我們身邊的水研究性學(xué)習(xí)

1、2013屆天津市研究性學(xué)習(xí)報(bào)告我們身邊的水指導(dǎo)老師：王蕓組長；嚴(yán)劍瓏組員：王錄祿，陳才斌，李博豪 ，黃偉，郭子杰，陳逢琨，馮清瑜，林明錕，陳長旭，林仕能天津市研究性學(xué)習(xí)開題報(bào)告年級(jí) ； 高二 班級(jí)： 364 第 4 組課題名稱我們身邊的水課題組成員組長姓 名嚴(yán)劍瓏申報(bào)時(shí)間2012.02組員王錄祿，陳才斌，郭子杰，陳逢琨，林明錕，李博豪，黃偉，馮清瑜，林仕能，陳長旭導(dǎo)師姓 名王蕓任教科目生物課 題研 究目 的意 義我們通過及時(shí)調(diào)查分析，發(fā)現(xiàn)部分同學(xué)沒有形成節(jié)水觀念，對(duì)于水污染這一問題沒有高度重視。經(jīng)小組討論確定以我們身邊的水為課題進(jìn)行學(xué)習(xí)性研究。課 題研 究內(nèi) 容了解水污染的危害，水的用途， 水

2、的性質(zhì)極其水污染治理方法課 題研 究步 驟收集資料匯總資料分析數(shù)據(jù)，得到相關(guān)結(jié)論形成論文課 題研 究方 法論文撰寫、設(shè)計(jì)調(diào)查問卷、查閱查詢資料法、總結(jié)資料法預(yù) 期成 果論文活動(dòng)安排 活動(dòng)時(shí)間活 動(dòng) 內(nèi) 容活動(dòng)方式1月20日收集有關(guān)問卷調(diào)查的問題查閱查尋1月21日制定問卷調(diào)查內(nèi)容整理1月22日分發(fā)問卷調(diào)查問卷調(diào)查法1月23日收集有關(guān)資料查閱查詢資料法1月24日對(duì)問卷調(diào)查內(nèi)容分析分組討論法1月25日對(duì)資料進(jìn)行整理總結(jié)資料法1月26日總結(jié)及整理總結(jié)資料法結(jié)題意見指導(dǎo)教師簽名： 2012年 月 日1課題研究報(bào)告本文是我們小組八位同學(xué)綜合實(shí)踐活動(dòng)的成果，闡述了水的組成、性質(zhì)，對(duì)我們生活中的水進(jìn)行了分類和

3、比較，在此基礎(chǔ)上闡述了它們的各自用途。最后分析了長江流域和古運(yùn)河流域鎮(zhèn)江段水質(zhì)污染狀況及其原因，并初步提出治理構(gòu)想。水污染：據(jù)環(huán)境部門監(jiān)測，全國城鎮(zhèn)每天至少有 1 億噸污水未經(jīng)處理直接排入水體。全國七大水系中一半以上河段水質(zhì)受到污染，全國 1/3 的水體不適于魚類生存，1/4 的水體不適于灌溉，90% 的城市水域污染嚴(yán)重，50% 的城鎮(zhèn)水源不符合飲用水標(biāo)準(zhǔn)，40% 的水源已不能飲用，南方城市總?cè)彼康?60% 70% 是由于水源污染造成的。截至 1996 年底，全國 600 余座城市年排水量為 353 億立方米，處理量為 83 億立方米，處理率僅 23%。城市市政系統(tǒng)年納污水 209 億立方米

4、，建有城市污水處理廠 153 座，集中處理量為 23.8 億立方米，處理率為 11.4%。盡管全國每年新增城市污水處理能力 3 億立方米，但仍以每年處理能力缺口 21 億立方米的速度在不斷增大。到了2050年，城市市政系統(tǒng)年納污水為1385億立方米，2100年將達(dá)到2435億立方米這相當(dāng)于長寬高都是61813.8米的正方體，若平鋪為高1CM的長方體，底面將覆蓋將近2537個(gè)中國。國家環(huán)境保護(hù)“九五”計(jì)劃和 2010 年遠(yuǎn)景目標(biāo)要求，到 2002 年，全國要新增城市污水處理能力 2000 萬噸/日。集中處理率達(dá) 25%。據(jù)測算，僅處理廠的配套管網(wǎng)投資將達(dá) 850 億元，至 2010 年，城市集中

5、污水處理率將達(dá) 40%。預(yù)計(jì)將新增城市污水處理廠1000 余座。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國有3.2億農(nóng)民沒有飲用水;大約有1.9億農(nóng)民是喝受到污染的水。此外，灌溉農(nóng)田的水散發(fā)著惡臭，而且漂浮著一些污染的泡沫。而這樣條件下生產(chǎn)的食物，卻登上了中國人的餐桌。如此嚴(yán)重的污染更應(yīng)該引起我們的關(guān)注水（H2O）是由氫、氧兩種元素組成的無機(jī)物，在常溫常壓下為無色無味的透明液體。水是最常見的物質(zhì)之一，是包括人類在內(nèi)所有生命生存的重要資源，也是生物體最重要的組成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。一.水的性質(zhì)1.1物理性質(zhì) 水在常溫常壓下為無色無味的透明液體。在20時(shí)，水的熱導(dǎo)率為0.006 J/scmK，冰的熱導(dǎo)率為0

6、.023 J/scmK，在雪的密度為0.1×103 kg/m3時(shí)，雪的熱導(dǎo)率為0.00029 J/scmK。水的密度在3.98時(shí)最大，為1×103kg/m3，溫度高于3.98時(shí)，水的密度隨溫度升高而減小 ，在03.98時(shí)，水不服從熱脹冷縮的規(guī)律，密度隨溫度的升高而增加。水在0時(shí)，密度為0.99987×103 kg/m3，冰在0時(shí)，密度為0.9167×103 kg/m3。水是良好的溶劑，大部分無機(jī)化合物和少部分有機(jī)化合物可溶于水。1.2化學(xué)性質(zhì) 1.2.1水的熱穩(wěn)定性。水的熱穩(wěn)定性很強(qiáng)，水蒸氣加熱到2000K以上，也只有極少量分解為氫氣和氧氣，但水在通電的

7、條件下會(huì)分解為氫氣和氧氣。2H2O 2H2 + O21.2.2水與金屬反應(yīng)。很多活潑的金屬能與水反應(yīng)，如鈉、鉀、鐵等。2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H21.2.3水與非金屬反應(yīng)。少部分非金屬能與水反應(yīng)，如氟氣、氯氣、碳等。Cl2 +H2O HCl + HClO1.2.4水與一些金屬氧化物和非金屬氧化物能與水反應(yīng)。如氧化鈉、氧化鈣、二氧化碳、二氧化硫等。Na2O + H2O = 2NaOHSO2 + H2O H2SO31.2.5與其它物質(zhì)反應(yīng)。NH3 + H2O NH3.H2OCaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2二.水的分類及

8、其應(yīng)用2.1普通水、重水、超重水氫元素有三種核素，分別為普通氫（核中1個(gè)質(zhì)子，又叫氕）、重氫（核中有1個(gè)質(zhì)子，1個(gè)中子，又叫氘）、超重氫（核中1個(gè)質(zhì)子，2個(gè)中子，又叫氚），它們分別與氧結(jié)合形成普通水、重水和超重水。普通水的分子式為H2O。重水又叫氧化氘或氘水，分子式是D2O。重水是無色、無臭、無味的液體，但它的一些物理性質(zhì)跟普通水稍有差異。例如，重水的密度是1.1044g/cm3（25），而普通水是0.99701g/cm3（25）。這是重水得名的由來。重水的熔點(diǎn)是3.81，沸點(diǎn)是101.42。鹽類在重水里的溶解度比在普通水里小。例如，在25，100g普通水中能溶解35.92gNaCl，而100

9、g重水只能溶解30.56gNaCl。許多物質(zhì)跟重水發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)比普通水慢。重水對(duì)生物有不利影響。植物種子浸在重水里不能發(fā)芽，魚類在重水中會(huì)很快死亡。一般的普通水中含重水約0.015。電解水時(shí)，由于普通氫氣（H2）比重氫（D2）放出快6倍，所以電解水的殘留液中重水被富集。目前生產(chǎn)重水的方法有電解法、精餾法和化學(xué)交換法。重水的主要用途是在反應(yīng)堆中作慢化劑（又叫減速劑）和冷卻劑。重水分解時(shí)產(chǎn)生的氘是重要的熱核燃料。在化學(xué)和生物學(xué)中，重水用作示蹤物質(zhì)來研究反應(yīng)機(jī)理等。 超重水的化學(xué)分子式為T2O，每個(gè)重水分子由兩個(gè)氚原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成。超重水在天然水中極其稀少，其比例不到十億分之一。超重水的制取成

10、本比重水還要高上萬倍。2.2生活中的水2.2.1自來水 天然水經(jīng)過過濾、沉淀、消毒以后的水，主要成分是水，其次有一些離子如Ca2+、Mg2+、Cl-等等。雖然自來水經(jīng)過處理后，但還有微量的細(xì)菌如大腸桿菌，另外還有一些其他的溶質(zhì)，因此自來水不能直接飲用。自來水的密度大于純水的密度，沒有固定的沸點(diǎn)。自來水在加熱沸騰后可以飲用，可直接作為工業(yè)用水。2.2.2礦泉水 礦泉水是從地下深處自然涌出或經(jīng)人工揭露、未受污染的地下礦水。礦泉水含有對(duì)人體有益的多種礦物質(zhì)和微量元素，如鋰、鍶、硒、鋅、溴、鉬等，生理功能強(qiáng)，對(duì)人體有一定的保健作用。在通常情況下，礦泉水的化學(xué)成分、流量、水溫等動(dòng)態(tài)在天然波動(dòng)范圍內(nèi)相對(duì)穩(wěn)

11、定。2.2.3純凈水 純凈水是以江河湖水、自來水等為水源，采用蒸餾法、電滲析法、離子交換法、反滲透法等處理工藝制成的。就是經(jīng)過復(fù)雜深層的凈化程序達(dá)到無菌純凈。純凈水是把水中各種元素最大限度的去除，只保留水分子，在去除有害物質(zhì)的同時(shí)，也去除了有益的物質(zhì)，因此不能長期飲用純凈水，要和礦泉水搭配喝 2.2.4磁化水 磁化水是使水經(jīng)過高科技超導(dǎo)磁體的磁化，使水分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而得到的一種水。水磁化后，其物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大變化，主要表現(xiàn)為電導(dǎo)率增大，PH值升高，密度減小，揮發(fā)性加快，溶解氧（DO）升高，難溶物質(zhì)在其中的溶解度增大等。在大多數(shù)磁場下得到磁化水表面張力增大、沸點(diǎn)降低；在極少數(shù)磁場下，表面

12、張力下降、沸點(diǎn)升高。磁化后的水的冰點(diǎn)變化不大。由于磁化水具有不同于普通水的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，使它在生產(chǎn)和生活中有很多用途。在醫(yī)療上，它對(duì)人的高血壓、糖尿病、血稠、腎結(jié)石等疾病都有一定的刺激和療效。飲用磁化水對(duì)消除運(yùn)動(dòng)疲勞也具有一定的作用。在工業(yè)上使用磁化水具有抑垢防垢、滅塵、提高混凝土的強(qiáng)度等用途。在農(nóng)業(yè)上用磁化水對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行灌溉，可以激活各種生物酶，增強(qiáng)酶的生物活性，促進(jìn)葉綠素的形成，提高光合作用，從而促進(jìn)作物的生長發(fā)育，提高作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。用磁化水養(yǎng)魚，使魚類的生長和抗病抗寒能力得到加強(qiáng)。2.2.5超水 將普通水在密閉容器中加熱蒸發(fā)為水蒸汽，并使水蒸汽在石英毛細(xì)管（內(nèi)徑在nm數(shù)量級(jí)）中凝結(jié)，這

13、樣得到的水叫超水，有人不科學(xué)地稱之為納米水。經(jīng)過處理得到的超水締合結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，形成一種鏈狀六角環(huán)結(jié)構(gòu)的聚合物，其顆粒直徑達(dá)到nm數(shù)量級(jí)。由于超水結(jié)構(gòu)的特殊性，決定了它具有不同于普通水的一些性質(zhì)：其密度為普通水密度的1.4倍（超=1.4普）；其粘滯系數(shù)是普通水粘滯系數(shù)的15倍（超=15普），揮發(fā)性低；超水的冰點(diǎn)為-100，在700時(shí)仍保持其特性。加熱到9001000時(shí)變?yōu)槠胀ǖ乃?，并且?100700內(nèi)無論加熱、冷卻還是長期存放，都不會(huì)改變其特性。超水活性高，能更容易地進(jìn)入其它物質(zhì)的分子之間，某些與普通水不相容的物質(zhì)，如燃料油，能與超水很好相溶，水進(jìn)入到油分子之間，改變了分子之間的相互作

14、用，使分子結(jié)構(gòu)更松散。按一定比例配成含有超水的燃料油，燃點(diǎn)低且燃燒充分，一方面可以提高燃燒率和機(jī)械效率，另一方面可以減少大氣污染，具有巨大的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會(huì)效益。用超水做溶劑，可以制成在低溫下仍保持液態(tài)的溶液，也可以根據(jù)其揮發(fā)性低及粘滯系數(shù)大的特點(diǎn)，制成抗揮發(fā)和抗?jié)B透的溶液，在工業(yè)上大有用處。2.2.6中水 中水就是將人們?cè)谏詈蜕a(chǎn)中用過的優(yōu)質(zhì)雜排水（不含糞便和廚房排水）、雜排水（不含糞便污水）以及生活污（廢）水，經(jīng)集流再生處理后，達(dá)到一定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，可在一定范圍內(nèi)重復(fù)使用的非飲用的雜用水，其水質(zhì)介于上水（清潔水）和下水（污水）之間。對(duì)于“中水”有多種解釋，污水工程方面稱為“再生水”，工

15、廠方面稱為“循環(huán)水”或“回用水”，有的人又稱之為“復(fù)新水”，一般以水質(zhì)作為區(qū)分標(biāo)志。經(jīng)過處理所得到的中水水質(zhì)必滿足如下條件：（1）滿足衛(wèi)生要求：其指標(biāo)主要有大腸菌群數(shù)、細(xì)菌總數(shù)、余氯量、懸浮物、COD、BOD5等；（2）滿足人們感觀要求，無不快感覺，其衡量指標(biāo)有濁度、色度、臭味等；（3）滿足設(shè)備構(gòu)造方面的要求，即水質(zhì)不易引起設(shè)備、管道的嚴(yán)重腐蝕和結(jié)垢，其衡量指標(biāo)有PH值、硬度、蒸發(fā)殘?jiān)?、溶解性物質(zhì)等。處理后的出水一般用來沖洗廁所、噴灑道路、綠化、洗車、作為冷卻水的補(bǔ)充水等。2.3硬水與軟水2.3.1軟水 含鈣離子、鎂離子較少或不含鈣離子、鎂離子的水，一般硬度低于8度的水為軟水。 2.3.2硬水

16、 含鈣離子、鎂離子較多的水，一般硬度高于8度的水為硬水。硬水會(huì)影響洗滌劑的效果，硬水加熱會(huì)有較多的水垢。 工業(yè)上在使用硬水之前一般要進(jìn)行軟化。2.4淡水與咸水2.4.1淡水 含較少鹽份或不含鹽份的水，一般作為民用水或工業(yè)用水。2.4.2咸水 含有較多鹽份的水，如北方鹽湖水，部分地下水和海水都是咸水。 結(jié)題報(bào)告最后，經(jīng)過我們對(duì)家鄉(xiāng)環(huán)境的情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，某些環(huán)保部門管理不到位，檢查力度不夠，沒有對(duì)違章者給予嚴(yán)厲查處。為了我們?？谑杏幸粋€(gè)良好的生態(tài)環(huán)境，為了?？谑心艹蔀槿珖劽男l(wèi)生城市、旅游城市，為了我們?？谑忻竦纳眢w健康，為了我們子孫后代的長足發(fā)展，我們強(qiáng)烈呼吁，要加強(qiáng)治理改善水質(zhì)。我們提出以下

17、建議第一、市領(lǐng)導(dǎo)對(duì)?？谑羞M(jìn)行整體規(guī)劃，對(duì)污染嚴(yán)重的企業(yè)強(qiáng)行關(guān)閉或搬遷。第二、市區(qū)各企業(yè)要提高處我排污凈化能力，不要為了本企業(yè)的自身利益，而不顧及市區(qū)人民的生命安全。第三、各位市民要樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)，人人有責(zé)，不要將生活垃圾隨意亂扔亂拋。第四、環(huán)保部門要提高責(zé)任意識(shí)，要加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)管力度，杜絕工業(yè)廢水和生活污水的任意排放。 心得體會(huì) 進(jìn)入高中已經(jīng)整整半個(gè)學(xué)期了，從開始接觸這個(gè)課題時(shí)的一無所知，到現(xiàn)在的感觸良多，我經(jīng)歷頗深。在這不同尋常的歷程之中，我掌握了不少，感悟了不少，也真正成長了不少-嚴(yán)劍瓏此外我們也鍛煉了對(duì)知識(shí)的熟練駕馭能力，能夠做到對(duì)已學(xué)知識(shí)的融會(huì)貫通，舉一反三；并且培養(yǎng)善于與人交際、合作

18、，善于發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題的品質(zhì)。我們?cè)陂_放的情境中主動(dòng)探索，親身體驗(yàn)，在愉快的心情中自主摸索，提高能力，在良好的氛圍中，得到鍛煉，提升自我。-林明錕 精神上的感悟也是一筆寶貴的無形資產(chǎn)。在活動(dòng)中我們培養(yǎng)了精誠合作的團(tuán)隊(duì)精神，打不垮的長城精神，坐得住的板凳精神等等。同時(shí)這次活動(dòng)也讓我們較為真實(shí)的了解了主要情況，比從資料文獻(xiàn)上查得更有成就感。-郭子杰 轉(zhuǎn)眼間，研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)已經(jīng)結(jié)束了，我們學(xué)到了知識(shí)，總結(jié)了方法，收獲了友誼，體會(huì)了成功的喜悅，更為平凡的點(diǎn)滴而感動(dòng)-馮清瑜 剛剛組成小組時(shí)，之后便進(jìn)行了細(xì)致的分工，使每位同學(xué)都能夠發(fā)揮所長，為小組作出貢獻(xiàn)。這是大家的熱情，讓我們?cè)谝婚_始，就顯示出強(qiáng)大的實(shí)力，我感受到了一股強(qiáng)大的凝聚力和積極向上的朝氣活力，這種積極向上的精神，深深激勵(lì)并感染了我。-陳逢錕隨著活動(dòng)的展開，大家漸漸忙了起來。查找資料的同學(xué)，通過互聯(lián)網(wǎng)、書籍、報(bào)刊雜志等手段獲取了大量的資料；聯(lián)系采訪對(duì)象的同學(xué)，會(huì)詳細(xì)詢問對(duì)方各種問題，直到認(rèn)為對(duì)研究有用才決定人選。每位組員都用自己的努力，為小組做好了充分的準(zhǔn)備工作，我為組員們的認(rèn)真而感動(dòng)。-林仕能在研究學(xué)習(xí)的過程中，每位同學(xué)都積極參與各項(xiàng)組內(nèi)活動(dòng)，認(rèn)真組織，努力