資源簡(jiǎn)介

(共23張PPT)
水質(zhì)檢測(cè)
及自制凈水器
目 錄
活動(dòng)引入
2
展示與交流
4
活動(dòng)目標(biāo)
1
活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施
3
1. 了解水的凈化過(guò)程，掌握分離和提純的基本方法及其與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系
2. 從化學(xué)、生物學(xué)、物理、地理等多學(xué)科視角分析并檢測(cè)水質(zhì)，體會(huì)科學(xué)、技術(shù)、工程融合解決問(wèn)題的基本方法
3. 關(guān)注飲用水安全與人體健康的關(guān)系
活動(dòng)目標(biāo)
活動(dòng)引入
飲用水安全與人們的健康息息相關(guān)。水的凈化和水質(zhì)檢測(cè)是保障飲用水安全的重要環(huán)節(jié)。
活動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)施
任 務(wù) 一
調(diào)查參觀
你知道飲用水的發(fā)展歷史嗎？
天然水
自來(lái)水
桶裝水
直飲水
(1)來(lái)源：
從山泉、河流等就地取水
(2)為改善水質(zhì)用一些簡(jiǎn)單方法凈化：
①通過(guò)加熱煮沸的方式殺死水中的
細(xì)菌及微生物。
②利用靜置沉淀或砂石過(guò)濾，或者
白礬沉降過(guò)濾，提高水質(zhì)的澄清度
19世紀(jì)之前 飲用天然水
(1)1897年人們發(fā)現(xiàn)氯可以消毒凈水：
加氯不僅能殺死水中的微生物、細(xì)菌等，還可以使水中部分有機(jī)物氧化破壞，消除水中的生物污染
(2)1908年興建了第一家自來(lái)水廠：
人們通過(guò)加混凝劑(明礬)混凝、沉淀、過(guò)濾、加氯消毒等工序制得自來(lái)水，興建自來(lái)水廠和遍布城市各處的輸水管網(wǎng)，造就了現(xiàn)代供水工業(yè)
19世紀(jì)初~20世紀(jì)80年代 飲用自來(lái)水
2022年3月15日國(guó)家發(fā)布、執(zhí)行GB 5749-2022 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。
《標(biāo)準(zhǔn)》關(guān)注感官指標(biāo)、消毒副產(chǎn)物(如具有致癌、致畸、致突變風(fēng)險(xiǎn)的消毒副產(chǎn)物)、重金屬及化學(xué)殘留等。對(duì)提升我國(guó)飲用水水質(zhì)、保障飲用水水質(zhì)安全發(fā)揮了重要作用。
19世紀(jì)初~20世紀(jì)80年代 飲用自來(lái)水
自來(lái)水是怎樣生產(chǎn)出來(lái)的呢？
請(qǐng)同學(xué)們嘗試?yán)L制一下自來(lái)水的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)圖
吸附水中懸浮的雜質(zhì)
沉降雜質(zhì)
除去不溶性雜質(zhì)
主要除去部分可溶性雜質(zhì)，如色素、異味
殺菌消毒
自來(lái)水生產(chǎn)的工藝流程簡(jiǎn)圖
物質(zhì)分離
水的凈化
分析混合物成分
尋找成分性質(zhì)差異
找到分離方法
泥沙等
色素、異味
微生物
不可溶
可溶(能被吸附)
可被消殺
沉降
過(guò)濾
吸附
消毒
低
高
凈化程度
思考：通過(guò)自來(lái)水凈化過(guò)程，你能總結(jié)出混合物分離的一般思路嗎？
與直接飲用天然水相比，自來(lái)水安全、潔凈，使用也很方便。但是自來(lái)水管道、水箱等可能造成“二次污染”以及隨著人們對(duì)飲水水質(zhì)的要求不斷提高，人們致力于開(kāi)發(fā)新的技術(shù)對(duì)自來(lái)水進(jìn)一步凈化。
為避免二次污染，桶裝水和直飲水應(yīng)運(yùn)而生
桶裝水一般是指以活性炭為吸附介質(zhì)、經(jīng)過(guò)現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)（反滲透、電滲析、蒸餾、樹(shù)脂軟化等）處理而成的凈化水，由灌裝生產(chǎn)線灌裝至 桶得到的產(chǎn)品。
可在用戶終端通過(guò)凈水設(shè)備，通過(guò)活性炭吸附、微濾、納濾、超濾等方式進(jìn)行凈化，直接輸出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的飲用水。
20世紀(jì)90年代~至今 桶裝水
20世紀(jì)90年代末~至今 直飲水
01
①加熱煮沸，初步殺菌
②白礬吸附，提高澄清度
天然水
①加氯殺菌消毒
②加混凝劑(明礬)沉降雜質(zhì)
③活性炭吸附色素異味
02
自來(lái)水
活性炭吸附、利用現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)：如反滲透、電滲析、蒸餾、樹(shù)脂軟化等
03
桶裝水
利用納濾、超濾等過(guò)濾余氯、重金屬、化學(xué)殘留等有害物質(zhì)
04
直飲水
科技進(jìn)步保障人類(lèi)健康
任 務(wù) 二
水質(zhì)檢測(cè)
觀察下面燒杯中的天然水在不做處理的情況下能飲用嗎？
燒杯中的天然水渾濁，不能飲用
生活飲用水需滿足哪些標(biāo)準(zhǔn)要求呢？
根據(jù)GB5749-2022 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中的規(guī)定，生活飲用水的檢測(cè)指標(biāo)有以下幾類(lèi)：
序號(hào) 指標(biāo) 限值
一、微生物指標(biāo)
1 總大腸菌群(MPN/100mL或CFU/100mL) 不應(yīng)檢出
2 大腸埃希氏菌(MPN/100mL或CFU/100mL) 不應(yīng)檢出
3 菌落總數(shù)(CFU/mL) 100
序號(hào) 指標(biāo) 限值
二、毒理指標(biāo)
4 砷(mg/L) 0.01
…… …… ……
11 硝酸鹽(以N計(jì))(mg/L)b 10
…… …… ……
三、感官性狀和一般化學(xué)指標(biāo)
22 色度(鉑鈷色度單位)/度 15
23 渾濁度(散射渾濁度單位)/NTUb 1
…… …… ……
26 pH 6.5≤pH≤8.5
…… …… ……
四、放射性指標(biāo)
38 總α放射性/(Bq/L) 0.5（指導(dǎo)值）
…… …… ……
長(zhǎng)期飲用高硬度的水可能增加患腎結(jié)石、膽結(jié)石以及心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)
水的pH值過(guò)低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致胃痛、消化不良等問(wèn)題
硝酸鹽可在體內(nèi)還原為亞硝酸鹽，亞硝酸鹽對(duì)人體有害，長(zhǎng)期過(guò)量攝入可能增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)
硬度
pH
硝酸鹽
飲用水指標(biāo)不符合《衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)人體的危害
使用16合1水質(zhì)檢測(cè)試紙
1.總堿 2.pH 3.硬度
4.硫化氫 5.鐵 6.銅
7.鉛 8.錳 9.總氯
10.余氯 11.硝酸鹽 12.亞硝酸鹽
13.硫酸鹽 14.鋅 15.氟
16.氯化鈉
測(cè)定天然水的pH、硬度、硝酸鹽等
那如何用定量的方法判斷燒杯中的天然水能否飲用呢？
動(dòng)手實(shí)踐：再選取一些指標(biāo)，對(duì)燒杯中的天然水進(jìn)行檢測(cè)
任 務(wù) 三
動(dòng)手制作
目前家中常安裝有凈水器，那家用凈水器的凈水原理什么樣的呢？
資料卡片
微濾
超濾
納濾
反滲透
RO
細(xì)菌、懸浮物(0.05-10 μm)
大分子有機(jī)物(2-100 nm)
顏料、有機(jī)酸等(0.5-5 nm)
無(wú)機(jī)鹽、金屬離子(0.1-1 nm)
各種膜的實(shí)際過(guò)濾效果
濾膜的分子孔徑越小，可以過(guò)濾的雜質(zhì)越多
家用凈水器中常用的幾種過(guò)濾膜
按照“先大后小”原理依次過(guò)濾水中的雜質(zhì)
思考：家用凈水器是按照什么順序除去各種雜質(zhì)的呢？
PP棉
5 μm
活性炭
PP棉
1 μm
反滲透膜
R O（0.1~1nm）
活性炭
進(jìn)水口
出水口
除去泥沙
、鐵銹等
除色素異味、部分有機(jī)物
除大分子雜質(zhì)
除重金屬，鈣、鎂化合物，細(xì)菌病毒等
除色素異味，改善口感
某家用凈水器的凈水原理簡(jiǎn)圖
你能用身邊的物品制作一個(gè)簡(jiǎn)易凈水器凈化燒杯中的天然水嗎？
動(dòng)手實(shí)踐：類(lèi)比凈水器的凈水原理動(dòng)手自制一個(gè)簡(jiǎn)易凈水器凈化天然水
①實(shí)驗(yàn)用品：塑料瓶、石英砂、小卵石、活性炭、蓬松棉、紗布（畫(huà)出簡(jiǎn)
易凈水器的簡(jiǎn)圖）
天然水
澄清
凈水
大顆粒
小顆粒
色素異味
細(xì)菌微生物
小卵石
石英砂
活性炭
煮沸
過(guò)濾
沉淀
消毒
吸附
紗布
紗布
凈水器的設(shè)計(jì)思路參考
②從技術(shù)與工程的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)一步優(yōu)化自制的凈水器
優(yōu)化角度：調(diào)整材料厚度、填料層數(shù)、材料種類(lèi)等

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