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空氣中取水范文1
周名揚退休前為北京市專業氣象臺高級工程師。他來到《北京晚報》社把攜帶而來的資料中取出兩份已變黃的舊報紙,分別是1989年出版的《科技日報》和《北京科技報》,上面均刊載了周名揚本人的署名文章《從空氣中取水》。老人回憶說,上世紀70年代時北京的缺水問題已日漸突出,當時在北京市氣象科學研究所工作的周名揚曾多次參與人工降雨工作,他發現人工降雨成本很大,作用區域卻很小,而且只能解一時之需,并不能從根本上解決北京缺水問題,從那時起就開始琢磨有什么更好的辦法獲得水。一天早晨他在單位院子里的草葉上看到了一顆顆晶瑩的露珠,這讓他產生了靈感,空氣中不就有水嗎,何不從空氣中取水?
此后除了在一次學術會議上受邀宣讀論文,再沒有什么人過問此事,加之工作忙,周名揚就將論文扔到一旁,“那時也沒有什么專利意識,也不知到哪里去尋求支持。”
周名揚為了發明的空氣造水機(專利號:ZL200920003903.X),常常宵衣旰食,費盡了千辛萬苦。他向我介紹空氣造水機時侃侃而談。他說空氣造水機,是為解決淡化水匱乏的問題而發明。它主要包括:引風單元,用于將空氣引入至低溫凝水單元;低溫凝水單元,由制冷模塊和凝水媒質模塊組成。其中,所述的制冷模塊用于至少將凝水媒質模塊表秒的溫度降至凝結溫度(即露點溫度)以下。采用上述結構“熱”空氣中的水蒸氣在遇到“低溫”的凝水媒質模塊時就會在凝水媒質表面上發生凝結,從而產生凝結水(純人工自然水)。
空氣造水機,設備整個具有結構簡單,制造使用方便,用途面廣泛,不會帶來新的生態環境問題等優點。凝結出的人工自然水,如果再經過凈化和消毒,則可直接作為飲用水。
本實用新型專利不但可以造水,而且能夠產生干燥、涼爽的空氣,可以用來調整室內溫度,這樣調試溫和造水兩不誤。另外,上述設備不但可以制成小型設備供家庭或辦公室內用,也可制成大型設備功用于大型商場或工礦企業等。
空氣中取水范文2
關鍵詞：頂空固相微萃取；氣相色譜法；飲用水；生活；1，4-二氧六環
中圖分類號：X832
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）8004502
1引言
在近幾年的工業發展中，很多地方的工廠在凈化工作上沒有達到相關的標準，以至于在工業物質的污染上表現為增加的情況。1，4-二氧六環作為一種常見的工業污染物質，自身的用途表現在合成反應溶劑、乳化劑、去垢劑方面，其會針對自然環境以及生活飲用水造成很大的污染[1]。在國際癌癥研究機構當中，將1，4-二氧六環判定為2B類可能致癌物。因此，在生活飲用水中有效檢測1，4-二氧六環，是非常有必要的。頂空固相微萃取-氣相色譜法作為有效的測定方法，基本上可以對1，4-二氧六環做出有效的測量，在可行性方面表現較高。
2實驗部分
2.1儀器與試劑
1，4-二氧六環與生活飲用水的混溶條件非常低，同時在測試的過程中，一定要保證測試的精確性。為此，針對1，4-二氧六環的測試分析，選擇了以下儀器與試劑來完成。選擇的氣相色譜儀，為安捷倫7890A型號的氣相色譜儀，該儀器是美國Agilent公司所生產的，同時在進樣器方面，配合實施FID、CTC三個一的自動進樣器來完成操作。選擇CTC專用頂空瓶作為試驗儀器，頂空瓶的容量為20 mL，是瑞士CTC公司所生產的。對于萃取頭的選擇，應用了85 μm Carboxen-PDMS萃取頭來完成操作，該設備是美國Supelco公司所生產的產品。在試劑的選擇方面，對于氫氧化鈉的使用，應用分析純的氫氧化鈉完成，同時使用超純水進行配置處理，主要是配制成600g/L的溶液。在超純水的應用上，需要經過色譜檢驗表現為無待測的組分[2]。對于1，4-二氧六環，選擇應用標準品來完成，其純度表現為99.5%的狀態，是德國Dr.Ehren|storfer公司所生產的產品。對于水樣的采集而言，主要是采集了淮北等安徽地區的監測點。
2.2試驗方法
考慮到1，4-二氧六環的特點和自身的污染性，因此在實施頂空固相微萃取-氣相色譜法測定的過程中，主要是按照以下方法來完成操作的：第一，開展空白試驗。在針對1，4-二氧六環進行分析以前，需要針對純水、試劑等，進行空白試驗分析，確保其不存在污染的情況。第二，在水樣的采集過程中，使用的玻璃瓶容量為100 mL的標準，將水樣采集完畢后，要進行密封處理，在保存的條件方面表現為4℃的溫度，需要達到避光的效果。同時，在樣品當中的被測組分，應確保其穩定，能夠保存的時間應在10 d以上。第三，開展樣品前處理。技術人員取水樣3 m，放置于20 mL的空瓶當中，之后加入3 mL 600 g/L的氫氧化鈉溶液，在密封的狀態下進行混勻處理。要依據標準步驟進行測定分析（圖1）。
2.3標準溶液的配置
頂空固相微萃取-氣相色譜法在操作的過程中，想要將1，4-二氧六環的測試得到一個更加精確的結果，還必須在標準溶液的配置上投入更多的努力。第一，要將1，4-二氧六環的標準品進行適量的稱取，保證劑量的稱取準確。第二，應用超純水，將1，4-二氧六環進行配置處理，主要是配制成100 mg/L的標準儲備液。第三，利用標準儲備液，配制成不同濃度梯度的1，4-二氧六環標準溶液，溶液的濃度保持在1.0～100.0 μg/L。要各吸取3.0 mL配置好的標準溶液，將其放置到頂空瓶當中，然后再分別加入3 mL 600 g/L的氫氧化鈉溶液，在密封的狀態下，實施混勻處理[3]。第四，該標準系列最終的質量濃度，應保持在0.5～50.0 μg/L的標準上。第五，按照標準的試驗條件進行測定分析，并且利用外標法進行定量處理。
3結果與討論
3.1取樣量對結果的影響
1，4-二氧六環在實施檢測的過程中，與取樣量表現為較為密切的關系。在1，4-二氧六環的使用過程中，其本身能夠與水表現為高度的混溶狀態，同時可以進行無限的混溶，這本身就給測定工作帶來了一定的挑戰。同時，1，4-二氧六環的沸點與水的沸點非常相近，為101℃，如果取樣量表現過多或者過少，都有可能對最終的檢測結果造成影響。為此，在試驗以后，針對取樣量對結果的影響進行分析，是很有必要的。在本次研究當中，分別取30 μg/L的標準溶液2、3、4和5 mL，加入和取樣量等體積的600 g/L氫氧化鈉溶液，在本實驗條件下進行試驗。結果表明：隨著取樣量和600 g/L氫氧化鈉溶液的增加，萃取效率也有所增加，但增加幅度平緩，考慮到大批量樣品檢測時高濃度氫氧化鈉的成本和對環境的影響，在已滿足靈敏度要求的前提下選擇取樣量為3 mL，同時加3 mL氫氧化鈉溶液為本實驗的取樣量優化結果[4]。
3.2萃取溫度和時間的優化
實施頂空固相微萃取-氣相色譜法的測定過程中，對于1，4-二氧六環的測定結果而言，還需要在溫度以及時間上做出優化。1，4-二氧六環本身是一種工業物質，其在使用的過程中，會在不同的溫度、時間下，產生差異化的結果。倘若在溫度方面沒有得到良好的把控，則很容易在測試結果上展現出較大的誤差。倘若在時間上沒有得到良好的掌握，則很容易出現高度混溶的狀態，屆時衍生出其他的物質，將會給測試結果帶來更大的威脅[5]。所以，將萃取溫度和時間做出優化，是必要性的措施。本實驗選擇60℃作為萃取溫度，固定溫度為60℃，樣品平衡時間10 min，改變萃取時間分別為10、15、20、30和40 min，結果表明：隨著萃取時間的增加，萃取率也相應增加，但是萃取時間為15 min以上時，萃取效率的增長趨緩?？紤]到固相微萃取是一種動力學意義的平衡技術，并不需要完全萃?。?00%萃取）分析物，只需嚴格控制各實驗條件，就是重現性的最好保證。因此在滿足靈敏度要求的前提下，選擇60℃和15 min作為優化的萃取溫度和萃取時間。
2017年4月綠色科技第8期
胡寶梅：頂空固相微萃取-氣相色譜法測定生活飲用水中痕量1，4-二氧六環
環境與安全
4結語
本文對頂空固相微萃取-氣相色譜法測定生活飲用水中痕量1，4-二氧六環展開討論，該項方法在實施過程中，能夠將1，4-二氧六環做出準確的測試，在結果上表現優秀，對于各項條件的把握難度并不高?？梢詫⒃摲椒ㄍ茝V應用，提高1，4-二氧六環的測試水平，進一步保證飲用水的安全。
參考文獻：
[1]
陸偉，朱友，別振英，等. 頂空-氣相色譜-質譜聯用法同時測定食品包裝紙中的環氧乙烷、環氧丙烷、環氧氯丙烷和二氧六環[J]. 食品安全質量檢測學報，2016，（10）：4174～4178.
[2]肖丹. 頂空固相微萃取技術的應用與展望[J]. 中國衛生工程學，2015（1）：88～92.
[3]付雙，申遠. 固相微萃取-色譜/質譜聯用技術在海水分析中的應用[J]. 化工時刊，2013（2）：33～37.
空氣中取水范文3
【關鍵詞】可再生能源；土壤源熱泵；水源熱泵；太陽能熱水系統；空氣源熱泵
【Abstract】Combine the energy consumption requirement of air-conditioning and hot water in architectural design，this paper analyzes several renewable energy，may be as a guide in the air-conditioning and hot water design of architectural.
【Key words】Renewable energy Ground-coupled heat pump Water source heat pump Solar hot water systems Air-source heat pump
前言：可再生能源是一種清潔且可持續利用的能源，大力發展可再生能源，是改善我國能源結構，增加能源供應，保障能源安全，保護環境，實現經濟社會可持續發展的重要措施之一。可再生能源主要包括地熱能 、水能、太陽能、風能、生物能等。
一、土壤源熱泵
土壤源熱泵是利用地下常溫土壤溫度相對穩定的特性，通過深埋于建筑物周圍的管路系統與建筑物內部完成熱交換的裝置。冬季從土壤中取熱，向建筑物供暖；夏季向土壤排熱，為建筑物制冷。它以土壤作為熱源、冷源，通過高效熱泵機組向建筑物供熱或供冷。
制冷時，土壤源熱泵中央空調系統中的末端設備將建筑物內的熱量通過熱泵機組轉移到地下巖土中，實現了制冷的目的，同時省去了非熱泵空調系統中的冷卻塔設備；制熱時，流體從地下收集熱量，地源熱泵機組中的制冷劑將在流體中吸收熱能，利用少量的電能將制冷劑壓縮到高溫高壓狀態，將吸收的全部熱量（電能 吸收熱能） 一起釋放到采暖系統中，從而達到了吸收可再生低溫熱源的熱能并輸送到高溫熱源的目的，實現了可再生地能對傳統鍋爐的取代。
土壤源熱泵適用條件：1）土壤源熱泵系統適用使用在年冷熱負荷較為接近的地帶，該系統才能實現土壤吸熱與放熱的平衡，從而避免熱島效應。2）需要足夠的地面面積打井換熱，而垂直打井方式的地質條件需具備地下打井要求。3）項目的用能及地埋管應比較集中，不宜鋪設過長的管路系統，否則會因管路系統鋪設過長而造成系統的能耗損失，降低系統能量使用的效率。
土壤源熱泵優點包括1）機組性能系數高， 節能效果好，環保、無污染。2）系統可靠性強， 使用壽命長。
土壤源熱泵缺點包括1）地下換熱器的傳熱性能受土壤性質影響較大。2）由于土壤熱導率較低，地下換熱器與周圍土壤的傳熱量較少，因此與空氣源熱泵相比，土壤源熱泵地下換熱器的預設換熱面積較大。
二、水源熱泵
水源熱泵是利用地球水所儲藏的能源作為冷、熱源，進行轉換的技術。水源熱泵工作原理：通過輸入少量高品位能源（如電能），實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別作為冬季熱泵供暖、熱水的熱源和夏季空調的冷源，即在夏季將建筑物中的熱量“取”出來，釋放到水體中去，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以達到夏季給建筑物室內制冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，從水源中“提取”熱能，送到建筑物中采暖或熱水。
水源熱泵系統的分類：分為地下水水源熱泵、地表水水源熱泵、污水水源熱泵等。
（一）地下水水源熱泵應用安裝條件：1）需要有足夠的地面面積供地下水水源熱泵打井進行熱交換。2）取水換熱后地下水應回灌到取水層相同的承壓水層。
地下水水源熱泵的優點包括1）初期投資費用較高，維護費用高，運行費用低。2） 高效節能、靈活應用、運行安全可靠。3）相對普通空調節約成本、利于環保。
地下水水源熱泵的缺點包括1） 對地質條件要求高，打井成本高。2） 投資成本，由于打井的成本并不與取水量的大小成正比，因此較大系統的投資效益比較高。
（二）地表水水源熱泵應用安裝條件：1）水源應保持澄清、水質穩定、不腐蝕、不滋生微生物或生物、不宜結垢。2）地表水水源熱泵適合安裝在距離江、河、湖、泊以及水庫較近的位置，較適合500米以內的距離。如距離太遠，增加了管網輸送的水頭損失和降低系統的熱效率。
地表水水源熱泵的優點包括1）和空氣相比，熱源熱匯的溫度較為可靠，能效比較高，其運行效率要比空氣源高出20～60%，運行費用僅為普通中央空調的40～60%。 2）環保效益顯著，運行穩定可靠，維護方便，使用壽命長。
地表水水源熱泵的缺點包括1） 受可利用的水層的地理結構及水源條件限制。 2）系統容易腐蝕、結垢或堵塞，盤管易受損壞且初投資比較高
（三）污水源熱泵應用安裝條件：1）采用污水源熱泵的首要條件是附近有污水取水源，并且能取用的污水水源達要達到一定的水量。 2）污水源熱泵其安裝應在距離污水源500m左右的位置，否則管路太長，熱損耗大，而達不到制熱的要求。
污水源熱泵的優點包括1）高效節能，環保效益顯著。 2）投資運行費用低，系統原理簡單，設備的可靠性強，維護量小，平時無設備的維護問題。
污水源熱泵的缺點包括1）污水源熱泵只能利用周邊污水資源，可利用的水源條件受限制。
三、太陽能熱水系統
在太陽能的熱利用中，關鍵是將太陽的輻射能轉換為熱能。由于太陽能比較分散，必須設法把它集中起來，所以，集熱器是各種利用太陽能裝置的關鍵部分。集熱器是吸收太陽輻射并將產生的熱能傳遞到傳熱介質的裝置。
其運行原理是：在太陽光照條件下，在太陽能集熱器的出水末端增加一個溫度探頭（水箱內的水位可以采用機械浮球控制，也可以采用控制器控制水位探頭）。當集熱器內的水溫達到設定值時，控制器發出信號，控制打開電磁閥，冷水把已經達到設定溫度的熱水頂入儲熱水箱并儲存起來；當集熱器內水溫低于設定值時，控制器開始動作使電磁閥自動關閉。如此不斷循環使儲熱水箱內的高溫水不斷增多，當儲熱水箱內的水位達到最高水位時，系統關閉，不再進水。
太陽能熱水系統的優點：
1）較少投入，贏得高回報
太陽能中央熱水系統一次投資，長期受益，3—5年內即可收回投資，免費使用10多年；房地產樓盤，平均每平方米投入20—50元，就能增加樓盤的新賣點和附加值，提升樓盤檔次，促進銷售。
2）安全可靠
太陽能熱水系統是高效地吸收太陽輻射能將其轉變為熱能的裝置，完全避免了常規能源熱水器可能發生的漏電、漏氣、漏油等的不足和不安全因素。同時它又克服了燃氣、燃油、傳統電熱水器不安全、不衛生、不節能的缺點和隱患。
3）美化建筑，提升樓盤品位
可結合建筑的特點量身定制，使太陽能熱水系統與建筑完美結合，相映生輝，美化城市景觀，提升樓盤品位。
四、空氣源熱泵分析
空氣源熱泵工作原理是（通過冷媒/制冷劑）將空氣中的熱量吸收，釋放到水中，循環將水加熱，同時把失去大量能量的低溫空氣釋放到需要制冷的地方，用于制冷需要。空氣在失去能量降低溫度的同時，大量的水蒸氣被冷凝，因而釋放的冷氣濕度大大降低，相當于具有除濕效果。因此可以集中央熱水、制冷、供暖功能于一體，大大提高性價比。空氣源熱泵的工作溫度是零下10至40攝氏度。使用這一技術，能有效節約能源，其運行成本只有電熱水器的1/4，如按照現有的電價和油價，燒熱同樣多的熱水，它的運行成本只有燃油鍋爐的1/2。
空氣源熱泵系統的優點：
1）安全：利用吸收空氣中的熱量來加熱水溫，水電徹底分離，并設多重保護，不存在任何安全隱患。
空氣中取水范文4
中考題為例，剖析中考對水考查的特點，供參考.
一、考查水的意義
例1 （2008年巢湖市）在探索地球外生命的過程中，科學家特別關注其他天體上是否有水的存在，這是因為水對生物的重要性表現在.若我國嫦娥探月衛星在月球上發現了固態水，我們在開發月球初期，在不存在綠色植物的情況下，水除了可直接利用外，你認為根據水的化學性質，水的最大用處是.
分析：本題是一道化生綜合的新情景類試題，著重讓學生在讀題和解題的過程中認識到水的價值.由生物學的知識知道，水是植物進行光合作用的原料，沒有水就沒有生物生存所需要的營養物質和氧氣，當然也就沒有生命存在的基礎.由于水通電能分解生成氫氣和氧氣，氫氣可以做燃料，氧氣可以供給呼吸和支持燃燒，所以最大用處應該是供給月球上居住或工作的人呼吸所需要的氧氣.
答案：光合作用 提供月球上居住或工作的人呼吸所需要的氧氣.
二、考查水的組成和分類
例2 （2008年哈爾濱市）某同學制作了如圖1所示的簡易電解水裝置，進行家庭小實驗(注：該裝置氣密性良好，且反應一段時間后停止通電，A、B管內液面均高于圖中D線).請根據要求回答問題：
(1)閉合開關后觀察到：
①電解水時，將轉化為化學能；A、B管內的現象是.
②C管中的現象是，產生此現象的原因是.
③該實驗說明水是由組成的.
(2)A、B管內生成的氣體聚集在上部的原因是.
(3)若檢驗A管內生成的氣體應該用.
（4）礦泉水、蒸餾水、自來水和凈化后的雨水都是生活中常見的“水”，其中屬于純凈物的是.
分析：電解水是將電能轉化為化學能；電解水時，正極上產生氧氣，負極上產生氫氣，且氧氣和氫氣的體積比約為1∶2說明水通電分解生成氫氣和氧氣，也由此說明水是由氫元素和氧元素組成的.由于生成氣體，使管A、管B中氣壓增大，將水壓入管C中；自然界的水和生活中的自來水都是混合物，化學上的水或生活中的純凈水或蒸餾水屬于純凈物，屬于化合物，也屬于含氧化合物和氧化物.
答案：(1)①電能；電極上出現氣泡，一段時間后，管A和管B中所收集的氣體體積比約為1∶2.
②液面上升；水通電分解生成的氫氣和氧氣使AB管內壓強增大(或AB管內氣壓增大，大于管外大氣壓，并分析討論，合理即可)，把水壓入C管中，所以C管內液面上升.
③氫、氧兩種元素.
(2)氫氣和氧氣的密度比水小，且氫氣難溶于水，氧氣不易溶于水(或氫氣和氧氣難溶于水或氫氣和氧氣不易溶于水).
(3)帶火星的木條(燃著木條).
（4）蒸餾水.
三、考查對電解水實驗的分析與評價
例3 （2007年濰坊市）某學習探究小組用水電解器電解水，測定兩管逸出氣體的體積，記錄如下：
時間/min體積/mL12345678
連電源負極的（A）中氣體612202939495969
連電源正極的（B）中氣體2471116212631
請回答：
(1)裝置密閉性良好、讀數正確，但電解開始階段兩管氣體的體積比不符合理論比值的原因是.
(2)自第分鐘起，管(A)和管(B)產生氣體的體積比非常接近理論比值.
分析：本題是一道實驗數據分析評價題，著重考查的是思維的嚴密性、批判性及科學態度.通過對所給數據的分析發現，剛開始時產生的氫氣（A）和氧氣（B）的體積比不是理論上的2∶1，而是大于2∶1，隨著反應的進行，逐漸接近理論值，很明顯，在笫四分鐘時已接近2∶1，至于原因抓住氧氣和氫氣的性質：溶解性和氧氣比氫氣化學性質活潑，是不難作出準確說明的.
答案：(1)開始階段產生的少量H2和O2溶解在水中且未達到飽和；O2在水中的溶解度
比H2的大；氧氣化學性質活潑，可能與電極發生反應而部分消耗；等(2)4
四、考查水凈化的方法
例4 （2008年廬江市）2008年“中國水周”活動的宣傳主題為“發展水利，改善民生”.自然界的水含有各種雜質，可以用不同的方法進行凈化.圖2所示是用空塑料飲料瓶、帶導管的單孔膠塞、蓬松棉、紗布、活性炭、小卵石、石英沙等材料自制的一個簡易凈水器.
①根據上述凈化材料的特性，B層放置的材料最好是.
②該凈水器不同位置的紗布所起的主要作用不同，其中第二層紗布的主要作用是.A的作用是；不僅可以的物質，還可以的雜質.
③自來水制取過程中，一般還要投藥，投藥的目的是.
④凈化水的方法還有，其中凈化效果最好的是.
分析：根據題意，簡易凈水器自上至下的填充料依次應是小卵石、石英沙、活性炭，分別除去較大的懸浮物、較小顆粒的懸浮物、吸附除去小顆粒的懸浮物及溶于水的一些雜質，而紗布的作用顯然是避免不同層物質之間的混雜.自來水制取過程中投藥的目的是為了消毒，即殺死細菌、病毒.凈化水的方法很多，有沉淀、過濾、吸附、蒸餾，其中蒸餾凈化效果最好.
答案：①石英砂 ②防止石英砂與活性炭混雜 濾去不溶性 吸附一些可溶性(本題答案不分先后順序) ③消毒 ④沉淀、蒸餾等 蒸餾.
五、考查對硬水和軟水的準確掌握情況
例5 （2007年益陽市）益陽農村不少家庭有自己打的水井，如果井水硬度太高，會給生產和生活帶來許多危害，請你寫出一條使用硬水帶來的危害.小明同學用所學知識證明井水是硬水還是軟水，他取少量井水，向其中加入適量，攪拌，如果出現沉淀泡沫的現象（以上兩空填“多”或“少”），則證明井水是硬水.生活中將硬水轉化為軟水的常見方法有.
分析：生產和生活中使用硬水會帶來許多危害，如洗衣服，不僅浪費肥皂，而且衣服會變硬；鍋爐用硬水可能會導致爆炸，等.檢驗水是軟水，還是硬水，一般用肥皂水，如果有較多的泡沫，較少的浮渣，說明是軟水，反之，則是硬水.將硬水轉化為軟水的方法比較多，常見的有煮沸、蒸餾等.
答案：洗衣服后，衣服變硬 肥皂水 多 少 煮沸、蒸餾.
六、考查人類擁有的水資源、水資源的開發和利用及水的污染和防治
例6 （1）（2007年廈門市）我市年人均水量為871 m3，只有全國年人均的40％，福建省年人均的25％，遠低于國際年人均水資源的警戒線1700 m3，有專家建議我市可從空中和海水中獲得水資源；
①從空氣中取水是(填“物理”或“化學”)變化，理由是；
②從海水淡化廠排出的高濃度鹽溶液也是污染物，你認為應該如何處理：
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（2）（2008年蘇州市）2008年蘇州市以國家《太湖流域水環境綜合治理總體方案》根治太湖、陽澄湖等流域水污染問題，以下措施與抑制“水質富營養化”減少總氮、總磷排放量關系最為密切的是（ ）
①年內關閉設備落后的化工企業261家，在249個村莊建設生活污水處理設施
②將全面取締沿太湖1 km 范圍內、陽澄湖二級水質保護區內所有圍網養殖
③加大將長江水引入太湖流域的調水力度
④年內拓寬河段50 km，完成1580 km 河道清淤疏浚任務
⑤在環太湖1 km 范圍內將完成造林2．35萬畝，實施濕地保護恢復工程
（A） ①② （B） ③ （C） ④ （D） ⑤
（3）（2007年泰州市）據報道，前一段時間太湖水由于水體富營養化，導致藍藻快速繁殖生長，死亡腐爛湖水位下降后，太湖底泥上泛，使水體產生異味.為改善太湖水水質，除去水中的異味，下面所提建議不合理的是（ ）
（A） 人工撈藻，投加活性炭
（B） 加入大量生石灰和明礬
（C） 增加水量，促進水體流動
（D） 嚴格控制各種污染源，確保達標后排放
分析：對于（1），從空氣中取水，指的是將空氣中的水蒸氣冷凝（即人工降雨），只是水的狀態發生變化，物質未變，是物理變化；而海水淡化事實上是將海水中的水提取出來，而其他物質仍然留下，其中含有許多在生產、生活中有廣泛用途的物質，如果在海水淡化中直接將它們排除，不僅造成環境污染，事實上也是極大的浪費.（2）主要考查的是解決水體富營養化的措施，抓住減少總氮、總磷排放量及造成水體富營養化的原因就能正確選擇.（3）考查的是水的污染及其治理，其中加入大量生石灰和明礬的措施并不現實，既耗費大量資源，又不能改善湖水的水質，還會對湖水造成新的污染.
答案：（1）①物理；沒有生成新物質；②提取出有用的物質進行綜合利用.（答案合理即可） （2）（A） （3）（B）.
七、考查節水的方法
例7 （2008年南昌市）2008年5月11日，南昌市計劃供水、節約用水辦公室向全體市民發出節約用水倡議.下列做法或建議錯誤的是（ ）
（A） 洗澡擦肥皂時不關噴頭
（B） 刷牙少用一口水，洗臉少用一杯水
（C） 選用節水型器具
（D） 發現水管漏水及時向物業管理或供水部門反映
分析：本題從生產和生活等角度考查節水的做法或建議.分析題給做法或建議可以發現，洗澡擦肥皂時不關噴頭顯然是一種浪費水的行為，因此不正確.
答案：（A）.
八、考查飲水安全知識
例8 （2008年福州市）2008年5月12日汶川大地震牽動全國人民的心，災區飲水安全成為人們關注的重要問題.請你運用以下資料及所學的化學知識，為災區人民提供飲水安全常識.
【資料在線】我國生活飲用水的標準
感官指標化學指標細菌學指標
水質無色無味且澄清透明pH6.5～8.5；總硬度
(1)除去水中難溶性的固體物質可用的方法.
(2)檢驗水樣是硬水還是軟水，可用的物質是.
(3)符合感官和化學指標的水還不一定是安全的飲用水，理由是.
分析：本題以汶川大地震為背景設計，情景新穎，但考查的是基礎知識，考查的是應用所學知識分析解決實際問題的能力，難度不大！熟練掌握基礎知識，讀懂題意，就能解決問題！
空氣中取水范文5
Abstract: As adhesive materials for construction, the quality of cement quality is directly related to the construction of the cement. We must strengthen the management and control of the test quality. Based on the daily inspection work, according to the detection process each link this paper may introduce uncertainty based sampling, cement equipment, test and comparison test, testing personnel detection and discusses several important link control test of cement, to improve the accuracy and fairness cement test data, which plays an important role on the quality of cement testing.
Key words: cement; quality detection; test; quality control
中圖分類號：TU755 引言 在建設工程使用的眾多材料中，水泥是最基本、最重要的原材料，也是實驗室材料檢測中比較重要的一個檢測項目，其檢測工作質量的高低直接影響施工現場中水泥的正確使用和施工質量。因此,必須認真檢測水泥的質量，嚴把質量關。在水泥的物理力學性能檢測中，因影響試驗結果準確性的因素眾多，所以在日常檢測工作中必須加強各個環節的控制和協調，提高水泥檢測數據的準確性和公正性,為建筑施工質量提供可靠的技術參考。
一、水泥取樣的注意事項 水泥取樣是水泥檢測過程中的首要環節，因此必須注意以下事項：
(一)水泥取樣數量符合有關規定要求。對于袋裝水泥，以同一廠家生產的同期出廠的同強度等級、標號的水泥，以一次進場的同一出廠編號，不超過200t為一批，取樣應具有代表性，可以從20個以上不同部位的袋中取等量樣品的水泥，經混拌均勻后稱取質量不少于12 kg，分兩份，一份做實驗，一份留樣。對于散裝水泥，同一水泥廠生產的同期出廠的同品種、同強度等級的水泥，以一次進場的同一出廠編號的水泥為一取樣單位，隨機從不少于3個罐車中取等量水泥，經混拌均勻后稱取質量不少于12 kg，分兩份，一份做實驗，一份留樣。
（二）水泥存放與保管符合相關要求。將所取水泥混合樣通過0.9 mm方孔篩,均分為試驗樣和封存樣兩份，樣品取得后應分別存放在塑料袋中（不要使用垃圾袋，以免因垃圾袋中存在的物質與水泥產生反應）后再裝入密封的金屬容器中，加封條，且所使用的容器應潔凈、干燥、防潮、密閉、不易破損、不與水泥發生反應,并分別在存放容器上加蓋清晰、不易擦掉的標記,同時標明取樣時間、地點、人員或見證單位的密封印。試驗樣應及時送到檢測機構進行檢測，封存樣應密封保管3個月,以備觀察及再檢測[1]。
(三)水泥取樣還要注意水泥安定性的時效性。由于安定性不合格的水泥會在混凝土硬化過程中產生體積變化造成混凝土裂縫、變形等不良影響，所以準確地檢測和判定水泥的安定性是否合格在水泥檢驗過程中也是極其重要的。但是有時也會出現這樣的情況，同一批次的水泥在第一次送檢檢測時安定性為不合格，但是在過幾天的第二次送檢檢測中卻是合格的。這種水泥的安定性隨時間而發生變化的情況稱為安定性的時效性。也正是時效性的存在,使得在水泥安定性的判定上往往會有爭議。其主要原因是：水泥中低溫f-CaO的結構較疏松,在水泥存放的過程中能自動吸收空氣中的水分進行消解，隨著水泥存放時間的延長，水泥中的f-CaO不斷吸收空氣中的水分而水化，含量不斷地減少，而高溫f-CaO的密度大，結構比較致密，且表面包裹著玻璃釉狀物質，不易吸收空氣中的水分進行水化，所以水泥時效性的產生主要是由低溫f-CaO引起的。因此，安定性不合格的水泥在存放一段時間后安定性可能會合格。但是并不是所有的水泥存放一段時間后安定性都會合格，當水泥中的f-CaO含量過多或者是由于f-MgO以及SO3引起的安定性不合格時，由于它們沒有低溫f-CaO的這種特性。也就是說存放一段時間有可能解決由于低溫f-CaO而造成的水泥安定性不合格，并非意味著水泥的安定性不合格只要存放一段時間就可以了。另外由于在水泥的生產過程中f-CaO的產生是不可能避免的，因此在水泥配料合理、煅燒時反應徹底的情況下，水泥熟料在粉磨前和成品水泥在出廠前一定要存放一段時間(安定期)，這樣可以有效地避免安定性的時效性的存在，也可在一定程度上減少安定性爭議的產生。
二、儀器和設備的正確使用
水泥檢測儀器和設備是評定水泥質量的基礎環節，其質量的好壞、技術參數準確與否，直接關系到水泥質量的評定是否準確、可靠。所以在儀器和設備購入前,應進行合格供應商的選擇和調查，建立供應商的檔案，對供應商提供的儀器的產品質量、供應能力、供貨及時性、處理質量問題的及時性以及其他質量管理體系的相關信息進行調查，只有高質量的儀器設備才可能有高質量的檢測數據。
水泥檢測儀器的計量校準、檢定是水泥檢測結果準確性和可靠性的重要保證。檢測儀器在投入使用前均應經過校準(檢定或自校)，制訂檢定或校準計劃表，按照規定的日期及時送檢或由計量檢定部門進行現場檢定、校準,并在有效期內使用；檢測儀器的量值只要可能都應溯源到國家計量基準，無標準的溯源必須經過比對或驗證，保證量值的準確、可靠。按照儀器和設備檢定計劃表需要注意的是不僅要對天平、水泥凈漿攪拌機、水泥膠砂攪拌機、振動臺(振實臺)、抗折試驗機、壓力試驗機、負壓篩、水泥比表面積測定儀、沸煮箱等主要儀器和設備進行檢定和校準，而且還要對膠砂試模、抗壓夾具、標準稠度與凝結時間測定儀等配套儀器進行認真的自校和校準，自校記錄的精度及數據范圍應對照標準進行核對確認，儀器和設備滿足其標準規定要求后方可使用。
三、試驗環境條件試驗前一天將水泥、標準砂、試驗用水放入成型室。試驗時,應先測量它們的溫度是否一致并予以記錄。對溫度的測量是保證試驗準確的重要條件。試體成型室對溫度、濕度要求相對較寬，容易達到試驗要求，養護箱可采用溫濕度自動控制，也容易達到試驗要求，而保證試體養護池水的溫度是一個重點。目前很多試驗機構采用水泥自動控制養護水箱，目前市場已熟，一般試驗室具備購買能力，而且由于它采用水浴方法，可以保證所有試體溫度相同，恒溫裝置采用自動控制系統，可以減少人為誤差。檢測人員只要做好水溫實測記錄，對比控制器的控制準確度即可 。只是在水泥膠砂試條存放時注意不同品種水泥的隔離。
四、試驗操作的控制
（一）水泥細度檢驗方法及注意事項。
硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥的細度以比表面積表示，其比表面積不小于300m2/kg，礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和復合硅酸鹽水泥的細度以篩余表示， 80μm方孔篩篩余不大于10%或45μm方孔篩篩余不大于30%。由于試驗篩在篩析過程中會被篩析物堵塞篩孔,在規定篩析時間的情況下，篩孔堵塞嚴重時會影響篩析結果,因此試驗篩每使用100次后要用標準樣品重新標定，當修正系數在0.80~1.20范圍內時，可以繼續使用，超出范圍則應予以淘汰，這樣才能保證試驗結果的準確性[2]。
（二）水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法及注意事項。
1.水泥標準稠度用水量的測定方法及注意事項。
《水泥標準稠度用水量、凝結時間、安定性檢驗方法》(GB/T1346-2011)標準規定，用于檢測凝結時間、安定性的水泥凈漿應為標準稠度凈漿。所以標準稠度用水量的測定一定要準確，因為一旦有誤,就會影響凝結時間和安定性試驗結果的準確性，造成對水泥質量的誤判，有可能導致不合格的水泥被用于工程，從而嚴重影響工程的結構安全。因此標準稠度用水量的準確測定，成為凝結時間和安定性準確測定的前提。
標準用水量測定步驟
拌和結束后，立即取適量水泥凈漿一次性將其裝入已置于下班底板上的試模中，漿體超過試模上端，用寬約25mm的直邊刀輕輕拍打超出式模部分的漿體5次以排除漿體中的孔隙，然后在試模上表面約1/3處，略傾斜于試模分別向外輕輕鋸掉多余凈漿，再從試模邊沿輕抹頂部一次，使凈漿表面光滑。在鋸掉多余凈漿和抹平的操作過程中，注意不要壓實凈漿；抹平后迅速將試模和底板移到引人維卡儀上，并將其中心害在試桿下，降低試桿直至與水泥凈漿表面接觸，擰緊螺絲1s~2s后，突然放松，使試桿垂直自由地沉入水泥凈漿中。在試桿停止沉入或釋放試桿30s時記錄試桿距底板之間的距離，升起試桿后，立即擦凈；整個操作應在攪拌后1.5min內完成。以試桿沉入凈漿距離底板6±1mm時的水泥凈漿為標準稠度凈漿。其拌和水量為該水泥的標準稠度用水量，按水泥質量的百分比計。
新標準不再對試模內漿體進行插搗和振動，要求用直邊刀輕拍打漿體，我個人認為此方法存在缺陷，因為漿體中氣泡無法排出，試驗結果容易偏低。
2.凝結時間的測定方法及注意事項。
(1)為了保證測定時間的準確性，水泥凈漿稠度儀在使用前應仔細檢查試桿表面是否光滑平整，靠自重可否自由下落,無緊澀和晃動現象，試針不得彎曲。當水泥凈漿達到標準稠度時，將凈漿裝入圓模，輕輕振動數次，去除多余凈漿后抹平。抹平次數不能太多，防止可能引起水泥凈漿泌水，并迅速將裝好的圓模放入養護箱中養護。
(2)初凝時間的測定：試件在濕氣養護箱中養護至加水后30 min后進行第一次測量，當試針沉至距離底板4±1mm時，水泥達到初凝狀態。水泥全部加入水中至初凝狀態的時間為水泥的初凝時間，用min表示。終凝時間的測定：初凝后將試件翻轉180°，繼續養護,當試針沉入試體0.5mm時，即環形附件開始不能在試體上留下痕跡時，水泥達到終凝狀態。當水泥全部加入水中至終凝狀態的時間為水泥的終凝時間，用min表示。
(3)水泥全部加入水中的時間作為凝結時間的起始時間。最初測定時應輕扶金屬柱，防止撞彎試針，試針針入位置至少距圓模內壁10 mm,凝結時，以試針自由下落為準;臨近初凝時，每隔5 min測定1次，臨近終凝時，每隔15 min測定1次，測定時試針不能落入原針孔，判定符合時必須立即重復測1次。對于泌水較多的漿體，在臨近初凝時要少搬動圓模，避免振動，否則泌水嚴重,影響測定的準確性。
(4)測定凝結時間因花時間長，一般中午不能休息，要求檢測人員一定要有責任心，特別臨近終凝時,需多留意、多觀察,并按標準要求測定,靠所謂“經驗”判定,誤差較大。特別對初凝階段時間較長的水泥,更要掌握好初凝的變化[3]。
3.安定性的測定方法及注意事項。
(1)代用法(試餅法):將制好的標準稠度凈漿取出,放在100 mm×100 mm的玻璃板上,做成直徑為70~80 mm、中心厚10 mm的試餅,試餅表面應光滑,且中間厚、邊緣薄;然后放入養護箱,養護箱溫濕度一定要達到標準要求,否則會影響安定性試驗結果的準確性,如果養護溫度過高(大于25℃)或濕度不夠,可能在沸煮前就使試餅發生收縮裂紋,特別是在水泥比表面積較大的情況下更容易發生收縮裂紋(收縮裂紋往往發生在與玻璃接觸的試餅底部中間),如果養護溫度過低(小于15℃),沸煮后可能會產生脫皮現象。這些都會造成安定性結果的判定錯誤。養護后的試件放入沸煮箱內恒沸180±5min,沸煮箱內的水在沸煮過程中均沒過試件,且在30±5 min內把水加熱至沸騰。
(2)標準法(雷氏夾法):將制好的標準稠度凈漿取出,裝滿2只雷氏夾,用刮刀刮平,次數不能太多,防止水泥漿體泌水;然后分別用75~80 g配重玻璃壓上,放入濕氣養護箱中(24±2) h后,沸煮3.5 h,測定兩試件增加值的平均值,且兩個差值不得超過4.0 mm,即可判定合格。 (3)在安定性測定結果發生爭議時,以雷氏夾測定結果為準。
五、定期進行實驗室能力比對試驗 參加上級部門組織的比對試驗的同時,也應定期進行實驗室之間的能力比對,通過比對能及時發現質量控制中數據出現的問題,采取有計劃的措施予以糾正,以消除實驗室檢驗的系統誤差。同時,認真分析比對結果并找出數據偏差的原因所在,不斷提高實驗室的管理水平和操作水平,不斷提高檢測結果的準確性。
六、檢測人員
人員是試驗操作的主體，會對所有環節造成誤差和影響，所以檢測人員要經過理論培訓和實際操作的培訓及考核，應對檢測環境要求、試樣養護條件等各環節熟悉，對各項指標檢測方法熟練掌握，對檢測數據處理清楚明白，正確計算及修約計算數值并正確判斷水泥樣品的檢驗結論。分析各環節可能造成的誤差，不會因人為誤差造成誤判。
六、結語 綜上所述，水泥質量檢驗除應按照國家產品質量檢驗相關標準，規范操作外，還必須對影響檢測質量的相關因素加以控制，不斷提高檢測能力，才能保證檢測結果真實反映產品的質量水平，為社會提供科學、公正的檢驗數據和結果。
參考文獻:
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關鍵詞：水文大循環 城市 水環境代謝 給排水系統 地球環境時代
1 行將結束的近代
起始于16世紀的西歐時代，經過產業革命帶來了人類大增殖的近代，而如今已因達到地球的容量限度而行將結束。支撐近代大發展的是近代科學技術，教育的發展帶來了科學技術的普及。人們認識了自然現象和社會現象，并從中總結出規律，明確其因果關系，建立了學術體系，通過教育的普及，使近代的文明得以廣泛傳播。恰恰在這個時候，人們將人類活動的規模與地球的尺度進行對比，看到了近代文明在構成上的限度。地球環境制約的時代已經到來。
近代科學技術從總體上看比較單純粗放，在高速、大量輸送技術的支撐下，單樣生產技術達到規?；托驶鶕鐣嫵珊拖M經濟的關系，按不同的目的進行空間的縱向分割，以發揮其機能與作用。近代生產活動的特征是以量(說穿了是金錢)來作為衡量成果的基準，以經濟增長為主軸線，對各種價值都用單純的量化(金錢化)指標來評價。因此，受過幾年高等教育的人就能成為體系設計和運用的專家。近代歷史上之所以能這樣較單純地進行社會分割，形成產業，建立教育體系，保持社會有效地發展，是因為地球上的環境和資源有富裕。然而，在世界人口膨脹到60億的當今世紀，這種條件已不復存在。
我們要設法從這種困境中脫身，但面臨的困難在于，所有可供使用的方法和對策都以近代科學技術為基礎，而近代科學技術則是造成這種困境的原因。在這種情況下，必須對近代科學技術進行重組，通過對各種各樣體系進行復合和融合，打破個別體系并列劃分的界限，構筑綜合化的新體系，尋求新的生活方式，以節省資源和空間的使用。對于這種新體系的評價，必須將近代體系的單純量化指標變為能表征事物本質和創造價值的抽象指標。圖1所示的城市、生產綠地、自然環境的特性和相互關系就表明了這種新體系的特征。為了人類的生存而保持良好的環境代謝，需要將城市、生產綠地、自然保護區這三個領域間以及各領域內的資源利用、循環和再利用結構進行重組，降低每一環節的熵增幅度，從而盡可能減少資源、空間和能量的消耗，降低環境負荷。
2 近代給排水系統的局限性
近代給水系統以"充足、低價地供給清潔的水"為目標。為了保證清潔水的集中供應，必須獲得充足的清潔原水，但這難免受到流域水文大循環中徑流量的制約，不可能無限制地擴大供水量，這就是近代給水系統的限度。另一方面，使用過的水均作為污水，通過排水系統排放到城市的下游。污水排放前通過生物化學處理可使生化可降解有機物(BOD成分)去除9 5%，這是羅馬時代以來逐步形成的城市排水系統。氧氣在空氣中的濃度可達21%，但它是難溶氣體，溶解在水中的濃度充其量為10 mg/L。當水中存在有機物時，溶解氧會迅速消耗，對好氧性水棲生物造成危害。考慮到溶解氧是水質污染的首要指標，在除濁的同時，要用生化需氧量(BOD)作為河流水質控制的指標，這一基礎概念在StreeterPhelps氧垂曲線理論提出之后得到了廣泛應用。與此相應，以BOD為主要指標的污水生化處理方式以Eckenfelder- O'Connor公式為理論基礎，污水處理和環境管理在理論上相互關聯，形成了近代排水系統質量管理的基礎理論體系。但是，這種近代排水系統不能有效地控制懸濁物和BOD以外的水質指標(見圖2)。因此，通常的污水生化處理法難以滿足所有水處理的需要，而主要用于開放水域的放流處理，以避免造成下游河道溶解氧缺乏。
另一方面，對于筑壩蓄水的河道，由于河水滯留時間長，通常的污水生化處理和河流自凈作用不能有效去除的磷和氮等營養鹽，會導致藻類的增殖，結果造成原水中存在異臭味或毒性物質，需要采用深度給水處理?；实氖褂靡渤３е赂粻I養化危害，為此，歐美國家只要在主要河流的下游以及穿過農業區域的河流下游筑壩蓄水，一般都要對進水進行除磷脫氮處理。未來的時代將重視削減環境負荷，富營養化的控制對于區域水環境代謝體系將必不可少。
現代城市排出的廢棄物，或者說代謝物中，以水的形式排出的量最大。近代的給水系統通過集中供水系統供給各種用途的水，每人每天的用水量高達200～400 L，均為可供飲用的優質水。為了保證供水水質，這樣大量的原水通常需從水文大循環的上游位置取用。即便在最低限的水資源開發(水源林保護、筑壩蓄水)條件下，以日本的平均徑流量為基準，一個人所需的水源集水面積為300～500 m2。這樣收集起來的水進一步凈化后供給城市，使用后水質發生變化，全部變為BOD 200 mg/L左右的污水排到城市下游 。因為直接排放將造成流域水環境的破壞，通常需要通過BOD去除率為95%的生物化學處理(所謂的高級污水處理)使水質達到BOD 10 mg/L的程度后再行排放。如果要求城市下游河道的水質保持BOD 3 mg/L這樣的良好水平(日本河流水環境質量標準B類)，排出的水則需要2～3倍流量的清潔河水加以稀釋。該流量所對應的集水面積也為飲用水所需集水面積的2～3倍，即每人900～1 000 m2(見圖3) 。當今日本幾乎沒有哪個城市能保證人均水源地面積達到這個水平，許多城市常常缺水，飲用水供應都成問題。從上述水源地面積的角度來說，城市最初出現的水荒問題并不是水量不足 (缺水)，而是河流水質惡化帶來的危害(如歐美一些大流域所發生的情況那樣)。日本的河流一般來說流程短，污水排放口*近海域，因而上述問題不太明顯。
彌補流域水資源不足的對策有兩種：一是在上游大規模筑壩，雨季大量蓄水，旱季放流，使平?？衫盟拷咏饔蛩拇笱h的平均徑流量，即所謂"徑流的時間平均化"；二是將近鄰利用率低的河流進行流域變更，把水輸送到缺水的流域，即所謂"徑流的空間平均化 (流域變更和長距離調水)"。嘗試這兩種對策已是近代給排水系統的極限，而且后者將導致流域下游污染負荷的高度集中，必須同時采用比常規污水處理法，即生物化學處理法更高級的處理設施，強化以富營養化對策為主的下游水環境管理(見圖4)。
按照近代給排水系統的這種構造，隨著流域內需水量的增大，僅從上游取水已難以滿足需要，因此取水點必須向下游推移以擴大集水面積。日本橫濱的相模川就是典型的例子。然而下游不僅存在BOD污染，各種合成有機物引起的微污染問題也日趨嚴重。農藥的使用也影響下游給水的水質。日本的農業多是水田，農藥會直接流入水體。隨著農業生產條件的改善引入集中用水灌溉系統后，問題變得更加嚴重。
近代給排水系統的水處理流程實際上是效仿地球水文大循環中，在生態學、地球化學作用下自然發生的水質變換過程，通過集中施加電力等能源，達到比自然過程快得多的水質變換速度。在給水處理方面的代表性技術是19世紀初期出現的慢濾系統(包括自然沉淀和慢速砂濾)，以及20世紀初出現的快濾系統(包括混凝、沉淀、快速砂濾、氯消毒)，至今仍廣泛用于給水處理；在污水處理方面的代表性技術則是19世紀末期到20世紀上半葉建立的散水過濾法和活性污泥法等好氧性微生物處理系統，利用河流自凈作用的原理，使生物化學反應集中化、高速化，達到去除BOD的目的。
然而，到20世紀后期，人類已掌握了大量合成自然界本來不存在的各種有機化合物的化工技術。在通常的時空規模下這些有機物很難通過自然生態系統進行無機化或無害化，而在環境中積蓄，被生物攝取后產生致癌和致突變作用，而且閾值低到10-12～10-9量級，定量分析也非常困難。通常的情況下各種污染成分并存，微量多成分的分析和影響評價也很困難，因此必須在傳統水處理流程的基礎上增加去除微量成分的處理環節。此外，近年來內分泌干擾物質，即所謂"環境荷爾蒙"的健康影響問題也引起關注，這些物質濃度極低，且毒性尚不明確。諸如此類影響人體健康的微量有機化合物在多數情況下自然凈化速度極慢，只能通過活性炭吸附、離子交換、臭氧處理或納濾等附加深度處理方法從廢水或飲用水原水中去除，水處理系統因此變得復雜化，且消費大量的能量，這是人們不愿看到的情況(圖2)。
在缺水情況嚴重的島嶼和日本西部的城市，目前也開始嘗試通過淡水化從無限的海水中獲取淡水資源。1950年初美國就考慮到20世紀末將面臨的淡水資源不足的問題，內務部設立了鹽水淡化局，開展了大規模的研究工作?，F在廣泛采用的多段閃蒸法就是當時研究推廣的結果，逐漸成為淡水化主流的反滲透法則是佛羅里達大學Reid教授1953年提出的方法。與常規水處理相比，淡水化所需的能量消耗要高出10多倍，達到7～10 kW·h/m3。這樣的高能量消耗在地球環境時代是很難推崇的。尤其是對于能源幾乎全*進口的日本，推行淡水化相當于進口水資源，從安全保障的角度上也很難接受。沿岸取水要避開微量污染很不容易，城市排水接納水域的負荷增加也成為問題，因此，除島嶼這樣遠離陸地的情況外，推行淡水化是不適宜的。城市應考慮推行污水處理水的再利用，以降低能量消耗，同時減輕下游的污染負荷。
3 質和量按用途分類的新型水環境代謝體系
迄今為止的城市給排水系統中，給水以"充足、低價地向市民供給清潔的水"為目的，排水則以"促進城市衛生和發展、保護公共水域"為目的，給水和排水系統分別建設，并列存在，而忽略了二者都是水文大循環中串連的環節，未將兩個系統融為一體，共同嵌入自然體系之中。傳統的給排水系統是建立在這樣一個基礎上，即人們在大自然的恩惠下生存，在人類小社會中自在生活，按照生活上的種種要求進行人類活動，而自然環境的容量能夠滿足這些活動的需要。但是，當人類活動的規模相對于自然已變得較大時，在滿足生活要求的同時，也必須考慮盡量減輕對環境的影響，建立新型水環境代謝體系。未來的城市水環境代謝體系要在"水資源按用途分類并重復利用，維護最低的價格(最小的能量消耗)"的方針下設計"供給必須水量并滿足必要水質"的水供給系統，將"用水和排水(水代謝)的城市要對水環境負直接責任"作為技術和經營的原則。用達到飲用水要求的優質水供應各種用途，最終又作為污水混合處理排放的粗放型城市給排水系統不能再發展了。達到上述目的至少需要半個世紀，但我們必須從現在起就著手于建立"將人們的需要與地球環境加以綜合考慮"的新型城市水環境代謝體系。
我們必須認識到，人類雖在地球上動物總體重中占了25%，但也僅僅是動物的一種，可她在地球生態體系中不是簡單意義上的一個成分，而是集中把持能源，具有極高資源消耗密度，構成特異生存空間的集團，是飄浮于多樣性自然生態體系的海面上，必須與其它生物共存的集團。因此，不能將人類的物質代謝與其它生物群在自然生態體系中的代謝混為一談，而必須考慮建立一個復合型環境代謝體系，使與自然界間的開放式代謝按環境負荷最小的方式與自然界耦合，并具有明確的、可控制的組織邊界，在邊界的內側(城市)建立具有模擬生物體那樣的構造，以最小的能量消耗來驅動最低限度的物質再利用回路。將電力等高質低熵能量的高密度消耗巧妙地置于再生系統內，嚴密控制與外部環境間的開放式物質代謝和熱量代謝，形成類似于動物體那樣的能耗和代謝空間。地球上多種多樣的生物鏈中，不乏能量最有效利用和物質多次再生利用的范例，形成了循環型自然生態體系(見圖1和圖5)。
人體內的水分起著物質和熱量輸送的作用，經過20多次的循環再利用后才排出體外，總水分的5%左右必須從體外補充。體內的循環系統和各個部位以水為媒體進行的熱量、物質傳遞和分離，都包含著生體膜的作用，并伴隨著生物化學反應，其動力為高質量的生體能量。今天我們面向21世紀考慮向新型給排水系統的轉換，利用有機合成膜進行精 密分離的技術已經展示了其前景。在城市水環境代謝工程領域，200年來人類與自然界間進行物質交換的生態學工程技術支撐了近代社會的發展，未來的社會將在此基礎上進一步引入可稱之為生體或生理學技術的膜分離技術，作為水重復利用和再生循環利用的核心水處理技術。20世紀初期的快濾和污水生化處理技術得到普及，廣泛應用于近代給排水工程100年后，又出現了新的水質變換基本技術(見圖2)。
我們仍處在學習新的用水方法的初期。近代產業的基本模式是從根據需要從大自然獲取優質資源，用于各種目的，然后再將產生的廢棄物進行處理，總之是以獲取最大利益為出發點進行商品生產，對優質水資源更是隨意使用。在上游獲取資源，下游處置廢物，兩種技術各自存在，這是近代社會物質代謝過程的特點。新的水利用體系則是按照質量恢復的難易程度和對利用水質的要求衡量其價值，根據目的以及方式確定水的用途。對給水系統和排水系統，以及二者之間的循環再利用系統，要按能量消耗率最小，而且系統可*的原則進行設計?？紤]各種方案和相關條件、資源和能源的消耗率、設計和運轉管理要求等各種復雜因素，進行體系的綜合化和優化，經過數十年的努力，終將研究出成熟的系統技術。
然而，上述將生產(生活)活動和資源兩方面連環考慮進行綜合規劃的思路目前還仍停留在設想的階段。雖說是進入了地球環境時代，但對人類文明還未進行具體的再設計。單單強調給排水系統的問題顯然是不夠的，水的利用牽涉到社會基礎設施建設，未來的社會構造和投資方向不明確的話，長期投資建成新的給排水系統后也會面臨難以承受的困難。但在現階段，無論如何也應當明確"質"的利用是水利用的本質，在這個基礎上著手新型給排水系統的研究和規劃。筆者在20年前就提出了城市水環境代謝體系構造和容量的問題［5］，其基本論點到現在也是實用的。
4 新型城市或地區水環境代謝體系的構想
保障人們健康安全的水(飲用水)通常占總用水量的很小一部分，僅按實際需要量從水文大循環的上游經嚴密管理的水源保護區取水，經適當處理后，由飲用水專用管道供水。其它大量的非飲用水則在*近下游用水點的河流中取水，該處流域面積較大，可供取用的流量也相應較大。視需要可適量加入經深度處理后的再生回用水，通過目前使用的一般給水系統供水。飲用原水因為是從水質良好的上游取水，所以并不需要非常復雜的水處理。在飲用水專用管道建成之前，則可在現有配水管網末端用水點前，將10%左右的水經納濾處理后由小管徑的飲用水管道供給飲用水。納濾可利用管網壓力進行，然后通過小型水泵供水。其余90%的水與納濾濃縮水混合，濃度雖會提高1.1倍，但并不會對飲用以外的用水產生不良影響。末端的飲用水專用管道與上游的管道逐步連接后，就形成所謂的"二元供水系統"。旱季缺水時，通過向非飲用系統中適當增大再生回用水的比例即可保證供水。曾幾何時，有人設想不用改變現有的城市水利用體系，而通過海水淡化來補充日益增加的城市用水量。這種方法大幅度增加能量消耗，完全與地球環境時代的理念相違背。同時，就目前的技術，通過海水淡化得到一定量的淡水就要排出等量的濃縮液。
基于這種思路，對于人類活動集中、人口密度高的地區，設立并列的二元輸水系統，并強化閉路循環，對環境保護區(自然體系)和環境控制區(城市體系)進行明確劃分，建立人類活動和自然環境保持協調關系的水環境代謝空間。在生態系統的鏈接中，必須明確城市應負的責任，從而建立如圖5所示的城市水環境體系。這種水環境體系的目標在于：①將水環境盡可能明確地劃分為應保護和要利用的兩個區域，并明確兩個水環境區的結合條件，維持水環境保護區的良好自然條件；②環境控制(水處理等)僅在兩個區域的邊界處和城市區域內進行；③充分認識到城市用水的本質是"水質"的合理利用，盡可能按質進行多次重復使用，將水的再利用工程中的附加能量消耗降到最低限度；④水環境區域劃分要有局限，以防止水環境代謝的無限度廣域化，城市要在自身可控制的限度內建立水環境代謝體系；⑤環境控制區( 城市)內的人類活動不能越過環境區域界限而波及環境保護區。環境空間的局限化和降低能量消費是新型水環境體系的特點，在此基礎上保持和恢復自然水環境的本來面目，是面向21 世紀的宏偉理想。要實現這個理想，需要我們以科學的態度，破除傳統觀念，站到比專業技術人員更高的位置來重新思考問題。
參考文獻
1 丹保憲仁.水利用の問題點-都市·地域水システムの轉換點.空氣調節和衛生工學，1973，48(8)：14
2 丹保憲仁.近代上下水道は普遍的な環境システムか.環境情報科學，1981，10(1)：17
3 丹保憲仁.水代謝系の安全と變遷.都市問題研究，1981，33(8)：15
4 丹保憲仁.新上質水道論-高密度地域における飲用の安全確保と確率的竭水被害からの離脫のために.北海道大學工學部研究報告，1983，113：1
5 丹保憲仁.都市·地域水代謝システムの構造と容量.水道協會雜志，1976，45(2)：16
6 丹保憲仁，龜井翼.水處理における處理性評價マトリツクス.水道協會雜志，1993，62(9)：28
7 Tambo， N. Urban metabolism of water and water environment Through the history of Sapporo metropolitan area，civil engineering for urban development and renewal， Proceedings International Symposium Commemorating 80th Anniversary of Japan Society of Civil Engineers，1996，117
