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新高考模式下选修科目优质教学构建研究
发布时间:2014-11-13 00:00:00  发布人:王希俭
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江苏省第九期教研课题——案例研究

2013-9-28

苏州市高新区部分河段水质调查的研究
 
 
 
 
课题组成员:高三(11)班
 
 
引导老师:王希俭
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    
 
 一、调查课题的基本内容
(1)课题
(2)实践方案概况
(3)团队先容
(4)实践背景
(5)实践目标与意义
(6)实践方式
(7)预期效果与成果
二、实践阶段步骤安排
(1)活动地点
(2)前期准备
(3)活动中期
(4)活动后期
三、注意事项及要求
四、调查报告和反思
五、实践反思和改进设想
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
一、调查课题的基本内容
1.课题:苏州高新区部分河段水质调查研究
2.实践背景:苏州新区是国家高新技术开发区,东邻大运河,西部是苏州的母亲河—太湖,区内河流纵横交错,水资源丰富,水资源是国家的宝贵财富,水是人们日常生活中、各种工业生产中以及农作物生长过程中不可缺少的一种物质。但是随着外来人口的增多、经济的增长,环境承受的压力越来越大。就大家区内的水质状况来看,水污染问题日益严重,保护水资源刻不容缓。中学生已经有一定的基础常识,用所学常识认识环境,知道环境的意义,环境污染的原因,以及环境保护的措施,增强学生的环境意识。
3.实践方案概况:
    随着环境问题越来越严重,区政府对环保事业也大力支撑,环保意识也逐渐平民化。大家对区内水的色度、浊度、DO、COD、BOD、PH、温度、透明度、矿化度(农业用水重要指标)、氨氮、铅、铬、镉、铜、汞等指标进行测定,以及这些指标与附近工厂污水排放的关系进行分析。另一方面,大家通过采访调查河流附近的学生、群众,从侧面了解他们对河流污染的反应和河流污染治理的进程。再者,大家设想通过实地观看苏州市区各水域的情况来了解一定范围内的水资源情况。最后通过纵横对比来撰写调查报告。
4.团队先容
团队名:苏州实验中学———高三11班
分队成员:1组:队长:金叶飞 其他成员5人
2组:队长:顾梦涛 其他成员5人
3组:队长:胡杨 其他成员5人
1组:队长:钱逸程 其他成员5人
1组:队长:朱昀瑶 其他成员5人
 
    引导老师:_王希俭_________
5.实践目的与意义
(1)了解的水质现状及历史治污的效果,并对治污工作提出建议。
(3)提高学生的绿色生态意识和关爱身边河流的责任感。
(4)带动更多的人来关注水资源,同时提高他们的节水意识。
(2)将平时学到的理论常识应用到实践,锻炼大家的理论与实际相结合的能力、动手能力。
(5)宣扬环保,作多角度推广,进一步提高学校的社会知名度与社会影响力。
6.实践步骤
采样:团队对家庭附近河水进行现场勘察,并合理取样。
采访:以问卷调查、走访形式采访河流附近学生及居民。
测定:在实验室对相关指标进行测定。
互联网:发放问卷及搜索“水资源”相关信息、图片资料对比等。
7.预期效果与成果
(1)所采取的水样基本能代替当天河流水质,实验所得到的数据能够反映河流水质,并通过对水质正确分析,以及问卷调查形式采访学生能够直接和间接地得出历年的治污效果。
(2)做成实践专题图册、实践专题视频已记录大家的绿色实践足迹。
(3)完成课题调查报告。
二、实践阶段步骤安排
1.     活动地点 苏州市高新区内
2.     前期准备
(1)明确分工,加强协作。团队成员之间就课题多交流,打好实践的基础。
(2)收集资料,作为实践报告的参考,并制作调查问卷。
(3)了解部分河流附近的工厂、学校数目与规模,作为污染程度分析依据之一。
(4)联系实验室老师或相关机构部门,方便大家能及时对采集的样品进行相关指标的测定。
3.活动中期
(1)带上必备物品与仪器,利用周末到自己家庭附近取样。
(2)勘察河流情况,观察河流两岸的生态环境和垃圾量,初步了解河水的浊度、色度、臭与味。
(3)根据河流上下游水的流量与流速等情况选取合理的采样断面,然后测量该断面处水深、河宽,并决定采样点位置与数目,再按正确的采样方法采取足量的水样。
(4)到附近村委会(或居委会)了解这两年来河流的污水排放情况和污染治理情况,顺便通过问卷形式采访居民间接地了解这些情况以及他们的满意程度。
(5)返回学校在实验室用适当的方法测定水样的DO、COD、BOD、PH、色度、矿化度、透明度、温度以及铅、镉、铬、铜、汞、氨氮等粒子的含量,并记录。
(6)根据《国家地表水环境质量标准》及《国家农田灌溉水质标准》对实验数据进行分析,判定河水水质类别及适用范围,并结合河流附近工厂情况对水质情况进行分析,综合各种因素分析两年的治污效果。
4.活动后期
(1) 团队日志:活动当天安排队员就每天的活动情况做详细记载,并对次日的活动做好安排。
(2) 个人感悟:每位队员将自己在整个社会实践活动中的心得体会整理为个人的实践心得。 
(3)统计问卷:统计调查问卷,得出相应的反映情况。
(4)调查报告:将活动过程中所有拍摄的照片、采集的数据、得出的结果进行汇集整理,完成实践报告。 
(5)呈交报告:请引导老师对实践报告提出建议,修改后向学校提交一份报告。
三、注意事项及要求
1. 遵守组织纪律,按时完成实践内容并明确活动目的,积极主动配合工作需求。
2. 活动过程中必须以团队为单位行动,不得擅自离队,不得擅自进行危险性的活动,如需离队或暂时离队,应向其他团队成员说明具体情况,表明去向,做好登记,并手机开机,随时保持联络,同时必须要按时归队 。
3. 遵守实践团队作息时间安排,在活动过程中不得迟到、早退。.
4. 队员要顾全大局,以团队为重,树立良好的团队精神,成员之间要互相协助,团结一致,同舟共济,如遇到紧急事件,要听从引导老师以及领队的指挥,寻找有效方法解决。
5. 队员要树立环保意识,不乱扔垃圾和废品、不随地吐痰等。
6. 队员时刻牢记“安全第一”,增强安全意识,加强安全防范,注重团结互助,必须注意交通安全;采取水样时要格外小心,防止跌入河中。
7. 队员要吃苦耐劳,对实践过程中出现的饮食困难要勇于克服,同时要注意饮食安全。
8. 实验操作过程中要注意安全,科学操作,准确测定。
9.问卷调查过程中,要尊重居民,不可强迫他们填写调查问卷。
四、调查报告和反思
1、研究内容
以苏州市高新区内水质调查为主题,在我校化学课外活动中开展水资源环境调查探究活动,主要内容包括:区内水质富营养化常识讲座,水质指标的现场监测,水质富营养化污染程度的判别,河底淤泥清除工程、退渔还湖工程的现场参观以及环境游览和环境宣传等。通过此次活动,增强了学生保护水资源的环境意识,学习了科学调查的基本方法,掌握了水质监测的基本操作技术,锻炼了学生的实践能力。
2、研究目标
3、研究方案
确定课题──制订方案──查阅有关资料(市、区环保局、市环境科研所)──实地考察
──集体研究──形成成果
(1)对苏州新区水质、水系等进行调查,由学生赴市区环保局、环科所查阅资料,掌握其水源、水质、污染程度变化、污染类型等历史资料。
(2)对市区污染现状进行实地察看、测定、统计,掌握污染现状。
(3)汇总材料,集体研讨。
(4)通过调查研究,提出治理湖水污染的方案,撰写调查报告、科普小论文等。
4、实施过程
(一)确定课题
(二)获取信息
(1)查阅报刊资料。
苏州市区已对河流进行综合治理,对于河流的污染现状、治理方案等,报刊已有较多的报道,学生可查阅有关资料,获取有用信息,完成课题研究工作。
(2)访问、咨询校外有关人士。
学生通过采访沿河、湖的居民,了解河流的污染发展状况,在研究课题遇到困难时,学生通过多种途径与有关学校、环保局等联系,以得到帮助。
(3)实地调查。
通过对河、湖水的水样监测,河、湖底清淤工程,退渔还湖的拆迁工程以及污水处理厂的现场参观,掌握实际资料。
(三)成果交流
每个小组在课题研究结束后,以最能反映自己研究成果的表现形式进行交流,比如调查报告、研究论文、数据分析表格等。本着评价研究成果的标准,从科学性、创意性和重点突出、层次分明等方面,对每个课题研究都合理评价。
水质测定的实施步骤如下:(1)采样;(2)观察;(3)测定;(4)完成调查报告。对其中一个同学取样测定表如下所示。
5、结论及建议
通过对苏州新区河、湖不同水域的水样水质分析,发现区内大部分水质较好,水样较清,有工厂和居民密集的河水水样浑浊。但有些河水水黄绿,有刺鼻腥臭味,经调查原因为附近大量生活垃圾形成肥水流入河里,使湖水富营养化而变质。研究小组在水质分析的基础上,还走访了环保等有关部门,探讨了湖水受污染的其他原因以及防止水污染的措施。为使区内河流早日清澈透明,提出如下建议:(1)政府部门及各企业从上到下都要重视水资源的保护,有关部门要督促并协助工厂的污水治理及制定排放措施;(2)堵死现有排放污水进河流的下水道,并重新规划下水道线路,扩大污水管网截流范围,工厂污水经处理后排放;(3)搬迁沿湖而建的污染性较严重的工厂,建立污水处理工厂,对污水进行净化处理;(4)清除湖底富营养化淤泥,同时在湖边种植物,提高湖水自身净化能力;(5)大力进行环保宣传,提高公民环境意识,不用含磷洗衣粉;(6)加强执法监督,凡是违反禁令随意排放超标污水的任何企业都要给予处罚,促使厂家改善生产工艺。
 
五、实践反思和改进设想
结合社会热点问题,通过上述实验及实地调查,提高了学生学习科学常识的积极性,增强了现代环境意识、环境道德观念和环境行为准则,增强了社会责任感,在实地调查中锻炼了意志和能力,在研讨交流中相互学习,培养了与人合作的集体主义精神,学会多渠道、多层次地收集信息资料,分析数据从而寻找解决问题的方法等。总之,通过此次探究活动,提高了学生的综合素质,培养了学生的创新能力,收获很大。但由于条件、时间等限制,以及安全性问题,大家所取的水样只是部分水域,且取水样次数太少,大家实验室仪器少,有些污染物数据无法测量,不能更好的说明大家区内的水质情况。改进设想多与环保部门联系,获得更多数据,力争学校支撑,让大家有更多的时间和精力去做好这项社会实践活动。
 
 
 
附录1:相关指标测定方法(请相关专业的老师或学长帮助)
1、DO:使用碘量法测量(非现场测量),保存水样并记录带回实验室,在水样中加入硫酸锰溶液和碱性碘化钾溶液,生成沉淀后加酸溶解,以淀粉为指示剂,用硫代硫酸钠标定;
2、COD重铬酸钾法(详细方案)
(1).仪器:
① 250mL 全玻璃回流装置.如取水样在 30mL 以上,用500mL 全玻璃回流装置.
② 加热装置(电炉).
③ 5mL 或50mL 酸式滴定管、锥形瓶、移液管、容量瓶等.
(2).滴定剂的选择
硫酸亚铁铵标准化溶液
(3).指示剂的选择
试亚铁灵指示剂
(4).公式当中的变量选择
C(1/6K2Cr2O7)=0.25mol/L
C〔(NH4)2 Fe(SO4)2·6H2O〕=0.1mol/L
V(1/6K2Cr2O7)=0.5L
V〔(NH4)2 Fe(SO4)2·6H2O〕=0.5L
(5).计算公式及其过程
m=C(1/6K2Cr2O7)V(1/6K2Cr2O7)M(1/6K2Cr2O7)=O.25×0.5×1/6×294.14=6.1288g
m=CVM=0.1×O.5×392=19.6000g
C标=0.2500×10.00/Vs        
CODcr=8×10-3×(Vo-V)×C标/Vs
(6).实验方案
①称取20g硫酸亚铁铵于干烧杯中,溶解稀释至500ml,搅拌加入10毫升浓硫酸后,移至标准试剂瓶中。
②用分析天平称取6.1288g的重铬酸钾于小烧杯中,溶解移至500ml的容量瓶中稀释至刻度定容。
③准确移取10.00ml的重铬酸钾于500ml锥形瓶中,加水稀释至110ml,缓慢加入30ml浓硫酸,准确汲取 10.00mL 重铬酸钾标准溶液于 500mL 锥形瓶中,加水稀释至 110ml左右,缓慢加入 30mL 浓硫酸,混匀.冷却后,加入 3 滴试亚铁灵指示液(约0.15ml),用硫酸亚铁铵溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录所消耗的硫酸亚铁铵溶液体积为V。
④随机移取80.00ml水样,重汲取取20.00mL 混合均匀的水样(或适量水样稀释至 20.00ml)置于 250mL 磨口的回流锥形瓶中,准确加入 10.00mL 重铬酸钾标准溶液及数粒小玻璃珠或沸石,连接摇动锥形瓶使溶液混匀,加热回流 2 小时(自开始沸腾时计时)。
⑤冷却后,用90mL 水冲洗冷凝管壁,取下锥形瓶.溶液总体积不得少于 140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。
⑥溶液再度冷却后,加3滴试亚铁灵指示液,用硫酸亚铁铵标准溶液滴定,溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点,记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。
⑦取20.00ml的自来水于以上同样的步骤做空白实验记作V0 。
CODcr=8×103×C标×(V0-V1)/Vs
3、BOD:五日培养法(稀释培养),叠氮化钠法测定,所用试剂为叠氮化钠及磷酸。
4、PH、温度:使用PH计、数显温度计(-6~41℃)现场测定。
5、色度:采用稀释倍数法(冷藏保存,尽快测量)。
6、透明度:塞氏盘法现场测定,平放入水中,逐渐下沉至刚好看不到板面白色时,记录深度(cm)。
7.矿化度:重量法
8、汞铜铅的测定:
(1)汞:加高锰酸钾和过硫酸钾消解,用盐酸羟胺溶液还原过剩氧化剂,使用双硫腙分光光度法于485nm处测其吸光度,以标准曲线法定量。
(2)铜:加磷酸消解,使用二乙氨基二硫代甲酸钠分光光度法,在PH8~10的氨性溶液中黄棕色胶体化合物,于440nm测吸光度。
(3)铅:加磷酸消解,双流腙分光光度法(PH8.5~9.5氨性还原介质中),生成红色螯合物,于510nm测吸光度,标准曲线法定量。
(4)镉:使用双流腙分光光度法,强碱性介质中,镉离子与双流腙生成红色螯合物,用三氯甲烷萃取分离,与581nm处测其吸光度,用标注曲线法定量。
(5)六价铬:酸性溶液中,六价铬与二苯碳酰二肼(DPC)生成紫红色络合物,与540nm波长处用分光光度法测定。
(6)氨氮:用滴定法,取水样调PH为6.0到7.4,加氧化镁使之呈微碱性,蒸馏,用硼酸吸取释放的氨气,取全部吸取液,以甲基红-亚甲基蓝为指示剂,用硫酸标准液滴定至绿色变为淡紫色。
 
 
附录2:XX水质调查问卷
您好!XX是流经我区域的水道之一,它主要有承接各区域间的水流的功能,同时它是水源保护区。另外,政府也在积极地开展整治活动。大家小分队学校支撑下欲对相关情况进行调查。因此,您的意见非常重要,希翼可以耽误您几分钟的时间,配合大家填写这份调查问卷,感谢您的支撑!
1.您认为现在XX的水质如何?
A 很好      B 比较好      C一般         D 差         E 很差
2.与以前相比,XX水质有什么变化?
A 较大变好   B 一般变好    C 没变        D 一般变差    E 较大变差
3.您对这两年来XX水质变化满意吗?
A、满意      B、基本满意    C、不满意
4.您认为现在XX周围生态环境如何?
A 很好      B 比较好      C一般         D 差         E 很差
5.您认为水污染物的主要来源是什么?
A、生活污水 B、工业废水   C、农田排水   D、白色污染
6.就您所了解,附近工厂想XX排放的污水相对质量如何?
A 好       B 比较好      C 一般       D 差         E 不了解
7.2012年,XX附近堆放的垃圾情况如何?
A 很多      B 比较多      C 基本没有    D完全没有.
8您认为水源污染对大家的生活影响大吗?
A.非常大     B一般          C基本没有     D 不关心
9您认为您平常所饮用的水安全吗? 
A.安全    B.不安全     C.不知道     D 不关心
10 您认为您是否在保护水资源方面尽了自己的努力?
A、尽了很大努力        B、尽了一些努力        C、没有尽努力
11.关于XX的污水排放与治理,你有什么建议?
对附近学校:
对附近工厂:
对居民:
对学生:


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