化學(xué)與社會(huì)游泳池中的化學(xué)

楊國俊

炎炎盛夏即將到來，游泳將成為許多人的最愛。隨著生活水平的提高，越來越多的人走進(jìn)游泳館，游泳逐步成為一項(xiàng)群眾性的休閑娛樂活動(dòng)。為了保證游泳池池水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和游泳者的健康，泳池業(yè)主會(huì)向其中加入各種化學(xué)品。在化學(xué)工作者眼里，游泳池就像一只大型“燒杯”，其中溶解了很多化學(xué)成分，甚至發(fā)生了一定的化學(xué)反應(yīng)。那游泳池中到底含有哪些成分呢？

一、pH調(diào)整劑

pH反映池水中的氫離子（H+）或氫氧根離子（OH-）的濃度，我國《人工游泳池水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的池水pH范圍為6.5～8.5。泳池的pH一般要得出分子可分，原子是化學(xué)變化中的最小微粒等結(jié)論，使學(xué)生懂得研究構(gòu)成物質(zhì)的微粒，在化學(xué)上主要分兩個(gè)層次，而更小的層次已超出化學(xué)的學(xué)習(xí)范圍。②利用投影對(duì)比原子和分子的概念，找出它們的相似點(diǎn)、區(qū)別和聯(lián)系。③幫助學(xué)生弄清原子構(gòu)成中，核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，也等于核外電子數(shù)的關(guān)系。

2.訓(xùn)練學(xué)生用原子、分子的觀點(diǎn)，分析解釋物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)。

3.分析相對(duì)原子質(zhì)量和原子質(zhì)量的區(qū)別和聯(lián)系。

通過以上教學(xué)，使學(xué)生掌握物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)，提高學(xué)生的科學(xué)文化素質(zhì)，主要培養(yǎng)學(xué)生的想象能力、分析推理和抽象思維能力。

三、體育

從表面上看，好象化學(xué)課與體育無關(guān)。其實(shí)廣義的體育包括衛(wèi)生、安全教育在內(nèi)。為了證明分子是可分的，在教學(xué)中曾演示氧化汞分解的

實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生了劇毒的汞蒸氣。汞蒸氣要利用冷凝和被硫黃吸收的方法來處理（裝置圖見人教版教師專用書第56頁），這樣有利于學(xué)生的身體健

康和安全。本節(jié)課多次利用投影，如氧化汞分子分解示意圖，分子和原子的共性、區(qū)別和聯(lián)系表格，課堂反饋練習(xí)等均用投影，投影器亮度適宜，投影片圖像、文字繪制、書寫清晰，教室采光狀況良好等，都有利于學(xué)生的視覺衛(wèi)生。

四、美育

本節(jié)課教學(xué)中演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象美。紅色氧化汞粉未受熱后管壁出現(xiàn)銀白色汞，放出的氧氣使木炭劇烈燃燒（若用I2O5代替氧化汞試管中出現(xiàn)美麗的紫色碘蒸氣）。這些現(xiàn)象引人入勝，給學(xué)生以美的感受。氧化汞分子分解的彩色活動(dòng)投影片，形象逼真，富有美感。以上均有助于培養(yǎng)學(xué)生的審美和創(chuàng)造美的素質(zhì)。

五、勞育

通過分析原子-分子論發(fā)展史，使學(xué)生懂得任何科學(xué)原理的創(chuàng)立都是科學(xué)家們付出巨大勞動(dòng)后獲得的，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)理論的建立要經(jīng)過觀察分析（客觀事物）、歸納整理（相關(guān)資料）、科學(xué)推斷（提出假設(shè)）、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、深入研究，具體運(yùn)用等科學(xué)程序，是艱辛的、科學(xué)的勞

動(dòng)過程，從而使學(xué)生了解并逐步掌握科學(xué)研究方法，樹立正確的科學(xué)態(tài)度。

六、心育

在相對(duì)原子質(zhì)量教學(xué)中，結(jié)合我國科學(xué)家張青蓮教授對(duì)某些元素相對(duì)原子質(zhì)量的測(cè)定和修正，增強(qiáng)學(xué)生的民族自信心，并滲透從事科學(xué)事業(yè)要有堅(jiān)強(qiáng)的意志和毅力的思想品質(zhì)教育。

在反饋練習(xí)中，運(yùn)用“五色反應(yīng)卡”，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的心理素質(zhì)有顯著功能。教師提出問題，由學(xué)生回答，結(jié)果的對(duì)錯(cuò)，由全體學(xué)生“亮卡評(píng)判”，答案正確立即得到教師和學(xué)生的肯定和鼓勵(lì)，錯(cuò)誤馬上得到糾正，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自信心、進(jìn)取心、自主性、果斷性，克服盲從、懶惰、僥幸、自卑等不健康心理。

中學(xué)化學(xué)教學(xué)屬于理科教學(xué)，對(duì)每節(jié)課的“六項(xiàng)素質(zhì)教育指標(biāo)”的確定，要因課制宜，比如，有的課沒有與體育、勞育相聯(lián)系的內(nèi)，就不能生拉硬套，搞形式化?；瘜W(xué)課堂教學(xué)中“六育”不能并重，也不能平均使用力量，應(yīng)以德育、智育、心育為重點(diǎn)，但也要依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際，兼顧其它“三育”目標(biāo)的落實(shí)。維持在

7.4～7.6，在這個(gè)范圍內(nèi)，消毒劑的功效能有效發(fā)揮，同時(shí)游泳者舒適。但實(shí)際上，游泳池里的人一多，這pH就難以保證了。人身上的一些排泄物常常使pH<6，有時(shí)甚至到更小，變成弱酸性。所以應(yīng)經(jīng)常投加pH調(diào)整劑來保證水中pH在合理范圍內(nèi)。要降低pH可以加濃度為31%的鹽酸或硫酸氫鈉；要提高pH可以加碳酸鈉或碳酸氫鈉。當(dāng)然，加的量是適可而止，絕不會(huì)多加的，所以不用擔(dān)心會(huì)使游客的皮膚受到損傷。

二、滅藻劑

滅藻劑可防止水中各種藻類生長，如綠藻，黑藻，青苔生長及水變綠。硫酸銅（CuSO4）是一種有效且價(jià)廉的滅藻劑，其優(yōu)點(diǎn)是除藻效率高、成本低廉，以及持續(xù)時(shí)間長。其原理依靠銅離子的毒性去干擾藻類光合反應(yīng)系統(tǒng)，使之無法正常行使光合作用而殺死藻類的孢子逐漸達(dá)到滅藻的目的。同時(shí)硫酸銅還有一個(gè)作用，就是使泳池水變的海水藍(lán)一樣漂亮，游泳者感到心情舒暢、心曠神怡。

三、混凝劑

混凝劑常用硫酸鋁、明礬、聚合氯化鋁等。明礬，KAl（SO4）2·12H2O，為白色固體，屬于鋁凝劑，其pH偏酸性，在水中生成Al（OH）3（膠體），Al（OH）3可以和懸浮于水中的泥沙形成絮狀不溶物沉降下來，使水澄清。

聚合氯化鋁（[Al2（OH）nCl6-n]m），n=1～5，m≤10）（縮寫PAC），簡稱聚鋁。

它是一種無機(jī)高分子混凝劑，由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而產(chǎn)生相對(duì)分子質(zhì)量較大、電荷較高的無機(jī)高分子水處理劑，其作用是包裹或吸附水中的雜質(zhì)，越積越重而沉降下來使水澄清。其效果是明礬的五倍以上，目前使用此藥最為普遍，一般用量為5.0 g/m3。

四、消毒劑

在游泳過程中，由于人群眾多且混雜，易導(dǎo)致疾病傳播，泳池水的衛(wèi)生狀況必將對(duì)游泳者的健康構(gòu)成威脅，因此加強(qiáng)衛(wèi)生管理與消毒殺菌最為關(guān)鍵。現(xiàn)在一般采用氯藥品和臭氧雙重消毒殺菌，保證水質(zhì)達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

1.臭氧消毒劑

臭氧是氧氣的同素異形體，化學(xué)式為O3，活潑性強(qiáng)，僅次于氟，其氧化能力高于氯和二氧化氯，易分解，易溶于水。在常溫下為淡藍(lán)色、具有獨(dú)特的腥臭

味的氣體，其密度是空氣的1.6倍，在空氣中易于沉降擴(kuò)散。臭氧消毒的機(jī)理是

基于分解反應(yīng)：O3→O2+[O]，其中[O]具有強(qiáng)氧化能力，能破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞

壁，很快地?cái)U(kuò)散透進(jìn)細(xì)胞內(nèi)，氧化分解細(xì)菌內(nèi)部的葡萄糖氧化酶，從而起消毒作用。

與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受pH變化和氨影響，其殺菌

能力比氯大600-3000倍，它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的，臭氧有很高

的氧化能力，能迅速殺死水中的細(xì)菌、真菌、大腸桿菌和病毒等致病微生物，并

能徹底氧化有機(jī)物，達(dá)到去色、除味、降低濁度的作用，改善水體指標(biāo)，提高水

體物化、生化指標(biāo)，使水體呈現(xiàn)使人愉悅的蔚藍(lán)色。

2.含氯消毒劑

游泳池如果有輕微的氯氣味道，說明游泳池已經(jīng)經(jīng)過消毒。但是如果氣味過

濃，甚至嗆人，則可能是余氯超標(biāo)，長時(shí)間游泳會(huì)引起入的皮膚、黏膜產(chǎn)生不適

癥狀。液態(tài)氯、次氯酸鹽、無機(jī)氯胺、有機(jī)氯胺、二氧化氯都可作為消毒劑。含

氯消毒劑是由于在水中容易生成次氯酸，其具有強(qiáng)烈的氧化作用，會(huì)擴(kuò)散到細(xì)菌

的表面，穿過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，在細(xì)菌內(nèi)部由于氯原子的氧化作用破壞了細(xì)

菌中的某種酶的系統(tǒng)，這樣便最后導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。

含氯消毒劑的優(yōu)點(diǎn)為廣譜殺菌、作用迅速、殺菌效果可靠、毒性低、使用方

便、價(jià)格低廉。其缺點(diǎn)為不穩(wěn)定，有效氯易喪失；對(duì)織物有漂白作用。

對(duì)于室外游泳池的殺菌消毒，還需要避免陽光中的紫外線消耗水中的剩余氯。當(dāng)使用次氯酸鈉或次氯酸鈣作為消毒劑時(shí)，就需要投加氯穩(wěn)定劑。一直用于

室外游泳池防紫外輻射的穩(wěn)定劑一氰尿酸，就是

釋放氯的成分。為方便應(yīng)用，一般使用能慢慢溶解的片狀或棒狀的三氯均三嗪三

酮。然而三氯化合物酸性強(qiáng)，能改變泳池中其他化學(xué)

品的狀態(tài)。二氯均三嗪三酮鈉鹽是中性的，溶解得快，

不過比較貴。這些穩(wěn)定劑溶解到水中的過程會(huì)分解出氯分子，同時(shí)產(chǎn)生氰尿酸。

當(dāng)然，保持游泳池的清潔衛(wèi)生，除了與添加的化學(xué)物質(zhì)有關(guān)外，還有很多因素，

如使用的頻繁程度，人數(shù)的多少，水循環(huán)的頻率，清潔泳池的次數(shù)，游泳池的管

理，甚至氣候和水溫等。

（收稿日期：2015-04-11）