美國高中生設計低成本過濾器可去除自來水中的鉛
鉛污染的自來水在世界大部分地區仍然是一個問題,傳統的除鉛過濾器對大多數家庭來說可能過於昂貴。一種廉價的新過濾器可能會有所幫助–它是由一群高中生設計的。
該項目由Rebecca Bushway帶頭,她是馬里蘭州銀泉市巴里中學的科學教師。她在看到密歇根州一名女性打開水龍頭的視頻後,被激發了靈感,她家的水管裡釋放出一股明顯帶有溶解金屬的褐色水流。
Bushway問她高中高年級化學班的學生,他們能否發明一種低成本的過濾器,從這種水中去除鉛。
由於當時COVID的限制,這些在家的學生開始通過互聯網討論該設備的設計。去年春天,當他們回到教室時,他們用可生物降解的塑料3D打印了一個原型。
最終的過濾器有3英寸長(76毫米),可以擰在現有水龍頭的末端。它利用磷酸鈣和碘化鉀粉末的混合物,包含在一系列六邊形結構中,水在下降的過程中螺旋式地流過。
當受鉛污染的水流經該裝置時,鉛與磷酸鈣結合,從而形成磷酸鉛和游離鈣。過濾器底部的一個尼龍篩網捕獲了磷酸鉛,這是一種惰性固體。對人體無害的鈣則繼續通過。
一旦磷酸鈣用完,水中的溶解鉛就會與碘化鉀反應,導致水變黃。這種視覺提示讓房主知道,過濾器不再起作用,需要更換。
他們計劃在該設備未來版本的底部加入一個微型分光光度計和一個LED。一旦分光光度計檢測到黃色–即使是在鉛含量低到人眼無法檢測到的情況下–就會觸發LED發光。希望一旦進入生產階段,這些過濾器的售價可以低至每個1美元。
“歸根結底,這一經歷向學生們表明,他們可以為別人帶來改變,而且有些問題他們可以用科學來解決,”Bushway說。
團隊成員本週將在美國化學學會的春季會議上展示他們的工作。