我对“水资源与环境”的思考

上学年，我作为一名汇龙中学高一年级的学生，亲身体验了汇龙中学在高一年级开设的综合理科课程。综合理科采用核心课题的方式，全年的课程中包括“人口与环境”、“能源与可持续发展”、“水资源与环境”、“基因工程”4个核心课题。

“水资源与环境”这一课题主要向我们介绍了世界水资源的现状和日趋严重的水污染情况，一些有关污染的常识和受污染水体的处理方法等相关的知识。

“水资源与环境”课题的授课方式十分生动活泼。除了老师讲授以外，主要是学生在课堂阅读相关材料，并辅以适当的实验及外出参观活动，力求让学生对所讲授的知识有全方位的理解。尤其是外出参观活动，使学生将在课堂上所学到的知识同实际应用有机结合起来，真正做到学以致用。

由于授课形式与传统的分科教学的模式有很大的不同，因此同学们的学习积极性很高，除了课堂内学习外，还在课外主动查阅相关资料，提出了不少有价值的问题，并在自己的能力范围之内提出了解决问题的方案或建议。

以下，我想通过同学们在对“水资源与环境”专题的学习和研究过程中所提出的几个有一定价值的问题的过程、想法，以及针对该问题的一些初步的建议或构想，来大致介绍一下我们学习综合课程的情况。

我们高一学生的理论知识水平比较有限，而且是第一次接触综合课程，所以提出的有些问题及解决问题的方案和建议在理论上还很不成熟。但是，这些问题的提出也并非毫无科学根据，每一个问题的“答案”都是同学们对上课所学到的知识进行了系统地整理和理解，并在课外阅读了一定量的相关书籍与资料后，再通过小组讨论，所形成的最终结论。每一个问题提出后，都必须经过可行性、科学性、创新性以及先进性的认定。而且，这四个方面的认定并非只包含一个角度，而是有“自我认定”、“小组认定”以及“教师认定”这样三个角度。每一个提出问题的同学以及对该问题进行认定的组长和老师都必须认真地填写一张“汇龙中学高中综合课程‘问题的提出和价值认定’报告表”。

其中，在价值判断一栏中还有“认定意见”栏，可以使问题的提出者更清楚地了解自己所提出的问题的不足之处，以便进行相应的修改。

如果问题经过认定后，发现在某个方面还不甚合理，提出该问题的同学可以对这个问题作进一步的修改以及完善，并再一次地提出和接受认定。

从以上这个问题提出的大致过程来看，能在该项课程的学习中提出合格的问题，对于一个高一的学生来说，是需要投入相当大的精力的。因此，作为一名高一学生，能在此过程中提出也许在理论上尚不太成熟，但是具备一定实际价值的问题，应被视作一种成功，其意义也非同一般。

下面，我们就来看几个具体的例子：

问题：什么是硬水？硬水是怎样形成的？

1、问题提出的原因

一次上课时，老师端着两盆清水走进教室，并请一位同学用老师带来的一块肥皂分别在这两盆水中洗手。结果在第二盆水的水面上漂浮着许多白色浮渣，第一盆水中却没有。而且洗手的同学说他在第二盆水中洗手时有涩涩的感觉，总觉得洗不干净。

同学们对于这一现象感到很惊奇，为什么两盆外观相同的水用来洗手会产生不同的结果？此时，老师告诉我们，产生这一现象的原因是：第一盆是“软水”，而第二盆是“硬水”。

2、问题的提出

不少同学以前曾经听到过“硬水”这一名词，但是对于硬水的具体定义、它的成因缺乏相应的了解，所以提出了“硬水是什么？硬水是怎样形成的？”这个问题。

3、对问题的研究

老师在课堂上发给我们一些关于硬水的资料，同学们利用上课和课后的时间，详细阅读了这些资料，并去图书馆查阅了一些相关的书籍，有的同学还利用电脑在互联网上下载有关材料。

4、对问题价值的认定

对于该问题，老师和同学们的普遍意见是：这是一个很有价值的问题，因为水的硬度是水质分析时重要的指标，而长期以来又被人们所忽视。搞清楚硬水的相关知识，对保障人的健康很有必要，该问题极具实用性。

5、问题的解答

⑴什么是硬水

水中含有较多Ca2+、Mg2+、Fe3+、Mn2+，其中Fe3+、Mn2+是造成水垢及水呈棕色的原因。 ⑵硬水形成的原因 自然界中的水流经石灰石（CaCO3）和白云石（CaCO3·MgCO3）时，与溶解在水中的二氧化碳发生作用，生成可溶性酸式碳酸盐： CaCO3+CO2+H2O→Ca(HCO3)2 CaCO3·MgCO3+2CO2+2H2O→Ca(HCO3)2+Mg(HCO3)2 受热后CaCO3和MgCO3形成水垢： Ca(HCO3)2→CaCO3↓+CO2↑+H2O Mg(HCO3)2→MgCO3↓+CO2↑+H2O 问题：硬水对人体健康有什么害处？有没有好处？

1、问题提出的原因

老师上课时特别强调了硬水对人的身体健康有着直接的影响。一些商业广告也经常渲染硬水对人体健康的危害，硬水似乎成了人们避之唯恐不及的祸害。

2、问题的提出

有的同学认为硬水只有害处而没有好处。但是，有一些同学则认为硬水中的一些微量元素可能对人体有益。所以，一些对这两种说法都不敢肯定的同学提出了这个问题。

3、对问题的研究

老师建议认为硬水只有害处和认为硬水也有好处的同学各自收集支持自己观点的资料。老师自己也会寻找一些材料，到时候大家把资料汇总一下。这种做法使同学们的积极性非常高，收集到大量相关资料，全班同学对这个问题有了全面细致的了解。

4、对问题价值的认定

老师与同学们都认为对这个问题的研究和探讨有利于解除大家某些认识上的错误，具有很大的实际意义。

5、问题的解答

同学们对收集到的资料系统整理后，得到以下几条结论：

⑴硬水的害处

①工业锅炉用水绝不能用硬水，轻者使传热变差，降低效率，重者使水垢产生裂缝，造成加热不均匀，将发生事故。

②硬水与普通肥皂作用生成不溶于水的凝脂，即难溶的钙肥皂（如硬脂酸钙），这就是用肥皂洗衣时常会看见在水面上浮着一层白花花的浮渣的原因。它会降低肥皂的去污能力。

③饮用口感欠佳。

⑵硬水的益处

①能给牙齿和骨骼提供钙。

②不会很快地溶解输水管理上的铅。

③有些根据说明它可以帮助防止心脏病。

问题：如何测定水的硬度？硬水如何软化？

1、问题提出的原因

学习了有关硬水的知识后，同学们了解到水质硬度是水质分析中十分重要的一项，但是我们对水质硬度的判断却一无所知。这就有了如何判断水质硬度，如何软化硬水的问题。

2、问题的提出

就我们目前的化学知识来看，我们认为只要找到实验室中鉴别Ca2+、Mg2+的指示剂，就可以判断水质硬度。我们已经从资料中知道了蒸馏法可以使硬水软化,但是同学们希望能找到一种更便捷的方法。 于是，我们正式提出了这个问题。

3、对问题的研究

同学们自己去图书馆借阅了一些关于化学实验的课外书，老师又向我们提供了一部分相关资料。最终，我们在一本课外书上找到了判断水质硬度的实验方法，并且在老师提供的资料中获得了一种硬水软化的化学方法——离子交换法。

4、对问题价值的认定

老师和同学们普遍认为这两个小问题都涉及化学实验，操作性、实验性较强，可以增强我们的动手能力以及通过科学实验的方法来解决实际问题的能力。

5、问题的解答

判断水质硬度的方法：

将金属指示剂铬黑T试液滴入盛有水样和蒸馏水的试管，为了更好地比较指示剂变色范围，另取一支试管加入CaCl2溶液，同样滴入铬黑T试液，结果发现蒸馏水试管中液体为蓝色，盛有CaCl2溶液的试管由于Ca2+与铬黑T生成酒红色铬合物而变成酒红色。如水样中存在不同数量的Ca2+、Mg2+，颜色则会显示不同程度的红色，以此可判断被测水样是硬水还是软水。 硬水软化的离子交换法： 用离子交换树脂——一种不溶于水的高分子化合物，让水通过足量的交换树脂，所有溶于水的阴离子或阳离子就会被交换到树脂上。其反应方程式是： —SO3H+Na+→—SO3Na+H+        NaOH+Cl-→NaCl+OH- 从离子交换树脂中流出的水即为软水。

问题：饮用水是否越纯越好？

1、问题提出的原因

讨论硬水的益处时，有同学提出水中的微量元素有益人体健康。同时，市场上的许多饮用水厂商纷纷宣称纯水并非越纯越好，有的甚至提出长期饮用纯水有害健康。

2、问题的提出

许多同学对纯水是否越纯越好这一问题都有着不同的看法，但是对于水质对人体健康的重要性是不存怀疑的，因此同学们提出了这个问题。

3、对问题的研究

同学们着重查阅了关于水中所含的微量元素以及人体所必需的微量元素方面的书籍及资料，老师也提供给我们一些阅读材料。通过对所阅读的内容的系统整理，我们得到了一些相关的结论。

4、对问题的价值认定

饮用水是人类生存的必需品，而饮用水中含有杂质是不可避免的，这是否对人体健康有影响？搞清这个问题具有极高的实际价值。

5、问题的有关结论

⑴人体必需的常量元素

氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、硫、钠、镁、氯11种称为人体必需的常量元素。蛋白质、脂肪、糖、无机盐、维生素、水等物质可以补充这些元素，以满足人体新陈代谢的需要。

⑵水中存在的人体必需的生物微量元素

水中存在的对人体必需的生物微量元素共有14种，它们是：Fe、Zn、Cu、I、Mn、Se、F、Mo、Co、Cr、Ni、V、Sn、Si。

问题：我国主要水污染源有哪些？

1、问题提出的原因

在学习水资源与环境课题时，我们了解到中国目前的水资源污染情况十分严重。但是，我们对于造成污染的来源还不太清楚。

2、问题的提出

同学们在学习“水资源与环境”专题时，非常想设计一些治理水污染的方案，但是对污染源却知之甚少，所以提出了这个问题。

3、对问题的研究

在对这个问题的研究过程中，同学们主要借助于互联网上的信息资源。我们在网上找到了大量相关内容，经过仔细阅读和整理，得到了一些很有用的数据和事实，为我们的进一步学习提供了有利的条件。

4、对问题价值的认定

同学们和老师的看法是：要治理任何污染，必须先找到污染源，才能对症下药。所以搞清这个问题是“水资源与环境”专题学习过程中一个必要的环节，这个问题有相当强的现实意义。 5、问题的有关结论和数据

水污染主要由人类活动产生的污染物而造成的，它包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分。

工业废水为水域的重要污染源，具有量大、面广、成分复杂、毒性大、不易净化、难处理等特点。据1998年中国水资源公报资料显示：这一年，全国废水排放总量共593亿吨（不包括火电直流冷却水），其中工业废水排放数量409亿吨，占69%。实际上，排污水量远远超过这个数，因为许多乡镇企业污水排放量难以统计。

农业污染源包括牲畜粪便、农药、化肥等，农业污水中，一是有机质、植物营养物及病原微生物含量高，二是农药、化肥含量高。我国目前还没有开展农业污染的面上监测，但据有关资料显示,在1亿公顷耕地和220万公顷草原上,每年使用农药110.49万吨。我国是世界上水土流失最严重的国家之一，每年表土流失量约50亿吨，致使大量农药、化肥随表土流入江、河、湖、库，随之流失的氮、磷、钾营养元素使2/3的湖泊受到不同程度富营养化污染的危害，造成藻类以及其他生物异常繁殖，引起水体透明度和溶解氧的降低，从而致使水质恶化。

生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，多为无毒的无机盐类，生活污水中含氮、磷、硫多，致病细菌多。据调查统计，1998年我国生活污水排放量达184亿吨。

我国每年约有1/3的工业废水和90%以上的生活污水未经处理就排入水域，全国有监测的1200多条河流中，目前850多条受到污染，90%以上的城市水域也遭到污染，致使许多河段鱼虾绝迹，符合国家I类和II类水质标准的河流仅占32.2%。污染正由浅层向深层发展，地下水和近海域海水也正在受到污染，我们能够饮用和使用的水正在不知不觉中减少。

总结：通过综合课程的专题学习，培养了我们以创新精神与实践能力为重点的创造性学习能力和收集处理信息，提出并分析、解决问题的能力。

 

 

二○○三年三月