Ha olyan vizet iszik, amelyen még nem esett át tisztítási folyamat - „nyers vizet” -, akkor fennáll annak a kockázata, hogy olyan baktériumokból eredő vízzel terjedő betegségeket kap, mint az Escherichia coli (E. coli) és paraziták, például giardia. Ezért a víztisztítás elengedhetetlen mindenki számára, és ez a víztisztítási projektötleteket különösen jó választássá teszi egy iskolai természettudományos vásárra vagy bemutatóra. De mielőtt belevágna egy projektbe, a legjobb, ha megtanulja az alapokat, miért kell megtisztítani a vizet, a különböző módon lehet megtenni, és milyen lehetőségei vannak a "víztisztítási módszerrel" projekt.
Miért kell megtisztítanunk a vizet, mielőtt meginnánk?
Röviden: meg kell tisztítania a vizet, hogy biztos lehessen benne, hogy biztonságos inni. A vízben a legfőbb kockázatok a paraziták, baktériumok, vírusok és kémiai szennyezők, természetesen előforduló, mégis mérgező fémek, például ólom vagy mesterséges vegyi anyagok. A kezeletlen víz valószínűleg elég durva ízű lesz.
A vízben található két legfontosabb parazita ürülékből származik. Így van - ha természetes forrásból iszol vizet anélkül, hogy kezelnéd, akkor egy kis kakit iszol. Ez nem csak bruttó; ez a fő kockázatforrás, ha a kezeletlen vízről van szó.
A Giardia az egyik példa, és alapvetően az Egyesült Államok minden víztömegében megtalálható, emberi és állati ürülékből származik. Ha megfertőződik giardiával, hasmenést, gázokat és fájdalmas gyomorgörcsöket okoz, amelyek körülbelül két-három nappal az expozíció után kezdődnek. Általánosságban elmondható, hogy ez nem vezet hosszú távú problémákhoz, de immunszuppresszáltak esetén igen.
A másik fő parazita a cryptosporidium, amely évente csaknem 750 000 amerikait érint. Ez hasonló a giardia-hoz, mivel körülbelül két-három napig tart a tünetek megjelenése, és általában hasmenéshez és gyomorgörcshöz vezet. A „kriptográfia” (ahogy gyakran hívják) azonban komolyabb problémákhoz vezethet, mint például a hasnyálmirigy tünetei, koleraszerű tünetek immunszuppresszív embereknél, és akár halálhoz is vezethetnek az szenvedő embereknél AIDS. A Giardia szűrőkkel vagy jódkezeléssel könnyen eltávolítható, de a kriptot a legtöbb szűrő nem állítja le, és a klór-dioxiddal történő kezelésre vagy forralásra van szükség a vízből való eltávolításhoz.
A nyers vízben sokféle baktérium lehet jelen, de E. coli a leggyakoribb. Ez hasmenést, görcsöket, hányingert és hányást okozhat, és jól hidratált maradhat, súlyos esetekben antibiotikumokra is szükség lehet. A leggyakoribb vízkezelések eltávolítják az E-t. coli és más baktériumok a vízből.
A vírusokat tekintve a hepatitis A jelenti a szennyezett víz fő kockázatát. Hetekig tarthat a tünetek megjelenése, amelyek hasonlóak a fentiekhez, kivéve az ízületi fájdalmat, görcsöket, lázat és a bőrt a szokásos hasmenés és hányás mellett. Oltást kaphat, ha olyan helyre utazik, amely nem kezeli alaposan a vizüket, de ha megfertőződik, akkor a fő tanács az, hogy igyon sok folyadékot, és néhány nap múlva rendben lesz. A jóddal, klór-dioxiddal vagy a víz egyszerű forralásával történő vízkezelés általában megvédi a vírusoktól a vízben.
Végül a kezeletlen vízben óriási vegyi anyagok lehetnek jelen, és hasonlóan okozhatnak a tünetek széles skálája, bár a szokásos módon hasmenés, émelygés, görcsök és hasonló tünetek jelentkeznek leginkább valószínűleg. Ezeket kiszűrheti párolgással, de sok más módszer (vagy még jobb, ha módszerek kombinációja) megszabadulhat tőlük.
Tehát, hacsak nincs immunkárosodása, valószínűleg nem szenved súlyos tüneteket a kezeletlen víz elfogyasztása miatt, de hacsak nem szeretne egy kellemetlen hetet hasmenésre vagy görcsökre, mindig kezelje a vizet.
Melyek a tisztítás módszerei?
Különböző megközelítéseket vizsgálhat vagy tesztelhet egy "víz tisztítási módszerei" projekt számára. Bár meglehetősen egyszerű csoportokra bonthatók: forralás vagy desztilláció, szűrés és különféle kémiai kezelések.
A forralás kétségtelenül a víz tisztításának legegyszerűbb módszere, bár ehhez hőforrásra van szükség, és időbe telik, amíg a víz visszahűl, így valóban felhasználható. A forralás azonban nagyon hatékony tisztítási módszer, és csak három percig tartó erőteljes forralás szükséges a vízben lévő baktériumok, paraziták és vírusok kockázatának eltávolításához. Ha a megfelelő felszereléssel rendelkezik, a fő kihívás az újraszennyeződés megakadályozása a víz tisztítása után.
A desztilláció nagyon hasonlít a forraláshoz, de valamivel több felszerelést igényel, és általában hatékonyabban távolítja el a szennyeződéseket. Forraljuk a vizet, és összegyűjtjük a gőzt, amikor az kondenzál. Ez a legtöbb szennyeződést elhagyja, bár érdemes megjegyezni, hogy minden olyan szennyező anyag, amelynek forráspontja a víz alatt van (100 ° C - on) Celsius fok / 212 Fahrenheit fok tengerszinten) továbbra is jelen lesz a sűrített vízben, valószínűleg nagyobb koncentrációval, mint előtt. További hátrányai a folyamat időigényes jellege és az a tény, hogy általában túl sok energiát igényel ahhoz, hogy gazdaságilag életképes legyen a nagyméretű vízkezelés során.
A szűrés egy másik fogalmilag egyszerű megközelítés a víztisztításhoz, de nem egészen olyan egyszerű, mint gondolnád. Az alapkoncepció az, hogy a vizet kis tereken keresztül kényszerítve olyan szennyeződések maradnak hátra, amelyek nem férnek át. Elég gazdaságos, mert nagyon kevés vizet pazarolnak el a folyamat során, és nem sok energiát használ fel. Sokféle szűrő áll rendelkezésre, és azok a szennyeződések, amelyeket képesek eltávolítani, a háló méretétől függenek. A szűrők túlnyomó többsége nem képes eltávolítani a vízi úton terjedő vírusokat, és többségük meglehetősen terjedelmes, így nehéz lenne cipelni. Magának a szűrőnek is tisztának kell lennie, és sok módszerhez hasonlóan a víz is könnyen szennyeződhet a folyamat befejezése után.
A kémiai kezelések a szennyező anyagok vízből való eltávolításának kémiai reakcióitól függenek, és a különböző vegyszerek hatékonyabbak a különböző szennyezők esetében. A jód a kémiai víztisztítás egyik legrégebbi megközelítése, és az azt tartalmazó tabletták vagy oldatok általában hatékonyak a vízben lévő baktériumok és vírusok semlegesítésére. A jód azonban vízsárgává válik, és kellemetlen ízt és szagot hagy maga után. Ráadásul csak a már tiszta vízen működik (tehát először szűrésre lehet szükség). A kezelendő víz szintén nem lehet hideg; Például a víznek 21 C / 68 F hőmérsékleten kell lennie ahhoz, hogy a giardia jóddal eltávolítható legyen.
A klór a világon a legszélesebb körben alkalmazott kémiai vízkezelés, amely tabletta, folyadék és granulátum formájában kapható. Annak ellenére, hogy hatékony, óvatosan kell bánni vele, és kellemetlen ízt hagy maga után a keletkező víz, hasonlóan a jódhoz - de amint várható volt, íze kissé olyan, mint a medenceivás víz. Az olyan alternatívák, mint a nátrium-diklór-izocianurát (NaDCC) szabad klórt szabadítanak fel, de a kémiai keverék biztonságosabb kezelni és nem hagy ízt a vízben, ezért ezek a víztisztítás leggyakoribb választásai tabletek.
Általánosságban elmondható, hogy a víztisztító rendszerek több elemből állnak, hogy az így nyert víz biztonságosan fogyasztható és ízlés szerint tiszta legyen. A levegőztetés gyakran az első szakasz, amely lehetővé teszi a vízben rekedt gázok távozását, majd koagulációt, ahol a szennyeződés és más szilárd anyag megragad együtt, hogy könnyebben eltávolíthatók legyenek, és az ülepedés, ahol a részecskék fokozatosan süllyednek, és a víz hatására elválnak a víztől gravitáció. Ezt követően a vizet leszűrjük az alvadt (pelyhes) anyagok elválasztására, végül a kémiai kezelés biztosítja a biztonságot a mikroorganizmusoktól. Ha egy víztisztító üzem működő modelljét szeretné létrehozni, ezeket a szakaszokat be kell építeni a folyamatba.
Hogyan tisztítja a vizet homokkal?
Az egyik legjobb és legegyszerűbb víztisztítási projektötlet homok alapú szűrőrendszer létrehozása a víz számára. Elég könnyű ezt megtenni olyan tárgyakkal, amelyek valószínűleg a ház körül vannak. Szerezzen be két üres 2 literes szódásüveget - amelyek közül az egyik félbevág - kávészűrőt vagy szűrőpapírt, finom- és durvahomokot, kisebbet kavics, pár kanál, két csésze, 1 literes főzőpohár, gumiszalag és piszkos vízminta (akár gyűjtött, akár piszok és közönséges felhasználással készült) csapvíz). Alumínium-kálium-szulfát (timsó) beszerzése azért hasznos, mert koagulálja a mintában lévő üledéket. Ha aktív szénnel rendelkezik, ez kémiai reakciók útján további komponenseket távolíthat el.
A homokvíztisztító rendszer alapelve a szűrőrendszeré: Azáltal, hogy a vizet a finom anyag, a benne lévő szennyeződések csapdába esnek, és nem kerülnek a másik oldalról kijövő vízbe. Ebben a projektben egy 2 literes szódásüveg felső felét használja szűrőként. Tegyen egy kávészűrőt (vagy szűrőpapírt) a palack tetejének szájára, a gumiszalag segítségével tartsa a helyén, fejjel lefelé fordítva, hogy a vágott rész felfelé mutasson. Ha aktív szénnel rendelkezik, adjon hozzá egy hüvelyknyi részt az aljára, majd adjon hozzá néhány centiméter kavicsot vagy apró kavicsot. Most adjon hozzá egy kevés durva homokot, és még egy kis finom homokot, amivel összesen 3-4 hüvelyk homokot lő. Helyezze ezt a száj végét lefelé a főzőpohár tetejére, mint egy tölcsért.
Tegye a piszkos vizet a darabolatlan üdítőpalackba, csavarja rá a kupakot, és fél percig rázza a folyadékot a levegőztetéshez. Öntse ki a kivágott üveg alsó felébe, és adjon hozzá egy evőkanál timsót, ha van ilyen, öt percig kevergetve. Hagyja a vizet körülbelül 20 percig, hagyja az alvadt üledéket elsüllyedni. Amíg ezt csinálja, óvatosan engedjen át 2 liter tiszta csapvizet a szűrőrendszerén, ügyelve arra, hogy ne zavarja a tetején lévő homokot. Ez eltart egy ideig, de előkészíti a szűrőt, hogy működjön a piszkos vízzel. Ha szükséges, ürítse ki a főzőpoharat, és miután ezt megtette, és a piszkos víz részben elvált, átfuttathatja a szűrőn.
Hasonlítsa össze a szűrt vizet az eredeti tóvíz mintájával. Mennyire tisztult meg?
Figyelmeztetések
Fontos megjegyezni, hogy vegyszeres vízkezelés nélkül (még ha szénszűrőt is használt), valószínűtlen, hogy a víz teljesen biztonságos legyen. Csak szemrevételezéssel ellenőrizze - ne kóstolja meg!
Hogyan készítsen vízszűrő kísérletet?
Az utolsó szakaszban szereplő projekt meglehetősen egyszerűen felhasználható egy tudományos vásár víztisztítási kísérletére. Különböző szűrési technikákat alkalmazhat ugyanazon piszkos víz mintáin, és összehasonlíthatja az eredményeket. Például kipróbálhatja a projektet a fent leírt módszerrel, és összehasonlíthatja ezt a kereskedelemben kapható vízszűrő rendszerrel, vagy megteheti Vizsgálja meg a szűrőrendszer specifikus komponenseinek különbségeit, például összehasonlítva a végeredményt timsó hozzáadásával és anélkül. Használhatna szűrőhöz homok és kavics helyett valami szivacsot vagy rizst, és ez is működni fog?
A víztisztítás módszerei
A középiskolai víztisztítási kísérlet vagy csak egy projekt legjobb ötlete az lenne, ha összehasonlítanánk a víztisztítás különböző megközelítéseit. Könnyen tesztelhet több módszert, a forralást, a szűrést és a kémiai kezelést meglehetősen könnyű tesztelni. Használhat olyan homokszűrő rendszert, mint a fent leírt, vagy egy kereskedelemben kapható rendszert, és tesztelésre is találhat víztisztító tablettákat.
Egy projekt egyszerű megközelítése az lenne, ha piszkos vízmintát kapnánk - ugyanazt a vizet használva az összes teszthez, a változók minimalizálása érdekében -, és megpróbálnánk minden módszerrel megtisztítani. Tesztelje a különböző megközelítések hatékonyságát otthoni ivóvíz-tesztkészlet használatával, ha a lehető legprofibb akar lenni. Viszont szemrevételezéssel ellenőrizheti a víz tisztaságát is, és Petri-csésze és táptalaj, például egy szelet főtt burgonya segítségével tesztelheti a baktériumokat. Tegyen egy kis burgonyát minden egyes petri-csészébe, és adjon hozzá egy csepp vizet az egyes tisztítási módszerekből, egy szűrés nélküli mintával és egy tiszta csapvízmintával, amelyet kontrollként használhat. Az egyes edényeket ennek megfelelően címkézze meg, fedje le és hagyja néhány napig, hogy a baktériumok növekedési lehetőséget kapjanak.
Melyik módszer volt a leghatékonyabb? Kombinálhatna egy vagy több módszert a jobb eredmény elérése érdekében? Milyen erősségei vannak a különböző megközelítéseknek?
