Se você beber água que não passou por um processo de purificação - "água bruta" - você corre o risco de contrair doenças transmitidas pela água provenientes de bactérias como Escherichia coli (E. coli) e parasitas como a giárdia. É por isso que a purificação da água é essencial para todos e torna as idéias de projetos de purificação de água uma escolha particularmente boa para uma feira de ciências ou apresentação escolar. Mas antes de entrar em um projeto, é melhor aprender o básico de por que a água precisa ser purificada, o diferentes maneiras em que isso pode ser feito e quais são suas opções para um "método de purificação da água" projeto.
Por que devemos purificar a água antes de bebê-la?
Resumindo, você precisa purificar a água para ter certeza de que é segura para beber. Os principais riscos na água são parasitas, bactérias, vírus e poluentes químicos, metais tóxicos de ocorrência natural, como chumbo, ou produtos químicos sintéticos. A água não tratada provavelmente terá um gosto bem nojento também.
Os dois parasitas mais importantes encontrados na água vêm das fezes. Isso mesmo - se você beber água de fontes naturais sem tratá-la, também beberá um pouco de cocô. Isso não é apenas grosseiro; é a principal fonte de risco quando se trata de água não tratada.
Giardia é um exemplo e é encontrada basicamente em todas as massas de água nos EUA, vindo de fezes humanas e animais. Se você for infectado com giárdia, isso causará diarreia, gases e cólicas estomacais dolorosas, que começam cerca de dois ou três dias após a exposição. De um modo geral, isso não levará a problemas de longo prazo, mas pode se você for imunossuprimido.
O outro parasita importante é o cryptosporidium, que afeta quase 750.000 americanos a cada ano. Isso é semelhante à giárdia, pois leva cerca de dois a três dias para os sintomas aparecerem e geralmente leva a diarreia e cólicas estomacais. No entanto, "criptografia" (como é frequentemente chamada) pode levar a problemas mais sérios, como sintomas pancreáticos, sintomas semelhantes aos da cólera em pessoas imunossuprimidas e até possivelmente levando à morte de pessoas que sofrem de AUXILIA. Giardia é fácil de remover com filtros ou tratamento com iodo, mas a criptografia não é interrompida pela maioria dos filtros e precisa de tratamento com dióxido de cloro ou fervura para remover da água.
Muitos tipos de bactérias podem estar presentes na água bruta, mas E. coli é o mais comum. Isso pode causar diarreia, cólicas, náuseas e vômitos e, além de manter-se bem hidratado, pode ser necessário usar antibióticos em casos graves. Os tratamentos de água mais comuns removem E. coli e outras bactérias da água, no entanto.
Em termos de vírus, a hepatite A é o principal risco da água contaminada. Pode levar semanas para que os sintomas apareçam, que são semelhantes aos discutidos acima, exceto com dores nas articulações, cãibras, febre e pele amarelada, além da diarreia e vômitos habituais. Você pode tomar uma vacina se estiver viajando para algum lugar que não trate bem a água, mas se você for infectado, o principal conselho é beber bastante líquido e você estará bem em alguns dias. O tratamento da água com iodo, dióxido de cloro ou simplesmente fervendo a água geralmente protege você de vírus na água.
Finalmente, uma grande variedade de produtos químicos podem estar presentes na água não tratada e podem causar uma ampla gama de sintomas, embora, como de costume, diarreia, náuseas, cólicas e sintomas semelhantes sejam os mais provável. Você pode filtrá-los usando a evaporação, mas muitos outros métodos (ou ainda melhor, uma combinação de métodos) também podem eliminá-los.
Então, a menos que você esteja imunologicamente comprometido, você provavelmente não sofrerá sintomas graves por beber água não tratada, mas a menos que queira uma semana desagradável ou mais de diarreia e cólicas, você deve sempre trate sua água.
Quais são os métodos de purificação?
Existem diferentes abordagens que você pode investigar ou testar para um projeto de "métodos de purificação de água". Eles podem ser divididos em grupos bastante simples: fervura ou destilação, filtração e vários tratamentos químicos.
A fervura é, sem dúvida, o método mais simples de purificar a água, embora seja necessária uma fonte de calor para isso, e leva algum tempo para que a água esfrie de volta para que possa realmente ser usada. No entanto, a fervura é um método de purificação muito eficaz e leva apenas três minutos de fervura vigorosa para remover o risco de bactérias, parasitas e vírus na água. O principal desafio, desde que você tenha o equipamento adequado, é evitar a recontaminação após a purificação da água.
A destilação é muito semelhante à fervura, mas requer um pouco mais de equipamento e geralmente é mais eficaz na remoção de contaminantes. Você define a fervura da água e coleta o vapor à medida que ele se condensa. Isso deixa para trás a maioria dos contaminantes, embora seja importante notar que quaisquer contaminantes com pontos de ebulição abaixo do da água (em 100 graus Celsius / 212 graus Fahrenheit ao nível do mar) ainda estarão presentes na água condensada, possivelmente com concentrações maiores do que antes. Outras desvantagens são a natureza demorada do processo e o fato de que geralmente requer muita energia para ser economicamente viável no tratamento de água em grande escala.
Filtração é outra abordagem conceitualmente simples para purificação de água, mas não é tão simples quanto você pode pensar. O conceito básico é que, ao forçar a água através de pequenos espaços, os contaminantes que não conseguem passar são deixados para trás. É bastante econômico, porque pouquíssima água é desperdiçada no processo e não consome muita energia. Muitos filtros diferentes estão disponíveis, e os contaminantes que eles são capazes de remover dependem do tamanho da malha. A grande maioria dos filtros não consegue remover vírus transmitidos pela água, e a maioria deles é bastante volumosa, por isso seria difícil de transportar. O próprio filtro também deve ser limpo e, como em muitos métodos, a água pode facilmente ser contaminada novamente após a conclusão do processo.
Os tratamentos químicos dependem de reações químicas para remover os contaminantes da água, e diferentes produtos químicos são mais eficazes para diferentes contaminantes. O iodo é uma das abordagens mais antigas para a purificação química da água e os comprimidos ou soluções que o contêm são geralmente eficazes na neutralização de bactérias e vírus presentes na água. No entanto, o iodo torna a água amarela e deixa um gosto e odor desagradáveis. Além disso, ele realmente só funciona com água que já está límpida (portanto, pode ser necessário filtrar primeiro). A água a ser tratada também não pode ser fria; por exemplo, a água deve estar a 21 C / 68 F para que a giárdia seja removida com iodo.
O cloro é o tratamento químico de água mais utilizado no mundo e está disponível na forma de comprimidos, líquidos e grânulos. Apesar de ser eficaz, deve ser manuseado com cuidado e deixa um sabor desagradável no água resultante, muito parecida com o iodo - mas como você pode esperar, tem gosto de piscina potável agua. Alternativas como dicloroisocianurato de sódio (NaDCC) liberam cloro livre, mas a mistura química é mais segura para manuseia e não deixa gosto na água, então essas são as escolhas mais comuns para purificação de água comprimidos.
De modo geral, os sistemas de purificação de água consistem em vários componentes para garantir que a água resultante seja segura para beber e tenha um sabor puro. A aeração é frequentemente o primeiro estágio, permitindo que quaisquer gases presos na água escapem, seguido pela coagulação, onde a sujeira e outros materiais sólidos grudam juntos para torná-los mais fáceis de remover e sedimentação, onde as partículas afundam gradualmente e se separam da água sob a influência de gravidade. Depois disso, a água é filtrada para separar os materiais coagulados (flocos) e, por fim, o tratamento químico garante a segurança contra microrganismos. Se você está procurando criar um modelo funcional de uma planta de purificação de água, essas etapas devem ser incorporadas ao seu processo.
Como você purifica a água com areia?
Uma das melhores e mais fáceis idéias de projetos de purificação de água é criar um sistema de filtragem de água à base de areia. Isso é fácil de fazer com os itens que você provavelmente tem em casa. Pegue duas garrafas vazias de refrigerante de 2 litros - uma das quais você corta ao meio - um filtro de café ou papel de filtro, um pouco de areia fina e areia grossa, alguns pequenos seixos, um par de colheres, duas xícaras, um copo de 1 litro, um elástico e uma amostra de água suja (coletada ou feita com sujeira e água da torneira). Obter um pouco de sulfato de potássio de alumínio (alúmen) é útil porque coagula o sedimento na amostra. Se você ativou o carvão, pode remover componentes adicionais por meio de reações químicas.
O princípio básico de um sistema de purificação de água de areia é o de um sistema de filtração: Enviando a água através do material fino, os contaminantes presentes nele ficarão presos e não acabarão na água que sai do outro lado. Neste projeto, você usa a metade superior de uma garrafa de refrigerante de 2 litros como filtro. Coloque um filtro de café (ou papel filtro) na boca da tampa da garrafa, usando o elástico para mantê-lo no lugar, virando-o de cabeça para baixo de forma que o corte fique voltado para cima. Se você tiver carvão ativado, adicione cerca de 2,5 cm no fundo e, em seguida, alguns centímetros de cascalho ou seixos pequenos. Agora adicione um pouco de areia grossa em cima disso e um pouco de areia fina em cima, atingindo de 7 a 10 centímetros de areia no total. Coloque - a boca para baixo - em cima do copo como um funil.
Coloque a água suja na garrafa de refrigerante sem cortes, rosqueando a tampa e sacudindo o líquido por meio minuto para arejar. Despeje na metade inferior da garrafa cortada e adicione uma colher de sopa de alume, se tiver, mexendo por cinco minutos. Deixe a água por cerca de 20 minutos, permitindo que o sedimento coagulado afunde. Enquanto você está fazendo isso, coloque suavemente 2 litros de água limpa da torneira em seu sistema de filtro, tomando cuidado para não mexer com a areia no topo. Isso levará algum tempo, mas prepara o filtro para funcionar com a água suja. Esvazie o béquer quando precisar e, depois de fazer isso e a água suja estiver parcialmente separada, você pode colocá-la no filtro.
Compare a água filtrada com uma amostra da água original do lago. Ele foi bem purificado?
Avisos
É importante observar que sem tratamento químico da água (mesmo se você usar um filtro de carvão), é improvável que a água seja completamente segura para beber. Basta inspecionar visualmente - não experimente!
Como fazer uma experiência com o filtro de água?
O projeto da última seção pode ser usado para um experimento de purificação de água para feiras de ciências com bastante facilidade. Você pode usar diferentes técnicas de filtragem em amostras da mesma água suja e comparar os resultados. Por exemplo, você pode tentar o projeto com o método descrito acima e compará-lo a um sistema de filtragem de água disponível comercialmente, ou você pode investigar a diferença que componentes específicos do sistema de filtração fazem, por exemplo, comparando o resultado final com e sem adição de alúmen. Você poderia usar algo como uma esponja ou arroz como filtro em vez de areia e cascalho, e funcionará bem?
Métodos de Purificação de Projeto de Água
A melhor ideia para um experimento de purificação de água para o ensino médio, ou apenas um projeto, seria comparar as diferentes abordagens para a purificação de água. Você pode facilmente testar vários métodos, com fervura, filtração e tratamento químico, todos bastante fáceis de testar. Você pode usar um sistema de filtragem de areia como o descrito acima ou um disponível comercialmente, e você pode encontrar tabletes de purificação de água para testar também.
Uma abordagem simples para um projeto seria obter uma amostra de água suja - usando a mesma água para todos os testes, para minimizar as variáveis - e tentar purificá-la usando cada método. Teste a eficácia das diferentes abordagens usando um kit caseiro de teste de água potável se quiser ser o mais profissional possível. No entanto, você também pode inspecionar visualmente a clareza da água e testar a presença de bactérias usando uma placa de Petri e um meio de cultivo, como uma fatia de batata cozida. Coloque um pouco de batata em cada placa de Petri e adicione uma gota de água de cada método de purificação, junto com uma amostra não filtrada e uma amostra de água potável para usar como controle. Coloque uma etiqueta em cada prato, cubra-os e deixe agir por alguns dias para que as bactérias cresçam.
Qual método foi o mais eficaz? Você poderia combinar um ou mais métodos para produzir um resultado melhor? Quais são os pontos fortes das diferentes abordagens?
