资源简介

(共23张PPT)
水质检测
及自制净水器
目 录
活动引入
2
展示与交流
4
活动目标
1
活动设计与实施
3
1. 了解水的净化过程，掌握分离和提纯的基本方法及其与物质性质的关系
2. 从化学、生物学、物理、地理等多学科视角分析并检测水质，体会科学、技术、工程融合解决问题的基本方法
3. 关注饮用水安全与人体健康的关系
活动目标
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。
活动设计与实施
任 务 一
调查参观
你知道饮用水的发展历史吗？
天然水
自来水
桶装水
直饮水
(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
自来水是怎样生产出来的呢？
请同学们尝试绘制一下自来水的生产工艺简图
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
物质分离
水的净化
分析混合物成分
寻找成分性质差异
找到分离方法
泥沙等
色素、异味
微生物
不可溶
可溶(能被吸附)
可被消杀
沉降
过滤
吸附
消毒
低
高
净化程度
思考：通过自来水净化过程，你能总结出混合物分离的一般思路吗？
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
任 务 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？
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？
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：
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
序号 指标 限值
二、毒理指标
4 砷(mg/L) 0.01
…… …… ……
11 硝酸盐(以N计)(mg/L)b 10
…… …… ……
三、感官性状和一般化学指标
22 色度(铂钴色度单位)/度 15
23 浑浊度(散射浑浊度单位)/NTUb 1
…… …… ……
26 pH 6.5≤pH≤8.5
…… …… ……
四、放射性指标
38 总α放射性/(Bq/L) 0.5（指导值）
…… …… ……
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
硬度
pH
硝酸盐
饮用水指标不符合《卫生标准》对人体的危害
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
那如何用定量的方法判断烧杯中的天然水能否饮用呢？
动手实践：再选取一些指标，对烧杯中的天然水进行检测
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？
资料卡片
微滤
超滤
纳滤
反渗透
RO
细菌、悬浮物(0.05-10 μm)
大分子有机物(2-100 nm)
颜料、有机酸等(0.5-5 nm)
无机盐、金属离子(0.1-1 nm)
各种膜的实际过滤效果
滤膜的分子孔径越小，可以过滤的杂质越多
家用净水器中常用的几种过滤膜
按照“先大后小”原理依次过滤水中的杂质
思考：家用净水器是按照什么顺序除去各种杂质的呢？
PP棉
5 μm
活性炭
PP棉
1 μm
反渗透膜
R O（0.1~1nm）
活性炭
进水口
出水口
除去泥沙
、铁锈等
除色素异味、部分有机物
除大分子杂质
除重金属，钙、镁化合物，细菌病毒等
除色素异味，改善口感
某家用净水器的净水原理简图
你能用身边的物品制作一个简易净水器净化烧杯中的天然水吗？
动手实践：类比净水器的净水原理动手自制一个简易净水器净化天然水
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）
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
优化角度：调整材料厚度、填料层数、材料种类等

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