जल शोधन उपचार पर स्कूल परियोजनाएं

यदि आप पानी पीते हैं जो शुद्धिकरण प्रक्रिया से नहीं हुआ है - "कच्चा पानी" - तो आप एस्चेरिचिया कोलाई (ई। कोलाई) और परजीवी जैसे जिआर्डिया। इसलिए जल शोधन सभी के लिए आवश्यक है, और यह जल शोधन परियोजना के विचारों को स्कूल विज्ञान मेले या प्रस्तुति के लिए विशेष रूप से एक अच्छा विकल्प बनाता है। लेकिन किसी परियोजना में छलांग लगाने से पहले, पानी को शुद्ध करने की आवश्यकता की मूल बातें सीखना सबसे अच्छा है, इसे विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है और "पानी के शुद्धिकरण की विधि" के लिए आपके पास क्या विकल्प हैं? परियोजना।

संक्षेप में, आपको पानी को शुद्ध करने की आवश्यकता है ताकि आप सुनिश्चित हो सकें कि यह पीने के लिए सुरक्षित है। पानी में मुख्य जोखिम परजीवी, बैक्टीरिया, वायरस और रासायनिक प्रदूषक हैं, जो स्वाभाविक रूप से अभी तक जहरीली धातु जैसे सीसा, या मानव निर्मित रसायन होते हैं। अनुपचारित पानी शायद बहुत स्थूल स्वाद लेगा।

पानी में पाए जाने वाले दो सबसे महत्वपूर्ण परजीवी मल से आते हैं। यह सही है - यदि आप प्राकृतिक स्रोतों से पानी बिना उपचारित किए पीते हैं, तो आप थोड़ा मल भी पी रहे होंगे। यह केवल स्थूल नहीं है; जब अनुपचारित पानी की बात आती है तो यह जोखिम का मुख्य स्रोत है।

Giardia एक उदाहरण है, और यह मूल रूप से यू.एस. में पानी के हर शरीर में पाया जाता है, जो मानव और पशु मल से आता है। यदि आप जिआर्डिया से संक्रमित हो जाते हैं, तो यह दस्त, गैस और दर्दनाक पेट में ऐंठन का कारण बनेगा, जो आपके सामने आने के लगभग दो या तीन दिन बाद शुरू होता है। आम तौर पर इसे बोलने से कोई दीर्घकालिक समस्या नहीं होती है, लेकिन यह तब हो सकता है जब आप इम्यूनोसप्रेस्ड हों।

अन्य प्रमुख परजीवी क्रिप्टोस्पोरिडियम है, जो हर साल लगभग 750, 000 अमेरिकियों को प्रभावित करता है। यह जिआर्डिया के समान है जिसमें लक्षण दिखने में लगभग दो से तीन दिन लगते हैं, और यह आमतौर पर दस्त और पेट में ऐंठन की ओर जाता है। हालाँकि, "क्रिप्टो" (जैसा कि इसे अक्सर कहा जाता है) अधिक गंभीर मुद्दों को जन्म दे सकता है, जैसे कि अग्नाशय के लक्षण, इम्यूनोसप्रेस्ड लोगों में हैजा जैसे लक्षण और यहां तक ​​कि इससे पीड़ित लोगों की मौत भी हो सकती है एड्स। Giardia फिल्टर या आयोडीन उपचार के साथ निकालना आसान है, लेकिन क्रिप्टो को अधिकांश फिल्टर द्वारा रोका नहीं जाता है और पानी से निकालने के लिए क्लोरीन डाइऑक्साइड उपचार या उबालने की आवश्यकता होती है।

कच्चे पानी में कई तरह के बैक्टीरिया मौजूद हो सकते हैं, लेकिन ई. कोलाई सबसे आम है। यह दस्त, ऐंठन, मतली और उल्टी का कारण बन सकता है, और अच्छी तरह से हाइड्रेटेड रहने के साथ-साथ आपको गंभीर मामलों में एंटीबायोटिक दवाओं की आवश्यकता हो सकती है। सबसे आम जल उपचार ई. कोलाई और पानी से अन्य बैक्टीरिया, हालांकि।

वायरस के संदर्भ में, दूषित पानी से हेपेटाइटिस ए मुख्य जोखिम है। सामान्य दस्त और उल्टी के अलावा जोड़ों में दर्द, ऐंठन, बुखार और पीली त्वचा को छोड़कर, लक्षणों के प्रकट होने में हफ्तों लग सकते हैं, जो ऊपर बताए गए लक्षणों के समान हैं। यदि आप कहीं यात्रा कर रहे हैं तो आप एक टीका प्राप्त कर सकते हैं जो उनके पानी का अच्छी तरह से इलाज नहीं करता है, लेकिन यदि आप संक्रमित हो जाते हैं, तो मुख्य सलाह है कि बहुत सारे तरल पदार्थ पीएं और आप कुछ दिनों में ठीक हो जाएंगे। आयोडीन, क्लोरीन डाइऑक्साइड के साथ जल उपचार या पानी को उबालने से आमतौर पर पानी में मौजूद वायरस से आपकी रक्षा होती है।

अंत में, अनुपचारित पानी में रसायनों की एक विशाल श्रृंखला मौजूद हो सकती है, और वे इसी तरह का कारण बन सकते हैं लक्षणों की एक विस्तृत श्रृंखला, हालांकि हमेशा की तरह दस्त, मतली, ऐंठन और इसी तरह के लक्षण सबसे अधिक हैं संभावना है। आप वाष्पीकरण का उपयोग करके इन्हें फ़िल्टर कर सकते हैं, लेकिन कई अन्य तरीके (या इससे भी बेहतर, विधियों का एक संयोजन) भी इनसे छुटकारा पा सकते हैं।

इसलिए जब तक आप प्रतिरक्षा-समझौता नहीं करते हैं, तब तक आपको अनुपचारित पानी पीने से गंभीर लक्षण नहीं होंगे, लेकिन जब तक आप एक अप्रिय सप्ताह या दस्त और ऐंठन नहीं चाहते हैं, हमेशा अपने पानी का इलाज करें।

"पानी के शुद्धिकरण के तरीके" परियोजना के लिए आप अलग-अलग तरीकों की जांच या परीक्षण कर सकते हैं। हालांकि उन्हें काफी सरल समूहों में तोड़ा जा सकता है: उबालना या आसवन, निस्पंदन और विभिन्न रासायनिक उपचार।

उबालना निस्संदेह पानी को शुद्ध करने का सबसे सरल तरीका है, हालाँकि इसे करने के लिए आपको ऊष्मा के स्रोत की आवश्यकता होती है, और पानी को वापस ठंडा होने में कुछ समय लगता है इसलिए इसका वास्तव में उपयोग किया जा सकता है। हालांकि, उबालना शुद्धिकरण का एक बहुत ही प्रभावी तरीका है, और पानी में बैक्टीरिया, परजीवी और वायरस से जोखिम को दूर करने के लिए केवल तीन मिनट का जोरदार उबाल लगता है। मुख्य चुनौती, बशर्ते आपके पास सही उपकरण हों, पानी को शुद्ध करने के बाद पुन: संदूषण को रोकना है।

आसवन उबलने के समान ही है, लेकिन इसके लिए कुछ अधिक उपकरण की आवश्यकता होती है और आमतौर पर दूषित पदार्थों को हटाने में अधिक प्रभावी होता है। आप पानी को उबलने के लिए सेट करते हैं, और वाष्प को संघनित होने पर इकट्ठा करते हैं। यह अधिकांश संदूषकों को पीछे छोड़ देता है, हालांकि यह ध्यान देने योग्य है कि पानी के नीचे क्वथनांक वाले किसी भी संदूषक (100 पर) डिग्री सेल्सियस/212 डिग्री फ़ारेनहाइट समुद्र तल पर) अभी भी संघनित पानी में मौजूद रहेगा, संभवतः. से अधिक सांद्रता के साथ इससे पहले। अन्य कमियां प्रक्रिया की समय लेने वाली प्रकृति हैं और तथ्य यह है कि बड़े पैमाने पर जल उपचार में आर्थिक रूप से व्यवहार्य होने के लिए आम तौर पर बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

जल शोधन के लिए निस्पंदन एक और वैचारिक रूप से सरल तरीका है, लेकिन यह उतना सीधा नहीं है जितना आप सोच सकते हैं। मूल अवधारणा यह है कि छोटे स्थानों के माध्यम से पानी को मजबूर करने से, दूषित पदार्थ जो फिट नहीं हो सकते, पीछे रह जाते हैं। यह काफी किफायती है, क्योंकि इस प्रक्रिया में बहुत कम पानी बर्बाद होता है, और यह ज्यादा ऊर्जा का उपयोग नहीं करता है। कई अलग-अलग फिल्टर उपलब्ध हैं, और वे जो संदूषक निकालने में सक्षम हैं, वे जाल के आकार पर निर्भर करते हैं। अधिकांश फिल्टर जलजनित विषाणुओं को नहीं हटा सकते हैं, और उनमें से अधिकांश काफी भारी होते हैं इसलिए उन्हें ले जाना मुश्किल होगा। फिल्टर को भी साफ होना चाहिए, और कई तरीकों की तरह, प्रक्रिया पूरी होने के बाद पानी आसानी से फिर से दूषित हो सकता है।

रासायनिक उपचार पानी से दूषित पदार्थों को हटाने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भर करते हैं, और विभिन्न रसायन विभिन्न संदूषकों के लिए अधिक प्रभावी होते हैं। आयोडीन रासायनिक जल शोधन के सबसे पुराने तरीकों में से एक है, और इसमें मौजूद गोलियां या समाधान पानी में मौजूद बैक्टीरिया और वायरस को बेअसर करने में आम तौर पर प्रभावी होते हैं। हालांकि, आयोडीन पानी को पीला कर देता है और एक अप्रिय स्वाद और गंध छोड़ देता है। इसके अलावा, यह वास्तव में केवल पानी पर काम करता है जो पहले से ही स्पष्ट है (इसलिए पहले निस्पंदन की आवश्यकता हो सकती है)। इलाज किया जाने वाला पानी भी ठंडा नहीं हो सकता; उदाहरण के लिए, जिआर्डिया को आयोडीन के साथ निकालने के लिए पानी 21 सी/68 एफ पर होना चाहिए।

क्लोरीन दुनिया में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला रासायनिक जल उपचार है, और यह गोलियों, तरल पदार्थ और कणिकाओं के रूप में उपलब्ध है। प्रभावी होने के बावजूद, इसे सावधानी से संभालना पड़ता है, और यह एक अप्रिय स्वाद छोड़ देता है परिणामी पानी, आयोडीन की तरह - लेकिन जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, इसका स्वाद स्विमिंग पूल पीने जैसा है पानी। सोडियम डाइक्लोरोइसोसायन्यूरेट (NaDCC) जैसे विकल्प मुक्त क्लोरीन छोड़ते हैं, लेकिन रासायनिक मिश्रण अधिक सुरक्षित है संभालते हैं और पानी में स्वाद नहीं छोड़ते हैं, इसलिए ये जल शोधन के लिए सबसे आम विकल्प हैं गोलियाँ।

सामान्यतया, जल शोधन प्रणाली में कई घटक होते हैं जो यह सुनिश्चित करते हैं कि परिणामी पानी पीने के लिए सुरक्षित और स्वाद में शुद्ध हो। वातन अक्सर पहला चरण होता है, जिससे पानी में फंसी किसी भी गैस को बाहर निकलने की अनुमति मिलती है, इसके बाद जमावट होती है, जहां गंदगी और अन्य ठोस पदार्थ चिपक जाते हैं। एक साथ उन्हें हटाने और अवसादन को आसान बनाने के लिए, जहां कण धीरे-धीरे डूब जाते हैं और पानी से अलग हो जाते हैं गुरुत्वाकर्षण। इसके बाद, जमा (फ्लोक) सामग्री को अलग करने के लिए पानी को फ़िल्टर किया जाता है, और अंत में, रासायनिक उपचार सूक्ष्म जीवों से सुरक्षा सुनिश्चित करता है। यदि आप जल शोधन संयंत्र का एक कार्यशील मॉडल बनाना चाहते हैं, तो इन चरणों को आपकी प्रक्रिया में शामिल किया जाना चाहिए।

सबसे अच्छे और आसान जल शोधन परियोजना विचारों में से एक पानी के लिए रेत आधारित निस्पंदन प्रणाली बनाना है। यह उन वस्तुओं के साथ करना काफी आसान है जो आपके पास घर के आसपास होने की संभावना है। दो खाली 2-लीटर सोडा की बोतलें लें - जिनमें से एक को आप आधा काट लें - एक कॉफी फिल्टर या फिल्टर पेपर, कुछ महीन रेत और मोटी रेत, कुछ छोटी कंकड़, एक दो चम्मच, दो कप, एक 1 लीटर का बीकर, एक रबर बैंड और गंदे पानी का एक नमूना (चाहे गंदगी और साधारण का उपयोग करके एकत्र किया गया हो या बनाया गया हो) नल का पानी)। कुछ एल्यूमीनियम पोटेशियम सल्फेट (फिटकरी) प्राप्त करना उपयोगी है क्योंकि यह नमूने में तलछट को जमा देता है। यदि आपके पास सक्रिय चारकोल है, तो यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के माध्यम से अतिरिक्त घटकों को हटा सकता है।

एक रेत जल शोधन प्रणाली का मूल सिद्धांत एक निस्पंदन प्रणाली का है: के माध्यम से पानी भेजकर sending ठीक सामग्री, इसमें मौजूद दूषित पदार्थ फंस जाएंगे और दूसरी तरफ से निकलने वाले पानी में खत्म नहीं होंगे। इस प्रोजेक्ट में, आप 2-लीटर सोडा बोतल के ऊपरी आधे हिस्से को फ़िल्टर के रूप में उपयोग करते हैं। बोतल-टॉप के मुंह पर एक कॉफी फिल्टर (या फिल्टर पेपर) रखें, इसे रखने के लिए रबर बैंड का उपयोग करके, इसे उल्टा कर दें ताकि कटा हुआ भाग ऊपर की ओर इशारा कर रहा हो। यदि आपके पास सक्रिय चारकोल है, तो इसमें से एक इंच या तो नीचे की तरफ डालें, और फिर कुछ इंच बजरी या छोटे कंकड़ डालें। अब इसके ऊपर थोड़ी मोटी रेत डालें, और इसके ऊपर कुछ महीन रेत डालें, कुल मिलाकर 3 से 4 इंच रेत की शूटिंग करें। इसे - मुँह का सिरा नीचे की ओर - बीकर के ऊपर फ़नल की तरह रखें।

अपने गंदे पानी को बिना काटे सोडा की बोतल में डालें, टोपी को पेंच करें और तरल को आधा मिनट तक हिलाते हुए इसे हवा दें। इसे कटी हुई बोतल के निचले आधे हिस्से में डालें, और अगर आपके पास फिटकरी का एक बड़ा चमचा है, तो पाँच मिनट के लिए हिलाएँ। लगभग 20 मिनट के लिए पानी छोड़ दें, जिससे जमा हुआ तलछट डूब जाए। जब आप ऐसा कर रहे हों, तो अपने फिल्टर सिस्टम के माध्यम से धीरे-धीरे 2 लीटर साफ नल का पानी चलाएं, सावधान रहें कि ऊपर की रेत को परेशान न करें। इसमें कुछ समय लगेगा लेकिन यह आपके फिल्टर को गंदे पानी के साथ काम करने के लिए तैयार करता है। जरूरत पड़ने पर बीकर को खाली कर दें, और एक बार जब आप ऐसा कर लें और गंदा पानी आंशिक रूप से अलग हो जाए, तो आप इसे फिल्टर के माध्यम से चला सकते हैं।

फ़िल्टर किए गए पानी की तुलना मूल तालाब के पानी के नमूने से करें। इसे कितनी अच्छी तरह शुद्ध किया गया है?

• यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि रासायनिक जल उपचार के बिना (भले ही आपने चारकोल फिल्टर का उपयोग किया हो), यह संभावना नहीं है कि पानी पीने के लिए पूरी तरह से सुरक्षित होगा। बस इसका नेत्रहीन निरीक्षण करें - इसका स्वाद न लें!

अंतिम खंड में परियोजना का उपयोग विज्ञान मेला जल शोधन प्रयोग के लिए काफी आसानी से किया जा सकता है। आप एक ही गंदे पानी के नमूनों पर विभिन्न निस्पंदन तकनीकों का उपयोग कर सकते हैं और परिणामों की तुलना कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, आप ऊपर वर्णित विधि से परियोजना को आजमा सकते हैं, और इसकी तुलना व्यावसायिक रूप से उपलब्ध जल निस्पंदन प्रणाली से कर सकते हैं, या आप कर सकते हैं निस्पंदन सिस्टम के विशिष्ट घटकों के अंतर की जांच करना, उदाहरण के लिए, फिटकरी के अतिरिक्त के साथ और बिना अंतिम परिणाम की तुलना करना क्या आप रेत और बजरी के बजाय स्पंज या चावल जैसी किसी चीज को फिल्टर के लिए इस्तेमाल कर सकते हैं, और क्या यह भी काम करेगा?

हाई स्कूल, या सिर्फ एक परियोजना के लिए जल शोधन प्रयोग के लिए सबसे अच्छा विचार जल शोधन के विभिन्न तरीकों की तुलना करना होगा। आप आसानी से कई तरीकों का परीक्षण कर सकते हैं, उबालने, छानने और रासायनिक उपचार के साथ सभी का परीक्षण करना काफी आसान है। आप एक रेत निस्पंदन प्रणाली का उपयोग कर सकते हैं जैसे ऊपर वर्णित या व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, और आप परीक्षण के लिए जल शोधन टैबलेट भी पा सकते हैं।

एक परियोजना के लिए एक सरल दृष्टिकोण गंदे पानी का एक नमूना प्राप्त करना होगा - सभी परीक्षणों के लिए एक ही पानी का उपयोग करना, चर को कम करना - और प्रत्येक विधि का उपयोग करके इसे शुद्ध करने का प्रयास करना। यदि आप यथासंभव पेशेवर बनना चाहते हैं तो घरेलू पेयजल परीक्षण किट का उपयोग करके विभिन्न तरीकों की प्रभावशीलता का परीक्षण करें। हालांकि, आप स्पष्टता के लिए पानी का निरीक्षण भी कर सकते हैं, और पेट्री डिश और उबले हुए आलू के टुकड़े जैसे विकास माध्यम का उपयोग करके बैक्टीरिया के लिए परीक्षण कर सकते हैं। प्रत्येक पेट्री डिश में थोड़ा सा आलू डालें और नियंत्रण के रूप में उपयोग करने के लिए एक अनफ़िल्टर्ड नमूना और एक साफ नल के पानी के नमूने के साथ प्रत्येक शुद्धिकरण विधि से पानी की एक बूंद डालें। प्रत्येक डिश को तदनुसार लेबल करें, उन्हें कवर करें और बैक्टीरिया को बढ़ने का मौका देने के लिए इसे कुछ दिनों के लिए छोड़ दें।

कौन सा तरीका सबसे प्रभावी था? क्या आप बेहतर परिणाम देने के लिए एक या अधिक विधियों को जोड़ सकते हैं? विभिन्न दृष्टिकोणों की ताकत क्या हैं?