守護(hù)健康，安全飲水
——關(guān)于樂清市東林水庫水質(zhì)安全及凈化處理的研究

杭州英特外國語學(xué)校 陳恰恰 齊亞坤

過年時我們回了一趟老家，茶余飯后，大人們談起了村民用水的問題。村民的日常用水主要來自東林水庫和市政自來水，有的村民已經(jīng)飲用東林水庫里的水幾十年了。聽外公說，近年來生病的村民越來越多，這與村民的飲水習(xí)慣有關(guān)嗎？我們決定對東林水庫里的水進(jìn)行探究。

一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

分別罐裝東林水庫里的水和市政自來水，準(zhǔn)備顯微鏡和測量導(dǎo)電率的儀器。

圖1 水庫里的水

圖2 自來水

圖3 檢測筆

圖4 顯微鏡

二、實(shí)驗(yàn)過程

實(shí)驗(yàn)一：肉眼觀察自來水與水庫里的水

將兩種水倒入一次性杯子，用看、聞等方法觀察。

通過觀察我們發(fā)現(xiàn)，自來水無色無味，透明，杯壁有氣泡，杯底無沉淀物，無微生物。水庫里的水顏色偏白，較渾濁，有較重的化學(xué)氣味，杯底有許多氣泡，無沉淀物，但有少量微生物。

圖5 水庫里的水

圖6 自來水

實(shí)驗(yàn)二：比較導(dǎo)電率

導(dǎo)電率能反映水中礦物質(zhì)含量的多少，一般情況下，導(dǎo)電率越小越適合飲用。將兩種水倒入一次性杯子，檢測水的導(dǎo)電率。檢測數(shù)據(jù)顯示，水庫里的水導(dǎo)電率為132ppm，自來水導(dǎo)電率為30ppm。

水庫里的水導(dǎo)電率較自來水高，原因可能是水庫建在山上，礦物質(zhì)（或?qū)щ婋s質(zhì)）未經(jīng)處理。實(shí)驗(yàn)證明，自來水比水庫里的水更適合飲用。

實(shí)驗(yàn)三： 探究凈化水的方法

1.加入明礬

明礬可吸附水中的懸浮微粒，在水質(zhì)處理中起到沉降的作用。將0.5g明礬放入100g水庫里的水中并攪拌，使明礬完全溶解。靜置12h后，水變得澄清，異味變淡，杯底出現(xiàn)沉淀物，水的pH值由5.4變?yōu)?.6，導(dǎo)電率升至3 120ppm。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，明礬使水中增加了看不見的導(dǎo)電雜質(zhì)，只是水變清后酸性更高。

2.自然沉淀

量取100ml水庫里的水，裝杯后用保鮮膜覆蓋杯口以減少蒸發(fā)，模擬自然環(huán)境將其靜置一天后，水底出現(xiàn)沉淀物，導(dǎo)電率、pH值均無明顯變化。

3.高溫加熱

將水庫里的水煮沸再冷卻，倒入100ml在杯中靜置，導(dǎo)電率、pH值均無明顯變化。

4.自制簡易凈水器凈化

將空礦泉水瓶從中間剪斷，上部分瓶口倒置后插入下部分瓶身，將蓬松棉、活性炭、石英砂、小卵石從下到上依次放入測試儀，且每兩樣物品之間放一層紗布。往瓶中倒入水庫里的水（因?yàn)橛性S多層，過濾過程很慢）。

圖7 簡易凈水器凈化

過濾后水的導(dǎo)電率由原來的135ppm變?yōu)?56ppm，pH值無變化。水的顏色偏白且更渾濁，水中的雜質(zhì)也更多。這次實(shí)驗(yàn)的失敗讓我們有些疑惑，難道是沙子或石頭上附著了灰塵？但在實(shí)驗(yàn)前，我們已用清水將沙子和石頭洗過很多次了。

我們又用自來水進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。用該裝置過濾后，自來水的導(dǎo)電率由35ppm升至135ppm，去除該裝置中的石英砂層后再過濾水庫里的水，導(dǎo)電率為236ppm。我們猜測，這是受到過濾層材料自帶的礦物質(zhì)或依附在其上的其他物質(zhì)的影響。

5.家用RO凈水器

我們設(shè)計(jì)了一個對比實(shí)驗(yàn)，對照組是水庫里的水，實(shí)驗(yàn)組是由我們設(shè)計(jì)的簡易凈水器中過濾后的水庫里的水和RO凈水器過濾后的水庫里的水。測得對照組的導(dǎo)電率為135ppm，pH值為5.6，經(jīng)簡易凈水器過濾的水的導(dǎo)電率為270ppm，pH值為5.6，經(jīng)RO凈水器過濾的水的導(dǎo)電率為8ppm，pH值為7.0。

6.便攜式凈水機(jī)

我們設(shè)計(jì)了一個便攜式凈水機(jī)，它由一根大針管的管身和三層可替換的內(nèi)芯組成。內(nèi)芯主要材料由RO反滲透膜、活性炭層組成，可通過推動活塞提高過濾速度。第一層活性炭用來粗過濾，第二層活性炭用來改善水的口感，RO反滲透膜可過濾水中的重金屬離子、細(xì)菌、病毒、農(nóng)藥殘留物等。

圖8 便攜式凈水機(jī)結(jié)構(gòu)圖

三、結(jié)果分析

1.水庫里的水顏色與渾濁度不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，不適宜飲用，但仍有許多村民飲用這種水。

2.水庫里的水導(dǎo)電率較自來水高，原因可能是水庫建在山上，礦物質(zhì)或?qū)щ婋s質(zhì)過多，自來水較水庫里的水更適合飲用。

3.RO凈水器對水的凈化作用最好，活性炭凈水機(jī)其次。在條件不支持的情況下，加入明礬、高溫加熱、自然沉淀也可作為凈化水的辦法。

村民大多會先讓水沉淀，再加入明礬后煮沸飲用。加入明礬會提高水中的礦物質(zhì)含量，沉淀對凈化水質(zhì)沒有太大作用，將水煮沸可殺菌，但不能去除水中的重金屬。活性炭凈水機(jī)過濾會使水中留下黑色的微小顆粒，導(dǎo)致水的顏色偏藍(lán)，不適合直接飲用。目前，用RO凈水器是凈化水的最好辦法，但村里每家每戶的經(jīng)濟(jì)條件不同，我們建議村里可以展開一次關(guān)于水質(zhì)的會議，號召村民改用市政生活自來水。

4.在實(shí)驗(yàn)三中，我們發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或一些教科書上推薦的用砂石過濾的方法并不適用于凈化水，而RO凈水器可有效過濾水中的大部分殘留物質(zhì)，更好地保障飲水安全。