פרויקטים בית ספריים בנושא טיפולי טיהור מים

אם אתה שותה מים שלא עברו תהליך טיהור - "מים גולמיים" - אתה מסתכן בהידבקות במחלות הנישאות במים הנובעות מחיידקים כגון Escherichia coli (E. טפילים כגון ג'יארדיה. לכן טיהור מים חיוני לכולם, וזה הופך את רעיונות פרויקט טיהור המים לבחירה טובה במיוחד ליריד מדעי בית הספר או להצגה. אבל לפני שקופצים לפרויקט, עדיף ללמוד את היסודות מדוע צריך לטהר מים, דרכים שונות בהן ניתן לעשות ומה האפשרויות שלך ל"שיטת טיהור מים " פּרוֹיֶקט.

בקיצור, עליכם לטהר מים כדי שתוכלו להיות בטוחים שהם בטוחים לשתייה. הסיכונים העיקריים במים הם טפילים, חיידקים, נגיפים ומזהמים כימיים, מתכות טבעיות אך רעילות כמו עופרת או כימיקלים מעשה ידי אדם. מים לא מטופלים כנראה גם יהיו טעימים למדי.

שני הטפילים החשובים ביותר שנמצאים במים מקורם בצואה. זה נכון - אם אתה שותה מים ממקורות טבעיים מבלי לטפל בזה, אתה תשתה גם קצת קקי. זה לא רק גס; זהו מקור הסיכון העיקרי כשמדובר במים לא מטופלים.

ג'יארדיה היא דוגמה אחת, והיא מצויה בעצם בכל גוף מים בארה"ב, המגיע מצואת אדם ובעלי חיים. אם אתה נדבק בגיארדיה, זה יגרום לשלשולים, גזים והתכווצויות כואבות בבטן, שמתחילות כיומיים-שלושה לאחר שנחשפת. באופן כללי זה לא יוביל לבעיות ארוכות טווח, אבל זה יכול אם אתה מדוכא בחיסון.

הטפיל העיקרי הנוסף הוא קריפטוספורידיום, הפוגע כמעט 750,000 אמריקאים מדי שנה. הדבר דומה לגיארדיה בכך שלוקח יומיים-שלושה עד שהסימפטומים מופיעים, ובדרך כלל זה מוביל לשלשולים והתכווצויות בבטן. עם זאת, "קריפטו" (כפי שהוא מכונה לעתים קרובות) יכול להוביל לבעיות חמורות יותר, כגון תסמינים בלבלב, תסמינים דמויי כולרה אצל אנשים מדוכאים חיסוניים ואף עלולים להוביל למוות עבור אנשים הסובלים מ איידס. קל להסיר את ג'יארדיה באמצעות פילטרים או טיפול ביוד, אך הקריפטו אינו נעצר על ידי מרבית המסננים וזקוק לטיפול בכלור דו חמצני או רתיחה כדי להסירו ממים.

סוגים רבים של חיידקים עשויים להימצא במים גולמיים, אך E. קולי הוא הנפוץ ביותר. זה יכול לגרום לשלשול, התכווצויות, בחילות והקאות, וכמו כן להישאר במצב של לחות טובה, יתכן שתזדקק לאנטיביוטיקה במקרים חמורים. טיפולי המים הנפוצים ביותר מסירים את E. קולי וחיידקים אחרים מהמים.

מבחינת וירוסים, הפטיטיס A הוא הסיכון העיקרי ממים מזוהמים. יכולים לחלוף שבועות עד להופעת הסימפטומים הדומים לאלה שנדונו לעיל, למעט כאבי מפרקים, התכווצויות, חום ועור צהוב בנוסף לשלשול והקאות הרגילים. אתה יכול לקבל חיסון אם אתה נוסע לאנשהו שאינו מטפל ביסודיות במים שלהם, אך אם אתה נדבק, העצה העיקרית היא לשתות הרבה נוזלים ויהיה בסדר בעוד כמה ימים. טיפול במים עם יוד, כלור דו חמצני או פשוט על ידי הרתחת המים בדרך כלל מגן עליך מפני נגיפים במים.

לבסוף, מגוון עצום של כימיקלים עשויים להיות נוכחים במים לא מטופלים, והם יכולים לגרום לכך באופן דומה מגוון רחב של תסמינים, אם כי כרגיל שלשולים, בחילות, התכווצויות ותסמינים דומים הם הגבוהים ביותר סָבִיר. אתה יכול לסנן את אלה באמצעות אידוי, אך גם שיטות רבות אחרות (או אפילו יותר טוב, שילוב של שיטות) יכולות להיפטר מהן.

אז אלא אם כן אתם נפגעים מחיסון, סביר להניח שלא תסבלו מסימפטומים חמורים משתיית מים לא מטופלים, אך אלא אם כן תרצו שבוע לא נעים של שלשולים והתכווצויות, עליכם תמיד לטפל במים שלך.

ישנן גישות שונות שתוכל לחקור או לבדוק פרויקט "שיטות לטיהור מים". ניתן לפרק אותם לקבוצות פשוטות למדי: רתיחה או זיקוק, סינון וטיפולים כימיים שונים.

הרתחה היא ללא ספק השיטה הפשוטה ביותר לטיהור מים, אם כי אתה זקוק למקור חום כדי לעשות זאת, ולוקח קצת זמן עד שהמים מתקררים חזרה כדי שאפשר יהיה להשתמש בהם בפועל. עם זאת, הרתחה היא שיטת טיהור יעילה ביותר, ולוקח רק שלוש דקות של רתיחה נמרצת כדי להסיר את הסיכון מחיידקים, טפילים ווירוסים במים. האתגר העיקרי, בתנאי שיש לך את הציוד המתאים, הוא למנוע זיהום מחדש לאחר טיהור המים.

זיקוק דומה מאוד לרתיחה, אך הוא דורש קצת יותר ציוד ובדרך כלל יעיל יותר בהסרת מזהמים. אתה מגדיר את המים רותחים, ואוסף את האדים כשהם מתעבים. זה משאיר מאחור את רוב המזהמים, אם כי ראוי לציין כי כל המזהמים עם נקודות רתיחה מתחת לזו של מים (ב 100 מעלות צלזיוס / 212 מעלות צלזיוס בגובה פני הים) עדיין יהיו נוכחים במים המרוכזים, אולי בריכוזים גדולים יותר מ לפני. חסרונות אחרים הם אופי התהליך הגוזל זמן והעובדה שבדרך כלל הוא דורש יותר מדי אנרגיה כדי להיות כדאית כלכלית בטיפול בקנה מידה גדול במים.

סינון הוא גישה פשוטה יותר מבחינה רעיונית לטיהור מים, אבל היא לא ממש פשוטה כמו שאתה יכול לחשוב. הרעיון הבסיסי הוא שעל ידי כיפוי המים דרך חללים קטנים, נותרים אחריהם מזהמים שאינם יכולים לעבור. זה די חסכוני, כי מעט מאוד מים מבוזבזים בתהליך, והוא לא משתמש באנרגיה רבה. קיימים פילטרים רבים ושונים, והמזהמים שהם מסוגלים להסיר תלוי בגודל הרשת. הרוב המכריע של המסננים אינם יכולים להסיר נגיפים הנישאים במים, ורובם מגושמים למדי ולכן יהיה קשה לסחוב אותם. המסנן עצמו גם צריך להיות נקי, וכמו בשיטות רבות, המים יכולים בקלות להיות מזוהמים שוב לאחר סיום התהליך.

טיפולים כימיים תלויים בתגובות כימיות להסרת מזהמים מהמים, וכימיקלים שונים יעילים יותר למזהמים שונים. יוד היא אחת הגישות העתיקות ביותר לטיהור מים כימיים, וטבליות או תמיסות המכילות אותה יעילות בדרך כלל לנטרול חיידקים ווירוסים הנמצאים במים. עם זאת, יוד מצהיב את המים ומשאיר טעם וריח לא נעימים. בנוסף, זה עובד באמת רק על מים שכבר צלולים (לכן ייתכן שתידרש סינון קודם). המים שיש לטפל בהם גם לא יכולים להיות קרים; למשל, המים חייבים להיות בטמפרטורה של 21 צלזיוס / 68 F כדי שניתן להסיר את הגיארדיה עם יוד.

כלור הוא הטיפול הכימי ביותר במים כימיים בעולם, והוא זמין בצורה של טבליות, נוזלים וגרגירים. למרות היותו יעיל, יש לטפל בזהירות וזה אכן משאיר טעם לא נעים מים שנוצרו, בדומה ליוד - אך כפי שניתן לצפות, לטעמם דומה לשתיית בריכת שחייה מים. חלופות כמו נתרן דיכלורואיסוציאנורט (NaDCC) משחררות כלור חופשי, אך התערובת הכימית בטוחה יותר להתמודד ולא משאיר טעם במים, ולכן אלו הבחירות הנפוצות ביותר לטיהור מים טבליות.

באופן כללי, מערכות לטיהור מים מורכבות ממרכיבים מרובים כדי להבטיח שהמים שנוצרו בטוחים לשתייה וטהורים בטעמם. אוורור הוא לעתים קרובות השלב הראשון, המאפשר לכל גזים הכלואים במים להימלט, ואחריו קרישה, שם נדבקים לכלוך וחומר מוצק אחר יחד כדי להקל עליהם את ההסרה ואת השקיעה, שם החלקיקים שוקעים בהדרגה ונפרדים מהמים בהשפעת כוח משיכה. לאחר מכן מסננים את המים כדי להפריד בין החומרים הקרושים (פלוק), ולבסוף, טיפול כימי מבטיח בטיחות ממיקרואורגניזמים. אם אתם מעוניינים ליצור מודל עבודה של מפעל לטיהור מים, יש לשלב את השלבים הללו בתהליך שלכם.

אחד הרעיונות הטובים והקלים ביותר לטיהור מים הוא יצירת מערכת סינון מבוססת חול למים. זה קל מספיק לעשות עם פריטים שיש לך כנראה ברחבי הבית. קבלו שני בקבוקי סודה ריקים של 2 ליטר - אחד מהם חתכתם לשניים - פילטר קפה או נייר סינון, קצת חול דק וחול גס, חלק קטן חלוקי נחל, כמה כפות, שתי כוסות, כוס ליטר 1, רצועת גומי ודגימת מים מלוכלכים (בין אם נאספים או מיוצרים באמצעות לכלוך ורגיל מי ברז). השגת מעט אשלגן גופרתי מאלומיניום (אלום) שימושית מכיוון שהיא מקרישה את המשקעים בדגימה. אם הפעלת פחם, זה יכול להסיר רכיבים נוספים באמצעות תגובות כימיות.

העיקרון הבסיסי של מערכת טיהור מי חול הוא של מערכת סינון: על ידי שליחת המים דרך המים חומר עדין, מזהמים הקיימים בו יילכדו ולא יגיעו למים שיוצאים מהצד השני. בפרויקט זה אתה משתמש בחצי העליון של בקבוק סודה בן 2 ליטר כפילטר. שים פילטר קפה (או נייר פילטר) מעל הפתח של בקבוק הבקבוק, בעזרת רצועת הגומי כדי לשמור אותו במקום, והפוך אותו הפוך כך שקטע החיתוך יפנה כלפי מעלה. אם הפעלת פחם, הוסף סנטימטר לערך ממנו לתחתית ואז הוסף כמה סנטימטרים של חצץ או חלוקי נחל קטנים. עכשיו הוסף קצת חול גס על גבי זה, וחלק דק דק על גבי זה, יורה על 3 עד 4 אינץ 'של חול בסך הכל. מניחים את זה - קצה הפה כלפי מטה - על גבי הכוס כמו משפך.

שים את המים המלוכלכים שלך בבקבוק הסודה שלא נחתך, הברג את המכסה וטלטל את הנוזל למשך חצי דקה כדי לאוורר אותו. יוצקים אותו לחצי התחתון של הבקבוק החתוך, ומוסיפים כף אלום אם יש לך, תוך ערבוב במשך חמש דקות. השאירו את המים למשך כ -20 דקות, ואפשרו לשקעים הקרושים לשקוע. בזמן שאתה עושה את זה, הפעל בעדינות 2 ליטר מי ברז נקיים דרך מערכת המסננים שלך, והיזהר שלא להפריע לחול שמעל. זה ייקח קצת זמן אבל מכין את המסנן לעבודה עם המים המלוכלכים. רוקן את הכוס כשאתה צריך, וברגע שעשית את זה והמים המלוכלכים נפרדו חלקית, אתה יכול להעביר אותו דרך המסנן.

השווה את המים המסוננים לדגימה של מי הבריכה המקוריים. עד כמה זה טוהר?

• חשוב לציין שללא טיפול במים כימיים (גם אם השתמשת במסנן פחם), אין זה סביר שהמים יהיו בטוחים לחלוטין לשתייה. רק לבדוק אותו ויזואלית - אל תטעמו!

הפרויקט בסעיף האחרון יכול לשמש לניסוי טיהור מים הוגן מדעי די בקלות. ניתן להשתמש בטכניקות סינון שונות על דגימות של אותם מים מלוכלכים ולהשוות את התוצאות. למשל, תוכלו לנסות את הפרויקט בשיטה המתוארת לעיל, ולהשוות זאת למערכת סינון מים זמינה מסחרית, או שתוכלו לחקור את ההבדל המרכיבים הספציפיים של מערכת הסינון לעשות, למשל, להשוות את התוצאה הסופית עם ובלי תוספת של אלום. האם אתה יכול להשתמש במשהו כמו ספוג או אורז עבור פילטר במקום חול וחצץ, והאם זה יעבוד גם כן?

הרעיון הטוב ביותר לניסוי טיהור מים בתיכון, או סתם פרויקט, יהיה להשוות בין הגישות השונות לטיהור מים. אתה יכול בקלות לבדוק כמה שיטות, כאשר הרתחה, סינון וטיפול כימי היו קלות למדי לבדיקה. אתה יכול להשתמש במערכת סינון חול כמו זו שתוארה לעיל או במערכת זמינה מסחרית, ותוכל למצוא גם טבליות לטיהור מים.

גישה פשוטה לפרויקט הייתה קבלת דגימת מים מלוכלכים - שימוש באותם מים לכל הבדיקות, כדי למזער משתנים - ולנסות לטהר אותם בכל שיטה. בדוק את יעילות הגישות השונות באמצעות ערכת בדיקת מי שתייה ביתית אם ברצונך להיות מקצועית ככל האפשר. עם זאת, אתה יכול גם לבדוק ויזואלית את המים לבהירות, ולבדוק חיידקים באמצעות צלחת פטרי ומדיום גידול כגון פרוסת תפוח אדמה מבושל. שים מעט תפוח אדמה בכל צלחת פטרי והוסף טיפת מים מכל שיטת טיהור, יחד עם דגימה לא מסוננת ודגימת מי ברז נקייה לשימוש כבקרה. תייגו כל מנה בהתאם, כיסו אותם והשאירו אותה למספר ימים כדי לתת לחיידקים אפשרות לגדול.

איזו שיטה הייתה היעילה ביותר? האם תוכל לשלב שיטה אחת או יותר להפקת תוצאה טובה יותר? מהן נקודות החוזק של הגישות השונות?