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神奇的水探索生命之源的奥秘第一章水的基本特性水的三态变化固态(冰)液态(水)气态(水蒸气)当温度低于°时,水分子排列紧密形成固在°至°之间,水以液态形式存在,当温度达到或超过°时,水分子获得足0C0C100C100C态冰奇特的是,冰的密度比水小,所以冰会分子间有一定活动能力,呈现流动性够能量,挣脱彼此束缚成为气态漂浮在水面上水的无色无味透明特性纯净的水具有三个基本特性无色纯净水本身不呈现任何颜色•无味纯净水没有特定的气味•透明光线可以穿透水体,使我们能看到水中物体•这些特性使水成为生命活动的理想媒介,也让我们能轻易判断水的纯净度当水呈现颜色、有异味或不透明时,通常意味着水中含有杂质或污染物水的流动性与形状适应性水具有极强的流动性和形状适应能力,这是其最显著的特性之一流动性形状适应性水能自由流动,从高处流向低处这种特性使水能够在地球表面循环,水没有固定形状,会根据容器形状自动调整这使水能填充各种空间,形成河流、湖泊和海洋成为生物体内理想的运输媒介水的表面张力表面张力是水最神奇的特性之一它使水表面形成一层弹性薄膜,能支撑轻小物体漂浮,也能形成完美的水珠表面张力的科学原理水分子之间存在氢键,产生强大的内聚力表面的水分子只受到来自下方和周围分子的拉力,因此形成一个表面膜这就是为什么水蜘蛛能在水面上行走•雨后植物叶片上会形成完美的水珠•用细针小心放置可以漂浮在水面上•水的溶解能力万能溶剂水被称为万能溶剂,能溶解多种物质,包括盐、糖、酸、碱和许多其他化合物极性分子水分子是极性分子,一端带微弱正电荷,一端带微弱负电荷,使其能与多种物质发生相互作用生命意义水的溶解能力使其成为生物体内理想的运输介质,能携带养分、氧气和废物水分子结构与氢键水分子结构极性分子每个水分子由一个氧原子和两个氢原由于氧原子对电子的吸引力强于氢原子组成(₂)氧原子与氢原子子,使氧原子带部分负电荷,氢原子H O间形成共价键,呈°夹角,带部分正电荷,形成极性分子
104.5使分子呈形V氢键连接水分子间通过氢键相连,一个分子中的氢原子被吸引到另一个分子的氧原子上这些氢键虽然单个较弱,但数量众多,共同赋予水独特的物理特性第二章水与生命的关系人体中的水水是人体最主要的组成部分,占成人体重的约,婴儿体内水分比例更高,可达水在人体中的关键作用70%75%作为细胞内外主要溶剂83%•帮助消化和吸收营养物质•大脑调节体温(通过出汗散热)•大脑中水分含量最高,约占83%•运输氧气、营养物质和废物保护器官和组织•润滑关节•参与各种代谢反应血液•血液中约是水79%肌肉肌肉组织中约是水76%31%骨骼即使骨骼也含有的水31%水对植物的作用水是植物生长必不可少的要素,从种子萌发到开花结果,植物的整个生命周期都离不开水光合作用运输养分水是光合作用的重要原料之一在阳水溶解并运输土壤中的矿物质,通过光下,植物利用水和二氧化碳制造葡根系输送到植物各部分没有水,植萄糖,并释放氧气₂物无法从土壤中获取营养6CO+₂阳光能量6H O+→₆₁₂₆₂C HO+6O细胞膨压水使植物细胞保持膨胀状态,维持植物挺拔形态缺水时,植物会失去膨压,变得萎蔫植物对水的需求量因种类不同而异沙漠植物如仙人掌能在极度干旱环境中生存,而水生植物则需完全浸泡在水中才能生长水与动物生活陆地动物与水所有陆地动物都需要定期饮水维持生命一些沙漠动物如骆驼能在体内储存大量水分,适应干旱环境其他动物如沙漠啮齿类动物能从食物中获取几乎全部所需水分水生动物的适应水生动物通过鳃从水中提取溶解氧气,发展出流线型身体减少水阻力,有些具备特殊皮肤结构防止水分流失或过度吸收水不仅提供生存环境,还是食物来源、繁殖场所和躲避捕食者的庇护所水在日常生活中的应用饮用清洁人体每天需要摄入约升水维持基本生理功能,包括直接饮水和水是清洁的基础,用于洗衣、洗澡、洗碗和家居清洁,帮助溶解2从食物中获取和冲走污垢灌溉烹饪农业用水占全球淡水使用量的,用于灌溉作物,确保粮食生70%水用于煮沸、蒸、炖等烹饪方式,也是许多食物的重要成分产互动提问你一天用多少水?平均而言,一个中国城市居民每天直接使用约升水包括150-200一次冲厕所约升•6-9洗澡(分钟淋浴)约升•560-80洗衣机一次约升•40-100洗碗约升•20-30第三章水资源的现状与挑战虽然我们的星球表面有被水覆盖,但并非所有水资源都可供人类直接使用随着人70%口增长、气候变化和污染加剧,全球水资源面临着前所未有的挑战在这一章中,我们将探讨水资源的现状,以及人类面临的水资源管理挑战全球水资源分布不均
97.5%
2.5%
0.3%咸水淡水可用淡水地球表面的水中,仅有是淡水,而这些人类能够获取的淡水仅占
97.5%
2.5%是海洋中的咸水,人类和淡水中约被锁在冰地球总水量的约,主
68.7%
0.3%大多数陆地生物无法直接川和永久冻土中要来自河流、湖泊和地下使用水全球淡水资源分布极不均衡加拿大、俄罗斯等国拥有丰富淡水资源,而中东、北非等地区则严重缺水中国虽然有较多淡水资源,但人均水资源量仅为世界平均水平的,1/4且南水北缺问题严重气候变化正进一步加剧这种不平衡,导致某些地区干旱加剧,另一些地区洪水频发水污染的危害主要污染源工业废水含有重金属、有机化合物等有毒物质农业污染农药、化肥流入水体,导致富营养化生活污水含有洗涤剂、有机物等污染物垃圾渗滤液垃圾填埋场产生的有毒液体污染后果水污染会导致水生生物死亡,生态系统破坏,影响人类健康,导致经济损失和清洁水源短缺某些污染物如重金属可在生物体内累积,通过食物链放大,最终危害人类健康案例回顾松花江水污染事件年,中国东北某石化厂爆炸事故导致大量苯类化合物泄漏2005入松花江,造成沿岸多个城市饮用水危机,数百万人受影响这一事件提醒我们水污染的严重后果和加强监管的必要性水资源浪费现象123日常生活浪费农业浪费工业浪费漏水的水龙头(一个滴水的水龙头一天落后的灌溉技术(传统漫灌效率低下)工业用水重复利用率低•••可浪费升水)20不合理的作物选择(在缺水地区种植高冷却水系统效率低下••长时间淋浴(一次分钟淋浴用水约耗水作物)•10生产工艺用水量大•升)120灌溉时间不当(在阳光强烈时段灌溉)•洗澡水不回收利用•开着水龙头刷牙(浪费约升水)•6节水小妙招安装节水龙头和节水花洒及时修理漏水设备••使用洗衣机或洗碗机时确保满载选择节水型马桶••收集雨水用于浇花淘米水可用来浇花••水资源短缺的影响饮水安全问题农业生产受限全球约有亿人无法获得安全饮用水资源短缺导致灌溉困难,农作物产20水,每年有数百万人死于与不安全饮量下降全球约的粮食依赖灌溉,60%用水相关的疾病缺水地区人们需长水资源短缺直接威胁粮食安全途跋涉获取水源,影响工作和教育时间经济发展阻碍工业生产、能源生产和服务业都需要水资源水资源短缺会限制经济发展,加剧贫困世界银行估计,某些缺水国家因水资源短缺每年损失GDP6%水资源短缺还会引发区域冲突专家预测,未来水资源争夺可能成为国际冲突的重要原因气候变化加剧了这一挑战,使原本干旱的地区更加干旱,进一步加剧水资源短缺问题干涸与渴望水资源短缺的真实面貌图片讲述了两个相互关联的故事一方面是气候变化和过度开发导致的河床干涸,象征着自然水循环的破坏;另一方面是缺水地区儿童费力获取有限的水资源,展示了水资源短缺对人类生活的直接影响当河流干涸,大地龟裂,幼小的生命就必须承担成人的责任,长途跋涉寻找生命之源水资源短缺不仅是环境问题,更是人道主义危机每天,全球有数亿人面临取水困难在非洲撒哈拉以南地区,女性和儿童平均每天花费数小时取水,这影响了他们接受教育和发展的机会联合国数据显示,到年,全2025球将有近一半人口生活在缺水地区第四章保护水资源,从我做起面对日益严峻的水资源挑战,我们每个人都可以成为变革的力量本章将探讨个人、社区和社会如何共同努力,保护这珍贵的生命之源通过节约用水、减少污染和参与环保行动,我们能够为子孙后代守护清洁的水资源节约用水的重要性为什么要节约用水?减轻供水系统压力,降低能源消耗•减少废水处理量,降低污染风险•保护生态系统,维持自然水循环•为缺水地区和未来世代保留宝贵资源•节水带来的环境效益根据研究数据,如果每个家庭能减少的用水量10%全国每年可节约约亿立方米水•62可减少处理废水所需的能源,降低约万吨碳排放•25可减少对地下水和地表水的压力,帮助恢复水生态系统•简单的家庭节水设备可以显著减少日常用水量高效节水装置投资小,但长期节水效果显著国家《水十条》政策明确提出全面推行节水,工业、农业、城市生活等各领域都要采取措施,提高用水效率水污染防治措施源头减排垃圾分类处理,减少污染物进入水体家庭不要将废油、药品等倒入下水道工业企业采用清洁生产工艺,减少废水产生废水处理城市建设完善的污水处理系统工业废水必须经处理达标后才能排放新技术如膜分离、生物处理等提高了处理效率监测与管理建立水质监测网络,实时监控水体状况严格执行排污许可制度,对违法排污行为严厉惩处公众可通过手机参与水质监督APP中国正实施河长制,由各级党政主要负责人担任河长,负责辖区内河流的保护和治理这一创新管理制度已在全国推广,初步显现成效,许多曾被污染的河流正逐步恢复清澈水循环与自然净化水循环是地球上最重要的自然过程之一,它不仅使水在不同环境中循环流动,还具有自然净化功能蒸发凝结太阳能使地表水分蒸发成水蒸气,这一过程留下水蒸气在高空冷却凝结成云了污染物,使水得到初步净化渗透降水部分降水渗入地下,在岩石和土壤中过滤,进一云中水滴长大后形成降水返回地表步净化水质植物和湿地的净水作用湿地被称为大自然的肾脏,能有效过滤水中污染物植物根系吸收水中氮、磷等营养物质,微生物分解有机污染物,沉淀作用去除悬浮物人工湿地技术正被广泛应用于污水处理,是一种绿色环保的净水方式创意环保行动案例校园节水项目社区清洁河流活动北京某中学开展一滴水的旅程项目,学生们杭州西溪湿地周边社区开展护水先锋活动
1.设计并安装雨水收集系统,用于校园绿化
1.每月组织志愿者清理河道垃圾
2.改造学校洗手池,安装感应节水龙头
2.监测河流水质,记录水生物多样性变化
3.在校内举办节水知识竞赛和海报展
3.举办河流讲堂,邀请专家讲解水保护知识
4.开发校园用水监测APP,实时显示节水成效
4.发起认领一段河活动,让居民参与河道管理一年内,学校用水量减少25%,项目获得了全国青少年科技创新大赛奖项三年来,社区河道水质显著改善,水生动植物种类增加40%,成为全国社区环保示范项目互动环节设计你的节水计划家庭节水学校节水社区节水如何改造家中设施节约用水?校园用水设施如何优化?如何组织社区居民共同参与节水?•••如何改变家庭成员用水习惯?如何在校园开展节水教育活动?社区公共区域如何实现节水?•••如何收集和再利用家庭中的水资源?如何监测和展示学校节水成果?如何利用社区媒体宣传节水理念?•••分组讨论要点每组选择一个场景(家庭、学校或社区)
1.讨论并设计切实可行的节水方案
2.考虑实施成本、预期效果和可能面临的困难
3.准备分钟展示,与全班分享你们的创意
4.5教师将根据方案的创新性、可行性和预期效果进行点评,鼓励学生将优秀方案付诸实践水的神奇小知识地球上的水有多古老?一滴水中有多少分子?热水会结冰更快?地球上的水年龄超过亿年!你今天喝的水,一滴水(约毫升)中含有约×个姆彭巴效应在某些条件下,热水确实会比冷
400.
051.6710²¹可能曾被恐龙喝过,甚至可能来自太空科学家水分子!如果将这些分子排成一列,长度可绕地水结冰更快这一现象至今仍未被完全解释清楚,认为,地球上的大部分水是由彗星和小行星带来球赤道超过圈是物理学中的未解之谜之一50的更多水的趣味知识水是唯一在自然界中能同时以固态、液态和气态存在的物质水是已知的最佳通用溶剂,能溶解比其他任何液体更多的物质••人体大脑中是水,所以当你口渴时,思维能力会下降水冰冻时体积会增大约,这就是为什么冰会浮在水面上•83%•9%纯净水不导电,含有矿物质的水才能导电猫和狗的脚垫有油脂层,使它们能感知水的震动••水的文化与艺术水在中国文化中的象征水在艺术中的表现在中国传统文化中,水象征着柔韧、适应性和智慧老子在《道德经》中写道中国山水画以水为核心元素,通过墨色变化表现水的流动与静谧上善若水,水善利万物而不争,赞美水的谦逊品质和无私奉献水墨艺术强调虚实结合,往往留白处正是水的所在,体现无形胜有形的美学理念中国古代诗人常以水为主题创作不朽诗篇西方艺术中,莫奈的《睡莲》系列通过捕捉水面光影变化,开创随风潜入夜,润物细无声印象派新风格而达利的《记忆的永恒》中融化的钟表则象征时间如水般流逝杜甫《春夜喜雨》——当代艺术家也创作水主题装置艺术,探讨水资源保护和环境问题描绘春雨如同润泽万物的恩赐,细腻而不张扬课堂小测验你了解水吗?选择题判断题简答题地球上的淡水资源约占总水量的多少百分纯净水在自然界中广泛存在()简述水的表面张力现象及其原理
1.
1.比?A.
0.5%B.
2.5%C.10%D.25%水分子由两个氢原子和一个氧原子组成列举三种水污染防治措施
2.
2.()请解释为什么说节约用水人人有责?
3.水的三态变化是指液态、气态、等离A.水在°结冰,结冰后体积减小()
3.0C子态固态、液态、气态固态、流动态、B.C.人体可以几周不进食,但最多只能几天
4.蒸发态冰态、水态、蒸汽态D.不喝水()水污染后经过自然循环就能完全净化
5.()成年人体内水分约占体重的A.30%B.50%C.70%D.90%参考答案选择题;判断题错对错对错1-B,2-B,3-C1-,2-,3-,4-,5-总结水是生命之源,保护水资源刻不容缓1水的神奇特性水以其三态变化、溶解能力、表面张力等独特特性,成为地球上最神奇的物质之一水分子的特殊结构决定了这些神奇特性2水与生命的密切关系水是一切生命的基础人体、植物和动物都离不开水日常生活中的饮用、清洁、烹饪和农业灌溉都需要水3水资源面临的挑战全球水资源分布不均,水污染加剧,资源浪费严重,水资源短缺影响人类生存和发展气候变化进一步加剧这些挑战4保护水资源的行动节约用水,防治污染,保护自然水循环,通过社区和学校行动共同维护水资源每个人都能为保护水资源做出贡献水是地球上最珍贵的资源,没有之一保护水资源是保护生命,是为我们的子孙后代负责行动起来,从点滴做起,守护这神奇的生命之源!致谢与行动呼吁水滴汇聚成海洋,行动累积成改变让我们每一个人都成为水资源的守护者,从今天开始,从身边做起,守护生命之源你可以做到的五件事节约每一滴水,修复漏水设备
1.不向水体投放垃圾,减少塑料使用
2.选购节水型家电和设备
3.向家人朋友传播水保护知识
4.参与社区水资源保护活动
5.未来因你而改变!。
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