(共65张PPT)
第二单元 水资源的合理利用
专题1 洁净安全的生存环境
[学习目标]
1、了解世界以及中国的水资源状况，认识人类所面临的水资源危机，树立保护水资源的意识。
2、知道硬水、软水的概念，了解硬水对生产生活的危害，理解硬水软化的煮沸法及离子交换法的原理。
3、了解自来水生产过程的一般工序，理解铝系、铁系净水剂以及氯系消毒剂的作用原理。
4、认识水质评价的必要性，知道几种常见的水质评价指标，能应用pH试纸测定水体的pH。
5、知道水污染的危害，了解中和法、氧化法、沉淀法等常见的水污染处理方法。
[教学重点]
1、水体污染物对水体的污染。
2、污水的处理方法和原理。
[教学难点]污水处理中的主要化学方法和原理。
水，是生命之源，是万物之源，它孕育了地球上的一切生命。没有水，就没有生命的存在。
水是人体内的六大营养物质之一，约占体重的60%—70%。工农业生产离不开水，世界上用于工农业生产的淡水量占人类消耗淡水总量的60%—80%。
一般情况下，每人每天需要水2.5g。水是优良的溶剂，食物中的营养成分必须溶解在水里才能运送到人体的各个部分，以维持人类正常生命活动的需要。人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的。没有水，人的生命将无法维持。
地球上70%都是水，但是淡水只占全球储水量的2.53%，而其中大部分是难以利用的冰川和雪覆盖的冻土层中的水，可利用的淡水就只有其中30.4%。我国的总水量居全世界第六位，但由于人口众多，
人均占水量居世界第八十几，因此有人预言21世纪的水将如同20世纪的石油一样，成为决定国家富裕程度的珍贵商品！
剩下的这小部分淡水还正在被这样……
还不断被继续着……
还不断加剧着……
2003年世界环境日的主题为“水──二十亿人生命之所系”
（Water ─Two Billion People are Dying for It）
【问题讨论】
地球上70％覆盖着水，为什么世界上还有许多
国家和地区面临缺水的危机？
1、淡水资源比较少（能直接饮用的仅占水资源的0.769％）；
2、科学技术的发展，用水量增多；
4、科学技术的发展，水资源被污染。
3、淡水资源分布不均匀（20多个国家缺水）
中国的水资源总量约28124亿立方米（地表水和地下水分别为27115和8288，二者重复用水为7279），居世界第六位，但我国人均水量仅2390立方米，只相当于世界人均水量的1/4，居第88位，是世界13个贫水国家之一。从地域上看，占全国耕地60%以上的淮河及其以北地区，地表水资源仅占12%，地下水资源占20%。从降水量和河流径流量的时间分布看，长江以北地区，6至9月的降水量约占全年的80%，每年汛期长江、黄河都有大量淡水流入海洋，白白浪费了水资源；当进入冬春季后，我国大部分地区由于降水量少，往往造成干旱。
总的说来，我国水资源状况令人担忧：平均每年有3亿亩耕地受旱灾威胁，8200万人饮水有困难；由于严重缺水，工业产值每年损失近1200亿元；全国600多个城市中有近400个缺水，全国城市日缺水量近1800万立方米；长期过量的地下水开采，已出现160个地下水区域性下降漏斗，总面积约9万立方米；工农业的发展使许多城市出现水质被污染的水质性缺水问题。
中国水资源
水啊！！！！
2006年夏 ，由于降水持续偏少，气温显著偏高，四川、重庆、西藏、青海、新疆、陕西、甘肃、吉林、辽宁、内蒙古、湖北、贵州等地的部分地区干旱持续发展。据气象干旱指标统计，目前全国干旱面积两千四百多万公顷
自然界的水能直接饮用吗
自然界的水一般不宜直接饮用.
问题与讨论:
1．我国农村某些地区直接以河水(湖水)为饮用水，怎样对河水(湖水)进行净化
2．你了解哪些净水的方法
第二单元 水资源的合理利用
专题1 洁净安全的生存环境
一、生活中的饮用水
天然水中的杂质：
分 类 主要物质
细菌、病毒、藻类、原生动物、泥沙和黏土等
胶体物质
硅、铝、铁的水合氧化物胶体物质，黏土矿物胶体物质，腐殖质等有机高分子化合物
溶解物质
氧气、二氧化碳、硫化氢、氮气等溶解在水中的气体，钙、镁、钠、铁、锰等元素的卤化物，碳酸盐，硫酸盐，可溶性有机物
改善水质，达到饮用水标准。
悬浮物质
一、生活中的饮用水
改善水质的方法
1、混凝法
各种混凝剂及其净水原理
明矾 （KAl(SO4)2·12H2O）
Al2(SO4)3、聚合铝、FeSO4、Fe2(SO4)3
氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等
——广泛使用的净水混凝剂
明矾的净水作用
明矾溶于水后，铝离子发生水解，生成氢氧化铝胶体：
氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为带负电荷的胶粒，因此，带正电荷的氢氧化铝胶粒能吸附水中带负电荷的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降。同理，铁盐的净水作用也是如此。
Fe3+＋3H2O Fe(OH)3 (胶体) ＋3H+
KAl(SO4)2＝K+＋Al3+＋2SO42-
Al3+＋3H2O Al(OH)3 (胶体) ＋3H+
一、生活中的饮用水
具有强吸附性的活性炭可除去水中的异味
一、生活中的饮用水
氯气消毒杀菌的原理：
生成的次氯酸具有强氧化性，起消毒杀菌作用。
Cl2 +H2O HCl + HClO
常用消毒剂有漂白粉、液氯、二氧化氯、臭氧等。
刚出厂的自来水中常含有少量余氯，它在配水管中停留，能有效地起到消毒杀菌的作用，主要是因为氯气与水的反应是一个可逆过程，当起消毒作用的次氯酸被消耗后，平衡向正反应方向移动，使次氯酸及时得到补充。
一、生活中的饮用水
问题：用什么方法可以鉴别纯净水和自来水？
------AgNO3溶液和稀硝酸
自来水厂如何才能将原水变成我们日常生活中所用的自来水？
自来水生产过程
一、生活中的饮用水
采用液氯消毒的水不仅带有轻微的刺激性气味,而且在一定条件下氯气会与水中的有机反应物反应，生成一些有毒的卤代烃，如CHCl3等，对人的健康产生不利影响。
臭氧发生器在高频高压电源的驱动下放电，使氧气转化成臭氧。臭氧具有强氧化性，它能破坏细菌的新陈代谢和繁殖过程，使细菌死亡，达到消毒的效果。由于消毒后臭氧转化成氧气，因此不会造成污染。
一、生活中的饮用水
问题2: 为什么臭氧是最好的消毒剂
氧化能力强、无毒、无污染
新型灭菌消毒剂—二氧化氯
二氧化氯的应用十分广泛，除用于一般的杀菌、消毒外，还广泛地用于环保、灭藻、漂白、保鲜、除臭等方面。二氧化氯现已被世界卫生组织列为A1级高效安全灭菌消毒剂我国从2000年起就逐渐用二氧化氯取代氯气对饮用水进行消毒
一、生活中的饮用水
你知道水垢的成分及水垢产生的原因吗？
一、生活中的饮用水
2、硬水及其软化
软水和硬水
天然水成分：Ca2＋、Mg2＋ 、HCO3－、CO32－、Cl － 、 SO42－ 、NO3－
硬水：含有较多量的Ca2＋和Mg2＋的水
软水：只含较少量或不含Ca2＋和Mg2＋的水
一、生活中的饮用水
2、硬水及其软化
使用硬水会给生产和生活带来许多不便。例如，在硬水中用肥皂洗涤衣物，不但难以洗净，还会使衣物变硬。锅炉用水的硬度高，放出的热水表面会有一层白色漂浮物。同时，锅炉内壁易结垢。这样不仅浪费燃料，而且会使锅炉管道因受热不均而导致变形或损坏，严重时还可能引起锅炉爆炸。
硬水的危害!
人饮用的水若硬度过高，对于不习惯的人来说，易造成肠胃功能紊乱，导致疾病的发生，如南方人初到北方时的“水土不服”现象；长期饮用过硬的水，还会使胃炎、结石等病的发病率上升。硬度过低，则人无法从水中吸收人体发育所必需的无机盐离子和微量元素等，对人体的危害也很大。
一、生活中的饮用水
2、硬水及其软化
如何用简单的方法区别软水和硬水？
加入肥皂水进行试验，振荡片刻。如果为硬水，则在水中会出现一些絮状物(硬脂酸钙或硬脂酸镁的沉淀)，且泡沫较少；反之也为软水。
洗头发时，为什么用肥皂后会感觉较涩，一般都是使用洗发剂或洗发水？
自来水一般为硬水。
（1）加热煮沸法：
Ca(HCO3)2==CaCO3↓+CO2↑+H2O
Mg(HCO3)2==MgCO3↓+CO2↑+H2O
MgCO3+H2O==Mg(OH)2+CO2↑
(若硬水中钙、镁离子以碳酸氢盐的形式存在)
一、生活中的饮用水
2、硬水及其软化
（2）离子交换法： 如：磺化煤法 2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+
2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+
(若硬水中钙、镁离子以硫酸盐或氯化物的形式存在)
一、生活中的饮用水
2、硬水及其软化
离子交换法装置
磺化煤的再生: 当磺化煤中的钠离子全部为钙，镁离子所代替后就失去了软化能力，可用8%～10% 的氯化钠溶液浸泡，CaR2和 MgR2就会跟钠离子发生交换作用，重新生成NaR 。又可发生交换作用使磺化煤得到再生： CaR2 + 2Na+ = 2NaR + Ca2+ MgR2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+
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终端净水
自来水厂生产的自来水需要 经过很长的输送管道才能进入千 家万户。有时由于管道老化等原 因，自来水进入家庭之前便受到 污染，这种污染称为二次污染。另外，有些自来水在进入家庭之前储存在楼房顶部的水箱里，水箱较脏、水箱内壁防腐涂料不合格等因素也可能引起二次污染。
现代住宅区提倡终端净水，即在家中的出水点前加装净水设备。这种终端净水方法可以消除二次污染，使饮用水更安全可靠。
喝纯净水比喝自来水好吗
喝纯净水较卫生
生产1体积纯净水需要4体积的自来水,浪费水
有害物质会被放大，对人的危害更大
使人体中矿物质和微量元素(Ca2+,Mg2+)大量流失
使用自来水时应注意些什么？
1、在饮用自来水前应将自来水煮沸，以除去残留的氯气以及氯代有机物，并杀死微生物。
2、警惕早晨“死水杀手”-滞留水管中超过一夜的水（溶解金属后有毒，放掉约一面盆）。
3、拒绝饮用反复煮沸的水（含亚硝酸盐和水垢）。
4、不喝没有完全煮沸的水（患膀胱癌、直肠癌的可能性增加21%～38％，因为自来水中的有害病菌必须达到100℃时才能被完全杀死）
未经处理的排污
被污染的河流
鱼啊!!!!
水体污染示意图
水质检测
科学全面的评价水质的优劣需要检测许多项目。常见的项目有：水温、PH、电导率、固体悬浮物、溶解氧（DO）、化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、一些有毒有害物质的浓度等。
采集水样
当湖水或河水的pH值小于5.5时，大部分鱼类很难生存；当pH值小于4.5时，各种鱼类、两栖动物和大部分昆虫消失，水草死亡。水生动物绝迹。
自然界中的水一般略显酸性，因为溶解二氧化碳的缘故。大多数鱼类只能在一定pH范围内的水中生存。
污水处理
通过水质检测确定水体中污染物的种类和浓度后，可用不同的方法对污水进行处理。主要有物理方法、化学方法和生物方法。其中化学处理方法包括中和法，氧化还原法，沉淀法等。
水体污染的种类
物理污染
化学污染
生物污染
水体热污染：由于向水体排放温水，使水体温度升高到有害程度。 水体热污染主要由于工业冷却水的排放，其中以电力工业为主，其次为冶金、化工、石油、造纸和机械工业等。 水体热污染会影响水质和水生生物和生态，给人类带来间接危害。
第二单元 水资源的合理利用
二、水质评价与污水处理
水俣病事件
1953年，在日本九州熊本县的水俣镇发生了一场奇怪的流行病。首先是大批病猫，这些猫疯了一般，步态蹒跚，身体弯曲，纷纷跳海自杀。不久又出现了一批莫名其妙的病人，病人开始时口齿不清，表情呆滞，后来发展为全身麻木，精神失常，最后狂叫而死。多年之后，科学家们才找到这种怪病的起因：汞中毒。甲基汞会聚集在人脑中，损害脑神经系统，因此猫与人都疯了。
在当时发病人数283人，其中60人死亡。
案例1
金属镉与痛痛病
1955年起，日本富山县神通川流域出现了一种怪病，使许多妇女自杀。这种病叫骨痛病，又名痛痛病，表明痛得厉害，用一个痛字还不足以形容。事后研究发现，此病是由于附近的冶炼厂排放了含镉的废水污染了河流，人们长期食用含镉水灌溉的稻米，因而中毒。镉进入人体，使人体骨胳中的钙大量流失，使病人骨质疏松、骨胳萎缩、关节疼痛。曾有一个患者，打了一个喷嚏，竟使全身多处发生骨折。
1、重金属污染物主要有哪些？说说其来源？
2、重金属使人中毒的原理？
让我
看一看？
想一想？
3、重金属使人中毒有哪些途径？
水中的重金属污染物主要有：汞(Hg)、镉(Cd)、铅(Pb)、铬(Cr)等。
来源：主要来自化工、冶金、电子和电镀等行业排放的工业废水。
(1)重金属主要污染物及其来源
(2)重金属使人中毒的原理:使蛋白质变性
1、重金属污染
（3）重金属使人中毒的途径
①水中的重金属污染物可以通过水中的生物链被富集，浓度逐级加大，而人正处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些重金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒。
②水中的某些重金属污染物还可以被微生物转化为毒性更大的有机化合物。例如：
HgCl2 + CH4 ===== CH3HgCl + HCl
微生物
甲基氯化汞
甲基氯化汞的毒性比氯化汞的更大，日本的水俣病就是无机汞转变为有机汞而引起的汞中毒事件。
污染物 汞 镉 铬 铅 砷 氰化物 酸 碱
主要存在形式 Hg2+ CH3Hg+ Cd2+ CrO42- Cr2O72- Pb2+ AsO33 – AsO43 - CN- H+ OH-
最高允许排放浓度mg dm-3 0.05 0.1 0.5 1.0 0.5 0.5 pH>6 pH<9
我国工业废水中几种污染物最高允许排放浓度
水 华
赤 潮
太湖蓝藻
2、蛋白质如何污染水体？
4、水体的富营养化有什么危害
3、什么是水体富营养化
1、什么是植物营养素
(1)植物营养素： 生活污水和某些工业废水中含有N、P的化合物，它们是植物生长、发育的养料，称为植物营养素。
(2)蛋白质在水中的分解过程是：
蛋白质
硝酸盐
氨基酸
NH3
HNO2
HNO3
氧化
微生物
分解
水解
氧化
微生物
微生物
2NH3 + 3O2 ===== 2HNO2 + 2H2O
微生物
2HNO2 + O2 ===== 2HNO3
2、植物营养物质污染——富营养化
(4)危害:当水体发生富营养化时，由于缺氧，致使大多数水生动、植物不能生存，致使的动植物遗骸在水底腐烂沉积，使水质不断恶化，影响渔业生产，并通过食物链危害人体健康。
(3)水体的富营养化：由于水体中植物营养物质过多蓄积而引起的污染，叫做水体的富营养化
我国已于2000年禁止生产与销售含磷洗衣粉，以无磷洗衣粉取代，走“绿色洗涤”之路。
含P的物质
含N物质（蛋白质）
洗涤剂和不合理
使用的磷肥
工业废水、生活废水、农田灌溉，以及水产养殖所投放的饵料和氮肥
水体中植物营养
物质过多蓄积
重要原因
水体的富营养化
“赤潮”
“水华”
解析植物营养物质污染
一只全身沾满石油而无法飞行的海鸟
难以爬行的海蟹
案例3
阅读教材P86《案例3 世界上最大的原油泄漏事件》
石油泄漏污染会造成怎样的危害？
3、其他水体污染
海鸟以及其他海洋生物都被毒死或窒息而死，由此造成的海洋生物多样性减少和海洋生物体内致癌物质浓缩蓄积，给环境和人类带来无法估算的危害.
DDT的结构式
农药污染
科学史话：
杀虫剂DDT的功与过
有机物污染
如:苯和硝基苯等
工业废水中的酸、碱、盐
CH
Cl
Cl
C
Cl
Cl
Cl
1、来源: 人类活动
2、危害:
总结：水体污染的来源以及危害
⑴ 加剧水资源短缺。
⑵ 严重危害人体健康。
⑶ 对水中生态系统、工业、农业和 渔业生产等产生很大的影响。
3.改善水质
（1）措施：控制工业废水和生活废水的排放。
（2）方法：物理法、生物法和化学法。
（3）污水处理程度：一级、二级和三级
（4）化学处理法
化学混凝沉淀法 ：如Al(OH)3 胶体凝聚水中的悬浮颗粒 化学混凝气浮法 ： 中和法： 化学沉淀法： 氧化还原法：
东线南水北调是施工条件最好的一条调水线路，但却遇到工程以外最棘手的难题：沿线水污染问题。若不能有效治理东线污染，调水会成为调污，如果你是位总设计师，你能采取哪些具体措施？
(1)工厂“三废”严禁超标排放。
(2)农业上合理使用化肥、农药。
(3)生活污水经集中处理再排放。
(4)必要时采用管道输送。
2、下列金属中，其离子溶于水中不会造成水体污染的是
A、铅 B、铬 C、镉 D、镁
1．下列说法中不正确的是
A 赤潮是水体富营养化的结果
B 含磷洗涤剂广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一
C 在封闭的海湾更易发生赤潮
D 赤潮的发生是与人类活动无关的自然现象
分层训练
1、调查当地污水排放和处理情况，查找有关资料，撰写调查报告，提出改进建议。(200字左右)
我们的将来，，，
请别让我们的眼泪成为最后一滴水！！！
