美国化学学会
高中生开发了一种过滤器(图中显示的是过滤器的内部),它可以连接到水龙头上，去除自来水中的铅
信用:丽贝卡布什韦 下一代科学家和发明家已经在寻找解决社会问题的方法
今天，一群高中生和他们的老师报告了解决饮用水中铅污染问题的方法——一种廉价的水龙头附件，可以去除这种有毒金属
与目前市场上的传统过滤器不同，他们的过滤器包括一个由可生物降解塑料制成的滤筒，并通过将自来水变成黄色来指示何时“用完”
研究人员将在今天的美国化学学会春季会议上展示他们的成果
“几年前，我看到一个密歇根妇女打开自来水的视频，出来的是棕色的，”丽贝卡·布什韦说，她是该项目的首席研究员
她也在会上介绍了这项工作
“这让我想到——因为饮用水中确实没有安全水平的铅，所以在水因铅而变成褐色之前，有一个滤水器能告诉你水被污染了，这不是很好吗？” 尽管美国已经修复了一些管道
S
在美国，数百万家庭，尤其是低收入社区的家庭，仍然通过含铅管道获得饮用水
如果水的化学成分不理想，或者因为需求量大而流速很快，那么管道就会被腐蚀
当腐蚀材料中含有铅时，有毒金属会溶解或脱落到水中，使其变色，有时还会出现可见颗粒
在旧管道被无铅管道取代之前，过滤器可以帮助去除或减少自来水中的这种污染物
虽然存在各种铅过滤系统，但是它们的高成本和大尺寸会成为障碍
此外，很少有人表示应该更换，也没有人表示这些水会对健康造成直接威胁
Bushway是Barrie中学和高中的一名科学教师，她在她的高中化学课上大声询问是否有一种小过滤器——类似于为野营净化水而制造的过滤器——他们可以用廉价的成分制造这种过滤器来轻松去除铅
学生们对这个想法感到兴奋，他们开始考虑2020年的项目，当时新冠肺炎的限制使他们无法进入教室
在家里，这个团队虚拟地会面并讨论了将过滤器拧到水槽水龙头上的附件的设计
然后在2021年的春季学期，当他们回到教室时，他们使用可生物降解塑料3D打印了附件和3英寸高的过滤器外壳
他们的最后一步是用磷酸钙和碘化钾粉末的混合物填充弹药筒
磷酸钙首先与水中溶解的铅结合，形成磷酸铅和游离钙
无害的钙最终会进入水中，而磷酸铅会留在过滤器中，”Bushway解释道
磷酸铅是一种惰性固体，被过滤器底部的尼龙滤网截留
一旦达到磷酸钙的反应能力，溶解的铅与碘化钾反应，使水变成黄色，这表明铅的存在
虽然化学过程本身非常简单，但制作水过滤系统来完成研究人员的意图却要复杂得多
例如，磷酸钙倾向于结块，导致它和铅之间的反应速率随着表面积的减少而降低
因此，该团队的首席学生工程师在过滤器中加入了六边形斜面
布什韦说:“这是一项创新，来自一名高中生，它可以使水在通过时呈螺旋状，防止粉末结块。”
接下来，学生们将在过滤筒的底部添加一个带有单波长LED的微型分光光度计，水在这里被分配
他们的计划是安装一个指示灯，一旦探测器识别出碘化铅的黄色，指示灯就会亮起
Bushway说，这将表明水中含有铅，甚至在颜色被人眼察觉之前
该团队的目标是以低于1美元的价格制造和销售他们的过滤器，Bushway认为他们正在朝着这个目标前进
由于外壳使用可生物降解的塑料，成本可能会稍高，但这种材料将有助于减少过滤器的整体环境影响
据Bushway说，开发过滤器的过程非常令人满意
“最终，这一经历向学生们展示了他们可以对某人产生影响，而且有些问题他们可以用科学来解决，”她说
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
