学文网水质净化篇1
1．1样品采集2013年8月1日15∶30—17∶00在贯泾港湿地的4个关键节点(G1-G4，***1)采集水样，具体为:G1为湿地进口，以了解湿地水源———海盐塘的水质(水源1);G2为湿地根孔生态净化区出口，以了解水源水经过根孔净化区之后的水质变化;G3为深度净化区出口，以了解根孔区之后的狭长型过渡河段和深度净化区对水质的进一步净化效果;G4为水厂取水口，以了解另一水源———南郊河的水质(水源2)。上述采样点均有采样断面桥，方便采样。采样时天气晴朗。水样采集和保存参照《水与废水监测分析方法(第4版)》［12］和《地表水和污水监测技术规范HJ/T91-2002》的标准方法进行。用冲洗2次的5L有机玻璃分层采水器于采样断面中点处约0．5m水深处采样。为避免注水干扰和水质变化，立即在有机玻璃采水器中用现场校准的便携式水质分析仪(上海精密仪器仪表有限公司)测定温度、pH(pHB-4)、氧化还原电位(ORP，501型ORP复合电极)和溶解氧(DO，JPB-607A)，记录测定时间。用棕色玻璃瓶采集两份40mL水样，加酸调节pH至小于2，一份水样加4滴浓H2SO4，待测化学需氧量(COD)和总有机碳(TOC)，一份用0．45μm孔径的水系滤膜现场过滤后加4滴浓HNO3，待测金属元素。用塑料瓶采集600mL水样，放入冷藏保温箱中储藏，待测其它水化学指标。用棕色玻璃瓶采集1L水样，现场加鲁哥氏液15mL固定。用塑料瓶采集600mL水样，并立即加1mL碳酸镁悬浮液，防止溶解，待测各种叶绿素。
1．2样品处理与分析采样结束尽快回到野外工作站，于暗处用真空泵和0．45μm孔径玻璃纤维滤膜(WhatmanGF/C)抽滤叶绿素水样500mL，用镊子夹取过滤后滤膜放入棕色玻璃瓶冷冻保存。回到北京实验室后，采用标准方法———分光光度法测定叶绿素，用90%的丙酮提取，离心后，用分光光度计测定波长750、663、645和630nm处吸光度值，计算可得到叶绿素a(chloro-phyll-a，chl-a)、叶绿素b(chlorophyll-b，chl-b)和叶绿素c(chlorophyll-c，chl-c)。加HCl酸化后用分光光度计测定750和665nm处吸光度值，计算得到脱镁叶绿素a(Pheo-a)和校正叶绿素a(chl-a’)［13］。加鲁哥氏液固定后的水样静置沉淀24h后，用虹吸法吸去上清液，余下20～25mL沉淀混合物转入30mL定量瓶中，定容至30mL。加入1mL40%的甲醇溶液以利于长期保存。测定之前，将浓缩样品摇匀，取1mL放于1mL的计数框中，小心盖上盖玻片，置10×40倍显微镜下对藻类计数，沿对角线计数小方格里的所有藻类个数，最后换算为每升水样中所含浮游藻类的个数，即藻类密度［14］。水样的COD采用HACH水质分析方法，取2mL水样经HACH配套试剂消煮后由DR5000紫外可见分光光度计(HACH公司，美国)进行测定;TOC由总有机碳分析仪(岛津TOC-VCPH，日本)直接测定;五日生化需氧量(BOD5)采用HJ505-2009规定的标准方法，测定20℃培养5d前后水样的溶解氧差值得到。总悬浮颗粒物(totalsuspendedsolids，TSS)采用重量法测定，按照水样洁净程度抽滤100～250mL水样，称取0．45μm孔径滤膜上的干物质换算得到。硝态氮(NO－3-N)用双波长法测定，水样加酸后分别在220和275nm下比色。亚硝态氮(NO－2-N)采用分光光度法，取一定量水样加显色剂后在540nm波长下比色测定。氨氮(NH+4-N)用靛酚蓝比色法测定，加显色剂后在625nm波长下比色可得。溶解性活性磷(solublereactivephosphorus，SRP)用钼酸盐显色法，水样加抗坏血酸和钼酸盐溶液显色后在700nm波长下比色得到。总氮(TN)和总磷(TP)样品分别加碱性过硫酸钾、过硫酸钾消煮后，按照水中NO－3-N、SRP的测定方法进行测定。总碱度(Alk)采用滴定法测定，用酚酞和甲基橙指示剂指示HCl滴定终点，通过利用HCl的体积计算可得。F－、Cl－和SO2－4等阴离子采用阴离子色谱(ICS2000型，Dionex公司，美国)直接上机测定过滤后的水样。加HNO3保存的待测金属样品，其中常规金属元素Ca、Mg、Na、K、Fe、Mn和Al用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES，OPTIMA2000DV，PerkinElmer，USA)测定，重金属元素Cd、Cr、Cu、Ni、Zn和Pb用电感耦合等离子质谱仪(7500aICP-MS，Agilent，USA)测定。水体水化学类型依据O．A．阿列金分类法进行划分。根据含量最多的阴离子将水分为3类:碳酸盐类(符号C)、硫酸盐类(S)和氯化物类(Cl)，含量的多少是以单位电荷离子为基本单元的物质的量浓度进行比较，并将HCO－3与CO2－3合并为一类。根据含量最多的阳离子将水分为3组:钙组(符号Ca)、镁组(Mg)与钠组(Na)，在分组时将Na+与K+合并为钠组，以Ca2+、Mg2+及Na+(K+)为基本单元的物质的量浓度进行比较。根据阴阳离子含量的比例关系将水分为4型(I～IV)。第I型水特点是碱度＞硬度，第II型水是碱度＜硬度＜碱度+硫酸根，第III型水是碱度+硫酸根＜硬度，或者说氯离子＞钠离子，第IV型水是碱度为零。1．4统计分析采用国际标准统计分析软件SASforWindows9．2软件(SASInstitute，Inc．，Cary，NC，USA)进行数据处理和统计分析［15，16］。若无特别说明，所有统计学显著性水平指α=0．05。
2结果与分析
2．1贯泾港湿地常规水质贯泾港湿地常规水质见表1。采样时值盛夏晴天，水温达35℃左右。贯泾港湿地沿程(G1-G3)pH变化较小，均呈弱碱性，显著高于水厂现状取水口G4(实为水源2———南郊河的水)，呈中性，二者pH相差1个单位以上，结合温度、Alk和硬度等数据，表明贯泾港湿地其水体初级生产力水平和缓冲性能均明显大于水源2。DO变化大，湿地进口的DO达10．3mg/L(饱和度151．0%)，经过根孔区的净化后，水源水中氨氮氧化以及有机物分解过程多发生于此，从而消耗水体中较多DO，致使DO骤降至5．2mg/L(饱和度73．9%)，再经过狭长型过渡河段，及至狭长型深度净化区后，依靠大气自然复氧和水生植物光合作用产氧功能，其DO恢复至8．5mg/L(饱和度123．8%);然而，贯泾港水厂现状取水口的DO却极低，仅为0．9mg/L(饱和度12．8%)。可以看出，DO与pH具有协同变化性(表1)。水体ORP变化不大，在175～222mV之间，能够满足好氧微生物、兼性厌氧微生物的有氧呼吸的活动需要。水体Alk变化较小，不过G1-G3点位的Alk均较显著高于G4点位，说明前者缓冲性能大于后者。综上，水源2(G4)的pH、DO、Alk水平均显著不及水源1(G1)。
2．2贯泾港湿地营养盐指标贯泾港湿地营养盐指标见表2。湿地对TSS的去除率为22．45%，其中根孔区去除率为61．22%，而水源2的TSS是水源1的2．35倍。湿地对NH+4-N和TN的去除率为66．80%和45．44%，而对NO－2-N和NO－3-N无明显去除，水源2的NO－2-N和NO－3-N分别是水源1的11．5和7．4倍。湿地对SRP和TP的去除率为66．67%和50．28%，在根孔区有较高的去除率，而水源2的SRP和TP分别是水源1的41．1和1．7倍。湿地对TOC和COD的去除率为29．39%和59．26%，水源2的TOC和COD仅为水源1的68．9%和48．1%。湿地根孔区对BOD5的去除率为36．4%，而至深度净化区后则又升至与湿地进口相近水平，总体上湿地对BOD5无明显去除，水源2的BOD5仅为水源1的52．23%。由此看出，新通水调试运行的贯泾港湿地对水中营养物质的去除作用较明显，特别是经过根孔净化区后，去除率很高，及至深度净化区，去除效果有部分波动，总体上较好，同已经运行良好的石臼漾湿地表现出类似的规律。水源2(G4)的水质相较于湿地中各点(G2和G3)的水质则要差很多，有的甚至是数量级的差距。水源2与水源1(G1)相比，其TN、TOC、COD和BOD5均低较多，但TSS、NH+4-N、NO－2-N、NO－3-N、SRP和TP又高出很多，因此综合比较认为，水源2与水源1的营养盐指标难分彼此(表2)。进一步分析贯泾港湿地水体中有机质的可生化性。一般认为，当COD与TOC比值(r(COD/TOC))实测值小于2．67时，说明待测物质中芳香族类化合物，特别是稠环、多环芳烃化合物的含量相对多些;当实测值大于2．67时，说明待测物质中除了碳以外的其他还原性物质的含量相对于芳香族类化合物多些;当实测值等于2．67时，可能是由于待测物质中二者含量相当，也可能是二者含量较少［17］。一般以BOD5与COD比值(r(BOD5/COD))0．3作为污水可生化降解的下限，比值越大说明有机质的可生化性越大［18］。由表3可知，r(COD/TOC)、r(BOD5/COD)这两个比值皆低于下限值2．67和0.3。就r(COD/TOC)而言，G2点低于G1点，G3点远低于G2点，从而说明，湿地根孔净化区和深度净化区均能显著削减水源水中的除了碳以外的其他还原性物质的含量，而深度净化区的削减作用更明显。从绝对值上看，G2、G3的TOC差别不大，而G3其COD显著低于G2，这说明深度净化区确实能够进一步有效去除水体有机物。就r(BOD5/COD)而言，G2点与G1点几乎相等，G3点则远大于G2点，表明经过湿地的处理，特别是在深度净化区，水体中有机质的可生化性大大增加。从绝对值上看，G3其COD显著低于G2，而BOD5则显著高于G2，这很有可能是深度净化区的生物活动释放了某些可氧化物质，特别是有机物。纵观两个水源其有机质可生化性均较差。
2．3叶绿素与藻类密度为分析贯泾港湿地夏季高温季节是否有爆发藻类水华的风险，本次采样测定了水中的藻类细胞密度和各种叶绿素。藻类细胞密度最能直接说明水体中藻类的多少和水华爆发的强度，叶绿素是所有光合藻类和高等植物所共有的，是藻类细胞重要组成成分之一，所有的藻类均含有叶绿素，叶绿素含的高低与水体中藻类的种类、数量等密切相关，也与水环境质量有关。chl-a、chl-b和chl-c是浮游藻类细胞中常见的3种叶绿素，其中chl-a是估计藻类生物量的重要指标，在3种常见叶绿素中的比例最大。因此，通过测定水体中叶绿素能够在一定程度上反映水体中藻类数量的多少和水质状况［13，14］。由表4可知，贯泾港湿地对水中的各种叶绿素均有很好的去除效果。chl-a、chl-b和chl-c在本湿地中的去除率可达68．93%、91．82%和84．15%。3种常见叶绿素(a，b和c)的总浓度由水源的221．59μg/L下降为根孔净化区过后的85．76μg/L，再经过深度净化区后下降至19．27μg/L，去除率非常高。Pheo-a是一种chl-a的普通降解产物，它在chl-a的相同光谱区吸收光合荧光，能够干扰chl-a的测定［13］。chl-a’和Pheo-a的去除率分别达到了67．04%和81．71%。可以看出，水厂取水口(水源2)的各种叶绿素浓度是最低的，这是因为取水口的浊度非常大，DO极低，水质很差，很少有藻类能在此生长，所以叶绿素浓度非常低，其藻类密度亦最低(表4)。在贯泾港湿地内部，藻类密度随着水力流程先降低后增加，在根孔区出口最低，去除率可达60．31%，深度净化区出口相对于湿地进口的去除率也能达到42．42%。表观上综合来看，水源2的各叶绿素浓度与藻类密度均极显著低于水源1的相应值。研究表明，对于大型浅水富营养化湖泊而言，在形成水华时，水体中chl-a的浓度一般在10μg/L以上;通常当TN∶TP＜29时，可以形成水华的蓝藻会占优势，然而最近的研究结果表明，在较高的TN∶TP的情况下，水体中也会形成蓝藻的水华，较低的TN∶TP并不是蓝藻水华形成的条件，而是蓝藻水华产生的结果［19］。贯泾港湿地chl-a浓度均在10μg/L以上，其进口(水源1)、根孔区出水、深度净化区出口的N∶P物质的量比值分别为23．6、38．7和25．8，湿地进口、出口的N∶P比基本相等，而经过根孔净化区之后N∶P比提升较多。根据现场观察，在贯泾港湿地内部未发现明显的藻类水华点，研究亦表明构筑根孔湿地的根孔净化区的植物床-沟壕系统具有显著的藻类捕获效应［6］，这从贯泾港湿地根孔区藻类密度的降低以及N∶P比最高均可以看出来。水源2的N∶P比最小，仅为11．6，结合水源2的溶解氧仅为0．9mg/L，初步推测水源2很可能是爆发了藻类水华后的结果。今后，针对高温季节水源水中藻类水华爆发的可能性以及构筑根孔湿地对藻类水华爆发的抑制性，需从藻类种类组成及其群落演替特征等方面开展深入研究。
2．4主要金属元素与离子分析金属元素特别是重金属数据，可知常规金属和重金属在湿地内波动，大部分随着水力流程下降(表5)。常规金属Ca、Na、Fe、Mn和Al呈现一定去除率，而Mg、K去除效果不明显。湿地对重金属去除效果比较明显，除了毒性较大的Cd未检出外，其他五种重金属Cr、Cu、Ni、Zn和Pb的去除率分别为31．74%、23．21%、82．47%、52．24%和40．44%，且Cr、Cu和Zn3种重金属的浓度最低值出现在根孔净化区出口，及至深度净化区，浓度稍微上升。水厂取水口(水源2)的各重金属浓度普遍高于湿地根孔净化区出口和深度净化区出口重金属的浓度，甚至重金属Ni和常规金属Mn的浓度高于湿地进口(水源1)浓度，表明水厂取水口的水质比湿地出口水质差。比较两个水源，除了极少数的元素(Mn和Ni)，水源2的重金属浓度低于水源1，表明水源2受到的重金属污染比较少，金属元素的浓度较低。天然水中溶存数量多的主要离子是Ca2+。Mg2+、Na+和K+4种阳离子和HCO－3、CO2－3、SO2－4和Cl－4种阴离子，合称离子。它们构成的盐类约占水中溶解盐类总量的90%以上，它们的总量又非常接近水体的矿化度［20］。对8大离子浓度分布特征(表6)进行分析表明，经过贯泾港湿地根孔净化区的净化作用，水体中HCO－3、CO2－3、Cl－、Ca2+和Na+均有下降，Mg2+和K+基本不变，SO2－4升高，离子总量从水源水的303．95mg/L显著降低为267．14mg/L，阳离子组别从钙组变为钠组，但主要离子的比例关系仍维持不变。再经过深度净化区的作用后，水体中多数阴阳离子(SO2－4除外)的浓度略有反弹，离子总量略微升高至271．39mg/L，湿地对离子总量的去除率为10．71%。水源2中除SO2－4离子浓度极显著高于水源1中浓度，其余离子浓度均低于水源1，但水源2离子总量仍高于贯泾港湿地根孔净化区和深度净化区的出水。
3讨论
3．1贯泾港湿地对水源水的处理效果贯泾港构筑根孔湿地是仿自然人工湿地的一种。人工湿地中污染物质的去除机制主要包括物理、化学、生物等过程，其中物理过程为物理吸附、固定与沉积，化学过程主要有化学吸附、氧化与水解、沉淀与共沉淀、络合等作用，生物过程主要是植物吸收、微生物新陈代谢等作用。总体上，贯泾港构筑根孔湿地在调试运行期阶段表现出了较好的水质净化效果，尤其是核心区———湿地根孔生态净化区，对各种污染物的去除具有较高的效率，主要表现在常规指标、营养盐指标和藻类密度、各种叶绿素等。但仍然可以看出某些指标的去除率尚不是十分理想，一方面是因为水源水中浓度本身较低，另一方面是由于其他综合因素的影响，如湿地系统处于调试运行期间，水生植物尚处于蓄水涵养阶段，植物床的根区环境亦未发育成熟，人造根孔和自然根孔还处于形成阶段。这种较好的去除效果主要体现在湿地进口到根孔区出口这一段上，在根孔区出口到深度净化区出口这段，部分指标表现出了进一步去除和降低的效果，但多数指标均有所上升。此结果表明，深度净化区在试通水调试运行初期仍不稳定，对部分污染物并没有表现出像已经稳定运行的石臼漾湿地的处理效果。石臼漾湿地亦是同类型的构筑根孔湿地，经过5年多的持续稳定运行，其植物、动物、微生物等多种资源得到较大发展，生物多样性较显著提高，水质指标有明显改善，水质基本提升一个等级，对水体中的难降解有机物如多环芳烃和重金属元素都有较好的处理效果。贯泾港湿地与石臼漾湿地相比，刚刚试通水调试运行，加之其规模更大，水源水质情况更复杂，湿地植物和水生态系统尚处于非成熟的演替初期阶段，相对不稳定。在目前进水水源(水源1)部分指标高于水厂取水口(水源2)的情况下，湿地出水水质好于或明显好于取水口，可以预期在湿地逐步成熟后，其出水水质会进一步提高。
3．2双水源的水质状况比较由分析可以得知，水中的常规理化指标和营养盐指标在2个水源之间没有绝对的区分，部分指标是水源1较好，如DO、TSS、氮和磷的各种形态，部分指标则水源2较好，如COD、TOC、TN。藻类密度与叶绿素在水源2显示出了极大的优势，此原因可以归结为水源2即取水口处水体浊度非常大，即便是夏季高温季节也不适合藻类的生长，同时结合水源2的DO极低(0．9mg/L)，推测很有可能是水源2刚刚爆发了藻类水华的结果，这方面的准确界定还需今后的深入研究揭示。水源2水体在各种阴阳离子特别是金属浓度上显示了较好的质量，特别是重金属浓度，明显优于水源1。但本质上，平原河网水源的特点是:水文水动力条件反复多变，2个水源有相互交叉的部分，南郊河、海盐塘水源的水质均不稳定。由于地理位置和城市土地利用规划的原因，湿地只能以水源1即海盐塘作为其进水，所以为进一步保证湿地的水质净化效果，需要定期对海盐塘河道进行疏浚清淤，做好河道和河岸整治工作。
3．3贯泾港湿地存在的问题及改进措施由于贯泾港湿地刚刚开始调试运行，湿地尚处于不稳定的状态，本研究对于及时发现湿地运行初期存在的问题尤其重要，发现的问题有以下几个方面:(1)水源的选择更要慎重，需要更深入对比两个水源的水质，同时亦需更全面考虑其他客观因素;湿地水源海盐塘需要定期疏浚清淤;(2)深度净化区的维护和管理需要更加细心，由于此区域狭长，与水源河道和根孔净化区相邻，需要防渗漏，防污染，调整好运行条件和水位梯度;(3)现有深度净化区(含湿地过渡河段)为狭长型，整体面积偏小，其蓄水容积较小，水质稳定性较差，不利于发挥其深度净化、稳定水质和提供较大量缓冲应急供水等功能，且存在爆发藻类水华的可能性。在可能的情况下，宜进一步扩大深度净化区的面积和蓄水容量;(4)植物园净化区虽然暂时未通水，但由于面积较大(102hm2)，水力状况复杂，后续通水后游客参观会对水体有影响，需要加强宣传与教育，并及时监督和报告水质异常;(5)贯泾港水厂的取水口需要进一步核查是否存在泄漏，水利设施条件是否完善，原有的污水是否排出，底泥是否污染水体，对漂浮垃圾等需要及时打捞和清理，保证取水安全，更保证取水口的水确实是湿地的正常出水，充分发挥和利用构筑根孔湿地的水质净化作用。可以预期，虽然贯泾港湿地在试通水调试运行期存在某些不足，但是经过采取有效手段解决这些问题，进一步优化和加强管理，贯泾港湿地会逐步趋于稳定运行和发挥较好水质净化效果。石臼漾湿地在运行初期亦存在着一些不足［29］，但是经过多年稳定运行和优化管理，越来越好地发挥着稳定改善水质的作用。随着湿地植物和水生态系统逐步趋于成熟，贯泾港湿地亦能与石臼漾湿地一样呈现较好的水质处理效果，特别是对饮用水源中的难降解高分子有机物质，保证嘉兴地区的饮用水供给，也可为其他类似地区的饮用水源处理提供一定的借鉴意义和经验。
4结论
水质净化篇2
日本研究人员开发出一种利用植物净化水质的新方法，这一办法就是改造蓝翅蝴蝶草(俗名蓝猪耳)基因，使其能够大量地吸收水中的磷。湖泊和人一样，“营养过剩”会引发一系列“健康”问题。如果富含磷、氮等化学物质的工农业污水排入湖泊，就会导致湖水“营养过剩”，水中微生物过度繁殖，水质下降。日本研究人员从十字花科植物拟南芥中选取一些和吸收、蓄积磷密切相关的基因，将其“移植”到蓝翅蝴蝶草中，这种转基因蓝翅蝴蝶草吸收磷的能力提高到原来的3倍到6倍。
裸眼可看三维画面
观看三维电影，观众通常要戴上特殊的眼镜。而东京大学开发的特殊显示屏，可使观众裸眼看到360度全周彩色立体画面。这种设备是一个高1.2米、直径2米的圆筒，约5万个发光二极管在圆筒的内壁形成特殊的阵列，整个圆筒以每秒1.6圈的速度旋转。观众钻入圆筒，到达其左右眼的***像会发生微妙的差异，***像看起来就有了立体效果。
欧洲研发高性能无人驾驶侦察机
法国、德国和西班牙三国将共同进行喷气式***用无人驾驶飞机的研究，力争在2010年左右为欧洲提供新一代大型无人驾驶侦察机。三国将共同研究减少无人驾驶飞机事故和风险的先进技术，为研制新一代***用无人驾驶侦察机提供技术数据。未来***事作战对无人驾驶飞机的性能提出了更高要求，它要既能进行长时间、大范围的空中值勤，又能在作战区域执行低空和高速飞行侦察任务。
热带林吸收二氧化碳能力强
一个国际研究小组报告说，热带林吸收二氧化碳的能力超过预期，这进一步显示了保护热带林的重要性。森林白天进行光合作用，吸收二氧化碳，而夜间进行自养作用，排出二氧化碳。研究小组以在全球12个地区上空监测到的大气数据进行研究，结果显示，非洲、南美、东南亚等赤道附近的热带林每年排放的二氧化碳约为1亿吨，而科学家们原来推算的排放量高达18亿吨。研究人员认为，从这些地区热带林的二氧化碳“吞吐”来看，其实际吸收二氧化碳的能力大大超过估计值。
英国研制成新型口服胰岛素
英国“糖尿病技术”公司最近研制出一种新型口服胰岛素，这种胰岛素可以更好地控制糖尿病症状。这家公司研制的新型胰岛素成功解决了胰岛素作为一种蛋白质易被胃消化的难题。这种胰岛素装在胶囊内，可以避开胃酸，“直达”小肠。胰岛素胶囊在小肠内溶解，释放出胰岛素和其他物质的混合剂，加速小肠壁吸收胰岛素。对患II型糖尿病的16名病人进行的小规模试验显示，每天在早饭前和午饭前服用这种胰岛素，患者体内的血糖水平得到了很好控制，而且这种药物也适用于儿童。
含铁量较高食品对丙肝患者不利
日本专家说，姜黄、小球藻等部分食品含铁量较高，慢性丙肝患者摄入这类食品，会妨碍病情的改善。日本研究人员调查了部分在医院接受***的丙肝患者日常食品的含铁量。研究人员称，对健康人来说，即使摄取过量的铁也不必太担心，但对丙肝患者来说，过量的铁很可能蓄积在肝脏中，制造出活性氧，破坏肝细胞，甚至可能促使其癌变。研究人员提醒说，丙肝患者每天摄取的铁元素量应该控制在6毫克以下。
高效反射红外线的节能玻璃
日本研究人员开发出可将阳光中50％以上的红外线反射走的节能玻璃，用这种玻璃做窗玻璃，夏天空调耗电量可大幅度减少。据测算，夏季白天进入建筑物的热量71％经由窗户，采用这种节能玻璃做窗玻璃，室内一侧温度比采用普通玻璃低1.5摄氏度。同时，这种玻璃对可见光的透过率超过80％，不会影响居室采光，还能阻挡阳光中几乎所有的紫外线。
“超级狼”的覆灭
在冰雪覆盖的阿拉斯加平原上，曾经漫游着一种可怕的超级食肉狼，它们擅长猎食猛犸象等大型动物。然而，正是这种捕猎专长使它们在环境发生变化时无法迅速适应，最终灭绝。美国古生物学家在阿拉斯加发现了这种古狼的化石。与美洲现存的狼相比，这种古狼鼻子比较短，头骨更宽，牙齿更大，能够撕裂猛犸象、野牛和马等大型猎物的肉体。这种狼灭绝于1.2万年前，基因分析显示，它并不是现代狼的祖先。
快不快，看耳朵
要判断某种动物的身手是否敏捷，不一定看它的身材和腿脚，也许看看耳朵就够了。美国科学家的一项新研究显示，动物内耳的相对尺寸越大，活动就越敏捷。动物的内耳器官负责对身体运动与视觉信号进行同步协调，帮助保持平衡。内耳里有着3个充满液体的管子，称为半规管，它们能感知不同方向上运动速度的变化，其作用就像陀螺仪。
紫松果菊草药可防治感冒
美国科学家最近发现，服用紫松果菊制成的草药不仅能预防感冒，而且能使感冒患者康复得更快。研究人员将紫松果菊草药与14种常用的感冒药进行了对比，结果发现，将紫松果菊草药与维生素c同时使用效果最好，可使患感冒的风险降低86％，而单独服用紫松果菊草药也能使患感冒的风险降低58％。紫松果菊原产北美，植物的所有部位都可入药。紫松果菊草药可作为免***调节剂及免***刺激素，有抗病毒、抗真菌及消炎的作用。
恒星有片汞做的云
地球上风云变幻，恒星也有自己的天气变化。瑞典科学家首次发现，在恒星炽热的表面，也有着云聚云散、云卷云舒。只不过这些云的成分不是水蒸气，而是气态的汞。瑞典研究人员发现，95光年外的仙女座α恒星的大气化学成分会随时间发生变化，使一些区域富含汞，而另一些区域缺乏汞。研究小人员说，该恒星大气中那些富含汞的斑块实际上是汞蒸气云，它们的变化反映了恒星表面的天气变化。
黑猩猩的利他主义
德国科学家的一项新研究显示，黑猩猩偶尔也会做出真正的利他行为，并不像人们原先认为的那么自私。在野外生活时，黑猩猩有时候看上去很无私，例如它们会与同伴分享食物，但这类行为是有回报的，并不是对自己全无好处的纯粹利他行为。在此前的研究中，几乎没有证据显示黑猩猩具备真正的利他主义，甚至有实验表明黑猩猩对别人的利益并不在乎。
用纳米粒子帮助***青光眼
美国科学家最近利用一种独特的纳米粒子为载体，成功地将***青光眼的药物运输到眼内合适部位。这项成果显示，该纳米粒子可以用作高性能、无毒的药物载体。这种纳米粒子的成分是稀土元素铈的氧化物，它与***青光眼的药物分子结合，将药物运输到合适部位。该药物能够抑制一种酶的作用，从而减少眼内二氧化碳的产生量，降低压力。眼压过大是青光眼的重要症状。
水质净化篇3
关键词：流域湿地 水质净化功能 研究进展
一、流域湿地水质净化功能的内涵
湿地是自然界中最重要的自然资源、景观和生态系统，在维护生物地球化学平衡、净化水质方面发挥着巨大的作用，但是随着人类活动的影响，地球原本的生态平衡遭到极大的破坏，同时，湿地生态系统遭到极大的破坏，导致其原有的湿地净化功能不断减弱，从而引发水质下降、物质平衡失调等一系列的生态问题。
二、湿地的水质净化功能
湿地是重要的国土资源和自然资源，如同森林、耕地、海洋一样，具有多种功能。湿地与人类的生存、繁衍、发展息息相关，是自然界最富生物多样性的生态景观和人类最重要的生存环境之一，它不仅为人类的生产、生活提供多种资源，而且具有巨大的环境功能和效益，在抵御洪水、调节径流、蓄洪防旱、控制污染、调节气候、控制土壤侵蚀、促淤造陆、美化环境等方面有其它系统不可替代的作用，因此，湿地被誉为“地球之肾”。在世界自然保护大纲中，湿地与森林、海洋一起并称为全球三大生态系统。
湿地具有去除水中营养物质或污染物质的特殊结构和功能属性，在维护流域生态平衡和水环境稳定方面发挥巨大作用。
2.1天然湿地的自我净化功能
流域湿地本身就是天然的生态系统，在一定程度上可以完成自我净化功能。但是由于今年来农村农业经济的发展，村民在河内的大量作业活动，严重湿地生态系统的多样性，使湿地难以完成水体自我净化。
湿地一项重要的作用就是净化水体。当污水流经湿地时，流速减缓，水中的有机质、氮、磷、重金属等物质，通过重力沉降、植物和土壤吸附、微生物分解等过程，会发生复杂的物理和化学反应，这个过程就像“污水处理厂”和“净化池”一样可净化水质。湿地在净化农田径流中过剩的氮和磷方面发挥着极其重要的作用。
随着农村经济发展需求的逐步提升，河流退化、面源污染增加、社区环保意识不强等问题也日益凸显，使得原本的湿地面临着越来越严峻的水质和水量安全问题
2.2人工湿地也具有水质净化功能
天然湿地是处于水陆交接相的复杂生态系统，而人工湿地则是处理污水而人为设计建造的，工程化的湿地系统，是近些年出现的一种新型的水处理技术，其去除污染物的范围较为广泛，其净化机理十分复杂，综合了物理、化学和生物的三种作用，供给湿地床除污需要的氧气；同时由于发达的植物根系及填料表面生长的生物膜的净化作用、填料床体的截留及植物对营养物质的吸收作用，而实现对水体的净化。
人工湿地具有投资省、能耗低、维护简便等优点。人工湿地不采用大量人工构筑物和机电设备，无需曝气、投加药剂和回流污泥，也没有剩余污泥产生，因而可大大节省投资和运行费用。同时，人工湿地可与水景观建设有机结合。人工湿地可作为滨水景观的一部分，沿着河流和湖泊的堤岸建设，可大可小，就地利用，部分湿生植物（如美人蕉、鸢尾等）本身即具有良好的景观效果。
三、做好湿地水质净化工作，创造良好的生态环境
3.1流域湿地保护仍然存在着问题
湿地保护仍然是生态建设中的一个十分突出的薄弱环节，面临的形势还相当严峻。首先，面临着经济发展的巨大压力。过去的压力主要来自解决吃饭问题，为了增加耕地而大量开垦围垦湿地。当前的压力则更多的来自于对经济发展的追求，为了经济建设而过度开发湿地资源。其次，影响湿地保护管理工作的一些基本问题未得到解决，特别是思想认识缺位，***策机制缺乏，资金投入缺少，管理体系薄弱。这些问题，导致了一些地方盲目开发利用、乱占滥用湿地的现象不断发生，使湿地面积不断减少，湿地功能不断下降，并且这种趋势还在继续。
虽然近年来在改善和保护环境方面取得了一些进步，但现实仍然令人忧虑。各行各业的努力和成果并不平衡，大多数工业企业依然采取传统的生产方式，很少致力于可持续发展。污染企业正在全球范围内向最贫穷国家转移，而这些国家往往缺乏保护环境、卫生和生产安全的能力。随着经济的发展和对商品、服务需求的增长正在抵消环境改善的努力。
3.2大力响应国家的湿地保护***策
湿地与森林、海洋并称为全球三大生态系统，被誉为“地球之肾”。健康的湿地生态系统，是国家生态安全体系的重要组成部分，对经济社会发展发挥着越来越大的作用。去年，***批准了《全国湿地保护工程规划》，明确了湿地保护的指导思想、任务目标、建设重点和主要措施。我国湿地保护事业迎来了前所未有的发展机遇。
随着国家对生态建设的高度重视，社会对湿地的认识正在经历着把湿地看成是荒滩荒地到将湿地作为国家重要生态资源的转变。相应的，在思想观念上正在经历由注重开发利用到保护与利用并重，并逐步做到保护优先的转变。这些转变虽然是初步的，但对湿地保护工作具有十分重要的意义。
水质净化篇4
关键词：消毒技术净化水质应用
Doi：10.3969/j.issn.1671-8801.2014.01.570
【中***分类号】R-1【文献标识码】B【文章编号】1671-8801（2014）01-0387-01
水是社会发展和一切生命活动所必需的物质。随着社会的不断进步，经济的不断发展和人们生活水平的不断提高，我国的环境也受到了不同程度的破坏，其中，水质污染问题越来越受到广泛的关注，为了保障饮用水的安全，各种旨在改善饮用水水质的净水技术变应运而生，其中，最重要的一个环节就是饮用水的消毒，现将我国常用的消毒技术进行综合分析，并详细分析其在净化水质中的应用。
1二氧化氯消毒技术
1.1二氧化氯的简介。二氧化氯为黄绿色气体，以自由基单体存在，在20℃和30mmHg的压力下，其水中的溶解度为2.9克/升，在水中能够被光分解，与氨不起反应，所以，二氧化氯在水中几乎是100%以分子状态存在的。二氧化氯对人体有一定的刺激作用，当空气中的二氧化氯含量为14mg/L时，人们便能嗅到气味，另外，二氧化氯的挥发性比较大，如果储藏不严，会从溶液中逸出，温度升高，曝光或与有机质相接触，很容易发生爆炸，因而，在实际应用中，应避光保存。
1.2二氧化氯用于饮用水消毒剂的特点及消毒效果。首先是消毒特性。二氧化氯是高效的消毒剂和杀菌剂。除了对一般细菌的杀灭效果显著，对病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等都起到很好的杀灭效果。
其次是对嗅、味、色度的控制。在酚类化合物在低浓度的情况下会产生比较刺鼻的气味，二氧化氯能够有效的破坏氯酚。并且，二氧化氯还能破坏叶绿素中的吡咯环，从而达到遏制藻类生长的目的。
1.3消毒的副产物。二氧化氯本身就有毒性，其发生过程操作复杂，在消毒的过程中会产生无机消毒副产物亚氯酸根离子和氯酸根离子，其中亚氯酸盐和氯酸盐对人体中的血红细胞有损害，皮肤接触亚氯酸盐会对人体的造血系统产生影响，对健康产生潜在的危害。低剂量时能利用其氧化性破坏血红细胞的细胞膜导致溶血性贫血的出血，这些是在采用此工艺来净化水质所重视的问题。
1.4二氧化氯消毒技术的使用。在我国，二氧化氯技术广泛应用于食品、卫生、医疗、工业用水、生活用水等多方面，它之所以被广泛的认可与接受，主要原因有：二氧化氯有很强的反应活性和氧化性，其消毒效果明显；二氧化氯能够进行预氧化和中间氧化，可以有效的控制嗅味，防止微生物滋长，去除藻类、腐败植物和氧化硫化物等；二氧化氯在水中不会形成氯仿等对人体健康有害的有机卤代物。我国目前已经拥有高纯二氧化氯进行饮用水消毒的成熟技术，并掌握了分析水中二氧化氯、氯气和氯酸根的方法，这为我国广泛推广二氧化氯消毒饮用水提供了技术保障。
2紫外线消毒技术
2.1紫外线消毒技术原理。紫外线光片是介于可视光和X射线之间，在物理学上根据波长的不同被分为真空紫外线、远紫外区和近紫外区。根据生物学作用的差异，紫外线又可分为UV-A（320-400nm）、UV-B（275-320nm）、UV-C（200-275nm）和真空紫外线部分。水处理中实际上是使用紫外线的UV-C部分，其波长范围为200nm至280（315）nm，现已被证实是杀菌效率最高的紫外线。紫外线灭菌的原理是基于核酸对紫外线的吸收，紫外杀菌本质是一个光化学过程，另外，在紫外线的持续照射下还可以产生自由基引起的光电离，遏制微生物的繁殖，迫使其自然死亡，从而确保饮用水的安全。
2.2紫外线的消毒效果。紫外线消毒对杀灭微生物有着显著的效果，并且杀菌速度快，比如杀死痢疾杆菌的时间为0.15秒，大肠杆菌为0.36秒，腺病毒为0.1秒，毛霉菌属1秒，沙门氏菌属为0.5秒，乙肝病毒为0.7秒等，初次之外，它对隐孢子虫和贾第虫有特效消毒效果。由此可见，紫外线具有较高的杀菌效率，运行安全可靠，并不会对水体和周围环境造成二次污染。
2.3紫外线消毒技术的使用。在众多的消毒技术中，由于紫外线消毒工艺不添加任何化学物质、消毒效果显著和不产生消毒副产物等优点而受到大众的接受与欢迎。紫外线消毒技术历史悠久，早在1910年法国的马赛一家自来水厂就已经安装了一套相对完整的紫外线消毒系统对饮用水进行有效消毒，由于其环保及对确保人身安全等优势得到迅速的推广，在我国被广泛应用在饮用水消毒、再生回用水消毒、生活污水、工业废水等的消毒处理中，并随着对紫外线消毒技术的深入研究，其发展前景更加广阔。
3氯胺消毒技术
3.1氯胺消毒工艺的简介。氯胺消毒是指利用氯和氨发生化学反应而生成一氯胺和二氯胺从而完成氧化和消毒的方法。起主要作用的是一氯胺和二氯胺。
3.2氯胺消毒的优缺点。其优势首先体现在因氯胺与水中腐殖物质作用较小，因此减少了腐殖物质与游离氯所形成的致癌物质（如三卤甲烷），能够很好的保障人们用水的安全；其次，因为氯胺形成的余氯持续时间长，能有效地抑制残余细菌的再繁，其杀菌效果显著；此外，还还能够有效的避免氯引起的臭味。
其缺点有：首先由于氯胺的氧化能力相对较弱，对病原体的杀灭需要更长的时间；其次，氯胺的消毒的过程中会生成不具消毒效果的有机氯胺，会造成水质的二次污染。
3.3氯胺消毒技术的使用。氯胺早在1916年首次作为饮用水的消毒剂在加拿大渥太华的应用，由于氯胺消毒技术本身的优点和在检测和自动控制方面新技术的开发，在我国，近些年来由于对消毒副产物（DBPs）的关注和对饮用水中消毒副产物限值的规定，越来越多的水厂采用氯胺作为二级消毒剂进行消毒。越来越多的饮水企业充分利用氯胺消毒技术本身的优点和在检测和自动控制方面新技术的开发，把氯胺作为首选的残留消毒剂，并经实践证明采用氯胺消毒器出水管网余氯的达标率非常好，完全满足国家现行饮用水的卫生标准。
参考文献
水质净化篇5
1、冰水混合物是纯净物，也是化合物。
2、冰是水的固态形式，分子式和水的相同，都是H2O，所以冰水混合物中实际上只有一种物质及H2O，所以冰水混合物为纯净物。
3、冰水混合物的分子式H2O中含有氢元素和氧元素两种元素，所以不是单质，而其又是纯净物，所以冰水混合物是化合物。
（来源：文章屋网 ）
水质净化篇6
生石灰溶解于水后产生的钙离子可以与水中的硫酸根、磷酸根等产生沉淀降低水的酸度，进而达到净化水的作用。生石灰主要成分为氧化钙，是采用化学吸收法除去水蒸气的常用干燥剂，也用于钢铁、农药、医药、干燥剂、制革及醇的脱水等，也适用于膨化食品、香菇、木耳等土特产以及仪表仪器、医药、服饰、电子电讯、皮革、纺织等行业的产品。
（来源：文章屋网 .wzu）
水质净化篇7
5月21日，本刊就***用野营供水装备采访了***事野营装备专家段石教授。
记者：段教授您好，首先请您谈谈***用野营供水装备是怎样保障灾区供水和用水安全的。
段：此次抗震救灾我们主要是按照部队野战条件下的供水流程，结合实际情况，利用专业野战供水装备对灾区实施供水保障，多采取一种或多种方式综合组织供水，一般情况下就是开设野战水站。所谓水站就是取水、输水、净水、配水、贮水等专业供水装备的集合体。专业化部队把远处地域的水取回并输送过来，经过净化和配水，储存到一定容积的贮水罐里供人员使用，这一系列过程就叫做“开设水站”，具体有五个步骤。
首先是取水。前提是在有水源的情况下进行。当水源不足时先寻找水源，主要由作战部队或工程部队完成，应将部队配置在交通便利、水源充足的地区，利用专门车载水泵抽取水源，此外还可以在地下水丰富的地区采取临时打井的方法获取地下水。
其次是输水，即将水源地的水输送到灾区同胞临时安置点。输水方式主要有车辆和输水管线两种。车辆输水就是将方形软体橡胶运水袋固定在专用车上或直接采用运水挂车输送水。管线输水是架设临时管线将源水输送至供水保障点。
第三个环节是净水。使用多功能净水车等净水装备，将含有杂质或被污染的水净化成符合国家或***队标准的饮用水。
净水后就是分水或配水。配水装备装在净水车内，由机械操作完成水的分配，将净化好的水分装成小袋供人员使用。根据灾区所需水源的多少，对水源进行配置。
贮水是最后一个环节。为节约获取的水资源，供水点都会配备软体贮水罐等器材。软体贮水罐容积不等，最小的0.5米3，最大的达25米。，像个圆形的大水池。软体贮水罐多使用合成化纤材料制成，可以折叠，里外有涂层，打开后有支架支撑呈立体状态。将净化水储存在水站中后，按照实际消耗用水进行供水保障。
记：部队在输送水前，是否先要全面侦察水源?
段：就水源侦察来讲，无非两种途径。一般是通过飞机、卫星航拍侦察水源，也可以利用光谱分析光线反射率的差异，进行水源探测。后一技术较前一种来说更加尖端，浅表层的地下水都能被侦察到。四川灾区的水源非常丰富，基本不需要进行水源侦察。现在面临的主要问题是对污染的水源进行净化，也就是使用先进的净水装备，使灾区人民喝上合格的饮用水，以避免次生灾害(例如***情)的发生。
记：那么净水设备是如何把污水转化为生命之源的呢?
段：专用的净水装备主要是净水车了，常使用的净水工艺有普通净水、蒸馏净水、离子交换净水、电渗析净水和反渗透净水几种。
普通净水是按照混凝、澄清(沉淀)、过滤、消毒的工艺流程设计的，用于净化处理被污染的淡水。它的工作程序是在净水车处理槽中加混凝剂和消毒剂，然后过滤，去除水中浑浊物、微生物、气味、颜色和其它毒素。
记：您刚谈到的混凝对我们而言比较陌生，它为什么能使水从浑浊变得澄清?
段：水中的浑浊物主要是小颗粒悬浮物、胶体物(包括粘土、矿物质、二氧化硅等)、部分有机物。混凝就是对胶体的处理过程。早期的混凝剂成份为明矾、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁等一些简单的低分子无机盐混凝剂。现在发展为高分子铁盐混凝剂，主要成份是聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。加入水中后，混凝剂中的金属离子与水中的胶体颗粒发生电中和作用，使其脱稳和水解，形成絮状物凝固沉淀后析出，因此混凝剂也称絮凝剂。
记：其它几种净水工艺的原理有什么特点?
段：蒸馏法的净化原理是将水源加热后收集蒸汽，使之冷却凝结咸淡水。这种方法对海水、苦咸水的脱盐和去除核生化污染都非常有效，但成本高，耗费能源，效率低，设备体积较大，不利于机动。
离子交换净水可去除可溶性放射物、金属盐及其它可溶性化学制剂。它的原理是加入其它多离子化学物质，通过化学反应，将氯离子和钠离子分离降解，析出沉淀物达到净水目的。
电渗析净水对盐度低于5000毫克，升的水质淡化效果最好，对海水的作用不大。工作时在需要被淡化的水中加入电极，利用直流电形成电场，将水中的Na+和Cl-分开，达到淡化水质的目的。
效果最好的是反渗透净水。它利用溶液从高密度向低密度过渡的特性，在反渗透设备中安置一种用醋酸纤维素制成的、肉眼不可视的生物膜(一种在显微镜下可以观察到的由微生物组成的分子筛)，使水分子渗透到淡水槽中，达到净化的目的。这方面美***卓有成效，如Sweetwater拖车式轻型反渗透装置，Univox 150S型反渗透净水拖车，都是通过反渗透膜，将细菌、病毒等微生物滤除，达到净化水质的目的。美***近两年还利用微滤和反渗透技术研制了LWP轻型净水器，每小时能从淡水源和咸水源中分别提取473升和284升的饮用水。反渗透装置结构简单、重量轻、体积小，易于操作维修，能满足战术技术要求，很多国家都着力研发。
记：我***目前使用哪种净水工艺?
段：单纯使用一种净化法效果往往不会太好，现阶段净化水源是综合上述多种净化技术来实现。技术发展最快、最先进的还是反渗透净化法，因为反渗透法采用的生物膜技术优于其它方法，其它净化方法只作为辅助手段。当然，西方国家研制生物膜的技术含量比较高，孔径非常小，更接近于水分子，在反渗透的过程中，只有水能通过生物膜渗透到容器里，别的物质都被过滤在外，一、两级渗透就能起到较好的淡化作用。我国的生物膜工艺有待进一步提高。
记：这次电视报道灾区使用的多膜净水设备是不是采用了反渗透法?
段：电视上报道的多膜净水设备实际上就是我们所说的多功能净水车。它集离子交换、电渗析和反渗透工艺于一体，主要利用反渗透的净水方法达到净化目的。被净化出来的水经过净水车里自带的包装程序，直接产出一袋袋的饮用水。它可视需求对水进行一般净化或精度净化。一般净化每天可出200吨水。保质期一个月；精度净化为100吨，保质期更长。精度净化的水不用煮沸即可直接饮用。水质的细菌含量都在国家制定的标准内，一般净化的每毫升水在7天内的大肠菌群不超过1个，精度净化的是90天内。
记：这种净水车是我国最新一代的净水装备吗?
段：是的。这次灾区使用的净水车是我***90年代研制出的最新一代产品，具有多项国家专利，在技术上与国外平齐，但出水量和净水效率略低一些，主要是反渗透工艺中生物膜的研制略逊于国外先进水平。我***前一代净水装备叫运净水挂车，集贮水、净水、保温于一体，容积约2吨，能将水的温度保持在10℃左右，防止寒冷环境下水罐结冰，因此主要适用于高寒地区。这个运净水挂车里也配有相应的净水系统，但没有现在的最新产品净化效率高。
记：新型净水车每辆大概能满足多少灾区人员饮用?部队士兵的野战用水标准跟普通人一样吗?
段：按***队平时每人每天生活用水50升的标准计算，每辆净水车可保障4000人用水。而在野战条件下。无论什么季节，***队每人每天实际饮用水标准为2.5-4升，如果供水极端困难，，仅为1.5-3升，也就相当于3-6瓶矿泉水。
记：除净水车外，部队还为灾区提供了便携式净水器和单兵净水器，它们有什么特点?适合什么情况下使用?
段：单兵净水器主要供单兵使用。国际国内在单兵净水器的研制上都有较大发展。我***单兵净水器是手握式净水器，体积较小，净重约300克，类似于医用注射器。它操作简单，使用时只要推动净水器柄，利用自流压力，使污水通过过滤膜过滤。不足是过滤膜使用寿命短，一般净化500升水后就要更换，相对而言使用效率不高，只适合侦察兵或侦察分队使用。
相比之下，外***的单兵净水器工艺要先进一些。像美***“保护者”单兵净水器的净化系统属于迷宫式深度过滤器，净化程序为“不锈钢预过滤器――4μ过滤器――0.2μ谜宫式深度过滤器――颗粒活性炭吸附”。它不仅能去除水中的悬浮物、胶体、藻类，甚至可滤掉贾第虫胞囊和小隐孢子虫，达到水质净化和除菌的目的。它出水量不小于1升/分钟，高190毫米，重量仅311克，单兵携带十分方便。除此之外，它还具备清洗简便、价格低廉的优势。英国普里麦克公司生产的PWP型单兵净水器重500克，高140毫米，直径95毫米，一次可滤出1升饮用水。这种净水器的净化程序简单来说就是“先过滤，后消毒”。使用时将净水器旋紧于瓶口上，然后倒入生水，不到10分钟，水瓶即可充满，其中包括2分钟净水等待时间。净水器顶层是粗网状的泡沫，可过滤颗粒较大的物质，容易清除；中间是一个镀银活性碳预过滤器，可清除顶层没能过滤的物质和有机污染物；底层是消毒器，以4％浓度向水中释放碘，起到接触性消毒的作用，可以把携带细菌、病毒、寄生物、污染物的水处理成为安全的饮用水，也能除去许多自然水中存在的有机物质，改进水的口味、气味和颜色。
便携式净水器也主要由单兵携带，但以连、营为单位配置使用。我***的为罐状，体积较小，净重约12千克，可随身携带，每小时净水100-150升。美***主要有口袋型和迷你型两种。其中口袋型净水器全重650克，可连续过滤5000升水：迷你型净水器重250克，可连续过滤7000升水。两种净水器都可以悬挂在腰带上或放置在背包内携带。
对于灾区来说，净水效率最高的还是多功能净水车，一天的净水量可达到100～200吨。灾区用水和作战用水的情况不同，不用在敌情、警戒问题上做太多考虑，因此单兵净水器只适合在小范围内使用。便携式净水器主要针对可见污染物以及水质浑浊度进行净化，如果对水进行消毒，还得通过卫生部门提供的药片洗消来实现。在灾区这种特殊环境下，我们尽量选择净化没有被污染的水，对已被污染的水源不会做太多考虑。
记：净化后的灾区饮用水要达到什么样的标准?
段：饮用水水质的标准由若干项指标组成，并不是一个笼统的标准，只有经过测试后，水质各项指标均在这些指标范围内才能饮用。与和平时期用水相比，***队规定战时饮用水的水质标准是非常低的。以水的硬度举例，它主要以钙、镁离子的含量为衡量标准。一般来说，一升水中的钙、镁离子在150毫克以下，就属于较好的软水质；600毫克以上就是强硬水，基本不能喝。灾区的水经过净化后能达到比较好的水质效果，这主要是四川本土水源的水质较好，每升水钙、镁离子含量多在150毫克以内。不像北方的水源，如北京的水质硬度稍高，每升水钙、镁离子含量约为200毫克，但也处于饮用标准以内。
再比如说水的透明度。它是通过透明计量瓶对水源进行观察，瓶上标有刻度，底部有个***标。将水倒入后，如果在刻度线10厘米以下还看不清***标，就是浑浊水；如果在30厘米刻度线以上还能看清，就是透明度很高的水了，这种水也是我们日常饮用水的标准。
当然，战时饮用水水质标准还有很多，如毒剂指标、放射性指标、一般化学指标等。
记：那么，净水装备在历史上的战争中是否发挥过作用?
段：有关两次世界大战中使用净水器的记载非常少，只有二战中北非战场一些净水过程的记录。当时没有什么装备，主要采取植物净化方式，如仙人掌、仙人球、马齿苋等，具体做法是将这些植物打碎并加水稀释成5％-10％比例的溶液，再与少量普通黄土或红土并用，加入浑水里，朝一个方向快速搅拌至絮状物出现，就可将水净化。真正用于实战的现代化净水装备是在海湾战争中，美***曾经使用过大型的、包括各种净化工艺的净水站，展开后类似一个加工厂。
记：我们在电视中看到灾区大量使用药片净水，请您介绍一下它们的原理和特点。
段：水质不同决定了我们采用的净化方法也就不同，一般的苦咸水、海水可以通过各种净化工艺变为淡水。可是有些水质里含有的细菌或微生物不能净化干净，必须借助药片消毒才能符合饮用标准。通常来说，消毒剂有海拉宗片、有机碘片、次氯酸钙片(即漂白粉精片)等几种。它们的消毒原理非常相似，都是利用元素的固化性质来实现的。例如海拉宗片是一种次氯酸类的药片，类似于我们日常使用的84消毒液。次氯酸具有较强的氧化性，能破坏细菌的细胞壁，增强细菌的细胞膜通透性。当药片溶入水中后，次氯酸迅速扩散，进入细菌体内。与细菌蛋白、核酸、酶等发生氧化反应，从而杀死细菌。此外，氯离子也能改变细胞的渗透压，使细胞失活而死亡，使得到的水源不会危害人体。有机碘片是利用碘对蛋白质的固化作用，对水中的细菌和微生物进行消毒，像医学上使用的75％的酒精对蛋白质固定的效果最强。
记：这几种消毒剂有什么区别吗?对水质有不同要求吗?
段：它们的消毒原理基本一样，只是规格、浓度不同，产生的消毒功效没有太大差别。在药片和水源的问题上。没有严格规定哪种水源非要配置哪种药片，将药片按一定比例放置水中消毒后，只要水质从色度、透明度、浑浊度等方面能达到国家或***队标准，就可以放心饮用了。另外，我们在单兵净水器材中还会使用到一种叫“脱盐剂”的物质。它的工作原理与别的消毒剂不同，是通过加入大量的化学物质使水里的盐分沉淀，主要用行员救生等应急场合。由于沉淀下来的盐分仍有一定的毒性，适合饮用的只是水面上的澄清部分，净水的容量较小，效率
不高，因此不能大规模使用。
记：消毒剂能完全将水中的细菌、微生物等去除干净吗?净化后的水有味吗?
段：严格来说，消毒剂并不能对水进行完全消毒，只能起到短时、少量消毒的作用，在短期内对水源消毒后达到国家或***队规定的标准即可饮用，不是长期饮水采用的手段。消毒剂中的次氯酸钙片有味道，可以将维生素C片压碎放入，去除次氯酸的酸味。
记：与消毒剂比较，自来水厂和生活中的普通饮水机对水源的消毒原理有不同吗?
段：自来水厂对水源的消毒也主要是大量使用氯，就是漂白粉。当氯被放置到水中后，细菌、微生物等有害物质就能凝固，达到消毒的且的。当然，水质的消毒不可能没有任何细菌存在，只要细菌或微生物的含量达到国家标准就可以饮用。
普通饮水机的消毒原理则和前面所说的消毒剂不同，它主要通过紫外线消毒，一个25瓦的紫外灯一小时只能消毒一升水，而且对去除水中的重金属和化学物质的作用不大。因此，普通饮水机对水质的消毒并不能起到良好的效果。
记：刚才我们谈到的是一般净水消毒，如果水源被核、生、化污染，应使用哪种净水设备净化水源?
段：我们先了解一下核生化条件下水源受到污染的过程。
核弹爆炸通常分为早期辐射、冲击波、放射沾染等几个阶段。早期辐射的持续时间较短，对水源没有太大影响；冲击波主要是对建筑物的破坏；危害最大的就是核沾染，如果有载体直接接触到水源，水源就被污染了。
生物制剂污染主要指微生物、细菌等污染。例如，灾区的生物污染主要是次生威胁污染，如腐尸等。作战条件下则是一些生物武器的污染，像朝鲜战争中的鼠***、苍蝇等生物袭击造成的污染。
化学制剂污染是指一些化学物质，如芥子气等。这些物质对水的溶解度较低，进入水源容易被发现，像芥子气融入水中，水的颜色会变黄，并产生大蒜样的味道。如果是轻度污染，可加入前面我们提到的消毒剂将水中的化学制剂洗消或降解掉即可，如被重度污染，就只能采取远程输水的方式了，净水已经不起作用。
严格来说，核生化污染下的水源是不能饮用的，只能想办法将其它地方的水输送过来。以我***现有的净水设备来看，还没有完全具备净化被核生化污染水源的能力，特别是生物污染和化学污染。除此之外，净化该类水源的成本高、效率低，因此一旦进入这种区域，最好采取将人员和物资转移的办法，以防多种污染发生。
记：这次我***净水装备相当于参加了一次特殊的战役。今后我***的净水装备将向什么方向发展?
水质净化篇8
1.英国南安普顿郡TestValley虹鳟养殖场
该场年产虹鳟约600吨，每年的用水费用大约为2000英镑。养殖排放水需经环保部门检测总氮、总磷和悬浮物等指标，达标后才允许进入湿地净化处理。湿地和养殖池塘面积比例达到1∶1，经湿地净化处理，悬浮物总量明显下降，总氮和总磷降解80%。
2.荷兰Wangnigen大学欧洲舌鳎养殖试验渔场
多营养层次的综合养殖模式：以3个池塘为一组，1个池塘生产欧洲舌鳎、1个养殖贝类、另一个种植藻类。要求养殖用水达标排放，并按人的生活用水排放量标准核定排污费。该养殖场共有12000米2，每年收取相当于23人废水排水量的排污费。
3.匈牙利Jaszkiser现代渔场
是集养殖和休闲观光于一体的综合性精养渔场，主要养殖鲤鱼。整个渔场的生态养殖布局有11个3亩左右的养殖池通过***的生态进排水沟渠与1个约360亩的湿地净化池相连，构成生态循环水养殖系统。
4.池塘高密度循环流水养殖
吴江四大家鱼部级良种场将一处池塘分为套养池和主养池，主养池一端设置有将套养区内的水引入主养区的增氧推水装置，另一端与沉淀池相通。沉淀池底部设置有将鱼类粪便和残饵等收集至集污塔内的处理装置。
二、大宗淡水鱼池塘循环水养殖研究
1.净化池中种植的水草筛选
在净化池中种植芦苇、菖蒲、再力花、千屈菜、凤眼莲、睡莲、藨草、菹草、狐尾藻、空心菜等水草，并将它们进行实验比较，得出在相同使用面积的前提下他们对水质净化效果的差异(***1)。
2.微生物净化水质技术研究
实验表明：复合芽孢杆菌对试验水体总氮下降显著，同时对试验水体氨氮去除显著；EM菌对试验水体总氮、氨氮具有显著的去除效果。
3.池塘固定化微生物净化技术研究
固定化材料：弹性生物填料(生物刷，长度1米，每立方米44根)。微生物的来源：土著微生物，外源性微生物采用固体浓缩型(以芽孢杆菌和***酸菌为主)。固定化微生物净化效果：(1)生物刷可将池塘水体中103数量级的细菌提高到菌膜上106以上的数量级，外源添***生物可比池塘土著微生物提高10倍的附着量。(2)水面下50厘米处主要富集了硝化细菌、氨化细菌等以好氧为主的菌群，近底层50厘米处主要富集了以反硝化细菌等兼性和厌氧微生物为主的群落。(3)对水体总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐、COD的处理效果明显，特别是池塘叶绿素含量明显下降，对于控制水质富营养化效果较好。
4.生物浮床水质净化技术研究
当生物浮床在养殖池塘水面覆盖率为7.5%时，可使水体透明度增高，氨氮、亚硝氮含量降低，养殖产量可提高20%，并能提高鱼肉品质。
5.背角无齿蚌对养殖池塘水质的净化特征研究
背角无齿蚌能够有效地净化养鱼水体水质。对氯化物、总氮、硝酸氮、总磷、铝、硌、铁、镍、锌和钼的最大降低(去除)率分别为90.9%、90.8%、24.1%、23.1%、23.4%、63%、78%、12.7%、100%、80.6%。
6.净化池塘和养殖池塘之间的关系研究
(1)按净化池塘所能承接的养殖池塘一次总排放水体计算：1亩净化池塘可以净化15亩养殖池塘，也就是养殖池塘和净化池塘的面积比为15∶1。(2)按养殖池塘所排放的污染物浓度降解力计算：1亩净化池塘可以净化7.5亩养殖池塘。这个比例我们只考虑了水生植物对污染物的净化作用，而没有考虑净化池塘中的微生物、藻类，以及净化池塘的沉降和过滤等作用。目前生产上一般采用养殖池塘与净化池塘的面积比约为10∶1。
三、大宗淡水鱼池塘循环水养殖模式构建
1.大宗淡水鱼池塘三级净化循环水养殖模式
一级净化：一级净化池以河道为主体，在河道两边种养凤眼莲、水花生，吊挂生物刷(进行固定化微生物处理)；同时放养河蚌、青虾、花白鲢，形成一个天然的水质净化系统。二级净化：二级净化池是一个有一定面积的土池，在深水区设置浮床；在浅水区种植有多种水生植物，有浮水的、挺水的、沉水的，同时在池中也放养河蚌、青虾、花白鲢等动物品种。三级净化：三级净化池是一个浅水池塘，这里以挺水植物为主，种植有各种各样的挺水植物，同时也有一定的沉水植物和浮水植物，水生动物有河蚌、青虾、花白鲢等。以武进三级净化养殖功能小区主要养殖模式为例，从生态循环池塘养殖模式水质净化效果看，从三级净化出来的水质要好于水源的水质。经三级净化出来的水体，氨氮的去除率平均为60.49%，亚硝酸氮的去除率平均为86.51%，总氮的去除率平均为74%，总磷的去除率平均为68.5%，叶绿素(藻类)的去除率平均为73.67%。武进水产养殖场主养团头鲂，通过循环水工程建设、池塘生态环境营造、生态免***防控技术的推广应用，团头鲂养殖技术日趋成熟，产品品质和经济效益不断提升。
2.多介质层复合潜流湿地在池塘循环水养殖中的应用
湿地主体由上行－下行垂直潜流湿地复合而成，多介质层。复合湿地对于水体中氮、磷、农药、重金属等均有较为稳定的处理效果，处理能力为100吨/天，湿地和养殖池之比可达1∶90。复合湿地工程建设：管道铺设。利用混凝土整板技术建设好湿地池体部分，然后开始进行管道铺设，根据进水量进行打孔后布置在池体底部，利用青石对管道保护。第一、二层滤料填充。滤料层共为三层，底部两层分别为两种粒径的鹅卵石，先铺设较大粒径的鹅卵石，再铺设小粒径鹅卵石。粒径大小根据进水质量选择。第三层滤料填充。在小粒径鹅卵石上铺设粒径为2～4厘米的生物陶粒，陶粒种类繁多，应选择孔隙度较好的浮性陶粒，便于微生物膜的形成，也可富集较多的微生物。复合湿地植物种植：初期主要选择了三种植物作为种植对象，分别为再力花、美人蕉、梭鱼草。种植初期，用纱网打孔对植物进行固定，防止倒伏，待植物根系稳定后，去除纱网。因为三种植物长成后植株大小差异较大，植物在种植的时候要充分考虑好间距。
四、大宗淡水鱼体系其他生态养殖模式集锦
1.鱼——藕互惠种养复合系统：该模式对改变漳泊湖渔场的生态环境，使之成为生态观光水产示范基地，对改变过去鱼病成灾、药残严重、效益低下的现象起到有力推动作用。
2.池塘青鱼环境友好型养殖模式：以“池塘生物浮床＋生态沟渠”为核心构件，运用循环水调控技术建立养殖小区“四个一”工程化水质修复技术模式。
3.“上粮下鱼”和以稻田为净水单元的复合养殖模式：利用无机固定化浮板构建了水稻净化浮床，研究发现，水稻浮床对水体总氮、总磷净化效果显著，浮床水稻的单产为7103.6千克/公顷，比大田水稻减产23.33%。浮床水稻的穗长、每株有效分蘖、穗粒数、结实率和千粒重为大田水稻的88.26%、85.95%、68.35%、88.22%和86.22%。
4.重庆综合试验站创新池塘水上立体式浮架，开展水上栽培、水下养鱼的“鱼菜共生”技术，被农业部确立为2013年、2014年农业主推技术，已推广6.2万亩。
5.乌鲁木齐综合试验站高效池塘循环水养殖模式：开展系统运行监测与检测；不同水生植物对潜流湿地水质净化效果的比较研究；生态池塘工程附属设施的建设及工艺改造升级；开展池塘生态系统工程示范试验，节水、节能效果凸显。
水质净化篇9
关键字：工业污水植物净化； 美化处理； 污染
Abstract: With the rapid economic development, the improvement of living standards, environment purification, landscaping and more attention in the expanding modern industrial scale, more and more waste residue of wastewater generated by industrial production, direct emissions will greatlypollution of the environment. Industrial sewage inorganic waste water containing inorganic contaminants, organic wastewater containing pollutants, heavy metals in waste water, waste water containing radioactive substances, require special purification treatment to discharge or use this article on the industrial wastewater treatment plant purification shallow To be discussed.Keywords: industrial sewage plant purification; to beautify processing; pollution
中***分类号： S273.5 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）
近年来，随着我国工业化的发展，水环境污染问题越来越突出。而人们对生产生活过程中污水处理的重视程度不够，管理水平较低；致使污水一般不经过任何处理就直接排入附近河流湖泊，严重加剧了水环境的污染；特别是工业污水含有大量的有害物质，不经有效地处理会严重恶化环境，为害生命的生存与健康。因此加大对工业污水处理管理，研究探索出既能美化环境又能有效地净化污水的处理措施，对未来的生产生活具有极其重要的意义。
1 不同植物对工业污水净化处理
1.1 近几年来，人们利用植物净化的特殊方式对工业污水处理取得了很好的净化效果和净化效率，同时也研究出不同的植物对污水的净化效果不同，从而建构出许多种污水的植物净化处理模式。根据实验研究表明香蒲植物具有净化铅、锌等矿废水效果，而且宽叶的香蒲植物是属单子叶多年生挺水植物，有根状茎和其他下茎能够不断延伸而迅速发展成群体，能在水生植物净化塘中占绝对优势，形成较好的绿色效果，对一些含有重金属工业污水有很好的净化处理作用。还有红树林植物能够净化含工业废油废水、重金属的工业污水也有一定处理效果，其中属于红树植物之一的白骨壤在对含有重金属的工业污水有很强的适应性和耐受性，其对重金属污染物的吸收量极大，净化效率也很高。
1.2在工业污水的植物净化处理中，很多草本植物也能净化工业废水，如水葫芦、水花生、大漂、浮萍、风车草、宽叶香薄及茭白等，当利用一定的植物处理模式来处理工业废水后，这些草本植物对工业污水中一些悬浮物去除率都在70％以上，其中水葫芦、水花生、风车草的净化率更是达到84％以上；对工业污水中存在的TN、TP、 CODCr和BOD5等有害物质也有一定的净化能力。
2 工业污水的植物净化处理机理
2.1 利用植物净化的能力对工业污水进行处理，是利用了植物填料特有的理化特性、微生物的分解作用和植物的同化异化作用来处理工业污水； 是植物填料、植物和微生物共同作用的结果。建成完整的植物净化模式后，填料表面和植物根系及周围附着了大量微生物。当污水流经时，污水中的悬浮物会被填料及根系阻挡拦截，有机质、矿物质会通过微生物、植物膜的吸附和同化、异化作用进行生物去除。同时植物不但可以直接吸收利用污水中的少量营养物质，而且还能为其根系周围的微生物输送氧气和提供栖息地，大大增***生物的数量和分解代谢的面积，进一步促进植物的生长提高了植物净化能力。
2.2 在进行工业污水的净化处理中，一些水生植物长期生活在缺氧的环境中，致使植物本身的结构出现了一些特殊性状。例如植物被污染的部分表皮细胞排列非常紧密，避免污水侵染受害导致的同化功能下降，造成水分过分蒸腾，从而增强植物的耐污性和抵抗力，进一步加强了植物在污水中的生存能力，间接地提高了植物的污水净化能力。
2.3 一般用作污水净化的水生或湿生植物根系都比较发达，这样更有利于阻挡、吸收污水中的物质。而这些植物在生长过程需要大量的N、P等营养物质，其吸收以后不仅能促进植物的生长，还能对一些富营养化水体起到明显的净化效果。同时在植物吸收污水中的污染物后，特别是一些重金属离子和有机有害物质，就会富集和固定在植物体内或土壤中，从而减少了水中污染物的含量。更重要的是：污水中存在的重金属物质主要积聚在植物的皮层细胞中的细胞壁上，只会有少量重金属物质进入植物细胞的原生质，表明了植物的细胞壁对重金属有很高的亲和力。在植物净化系统中植物不断地生长，根系越来越发达，这样植物与污水接触面积就逐渐增大，并逐渐形成密集的过滤层，因此净化植物还起到了沉降、吸附和过滤作用，进一步加强了植物的净化功能和提高了净化效率。
3 工业污水的植物净化处理的利用和发展
3.1 在工业污水的处理中，采用植物净化治理污水是一项新兴的生物工程技术，其建设投资成本低，对环境扰动也很小，有利于保护、改善和美化原有生态环境。同时在工业污水的治理污染过程中，这样可以间接获得植物和生物能源，产生一定的经济效益。根据国家有关环境保护的议案和提议，利用植物对工业污水进行治理不仅能有效的保护环境、美化环境，还能促进我国新型产业技术的发展。同时我们还需要加快对这项新型生物工程技术的研究，努力地完善植物净化系统的不足之处，并结合其他有效的工程技术，采用复合式的工业污水处理工艺，来增强工业污水的治理能力。
总结：目前我国对利用植物净化处理工业污水的技术还不够成熟，这需要有关技术人员掌握扎实的专业知识，努力提高自身素质，按照有关污水处理的要求，并结合国内外工业污水的植物净化处理的经典案例，进行探索研究，提出科学合理的解决方案和净化工艺，减少工业污水对环境的影响。
参考文献：
[1] 翟旭，吴树彪，侯保朝等．《人工湿地植物净化效果研究》［J］， 安徽农业科技，2009，37( 31) : 15368-15370.
[2] 郭杏妹，刘素娥，张秋云等．《三种人工湿地植物处理农村生活污水的净化效果》[J］, 华南师范大学学报( 自然科学版) ，2010，2.(1) : 105-109.
[3] 蔡满成，杨颖． 《污水人工土壤植物床处理》［J］．，给水排水，2002，28( 9) : 13-19.
水质净化篇10
关键词： 课前调查 前概念 初中化学教学
随着我国化学教育的发展，前概念对中学生化学科学概念形成的影响也逐步为一些专门从事化学教育研究的学者和一线教师所关注，更有一些理论工作者和一线教师在这方面做了研究工作。由于初三是学生学习化学知识的第一年，前概念对其科学概念的形成的影响也最显著，因此笔者选取这个学龄阶段的学生作为研究对象。
一、初中化学中易受前概念影响的概念
笔者首先了解清楚的是初三学生在化学学习中有哪些典型的前科学概念。根据收集到的访谈资料，对这些资料进行整理之后，得出初三学生在化学学习中易受前概念影响的概念有以下这些：饱和溶液、分子原子、物理变化化学变化、物理性质化学性质、元素、纯净物、混合物、化合物、溶液、酸碱盐、氧化物、温室效应、潮解、复分解反应、质量守恒定律、溶解度。
二、关于“纯净物和混合物”的课前调查及教学对策的研究
“纯净物混合物”是学生初次接触的有关物质分类的概念。根据以往的教学经验，对只含一种元素的单质，学生很容易判断出它是纯净物，而相当一部分学生会将冰水混合物、氧化镁等多种元素组成的“化合物”归为多种物质组成的混合物。我在讲授“纯净物和混合物”的概念之前，在初三年级的五个平行班中，随机抽取200个学生进行了测试，共收到196份有效测试卷。针对调查结果，我们设计了相应的教学对策。具体内容如下：
1.测试卷题目。
问题1：语言描述什么是纯净物，什么是混合物？
问题2：下列物质哪些是纯净物，哪些是混合物？请简单说说你的理由。
氮气、氧化镁、冰水混合物、澄清的石灰水、二氧化碳。
问题3：你知道哪些物质是纯净物，哪些是混合物？举例说明。
2.测查结果及分析。
第一题，70%的学生认为混合物是由多种物质混合成的，纯净物只有一种物质。20%的学生认为纯净物含的物质少，混合物含的物质多。10%的学生认为混合物是不干净的，纯净物是干净的。从调查结果可以看到少部分学生受生活经验的影响对混合物和纯净物的描述与科学概念不一致，但是大部分学生对混合物、纯净物的描述是科学的。
第二题，80%的学生认为二氧化碳是纯净物。70%的学生认为冰水混合物是混合物。60%的学生认为氧化镁是混合物，因为氧化镁中有氧气和镁。25%的学生认为澄清石灰水是纯净物，他们认为“澄清”的就是纯净物。学生习惯从生活经验区分纯净物和混合物，从字面判断物质分类的倾向较明显。
第三题，他们认为是纯净物的有：纯净水、氧气、二氧化碳、药物、纯金、酒精、食用油、纯氧、食盐、药水、干净树叶。他们认为是混合物的有：玻璃、氧化镁、矿泉水、饮料、石灰水、药水、石油、空气、盐水、自来水、污水、牛奶、汤、塑料。纯净物的例子以纯净水、氧气、二氧化碳居多，混合物则多是生活中接触到的各种食品等。在学生给出的例子中，发现凡是名称中带有“纯”字的，学生往往认为是纯净物；干净的（干净树叶），透明的（水）物质，他们认为是纯净物；可见，初中阶段的学生往往把物质等同于生活中的“东西”，他们还未从微观结构上树立认识物质的观念。
根据调查结果：我认为初中化学教学中首先要拓宽学生的知识视野，帮助学生更深刻地认识物质，使他们从物质的微观组成上认识物质的本质；还要注意强调混合物与纯净物的分类依据，从方法上指导他们；另外，他们对物质和元素的联系和区别认识模糊，因此还要帮助他们理清元素与物质的关系。
三、关于“纯净物和混合物”的教学设计的研究
由以上研究可知，帮助学生确定分类依据，使其理解概念的本质是教学中的重点。初中生的知识面比较窄，而且他们接触的化学物质较少，教师在教学上要从学生熟悉的事物着手，充分利用化学实验引导学生认识概念的本质，具体教学设计如下：
1.课前布置学生收集食品、饮料等商标。
教师准备75%的医用酒精、0.9%的生理盐水。课上师生先共同分析它们的成分，认识其中均有多种物质，是混合物；再分析纯净水的成分，知道其中只有一种物质，是纯净物；最后让学生分组讨论他们手中各种商标中的配料表，分析比较其中物质种类的多少，明确混合物和纯净物的概念。课上学生非常兴奋，积极发言。
2.发挥化学实验的功能，区分纯净物与混合物。
化学是一门以实验为基础的学科，实验教学不仅可以激发学生学习的兴趣，而且可以帮助学生形成概念。针对上述问题，分组做镁条在氧气中燃烧的实验：教师展示镁条和一瓶氧气，让学生观察它们的颜色与状态，并初步判断它们的类属；把镁条点燃，放入氧气集气瓶中，反应结束后，让学生观察生成物氧化镁的颜色和状态。通过实验，学生明确了氧化镁不是氧气和镁条的混合物，而是发生化学反应生成的一种新物质。这时再让学生判断氧化镁是纯净物还是混合物，学生一致认为是纯净物无疑。接下来，组织学生判断纯净水、二氧化碳等由不同元素组成的物质的类属及原因，巩固认识。
四、教学效果的探查与反思
本研究中，在引导学生理清物质和元素的关系之后，学生总结出混合物中有“多物”，纯净物中只“一物”；化合物中有“多素”，单质中只“一素”的理解记忆方法，也使“二氧化碳”、“氧化镁”等不再有混合物的说法了，通过教学绝大多数学生能够准确区分教师列举的纯净物和混合物。每个学生都有自己的学习方法、记忆的“窍门”，他们的记忆方法符合这个年龄段学生记忆心理特点。学生之间相互交流，比起教师的强调更容易被接受，这是教师应该用心挖掘的教育资源。
参考文献：
[1]李高峰，刘恩山.“前科学概念”的术语和定义的综述[J].宁波大学学报（教育科学版），2006（6）：43-45.
[2]王祖浩.化学教育心理学[M].南宁：广西教育出版社，2007.2.