1、專題1 潔凈安全的生存環(huán)境,第二單元 水資源的合理利用 高二化學組：程改玲,學習目標 1、了解世界以及中國的水資源狀況，認識人類所面臨的水資源危機，樹立保護水資源的意識。 2、知道硬水、軟水的概念，了解硬水對生產生活的危害，理解硬水軟化的煮沸法及離子交換法的原理。 3、了解自來水生產過程的一般工序，理解鋁系、鐵系凈水劑以及氯系消毒劑的作用原理。 4、認識水質評價的必要性，知道幾種常見的水質評價指標，能應用pH試紙測定水體的pH。 5、知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常見的水污染處理方法。 教學重點 1、水體污染物對水體的污染。 2、污水的處理方法和原理。 教學難點污水處理中的主要

2、化學方法和原理。,你知道嗎？,水，是生命之源，是萬物之源.地球上的一切生命，沒有水，就沒有生命的存在。,水是人體內的六大營養(yǎng)物質之一，約占體重的60%70%。工農業(yè)生產也離不開水，世界上用于工農業(yè)生產的淡水量占人類消耗淡水總量的60%80%。,一般情況下，每人每天需要水2.5kg。水是優(yōu)良的溶劑，食物中的營養(yǎng)成分必須溶解在水里才能運送到人體的各個部分，以維持人類正常生命活動的需要。人體內的一切生化過程都是在水的參與下進行的。沒有水，人的生命將無法維持。,【問題討論】 地球上70覆蓋著水，為什么世界上還有許多 國家和地區(qū)面臨缺水的危機？,1、淡水資源比較少（能直接飲用的僅占水資源的0.769）；

3、,2、科學技術的發(fā)展，用水量增多；,4、科學技術的發(fā)展，水資源被污染。,3、淡水資源分布不均勻（20多個國家缺水）,水是地球上最豐富的一種化合物。全球約有四分之三的面積覆蓋著水，地球上的水總體積約有13億8600萬千米立方，其中96.5%分布在海洋，淡水只有3500千米立方左右。若扣除無法取用的冰川和高山頂上的冰冠，以及分布在鹽堿湖和內海的水量，陸地上淡水湖和河流的水量不到地球總水量的1% 。 淡水數量的短缺足以引起人們的關注，而水的質量更是“致命的問題”。據聯合國環(huán)境屬和聯合國大學1999年3月18日共同發(fā)表的材料，地球上每8秒就有一名兒童死于不潔水源而導致的疾病，每年有530萬人死于腹瀉、

4、登革熱、瘧疾等病，發(fā)展中國家80%的病例由于污染水源造成，50%的第三世界人口遭受著與水有關疾病的折磨，地球上一半居民沒有必要的衛(wèi)生條件。此外，污染的水源將1/5的淡水魚置于“種族滅絕”的邊緣。提供潔凈飲用水的成本在農村地區(qū)平均每人50美元/年、城鎮(zhèn)居民105美元/年，現在全球每年用于向缺水地區(qū)提供潔凈水的費用達到80億美元。,世界人均水量和一些國家的人均水量,中國缺水狀況不容樂觀,中國的水資源總量約28124億立方米（地表水和地下水分別為27115和8288，二者重復用水為7279），居世界第六位，但我國人均水量僅2390立方米，只相當于世界人均水量的1/4，居第88位，是世界13個貧水國家

5、之一。從地域上看，占全國耕地60%以上的淮河及其以北地區(qū)，地表水資源僅占12%，地下水資源占20%。從降水量和河流徑流量的時間分布看，長江以北地區(qū)，6至9月的降水量約占全年的80%，每年汛期長江、黃河都有大量淡水流入海洋，白白浪費了水資源；當進入冬春季后，我國大部分地區(qū)由于降水量少，往往造成干旱。 總的說來，我國水資源狀況令人擔憂：平均每年有3億畝耕地受旱災威脅，8200萬人飲水有困難；由于嚴重缺水，工業(yè)產值每年損失近1200億元；全國600多個城市中有近400個缺水，全國城市日缺水量近1800萬立方米；長期過量的地下水開采，已出現160個地下水區(qū)域性下降漏斗，總面積約9萬立方米；工農業(yè)的發(fā)展

6、使許多城市出現水質被污染的水質性缺水問題。,中國水資源,水上垃圾隨處可見,城 市 水 污 染,缺水造成土地沙漠化,問題與討論:,1我國農村某些地區(qū)直接以河水(湖水)為飲用水，怎樣對河水(湖水)進行凈化? 2你了解哪些凈水的方法?,第二單元 水資源的合理利用,專題1 潔凈安全的生存環(huán)境,一、生活中的飲用水,天然水中的雜質：,細菌、病毒、藻類、原生動物、泥沙和黏土等,膠體物質,硅、鋁、鐵的水合氧化物膠體物質，黏土礦物膠體物質，腐殖質等有機高分子化合物,溶解物質,氧氣、二氧化碳、硫化氫、氮氣等溶解在水中的氣體，鈣、鎂、鈉、鐵、錳等元素的鹵化物，碳酸鹽，硫酸鹽，可溶性有機物,改善水質，達到飲用水標準。

7、,懸浮物質,一、生活中的飲用水,改善水質的方法,1、混凝法,各種混凝劑及其凈水原理,明礬 （十二水硫酸鋁鉀KAl(SO4)212H2O）,Al2(SO4)3、聚合鋁、FeSO4、Fe2(SO4)3 氯化鐵(FeCl3)、堿式氯化鋁等,廣泛使用的凈水混凝劑,明礬的凈水作用 明礬溶于水后，鋁離子發(fā)生水解，生成氫氧化鋁膠體： 氫氧化鋁膠體因吸附溶液中的陽離子而帶正電荷。天然水中的雜質大多為帶負電荷的膠粒，因此，帶正電荷的氫氧化鋁膠粒能吸附水中帶負電荷的膠粒，并使這些雜質與氫氧化鋁膠體一起凝聚而沉降。同理，鐵鹽的凈水作用也是如此。,Fe3+3H2O Fe(OH)3 (膠體) 3H+,KAl(SO4)2

8、K+Al3+2SO42- Al3+3H2O Al(OH)3 (膠體) 3H+,一、生活中的飲用水,具有強吸附性的活性炭可除去水中的異味,一、生活中的飲用水,氯氣消毒殺菌的原理： 生成的次氯酸具有強氧化性，起消毒殺菌作用。,Cl2 +H2O HCl + HClO,常用消毒劑有漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等。,剛出廠的自來水中常含有少量余氯，它在配水管中停留，能有效地起到消毒殺菌的作用，主要是因為氯氣與水的反應是一個可逆過程，當起消毒作用的次氯酸被消耗后，平衡向正反應方向移動，使次氯酸及時得到補充。,一、生活中的飲用水,問題：用什么方法可以鑒別純凈水和自來水？,AgNO3溶液和稀硝酸,自來水廠如何

9、才能將原水變成我們日常生活中所用的自來水？,2. 飲用水的凈化過程一般包括 凝結沉淀,自來水生產過程,過濾 （去除沉淀）,空氣氧化 （除菌、去異味）,消毒 （保持殺菌能力）,一、生活中的飲用水,自來水廠,沉淀池,自來水廠一瞥,采用液氯消毒的水不僅帶有輕微的刺激性氣味,而且在一定條件下氯氣會與水中的有機反應物反應，生成一些有毒的鹵代烴，如CHCl3等，對人的健康產生不利影響。,臭氧發(fā)生器在高頻高壓電源的驅動下放電，使氧氣轉化成臭氧。臭氧具有強氧化性，它能破壞細菌的新陳代謝和繁殖過程，使細菌死亡，達到消毒的效果。由于消毒后臭氧轉化成氧氣，因此不會造成污染。,一、生活中的飲用水,問題2:為什么臭氧是

10、最好的消毒劑?,氧化能力強、無毒、無污染,新型滅菌消毒劑二氧化氯 二氧化氯的應用十分廣泛，除用于一般的殺菌、消毒外，還廣泛地用于環(huán)保、滅藻、漂白、保鮮、除臭等方面。二氧化氯現已被世界衛(wèi)生組織列為A1級高效安全滅菌消毒劑我國從2000年起就逐漸用二氧化氯取代氯氣對飲用水進行消毒,一、生活中的飲用水,你知道水垢的成分及水垢產生的原因嗎？,一、生活中的飲用水,3、硬水及其軟化,軟水和硬水,天然水成分：Ca2、Mg2 、HCO3、CO32、Cl 、 SO42 、NO3 硬水：含有較多量的Ca2和Mg2的水 軟水：只含較少量或不含Ca2和Mg2的水,一、生活中的飲用水,3、硬水及其軟化,使用硬水會給生產

11、和生活帶來許多不便。例如，在硬水中用肥皂洗滌衣物，不但難以洗凈，還會使衣物變硬。鍋爐用水的硬度高，放出的熱水表面會有一層白色漂浮物。同時，鍋爐內壁易結垢。這樣不僅浪費燃料，而且會使鍋爐管道因受熱不均而導致變形或損壞，嚴重時還可能引起鍋爐爆炸。,硬水的危害!,人飲用的水若硬度過高，對于不習慣的人來說，易造成腸胃功能紊亂，導致疾病的發(fā)生，如南方人初到北方時的“水土不服”現象；長期飲用過硬的水，還會使胃炎、結石等病的發(fā)病率上升。硬度過低，則人無法從水中吸收人體發(fā)育所必需的無機鹽離子和微量元素等，對人體的危害也很大。,一、生活中的飲用水,3、硬水及其軟化,如何用簡單的方法區(qū)別軟水和硬水？,加入肥皂水進

12、行試驗，振蕩片刻。如果為硬水，則在水中會出現一些絮狀物(硬脂酸鈣或硬脂酸鎂的沉淀)，且泡沫較少；反之也為軟水。,洗頭發(fā)時，為什么用肥皂后會感覺較澀，一般都是使用洗發(fā)劑或洗發(fā)水？,自來水一般為硬水。,（1）加熱煮沸法： Ca(HCO3)2=CaCO3+CO2+H2O Mg(HCO3)2=MgCO3+CO2+H2O MgCO3+H2O=Mg(OH)2+CO2 (若硬水中鈣、鎂離子以碳酸氫鹽的形式存在),一、生活中的飲用水,3、硬水及其軟化,（2）離子交換法：如：磺化煤法2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+ 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+ (若硬水中鈣、鎂離子以硫酸

13、鹽或氯化物的形式存在),一、生活中的飲用水,3、硬水及其軟化,離子交換法裝置,磺化煤的再生: 當磺化煤中的鈉離子全部為鈣，鎂離子所代替后就失去了軟化能力，可用8%10% 的氯化鈉溶液浸泡，CaR2和 MgR2就會跟鈉離子發(fā)生交換作用，重新生成NaR 。又可發(fā)生交換作用使磺化煤得到再生：CaR2 + 2Na+ = 2NaR + Ca2+ MgR2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+,檢索咨詢,終端凈水,生活向導,自來水廠生產的自來水需要經過很長的輸送管道才能進入千家萬戶。有時由于管道老化等原因，自來水進入家庭之前便受到污染，這種污染稱為二次污染。另外，有些自來水在進入家庭之前儲存在樓房頂部

14、的水箱里，水箱較臟、水箱內壁防腐涂料不合格等因素也可能引起二次污染。 現代住宅區(qū)提倡終端凈水，即在家中的出水點前加裝凈水設備。這種終端凈水方法可以消除二次污染，使飲用水更安全可靠。,喝純凈水比喝自來水好嗎?,喝純凈水較衛(wèi)生 生產1體積純凈水需要4體積的自來水,浪費水 有害物質會被放大，對人的危害更大 使人體中礦物質和微量元素(Ca2+,Mg2+)大量流失,使用自來水時應注意些什么？,1、在飲用自來水前應將自來水煮沸，以除去殘留的氯氣以及氯代有機物，并殺死微生物。 2、警惕早晨“死水殺手”-滯留水管中超過一夜的水（溶解金屬后有毒，放掉約一面盆）。 3、拒絕飲用反復煮沸的水（含亞硝酸鹽和水垢）。

15、4、不喝沒有完全煮沸的水（患膀胱癌、直腸癌的可能性增加21%38，因為自來水中的有害病菌必須達到100時才能被完全殺死）,未經處理的排污,水上垃圾隨處可見,城 市 水 污 染,臭美,潰爛,黑水和泡末,愁容,惡魔,死亡之水,陷阱,恐怖,水體污染示意圖,水體污染的種類,物理污染 化學污染 生物污染,水體熱污染：由于向水體排放溫水，使水體溫度升高到有害程度。水體熱污染主要由于工業(yè)冷卻水的排放，其中以電力工業(yè)為主，其次為冶金、化工、石油、造紙和機械工業(yè)等。水體熱污染會影響水質和水生生物和生態(tài)，給人類帶來間接危害。,第二單元 水資源的合理利用,二、水質評價與污水處理,水體污染的危害,（1）重金屬污染：汞

16、、鎘、鉛和鉻等造成的水污染。 例如1953年日本水俁灣發(fā)生水俁病和痛痛病。,水中的重金屬污染物通過食物鏈被富集，濃度逐級加大,（2）植物營養(yǎng)物質污染 大量有機物或無機營養(yǎng)鹽進入大?；蚝骋鸷Ｓ蛩w富營養(yǎng)化，誘發(fā)赤潮。,含N或含P的化合物（蛋白質、磷肥）,蛋白質在水中的分解過程：蛋白質氨基酸氨,最終以硝酸鹽的形式成為水生植物的養(yǎng)料，而使藻類和其它浮游生物大量繁殖。,赤潮：是由于浮游生物異常繁殖使海水變色的現象。發(fā)生赤潮時，大量浮游生物浮在水面，減少或隔絕水中溶解氧的來源，使大量魚類等水生生物缺氧而死。,植物營養(yǎng)物質污染,這種現象出現在江河湖泊則稱為“水華”,2007年6月江蘇無錫藍藻事件,（3

17、）石油泄漏、農藥的廣泛使用、工業(yè)廢水中的酸、堿、鹽等。,世界上最大的原油泄漏事件發(fā)生在1991年海灣戰(zhàn)爭造成的石油傾瀉。因油港油庫破壞而流入海灣的原油多達100多萬噸。海面漂浮著一層厚厚的浮油，海水幾乎掀不起浪來，只能像泥漿般涌動著。這一地區(qū)的海鳥，身上沾滿了石油，無法飛行，只能在海灘和巖石上待以斃命。其他海洋生物也沒能逃過這場災難鯨、海豚、海龜、蝦 蟹以及各種魚類都被毒死或窒息而死，成為這場戰(zhàn)爭的最大受害者。,多瑙河污染 2000年2月12日，從羅馬尼亞邊境城鎮(zhèn)奧拉迪亞一座金礦泄漏出的氰化物廢水不可阻擋地流到了南聯盟境內。毒水流經之處，所有生物全都在極短時間內暴死，迄今為止流經羅馬尼亞、匈牙利和南聯盟的歐洲大河之一蒂薩河及其支流內80的魚類已經完全滅絕，沿河地區(qū)進入緊急狀態(tài)。這是自前蘇聯切爾諾貝利核電站事故以來歐洲最大環(huán)境災難。,05年11月13日13時40分左右，地處吉林省吉林市的中石油吉林石化公司101廠一化工車間連續(xù)發(fā)生爆炸,航拍受污染的松花江,超市供不應求，飲用水和飲料頃刻間被搶購一空,哈爾濱市政府發(fā)布公告05年11月22日中午起全市停水4天,水質檢測 科學全面地評價水質的優(yōu)劣需要檢測許多項目。常見的檢測項目為：水溫、pH、導電率、固體懸浮物、溶解氧(DO)、化學需氧量(COD)、生化需氧