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