九年級(jí)化學(xué)上冊(cè) 第四單元 自然界的水 4.1 愛(ài)護(hù)水資源教案1 新人教版

1、愛(ài)護(hù)水資源一、教學(xué)目的要求1.了解世界和我國(guó)的水資源狀況，學(xué)習(xí)用辯證的方法看待水資源的豐富和有限。2.培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心社會(huì)、為社會(huì)做貢獻(xiàn)的社會(huì)責(zé)任感。二、本課題分析本課題主要介紹兩部分內(nèi)容，一是水資源概況，二是水資源保護(hù)，每部分內(nèi)容又都是從兩方面入手。水資源概況，一方面從儲(chǔ)量上說(shuō)明水的豐富，另一方面從可直接利用的淡水量上說(shuō)明水的短缺。這種從一個(gè)事物的兩個(gè)方面來(lái)認(rèn)識(shí)事物的方法，不僅有利于學(xué)生對(duì)水資源狀況形成全面、正確的認(rèn)識(shí)，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生辯證思維的能力，學(xué)習(xí)用發(fā)展的眼光看問(wèn)題。因?yàn)樵谪S富的水儲(chǔ)量與有限的淡水這一現(xiàn)實(shí)情況中，本身就蘊(yùn)含著相對(duì)性、辯證性的思想，同時(shí)隨著海水淡化等水處理工藝的發(fā)展，可利

2、用水的短缺狀況又是變化的、動(dòng)態(tài)的，因此這里又蘊(yùn)藏了發(fā)展、變化的觀點(diǎn)。這里教材用墨不多，主要通過(guò)一些數(shù)據(jù)和圖表來(lái)說(shuō)明水資源情況，如利用幾組對(duì)比數(shù)字突出我國(guó)大部分城市用水緊張的現(xiàn)狀，意在強(qiáng)化學(xué)生的愛(ài)水、節(jié)水意識(shí)。水資源保護(hù)是從節(jié)約用水和防治水污染兩個(gè)角度談的，同樣闡述不多，以圖、表代文字。考慮到節(jié)水和水污染問(wèn)題與學(xué)生的生活密切相關(guān)，有關(guān)宣傳、報(bào)道和資料非常豐富、易得，相關(guān)內(nèi)容也很好理解，因此節(jié)水只是以舉例的方式簡(jiǎn)要給出工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中的節(jié)水思路；防治水污染則只從污染源角度簡(jiǎn)明概括引起水污染的原因、水污染的危害及防治方法。也就是說(shuō)這里只給學(xué)生關(guān)于節(jié)水和水污染問(wèn)題的最基本、最主要的概念和思想，具體的

3、內(nèi)容留待學(xué)生在課內(nèi)外的一些活動(dòng)中自己去尋求、獲得。本課題后的調(diào)查與研究和習(xí)題就是在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行這類(lèi)活動(dòng)。這樣既體現(xiàn)了本課題最基本的教育目的，又給教師的發(fā)揮和學(xué)生的探索留下了較大的發(fā)展空間。教學(xué)建議如下：1.教學(xué)形式可多樣化，可從課堂延伸至課外。根據(jù)學(xué)生實(shí)際，可以自學(xué)與討論結(jié)合，也可以結(jié)合課外的調(diào)查研究組織出墻報(bào)、寫(xiě)論文、演講等活動(dòng)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。2.注意引導(dǎo)和鼓勵(lì)學(xué)生利用身邊的報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)等學(xué)習(xí)資源，培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力。三、部分習(xí)題參考答案及說(shuō)明1.農(nóng)業(yè)用水70.43%，工業(yè)用水20.14%，生活用水9.43%。四、資料1.地球水儲(chǔ)量地球表面、巖石圈內(nèi)、大氣層中、生物體內(nèi)所有各種形態(tài)的水，包

4、括海洋水、冰川水、湖泊水、沼澤水、河流水、地下水、土壤水、大氣水和生物水，在全球形成一個(gè)完整的水系統(tǒng)，這就是水圈。某一時(shí)刻儲(chǔ)存于水圈中的水約1.3861018 m3，其中約有1.3381018 m3儲(chǔ)存于面積為3.61108 km2的海洋中，占全球水總儲(chǔ)量的96.5%；分布在面積為1.49108 km2的陸地上的各種水體，其儲(chǔ)量約為4.81016 m3，占全球水總儲(chǔ)量的3.5%；大氣水和生物體內(nèi)的水僅為1.41013 m3，只占0.001%。在陸地水儲(chǔ)量中，有73%，即3.5031016 m3為含鹽量小于l g/L的淡水，占全球水儲(chǔ)量的2.53%。在陸地淡水中，只有30.4%，即1.06510

5、16 m3,分布在湖泊、沼澤、河流、土壤和地下600 m以?xún)?nèi)含水層中，其余69.6%，分布在兩極冰川與雪蓋、高山冰川和永久凍土層中，難以利用。表 3-3 地球水儲(chǔ)量水體種類(lèi)水儲(chǔ)量咸水淡水/1012 m3/(%)/1012 m3/(%)/1012 m3/(%)海洋水1 338 00096.5381 338 00099.041 冰川與永久積雪24064.11.736224064.168.6973地下水234001.6883128700.95271053030.0606永凍層中的冰3000.02163000.8564湖泊水176.40.012785.40.0063910.2598土壤水16.50.0

6、01216.50.0471大氣水12.90.000912.90.0368沼澤水11.470.000811.470.0327河流水2.120.00022.120.0061生物水1.120.00011.120.0032總計(jì)1385984.611001350955.410035029.211002.水污染及防治進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，大量排放的各種廢水使自然水系受到嚴(yán)重污染，水質(zhì)普遍下降。水污染的類(lèi)型十分復(fù)雜，下面簡(jiǎn)介幾種世界范圍內(nèi)引起廣泛注意和重視的典型水污染。(1)病原微生物污染主要來(lái)自城市生活污水、醫(yī)院污水、垃圾及地面徑流等。病原微生物的水污染危害歷史悠久，至今仍是威脅人類(lèi)健康和

7、生命的水污染類(lèi)型之一。病原微生物污染的特點(diǎn)是：數(shù)量大；分布廣；存活時(shí)間較長(zhǎng)；繁殖速度很快；易產(chǎn)生抗藥性，很難絕滅；傳統(tǒng)的二級(jí)生化污水處理及加氯消毒后，某些病原微生物、病毒仍能大量存活；傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過(guò)濾、消毒等水處理能夠去除99%以上的病原微生物，但出水濁度若大于0.5度時(shí)，仍會(huì)伴隨病毒而穿透。因此，此類(lèi)污染物實(shí)際上通過(guò)多種途徑進(jìn)入人體，并在體內(nèi)生存，一旦條件適合，就會(huì)引起人體疾病。常見(jiàn)的致病菌是腸道傳染病菌，其中包括霍亂、傷寒、痢疾等病菌。常見(jiàn)的寄生蟲(chóng)有阿米巴、麥地那絲蟲(chóng)、蛔蟲(chóng)、鞭蟲(chóng)、血吸蟲(chóng)、肝吸蟲(chóng)等。病毒種類(lèi)很多，僅人類(lèi)尿中就有一百多種，常見(jiàn)的是腸道病毒、傳染性肝炎病毒等。歐洲19世紀(jì)

8、一些大城市的水污染，曾造成多次霍亂爆發(fā)和蔓延。(2)需氧有機(jī)物污染需氧有機(jī)物包括碳水化合物、蛋白質(zhì)、油脂、氨基酸、脂肪酸、酯類(lèi)等有機(jī)物質(zhì)。含病原微生物的污水中，一般均含需氧有機(jī)物，因?yàn)樗芴峁┎≡⑸锼璧臓I(yíng)養(yǎng)。需氧有機(jī)物沒(méi)有毒性，在生物化學(xué)作用下易于分解，分解時(shí)消耗水中之溶解氧，故稱(chēng)需氧有機(jī)物。水體中需氧有機(jī)物愈多，耗氧也愈多，水質(zhì)也愈差，說(shuō)明水體污染愈嚴(yán)重。水體中有機(jī)成分非常復(fù)雜。需氧有機(jī)物濃度常用單位體積中需氧物質(zhì)生化分解過(guò)程中所消耗的氧表示，即以生化需氧量(BOD)表示。一般都用水溫20 時(shí)，5天的生化需氧量(BOD)5作為統(tǒng)一指標(biāo)。目前，還用化學(xué)需氧量(COD)、總有機(jī)碳(TOC)

9、、總需氧量(TOD)、溶解氧(DO)作為統(tǒng)一指標(biāo)，以反映需氧有機(jī)物的含量與水體污染的關(guān)系。需氧有機(jī)物由于造成水體缺氧，對(duì)水生生物中魚(yú)類(lèi)危害最大。目前，水污染造成的死魚(yú)事件，幾乎絕大多數(shù)是由于這種類(lèi)型污染所致。充分的溶解氧是魚(yú)類(lèi)生存的必要條件，當(dāng)水中溶解氧下降到1 mg/L時(shí)，大部分魚(yú)類(lèi)就發(fā)生窒息、死亡。當(dāng)水中溶解氧消失時(shí)，厭氣細(xì)菌繁殖，形成厭氣分解，發(fā)生惡臭，分解出甲烷、硫化氫等有害氣體，更不適于魚(yú)類(lèi)生存和繁殖。需氧有機(jī)物的來(lái)源多，排放量大，污染范圍廣，大多數(shù)污水體都含這類(lèi)污染物質(zhì)。防止需氧有機(jī)物污染危害的途徑有：從根本上減少排放量；避免排入物質(zhì)直接進(jìn)入水體；對(duì)需要進(jìn)入水體的污水應(yīng)進(jìn)行生化處理

10、、氧化塘處理等；人工曝氣、人工充氧等；研究水體的容量和自?xún)粢?guī)律。(3)富營(yíng)養(yǎng)化污染富營(yíng)養(yǎng)化污染主要指水流緩慢、更新期長(zhǎng)的地表水體，接納大量氮、磷、有機(jī)碳等植物營(yíng)養(yǎng)素引起的藻類(lèi)等浮游生物急劇增殖的水體污染。自然界湖泊存在著富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象，由貧營(yíng)養(yǎng)富營(yíng)養(yǎng)沼澤干地，但速率很慢；而人為污染所致的富營(yíng)養(yǎng)化，速率很快。特別是在海灣地區(qū)，在水溫、鹽度、日照、降雨、地形、地貌、地質(zhì)等合適的條件下，細(xì)胞中含有紅色色素的甲藻或者其他浮游生物大量繁殖，并在上升流的影響下聚積而出現(xiàn)，海洋學(xué)家稱(chēng)為“赤潮”；如在地下水中積累，則可稱(chēng)為“肥水”。富營(yíng)養(yǎng)污染物質(zhì)的來(lái)源是廣泛而大量的，有生活污水(有機(jī)質(zhì)、洗滌劑)、農(nóng)業(yè)(化肥、農(nóng)

11、藥)與工業(yè)廢水、垃圾等。富營(yíng)養(yǎng)化顯著的危害是：促使湖泊老化；破壞水產(chǎn)資源，日本僅布磨灘1972年赤潮一次死魚(yú)1 428萬(wàn)尾；危害水源，硝酸鹽、亞硝酸鹽對(duì)人畜都有害。(4)惡臭惡臭是一種普遍的污染公害，我國(guó)及日本環(huán)保法均列為公害之一，它也發(fā)生于污染水體之中。人能嗅到的惡臭物達(dá)4 000多種，危害大的有幾十種，它們主要來(lái)自金屬冶煉、煉油、石油化工、塑料、橡膠、造紙、制藥、農(nóng)藥、化肥、顏料、皮革、油脂、魚(yú)腸獸骨等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。惡臭的類(lèi)型取決于發(fā)臭物質(zhì)所具有的“發(fā)臭團(tuán)”的分子結(jié)構(gòu)。我國(guó)黃浦江就受到有機(jī)物的嚴(yán)重污染。1964年以來(lái)，每年夏天都出現(xiàn)惡臭，1978年達(dá)100多天。惡臭的危害表現(xiàn)為：使人憋氣，

12、妨礙正常呼吸功能；使人厭食、惡心甚至嘔吐，使消化功能減退；精神煩躁，頭昏腦漲，頭痛等使工作效率降低；嚴(yán)重時(shí)，可損傷中樞神經(jīng)，大腦皮層的興奮和調(diào)解功能；使水產(chǎn)品染上惡臭，無(wú)法食用；破壞了水流作為旅游、療養(yǎng)、飲用、養(yǎng)魚(yú)、游泳等的用途和價(jià)值；產(chǎn)生H2S、甲醛等毒性公害。(5)地下水硬度升高地下水硬度升高明顯的地區(qū)，一般均在城鎮(zhèn)及其周?chē)祟?lèi)居住與活動(dòng)地區(qū)，是地下水間接污染的結(jié)果。據(jù)北京地區(qū)的研究結(jié)果，硬度升高存在以下三種作用過(guò)程：城市生活污水、垃圾及土壤中有機(jī)質(zhì)等在生物降解過(guò)程中產(chǎn)生CO2，打破了原來(lái)地下水中CO2平衡壓力，促使CaCO3分解；鹽效應(yīng)促進(jìn)地下水硬度升高；鹽污染產(chǎn)生的陽(yáng)離子交換作用導(dǎo)致地

13、下水永久硬度的持續(xù)增長(zhǎng)。高硬水，尤其是永久硬度高的水，其危害是多方面的：難喝，有“苦”“澀”味；可引起消化道功能紊亂、腹瀉、孕畜流產(chǎn)；對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畈焕?，耗肥皂多，耗能多；鍋爐用水易結(jié)垢；許多工業(yè)需軟化水，成本提高。(6)毒污染毒污染是水污染中特別重要的一大類(lèi)，種類(lèi)繁多。但其共同特點(diǎn)是對(duì)生物有機(jī)體的毒性危害。造成水體毒污染的污染物可分為四個(gè)亞類(lèi)：非金屬無(wú)機(jī)毒物(CN-、F-、S2-等)；重金屬與類(lèi)金屬無(wú)機(jī)毒物(Hg、Cd、Pb、Cr、As等)；易分解有機(jī)毒物(揮發(fā)酚、醛、苯等)；難分解有機(jī)毒物(DDT、666、狄氏劑、艾氏劑、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、芳香胺等)。(7)油污染油污染是水體污染的重要類(lèi)

14、型之一，特別是河口、近海水域更為突出。排入海洋的石油每年高達(dá)數(shù)百萬(wàn)噸至上千萬(wàn)噸，約占世界石油總產(chǎn)量的5%。油污染主要是工業(yè)排放、石油運(yùn)輸船只的油艙清洗、機(jī)件及意外事件的流出、海上采油作業(yè)等造成的。油污染的危害是多方面的：破壞優(yōu)美的濱海風(fēng)景，降低其作為療養(yǎng)、旅游等的使用價(jià)值；嚴(yán)重危害水生生物，尤其是海洋生物，它可以粘住卵和幼魚(yú)而影響活力；堵住鰓、鼻孔、噴水孔等而窒息；刺激眼而導(dǎo)致失明；粘住毛而喪失防水、保溫能力；體內(nèi)積累，產(chǎn)生臭味降低食用價(jià)值；組成成分中含有毒物質(zhì)，特別是其中沸點(diǎn)在300 400 間的稠環(huán)芳烴，大多是致癌物，如苯并芘、苯并蒽等；油膜厚度達(dá)110-4 cm就會(huì)阻礙水的蒸發(fā)和氧氣進(jìn)入

15、，在污染區(qū)可能影響水的循環(huán)及水中魚(yú)類(lèi)生存；引起河面水災(zāi)，危及橋梁、船舶等。(8)熱污染熱污染是一種能量污染。水體熱污染源主要來(lái)源于電力、冶金、化工、機(jī)械等工廠，特別是核發(fā)電站。水體熱污染可導(dǎo)致水體發(fā)生一系列化學(xué)、物理和生物學(xué)的變化：化學(xué)反應(yīng)速度加快，水中有毒物質(zhì)、重金屬離子也因水溫升高而毒性增大；溶解氧減少，影響水生生物的生存環(huán)境；水溫升高使魚(yú)類(lèi)不能繁殖或引起魚(yú)類(lèi)死亡；促進(jìn)藻類(lèi)生長(zhǎng)，加速水體原有的“富營(yíng)養(yǎng)化”污染。(9)放射性水污染放射性污染主要是由放射性核素引起的一類(lèi)特殊污染，包括放射性水污染。它通過(guò)自身的衰變而放射出一些射線，能使生物及人體組織電離而受到損傷，從而引起放射病。水中放射性污染

16、源主要有：天然放射性核素；核武器試驗(yàn)的沉降物；核工業(yè)的廢水、廢氣、廢渣；放射性同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用；其他工業(yè)中的放射性廢水及廢棄物。水中放射性核素可轉(zhuǎn)移到水生生物和糧食蔬菜中，對(duì)人造成損傷。人體對(duì)輻射最敏感的是增殖旺盛的細(xì)胞組織，如血液系統(tǒng)和造血器官(紅骨髓、淋巴組織)、生殖系統(tǒng)(睪丸、卵巢)、胃腸系統(tǒng)、眼睛的水晶體、皮膚等。射線引起的遠(yuǎn)期效應(yīng)主要包括：白血病和再生障礙性貧血、惡性腫瘤、白內(nèi)障等。3.水體的自?xún)裟芰V義的水體自?xún)羰侵冈谖锢?、化學(xué)和生物作用下，受污染的水體逐漸自然凈化，水質(zhì)復(fù)原的過(guò)程。狹義的水體自?xún)羰侵杆w中微生物氧化分解有機(jī)污染物而使水體凈化的作用。水體自?xún)艨梢园l(fā)生在水中，如污染

17、物在水中的稀釋、擴(kuò)散和水中生物化學(xué)分解等；可以發(fā)生在水與大氣界面，如酚的揮發(fā)；也可以發(fā)生在水與水底間的界面，如水中污染物的沉淀、底泥吸附和底質(zhì)中污染物的分解等。自然界各種水體都具有一定的自?xún)裟芰?，這是由水自身的理化特征所決定，同時(shí)也是自然界賦予我們?nèi)祟?lèi)的寶貴財(cái)富。如果我們能夠科學(xué)有效地利用水的自?xún)艄δ?，就可以降低水體的污染程度，使有限的水資源發(fā)揮其最大的效益，包括經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益等。特定地區(qū)、一定時(shí)間內(nèi)水體的自?xún)裟芰κ怯邢薜?。研究和正確運(yùn)用水體自?xún)舻囊?guī)律，采取人工曝氣或引水沖污稀釋等輔助措施，強(qiáng)化自?xún)裟芰?，是減少或消除水體污染的途徑之一。同時(shí)，在確定允許排入水體的污染物量時(shí)，水體的

18、自?xún)裟芰σ彩且粋€(gè)重要的決策因素。水體自?xún)舸笾路譃槿?lèi)，即物理凈化、化學(xué)凈化和生物凈化。它們同時(shí)發(fā)生，相互影響，共同作用。(1)物理凈化。物理凈化是指污染物質(zhì)由于稀釋、擴(kuò)散、混合和沉淀等過(guò)程而降低濃度。污水進(jìn)入水體后，可沉性固體在水流紊動(dòng)較弱的地方逐漸沉入水底，形成污泥。懸浮體、膠體和溶解性污染物因混合、稀釋?zhuān)瑵舛戎饾u降低。污水稀釋的程度通常用稀釋比表示。對(duì)河流來(lái)說(shuō)，用參與混合的河水流量與污水流量之比表示。污水排入河流經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)的距離才能達(dá)到完全混合，因此這一比值是變化的。達(dá)到完全混合的距離受許多因素的影響，主要有稀釋比、河流水文情勢(shì)、河道彎曲程度、污水排放口的位置和形式等。在湖泊、水庫(kù)和海洋中影響污水稀釋的因素還有水流方向、風(fēng)向和風(fēng)力、水溫和潮汐等。(2)化學(xué)凈化?；瘜W(xué)凈化是指污染質(zhì)由于氧化還原、酸堿反應(yīng)、分解化合和吸附凝聚等化學(xué)或物理化學(xué)作用而降低濃度。流動(dòng)的水體從水面上大氣中溶入氧氣，使污染物中鐵、錳等重金屬離子氧化，生成難溶物質(zhì)析出沉降。某些元素在一定酸性環(huán)境中，形成易