文档结构  
翻译进度:已翻译     翻译赏金:0 元 (?)    ¥ 我要打赏
参与翻译: 蔓越梅 (6), 烊叔 (1)

介绍

你知道你的饮用水是从哪里来的吗?当然,它从你的水龙头出来。但它如何到达那里?世界各地的饮用水来源于无论是地表水,如湖泊、水库和河流,或从地下水源,如地下水。但是,你想喝一条河或湖的水吗?或许不想,他们可是很脏的!为了变得干净和安全,这水首先要经历几个处理过程,第一个是被称为凝固和絮凝。这些过程有助于去除水中的颗粒,将浑浊的水变成清澈清澈的水:在这个试验中自己看看吧!

第 1 段(可获 1.43 积分)

背景

地表水通常含有土壤颗粒或絮体有机质和污物,使水看起来阴沉肮脏。固体漂浮在水面上被称为总悬浮固体(TSS)。他们通常是很小和轻的,它需要很长一段时间去沉淀,直到他们沉到水体底部。这是一个问题,因为潜在的危险的细菌可以媳妇在这些微小的颗粒上,使得不能安全的饮用。

在成为安全和干净的饮用水之前,地表水必须经过几个处理步骤。这种净化过程发生在一个饮用水处理厂,其中的第一个步骤之一是摆脱悬浮固体与一个组合的过程,使用混凝和絮凝。在这一步中的化学物质称为混凝剂和絮凝剂添加到水;他们帮助所有的小颗粒聚集形成较大的颗粒,由于其增加的体积和重量,他们更容易解决自来水供应中水底部的问题。大多数悬浮固体在水中有一个负电荷的表面电荷,从而相互排斥,从而防止它们粘在一起,并保持它们在悬浮液中。如果加入一个带有相反电荷的化学(正电荷)到水中,然而,粒子变得中和,能够粘在一起形成较大的颗粒或所谓的“微分子”。这些沉淀快得多,水变得更清晰。你认为你的水在加入明矾后会有多干净,这是常用的混凝剂吗?准备好在这个实验中知道吧!

第 2 段(可获 3.25 积分)

材料

  • 从你的花园或另一个来源的干燥,细的土壤
  • 细孔筛滤器
  • 研钵和研杵
  • 大型搅拌碗
  • 量匙
  • 两只茶匙
  • 至少四个透明玻璃或塑料的杯子
  • 计时器
  • 明矾,可在大多数杂货店的香料区有卖
  • 微波炉
  • 纸和笔或铅笔(可选)
  • 柠檬汁(可选)
  • 厨房毛巾,防止泄漏(可选)

准备

  • 从你的花园或另一个来源收集一些干燥的土壤。
  • 用细孔筛过滤掉大的材料,如石头或树枝和树叶。
  • 转移已筛土到研钵,研磨仔细直到你得到非常好的、均匀的土粉。
  • 取一茶匙的细土,把它放在一个碗里。
  • 混合土壤和约一升的自来水成一个黑色的土壤溶液。土壤颗粒不易沉淀,混合后溶液应保持混浊。
  • 通过添加1/4茶匙明矾粉和约三茶匙的自来水准备你的混凝剂–絮凝剂溶液。(您可能需要在微波炉中加热溶液,使其溶解。)搅拌溶液,直到所有的明矾粉末溶解为止。
  • 做这个实验会让平台有一点湿和脏,你可能需要一条防止弄脏周围的厨房毛巾。
第 3 段(可获 2.84 积分)

步骤

  • 倒出两杯半准备好的土壤溶液。(先将准备好的土壤溶液在碗里搅拌好,才将其转移到杯子里。)
  • 其中一个杯子将作为你的空白组,另一个用于明矾处理。(你可以用“空白组”和“明矾处理组”标签。)
  • 定两分钟的计时,并开始计时。
  • 用勺子在杯子里快速搅拌土壤溶液两分钟并小心溅出。你可以用一只手小心地搅拌两个杯子,或者叫一个帮手来搅拌另一个杯子。土壤溶液在你搅拌后看起来怎么样?它很混浊吗?
  • 停止搅拌,调好五分钟的计时。
  • 开始计时。观察两杯样品土壤溶液五分钟。在搅拌后的五分钟内,他们产生了怎样的变化?它跟一开始一样吗?你看到土壤颗粒沉降到底部了吗?
  • 五分钟后比较两个杯子。他们看起来不同吗?其中一个更混浊吗?如果没有,你认为为什么会出现这样的情况?如果是的话,会是什么原因?
  • 现在,拿起你所准备的明矾溶液,并添加约四分之一茶匙的溶液到你标记的明矾处理的杯子。不要添加任何东西到空白组的杯中。
  • 定好两分钟的计时并开始。
  • 再次拿两根勺子快速搅拌土壤溶液两分钟,注意不要溅出。
  • 停止搅拌,调好五分钟计时。
  • 开始你的计时,并观察两个杯子五分钟。这一次你看到什么?在两个杯子里水保持浑浊吗?你注意到用明矾处理过的土壤溶液中有什么不同吗?
  • 观察两杯(最多15分钟),按照絮凝过程。你看到一个杯子里的水越来越清澈了吗?要花多长时间才能完全清澈?
  • 拿两个新的杯子,并再次标签他们空白控制组和明矾处理组。
  • 倒进一开始准备的相同的土壤溶液。(请将土壤溶液在碗中搅拌好,再将其转移到两个杯子中。)
  • 加入四分之一茶匙的明矾溶液到你标记的明矾处理的杯子。
  • 这一次不搅拌土壤溶液,只是观察七分钟内会有什么变化。你看到了和你搅拌那杯溶液时一样的场景了吗?这两个杯子的土壤溶液在七分钟后看起来一样吗?你认为这是为什么?
  • 等你等了七分钟后,开始快速搅拌两杯土壤溶液两分钟,注意不要溢出,然后观察杯子五分钟。你搅拌土壤溶液后会发生什么?搅拌土壤溶液是怎样对结果产生区别的?现在你的水越来越清澈了吗?
  • 另外:探讨水属性如何影响絮凝过程。准备两杯浑浊的土壤溶液和每杯加两茶匙充满青柠汁。这改变了土壤溶液的pH值。在其中一杯加入一个四分之一茶匙的明矾溶液,搅拌两分钟。观察搅拌后会发生什么。你看到明矾处理杯絮体形成的吗?柠檬汁如何改变絮凝过程?
  • 另外:明矾是怎么影响土壤溶液中絮凝物的形成?通过在自来水中加入7.5克明矾来制作一种明矾溶液。然后准备三或四杯混浊的土壤溶液。添加不同量的明矾溶液的杯子(例如零,一,三,五毫升),搅拌均为两分钟(当然有帮助)。搅拌后观察杯子。你看到在搅拌后的第三或四杯的区别吗?所有的水溶液都从混浊变得澄清吗?
第 4 段(可获 8.7 积分)

观察和结果

在这个实验中,你用一个杯子模拟了全面水处理过程中的第一个步骤。你能除去可见的悬浮颗粒来净化你的水吗?如果你不把往水里加凝絮剂而只是搅拌它,水就不会净化。水会一直浑浊,正如你应该观察到的。但是,当你添加明矾粉作为一种混凝剂并搅拌它们,你应该看到通过明矾的处理,颗粒沉淀下来,水变得比空白控制组更清晰。这是因为明矾粉是一种铝盐或者,更具体地说,硫酸铝钾——带正电的铝离子能中和水中的带负电荷的粒子。这样的粒子聚集在一起,形成微絮体沉淀下来到杯底,让水变得澄清。

第 5 段(可获 1.93 积分)

如果你在加入明矾粉后不搅拌水,相反电荷的铝离子就缺乏和土壤颗粒的接触。因此,粒子不能被中和,将无法净化。因此,搅拌是凝结和絮凝过程中的一个关键步骤。如果你在溶液中加入柠檬汁,改变其pH值,在净化水的时候明矾就变得不那么有效了。该土壤溶液应该比没有柠檬汁更浑浊。加入不同量的明矾会产生不同的净化效果。在开始添加比较多的明矾能使水得到一个更好的净化。但添加太多的明矾,反而可能会让净化变得没那么好。此外,混凝剂和絮凝剂是昂贵的,这就是为什么你不想让水过量的原因;饮用水处理厂采用“烧杯试验”来确定最佳混凝剂、絮凝剂浓度。

第 6 段(可获 2.06 积分)

清理实验道具

不要喝任何你的样本水——即使他们看起来干净。在一个真正的水处理厂,还要进行额外的步骤,以确保水喝下去是安全的,不受我们看不到的危险的东西污染的。把你所有的实验道具都倒走。

第 7 段(可获 0.61 积分)

文章评论