如何才能真正有效地去除自来水中的余氯

1、08057 如何才能真正有效地除去自来水中的余氯华东师范大学第一附属中学 高二（6）班 李珏瑛【摘要】 随着人口的增长和生产力的发展，人们对水的需求越来越多，对水质的要求也越来越高。自来水是人们获取水的最重要的渠道。在自来水的生产工艺流程中，大多数的有害物质已被去除，但在消毒过程中，加入的氯却成了一大隐患。经过检测我发现自来水中余氯存在的形式是次氯酸、氯离子和少量与水中有机物结合后的氯化物等。它们都分别对生活和工业产生了一定的影响。 往往，人们对于除氯的方法有着误区，认为只要将水煮沸就可以了。然而事实并非如此。传统方法烧煮并不能完全除去余氯。在本次课题的研究中，我运用了化学方法和用鱼类做模拟实

2、验的方法，测出了各自的含量，并找到了能够同时除去这三者的方法活性炭除氯。此外，我还通过对几种除氯方法的比较，确定活性炭除氯是最简便而经济的方法。【关键词】自来水 消毒剂 余氯 【正文】一 引言1.自来水中氯的消毒原理 上海的自来水厂中使用的是naclo作为消毒剂。根据化学测定，ppm级浓度的次氯酸钠在水里几乎是完全水解成次氯酸，其效率高于99.99%。其过程可用化学方程式简单表示如下：naclo + h2o hclo +naohhclohcl+o所以，次氯酸钠消杀最主要的作用方式是通过它的水解形成次氯酸，次氯酸再进一步分解形成新生态氧o，新生态氧的极强氧化性使菌体和病毒上的蛋白质等物质变性，从

3、而致死病源微生物。由此可知，自来水中余氯的存在形式有次氯酸、氯离子和少量与水中有机物结合后的氯化物。2. 余氯的影响及危害 一些有机氯化物会对人体产生致癌作用。次氯酸极强的氧化性在人们用水洗涤时会对人的皮肤等产生影响。而氯离子主要对于工业生产流程产生影响， 氯离子在建筑业，电镀化学等领域有着破坏作用、对不锈钢有着腐蚀作用。例如在杭州湾大桥的建成过程中，为了防止氯离子损坏混凝土并腐蚀其中的钢筋，在混凝土桥面的关键部分和桥墩都采用了道康宁的硅烷憎水剂，来抵御氯离子的腐蚀。而自来水中的氯离子，虽然是少量的，却也成为了工业生产中的一大隐患。在生活中，人们饮用烧开的自来水。氯离子对大多数的人不会产生重大

4、影响，但对于高血压患者，氯离子的摄入量是需要谨慎的。最重要的是，人们对于自来水的使用是日积月累的。即使余氯的含量较低，但它的影响却是潜移默化的。二 实验材料与方法第一组实验:探究自来水中氯离子的含量的影响因素实验一：测定自来水中氯离子的原始浓度实验设备及药品：离心机，电子天平，煤气灯，agno3溶液。1.1.1自来水样的采集打开学校自来水的龙头， 放水5分钟后， 用量杯量取500ml自来水，倒入烧杯中。点燃煤气灯，加热自来水许久，将原500ml自来水浓缩至5ml。1.1.2自来水中氯离子的测定1）把浓缩后的5ml自来水冷却，转移到离心管中。2）在离心管中滴加过量agno3溶液，使自来水中的氯离

5、子完全转化为沉淀。3）将自来水样品离心，离心速度为300r/min，离心时间为3分钟。4）离心处理后，小心地倒出离心管上层的水。用经过agno3检验过的蒸馏水洗涤沉淀，并全部转移到蒸发皿中。5）用煤气灯加热，直至水分完全蒸发。6）用电子天平称出蒸发皿和沉淀的质量，再减去原蒸发皿的质量，即是所得沉淀agcl的质量。1.1.3 记录与计算表1：自来水中氯离子的原始浓度的得出agcl的质量 单位：毫克计算所得氯离子的浓度 单位：毫克/升31.5实验二：探究温度与自来水中氯离子浓度的关系 1.2.1实验器材与方法：与测自来水中氯离子的初始浓度方法一致。记录与计算的结果如下：表2： 不同温度下的自来水所

6、测得沉淀agcl的质量及计算所得的氯离子浓度自来水的温度 单位：摄氏度agcl的质量 单位：毫克计算所得氯离子的浓度 单位：毫克/升2031.506031.5010021.00保持100oc,3分钟21.00实验三：活性炭对自来水中氯离子的浓度的影响1.3.1实验器材与方法：与测自来水中氯离子的初始浓度方法一致。记录与计算的结果如下：表3：自来水中加入活性炭后不同时间段所测得沉淀agcl的质量及计算所得的氯离子浓度时间 单位：分钟agcl的质量 单位：毫克计算所得氯离子的浓度 单位：毫克/升1021.002010.493010.49第二组实验：探究次氯酸的浓度与小鱼死亡时间的关系2.1实验器材

7、及药品：300ml烧杯，小鱼，次氯酸溶液。2.2实验方法：配制不同浓度的次氯酸溶液，分别倒入烧杯中，贴好标签。静置一段时间，让氧气溶入其中。再把小鱼放入烧杯中，每个烧杯中放5条。记录每个烧杯中小鱼全部死亡的时间。为排除外部因素，故在旁边放置一个同样的烧杯，内有3条小鱼，烧杯中为蒸馏水。记录结果如下：表4：不同浓度的次氯酸使小鱼死亡所需的时间次氯酸浓度01*10-81*10-101*10-121*10-15小鱼死亡时间单位：分钟未死15192228 进过计算次氯酸的浓度与小鱼死亡时间成正比关系，且满足函数关系式：y=1*10-8x/15然后，在相同条件下，我用自来水进行养鱼，发现经过5小时，小鱼

8、全部死亡。将时间x=300带入上式，计算可得自来水中的次氯酸含量为1*10-562第三组实验：探究自来水中次氯酸含量的影响因素实验方法同第一组和第二组实验。记录结果如下：表5：不同条件下小鱼的生存情况煮沸后的自来水加入活性炭后过滤的自来水小鱼的生存情况未死未死三 数据分析1. 自来水中氯离子的浓度的影响因素自来水中氯离子的浓度根本不受温度的影响。人们传统的方法烧煮对自来水中的氯离子不起作用。而活性炭则能较好的去除。2 活性炭除去次氯酸钠 活性炭由木炭、沥青炭和果壳、果核、动物骨头等经高温焙烧和活化制成。活性炭中有很多毛细孔相互连通，因此，比表面积极大。据测试，1克活性炭有500-1000m2的

9、表面积。过滤用活性炭是颗粒状的，粒径一般为1-4mm。这些微孔可以起吸附作用。 活性炭脱氯不完全是由于物理吸附作用，它还有催化作用，使余氯进一步转化成碳的化合物，其反应机理为naclo + h2o = hclo +naohhclo=hcl+o（活性炭）c+o=co#c+2o=co2#因此，活性炭在整个吸附脱氯过程中不存在吸附饱和问题，只是损失少量的炭。所以活性炭脱氯可以运行相当长的时间。例如用19.6m3的活性炭粒料作滤料，处理余氯量为4mg/l的自来水时，可连续处理265万m3，使其余氯量小于0.01mg/l。在相同条件下，处理余氯量为2mg/l的自来水时，可使用6年之久。根据这个原理，活性

10、炭被用于净水器的过滤装置。四 结论 要想真正除去自来水中余氯，可以从以下几个方面里考虑：自来水消毒剂的选择 要彻底去除自来水中的余氯，可以考虑改变内因，即考虑对自来水消毒剂的选择。目前，对于自来水消毒，大都采用以下几种方法。1） 氯气 氯气在水中生成的hocl分子量小、不带电荷，可以扩散到带负电荷的细菌表面，穿过细胞壁破坏细菌的酶系统，使其死亡。但是，氯气是一种剧毒物品，若管理不善或使用不当，将会对人和设备造成恶性伤害。若发生爆炸事故，后果不堪设想。2） 二氧化氯 它虽然有较好的溶解性，但会产生亚氯酸盐、氯酸盐等有毒有害物质。且易爆炸，有安全隐患。3）次氯酸钠 它能与水任意比互溶，也不象氯气、

11、二氧化氯等消毒剂在水中产生游离分子氯，一般不发生象分子氯那样的氯代化合反应，即不生成对人体健康的有害的卤代有机物所以不存在安全隐患。4） 臭氧 臭氧在水中的溶解能力很小此外，且臭氧对水体ph值范围的要求也和氯气近似，不能适应碱性水质。 对比上述消毒剂的利与弊可知，次氯酸钠相对而言具有高效安全的强力灭菌杀毒的优点，所以，次氯酸钠还是目前为止最理想的消毒剂。 至于自来水中含有的余氯，包括具有强氧化性的次氯酸，加热后便会分解。结合人们的饮水习惯，把水烧开能去除自来水中细菌的包子包囊，从而杀死水中大量的细菌。同时也除去了次氯酸。但在除氯离子方面，烧煮只能爱莫能助了。当生活中需要除去氯离子时，就应该使用活性炭。 氯离子对工业生产有着影响。虽然去除氯离子的方法有很多，例如：离子交换法、反渗透等，但都价格昂贵。所以从经济性和操作性等方面来考虑，我认为活性炭除氯净水是更好的选择。四 收获与体会 在这次课题的探究过程中，我又学会了一些科学探究的方法。 首先，我遇到的大难题是自来水中氯离子的测定。在用分光光度计测量时，难以绘制标准曲线。幸好在老师的帮助下，我们决定放弃分光光度法，使用了离心机和电子天平，大大减少了实验的误差，增加了可行性。同样，自来水中的次氯酸含量也很少。在一般的高中实验室里无法完成测量。后来我想到了用鱼的