Как изготовить фильтр для очистки воды в полевых условиях

VI Региональный конкурс исследовательских работ

и творческих проектов дошкольников и младших школьников

 «Я-исследователь»

Секция: неживая природа

Тема:

   Как сделать фильтр для очистки воды в полевых условиях.

Автор: Уконин Кристиан Евгениевич, 2 «В» класса

            МОБУ СОШ №  18 г.Сочи

Руководитель: Васильева Ирина Юрьевна,

                            учитель начальных  классов

г. Сочи, 2012

Структура работы:                                    стр.                                                                                                    

1. Введение                                                    3  

2. Основная часть                                         4-11

3. Заключение                                               12

Здравствуйте, меня зовут Кристиан Уконин. Я – ученик 2 «В» класса, школы № 18 п. Кудепста. Я здесь,  чтобы представить вашему вниманию свою исследовательскую работу  на тему: « Как сделать фильтр для очистки воды в полевых условиях».

Как известно, без воды жизнь на земле невозможна, так как вода входит в состав всех живых организмов. Растет население нашей планеты, растут затраты воды. С развитием промышленности во всем мире наблюдается загрязнение рек, озер и других водоемов вредными веществами, многие реки превращены в сточные канавы. Такую воду нельзя пить. А возможна ли дальнейшая жизнь на земле, если не останется чистой воды?

Уже есть страны, которые завозят чистую воду из соседних государств. От загрязнения морей нефтью гибнет много морских животных. Загрязняющие вещества, содержащиеся в потребляемой воде накапливаются в организме человека и способны вызывать ряд серьезных заболеваний.

Нужно очень беречь чистую воду, а загрязненную очищать.

 Моя работа посвящена исследованию способов очистки загрязненной воды путем фильтрации в полевых условиях.

Целью данной работы является нахождение оптимальных составляющих компонентов для сборки усовершенствованного фильтра для очистки загрязненной воды, который можно применять в полевых условиях.

По ходу проведения исследования, я решал следующие задачи:

1. изучить, каким образом очищают воду;
2. разобрать и посмотреть из чего делают сменные кассеты на бытовые фильтры;
3. проанализировать, какие легкодоступные компоненты могут очищать и обеззараживать воду;
4. подобрав необходимые материалы, провести эксперименты по фильтрации;
5. выявить недостатки в результате опытов и найти способы их устранения;
6. усовершенствовав фильтр, сделать выводы о его полезности, где его лучше всего использовать.

Вода, которая подается в водопровод, берется либо из подземного источника, либо из поверхностного источника, например, озера, реки или водохранилища. Поверхностные источники в большей или меньшей степени, но обязательно загрязнены. Источниками загрязнения служат промышленные стоки, отходы жизнедеятельности, и удобрения с ферм, кислотные дожди, а также попадающие в воду бытовые стоки.

 Подземные источники не являются источниками родниковой воды. Поэтому воду из-под земли тоже обязательно надо чистить. При этом её недостатком является повышенная жесткость по сравнению с водой, полученной из поверхностных источников. Зато там нет вредных водорослей, и микроорганизмов, от которых так тяжело очистить воду с поверхности.

       После муниципальной очистки вода проходит долгий путь по старым ржавым трубам и при этом снова загрязняется.

        Способов, которыми можно очистить воду, несколько. Какие же из них мы должны использовать для того, чтобы эффективно очистить воду для питьевых целей?

Чтобы дать правильный ответ на этот вопрос, необходимо в каждом конкретном случае знать, от чего воду придется чистить. Это можно узнать с помощью химического и бактериологического анализов, однако, как правило, подобные анализы достаточно дороги, и в ряде случаев можно обойтись и без них. Рассмотрим один из наиболее распространенных способов очистки воды.

       Самый простой способ очистки воды – механическая фильтрация. Механическая очистка воды обеспечивается улавливанием частиц нерастворенных веществ за счет разницы размеров самих частиц и каналов фильтра, по которым протекает очищаемая вода. Проще говоря, вода проходит через своеобразное "сито".

 Узнав о различных способах очистки воды, мне стало интересно, из чего же состоит сменная кассета на  нашем бытовом фильтре.

Итак, перед нами сменная кассета (в данном случае марки «Барьер»)

Компоненты сменной кассеты Барьер

Посмотрев из чего состоит картридж, я решил попробовать  подобрать компоненты для создания своего фильтра, который можно использовать, допустим в походе на природу.

Я решил использовать:

1. марлю в качестве сита;
2. активированный уголь, так как он обладает очищающими свойствами;
3. волокна с кожуры банана,  потому что банан  очищает от токсинов;
4. песок (мелкая галька) для того, чтобы задерживать более крупные частицы;
5. хвойные иголки, так как хвоя обладает целебными свойствами.
6. серебряная цепочка, так как считается, что серебро обеззараживает;

ПЕРВЫЙ ОПЫТ

Я провел опыт в п. Хоста, в районе Самшитовой рощи, на речке. Взял две стеклянные банки. В одну из них набрал воды из реки. Далее собрал фильтр из материалов, которые я только что перечислил. И пропустил через него воду во вторую банку. В результате отфильтрованная вода стала значительно темнее.

Вывод: этот фильтр не подходит для использования, требует доработки.

Попробуем разобраться, активированный уголь был в марле и просочился через нее, попав в воду. Мелкие  камушки и хвойные иголки были мною не промыты, возможно, поэтому вся грязь с них просочилась через марлю в воду. Значит, если через марлю всё проходит, так как в ней слишком большие промежутки между ниточками, необходимо использовать дополнительный материал, с более мелкой структурой.

Вода, которая была в банках (до неудачной фильтрации и после) постояла двое суток, на дне образовался осадок  и я решил взять лупу и сравнить. Вода из хостинской речки образовала совсем небольшой осадок в виде нескольких маленьких крупинок, а вода, в которую просочилась грязь, уголь и частицы банана образовала темноватый осадок на дне и стала мутнеть, было видно, что волокна банана стали окисляться. И это естественно! Ведь, банан – это растительный плод, и мы знаем, что если вовремя его не употребим в пищу, полежав, он темнеет, потому что переспевает и портится. Поэтому для  фильтрации можно использовать свежую рубленую банановую кожуру, но эту воду использовать в свежем виде в течении первых суток.

Исследователям удалось выявить, что рубленая банановая кожура может быстро удалить свинец и медь из речной воды также или даже лучше, чем многие другие традиционные материалы. Прибор очистки, сделанный из кожуры банана, по отметке исследователей, может быть использован более 11 раз, не теряя свои свойства определения и удаления металлов. Научно-исследовательская группа добавили к сказанному, что банановая кожура как вещество очищающее воду очень привлекательна благодаря своему низкому уровню стоимости и тому, что ее не нужно химически модифицировать для того, чтобы она эффективно действовала.

Уже в домашних условиях я решил провести ВТОРОЙ ОПЫТ, для того, чтобы посмотреть, что будет, если  использовать вату. Предположительно, она должна задерживать мелкие частицы.

Я взял банку с водой, которая постояла двое суток после неудачного эксперимента.

Собрал фильтрующую губку из:

1. марли;
2. ваты;
3. активированного угля.

Взял чистую банку, положил на неё фильтрующую губку и начал пропускать через неё воду.  Губка, впитывала в себя воду, часть лилась в банку, а часть по краям мимо банки, при этом отфильтрованная вода стала чище.

Вывод: вода, пропущенная через губку, стала чище. Значит, вата значительно задерживает частицы, но требуется сделать конструкцию, чтобы вода не лилась мимо.

Для проведения ТРЕТЬЕГО ЭКСПЕРИМЕНТА я взял воду из реки в п.Кудепста. Невооруженным взглядом видно, что вода из реки в Кудепсте грязнее, чем в Хосте: на дне больше ила, течение медленнее, дома расположены ближе к берегу, значит, возможен сток бытовых отходов, недалеко расположен цементный завод, который, возможно и является главной причиной загрязнения реки.

Итак, для изготовления фильтра я подобрал три пластиковые бутылки, обрезал их для создания трёх ярусов горлышками вниз. В пробках сделал гвоздем дырки.

В первый ярус положил: марлю, вату, активированный уголь;

Во второй ярус – рубленую кожуру банана в марле;

В третий ярус – марлю, вату, серебряную цепочку, кремень.

Использовать кремень вместо обычных мелких камушек я решил не случайно, потому что узнал, что кремень – это минерал, который обладает целебными свойствами. Целебные свойства кремня упоминаются в трактатах древних философов. Кремень использовали для отделки стен в хранилищах, где находилось мясо, использовали как присыпку раны в виде порошка, что помогало предотвратить гангрену. Очистка воды кремнием осуществлялась за счет того, что внутренняя поверхность колодца и дно выкладывали им, было заметно, что стала такая вода  становилась необыкновенно прозрачной и у людей употреблявших воду из таких колодцев реже появляются болезни.

Собрав фильтр из трех ярусов, я вставил его носиком в банку и пропустил через него загрязненную кудепстинскую воду.

В результате фильтрации мы увидели, что вода стала значительно чище.

Конечно, мы могли бы отнести нашу отфильтрованную воду в лабораторию, где проводят биохимические и бактериологические анализы, но такие анализы дорогостоящие и, возможно, для нас не имеют смысла, так как данный фильтр подходит для механической очистки, но не для очистки на молекулярном уровне, где требуется профессиональное оборудование. Поэтому оценим качество воды с помощью других показателей (вкус, цвет, запах, мутность и др.) и представим полученные данные в виде таблицы.

Вывод: данный фильтр можно применять для очистки воды в полевых условиях, он делает воду более чистой и прозрачной.

Этот фильтр можно использовать в походе на природу, также его могут использовать жители глухих деревень, которые набирают воду с рек, озер. А после ливневых дождей воды в реках обычно сильно мутнеют и требуют отстаивания и фильтрации. Также этот фильтр могут использовать военные, так как им приходится пить из разных источников. Но следует не забывать кипятить дополнительно воду, так как данный фильтр очищает от механических загрязнений и не гарантирует идеального качества воды.