我们身边的水研究性学习

1、2013届天津市研究性学习报告我们身边的水指导老师：王芸组长；严剑珑组员：王录禄，陈才斌，李博豪 ，黄伟，郭子杰，陈逢琨，冯清瑜，林明锟，陈长旭，林仕能天津市研究性学习开题报告年级 ； 高二 班级： 364 第 4 组课题名称我们身边的水课题组成员组长姓 名严剑珑申报时间2012.02组员王录禄，陈才斌，郭子杰，陈逢琨，林明锟，李博豪，黄伟，冯清瑜，林仕能，陈长旭导师姓 名王芸任教科目生物课 题研 究目 的意 义我们通过及时调查分析，发现部分同学没有形成节水观念，对于水污染这一问题没有高度重视。经小组讨论确定以我们身边的水为课题进行学习性研究。课 题研 究内 容了解水污染的危害，水的用途， 水

2、的性质极其水污染治理方法课 题研 究步 骤收集资料汇总资料分析数据，得到相关结论形成论文课 题研 究方 法论文撰写、设计调查问卷、查阅查询资料法、总结资料法预 期成 果论文活动安排 活动时间活 动 内 容活动方式1月20日收集有关问卷调查的问题查阅查寻1月21日制定问卷调查内容整理1月22日分发问卷调查问卷调查法1月23日收集有关资料查阅查询资料法1月24日对问卷调查内容分析分组讨论法1月25日对资料进行整理总结资料法1月26日总结及整理总结资料法结题意见指导教师签名： 2012年 月 日1课题研究报告本文是我们小组八位同学综合实践活动的成果，阐述了水的组成、性质，对我们生活中的水进行了分类和

3、比较，在此基础上阐述了它们的各自用途。最后分析了长江流域和古运河流域镇江段水质污染状况及其原因，并初步提出治理构想。水污染：据环境部门监测，全国城镇每天至少有 1 亿吨污水未经处理直接排入水体。全国七大水系中一半以上河段水质受到污染，全国 1/3 的水体不适于鱼类生存，1/4 的水体不适于灌溉，90% 的城市水域污染严重，50% 的城镇水源不符合饮用水标准，40% 的水源已不能饮用，南方城市总缺水量的 60% 70% 是由于水源污染造成的。截至 1996 年底，全国 600 余座城市年排水量为 353 亿立方米，处理量为 83 亿立方米，处理率仅 23%。城市市政系统年纳污水 209 亿立方米

4、，建有城市污水处理厂 153 座，集中处理量为 23.8 亿立方米，处理率为 11.4%。尽管全国每年新增城市污水处理能力 3 亿立方米，但仍以每年处理能力缺口 21 亿立方米的速度在不断增大。到了2050年，城市市政系统年纳污水为1385亿立方米，2100年将达到2435亿立方米这相当于长宽高都是61813.8米的正方体，若平铺为高1CM的长方体，底面将覆盖将近2537个中国。国家环境保护“九五”计划和 2010 年远景目标要求，到 2002 年，全国要新增城市污水处理能力 2000 万吨/日。集中处理率达 25%。据测算，仅处理厂的配套管网投资将达 850 亿元，至 2010 年，城市集中

5、污水处理率将达 40%。预计将新增城市污水处理厂1000 余座。根据统计，中国有3.2亿农民没有饮用水;大约有1.9亿农民是喝受到污染的水。此外，灌溉农田的水散发着恶臭，而且漂浮着一些污染的泡沫。而这样条件下生产的食物，却登上了中国人的餐桌。如此严重的污染更应该引起我们的关注水（H2O）是由氢、氧两种元素组成的无机物，在常温常压下为无色无味的透明液体。水是最常见的物质之一，是包括人类在内所有生命生存的重要资源，也是生物体最重要的组成部分。水在生命演化中起到了重要的作用。一.水的性质1.1物理性质 水在常温常压下为无色无味的透明液体。在20时，水的热导率为0.006 J/scmK，冰的热导率为0

6、.023 J/scmK，在雪的密度为0.1×103 kg/m3时，雪的热导率为0.00029 J/scmK。水的密度在3.98时最大，为1×103kg/m3，温度高于3.98时，水的密度随温度升高而减小 ，在03.98时，水不服从热胀冷缩的规律，密度随温度的升高而增加。水在0时，密度为0.99987×103 kg/m3，冰在0时，密度为0.9167×103 kg/m3。水是良好的溶剂，大部分无机化合物和少部分有机化合物可溶于水。1.2化学性质 1.2.1水的热稳定性。水的热稳定性很强，水蒸气加热到2000K以上，也只有极少量分解为氢气和氧气，但水在通电的

7、条件下会分解为氢气和氧气。2H2O 2H2 + O21.2.2水与金属反应。很多活泼的金属能与水反应，如钠、钾、铁等。2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H21.2.3水与非金属反应。少部分非金属能与水反应，如氟气、氯气、碳等。Cl2 +H2O HCl + HClO1.2.4水与一些金属氧化物和非金属氧化物能与水反应。如氧化钠、氧化钙、二氧化碳、二氧化硫等。Na2O + H2O = 2NaOHSO2 + H2O H2SO31.2.5与其它物质反应。NH3 + H2O NH3.H2OCaC2 + H2O Ca(OH)2 + C2H2二.水的分类及

8、其应用2.1普通水、重水、超重水氢元素有三种核素，分别为普通氢（核中1个质子，又叫氕）、重氢（核中有1个质子，1个中子，又叫氘）、超重氢（核中1个质子，2个中子，又叫氚），它们分别与氧结合形成普通水、重水和超重水。普通水的分子式为H2O。重水又叫氧化氘或氘水，分子式是D2O。重水是无色、无臭、无味的液体，但它的一些物理性质跟普通水稍有差异。例如，重水的密度是1.1044g/cm3（25），而普通水是0.99701g/cm3（25）。这是重水得名的由来。重水的熔点是3.81，沸点是101.42。盐类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。许多物质跟重水发生反应，反应比普通水慢。重水对生物有不利影响。植物种子浸在重水里不能发芽，鱼类在重水中会很快死亡。一般的普通水中含重水约0.015。电解水时，由于普通氢气（H2）比重氢（D2）放出快6倍，所以电解水的残留液中重水被富集。目前生产重水的方法有电解法、精馏法和化学交换法。重水的主要用途是在反应堆中作慢化剂（又叫减速剂）和冷却剂。重水分解时产生的氘是重要的热核燃料。在化学和生物学中，重水用作示踪物质来研究反应机理等。 超重水的化学分子式为T2O，每个重水分子由两个氚原子和一个氧原子构成。超重水在天然水中极其稀少，其比例不到十亿分之一。超重水的制取成

10、本比重水还要高上万倍。2.2生活中的水2.2.1自来水 天然水经过过滤、沉淀、消毒以后的水，主要成分是水，其次有一些离子如Ca2+、Mg2+、Cl-等等。虽然自来水经过处理后，但还有微量的细菌如大肠杆菌，另外还有一些其他的溶质，因此自来水不能直接饮用。自来水的密度大于纯水的密度，没有固定的沸点。自来水在加热沸腾后可以饮用，可直接作为工业用水。2.2.2矿泉水 矿泉水是从地下深处自然涌出或经人工揭露、未受污染的地下矿水。矿泉水含有对人体有益的多种矿物质和微量元素，如锂、锶、硒、锌、溴、钼等，生理功能强，对人体有一定的保健作用。在通常情况下，矿泉水的化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳

11、定。2.2.3纯净水 纯净水是以江河湖水、自来水等为水源，采用蒸馏法、电渗析法、离子交换法、反渗透法等处理工艺制成的。就是经过复杂深层的净化程序达到无菌纯净。纯净水是把水中各种元素最大限度的去除，只保留水分子，在去除有害物质的同时，也去除了有益的物质，因此不能长期饮用纯净水，要和矿泉水搭配喝 2.2.4磁化水 磁化水是使水经过高科技超导磁体的磁化，使水分子结构发生变化而得到的一种水。水磁化后，其物理化学性质发生了很大变化，主要表现为电导率增大，PH值升高，密度减小，挥发性加快，溶解氧（DO）升高，难溶物质在其中的溶解度增大等。在大多数磁场下得到磁化水表面张力增大、沸点降低；在极少数磁场下，表面

12、张力下降、沸点升高。磁化后的水的冰点变化不大。由于磁化水具有不同于普通水的结构和性质，使它在生产和生活中有很多用途。在医疗上，它对人的高血压、糖尿病、血稠、肾结石等疾病都有一定的刺激和疗效。饮用磁化水对消除运动疲劳也具有一定的作用。在工业上使用磁化水具有抑垢防垢、灭尘、提高混凝土的强度等用途。在农业上用磁化水对农作物进行灌溉，可以激活各种生物酶，增强酶的生物活性，促进叶绿素的形成，提高光合作用，从而促进作物的生长发育，提高作物的产量和质量。用磁化水养鱼，使鱼类的生长和抗病抗寒能力得到加强。2.2.5超水 将普通水在密闭容器中加热蒸发为水蒸汽，并使水蒸汽在石英毛细管（内径在nm数量级）中凝结，这

13、样得到的水叫超水，有人不科学地称之为纳米水。经过处理得到的超水缔合结构发生了很大变化，形成一种链状六角环结构的聚合物，其颗粒直径达到nm数量级。由于超水结构的特殊性，决定了它具有不同于普通水的一些性质：其密度为普通水密度的1.4倍（超=1.4普）；其粘滞系数是普通水粘滞系数的15倍（超=15普），挥发性低；超水的冰点为-100，在700时仍保持其特性。加热到9001000时变为普通的水，并且在-100700内无论加热、冷却还是长期存放，都不会改变其特性。超水活性高，能更容易地进入其它物质的分子之间，某些与普通水不相容的物质，如燃料油，能与超水很好相溶，水进入到油分子之间，改变了分子之间的相互作

14、用，使分子结构更松散。按一定比例配成含有超水的燃料油，燃点低且燃烧充分，一方面可以提高燃烧率和机械效率，另一方面可以减少大气污染，具有巨大的经济效益和良好的社会效益。用超水做溶剂，可以制成在低温下仍保持液态的溶液，也可以根据其挥发性低及粘滞系数大的特点，制成抗挥发和抗渗透的溶液，在工业上大有用处。2.2.6中水 中水就是将人们在生活和生产中用过的优质杂排水（不含粪便和厨房排水）、杂排水（不含粪便污水）以及生活污（废）水，经集流再生处理后，达到一定的水质标准，可在一定范围内重复使用的非饮用的杂用水，其水质介于上水（清洁水）和下水（污水）之间。对于“中水”有多种解释，污水工程方面称为“再生水”，工

15、厂方面称为“循环水”或“回用水”，有的人又称之为“复新水”，一般以水质作为区分标志。经过处理所得到的中水水质必满足如下条件：（1）满足卫生要求：其指标主要有大肠菌群数、细菌总数、余氯量、悬浮物、COD、BOD5等；（2）满足人们感观要求，无不快感觉，其衡量指标有浊度、色度、臭味等；（3）满足设备构造方面的要求，即水质不易引起设备、管道的严重腐蚀和结垢，其衡量指标有PH值、硬度、蒸发残渣、溶解性物质等。处理后的出水一般用来冲洗厕所、喷洒道路、绿化、洗车、作为冷却水的补充水等。2.3硬水与软水2.3.1软水 含钙离子、镁离子较少或不含钙离子、镁离子的水，一般硬度低于8度的水为软水。 2.3.2硬水

16、 含钙离子、镁离子较多的水，一般硬度高于8度的水为硬水。硬水会影响洗涤剂的效果，硬水加热会有较多的水垢。 工业上在使用硬水之前一般要进行软化。2.4淡水与咸水2.4.1淡水 含较少盐份或不含盐份的水，一般作为民用水或工业用水。2.4.2咸水 含有较多盐份的水，如北方盐湖水，部分地下水和海水都是咸水。 结题报告最后，经过我们对家乡环境的情况的调查发现，某些环保部门管理不到位，检查力度不够，没有对违章者给予严厉查处。为了我们海口市有一个良好的生态环境，为了海口市能成为全国闻名的卫生城市、旅游城市，为了我们海口市民的身体健康，为了我们子孙后代的长足发展，我们强烈呼吁，要加强治理改善水质。我们提出以下

17、建议第一、市领导对海口市进行整体规划，对污染严重的企业强行关闭或搬迁。第二、市区各企业要提高处我排污净化能力，不要为了本企业的自身利益，而不顾及市区人民的生命安全。第三、各位市民要树立环境保护意识，人人有责，不要将生活垃圾随意乱扔乱抛。第四、环保部门要提高责任意识，要加强环境监管力度，杜绝工业废水和生活污水的任意排放。 心得体会 进入高中已经整整半个学期了，从开始接触这个课题时的一无所知，到现在的感触良多，我经历颇深。在这不同寻常的历程之中，我掌握了不少，感悟了不少，也真正成长了不少-严剑珑此外我们也锻炼了对知识的熟练驾驭能力，能够做到对已学知识的融会贯通，举一反三；并且培养善于与人交际、合作

18、，善于发现问题，分析问题，解决问题的品质。我们在开放的情境中主动探索，亲身体验，在愉快的心情中自主摸索，提高能力，在良好的氛围中，得到锻炼，提升自我。-林明锟 精神上的感悟也是一笔宝贵的无形资产。在活动中我们培养了精诚合作的团队精神，打不垮的长城精神，坐得住的板凳精神等等。同时这次活动也让我们较为真实的了解了主要情况，比从资料文献上查得更有成就感。-郭子杰 转眼间，研究性学习活动已经结束了，我们学到了知识，总结了方法，收获了友谊，体会了成功的喜悦，更为平凡的点滴而感动-冯清瑜 刚刚组成小组时，之后便进行了细致的分工，使每位同学都能够发挥所长，为小组作出贡献。这是大家的热情，让我们在一开始，就显示出强大的实力，我感受到了一股强大的凝聚力和积极向上的朝气活力，这种积极向上的精神，深深激励并感染了我。-陈逢锟随着活动的展开，大家渐渐忙了起来。查找资料的同学，通过互联网、书籍、报刊杂志等手段获取了大量的资料；联系采访对象的同学，会详细询问对方各种问题，直到认为对研究有用才决定人选。每位组员都用自己的努力，为小组做好了充分的准备工作，我为组员们的认真而感动。-林仕能在研究学习的过程中，每位同学都积极参与各项组内活动，认真组织，努力