选修课程化学与环境水环境之水体中有机污染物的迁移转化3.5

选修2化学与环境课程教案1总第12教时【授课时间：第4周星期四】课题第五节水体中有机污染物的迁移转化教学目标初步了解水体中有机污染物的迁移，知道水体中有机污染物的转化方式教学重点及难点水体中有机污染物的转化方式教法设计案例分析教学过程及内容教学内容教师活动学生活动第五节水体中有机污染物的迁移转化水体中有机污染物的迁移转化主要的影响因素有：有机污染物本身的性质水体环境条件【图例】新闻事件11月13日下午1时45分左右，位于吉林省吉林市东北方向的龙潭区中国石油吉林石化公司双苯厂（苯胺和苯酚丙酮）发生着火爆炸事故，连续多次发生爆炸，现场浓烟滚滚，烟气刺鼻。此次事故共造成5人死亡、1人下落不明、2人重伤、近70人受伤。处于工厂下风头的近万居民被紧急疏散。14日10时，经监测，吉化公司东10号线入江口水样有强烈的苦杏仁气味，苯、苯胺、硝基苯、二甲苯等主要污染物指标均超过国家规定标准。松花江九站断面苯类指标全部检出，以苯、硝基苯为主，从三次监测结果分析，污染逐渐减轻，但右岸仍超标100倍，左岸超标10倍以上。松花江白旗断面只检出苯和硝基苯，其中苯超标108倍，硝基苯未超标。随着水体流动，污染带向下转移据监测，这条污染带长约80公里。11月20日16时到达黑龙江和吉林交界的肇源段，硝基苯开始超标，最大超标倍数为29.1倍,污染带长约80公里,持选修2化学与环境课程教案2污染如何进入松花江流域有机物污染物迁移转化迁移转化分配作用吸附作用沉积沉淀作用挥发作用续时间约40小时。目前,污染带已流过肇源段。由于污染带在流经过程中会发生沉降、吸附等物理化学作用，污染浓度将会逐渐下降。污染如何进入松花江流域有机物污染物迁移转化迁移机械迁移：水流、风物理－化学迁移：分配作用、吸附作用、挥发、渗透、物态变化等生物迁移：生物吸收、富集、代谢、生长、死亡转化光解：直接光解（对流层与平流层）；间接光解（敏化光解）（氧化反应）生物降解：水生生物（鱼虾）及底泥（微生物）等分配作用吸附作用：天然水中存在着大量具有很大表面能并带电荷的胶体微粒，可吸附有机物，并经沉积作用保留在水体底质中，从而减少了污染物在水体中的浓度。活性炭是一种多孔的含碳物质。净化水采用颗粒活性炭，微小空隙能捕捉到各种有害物质，可有效吸附硝基苯。取得自来水。沉积沉淀作用：污染物被吸附沉积于水体底部，或从底部沉积物中解吸，均可改变污染物浓度。硝基苯在水中具有极高的稳定性。由于其密度大于水，进入水体的硝基苯会沉入水底，长时间保持不变。又由于其在水中有一定的溶解度，所以造成的水体污染会持续相当长的时间。挥发作用：污染物从溶解态转入气相的一种重要迁移过程。毒物性质，水体特征及环境条件硝基苯易挥发、江水属湍流导致污染带流过时有少量硝基苯由水体逸出至空气中，使空气具有毒性苯的凝固点与冰点非常接近，因此，苯比较容易被冻结在冰里。由于冰下的水流动缓慢，不利于苯等有毒物质的挥发。但由于凝固成冰的仅仅是松花江表层的水体，因此，被冻结在冰里的苯和硝基苯都只能是微量的，大部分的苯和硝基苯等选修2化学与环境课程教案3稀释作用光解生物浓缩生物放大微生物降解讨论：为什么苯和硝基苯区别很大？有毒物质依然留存在冰下缓慢流动的水体中。稀释作用污染物在水体中不断和水相混合，使污染物浓度不断降低的过程称为稀释。沿途汇流：松花江哈尔滨以下河段将汇入呼兰河、汤旺河、牡丹江等较大支流，江水流量逐渐增大，稀释作用更加明显，水中污染物浓度会进一步降低。上游水库放水：自１１月２４日１０时开始，丰满水库日平均放流量已由６００立方米／秒提高到１０００立方米／秒以上，尼尔基水库的放流量也由２０立方米／秒增加到１２０立方米／秒。光解：污染物分子经过光辐射后进行的不可逆化学解。光解是简单芳香烃的最主要的降解途径，也是污染物质真正的降解途径。单环芳香族化合物在地表水中不是持久性污染物(POPs)，其生物降解和化学降解均比挥发速率低。不存在水解效应直接光解、敏化光解、自由基生物浓缩：通过可能的手段，如通过鱼鳃的吸附作用，将有机污染物摄取至人体；生物放大：高营养级生物以消耗摄取有机毒物进入生物体的低营养级生物为食物，使生物体中的有机毒物浓度随营养级的提高而逐步增大。应对措施：禁捕、禁售江鱼派出机关人员到江畔13公里处进行巡逻，防止行人到江中采水和牲畜用水微生物降解——水体自净的主要原因有机物排入水体后，在有溶解氧的条件下，由于好氧微生物的呼吸作用，被降解为CO2，H2O与NH3，同时合成新的细胞，消耗掉水体的溶解氧。为什么苯和硝基苯区别很大？在考察苯及硝基苯在松花江中浓度的变化时，我们发现江水中硝基苯与苯在污染初期均严重超标，但是在到达哈尔滨段的时候硝基苯依然严重超标达30多倍，苯却并未超标。我们要思考：苯到哪儿去了？通过我们的小组讨论，得出以下结论：溶解性：苯是非极性分子。硝基苯是极性分子，在水中硝基讨论：为什么苯和硝基苯区别很大？选修2化学与环境课程教案4硝基苯的迁移转化苯的溶解度是苯的约18倍（25℃），因此，大部分硝基苯沉降在底泥和溶解在水相中，而苯刚好相反。挥发性：苯属于易挥发性液体，向大气分配。熔点：苯的熔点：5.5℃，在东北严寒的冬天将大部分保留在冰冻层，影响其迁移转化；相反，硝基苯熔点非常低。可降解性：较之硝基苯，苯更易被光解和微生物降解。硝基苯的迁移转化【图例】讨论并解说作业练习教后小结课程内容以案例为主线，学生关注度蛮好，应注意案例中解说与知识的结合