珠江水中余氯的探究胡公方、何江、黄雍相、钟琬婷、邓怡然、谢怡冰一、研究背景目前世界各地的饮用水一般都以加氯或加漂白粉进行消毒和除臭。

我国运用水生产过程中也普遍采用氯消毒。

在水厂的过滤后水中投加不同量的氯进行消毒时，由于水中含有有机物和还原性无机物，投氯后水会消耗一部分投氯量，水中尚存的氯是总余氯。

总余氯具有消毒的效应，而自由性余氯表示消毒作用己经完成并可防止二次污染的后患。

利用水中的有机物分解产物氯胺进行氯胺消毒具有消毒效果稳定和管网中余氯维持较长时间的优点，并可以防止产生氯酚臭味，因此，在实际制水过程中测定出厂水的自由性余氯的同时，测定总余氯具有一定的卫生学意义。

目前，我国有些城市供水已将总余氯列为必测项目。

另外，余氯的过量存在还可生成有机氯化物,对某些水生物产生有害作用。

有实验表明，当余氯为0.16 mg/L时，大型蚤24h存活率为100%，48h存活率为90%;当余氯达到0.32 mg/L 时，大型蚤48h存活率为30%。

在最小致死剂量(MLD=0.16mg/I)暴露下，40d慢性毒性结果显示水中余氯对大型蚤生长和生殖影响显著。

[1]当水中余氯为0.16 mg/L时，慢性毒性暴露中大型蚤的体长及生殖情况见表1。

表1 慢性毒性测试（40d暴露）中余氯对大型蚤注：P<0.01。

试验组余氯为0.16mg/L根据表1结果，对照组的大型蚤在40d暴露后存活率为90%以上，没有超出生物毒性测试中对照组死亡率<10%的规定[2]，生长和生殖状况都明显好于暴露于0.16mg/L余氯的试验组。

与对照组相比，暴露于含0.16 mg/L余氯水中的大型蚤4Od后的体长平均缩短1 .18 mm，差异极显著(p<0.01)。

在生殖力指标中，从暴露开始到产下第一胎所用的时间从对照组的120h增加到449h，暴露期间所产幼蚤胎数从16胎降低到约4胎，40d内所生产的幼蚤数量则从近百只降低到约6只，反映试验动物暴露期受到水中余氯的严重影响，对其生殖生理系统产生相当程度的损伤。

由此可见，余氯的过量存在对水生物可构成较大危害。

第三，余氯的过量存在,还会使饮用水的口感变差。

饮用水作为人日常生活必不可少的物质，其质量会影响到人们的身体健康、生活质量和学习质量的提高。

二、研究目的测定珠江水中的余氯含量，进一步了解珠江水水质情况；以便更好的改善饮用水质,保障人民的身体健康；实验所得的结果可以为制作净水器提供依据。

三、研究方法（1）通过上网，查阅文献等方式获取有关余氯的知识，知道余氯的利弊。

（2）通过培训，知道了测定余氯的方法，并选用适合的方法检测余氯。

（3）通过调查，了解珠江水分布情况，确定采集地点，进行余氯的测定。

（4）通过考察，亲身体验水净化的整个过程，知道了现在自来水厂消毒的一些方法。

四、研究过程1、查找资料并参加培训：（10月8日－10月13日）10月8日我们正式开始了对“同一江水”活动的研究。

因为这一次我们的研究课题与生活息息相关，因而在实验之前就要求我们对珠江水甚至是我国与世界的水资源现状有一个明确的认识，所以我们利用国庆放假的时间在互联网上大量地收集资料，平时在学校的图书馆处处都可以看见我们忙碌的身影。

不仅如此，我们小组内部还多次交流，综合每一位同学的意见与建议，就“中国与世界水资源现状及解决方案”总结了一篇论文。

这时，我们的心中已经建立了社会小主人的责任心，面对即将开始的研究，我们充满信心。

这一次我们的研究课题选定了关于“测定珠江水中氯元素的含量”的研究。

由于我们对专业知识的不熟悉，学校特别组织了老师对我们进行了一系列的培训，以便我们可以更好地开展我们的研究。

上课的时间定在中午，虽然我们放弃了午睡时间，但是抱着对化学的无限兴趣和对珠江水资源污染问题的担忧，我们坚定地开始了研究。

上课的内容是为了让我们能够在短时间内掌握关于水的混凝沉淀实验、色度和浊度的测量的方法，学会水样的采集和保存、水质的分析等。

只见课上，老师在电脑前生动地向我们讲解着各种化学现象，我们在实验桌前的热烈讨论，不同的思想在化学探究实验室里激情碰撞，散发出耀眼的光芒。

在开始研究之前，必要进行的是实验的分工。

因为我们知道，只有明确的分工才能最大程度地发挥同学们的智慧，提高我们的效率。

分工之后，我们就迅速开始着手实验的准备。

2、配置标准溶液：在理论的学习结束后，最令我们激动的实验就要开始了。

在老师的带领下，我们来到药品室。

老师为了培养我们自主实验的能力，让我们自己动手设计实验方案，自己选择的实验仪器和药品。

这让我们觉得更有责任要保护好实验室的器材。

在一切准备就绪时，我们在组长的分配下，进行分工。

我们的研究课题是“测定珠江水中余氯元素的含量”，所以在实验开始前，我们首先要将混合磷酸缓冲溶液、邻联甲苯胺溶液和永久性余氯比色溶液配制好。

下面是我们配制标准溶液的过程：①配制混合磷酸缓冲溶液：分别称取无水磷酸氢二钠57.16g和无水磷酸二氢钾46.14g，共溶于蒸馏水中，稀释至1000ml。

静置数天后过滤，吸取上述溶液200 ml，再加蒸馏水稀释至1000ml。

②配制邻联甲苯胺溶液：称取1.35g二盐酸邻联甲苯胺，溶于500 ml蒸馏水中，在不停搅拌下将此溶液加至150 ml浓盐酸与350 ml纯水的混合液中，盛与棕色瓶内，在室温中保存。

③配制永久性余氯比色溶液：除去干燥的重铬酸钾0.1550g及铬酸钾0.4650g，相混合后用磷酸盐缓冲溶液并稀释至1000ml，再按表一分别量取该K2Cr2O7－K2Cr2O4溶液分别注入50 ml具塞奈式比色管中，用磷酸盐缓冲溶液稀释至50 ml刻度，即配成系列永久性余氯比色溶液。

永久性余氯比色溶液的配制3、取水：开始实验的第一次取水，第一和第二小组的同学去海珠广场取水。

4、测量珠江水余氯的含量：城市用水在用液氯消毒后残留于水中的氯称为余氯。

测定珠江水余氯的方法：物质对光的吸收与其浓度成线性关系，色度计传感器可以测量某种光的透过率；根据朗伯—比耳定律，可作出透过率—浓度标准曲线，得出该曲线的解析式；然后用色度计测出加了邻联甲苯胺溶液的珠江水的透过率，即可根据标准曲线的解析式求出珠江水余氯的浓度。

接下来，是我们测量余氯的详细过程：我们根据：1、物质对光的吸收与其浓度成线性关系，色度计传感器是一种测量某种波长的光穿过溶液的透射率的仪器。

如果所得数据成线性关系，符合朗伯—比耳定律，可作出吸光度—浓度标准曲线，然后用色度计测出溶液的吸光度值，即可根据标准曲线求出该溶液的浓度。

2、选用邻联甲苯胺液反应试剂，该试剂和待测溶液中的余氯反应生成黄色化合物；然后用色度计测出溶液的吸光度值，即可根据标准曲线求出该溶液中余氯的浓度。

在测量过程中我们所用到药品和仪器如下：药品：混合磷酸缓冲溶液试剂、无水磷酸氢二钠（Na2HPO4）、无水磷酸二氢钾（KH2PO4）、二盐酸邻联甲苯胺﹝﹙C6H3CH3NH2﹚2·2HCl﹞、浓盐酸（HCl）、重铬酸钾（K2Cr2O7）、铬酸钾(K2Cr2O4) 、硝酸银溶液（AgNO3）。

仪器：数据采集器、色度计传感器、比色皿（6个）、电子天平、50ml比色管（6个）、1000ml容量瓶（4个）、10ml移液管。

以下是我们小组具体的实验步骤：实验结束后，我们利用软件绘制出用《Origin 6.0》软件把色度数据绘成“透过率—色度”标准曲线，然后求出标准曲线的解析式。

水中氯元素的含量大约为0.03mg/L。

在实验结束后，我们小组进行了讨论。

我们发现珠江水中的氯元素含量尚未超过最大值，虽然是一件好事，但同时提醒我们：一旦水中氯元素超标，同样会对我们的生产生活造成一定的影响，甚至会产生一定的危害。

我们提议：在自来水厂的水净化消毒的过程中，应尽量减少含氯元素的物质使用，多用一些绿色环保的消毒物质，从而减少余氯元素对水源的污染，实现环境友好型社会。

5、参观佛山自来水厂（11月3日）我们在老师的带领下，前往佛山沙口水厂参观学习。

沙口水厂的技术工人为我们讲解了自来水厂净化水的过程。

随后，我们在工作人员的带领下，参观了水厂的设备设施，其中包括水厂的取水水源所在地，投氯室、投氨室、投矾池、V形池、反冲洗池、过滤池等处。

在这一次参观中，我们不仅惊讶于自来水厂的净水能力，但在另一方面，在净水过程中，也会同时产生一些污水，但这是允许的，相比起我们生活中排放的污水，这算不了什么，而且，很快他们将被重新送进污水处理厂，净化成干净的水。

经过这一次参观，我们深深地感受到保护水资源的重要性，净化水需要很大的人力物力，但只要我们注意保护生活中点点滴滴的水，国家就可以节省一大笔投资在水净化上的经费，并用这些经费来加快社会主义现代化建设。

通过参观，我们初步了解了自来水厂净水的过程，这对于我们以后制作净水装置奠定了基础。

6、取水（11月7日）在进行一系列的培训后，我们掌握了相关知识，也配置好了标准溶液。

11月7日中午，我们到海珠广场地铁站附近的珠江河段进行取水。

我们小组成员携带了小桶、pH计、温度计等实验仪器。

到达珠江水畔后，我们首先观察了珠江水的整体流向，选择了位于解放桥附近一处作为取水点。

我们发现在桥底附近有一个生活污水排放口正在源源不断地向河里排放污浊的、散发着令人作呕气味的污水。

据我们了解，取水的位置应该设在控制断面(常称污染监测断面)处，监测断面一般设在排污口下游500一1000m处。

所以我们顺着水流走到排放口的下游于600米处，观察发现该处有明显的水流，所以选择该处作为我们的取水点。

我们的组员分工合作，有的拿小桶去取水，有的去调整pH计,有的准备好温度计，有的拿着摄像机进行拍摄，取水工作正有条不紊地开展。

在第一桶水被取上来时，我们马上对水样的pH值和温度进行测量，并记录的数据。

为了保证实验误差尽可能的小，我们采取了多次实验的方法，取了多次水样。

以下是我们的测量数据：所以，最后我们分析数据得出珠江水的温度为24℃，pH值为6.8。

7、第二次测量氯元素的含量为了保证实验的准确性，我们决定对水中氯元素的含量进行第二次测量。

就在我们取水后的六小时之内重新测定珠江水中氯元素的含量。

五、研究结论：据有关资料可知，水中氯元素含量过多，会对水中动植物造成重大影响，而人类作为食物链最后的摄取者，受到的危害更大，氯元素会对人体造成重大影响，饮用氯元素含量超标的水严重影响人类健康。

通过对珠江水中氯元素含量的测定，发现珠江水中氯元素的含量超出人体安全范围，即珠江饮用水体不安全，如不对水中氯元素进行处理，将氯元素含量降至安全线以下，会对饮用者造成影响。

六、建议；目前世界各地的饮用水一般都以加氯或加漂白粉进行消毒和除臭。

然而余氯的过量存在，一方面使饮用水的口感变差，另外还可生成有机氯化物，对某些水生物产生有害作用。