纸，放在玻璃片上。用干净的玻璃棒分别蘸取一滴每种水样（矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水），滴在对应的pH试纸上。静置约30秒，待试纸颜色稳定。将试纸显示的颜色与标准比色卡进行比较，读出每种水样的pH值。
3. 实验现象
实验后得到的pH值如下：
4. 实验分析与结论
矿泉水：通常含有一定量的矿物质和微量元素，这些成分可能影响其pH值，使其略偏碱性。这个范围内的pH值有助于保持矿泉水的天然口感，也有利于保持水中矿物质和微量元素的平衡。
纯净水：经过多道处理工艺，去除了大部分矿物质和杂质，其pH值接近中性，这意味着纯净水不会对人体的酸碱平衡产生显著影响。
天然水：来源于自然环境，如泉水、溪水等，其pH值可能因地理位置、地质条件等因素而异，但一般也接近中性或略偏碱性，但总体上保持在适宜饮用的范围内。
蒸馏水：通过蒸馏过程得到，几乎去除了所有杂质和矿物质，因此其pH值也接近中性。蒸馏水的pH值稳定性较高，适用于实验室等需要高精度水质控制的场合。
5. 实验照片
实验四：矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水甜度对比
水的甜度并非由其本身固有，而是受到多种因素的影响，包括水中所含的矿物质、离子浓度、pH值以及人的主观感受等。由于直接测量水的甜度较为困难，且甜度受主观感受影响较大，因此，本实验过程采取多人盲测水的甜度，并对各品类水的甜度按照自己的主观感受进行打分，最后综合平均分进行对比分析。
1.实验材料
准备四种不同类型的水样品：矿泉水、纯净水、天然水和蒸馏水。
2. 实验过程
邀请五位品尝者进行盲测，要求品尝者分别品尝四种水，并根据甜度进行打分（使用1-10分的评分标准）。收集品尝者的打分数据，计算每种水的平均得分，并进行对比分析。
3. 实验现象
4. 实验分析与结论
矿泉水：矿泉水通常含有一定量的矿物质和微量元素，如钠、钾、钙、镁等，这些矿物质的含量和比例会影响水的口感。一般来说，矿泉水因其矿物质含量适中，往往具有较为明显的甘甜感。
甜度评估：根据水中钠离子浓度，浓度越低，水越甘甜。同时，钙、镁等矿物质的含量也会影响水的口感和甜度。
纯净水：纯净水经过深度处理，去除了大部分矿物质和杂质，因此口感相对较为单一。然而，有些人可能会因为长期饮用含杂质较多的水，而在饮用纯净水时感到有“甘甜”的错觉，这实际上是一种对比效应。
甜度评估：纯净水本身无显著甜味，但相比含杂质较多的水，可能会感觉更“清甜”。
天然水：天然水的水源较为优质，通常含有一定量的矿物质和微量元素，但含量可能低于矿泉水，因此其口感介于矿泉水和纯净水之间。
甜度评估：根据水源地和水质的不同，天然水的甜度也会有所差异，但整体上可能略逊于矿泉水。
蒸馏水：蒸馏水是通过蒸馏过程获得的水，几乎去除了所有的矿物质和杂质，因此口感非常纯净，几乎无味。然而，有些人可能会因为蒸馏水的高纯净度而感觉其有轻微的甜味，这同样是一种对比效应。
甜度评估：蒸馏水本身无甜味，但相比其他类型的水，可能会因为纯净度高而感觉更加清爽。
综合以上分析，矿泉水的甜度通常最高，因为其含有适量的矿物质和微量元素；纯净水和天然水的甜度次之，但具体排名可能因水质和品尝者感受而异；蒸馏水因其高纯净度而口感相对单一，甜度最低。
5. 实验照片
实验五：矿泉水、纯净水、天然水、蒸馏水矿物质含量对比
由于直接测量各种水中矿物质含量的实验过程较为复杂，且需要专业的实验设备和条件，因此，我参照某品牌的四种品类水的矿物质含量表，总结出如下表格：
从表五可以看出矿泉水含有较高的矿物质和微量元素，纯净水几乎不含矿物质，天然水的矿物质含量介于两者之间，而蒸馏水则几乎不含任何矿物质。矿泉水通常含有对人体有益的矿物质和微量元素，如钙、镁、钾、钠、偏硅酸、锶、锌等。纯净水经过多重过滤和处理，去除了水中的大部分矿物质、微生物和有害物质，因此其矿物质含量极低。纯净水的口感清爽，适合直接饮用或作为其他饮品的基水。天然水的水源来自自然环境，其矿物质含量因水源地不同而异。一般来说，天然水的矿物质含量介于矿泉水和纯净水之间，既保留了水中的部分矿物质，又相对纯净。蒸馏水是通过蒸馏过程获得的水，几乎去除了所有的矿物质和杂质。蒸馏水的纯净度极高，但也因此缺乏了水中的矿物质和微量元素。蒸馏水在实验室、医疗等领域有广泛应用，但在日常生活中长期大量饮用可能不利于健康。
三、收获与体会
通过本次对比实验研究，我深刻理解了这四种水在TDS、甜度、硬度、PH值、矿物质含量等方面的显著差异。这些差异不仅影响了水的口感和风味，还决定了它们在不同场景下的适用性。
矿泉水富含多种对人体有益的矿物质和微量元素，如锂、锶、锌、碘、硒等，这些矿物质在夏季人体易出汗、矿物质流失较多的情况下显得尤为重要。同时，矿泉水的弱碱性或中性PH值也有助于维持体内酸碱平衡。纯净水和蒸馏水的生产过程展示了现代水处理技术的复杂性和高效性。通过多重过滤和蒸馏等工艺，可以去除水中的杂质和有害物质，提供高纯度的饮用水。虽然纯净水在矿物质含量上较低，但在高温炎热的夏季，适量饮用纯净水可以快速补充因出汗而失去的水分，避免因脱水导致的身体不适。然而，长期单一饮用纯净水可能导致矿物质缺乏，因此建议与其他类型的水交替饮用。除了矿泉水、纯净水外，还可以选择天然水、淡茶水等作为饮水来源。淡茶水如荷叶茶、绿茶等不仅具有解渴作用，还能清热解暑、提神醒脑。但需注意避免饮用含糖饮料和碳酸饮料，以免增加身体负担。合理选择饮用水类型、控制饮水量以及注意饮水时间等都可以帮助我们更好地维护身体健康。
在写这篇实验报告前，我在网上看到非洲国家和我同龄的孩子因为缺少饮用水源，竟连基本的生活都得不到保障，更不用说像我们一样对比各类饮用水的水质，感谢祖国母亲的强大，让新时代的少年们能按照自己的兴趣去探索更广阔的世界。
同时作为温州人，身在风景如画的江南水乡，我们爱这片土地，我们更应该为它贡献我们的绵薄之力，让我们提高水环境保护意识和参与度，让我们的家乡拥有更加安全、清洁、优美的水环境。