高中化学 《获取安全的饮用水》文字素材2 鲁科版选修1

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1、获取安全的饮用水  一、天然水的净化  1、天然水中可能含有的物质:  自然界的水在不停地循环着,在循环过程中会溶解或携带很多物质,例如:泥沙、可溶性矿物质(Ca2+、Mg2+、Fe2+……)、致病细菌(大肠杆菌等),还可能会含有重金属离子(Pb2+、Hg2+等),这样的水不能直接饮用,必须经过综合处理后才能饮用。  2、天然水的净化:  一般须经过沉降悬浮物和杀菌消毒两步。  ⑴沉降悬浮物:  要获得饮用水,首先要通过凝聚过程除去其中的悬浮物,要实现这一点,须加入铝盐(比如明矾)或铁盐等絮凝剂,当加入絮凝剂(以明矾为例)后,明

2、矾溶于水会电离出Al3+,同时,水自身也能发生微弱电离,产生微量的OH-。Al3+能与OH-结合生成难电离的Al(OH)3,Al(OH)3在水中形成胶体,对水中细小的悬浮物有很强的吸附作用,从而形成絮状物,当絮状物的重力大于浮力时就会下沉,从而脱离水体而沉积下来。除了明矾,常用的絮凝剂还有聚合铝盐、聚合镁盐和有机絮凝剂。在沉降悬浮物的过程中,除了加絮凝剂外,还可以加入一些粉碎的石灰石、黏土、膨润土或硅藻土作为辅助剂,使凝聚后的絮状物增重易于沉降。  ⑵杀菌消毒:  细菌主要由蛋白质构成,杀菌的实质是用强氧化剂或在高温条件下,使菌

3、体蛋白质变性。对少量水通常使用加热煮沸法来杀菌消毒,对大量水多采用强氧化剂法进行杀菌消毒,这些强氧化剂称为杀菌消毒剂。20世纪70年代常用的杀菌剂是氯气,但用氯气进行消毒的水会生成对人体有害的卤代烃,这些卤代烃有许多是有毒物,有的还有致癌和致畸作用。因此近年来人们又逐步用二氧化氯(ClO2)和漂白粉[CaCl2和Ca(ClO)2的混合物]取代氯气,这类消毒剂不会产生卤代烃。  目前,又发现一种性能优良的净化剂——高铁酸盐(例如:Na2FeO4或K2FeO4,其中Fe显+6价,具有很强的氧化性,能非常有效地杀灭水中的细菌和病毒,自

4、身被还原成Fe(OH)3。另外,高铁酸盐还是一种性能优良的无机絮凝剂,能高效地除去水中的微细悬浮物。由于它同时具有强的氧化和絮凝作用,其消毒和净化效果优于含氯消毒剂,且在消毒和净化过程中,不会产生对人体有害的有机氯等物质。故是一种较理想的净水剂。  天然水经过上述悬浮物的沉降和杀菌消毒过程才能饮用,那么你知道自来水厂里天然水是怎样进行处理变成自来水的吗?  二、城市自来水的获取  自来水的处理过程,主要包括以下四个步骤:  (1)沉淀:在沉淀池中加入絮凝剂、静置,水中的悬浮物可凝聚成大颗絮状物沉淀到池底。  (2)过滤:使水通过

5、细砂,以除去沉淀和残存的悬浮物。  (3)曝气:把水暴露在空气中,使水和空气的接触面增大,增加水中氧的含量,通过微生物的代谢作用,将水中复杂的有机物降解为简单的无害物质。  (4)消毒:消毒是饮用水处理中最重要的环节之一。正如上面所讲的天然水的杀菌消毒一样,加入杀菌消毒剂,杀灭水中可引起霍乱、伤寒、痢疾等病症的细菌。  经过以上处理的水基本可以达到饮用水的质量标准。  附:生活用水水质标准GB5749-85(部分)。  感观指标:色度<15度,浑浊度<3度,不得有异臭异味,不得含有肉眼可见物。  化学指标:pH6.5~8.5 总

6、硬度<250(CaCO3计)  铁<0.3 锰<0.1   铜<1.0   硒<0.01 汞<0.001  镉<0.01   铬(Vl)<0.05  铅<0.05     砷<0.05  挥发酚类<0.002(以苯酚计)  氟化物<1.0       氰化物<0.05  细菌学指标:细菌总数<100mL-1  大肠杆菌<3L-1  有些地方的水经过自来水厂的处理后,仍然含有过多的Ca2+、Mg2+,使水的硬度过大,仍不适于饮用。我们把溶有较多Ca2+、Mg2+的水称为硬水,溶有少量或不含Ca2+、Mg2+的水称为软水。水中Ca2

7、+、Mg2+含量的高低,可用水的硬度来表示。由钙和镁的硫酸盐或氯化物等引起的硬度叫永久硬度。由Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2引起的硬度叫暂时硬度。水的硬度泛指这两种硬度的总和。我国现行标准规定:1L水含有10mgCaO或相当于10mgCaO称为1度。硬度在8以下的水称为软水,在8以上称为硬水,硬度大于30的水称为最硬水。  高硬度的水对生产和生活都有危害。它不适宜饮用,因为它容易引起肠胃不适,还能诱发疾病;不利于洗涤,因为它会造成洗涤剂的浪费,并使衣物丧失鲜艳的色泽;不能做锅炉用水,因为它会使锅炉结垢(主要成分是CaCO

8、3、Mg(OH)2),降低热效率,浪费燃料,甚至会引起锅炉爆炸。  硬水的危害如此之大,怎样降低水的硬度呢?  常用的硬水软化方法有加热法、药剂法和离子交换法。  加热法是通过加热煮沸使暂时硬水所含的Ca(HCO3)2和Mg(HCO3)2发生分解,生成难溶的Ca

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