实用参考《爱护水资源》教案.docx

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实用参考《爱护水资源》教案

爱护水资源

教学目标：

1．通过典型的水污染实例认识水污染造成的危害。

2.知道化学在水处理中的应用，能说出污水处理中主要的化学方法及其原理。

3．认识化学科学的发展对于环境保护的重要作用，树立可持续发展的观念。

教学重点：

认识水污染造成的

危害，能说出污水处理中主要的化学方法及其原理

教学方法：

查阅资料、交流讨论。

课时划分：

两课时

教学过程：

第一课时

[投影]

[导课]水是宝贵的自然资源，是地球上一切生命赖以生存的物质基础之一。

20世纪以来，全世界人口增长了3倍，经济增长了20倍，用水量增加了10倍，水资源的匮乏已严重威胁世界经济的发展和人类生存。

有专家预测，水资源危机将成为21世纪继能源危机

后又一全球性危机.如果我们不再保护水资源的话，我们终会有一天喝的不是地球上的水，而是人类自己的眼泪。

[板书]第二节爱护水资源

[讲述]水是一种宝贵的资源,随着工农业发展和人口的增长，许多江河湖库都遭到不同程度的污染，使有限的水资源从质量上受到严重的影响。

[板书]一、水体资源的危害

[讲述]重金属元素是无机有毒物质的主

要组成部分，在水体中表现出不同程度的毒性效应。

重金属污染了水体，可在生物体中富集，通过食物链的作用，能逐级在较高级的生物体内增加其含量。

土壤重金属污染会使污染物在植（作）物中积累，并通过食物链富集到人体和动物体中，危害人畜健康，引发癌症和其他疾病等。

[投影]案例：

日本的水俣病事件和痛痛病事件

水俣病事件发生于1953～1956年，在日本熊本县水俣市。

发生的原因是含无机汞的工业废水污染水体，使水俣湾的鱼中毒，并将汞积累于鱼体（主要是头部），人食鱼后受害，汞中毒者283人，死亡60人，日本人称为患“水俣病”。

1973年两次水俣病患者共900多人，死亡近50人，还有2万多人受到不同程度的毒害。

痛痛病事件发生于1955～1957年，在日本富山县神通川流域。

发生的原因是铅、锌等冶炼厂排放含镉废水，污染神通川水体，两岸农民用以灌溉农田。

使土壤中的含镉量达1～2g/

t。

居民食用污染后的稻米和水中毒。

1972年3月止，患者已超过180人，死亡34人。

此外，还有100多人出现可疑的病症。

由于患者经常呼叫呻吟，日本人称之为患“痛痛病”。

[投影]图4-21日本的水俣病患者

[板书]1、重金属污染

[讲述]水中的重金属污染物包括Hg、Pb、Cr、Cd，这些重金属污染物主要来自化工、冶金、电子、电镀等行业排放的废水。

它们在生物体内积累，不易排除体外，因此危害很大。

值得注意的是水中的重金属污染物可以通过水中的食物链被富集，浓度逐渐加大，而人处于食物链的终端，通过食物和饮水，将这些金属摄入体内，引起人体急性或慢性中毒（案例1中鱼和贝类体内的汞比水中高出上万倍）。

[投影]

[讲解]日本的水俣病发生原因：

水中的某些重金属污染物又可被微生物转化成毒性更大的有机化合物，例如水中汞会转化成有机汞：

HgCl2+CH4

CH3HgCl+HCl

CH3HgCl的毒性比HgCl2更大，日本的水俣病就是无机汞转化为有机汞引起的汞中毒。

[阅读]资料卡片

[板书]2、植物营养物质污染

[投影]案例2：

赤潮

据报道20GG年5月28日～6月2日，渤海辽东湾的葫芦岛接连发现两次赤潮，总面积达140平方公里，其中约有60平方公里在该市的水产养殖海洋监控区。

在赤潮区的海洋面上漂浮着大量死鱼，给渔业带来严重损失。

据悉，近年来，赤潮在我国近海呈现频发之势，赤潮灾害严重威胁我国海域生态环境，并给海洋经济带来巨大损失。

20GG年我国近海共发现28次赤潮，面积累计超过1万平方公里。

仅辽宁、浙江两次较大赤潮造成的渔业损失就近3亿元。

[投影]图4-23赤潮

[讲述]生活污水或某些工业废水中，经常包含氮磷化合物，它们是植物生长发育的养料，称为植物营养素。

含氮的物质主要是蛋白质，含磷的物质主要是洗涤剂和不合理使用的磷肥。

蛋白质在水中的分解过程是：

蛋白质→氨基酸→氨。

氨在微生物作用下被氧化成亚硝酸，进一步被氧化成硝酸，以硝酸盐形式成为植物的养料，其过程为：

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O2HNO2+O2

2HNO3

[板书]

（1）蛋白质在水中的分解过程：

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O2HNO2+O2

2HNO3

[讲述]含氮磷化合物在分解过程中，大量消耗水中的氧，并释放养分，而使藻类和其它浮游植物大量繁殖，由于占优势的浮游生物颜色不同，使水面呈兰色、红色、棕色等。

这种现象发生在海域称为“赤潮”，发生在江河湖泊中则叫“水华”。

[板书]

（2）“赤潮”“水华”

[投影]图4-24水华

[讲述]由于水体中营养物质过多蓄积而引起的污染，叫水体的富营养化。

水体出现富营养化后，首先是大量繁殖的浮游生物会使原本水清如镜的水体变得浑浊有色。

其次是藻类等浮游生物死亡后的残骸被微生物分解，不断消耗水中的溶解氧，使得溶解氧降低。

再有是部分浮游生物残骸沉积在水体底层发生腐化，产生硫化氢等有毒气体。

此外一些浮游生物还会分泌出毒素。

所有这些都会对水体生态系统造成严重破坏，导致鱼类大量死亡，严重影响渔业生产。

此外，富营养化水体由于亚硝酸盐和硝酸盐含量较高，人畜长期饮用，也会中毒致病。

[讲述]为遏止水体的富营养化，我国已于20GG年禁止与生产销售含磷洗衣粉，以无磷洗衣粉取代，走“绿色洗涤之路”，

[资料]污染水体的物质一般可分为以下几类：

1．无机污染物包括酸、

碱、无机盐等。

2．有机污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、碳氢化合物、合成洗涤剂等。

3．有毒物质包括重

金属（铅、铬、汞、镉等）盐类、氰化物、氟化物、砷化]物、酚类、多环芳烃、多氯联苯、有机农药等。

4．致病微生物包括各种病毒、细菌、原生物等。

5．耗氧污染物有些有机物和无机物，能消耗水中溶解的氧气，使水发黑变臭，危害水生生物的生存。

6．植物营养物质有些物质中含有植物生长所需要的氮、磷、钾等营养元素（如含磷洗衣粉、化肥、饲料等），这些物质能促使水中藻类疯长，从而消耗水中的氧气，危害鱼类的生长，造成水质恶化。

此外，还有石油工业带来的油污染、热电厂造成的热污染、核电厂带来的放射性污染等，不仅污染水体，危及水生动物，还会危害人体健康。

[板书]3、石油污染

[投影]案例3：

世界上最大的原油泄露事件

世界上最大的原油泄漏事件发生在1991年海湾战争造成的石油倾泻。

因油港油库破坏而流入海湾的原油多达100多万吨。

海面漂浮着一层厚厚的浮油，海水几乎掀不起浪来，只能像泥浆般涌动着。

这一地区的海鸟，身上沾满了石油，无法飞行，只能在海滩和岩石上待以毙命。

其他海洋生物也没能逃过这场灾难，鲸、海豚、海龟、虾蟹以及各种鱼类都被毒死或窒息而死，成为这场战争的最大受害者。

[板书]4、杀虫剂污染

[科学诗话]DDT的功与过

在农业上使用DD

T，减少病虫害，使农业粮食增产15%；DDT的使用，有效杀死蚊蝇、体虱，从而避免疟疾、斑疹伤寒的流行，拯救了数以千万计的生命。

保罗·米勒于1948年荣获诺贝尔生理或医学奖。

但是由于长期使用化学杀虫剂，对环境严重污染，对天敌不分敌我，害虫对杀虫剂产生抗药性等问题日渐突出。

此外，有机氯类杀虫剂进入动物体内不能代谢排泄，会留下潜在的威胁，已使大量珍稀动物濒临灭绝。

1962年美国生物学家莱切尔·卡逊对DDT造成的公害写到：

“天空无飞鸟，河中

无鱼虾，成群鸡鸭牛羊病倒和死亡，果树开花但不能结果，农夫们诉说着莫明其妙的疾病接踵袭来。

总之，生机勃勃的田野和农庄变得一片寂静，死亡之幽灵到处游荡”。

随后，世界各国相继明令禁止生产和使用DDT。

诺贝尔奖委员会对此项诺贝尔奖颁布表示深深的愧疚。

可见杀虫剂是一把双刃剑，它在对人类做出贡献的同时，却又害苦了人类。

现在害虫依仗自身对杀虫剂的抗药能力，正与人类进行着持久战。

DDT结构式：

[小结]略

[作业]P961、2、3

[板书设计]第二节爱护水资源

一、水体资源的危害

1、重金属污染

2、植物营养物质污染：

水体中营养物质过多蓄积而引起的污染。

（1）蛋白质在水中的分解过程：

2NH3+3O2

2HNO2+2H2O2HNO2+O2

2HNO3

（2）“赤潮”“水华”

3、石油污染

4、杀虫剂污染

[课堂练习]

１.1953年日本水俣湾发生了一起重大的中毒事件，造成人畜大量死亡。

科学家分析发现，水俣湾鱼体内甲基汞的含量比周围水体内的甲基汞含量高3000倍，那么甲基汞进入鱼体内的主要方式是（）

A.主动运输B.渗透作用

C.鳃部交换气体随血液循环D.水中食物链

２.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

３．下列水域中最容易发生赤潮的是（）

A.杭州湾B.莱州湾C.死水湖D.珠江口

4．大气或饮水被污染时，可能引起人的牙齿、骨骼变得疏松的元素是

A．氟B．氯C．硫D．碘

5．造成世界有名的“八大公害”事件中，污染事件发生最多的是

A．水污染B．食品污染C．大气污染D．重金属污染

66．造成目前环境污染的因素大体上可分为物理的、化学的与生物的三个方面，它们是造成环境质量下降的主要原因，其中化学物质约占

A．30~40%B．50~60%C．70~80%D．80~90%

7．水污染中危害最大的是

A．重

金属B．有机物C．酸碱D．钙镁离子

8、环境问题是全球共同关注的问题，环境污染的发生、危害与防治都与化学有关。

根据有关的化学知识，下列措施和理由之间，因果关系不正确的是

A．严禁排放未经处理的有毒工业废水——防止水土流失

B．不允许焚烧农作物秸杆——防止污染空气

C．限制生产含磷洗涤剂——防止湖海出现“赤潮”

D．限制生产不符合尾气排放标准的气体——防止氮的氧化物及一氧化碳污染空气

爱护水资源

第二课时

[板书]二、改善水质

[阅读]第一段，回答控制工业废水和生活污水的排放的措施。

[回答]重复利用废水，回收废水中的有用成分。

减少废水排放量，采用革新工艺，降低废水中污染物浓度，加强污水处理，达标排放。

加强对污染源的监管等。

[投影]

[板书]1、污水处理工艺：

一级、二级和三级。

[讲解]配合流程图讲解现

代污水处理技术：

现代污水处理技术，按处理程度划分，可分为一级、二级和三级处理工艺。

污水一级处理应用物理方法，如筛滤、沉淀等去除污水中不溶解的悬浮固体和漂浮物质。

污

水二级处理主要是应用生物处理方法，即通过微生物的代谢作用进行物质转化的过程，将污水中的各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质。

生物处理对污水水质、水温、水中的溶氧量、pH值等有一定的要求。

污水三级处理是在一、二级处理的基础上，应用混凝、过滤、离子交换、反渗透等物理、化学方法去除污水中难溶解的有机物、磷、氮等营养性物质。

污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。

污水一级

处理为预处理，二级处理为主体，处理后的污水一般能达到排放标准。

三级处理为深度处理，出水水质较好，甚至能达到饮用水质标准，但处

理费用高，除在一些极度缺水的国家和地区外，应用较少。

目前我国许多城市正在筹建和扩建污水二级处理厂，以解

决日益严重的水污染问题。

[自学]污水处理中的化学反应及原理：

向污水中投加某中化学物质，利用化学反应来分离、回收污水中的污染物质。

常用的方法有化学沉淀法混凝法、中和法、氧化还原（包括电解）法。

（1）混凝法

水中呈胶体状态的污染物质，通常都带有负电荷，若向水中投加带相反电荷的电解质（混凝剂），可是污水中的胶体颗粒失去稳定性，并在分子引力作用下凝聚成大颗粒而下沉。

通过混凝

法可除去污水中细分散固体颗粒、乳状油及胶状物质。

目前常用的混凝剂有：

明矾、碱式氯化铝、铁盐等。

（2）中和法

用于处理酸性废水及碱性废水。

向酸性废水中投加碱性物质如石灰、氢氧化钠等进行中和，向碱性废水中吹入含CO2的烟道气或其它酸性物质中和。

（3）沉淀法

向污水中投加某中化学物质，使它与污水中的溶解性物质发生反应，生成难溶于水的沉淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。

这种处理方法常用于处理含重金属、氰化物等工业生产污水的处理。

在处理含锌废水时，一般投加石灰沉淀剂；处理含汞废水时，可采用硫化钠进行共沉处理；含铬污水，可采用碳酸钡、氢氧化钡等为沉淀剂生成难溶的铬酸钡沉淀。

（4）氧化还原法

废水中呈溶解状态的有机和无机污染物，在投加氧化剂或还原剂

后，由于电子

的迁移，而发生氧化或还原作用，使其转化为无害物质。

在工业处理污水时，可用到的氧还剂有：

O2、CI2、O3、Ca（CIO）2、H2O2等，也可通过电解使阴离子在阳极上发生氧化作用。

可用到的还原剂有：

铁粉、锌粉、FeSO4，或通过电解时阳离子在阴极得电子被还原。

氧化还原法在污水处理实例中有：

空气氧化法处理含硫废水、碱性氯化法处理含氰污水、臭氧化法除臭、脱色、杀菌及除酚、氰、铁、锰，降低污水BOD与COD等均有显著效果。

目前还原法主要用于含铬废水处理。

[回答]1、污水处理中的化学方法有＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

2、举例说明污水处理中的化学原理及化学方程式：

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

[板书]2、污水处理中的化学反应及原理：

（1）混凝法

胶体性质Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+

（2）中和法

（3

）沉淀法Hg2++S2－=HgS↓

（4）氧化还原法

[科学视野]饮用水消毒

用氯（Cl2）消毒饮用水可以说是20世纪公共卫生方面的最大进步。

然而，到了70年代中期，有人研究发现。

当有机物起化学反应时，会产生可能致癌的三氯甲烷、四氯乙烯、氯苯等物质。

进一步的研究结果发现并证实：

用ClO2作饮水消毒剂不会生成三氯甲烷这类可能致癌的有机物，且杀菌效果比氯气为高。

因此，早在80年代初，美国国家环保局就扒荐二氧化氯作饮水消毒剂。

目前，许多国家已有愈来愈多的水厂采有二氧化氯处理饮用水。

由于二氧化氯的化学性质非常活泼，见光或受热而分解时或与易被氧化的物质接触时往往会发生爆炸，因此总是临时就地制造使用，并且使用时用空气或二氧化碳气稀释。

工业制备二氧化氯的最方便的方法是利用亚氯酸钠（NaCIO2）跟以空气稀释的氯气的反应：

2NaClO2+O2=Cl2+2NaCl

[小结]略

[板书设计]二、改善水质

1、污水处理工艺：

一级、二级和三级。

2、污水处理中的化学反应及原理：

（1）混凝法

胶体性质Al3++3H2O

Al（OH）3（胶体）+3H+

（2）中和法

（3）沉淀法Hg2++S2－=HgS↓

（4）氧化还原法

[作业]P964

[课堂练习]

1、某些化学试剂可用于净水。

水处理中使用的一种无机高分子混凝剂的化学式可表示为[Al2（OH）nClm·PH2O]G，式中m等于

A．3-nB．6-nC．6+nD．3+n

2、某地有甲、乙两工厂排放污水，污水中各含有下列8种离子中的4种（两厂不含相同的离子）：

Ag＋、Ba2＋、Fe3＋、Na＋、SO42－、NO3－、OH－、Cl－。

两厂单独排放都会造成严重的水污染，如将两厂的污水按一定比例混合，沉淀后污水便变成无色澄清的只含硝酸钠而排放，污染程度大大降低。

关于污染源的分析，你认为正确的是

A．SO42－和NO3－可能来自同一工厂　B．Cl－和NO3－一定在不同的工厂

C．Ag＋和Na＋可能来自同一工厂　　D．Na＋和NO3－一定不来自同一工厂

3、沱江特大污染事故，是近年来中国发生的最大一起水污染事故。

是一起因四川化工股份有限公司技改项目违规试生产、青白江区政府有关领导和区环保局等部门对环保工作领导和监管不力酿成的特大责任事故。

四川沱江特大污染给沿江生态环境及人民身体健康构成了严重的危害。

（1）2月份沱江污染是否是富营养化污染？

为什么？

（2）若生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脱氮工艺

进行处理。

首先在消化细菌作用下将NH4+氧化为NO3－:

NH4++O2—NO3－+H++H2O

然后，加入甲醇与NO3－生成N2:

NO3－+5CH3OH—N2+CO2+H2O+OH－

试配平以上两方程式。

（3）5月初的沱江二次污染主要是造纸厂超标排放污水所致。

我国现有纸浆漂白主要是氯气漂白方法和次氯酸盐漂白法，这种方法排出的废水毒性大，废水量多，从而使我国制浆造纸工业纸浆漂白存在严重污染环境的问题。

现世界各国正研究用绿色漂白剂取代传统的氯气，请写出你认为可作为研究方向的几种漂白剂

：

＿＿＿＿＿＿＿＿。

4、由于用氯气对饮用水消毒，会使水中的有机物发生氯化，生成有机含氯化合物于人体有害，世界环保联盟即将全面禁止这种消毒

方法。

建议采用广谱性具有强氧化性的高效消毒剂二氧化氯（ClO2）。

ClO2极易爆炸，生产和使用时尽量用惰性气体稀释，避免光照、震动或加热。

（1）在ClO2中，所有原子是否都满足8电子结构?

______________（填“是”或“否”）。

（2）欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取ClO2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2的一半。

这一反应的化学方程式是___________________________________。

（3）浓盐酸在上述反应中显示出来的性质是_______________（填写编号）。

A.只有还原性B.还原性和酸性

C.只有氧化性D.氧化性和酸性

（4）若上述反应产生0.1molCl2，转移电子的物质的量为_______________mol。

（5）ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率（以单位质量得到电子数表示）是

Cl2的_____________倍。

（6）我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2，表示这一反应的化学方程式是_______________________________。

和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是_______________________________。