第四单元跨学科实践活动3水质检测及自制净水器---2024-2025学年九年级化学人教版（2024）上册

水质检测及 自制净水器 活动引入 饮用水安全与人们的健康息息相关。水的净化和水质检测是保障饮用水安全的重要环节。 任 务 一 调查参观 天然水 自来水 桶装水 直饮水 你知道饮用水的发展历史吗？ (1)来源： 从山泉、河流等就地取水 (2)为改善水质用一些简单方法净化： ①通过加热煮沸的方式杀死水中的 细菌及微生物。 ②利用静置沉淀或砂石过滤，或者 白矾沉降过滤，提高水质的澄清度 19世纪之前 饮用天然水 (1)1897年人们发现氯可以消毒净水 加氯不仅能杀死水中的微生物、细菌等，还可以使水中部分有机物氧化破坏，消除水中的生物污染 (2)1908年兴建了第一家自来水厂 人们通过加混凝剂(明矾)混凝、沉淀、过滤、加氯消毒等工序制得自来水，兴建自来水厂和遍布城市各处的输水管网，造就了现代供水工业 19世纪初~20世纪80年代 饮用自来水 2022年3月15日国家发布、执行GB 5749-2022 《生活饮用水卫生标准》。 《标准》关注感官指标、消毒副产物(如具有致癌、致畸、致突变风险的消毒副产物)、重金属及化学残留等。对提升我国饮用水水质、保障饮用水水质安全发挥了重要作用。 19世纪初~20世纪80年代 饮用自来水 请同学们尝试绘制一下自来水的生产工艺简图 自来水是怎样生产出来的呢？ 吸附水中悬浮的杂质 沉降杂质 除去不溶性杂质 主要除去部分可溶性杂质，如色素、异味 杀菌消毒 自来水生产的工艺流程简图 与直接饮用天然水相比，自来水安全、洁净，使用也很方便。但是自来水管道、水箱等可能造成“二次污染”以及随着人们对饮水水质的要求不断提高，人们致力于开发新的技术对自来水进一步净化。 为避免二次污染，桶装水和直饮水应运而生 桶装水一般是指以活性炭为吸附介质、经过现代工业技术（反渗透、电渗析、蒸馏、树脂软化等）处理而成的净化水，由灌装生产线灌装至‌桶得到的产品。 可在用户终端通过净水设备，通过活性炭吸附、微滤、纳滤、超滤等方式进行净化，直接输出符合国家标准的饮用水。 20世纪90年代~至今 桶装水 20世纪90年代末~至今 直饮水 01 ①加热煮沸，初步杀菌 ②白矾吸附，提高澄清度 天然水 ①加氯杀菌消毒 ②加混凝剂(明矾)沉降杂质 ③活性炭吸附色素异味 02 自来水 活性炭吸附、利用现代工业技术：如反渗透、电渗析、蒸馏、树脂软化等 03 桶装水 利用纳滤、超滤等过滤余氯、重金属、化学残留等有害物质 04 直饮水 科技进步保障人类健康 烧杯中的天然水浑浊，不能饮用 生活饮用水需满足哪些标准要求呢？ 二、水质检测 观察下面烧杯中的天然水在不做处理的情况下能饮用吗？ 序号 指标 限值 一、微生物指标 1 总大肠菌群(MPN/100mL或CFU/100mL) 不应检出 2 大肠埃希氏菌(MPN/100mL或CFU/100mL) 不应检出 3 菌落总数(CFU/mL) 100 根据GB5749-2022 《生活饮用水卫生标准》中的规定，生活饮用水的检测指标有以下几类： 01.色度:标准中规定饮用水的色度不应超过15度。 02.浑浊度:浑浊度的降低就意味着水体中的有机物、细菌、病毒等微生物含量减少。 03.臭和味:公共供水正常臭味的改变可能是原水水质改变或水处理不充分的信号。 04.肉眼可见物:主要指水中存在的、能以肉眼观察到的颗粒或其他悬浮物质。 05.余氯:余氯是指水经加氯消毒，接触一定时间后，余留在水中的氯量。 06.化学需氧量:是指化学氧化剂氧化水中有机污染物时所需氧量。 任 务 二 水质检测 硬度 pH 硝酸盐 饮用水指标不符合《卫生标准》对人体的危害 长期饮用高硬度的水可能增加患肾结石、胆结石以及心血管疾病的风险 水的pH值过低时，会导致胃痛、消化不良等问题 硝酸盐可在体内还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐对人体有害，长期过量摄入可能增加患癌症的风险 使用16合1水质检测试纸 1.总碱 2.pH 3.硬度 4.硫化氢 5.铁 6.铜 7.铅 8.锰 9.总氯 10.余氯 11.硝酸盐 12.亚硝酸盐 13.硫酸盐 14.锌 15.氟 16.氯化钠 测定天然水的pH、硬度、硝酸盐等 动手实践：再选取一些指标，对烧杯中的天然水进行检测 那如何用定量的方法判断烧杯中的天然水能否饮用呢？ 用TDS笔检测水的TDS值 TDS 是英文total dissolved solids 的缩写， 中文译名为溶解的固体总量，测量单位为毫克/升( mg/L),它表明1升水中溶有多少毫克固体溶解物。它包含无机盐和有机物的总量。通过检测溶解性总固体,您可以分析水质的总矿化度。 任 务 三 动手制作 目前家中常安装有净水器，那家用净水器的净水原理什么样的呢？ 动手实践：类比净水器的原理动手自制一个简易净水器 天然水 澄清 净水 大颗粒 小颗粒 色素异味 细菌微生物 小卵石 石英砂 活性炭 煮沸 过滤 沉淀 消毒 吸附 纱布 纱布 净水器的设计思路参考 2.从技术与工程的角度进行评价，进一步优化自制的净水器 1.实验用品：塑料瓶、石英砂、小卵石、活性炭、蓬松棉、纱布 （画出简易净水器的简图） 优化角度：调整材料厚度、填料层数、材料种类等 Lavf57.62.100 Lavf58.20.100 $$