水资源的合理利用.ppt

1、第二单元 水资源的合理利用,专题1 洁净安全的生存环境,你知道吗？,水，是生命之源，是万物之源，地球上的一切生命，没有人，就没有生命的存在。,水是人体内的六大营养物质之一，约占体重的60%70%。工农业生产也离不开水，世界上用于工农业生产的淡水量占人类消耗淡水总量的60%80%。,一般情况下，每人每天需要水2.5kg。水是优良的溶剂，食物中的营养成分必须溶解在水里才能运送到人体的各个部分，以维持人类正常生命活动的需要。人体内的一切生化过程都是在水的参与下进行的。没有水，人的生命将无法维持。,2003年世界环境日的主题为“水二十亿人生命之所系” （Water Two Billion People

2、 are Dying for It）,世界人均水量和一些国家的人均水量,在洗“牛奶浴”的赞比亚民工,中国缺水状况不容乐观,中国的水资源总量约28124亿立方米（地表水和地下水分别为27115和8288，二者重复用水为7279），居世界第六位，但我国人均水量仅2390立方米，只相当于世界人均水量的1/4，居第88位，是世界13个贫水国家之一。从地域上看，占全国耕地60%以上的淮河及其以北地区，地表水资源仅占12%，地下水资源占20%。从降水量和河流径流量的时间分布看，长江以北地区，6至9月的降水量约占全年的80%，每年汛期长江、黄河都有大量淡水流入海洋，白白浪费了水资源；当进入冬春季后，我国大部

3、分地区由于降水量少，往往造成干旱。 总的说来，我国水资源状况令人担忧：平均每年有3亿亩耕地受旱灾威胁，8200万人饮水有困难；由于严重缺水，工业产值每年损失近1200亿元；全国600多个城市中有近400个缺水，全国城市日缺水量近1800万立方米；长期过量的地下水开采，已出现160个地下水区域性下降漏斗，总面积约9万立方米；工农业的发展使许多城市出现水质被污染的水质性缺水问题。,中国水资源,水上垃圾随处可见,城 市 水 污 染,缺水造成土地沙漠化,水的变迁,五十年代淘米洗菜 六十年代洗衣灌溉 七十年代水质败坏 八十年代鱼虾绝代 九十年代拉稀生癌,自然界的水能直接饮用吗?,自然界的水一般不宜直接饮

4、用.,一、生活中的饮用水,生活中的饮用水,天然水中的杂质通常为三类：悬浮物质、胶体物质和溶解物质,(1)、沉降,各种混凝剂及其净水原理,明矾 （十二水硫酸铝钾KAl(SO4)212H2O）,Al2(SO4)3、聚合铝、FeSO4、Fe2(SO4)3 氯化铁(FeCl3)、碱式氯化铝等,广泛使用的净水混凝剂,2. 水的净化,检索咨询,明矾的净水作用 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 (胶体）+ 3H+ 氢氧化铝胶体因吸附溶液中的阳离子而带正电荷。天然水中的杂质大多为带负电荷的胶粒，因此，带正电荷的氢氧化铝能吸附水中带负电荷的胶粒，并使这些杂质与氢氧化铝胶体一起凝聚而沉降。 其他如硫酸铝、硫

5、酸亚铁、氯化铁、碱式氯化铝也有相同功效.,具有强吸附性的活性炭可除去水中的异味,(2)、活性炭除异味,(3)、消毒: 经处理过的水再进行消毒，,常用的消毒剂有：氯气、漂白粉、二氧化氯、臭氧等。,刚出厂的的自来水中有少量的余氯，它在水管中停留可有效起到杀菌作用，能持续较长时间。当HClO被消耗后，反应向右进行， HClO得到补充。,新型灭菌消毒剂二氧化氯 近年来，人们陆续发现用氯气对饮用水进行消毒时，水中的有机物会与氯气发生取代反应，生成有机氯化合物，有机氯会在人体内积留产生慢性累积中毒，还会诱发癌病，世界环保联盟即将全面禁止使用氯气用于饮用水的消毒。 WHO建议采用广普性、具有强氧化性的高效消

6、毒剂二氧化氯进行饮用水的消毒。目前，二氧化氯已被联合国卫生组织列为A级消毒剂。,拓展视野,臭氧发生器在高频高压电源的驱动下放电，使氧气转化成臭氧。臭氧具有强氧化性，它能破坏细菌的新陈代谢和繁殖过程，使细菌死亡，达到消毒的效果。由于消毒后臭氧转化成氧气，因此不会造成污染。,自来水厂如何才能将原水变成我们日常生活中所用的自来水？,2. 饮用水的净化过程一般包括 凝结沉淀,自来水生产过程,过滤 （去除沉淀）,空气氧化 （除菌、去异味）,消毒 （保持杀菌能力）,自来水厂,沉淀池,自来水厂一瞥,3. 软水和硬水,硬水：溶有较多量的Ca2+和Mg2+的水 软水：只溶有较少量或不含Ca2+和Mg 2+的水,

7、硬水的危害,(1)浪费肥皂，衣物不易洗净且容易变硬。 （硬脂酸盐与钙镁离子发生沉淀反应） (2)锅炉用水硬度过高易形成锅垢，不仅浪费燃料，而且易引起爆炸事故。,1、 加热煮沸法： 若硬水中钙、镁离子是以碳酸氢盐的形式存在,受热时会分解而得到相应的沉淀。如: Ca(HCO3)2 = CaCO3 + CO2 + H2OMg(HCO3)2 = MgCO3 + CO2 + H2O MgCO3 + H2O = Mg(OH)2 + CO2,软化硬水常用的方法：,2.离子交换法:磺化煤是一种有效的离子交换剂。 磺化煤使硬水软化的原理:当硬水通过时,硬水里的钙离子和镁离子与磺化煤的钠离子发生离子交换,生成Ca

8、R2和MgR2 ,因而实现溶液中的钙,镁离子含量的降低,硬水软化.其方程式为:2NaR + Ca2+ = CaR2 + 2Na+2NaR + Mg2+ = MgR2 + 2Na+,工业上常用阴、阳离子交换树脂来软化硬水,离子交换树脂装置,磺化煤的再生: 当磺化煤中的钠离子全部为钙,镁离子所代替后就失去了软化能力,可用8% - 10% 的氯化钠溶液浸泡,CaR2和 MgR2就会跟钠离子发生交换作用,重新生成NaR .又可发生交换作用使磺化煤得到再生:CaR2 + 2Na+ = 2NaR + Ca2+ MgR2 + 2Na+ = 2NaR + Mg2+,检索咨询,喝纯净水比喝自来水好吗?,喝纯净水

9、较卫生 生产1体积纯净水需要4体积的自来水,浪费水 有害物质会被放大，对人的危害更大 使人体中矿物质和微量元素(Ca2+,Mg2+)大量流失,使用自来水时应注意些什么？,1、在饮用自来水前应将自来水煮沸，以除去残留的氯气以及氯代有机物，并杀死微生物。 2、警惕早晨“死水杀手”-滞留水管中超过一夜的水（溶解金属后有毒，放掉约一面盆）。 3、拒绝饮用反复煮沸的水（含亚硝酸盐和水垢）。 4、不喝没有完全煮沸的水（患膀胱癌、直肠癌的可能性增加2138，因为自来水中的有害病菌必须达到100时才能被完全杀死）,水质评价与污水处理,1.水质检测,pH：清洁天然水一般略显弱酸性。,pH值,测定方法？,溶解氧,

10、溶解氧：氧为生物呼吸所必需。空气中的氧有少量可溶解于水，溶解于水中的氧的量称为溶氧量(DO)， 当废水中含有还原性有机物质等时，这些还原性物质就和水中的溶解氧起反应，往往引起水中溶解氧不足。所以，当水中有机物多时，溶解氧就少。因此，测定水中的溶解氧就能知道水的污染程度。 DO含量较高，水质较好。,生化需氧量（BOD）：BOD指含有机污染物及足够的溶解氧值的水样中，通过微生物的作用，使有机物降解的过程中，消耗的氧的量。以每升消耗氧的毫克数表示。BOD值愈大，水质污染愈严重。,生化需氧量（BOD）,生化需氧量（BOD）：微生物分解水中有机物是一个缓慢的过程，要将有机物完全分解掉，常需20天以上的时

11、间。目前采用20下，用5天培养时间，测定所消耗的氧量，即测定5天前后水中的溶解氧值之差，以BOD5表示。 在这种条件下，有机物只有75左右被分解。在测定BOD值时，若水样中含有有毒物质不宜于微生物的生长和繁殖，或者水体严重污染，溶解氧值很低，则需用蒸馏水将水样适当稀释后，再进行微生物培养和溶解氧的测定。,生化需氧量（ BOD5 ）：,化学需氧量（COD）：COD是表示水中的有机物被氧化分解时，所消耗氧化剂KMnO4（CODMn）或K2Cr2O7(CODCr）氧化有机污染物时所需的氧的当量，这个氧的当量与有机物的量是有一定比例关系的，以mg/L表示。在我国一般多采用CODMn评价地面水环境和自来

12、水质评价。,水中污染物越多，生物需氧量和化学需氧量也会提高，一个良好的水域须具有高的溶氧量及低的生物需氧量与化学需氧量。,化学需氧量（COD）,3、水体污染的种类,物理污染 化学污染 生物污染,水体热污染：由于向水体排放温水，使水体温度升高到有害程度。水体热污染主要由于工业冷却水的排放，其中以电力工业为主，其次为冶金、化工、石油、造纸和机械工业等。水体热污染会影响水质和水生生物和生态，给人类带来间接危害。,未经处理的排污,水上垃圾随处可见,城 市 水 污 染,臭美,溃烂,黑水和泡沫,愁容,恶魔,死亡之水,陷阱,恐怖,水体污染示意图,4、水体污染的危害,（1）重金属污染：汞、镉、铅和铬等造成的水

13、污染。 例如1953年日本水俣湾发生水俣病和痛痛病。,水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大,水中的重金属污染物通过食物链被富集，浓度逐级加大,（2）植物营养物质污染 大量有机物或无机营养盐进入大海或海湾引起海域水体富营养化，诱发赤潮。,含N或含P的化合物（蛋白质、磷肥）,蛋白质在水中的分解过程：蛋白质氨基酸氨,最终以硝酸盐的形式成为水生植物的养料，而使藻类和其它浮游生物大量繁殖。,赤潮：是由于浮游生物异常繁殖使海水变色的现象。发生赤潮时，大量浮游生物浮在水面，减少或隔绝水中溶解氧的来源，使大量鱼类等水生生物缺氧而死。,植物营养物质污染,这种现象出现在江河湖泊则称为“水华”,2007

14、年6月江苏无锡蓝藻事件,（3）石油泄漏、农药的广泛使用、工业废水中的酸、碱、盐等。,世界上最大的原油泄漏事件发生在1991年海湾战争造成的石油倾泻。因油港油库破坏而流入海湾的原油多达100多万吨。海面漂浮着一层厚厚的浮油，海水几乎掀不起浪来，只能像泥浆般涌动着。这一地区的海鸟，身上沾满了石油，无法飞行，只能在海滩和岩石上待以毙命。其他海洋生物也没能逃过这场灾难，鲸、海豚、海龟、虾、蟹以及各种鱼类都被毒死或窒息而死，成为这场战争的最大受害者。,多瑙河污染 2000年2月12日，从罗马尼亚边境城镇奥拉迪亚一座金矿泄漏出的氰化物废水不可阻挡地流到了南联盟境内。毒水流经之处，所有生物全都在极短时间内暴死，迄今为止流经罗马尼亚、匈牙利和南联盟的欧洲大河之一蒂萨河及其支流内80的鱼类已经完全灭绝，沿河地区进入紧急状态。这是自前苏联切尔诺贝利核电站事故以来欧洲最大环境灾难。,05年11月13日13时40分左右，地处吉林省吉林市的中石油吉林石化公司101厂一化工车间连续发生爆炸,航拍受污染的松花江,超市供不应求，饮用水和饮料顷刻间被抢购一空,哈尔滨市政府发布公告05年11月22日中午起全市停水4天,5、污水处理,物理方