1、扬州大学化学化工学院 化学0801 陈功,苏教版 化学与生活 专题1 第二单元,第二单元水资源的合理利用,水，是生命之源，是万物之源。,水是人体内的六大营养物质之一，约占体重的60%70%。一般情况下，每人每天需要水2.5Kg。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。,地球是一颗蓝色的星球，地球表面约70%以上被水覆盖。,(1)水资源总量严重短缺,(2)水资源的时空分布很不平衡,(3)水环境也在日趋恶化，导致水资源可利用率降低,我国是一个干旱缺水严重的国家。我国
2、的淡水资源总量为28000亿立方米，占全球水资源的6%，仅次于巴西、俄罗斯和加拿大，名列世界第四位。 但是，我国的人均水资源量只有2300立方米，仅为世界平均水平的1/4，是全球人均水资源最贫乏的国家之一。,一、生活中的饮用水,1.天然水中的杂质,2. 水的净化,(1)沉降:用明矾、硫酸铝、硫酸亚铁等作为混凝剂处理。混凝剂溶与水生成胶体吸附水中的悬浮颗粒使之沉降。,例如：明矾净水 Al3+ + 3H2O =Al(OH)3(胶体) + 3H+,氯化铁净水 Fe3+ + 3H2O =Fe(OH)3(胶体) + 3H+,氢氧化铝胶体因为吸附溶液中的阳离子而带正电荷，天热水中的杂质大多为带负电荷的胶粒
3、。,水经沉降后,进入过滤池，过滤掉沉降的固体。 随后进入吸附池,除去水中的悬浮颗粒、可溶性杂质和异味。,进一步净化,(2)消毒: 经处理过的水再进行消毒，,常用的消毒剂有：氯气、漂白粉、二氧化氯、臭氧等。,刚出厂的的自来水中有少量的余氯，它在水管中停留可有效起到杀菌作用，能持续较长时间。当HClO被消耗后，反应向右进行， HClO得到补充。,新型灭菌消毒剂二氧化氯 近年来，人们陆续发现用氯气对饮用水进行消毒时，水中的有机物会与氯气发生取代反应，生成有机氯化合物，有机氯会在人体内积留产生慢性累积中毒，还会诱发癌病，世界环保联盟即将全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒。 WHO建议采用广普性、具有强氧
4、化性的高效消毒剂二氧化氯进行饮用水的消毒。目前，二氧化氯已被联合国卫生组织列为A级消毒剂。,拓展视野,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。,自然中的水到饮用水,如果把纯净水作为一种长期饮用水的话,对人体是没有好处的。 纯净水几乎不含对人体有益的微量元素。长期饮用会导人体的微量元素缺乏，引起少年儿童发育不良,引起老年人的各种微量元素缺乏症。 此外，饮水机不同程度的存在着细菌、微生物超标等情况，因此要注意清洁。,3. 软水和硬水,硬水：溶有较多量的Ca2+
5、和Mg2+的水软水：只溶有较少量或不含Ca2+和Mg 2+的水,硬水的危害,(1)浪费肥皂，衣物不易洗净且容易变硬。（硬脂酸盐与钙镁离子发生沉淀反应）(2)锅炉用水硬度过高易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且易引起爆炸事故。,1、 加热煮沸法：若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在,受热时会分解而得到相应的沉淀。如:Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2O Mg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2OMgCO3 + H2O = Mg(OH)2 + CO2,软化硬水常用的方法：,2.离子交换法: 磺化煤是一种有效的离子交换剂。磺化煤使硬水软化的原理: 当硬水通过时,硬
6、水里的钙离子和镁离子与磺化煤的钠离子发生离子交换,生成CaR2和MgR2 ,因而实现溶液中的钙,镁离子含量的降低,硬水软化.其方程式为: 2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+ 2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+,工业上常用阴、阳离子交换树脂来软化硬水,离子交换树脂装置,磺化煤的再生：磺化煤中的Na+ 全部被Ca2+、 Mg2+替代后，失去了软化硬水的能力。若将8%-10%的食盐溶液浸泡，则CaR2 、MgR2 又和Na+ 发生交换，重新生成磺化煤。这个过程叫再生。,二、水质评价与污水处理,1.水质检测,pH：清洁天然水一般略显弱酸性。,pH值,测定方法？,溶解氧,
7、溶解氧：氧为生物呼吸所必需。空气中的氧有少量可溶解于水，溶解于水中的氧的量称为溶氧量(DO)， 当废水中含有还原性有机物质等时，这些还原性物质就和水中的溶解氧起反应，往往引起水中溶解氧不足。所以，当水中有机物多时，溶解氧就少。因此，测定水中的溶解氧就能知道水的污染程度。 DO含量较高，水质较好。,生化需氧量（BOD）：BOD指含有机污染物及足够的溶解氧值的水样中，通过微生物的作用，使有机物降解的过程中，消耗的氧的量。以每升消耗氧的毫克数表示。BOD值愈大，水质污染愈严重。,生化需氧量（BOD）,生化需氧量（BOD）：微生物分解水中有机物是一个缓慢的过程，要将有机物完全分解掉，常需20天以上的时
8、间。目前采用20下，用5天培养时间，测定所消耗的氧量，即测定5天前后水中的溶解氧值之差，以BOD5表示。 在这种条件下，有机物只有75左右被分解。在测定BOD值时，若水样中含有有毒物质不宜于微生物的生长和繁殖，或者水体严重污染，溶解氧值很低，则需用蒸馏水将水样适当稀释后，再进行微生物培养和溶解氧的测定。,生化需氧量（ BOD5 ）：,化学需氧量（COD）：COD是表示水中的有机物被氧化分解时，所消耗氧化剂KMnO4（CODMn）或K2Cr2O7(CODCr）氧化有机污染物时所需的氧的当量，这个氧的当量与有机物的量是有一定比例关系的，以mg/L表示。在我国一般多采用CODMn评价地面水环境和自来水质评价。,水中污染物越多，生物需氧量和化学需氧量也会提高，一个良好的水域须具有高的溶氧量及低的生物需氧量与化学需氧量。,化学需氧量（COD）,2.污水处理,物理方法：如静置沉降、混凝法 化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法 生物方法：生化分解,污水处理的化学方法,1、中和法：主要是含酸或碱的废水 2、氧化还原法：油类、氰化物、硫化物等，空气、臭氧、氯气是常用的氧化剂。 3、沉淀法：重金属离子,适当控制pH值,
