Kui te joote vett, mida pole läbinud puhastusprotsessi - toorvesi -, on oht nakatuda vees levivatesse haigustesse, mis tulenevad bakteritest nagu Escherichia coli (E. coli) ja parasiidid nagu giardia. Seetõttu on veepuhastus hädavajalik kõigile ja see muudab veepuhastusprojektide ideed kooli teadusmesside või esitluste jaoks eriti heaks valikuks. Kuid enne projekti kallale asumist on kõige parem õppida põhitõdesid, miks vett tuleb puhastada erinevad viisid, kuidas seda saab teha, ja millised on teie võimalused "vee puhastamise meetodi" jaoks projekti.
Miks peaksime vett enne joomist puhastama?
Lühidalt öeldes peate puhastama vett, et olla kindel, et seda on ohutu juua. Peamised ohud vees on parasiidid, bakterid, viirused ja keemilised saasteained, looduslikult esinevad, kuid mürgised metallid nagu plii või inimtekkelised kemikaalid. Töötlemata vesi maitseb ilmselt ka üsna karmilt.
Kaks kõige olulisemat vees leiduvat parasiiti pärinevad väljaheitest. See on õige - kui juua looduslikest allikatest vett ilma seda töötlemata, joote ka natuke kaka. See pole mitte ainult bruto; see on puhastamata vee peamine riskiallikas.
Giardia on üks näide ja seda leidub põhimõtteliselt kõigis USA veekogudes, mis pärinevad inimeste ja loomade väljaheidetest. Kui nakatute giardiaga, põhjustab see kõhulahtisust, gaase ja valulikke kõhukrampe, mis algavad umbes kaks või kolm päeva pärast kokkupuudet. Üldiselt ei too see kaasa pikaajalisi probleeme, kuid see võib juhtuda, kui olete immuunsuse pärsitud.
Teine peamine parasiit on krüptosporiidium, mis mõjutab igal aastal peaaegu 750 000 ameeriklast. See sarnaneb giardiaga selle poolest, et sümptomite avaldumiseks kulub umbes kaks kuni kolm päeva ning see viib üldjuhul kõhulahtisuse ja kõhukrampideni. Krüpto (nagu seda sageli nimetatakse) võib siiski põhjustada tõsisemaid probleeme, nagu näiteks pankrease sümptomid, koolerasarnased sümptomid immunosupressiooniga inimestel ja võivad isegi põhjustada surma inimestele, kes kannatavad AIDS. Giardiat on lihtne eemaldada filtrite või joodiga töötlemisel, kuid krüptot ei peata enamus filtreid ja see vajab veest eemaldamiseks kloordioksiidi töötlemist või keetmist.
Toores vees võib esineda mitut tüüpi baktereid, kuid E. coli on kõige tavalisem. See võib põhjustada kõhulahtisust, krampe, iiveldust ja oksendamist ning lisaks hea hüdreerituse säilitamisele võib tõsistel juhtudel vaja minna antibiootikume. Enamik tavalisi veeprotseduure eemaldavad E. coli ja muud veest pärit bakterid.
Viiruste osas on saastunud vee peamine oht A-hepatiit. Sümptomite ilmnemiseks võib kuluda nädalaid, mis on sarnased eespool käsitletutega, välja arvatud liigesvalu, krambid, palavik ja naha kollasus lisaks tavalisele kõhulahtisusele ja oksendamisele. Vaktsiini saate, kui reisite kuhugi, kus nende vett põhjalikult ei töödelda, kuid nakatumise korral on peamine nõuanne juua palju vedelikke ja mõne päeva pärast on kõik korras. Veepuhastus joodi, kloordioksiidiga või lihtsalt vee keetmisega kaitseb teid tavaliselt vees esinevate viiruste eest.
Lõpuks võib töötlemata vees olla tohutult palju kemikaale ja need võivad põhjustada sarnaselt lai valik sümptomeid, kuigi nagu tavaliselt on kõhulahtisus, iiveldus, krambid ja muud sarnased sümptomid tõenäoline. Saate need aurustamise abil välja filtreerida, kuid paljud muud meetodid (või veelgi parem, meetodite kombinatsioon) võivad neist vabaneda.
Nii et kui teil pole immuunpuudulikkust, siis tõenäoliselt ei kannata teil ravimata vee joomisel tõsiseid sümptomeid, kuid kui te ei soovi umbes ebameeldivat kõhulahtisuse ja krampide nädalat, peaksite alati ravige oma vett.
Millised on puhastusmeetodid?
Projektil "vee puhastamise meetodid" saate uurida või katsetada erinevaid lähenemisviise. Neid saab jagada üsna lihtsateks rühmadeks: keetmine või destilleerimine, filtreerimine ja mitmesugused keemilised töötlemisviisid.
Keetmine on kahtlemata lihtsaim viis vee puhastamiseks, ehkki selle tegemiseks on vaja soojusallikat ja vee taastamiseks kulub veidi aega, et seda saaks reaalselt kasutada. Keetmine on aga väga tõhus puhastamismeetod ja vees leiduvate bakterite, parasiitide ja viiruste ohu kõrvaldamiseks kulub vaid kolm minutit intensiivset keetmist. Kui teil on õige varustus, on peamine väljakutse uuesti saastumise vältimine pärast vee puhastamist.
Destilleerimine on väga sarnane keetmisega, kuid see nõuab natuke rohkem seadmeid ja on üldiselt tõhusam saasteainete eemaldamisel. Sa paned vee keema ja koguneb aur kondenseerudes. See jätab maha enamiku saasteaineid, ehkki väärib märkimist, et kõik saasteained, mille keemistemperatuurid on madalamad kui veetase (100 ° C juures) kraadi Celsiuse järgi / 212 kraadi Fahrenheiti merepinnal) esineb kondensvees endiselt, võib-olla suurema kontsentratsiooniga kui enne. Muud negatiivsed küljed on protsessi aeganõudev olemus ja asjaolu, et see nõuab üldiselt liiga palju energiat, et olla suuremahulises veepuhastuses majanduslikult tasuv.
Filtreerimine on veel üks kontseptuaalselt lihtne lähenemisviis veepuhastusele, kuid see pole päris nii lihtne, kui võite arvata. Põhikontseptsioon on see, et sundides vett läbi väikeste ruumide, jäävad maha saasteained, mis läbi ei mahu. See on üsna ökonoomne, kuna selle käigus raisatakse väga vähe vett ja see ei kulu palju energiat. Saadaval on palju erinevaid filtreid ja saasteained, mida nad on võimelised eemaldama, sõltuvad võrgusilma suurusest. Valdav osa filtritest ei suuda vees levivaid viirusi eemaldada ja enamik neist on üsna mahukad, nii et neid oleks raske kaasas kanda. Ka filter ise peab olema puhas ja nagu paljude meetodite puhul, võib vesi pärast protsessi lõppu kergesti uuesti saastuda.
Keemilised töötlemisviisid sõltuvad keemilistest reaktsioonidest saasteainete eemaldamiseks veest ja erinevad kemikaalid on erinevate saasteainete jaoks tõhusamad. Jood on üks vanimaid meetodeid vee keemilisel puhastamisel ning seda sisaldavad tabletid või lahused on vees leiduvate bakterite ja viiruste neutraliseerimiseks üldiselt tõhusad. Jood muutub aga veekollaseks ning jätab ebameeldiva maitse ja lõhna. Lisaks töötab see tõepoolest ainult veega, mis on juba selge (nii et kõigepealt võib vaja minna filtreerimist). Samuti ei saa töödeldav vesi olla külm; näiteks peab giardia joodiga eemaldamiseks olema vesi temperatuuril 21 C / 68 F.
Kloor on maailmas enim kasutatav keemiline veetöötlus ning see on saadaval tablettide, vedelike ja graanulite kujul. Hoolimata selle tõhususest, tuleb seda käsitseda ettevaatlikult ja see jätab maitseainetesse ebameeldiva maitse saadud vesi, umbes nagu jood - kuid nagu võite arvata, maitseb see natuke nagu ujumisbasseini joomine vesi. Alternatiivid nagu naatriumdikloroisotsüanuraat (NaDCC) eraldavad vaba kloori, kuid keemiline segu on käepide ja ei jäta veest maitset, nii et need on kõige tavalisemad valikud vee puhastamiseks tabletid.
Üldiselt koosnevad veepuhastussüsteemid mitmest komponendist, et tagada saadud vee ohutu joomine ja puhas maitse. Aereerimine on sageli esimene etapp, mis võimaldab vette sattunud gaasidel pääseda, millele järgneb hüübimine, kus mustus ja muu tahke aine kleepuvad koos, et hõlbustada nende eemaldamist, ja settimine, kus tahked osakesed järk-järgult vajuvad ja veest eralduvad raskusjõud. Pärast seda filtreeritakse vesi hüübinud materjalide eraldamiseks ja lõpuks tagab keemiline töötlemine mikroorganismide eest ohutuse. Kui soovite luua veepuhastusjaama töömudeli, tuleks need etapid lisada teie protsessi.
Kuidas puhastate vett liivaga?
Üks parimaid ja lihtsamaid veepuhastusprojektide ideid on luua liivapõhine filtreerimissüsteem veele. Seda on piisavalt lihtne teha esemetega, mis teil tõenäoliselt maja ümber asuvad. Hankige kaks tühja 2-liitrist soodapudelit, millest üks poolitate - kohvifilter või filterpaber, mõni peen ja jäme liiv, mõni väike veeris, paar lusikat, kaks tassi, 1-liitrine keeduklaas, kummipael ja määrdunud vee proov (kogutud või mustusest ja tavalisest valmistatud) kraanivesi). Alumiiniumkaaliumsulfaadi (maarja) saamine on kasulik, kuna see koaguleerib proovis sisalduva sette. Kui teil on aktiivsüsi, võib see keemiliste reaktsioonide abil eemaldada täiendavaid komponente.
Liivaveepuhastussüsteemi põhiprintsiip on filtreerimissüsteem: saates vett läbi peenmaterjal, jäävad selles olevad saasteained lõksu ega satu teisest küljest väljuvasse vette. Selles projektis kasutate filtrina 2-liitrise soodapudeli ülemist poolt. Pange kohvifilter (või filterpaber) pudeli ülaosale, kasutades kummipaela, et see paigas püsiks, pöörates selle tagurpidi, nii et lõigatud osa on suunatud ülespoole. Kui teil on aktiivsüsi, lisage selle põhja umbes tolli ja seejärel paar sentimeetrit kruusa või väikesi veerisid. Nüüd lisage selle peale mõni jäme liiv ja selle peale veel mõni peen liiv, tulistades kokku 3–4 tolli liiva. Asetage see - suuots allapoole - keeduklaasi otsa nagu lehter.
Pange määrdunud sooda pudelisse, keerake kork peale ja raputage vedelikku pool minutit õhutamiseks. Valage see lõigatud pudeli alumisse poolde ja lisage viie minuti jooksul segades supilusikatäis maarja, kui teil seda on. Jätke vesi umbes 20 minutiks, lastes hüübinud setetel vajuda. Sel ajal tehke 2 liitrit puhast kraanivett läbi filtrisüsteemi, olge ettevaatlik ja ärge häirige peal olevat liiva. See võtab natuke aega, kuid valmistab teie filtri määrdunud veega töötamiseks ette. Kui vaja, tühjendage keeduklaas ja kui olete selle teinud ning määrdunud vesi on osaliselt eraldunud, saate selle läbi filtri juhtida.
Võrdle filtreeritud vett algse tiigivee prooviga. Kui hästi on see puhastatud?
Hoiatused
Oluline on märkida, et ilma keemilise veetöötluseta (isegi kui kasutasite söefiltrit) on ebatõenäoline, et vett oleks täiesti ohutu juua. Lihtsalt kontrollige seda visuaalselt - ärge maitske seda!
Kuidas teha veefiltri katset?
Viimase lõigu projekti saab üsna lihtsalt kasutada teadusmessi veepuhastuskatseks. Sama musta vee proovide puhul saate kasutada erinevaid filtreerimistehnikaid ja tulemusi võrrelda. Näiteks võite proovida projekti ülalkirjeldatud meetodiga ja võrrelda seda kaubanduslikult saadaval oleva vee filtreerimissüsteemiga või võite uurige erinevust filtreerimissüsteemi spetsiifilised komponendid, näiteks võrreldakse lõpptulemust maarja lisamisega ja ilma. Kas saaksite liiva ja kruusa asemel kasutada filtrina midagi sellist nagu käsn või riis, ja kas see töötab ka?
Vee puhastamise meetodid
Parim idee keskkooli veepuhastuskatse või lihtsalt projekti jaoks oleks võrrelda veepuhastuse erinevaid lähenemisviise. Saate hõlpsalt katsetada mitut meetodit, kusjuures keetmist, filtreerimist ja keemilist töötlemist on üsna lihtne testida. Võite kasutada ülalkirjeldatud või kaubanduslikult saadaval olevat liiva filtreerimissüsteemi ja testimiseks võite leida ka veepuhastustabletid.
Lihtne lähenemine projektile oleks määrdunud vee proovi saamine - muutujate minimeerimiseks kõigi testide jaoks sama vee kasutamine - ja proovimine seda iga meetodi abil puhastada. Testige erinevate lähenemisviiside tõhusust koduse joogivee testikomplekti abil, kui soovite olla võimalikult professionaalne. Siiski võiksite ka visuaalselt kontrollida vee selgust ja testida baktereid Petri tassi ja kasvukeskkonna, näiteks keedetud kartuliviilu abil. Pange igasse Petri tassi natuke kartulit ja lisage kontrollprotseduuriks tilk vett igast puhastusmeetodist koos filtreerimata proovi ja puhta kraanivee prooviga. Märgistage iga roog vastavalt, katke see ja jätke see mõneks päevaks, et bakteritel oleks võimalus kasvada.
Milline meetod oli kõige tõhusam? Kas saaksite parema tulemuse saamiseks ühendada ühe või mitu meetodit? Millised on erinevate lähenemiste tugevad küljed?