1、第二节 爱护水资源课程标准导航1.通过典型的水污染实例认识水污染造成的危害.2.知道哪些物质能够污染水体.3.了解混凝法、中和法、沉淀法等常见的污水处理方法及原理.新知初探自学导引 自主学习一、水体污染的危害 1.水体污染的种类(1)重金属污染 主要污染物:主要包括_等.汞、镉、铅和铬主要来源:化工、_、电子和_等行业排放的工业废水.危害:重金属污染物在生物体内积累,不易排出体外,因此危害很大.冶金电镀a.重金属污染物通入水中的食物链被富集浓度增大人体摄入而中毒.b.重金属还可被微生物转化为毒性更大的_.如:无机汞转化为有机汞(2)植物营养物质污染 植物营养素 生活污水和某些工业废水中,经常包
2、括含_的化合物,它们是植物生长、发育的养料,称为植物营养素.HgCl2CH4=微生物 CH3HgClHCl.有机化合物N、P植物营养素的来源:含N的_,含P的_和不合理使用的_.水体富营养化及形成过程 a.水体富营养化 由于水体中_过多蓄积而引起的污染,叫水体的富营养化._的使用是造成水体富营养化的重要原因之一.蛋白质洗涤剂磷肥植物营养物质含磷洗衣粉b.形成过程蛋白质_氨O2微生物 _ O2微生物 _(水生植物的养料).氨基酸HNO2HNO3硝酸盐在分解过程中大量消耗水中溶解的_,并释放出养分,而使藻类和其他浮游生物大量繁殖.在江河、湖泊中出现称为“_”,在海湾出现叫“_”.(3)其他污染物
3、石油泄漏、农药的广泛使用、工业废水中的酸、碱、盐等.氧水华赤潮2.水体污染的危害 水体污严重危害人体健康,加剧水资源的短缺.二、改善水质 1.防止水体污染的措施 根本的措施是控制_和_的排放.具体做法有:(1)重复利用废水,回收废水中的有用成分,减少废水的排放量.工业废水生活污水(2)采用革新工艺,降低废水中污染物的浓度.(3)加强污水处理,使污水达到国家规定的标准以后再排放.(4)加强对水体及污染源的监测和管理.想一想根据水体污染的危害,如何防止水污染？【提示】防止水污染的方法有:(1)加强对水质的监测;(2)工业三废要经过处理后排放;(3)合理使用农药和化肥;(4)禁止使用含磷洗衣粉;(5
4、)加强水土保护,植树造林.2.污水处理方法 一般可归纳为_,污水处理程度可分为_,一般根据水质状况和处理后水的去向来确定污水处理程度.物理法、生物法和化学法一级、二级和三级3.污水处理中的主要化学方法方法 含义 试剂 反应原理 混凝法 向污水中加入_,使难以自然沉降的细小悬浮颗粒聚集成较大的颗粒而沉淀,与水分离,从而除去水中的悬浮物 聚羟基氯化铝、明矾、有机高分子混凝剂 混凝剂方法 含义 试剂 反应原理 中和法 对于_废水和_废水,可以采用中和法进行处理 酸性废水中 加_,碱性废水中加H2SO4或CO2 酸性碱性Ca(OH)2方法 含义 试剂 反应原理 沉淀法 利用某些化学物质作_与废水中的污
5、染物发生化学反应,生成难溶于水的沉淀析出,从废水中分离出去 向含Hg2的废水中加Na2S 沉淀剂方法 含义 试剂 反应原理 还原法 利用氧化还原反应将废水中的有害物质转变为无毒物质、难溶物质或易除去的物质氧化 向酸性含铬废水中加FeSO4 自主体验1.下列所述情况可能引起污染的是()城市生活污水的任意排放 农业生产中农药、化肥使用不当 海上油轮石油泄漏 工业生产中废液、废渣、废气的排放 A.B.C.D.解析:选D.生活污水、农药、化肥、海上石油泄漏、废液、废水、废渣的排放,都可能造成水体的污染.2.(2012天津一中高二检测)工农业及城市生活污水中含磷.家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤
6、剂中含有磷酸钠).处理污水时要不要除去磷？下列说法中正确的是()A.磷是生物所需的营养元素,不必除去 B.含磷的污水是很好的肥料,不必除去 C.含磷污水排到自然水中引起藻类增殖,使水变质,必须除去 D.磷对人体无毒,除去与否都无关紧要 解析:选C.含磷污水的大量排放会引发水体富营养化,使水生动物、植物不能生存,引发水质恶化.3.饮用水的消毒剂有多种,其中杀菌能力强,又不影响水质的理想消毒剂是()A.臭氧(O3)B.漂白粉 C.苯酚D.氯气 解析:选A.臭氧消毒不会产生有毒物质,漂白粉、氯气会生成有机氯化物对人体有害,苯酚不能用于饮用水消毒.要点突破讲练互动 要点1 造成水污染的物质及危害探究导
7、引 1造成水污染的物质主要有哪些？提示:重金属污染、植物营养物质污染、石油泄漏、农药的使用、工业废水等.要点归纳造成水污染的物质及危害种类 污染物 危害 重金属 汞、砷、铅、铬、镉、氰化物 使人急性或慢性中毒 植物营养物质 化肥、饲料、合成洗涤剂、生活污水,和工业废水 能使一些藻类疯长,危害鱼类、恶化水质.在生物分解和氧化时,大量消耗水中溶解的氧气,使水质恶化,危害水生生物 种类 污染物 危害 石油 石油及其炼制残渣 石油污染,在水面形成薄膜,使水中溶解的氧气量减少,恶化水质,危害水生动物,尤其是鱼类,海鸟类 无机物 农药、工业废水中碱、酸、盐 恶化水质,危害农业 即时应用1.水体污染主要来自
8、()天然水与空气、岩石和土壤长期接触 工业生产中废气、废液、废渣的排放 城市生活污水的大量排放 水生动物的繁殖 农业生产中农药、化肥使用不当 A.B.C.D.解析:选B.水体污染的主要来源是工业“三废”、生活污水的排放及农药、化肥的使用不当.故选B.要点2 污水处理的主要化学方法及其原理探究导引 2污水处理的主要化学方法主要有几种？提示:混凝法、中和法、沉淀法、氧化还原法 要点归纳1.混凝法 混凝法就是通过加入混凝剂使难以自然沉降悬浮物形成沉淀的污水处理方法.原理:以明矾净水为例,明矾溶于水后发生电离胶粒带正电荷,吸附带负电荷的悬浮颗粒形成较大颗粒而沉淀,使悬浮颗粒从水体中分离出来,达到净水的
9、目的.FeCl3的净水原理与明矾的净水原理类似,Fe3水解成Fe(OH)3胶体后吸附水中的悬浮颗粒聚沉,而达到净水的目的:Fe是人体需要补充的元素,对人体有益,而Al对人体有害,故用Fe3净水比用Al3净水对人体健康更有益.2.中和法 中和法就是通过加碱中和酸或加酸中和碱的污水处理方法.常用的碱是熟石灰Ca(OH)2,常用酸是硫酸或二氧化碳.有关的化学反应可表示为:Ca(OH)2H2SO4=CaSO42H2O H2SO42NaOH=Na2SO42H2O 2NaOHCO2=Na2CO3H2O Na2CO3H2OCO2=2NaHCO3 3.沉淀法 沉淀法就是利用某些化学物质作沉淀剂,与废水中的污染
10、物(主要是重金属离子)发生化学反应,生成难溶于水的沉淀析出,从废水中分离出去.沉淀法是除去水中重金属离子的常用方法.4.氧化还原法 氧化还原法是利用氧化还原反应除去水中的有毒物质的污水处理方法.氧化还原法是污水处理中的重要方法之一,在用这种方法处理污水的过程中,废水中的有害物质能转化为无毒物质或难溶物质、易通过其他方法除去的物质.例如,氯氧化法处理含氰(CN)废水是废水处理的一个典型实例.在碱性条件下,Cl2可将废水中的CN氧化成无毒的N2和CO2等,使水质得到净化:2CN8OH5Cl2=2CO2N210Cl4H2O又如,在酸性条件下,向含铬废水中加入FeSO4,可将 Cr2O27 还原为 C
11、r3:Cr2O27 6Fe214H=2Cr36Fe37H2O然后再加入熟石灰调节溶液的 pH,使 Cr3转变为 Cr(OH)3 沉淀而从废水中除去.特别提醒中和法中用Ca(OH)2处理的污水中Ca2浓度有所增加,水的硬度增大.氧化还原法除污水中的重金属离子,一般采用与沉淀法相结合的方法.即时应用2.水体污染物有:.含盐酸的酸性废水,.油类、氰化物、硫化物,.重金属离子;污水处理的化学方法有:a.中和法,b.沉淀法,c.氧化还原法.所采用的方法对水体污染物处理不正确的是()A.,a B.,cC.,b D.,b解析:选C.含盐酸的酸性废水用中和法处理,含油类、氰化物、硫化物的废水用氧化还原法处理,
12、含重金属离子的废水用沉淀法处理,故C不正确.题型1 造成水污染的物质及危害题型探究权威预测 例1(2012湖北英山第一中学高二检测)铅是一种重金属,相对原子质量为207.铅和铅的化合物有很多用途,如:制造颜料、蓄电池等.但铅类化合物大多有毒,燃煤发电厂、金属冶炼厂等都是主要的铅污染源.铅一旦进入人体会累积,对人脑、肾脏和造血功能都有损害.为了了解环境中的铅污染问题,小红同学进行了以下的研究.(1)小红查阅到下图资料,图中记录了离某公路不同距离处种植的卷心菜中铅的含量.由该图推测:卷心菜内里叶片的铅可能直接来源于_,造成卷心菜外围叶片含铅量不同的主要原因是_.(2)在阅读资料时,小红又发现,儿童
13、从空气中吸入的铅量约是成人吸入量的1.61.7倍.为了探讨这个现象,她展开了如下研究.利用所学知识完成以下填空.课题名称为:_.通过取样分析,得到了以下实验数据:离地面 高度m)0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 铅的浓度(g/m3)1.10 0.98 0.91 0.72 0.66 0.54 0.50 分析以上实验数据,可以得出的结果是_,造成此结果的原因可能是_.(3)在走访调查中,小红观察到某乡镇颜料厂排出的废水带有颜色,经鉴定含有铅.为了测定废水中铅的浓度,她设计了如下实验步骤:废水样品 化学处理含 Pb2溶液K2CrO4PbCrO4 沉淀过滤洗涤 a 称量步骤中过滤
14、需要的玻璃仪器是_、_和玻璃棒.步骤中a操作称为_,缺少此操作,测得结果_(填“偏高”、“偏低”或“无影响”).(4)通过研究,小红提出了一系列降低铅对环境污染的建议.下列建议中不恰当的是_.A.使用无铅汽油 B.开发新的无铅燃料 C.倡导使用铅蓄电池作动力的电动车 D.燃煤发电厂、金属冶炼厂的废气经除尘后排放【思路点拨】题意信息 铅污染的来源、危害 防治措施 得出答案【解析】(1)从图示中可知内里叶片含铅量与离开公路的距离无关,说明内里叶片的铅可能来自土壤.外围叶片含铅量与公路距离成正相关,说明距离不同,空气中含铅量不同.(2)通过比较儿童、成人吸入的铅量不同及图表测得的数据,知研究的课题应
15、为“离地面不同高度空气含铅量不同”等名称.通过分析图表数据,知空气含铅量与离地面高度成反比,原因是铅和铅的化合物的密度较大,更易沉于低部.(3)过滤操作需要的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒.为较准确地从废水中测得铅,其操作应为沉淀、过滤、洗涤、烘干、称量,若缺少烘干步骤,会导致称量的质量增加,结果会偏高.(4)若降低铅对环境的污染,需禁止、减少铅的使用.淘汰的铅蓄电池主要污染物是Pb、PbO粉尘、酸雾及废酸等,处理不当会严重污染环境,C错误.【答案】(1)土壤(根系吸收)汽车尾气含铅,离公路距离不同,空气中含铅量不同(2)近地面不同高度空气含铅量的研究 离地面越低(高),含铅量越高(低)铅和铅的
16、化合物密度大(3)烧杯(漏斗)漏斗(烧杯)烘干 偏高(4)C工业废水中常含有不同类型的污染物,可采用不同的方法处理.以下处理措施和方法类别都正确的是()题型2 污水处理的主要化学方法及其原理例2选项 污染物 处理措施 方法类别 A 废酸 加生石灰中和 物理法 B Cu2等 重金属离子 加硫酸盐沉降 化学法 C 含苯废水 用活性炭吸附 物理法 D 含纯碱的废水 加石灰水反应 化学法【思路点拨】解答本题需注意以下三点:(1)工业废水中常含有的污染物有哪些.(2)污染物处理方法有哪些.(3)污染物处理方法所属类别.【解析】选项 内容分析 结论 A 处理酸性污水,应用生石灰中和,属于化学方法 错误 B
17、 处理含Cu2等重金属离子污水,一般加S2生成沉淀属于化学方法 错误 C 处理含苯废水,用活性炭吸附,属于物理方法 正确 D 处理含纯碱的废水,应加入适量的酸处理,属于化学方法 错误【答案】C课堂达标即时巩固 经典案例下图是某市污水处理的工艺流程示意图:热点示例思维拓展(1)常用的混凝剂可以是_(任填一种混凝剂的名称).(2)加入熟石灰的目的是_,写出有关反应的化学方程式:_.(3)加入Na2S的作用是_.写出有关的离子方程式:_.【解析】此题给出了污水处理的过程,常用的混凝剂有明矾、聚羟基氯化铝及有机高分子混凝剂等,除去沉降物后,由于溶液中含H,加入Ca(OH)2用中和法除去H,然后加入Na2S的目的是除去Hg2,利用了沉淀法.【答案】(1)明矾(其他合理答案也可)(2)中和酸性废水 Ca(OH)22HCl=CaCl22H2O(3)除去Hg2 Hg2S2=HgS