《愛護水資源》教學案

保護水資源

教學目標：

1.通過典型的水污染實例認識水污染造成的危害。

2.知道化學在水處理中的應用，能說出污水處理中主要的化學方法及其原理。

3.認識化學科學的開展對于環(huán)境保護的重要作用，樹立可持續(xù)開展的觀念。

教學重點：認識水污染造成的危害，能說出污水處理中主要的化學方法及其原理

教學方法：查閱資料、交流討論。

課時劃分：兩課時

教學過程：

第一課時

［投影］

［導課］水是珍貴的自然資源，是地球上一切生命賴以存在的物質根基之一。20世紀以

來，全世界人口增長了3倍，經濟增長了20倍，用水量增加了10倍，水資源的匱乏己嚴

重威脅世界經濟的開展和人類存在。有專家預測，水資源危機將成為21世紀繼能源危機后又

一全球性危機.如果我們不再保護水資源的話，我們終會有一天喝的不是地球上的水，而是人

類自己的眼淚。

［板書］第二節(jié)保護水資源

［講述］水是一種珍貴的資源，隨著工農業(yè)開展和人口的增長，許多江河湖庫都遭到不同

程度的污染，使有限的水資源從質量上受到嚴重的影響。

［板書］一、水體資源的危害

［講述］重金屬元素是無機有毒物質的主.要組成局部，在水體中表現出不同程度的毒性效

應。重金屬污染了水體，可在生物體中富集，通過食物鏈的作用，能逐級在較高級的生物體

內增加其含量。土壤重金屬污染會使污染物在植（作）物中積累，并通過食物鏈富集到人體

和動物體中，危害人畜安康，引發(fā)癌癥和其他疾病等。

［投影］案例：日本的水俁病事件和痛痛病事件

水俁病事件發(fā)生于1953?1956年，在日本熊本縣水俁市。發(fā)生的原因是含無機汞的工業(yè)

廢水污染水體，使水俁灣的魚中毒，并將汞積累于魚體（主要是頭部），人食魚后受害，汞

中毒者283人，死亡60人，日本人稱為患“水俁病”。1973年兩次水俁病患者共900多人，

死亡近50人，還有2萬多人受到不同程度的毒害。

痛痛病事件發(fā)生于1955?1957年，在日本富山縣神通川流域。發(fā)生的原因是鉛、鋅等冶

煉廠排放含鎘廢水，污染神通川水體，兩岸農民用以灌溉農田。使土壤中的含鎘量達1?2g/.t。

居民食用污染后的稻米和水中毒。1972年3月止，患者已超過180人，死亡34人。此外，還

有100多人出現可疑的病癥。由于患者經常呼叫呻吟，日本人稱之為患“痛痛病”。

［投影］圖4-21日本的水俁病患者

［板書］1、重金屬污染

［講述］水中的重金屬污染物包括Hg、Pb、Cr、Cd,這些重金屬污染物主要來自化工、冶

金、電子、電鍍等行業(yè)排放的廢水。它們在生物體內積累，不易排除體外，因此危害很大。

值得注意的是水中的重金屬污染物可以通過水中的食物鏈被富集，濃度逐漸加大，而人處于

食物鏈的終端，通過食物和飲水，將這些金屬攝入體內，引起人體急性或慢性中毒（案例1

中魚和貝類體內的汞比水中高出上萬倍）。

［投影］

［講解］日本的水俁病發(fā)生原因：

水中的某些重金屬污染物又可被微生物轉化成毒性更大的有機化合物，例如水中汞會轉

化成有機汞：

HgC12+CH1微生物CH,HgC1+HC1

CHaHgCl的毒性比HgCk更大，日本的水俁病就是無機汞轉化為有機汞引起的汞中毒。

［閱讀］資料卡片

［板書］2、植物營養(yǎng)物質污染

［投影］案例2:赤潮

據報道2003年5月28日?6月2日，渤海遼東灣的葫蘆島接連發(fā)現兩次赤潮，總面積

達140平方公里，其中約有60平方公里在該市的水產養(yǎng)殖海洋監(jiān)控區(qū)。在赤潮區(qū)的海洋面上

漂浮著大量死魚，給漁業(yè)帶來嚴重損失。

據悉，近年來，赤潮在我國近海呈現頻發(fā)之勢，赤潮災害嚴重威脅我國海域生態(tài)環(huán)境，

并給海洋經濟帶來巨大損失。2000年我國近海共發(fā)現28次赤潮，面積累計超過1萬平方公里。

僅遼寧、浙江兩次較大赤潮造成的漁業(yè)損失就近3億元。

［投影］圖4-23赤潮

［講述］生活污水或某些工業(yè)廢水中，經常包含氮磷化合物，它們是植物生長發(fā)育的養(yǎng)料,

稱為植物營養(yǎng)素。含氮的物質主要是蛋白質，含磷的物質主要是洗滌劑和不合理使用的磷肥。

蛋白質在水中的分解過程是：蛋白質f氨基酸f氨。氨在微生物作用下被氧化成亞硝酸,

進一步被氧化成硝酸，以硝酸鹽形式成為植物的養(yǎng)料，其過程為：

2N%+30里里2HN02+2HQ2HN0?+6微生物2HN03

［板書］(1)蛋白質在水中的分解過程：2NH3+30。微生到2IIN02+2iy)2HN02+02微生物2IIN03

［講述］含氮磷化合物在分解過程中，大量消耗水中的氧，并釋放養(yǎng)分，而使藻類和其它

浮游植物大量繁殖，由于占優(yōu)勢的浮游生物顏色不同，使水面呈蘭色、紅色、棕色等。這種

現象發(fā)生在海域稱為“赤潮〃，發(fā)生在江河湖泊中則叫“水華”。

［板書］(2)“赤潮""水華"

［投影］圖4-24水華

［講述］由于水體中營養(yǎng)物質過多蓄積而引起的污染，叫水體的富營養(yǎng)化。水體出現富營

養(yǎng)化后，首先是大量繁殖的浮游生物會使原本水清如鏡的水體變得渾濁有色。其次是藻類等

浮游生物死亡后的殘骸被微生物分解，不斷消耗水中的溶解氧，使得溶解氧降低。再有是局

部浮游生物殘骸沉積在水體底層發(fā)生腐化，產生硫化氫等有毒氣體。此外一些浮游生物還會

分泌出毒素。所有這些都會對水體生態(tài)系統造成嚴重破壞，導致魚類大量死亡，嚴重影響漁

業(yè)生產。此外，富營養(yǎng)化水體由于亞硝酸鹽和硝酸鹽含量較高，人畜長期飲用，也會中毒致

病。

［講述］為遏止水體的富營養(yǎng)化，我國已于2000年制止與生產銷售含磷洗衣粉，以無磷洗

衣粉取代，走“綠色洗滌之路”，

［資料］污染水體的物質一般可分為以下幾類：

1.無機污染物包括酸、.堿、無機鹽等。

2.有機污染物包括碳水化合物、脂肪、蛋白質、碳氫化合物、合成洗滌劑等。

3.有毒物質包括重金屬(鉛、銘、汞、鎘等)鹽類、氟化物、氟化物、碎化］物、酚類、

多環(huán)芳崎、多氯聯苯、有機農藥等。

4.致病微生物包括各種病毒、細菌、原生物等。

5.耗氧污染物有些有機物和無機物，能消耗水中溶解的氧氣，使水發(fā)黑變臭，危害水生

生物的存在。

6.植物營養(yǎng)物質有些物質中含有植物生長所需要的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素(如含磷洗衣

粉、化肥、飼料等)，這些物質能促使水中藻類瘋長，從而消耗水中的氧氣，危害魚類的生

長，造成水質惡化。

此外，還有石油工業(yè)帶來的油污染、熱電廠造成的熱污染、核電廠帶來的放射性污染等,

不僅污染水體，危及水生動物，還會危害人體安康。

［板書］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。

［板書］4、殺蟲劑污染

［科學詩話］DDT的功與過

在農業(yè)上使用DD.T,減少病蟲害，使農業(yè)糧食增產15%；DDT的使用，有效殺死蚊蠅、體

虱，從而防止瘧疾、斑疹傷寒的流行，拯救了數以千萬計的生命。保羅?米勒于1948年榮獲

諾貝爾生理或醫(yī)學獎。但是由于長期使用化學殺蟲劑，對環(huán)境嚴重污染，對天敵不分敵我，

害蟲對殺蟲劑產生抗藥性等問題日漸突出。此外，有機氯類殺蟲劑進入動物體內不能代謝排

泄，會留下潛在的威脅，已使大量珍稀動物瀕臨滅絕。1962年美國生物學家萊切爾?卡遜對

DDT造成的公害寫到：“天空無飛鳥，河中.無魚蝦，成群雞鴨牛羊病倒和死亡，果樹開花但不

能結果，農夫們訴說著莫明其妙的疾病接踵襲來。總之，生機勃勃的田野和農莊變得一片寂

靜，死亡之幽靈到處游蕩"。隨后，世界各國相繼明令制止生產和使用DDT。諾貝爾獎委員會

對此項諾貝爾獎公布表示深深的愧疚。

可見殺蟲劑是一把雙刃劍，它在對人類做出奉獻的同時，卻又害苦了人類?，F在害蟲依

仗自身對殺蟲劑的抗藥能力，正與人類進展著持久戰(zhàn)。

cl-<Z^c—<Z>-Ci

DDT構造式：CCb

［小結］略

［作業(yè)］P961、2、3

［板書設計］第二節(jié)保護水資源

一、水體資源的危害

1、重金屬污染

2、植物營養(yǎng)物質污染：水體中營養(yǎng)物質過多蓄積而引起的污染。

(1)蛋白質在水中的分解過程：2NH3+303避坦2HN02+2H202HN0；：+02黑鯉2HN0、

(2)“赤潮""水華"

3、石油污染

4、殺蟲劑污染

［課堂練習］

1.1953年日本水俁灣發(fā)生了一起重大的中毒事件，造成人畜大量死亡。科學家分析發(fā)

現，水俁灣魚體內甲基汞的含量比周圍水體內的甲基汞含量高3000倍，那么甲基汞進入魚體

內的主要方式是()

A.主動運輸B.滲透作用

C.鯉部交換氣體隨血液循環(huán)D.水中食物鏈

2.以下說法中不正確的選項是()

A.赤潮是水體富營養(yǎng)化的結果

B.含磷洗滌劑廣泛使用與排放是發(fā)生赤潮的主要原因之一

C.在封閉的海灣更易發(fā)生赤潮

D.赤潮的發(fā)生是與人類活動無關的自然現象

3.以下水域中最容易發(fā)生赤潮的是()

A.杭州灣B.萊州灣C.死水湖D.珠江口

4.大氣或飲水被污染時，可能引起人的牙齒、骨骼變得疏松的元素是

A.氟B.氯C.硫1).碘

5.造成世界有名的“八大公害”事件中，污染事件發(fā)生最多的是

A.水污染B.食品污染C.大氣污染D.重金屬污染

66.造成目前環(huán)境污染的因素大體上可分為物理的、化學的與生物的三個方面，它們是

造成環(huán)境質量下降的主要原因，其中化學物質約占

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.金屬B.有機物C.酸堿D.鈣鎂離子

8、環(huán)境問題是全球共同關注的問題，環(huán)境污染的發(fā)生、危害與防治都與化學有關。根據

有關的化學知識，以下措施和理由之間，因果關系不正確的選項是

A.嚴禁排放未經處理的有毒工業(yè)廢水一一防止水土流失

B.不允許燃燒農作物秸桿一一防止污染空氣

C.限制生產含磷洗滌劑一一防止湖海出現“赤潮”

D.限制生產不符合尾氣排放標準的氣體一一防止氮的氧化物及一氧化碳污染空氣

保護水資源

第二課時

［板書］二、改善水質

［閱讀］第一段，答復控制工業(yè)廢水和生活污水的排放的措施。

［答復］重復利用廢水，回收廢水中的有用成分。減少廢水排放量，采用革新工藝，降低

廢水中污染物濃度，加強污水處理，達標排放。加強對污染源的監(jiān)管等。

［投影］

［板書］1、污水處理工藝：一級、二級和三級。

［講解］配合流程圖講解現.代污水處理技術：

現代污水處理技術，按處理程度劃分，可分為一級、二級和三級處理工藝。污水一級處

理應用物理方法，如篩濾、沉淀等去除污水中不溶解的懸浮固體和漂浮物質。污

水二級處理主要是應用生物處理方法，即通過微生物的代謝作用進展物質轉化的過程，

將污水中的各種復雜的有機物氧化降解為簡單的物質。生物處理對污水水質、水溫、水中的

溶氧量、pH值等有一定的要求。

污水三級處理是在一、二級處理的根基上，應用混凝、過濾、離子交換、反滲透等物理、

化學方法去除污水中難溶解的有機物、磷、氮等營養(yǎng)性物質。污水中的污染物組成非常復雜，

常常需要以上幾種方法組合，才能到達處理要求。.污水一級處理為預處理，二級處理為主

體，處理后的污水一般能到達排放標準。三級處理為深度處理，出水水質較好，甚至能到達

飲用水質標準，但處理費用高，除在一些極度缺水的國家和地區(qū)外，應用較少。目前我國許

多城市正在籌建和擴建污水二級處理廠，以解,決日益嚴重的水污染問題。

［自學］污水處理中的化學反響及原理：

向污水中投加某中化學物質，利用化學反響來別離、回收污水中的污染物質。常用的方

法有化學沉淀法混凝法、中和法、氧化復原(包括電解)法。

(1)混凝法

水中呈膠體狀態(tài)的污染物質，通常都帶有負電荷，假設向水中投加帶相反電荷的電解質

(混凝劑)，可是污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒而下沉。

通過混凝一法可除去污水中細分散固體顆粒、乳狀油及膠狀物質。目前常用的混凝劑有：明磯、

堿式氯化鋁、鐵鹽等。

(2)中和法

用于處理酸性廢水及堿性廢水。向酸性廢水中投加堿性物質如石灰、氫氧化鈉等進展中

和，向堿性廢水中吹入含CO?的煙道氣或其它酸性物質中和。

(3)沉淀法

向污水中投加某中化學物質，使它與污水中的溶解性物質發(fā)生反響，生成難溶于水的沉

淀物，以降低污水中的溶解污染物的方法。這種處理方法常用于處理含重金屬、氧化物等工

業(yè)生產污水的處理。在處理含鋅廢水時，一般投加石灰沉淀劑；處理含汞廢水時，可采用硫

化鈉進展共沉處理；含銘污水，可采用碳酸鋼、氫氧化粉等為沉淀劑生成難溶的銘酸銀沉淀。

(4)氧化復原法

廢水中呈溶解狀態(tài)的有機和無機污染物，在投加氧化劑或復原劑后，由于電子.的遷移，

而發(fā)生氧化或復原作用，使其轉化為無害物質。在工業(yè)處理污水時，可用到的氧還劑有：0人

CL、。3、Ca(CI0)2、1即2等，也可通過電解使陰離子在陽極上發(fā)生氧化作用?？捎玫降膹驮瓌?/p>

有：鐵粉、鋅粉、FeSO”或通過電解時陽離子在陰極得電子被復原。

氧化復原法在污水處理實例中有：空氣氧化法處理含硫廢水、堿性氯化法處理含氟污水、

臭氧化法除臭、脫色、殺菌及除酚、鼠、鐵、鎬，降低污水BOD與COD等均有顯著效果。目

前復原法主要用于含倍廢水處理。

［答復］1、污水處理中的化學方法有______________________________________________

2、舉例說明污水處理中的化學原理及化學方程式：

［板書］2、污水處理中的化學反響及原理：

(1)混凝法

膠體性質A1"+3HQ#1(OH)3(膠體)+3H'

(2)中和法

(3.)沉淀法Hg2++s2-=HgSI

(4)氧化復原法

［科學視野］飲用水消毒

用氯(CL)消毒飲用水可以說是20世紀公共衛(wèi)生方面的最大進步。然而，到了70年代

中期，有人研究發(fā)現。當有機物起化學反響時，會產生可能致癌的三氯甲烷、四氯乙烯、氯

苯等物質。進一步的研究結果發(fā)現并證實：用C102作飲水消毒劑不會生成三氯甲烷這類可能

致癌的有機物，且殺菌效果比氯氣為高。因此，早在80年代初，美國國家環(huán)保局就扒薦二氧

化氯作飲水消毒劑。目前，許多國家已有愈來愈多的水廠采有二氧化氯處理飲用水。由于二

氧化氮的化學性質非?；顫姡姽饣蚴軣岫纸鈺r或與易被氧化的物質接觸時往往會發(fā)生爆

炸，因此總是臨時就地制造使用，并且使用時用空氣或二氧化碳氣稀釋。工業(yè)制備二氧化氯

的最方便的方法是利用亞氯酸鈉(NaC102)跟以空氣稀釋的氯氣的反響：2NaC102+02=Cl2+2NaCl

［小結］略

［板書設計］二、改善水質

1、污水處理工藝：一級、二級和三級。

2、污水處理中的化學反響及原理：

(1)混凝法

3

膠體性質A1*+3H2O^A1(0H)3(膠體)+3H'

(2)中和法

(3)沉淀法Hg"+SJ=HgSI

(4)氧化復原法

［作業(yè)］P964

［課堂練習］

1、某些化學試劑可用于凈水。水處理中使用的一種無機高分子混凝劑的化學式可表示為

［Al2(0H)?CL?yHzO］X,式中m等于

A.3-nB.6-nC.6+nD.3+n

2、某地有甲、乙兩工廠排放污水，污水中各含有以下8種離子中的4種(兩廠不含一樣

的離子)：Ag\Ba2\Fe"、Na\SO:、N0：「、OH兩廠單獨排放都會造成嚴重的水污

染，如將兩廠的污水按一定比例混合，沉淀后污水便變成無色澄清的只含硝酸鈉而排放，污染

程度大大降低。關于污染源的分析，你認為正確的選項是

A.SO〉和NOa-可能來自同一工廠B.C1T和N0「一定在不同的工廠

C.Ag+和Na+可能來自同一工廠D.Na*和NO3-一定不來自同一工廠

3、沱江特大污染事故，是近年來中國發(fā)生的最大一起水污染事故。是一起因四川化工股

份技改工程違規(guī)試生產、青白江區(qū)政府有關領導和區(qū)環(huán)保局等部門對環(huán)保工作領導和監(jiān)管不

力釀成的特大責任事故。四川沱江特大污染給沿江生態(tài)環(huán)境及人民身體安康構成了嚴重的危

(1)2月份沱江污染是否是富營養(yǎng)化污染為什么

(2)假設生活污水中含大量的氮化合物，通常用生物膜脫氮工藝.進展處理。首先在消化

細菌作用下將NH；氧化為NO3-:

NH，+02—NQ「+H'+HZ0

然后，參加甲醇與NO,一生成沖：

-

NO3"+5CH3OH—N2+C02+H20+0H

試配平以上兩方程式。

(3)5月初的沱江二次污染主要是造紙廠超標排放污水所致。我國現有紙漿漂白主要是氯

氣漂白方法和次氯酸鹽漂白法，這種方法排出的廢水毒性大，廢水量多，從而使我國制漿造

紙工業(yè)紙