含磷洗涤剂的污染问题与防治对策的研究
课题提出：
水是生命的源泉，是人类生活和生产中不可缺少的物质。水虽然占地球表面覆盖的70%，但人类生活和生产所必需的淡水却只占总水量的0.63%（不足地球储水量的1%）！随着社会发展和人类生活水平的提高，人类用水量正以每15年增加一倍的速度递增；然而另一方面大量的天然水源又被污染而失去使用价值，即人类可直接利用的水资源正急剧减少。目前拥有世界人口40%、包括我国部分地区在内的约80多个国家正面临缺水的威胁。1997年联合国向全世界发出警告：“水源不久将成为继石油危机之后的另一个全球性的危机！” 因此，防治水体污染、保护水资源已经成为当今全球性的重大问题。
基于上述背景提出的“含磷洗涤剂的污染问题与防治对策的研究” 这一现实可行的课题，我们认为它不仅符合目前我国提出的“可持续发展战略”的社会需求，也符合当前学校教育提出的“人与自然协调发展”的环境教育要求，而且更为重要的是，它符合素质教育提出的培养学生的创新精神和综合实践能力的要求。
课题目标：
通过对“含磷洗涤剂对水体的污染与防治对策的研究”，同学们应初步掌握科学研究的基本方法，加深自己对生活环境及环境保护的认识，培养自己获取信息并独立解决实际问题的能力。
研究过程（方法）：
★ 教师引导（提供课题背景材料，即介绍“水体污染”的相关知识 ）：
目的：通过教师引导，让每位同学先对水体污染的现状及相关常识性的知识有个初步地了解，以帮助同学们从总体上把握课题研究的对象和任务，从而制定出个人的课题研究计划（即设计出课题方案）。
形式：可组织“专题讲座”——将水体污染的相关的文字性资料和音像资料剪接、编辑，教师以多媒体技术辅助进行讲授（其他指导形式亦可，时间安排以1课时为宜）。
内容：专题讲座主要介绍世界范围内水污染的情况、水体污染的危害、常见的水体污染物质（水污染的基本类型）及一般处理方法。
要求：在每位同学制订的课题计划的基础上制定出小组课题计划（课题研究计划是评价同学们参与研究性学习的要素之一），然后才能开始其后的专题性课题研究工作。
★ 分解课题（学生研究决定，本课题同学们将其细分为以下三个问题）：
研究一：了解洗涤剂的去污原理及含磷洗涤剂的化学成分
解决此问题主要需采用文献资料法与调查研究法。我们以高二化学（必修）课本第五章第六节选学内容——“去污原理和合成洗涤剂”为基本学习材料，要求同学们联系社会实际（调查市售各类洗涤剂）去人识洗涤剂的去污原理及含磷洗涤剂的化学成分（尤其要弄清为什么产商要在洗涤剂中加含磷化合物——为其后提出污染防治对策奠定基础）。
通过深入地学习与广泛地调查研究，同学们写出了本课题研究的第一份研究报告。现将朱青同学所写的对“含磷洗涤剂的化学成分”认识的研究报告（内容）节选如下：
“……洗涤剂是一种按照专门配方配制而成的高去污性能的日用化工产品。任何一种洗涤剂都是由表面活性物质和助剂两大部分组成的。表面活性剂是一类带有双亲结构（既亲水又亲油——由亲水的极性基和疏水的非极性基两部分组成）的有机化合物，如羧酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇硫酸钠、季铵盐、十二烷基氨基丙酸钠等（通常非极性部分的碳原子数在8个以上）。助剂则是为改善洗涤效果而添加的各种无机物和有机物，主要有：①、三聚磷酸钠（Na5P3O10），俗称五钠，它是洗涤剂中最常见的助剂，它能络合水中的钙、镁离子，使溶液显碱性而有利于油污分解；②、硅酸钠，俗称水玻璃，除有碱性缓冲能力外，还有稳泡、乳化、抗蚀等功能；③、硫酸钠，俗称元明粉（无水物）或芒硝（十水物），它是洗衣粉中用量最大（约40%）的填料物质；④、羧甲基纤维素钠，简称CMC，由于它带有大量负电荷，吸附在污垢上使其静电斥力增加，因而可防止污垢的再沉积，⑤、月桂酸二乙醇酰胺，有促泡和稳定泡沫的作用；⑥、过硼酸钠，水解后可释放出过氧化氢，起漂白和化学去污作用，多用作器皿的洗涤剂；⑦、其它，如香精、增白剂、酶制剂等……”
研究二：弄清含磷洗涤剂造成水体污染的基本原因
同学们在广泛查阅资料和进行大量调查研究的基础上，弄清了含磷洗涤剂造成水体污染的基本原因。在此过程中研究小组还自行设计了几组对比实验：①含磷洗涤剂污水“富营养化”实验；②无磷洗涤剂污水“富营养化”实验；③含磷洗涤剂污水“富营养化与磷含量对应关系”实验。通过这些对比实验，进一步加深了同学们对含磷洗涤剂造成水体污染原因的认识，同时也为其后研究污染的防治对策提供了佐证材料。
现将徐芳同学获得的调查结论摘选如下：
“……含磷洗涤剂所含的污染物是三聚磷酸盐（Na5P3O10），由此造成的水体污染属于‘无机无毒物污染’，即Na5P3O10虽然无毒，但磷元素（可溶性磷酸盐）是植物生长的重要营养元素，所以当它随洗涤污水排入河流、湖泊和池塘以后，必然导致其水体“富营养化”，结果河流、湖泊和池塘中的水生植物（尤其是藻类植物）疯长，造成水中缺氧，鱼类死亡。同时因水生植物的疯长，年深月久，过多有机腐烂物的沉积，会使原湖泊、池塘变成沼泽、湿地，然后由湿地再变为干地——从而导致整个水体生态系统的彻底破坏……”
研究三：提出含磷洗涤剂污染防治的有效对策
通过前两个阶段的学习、调查、实验和研究，针对含磷洗涤剂对水体造成的污染，同学们提出了多种防治对策。在教师指导下，每一个同学都写出了一份课题总结报告，在小组交流、相互评议、共同论证的基础上，由小组推荐一名同学主笔，综合小组内各位同学的研究成果，写出本小组的课题研究报告。小组的课题研究报告最后将通过有专业教师参加的课题成果评议会，其评价结果是学校对本课题组研究工作的终结性评价（它是同学们参与研究性学习的最重要的评价指标）。
对于课题总结报告， 指导教师要求我们从“问题的提出”、“课题研究过程”及“课题的结论”三个方面撰写，其评价等级由同学自评与小组互评获得。
研究结果：
通过本课题的研究，同学们对含磷洗涤剂污染的防治提出了多种应对策略，概括地讲，主要可划分为以下三大类：
其一，寻找洗涤剂助剂三聚磷酸钠的替代品，制造无磷洗涤剂。即从源头（改变洗涤剂成份）上清除污染物。
其二，对含磷洗涤剂污染进行防治。龙泽同学设计的“含磷污水的石灰处理法”颇有代表性。其设计思路如下：
H2 O H2 O CaO 分离
Na5P3O10 —→（H5P3O10）—→ H3PO4 —→ Ca 3（PO4 ）2 —→ 分离物制成磷肥.
（H+） △ H2 O
其三，对含磷洗涤剂的污水进行综合利用。如有的同学提出将含磷洗涤剂的污水（注：必须不含其它有毒污染物）分流（控制流量）引入鱼塘（草鱼养殖的鱼塘），充分发挥污水中营养元素磷的作用，使池塘中的水生植物——藻类、水草疯长，而这些水生植物恰恰是草鱼每天必须大量摄取的食物。
通过本课题的研究，同学们似乎个个都成了小专家，谈到含磷洗涤剂污染的防治，人人都能说出个套套。许多同学在课题总结中都谈到：“我们现在才知道了什么是搞科学研究，怎样去搞科学研究”、“深感用已学知识（包括自主获得知识）解决实际问题的能力大为增强”——这正是本课题研究所预期的目标。
同学们在课题研究过程中写出了数篇颇有水平的课题研究报告，其中有两篇已收入我校《研究性学习论文集》。
附录：推荐课题参考资料
参考书目：
[1]、刘天齐主编，《环境保护》，化学工业出版社，1996
[2]、朱立峰主编，《化学在社会生活中》，广东人民出版社，2001。
[3]、马倩如、程声通著《环境质量评价》，中国环境科学出版社，1990
[4]、毛文永等著,《全球环境问题与对策》,中国科学技术出版社，1993
[5]、夏青、贺珍编著，《水环境综合整治规划》，海洋出版社，1989
[6]、曲格平著，《中国的环境与发展》，中国环境科学出版社，1992
相关网站：
[1]、中国环境保护网 http://w w w.zhb.gov.cn /
[2]、中国国际环境保护网 http://w w w.65.com.cn
[3]、中国环保在线 http://w w w.zhnep.net /
[4]、广东环保 http://w w w.zhb.gdepb.gov.cn /
[5]、厦门市环境监测中心站 http://w w w.xmems.org.cn 。
案例点评：
该课题虽然是一个微观的、具体问题的研究课题，但课题的提出却蕴含着深刻的社会背景。含磷洗涤剂的污染问题是近几十年间出现的新问题，它随着各类洗涤剂的大量上市，且应用范围不断地扩大，造成的水污染问题也愈来愈严重，因此，近年来已经引起社会的广泛关注，成为环境综合治理过程中的热门问题。同学们能够敏锐地抓住这种社会热点，并设计成现实可行的研究性学习课题，这种选题（取材）的方式就很值得推荐——此为其一。同学们设计的课题研究步骤，从步骤一到步骤三（了解洗涤剂的去污原理及其化学成分——弄清含磷洗涤剂造成污染的基本原因——提出含磷洗涤剂污染防治的有效对策），完全符合人们认识事物所遵循的由浅入深、循序渐进的客观规律，因而确保了本课题研究的顺利进行：它使研究小组的每一个环节的工作都能落到实处；使研究活动能井然有序地进行并能一步一步地实现预期目标——此为其二。同学们在广泛地调查、研究、收集信息资料的基础上，提出了多种含磷洗涤剂污染防治的对策，每一个人都有自己的创见，而且绝大多数的方案（如案例中所归纳的三类方案）都切实可行，这不仅说明该研究成果本身的实用价值及其科学性，而且它充分反映了同学们通过这种研究活动已经具备一定的“解决实际问题的能力”——此为其三。以上三点实际上是从“选题 — 方法 — 成果”三个方面对该研究性学习案例给于的肯定，如果我们将三点评价概括起来讲，那就是 “选题正确、方法得当，富有成效”！因此我们说《含磷洗涤剂的污染问题与防治对策的研究》是一个成功的活动案例。
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