研究性学习结题报告
——化学与安全
第一部分：有关情况说明及课题研究过程。
一、课题名称：《化学与安全》
二、课题组成员：黄蓉、马斌、谭瑛、刘海、李海粟、李智磊、王湉、张琦、张千惠、
三、课题指导师：尹晓代
四、课题研究的提出：
据《中国环境状况公报》和水利部门报告显示，1997年，我国七大水系、湖泊、水库、部分地区地下水受到不同程度的污染，河流污染比重与1996年相比，枯水期污染河长增加了6.3
个百分点，丰水期增加了5.5个百分点，在所评价的5万多公里河段中，受污染的河道占42％，其中污染极为严重的河道占12％。 全国七大水系的水质继续恶化。
长江干流污染较轻。监测的67.7％的河段为Ⅲ类和优于Ⅲ类水质，无超Ⅴ 类水质的河段。但长江江面垃圾污染较重，这是沿岸城镇和江上客船乱扔垃圾所致。成堆的垃圾已严重妨碍了葛洲坝水电站的正常运行，影响了长江三峡的自然景观。
黄河面临污染和断流的双重压力。监测的66.7％的河段为Ⅳ类水质。主要污染指标为氨氮、挥发酚、高锰酸盐指数和生化需氧量。70年代黄河断流的年份最长历时21天，1996年为133天，1997年长达226天。
我们希望通过这次研究性学习，更多是让我们自己受到了教育，思想上有了一定的提高，也希望通过这次的研究成果，让更多的人了解保护水资源的重要性。
第二部分：课题研究成果。
①水污染类型
水体污染类型较多，主要有以下几类。
1．有机耗氧性污染
生活污水和一部分工业废水中含有大量的碳水化合物、蛋白质、脂肪和木质素等有机物。这类物质进入水体，在好氧微生物的作用下，多分解为简单无机物质。在此过程中消耗水体中的大量溶解氧。大量的有机物进入水体，势必导致水体中溶解氧急剧下降，因而影响鱼类和其它水生生物的正常生活。严重的还会引起水体发臭，鱼类大量死亡。
2．化学毒物污染
随着现代工农业生产的发展，每年排入水体的有毒物质越来越多。有毒污染物的种类已达数百种之多，大体可分为四类：(1)非金属无机毒物(CN、F、S等)，(2)重金属与类金属无机毒物(Hg、Cd、Cr、Pb、Mn等)，(3)易分解有机毒物(挥发酚、醛、苯等)，(4)难分解有机毒物(DDT、六六六，、多氯联苯、多环芳烃、芳香胺等)。
3．石油污染
随着石油工业的迅速发展，油类对水体特别是海洋的污染越来越严重。目前由人类活动排入海洋的石油每年达几百万吨以至几千万吨。1991年的海湾战争造成的石油污染是至今最
大的石油污染。进入海洋的石油在水面形成一层油膜，影响氧气扩散进入水中，因而对海洋生物的生长产生不良影响。石油污染对幼鱼和鱼卵危害极大，油膜和油块粘附在幼鱼和鱼卵上；使鱼卵不能成活或使幼鱼死亡。石油使鱼虾类产生石油臭味，降低海产品的食用价值。石油污染破坏优美的海滨，风景，降低了作为疗养、旅游地的使用价值。
4. 放射性污染
水体中放射性物质主要来源于铀矿开采、选矿、冶炼、核电站及核试验以及放射性同位素的应用等。从长远来看，放射性污染是人类所面临的重大潜在性威胁之一。
5. 富营养化污染
富营养化污染主要是指水流缓慢、更新期长的地表水体，接纳大量氮、磷、有机碳等植物营养素引起的藻类等浮游生物急剧增殖的水体污染。自然界湖泊也存在富营养化现象，由贫营养湖→富营养湖→沼泽→干地，但速率很慢。人为污染所致的富营养化，速率很快。在海洋水面上发生富营养化现象称为“赤潮”。在陆地水体中发生富营养化现象称为“水华”。在地下水中发生富营养化现象，称该地下水为‘肥水”。一般认为，总磷和无机氮含量分别在
20mg／m3 和300mg／m3以上，就有可能出现水体富营养化过程。不同的研究者对水体富营养化的划分指标给出不同的值。
6. 致病性微生物污染
致病性微生物包括细菌和病毒。致病性微生物污染大多来自于未经消毒处理的养殖场、肉类加工厂、生物制品厂和医院排放的污水。
②水污染与水质评价指标：
水受到污染时，首先要知道受污染的程度，水的分析测定概括起来有化学、物理、生物学性质三个方面，并通过不同的指示定性定量地反映，这些指标称为水质评价指标。一般地水质评价指标如下：
1. pH值：在水中pH值的允许范围一般在6.5～8.5之间。就天然水域而言，其pH值的变化范围是比较小的。一般认为鱼能正常生存的酸碱度就是pH值的允许范围。当降雨时，鲑鱼在pH为5.5的条件下，就全部死亡。显然，pH值为5.5时就不是允许范围了。
2. 浊度和透明度：所谓浊度，就是用来表示水质混浊程度的单位。当1L水中含有1mg直径为62～74μm的白陶土时，被称为浊度1度（1°）。使用浊度计的方法通常是把水的吸光度与标准液的吸光度进行比较测定。所谓透明度，在日本是用5号活字印刷成文字，置于被测液的底部，然后通过液层垂直看底部的文字，以刚刚能辨认出文字的水层高度的厘米数来表示。进行了废水浊度和透明度的测定，水的污浊程度就基本上知道了。
课题研究报告3. 悬浮物（SS）：多数废水含有不溶解性的悬浮物。所谓悬浮物，也有人称之为“浮游物”。当溶液混浊时，除含有悬浮物外，也含有微量的溶解物。不过这二者是难以截然分开的。
4. 溶解氧（DO）：当废水中含有还原性有机物质时，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。但是作为河流水质自动监测的方法，则还需要进一步研究并付诸于实践。系表示污染物质数量的个指标，它是水中的有机物被好气性微生物分解时所需氧的数量，而氧的量与有机物的量是有一定比例关系的。
5. 化学需氧量（COD）（Chemical-Oxygen-Demand）：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。在我国一般多采用CODMn评价地面水环境和自来水质评价。
6. 生物化学需氧量(BOD)（Biochemical-Oxygen-Demand）：BOD表示水中的有机物在好氧条件下，经微生物分解时，所需的氧的当量，然而，COD及BOD两个指标，都不能完全反映水中有机物的含量，只有相当于有机物氧化率的60％～70％，况且COD及BOD在不同的条件下所测结果又不一致，但目前这两种指标仍被采用，在时间上BOD的测定在20℃条件需要5天（BOD5）而COD测定只需2小时就可以了。现在对于BOD、COD的测定又被所谓的TOC、TOD测定器所代替，近来已作为公认的方法普遍采用。
TOC、TOD仅用几分钟的时间就可测定出来，而巳还能连续测定。TOC（Total Or-ganic Carbon）为有机碳总量。在测定水中的碳化物时，以钴（Co）作触媒，在950℃的条件下燃烧。燃烧时产生的CO2，用非分散型红外线气体分析仪测定。其间把无机的碳酸盐在150℃的低温条件下燃烧，测出其CO2的数量。从总碳中减去此CO2量后，就为有机碳的测定值。
也可用总需氧量TOD（Total Oxygen Demand）表示，即以白金为触媒，在900℃的条件下燃烧。此时产生的总氧量，因为包括了一部分亚硝酸氧化时所用去的氧，所得结果不够准确。
用TOC、TOD法所测定的理论值准确度高，是目前对水质各指标测定中不可缺少的方法。
BOD、COD、TOC、TOD测定值的比较如图6-14所示。从图里可以看到BOD、COD的理论值是相当低的，仅为60％～70％。而TOC、TOD的理论值却能达到90％。ThOC表示理论TOC。
7. 依赖生物指标的方法：仅仅采用如前所述的BOD、COD这两个指标作为表示水中含有机物的量是不够的。例如在两种水内，如果A的BOD高，而B是COD高，在此种情况下比较哪一个已经污染？哪一个没有污染？是难以分清的。可是，如果知道了栖住在那里的生物种类，就可判定水质污染的程度了。
③水体自净
水体中污染物浓度自然逐渐降低的现象称为水体自净。水体自净机制有三种。
1. 物理净化：物理净化是由于水体的稀释、混合、扩散、沉积、冲刷、再悬浮等作用而使污染物浓度降低的过程
2. 化学净化：化学净化是由于化学吸附、化学沉淀、氧化还原、水解等过程而使污染物浓度降低。
3. 生物净化：生物净化是由于水生生物特别是微生物的降解作用使污染物浓度降低。
水体自净的三种机制往往是同时发生，并相互交织在一起。哪一方面起主导作用取决于污染物性质和水体的水文学和生物学特征。水体污染恶化过程和水体自净过程是同时产生和存在的。但在某一水体的部分区域或一定的时间内，这两种过程总有一种过程是相对主要的过程。它决定着水体污染的总特征。这两种过程的主次地位在一定的条件下可相互转化。如距污水排放口近的水域，往往总是表现为污染恶化过程，形成严重污染区。在下游水域，则以污染净化过程为主，形成轻度污染区，再向下游最后恢复到原来水体质量状态。所以，当污染物排入清洁水体之后，水体一般呈现出三个不同水质区：即水质恶化区，水质恢复区和水质清洁区。
4水污染治理办法
为加强水资源保护，防止对水资源的破坏、浪费和严重污染，应有适当的对策。
1. 增加水资源收费范围，提高收费价格
水资源费的收缴不能仅限于地下水，对一切地表水如河流、湖泊、水库等均应该是水资源费的收缴范围，使全社会树立起珍惜宝贵的水资源观念。过低的水费价格给人以水资源廉价的错误感觉，廉价用水淡化了人们的节水意识，间接地鼓励了浪费。水资源是一个国家经济可持续发展的重要保证，保护水资源的重点是节约用水，只有利用高价格的杠杆作用完全可以达到节约用水的目的。水费的价格应包括水资源费、水资源补偿费、水处理成本、输送费、税费、污水处理费、超量水费等。
2. 提高水污染排污费的收缴额度，使排污费远远地高于水资源恢复治理的费用 当前，我国排污费定位太低，远远低于水资源补偿费用，这种欠量收费办法难以体现国家用经济手段处罚水资源破坏和污染行为，难以实现有效的水资源保护。因此，全面提高排污收费指标，向等量甚至高于水资源恢复治理费靠拢，采取“严进严出”的措施，就能彻底规范污染者的行为，企业就会从维护自身利益出发，努力做好水污染的治理，加强水资源的保护。
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