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        守護(hù)健康,安全飲水
        ——關(guān)于樂清市東林水庫(kù)水質(zhì)安全及凈化處理的研究

        2020-03-31 09:10:32杭州英特外國(guó)語學(xué)校陳恰恰齊亞坤
        發(fā)明與創(chuàng)新 2020年10期
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        杭州英特外國(guó)語學(xué)校 陳恰恰 齊亞坤

        過年時(shí)我們回了一趟老家,茶余飯后,大人們談起了村民用水的問題。村民的日常用水主要來自東林水庫(kù)和市政自來水,有的村民已經(jīng)飲用東林水庫(kù)里的水幾十年了。聽外公說,近年來生病的村民越來越多,這與村民的飲水習(xí)慣有關(guān)嗎?我們決定對(duì)東林水庫(kù)里的水進(jìn)行探究。

        一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

        分別罐裝東林水庫(kù)里的水和市政自來水,準(zhǔn)備顯微鏡和測(cè)量導(dǎo)電率的儀器。

        圖1 水庫(kù)里的水

        圖2 自來水

        圖3 檢測(cè)筆

        圖4 顯微鏡

        二、實(shí)驗(yàn)過程

        實(shí)驗(yàn)一:肉眼觀察自來水與水庫(kù)里的水

        將兩種水倒入一次性杯子,用看、聞等方法觀察。

        通過觀察我們發(fā)現(xiàn),自來水無色無味,透明,杯壁有氣泡,杯底無沉淀物,無微生物。水庫(kù)里的水顏色偏白,較渾濁,有較重的化學(xué)氣味,杯底有許多氣泡,無沉淀物,但有少量微生物。

        圖5 水庫(kù)里的水

        圖6 自來水

        實(shí)驗(yàn)二:比較導(dǎo)電率

        導(dǎo)電率能反映水中礦物質(zhì)含量的多少,一般情況下,導(dǎo)電率越小越適合飲用。將兩種水倒入一次性杯子,檢測(cè)水的導(dǎo)電率。檢測(cè)數(shù)據(jù)顯示,水庫(kù)里的水導(dǎo)電率為132ppm,自來水導(dǎo)電率為30ppm。

        水庫(kù)里的水導(dǎo)電率較自來水高,原因可能是水庫(kù)建在山上,礦物質(zhì)(或?qū)щ婋s質(zhì))未經(jīng)處理。實(shí)驗(yàn)證明,自來水比水庫(kù)里的水更適合飲用。

        實(shí)驗(yàn)三: 探究?jī)艋姆椒?/p>

        1.加入明礬

        明礬可吸附水中的懸浮微粒,在水質(zhì)處理中起到沉降的作用。將0.5g明礬放入100g水庫(kù)里的水中并攪拌,使明礬完全溶解。靜置12h后,水變得澄清,異味變淡,杯底出現(xiàn)沉淀物,水的pH值由5.4變?yōu)?.6,導(dǎo)電率升至3 120ppm。

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,明礬使水中增加了看不見的導(dǎo)電雜質(zhì),只是水變清后酸性更高。

        2.自然沉淀

        量取100ml水庫(kù)里的水,裝杯后用保鮮膜覆蓋杯口以減少蒸發(fā),模擬自然環(huán)境將其靜置一天后,水底出現(xiàn)沉淀物,導(dǎo)電率、pH值均無明顯變化。

        3.高溫加熱

        將水庫(kù)里的水煮沸再冷卻,倒入100ml在杯中靜置,導(dǎo)電率、pH值均無明顯變化。

        4.自制簡(jiǎn)易凈水器凈化

        將空礦泉水瓶從中間剪斷,上部分瓶口倒置后插入下部分瓶身,將蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石從下到上依次放入測(cè)試儀,且每?jī)蓸游锲分g放一層紗布。往瓶中倒入水庫(kù)里的水(因?yàn)橛性S多層,過濾過程很慢)。

        圖7 簡(jiǎn)易凈水器凈化

        過濾后水的導(dǎo)電率由原來的135ppm變?yōu)?56ppm,pH值無變化。水的顏色偏白且更渾濁,水中的雜質(zhì)也更多。這次實(shí)驗(yàn)的失敗讓我們有些疑惑,難道是沙子或石頭上附著了灰塵?但在實(shí)驗(yàn)前,我們已用清水將沙子和石頭洗過很多次了。

        我們又用自來水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。用該裝置過濾后,自來水的導(dǎo)電率由35ppm升至135ppm,去除該裝置中的石英砂層后再過濾水庫(kù)里的水,導(dǎo)電率為236ppm。我們猜測(cè),這是受到過濾層材料自帶的礦物質(zhì)或依附在其上的其他物質(zhì)的影響。

        5.家用RO凈水器

        我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)照組是水庫(kù)里的水,實(shí)驗(yàn)組是由我們?cè)O(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易凈水器中過濾后的水庫(kù)里的水和RO凈水器過濾后的水庫(kù)里的水。測(cè)得對(duì)照組的導(dǎo)電率為135ppm,pH值為5.6,經(jīng)簡(jiǎn)易凈水器過濾的水的導(dǎo)電率為270ppm,pH值為5.6,經(jīng)RO凈水器過濾的水的導(dǎo)電率為8ppm,pH值為7.0。

        6.便攜式凈水機(jī)

        我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)便攜式凈水機(jī),它由一根大針管的管身和三層可替換的內(nèi)芯組成。內(nèi)芯主要材料由RO反滲透膜、活性炭層組成,可通過推動(dòng)活塞提高過濾速度。第一層活性炭用來粗過濾,第二層活性炭用來改善水的口感,RO反滲透膜可過濾水中的重金屬離子、細(xì)菌、病毒、農(nóng)藥殘留物等。

        圖8 便攜式凈水機(jī)結(jié)構(gòu)圖

        三、結(jié)果分析

        1.水庫(kù)里的水顏色與渾濁度不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),不適宜飲用,但仍有許多村民飲用這種水。

        2.水庫(kù)里的水導(dǎo)電率較自來水高,原因可能是水庫(kù)建在山上,礦物質(zhì)或?qū)щ婋s質(zhì)過多,自來水較水庫(kù)里的水更適合飲用。

        3.RO凈水器對(duì)水的凈化作用最好,活性炭?jī)羲畽C(jī)其次。在條件不支持的情況下,加入明礬、高溫加熱、自然沉淀也可作為凈化水的辦法。

        村民大多會(huì)先讓水沉淀,再加入明礬后煮沸飲用。加入明礬會(huì)提高水中的礦物質(zhì)含量,沉淀對(duì)凈化水質(zhì)沒有太大作用,將水煮沸可殺菌,但不能去除水中的重金屬。活性炭?jī)羲畽C(jī)過濾會(huì)使水中留下黑色的微小顆粒,導(dǎo)致水的顏色偏藍(lán),不適合直接飲用。目前,用RO凈水器是凈化水的最好辦法,但村里每家每戶的經(jīng)濟(jì)條件不同,我們建議村里可以展開一次關(guān)于水質(zhì)的會(huì)議,號(hào)召村民改用市政生活自來水。

        4.在實(shí)驗(yàn)三中,我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或一些教科書上推薦的用砂石過濾的方法并不適用于凈化水,而RO凈水器可有效過濾水中的大部分殘留物質(zhì),更好地保障飲水安全。

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