報名組別：國中學生組參賽項目：主題探究組作品名稱：跟著水去旅行

~跟著水去旅行~ 報名組別：國中學生組參賽項目：主題探究組作品名稱：跟著水去旅行 http://www.youtube.com/watch?v=mFtrvh_9Nx8&feature=related

大綱 • 研究設備及器材 • 研究過程和方法 • 研究結果 • 研究討論 • 結論 • 其他資料 • 心得 • 參考資料及其他 • THE END • 摘要 • 研究動機 • 研究背景 • 研究目的 • 研究流程 • 特性分析

摘要健康從水開始- 當水災發生時，老天爺瞬間給我們下了一場大雨，但是卻往往沒有乾淨的水可喝。還有一些落後地區像是印度、非洲也因為沒有乾淨的水可以喝，以致於當地的人經常生病。本研究主要在於探討藉由當地可取得的便宜材料，DIY製作出一個將濁水還原成乾淨水的濾水器。作本次研究時我懷著悲天憫人的心情，期望藉由簡單的科技原理，研究出輕便、實用、快速、即使在落後地區或救難急需時，都能快速自製濾水器，讓大家都喝到乾淨的水，身體能健康。所以我就決定來實驗看看，藉由不同的材料及組合方式，觀察材料的孔隙率、吸水性，研究並量測出DIY濾水器的濁度與出水量，讓大家都能製作出適地適性的簡易濾水器。下一頁

研究動機－1 環境變遷與環境破壞水資源不足及水汙染貧窮人沒錢且也沒方法取得乾淨水生病或死亡 1.便宜何不試看看就地取材來 DIY淨水器幫助別人吧 2.材料好取得 3.好製作 4.好操作下一頁^^

研究動機－2 國小的時候，我看了一部電影，內容描述在印度常常喝不到乾淨的水，在學校裝水的水缸被學生打破了，而引起一連串溫情滿人間的事蹟。其實當地是有水的，只不過他們無法喝到乾淨的水，也因此就容易生病。根據大陸山西環保能源網－全球水污染現況及中國水污染現況網路上的資料顯示，全球每天有多達6000名少年兒童因飲用水衛生狀況惡劣而死亡。在發展中國家，每年約有6000萬人死於腹瀉，其中大部分是兒童。然而這些年的天災人禍不斷，就像民國98年在中南部及東南部發生的一起嚴重水災-88風災、前年巴基斯坦的大水災持續兩個月，造成了六百萬的居民無家可歸，數千萬人受到影響，去年日本發生311大海嘯，死亡及失蹤人口就有好幾萬人，陸續又發生泰國百年的大水災及今年的菲律賓水災，這些災害不斷，有時候連續下了大雨，但是卻沒法有乾淨的水可飲用。下一頁^^

研究背景－ 88風災 八八水災(又稱莫拉克風災) 根據維基百科資料顯示， 2009年8月6日至8月10日間發生於台灣中南部及東南部的一起嚴重水災，起因為颱風莫拉克侵襲台灣所帶來創紀錄的雨勢。是台灣自1959年八七水災以來最嚴重的水患，期間臺灣多處淹水、山崩與土石流。其中以高雄縣甲仙鄉小林村滅村事件最為嚴重，造成數百人活埋。據政府統計，此次水災共造成681人死亡、18人失蹤。下一頁!!

泰國水災 下一頁~

巴基斯坦水災 【大紀元2011年1月22日訊】在歷史性洪災重創巴基斯坦六個月後，仍有四百多萬巴基斯坦人流離失所。去年7月，雨季降雨引發的洪水開始在巴基斯坦境內氾濫，造成1700多人喪生，將近兩千萬人受到影響。這次洪災毀壞了170萬個住家，540萬英畝的可耕地，使許多社區頓失食物或收入來源。在災民中有七萬個兒童營養不良。(http://www.dajiyuan.com) 下一頁~~

311日本海嘯 2011年3月11日，台灣時間13：46（日本14：46），日本國土東北方宮城縣外海發生9.0強震，是東瀛有觀測紀錄以來第一大震度，全球有紀錄以來第5大的地震。這場地震使地軸移動了10厘米，美國太空總署計算地震使地球自轉快了1.6微秒。強震過後一星期，根據中廣新聞報導新聞的報導，日本警察廳最新統計顯示，311地震災害已經造成7197人死亡，仍有一萬多人下落不明。當局表示，部分失蹤者可能已逃離災區，但也可能被海嘯捲入大海中。下一頁~

印度水污染 下一頁~

印度水危機 印度官方稱印度地下水污染或引發全國健康危機 2012-05-03 來源：新華網　　　新華網2012年5月3日報導，印度水資源部日前向該國議會提交的數據顯示，工業和生活排污使印度不少地區水污染日益嚴重，可能引發全國性健康危機。　　據《印度時報》援引該部門的數據報道，在印度全國各縣中，約２５％的縣地下水鹽鹼化，約６０％的縣地下水硝酸鹽含量超標，約４２％的縣地下水氟化物過高，約４４％的縣地下水鐵含量過高。此外，印度近１０％的縣地下水含鉛、鉻、鎘等重金屬污染物。飲用含重金屬污染物的地下水可導致兒童發育遲緩或患上腎病，成人可能因此患高血壓、呼吸及消化道疾病或癌症。　　報道指出，水污染對約佔印度總人口７０％的農村居民影響更大。印度約８０％農村的飲用水來自地下水，大部分農村沒有水污染檢測設施。　　印度環境和森林部曾向議會報告說，地下水受到重金屬污染主要由未規劃的工業排污造成，一旦含水層受到污染就很難清理。下一頁~~

非洲水污染 ~下一頁~

全球問題 - 垃圾過多 下一頁^^

愛地球 - 回收再利用 利用家中用不到各種東西，如衣服、海綿、寶特瓶等，製作出回收再利用的東西。下一頁!

前人智慧-天然環保淨水器 北埔姜阿新宅前的取水方式汲水機去年我到新竹北埔壯遊，發現一個簡單的汲水方式，雖然這是古老的取水方式，但我認為卻是非常節能環保又有智慧的取水方式，首先先挖水管到地底下約30公尺深的水源處，利用真空原理，水會由低處往高處流，再利用三層式的沉澱過濾方式，取得乾淨的水。第二層第一層第三層這是去年一起壯遊同學在汲水的照片!真的會出水喔~水很乾淨呢! 下一頁!

研究目的 一、探討日常生活中不同種類的材料，選擇出可以製作過濾器材料種類。(日常材料種類選擇) 二、探討不同種類的材料過濾效果的優劣。(材料過濾效果的優劣) 三、探討藉由日常生活中不同的材料及組合方式，如何製作不同過濾器。(系統組合，如何製作不同過濾器) 下一頁~~

研究流程 研究動機研究目的研究設備及器材研究過程和方法研究結果研究討論結論背景與動機期望達成目標尋找簡易取得的日用材料不同系統組合並加以實驗實驗過程與結果的完整紀錄解釋結果與原理等步驟之問題下一頁><

特性分析 系統組合研究結果過濾材料特性分析效能比較不同材料及組合方式，製作不同過濾器。天然天然加工化工顆粒粗細孔隙率吸水性濁度出水量活性碳竹炭紗布麻布粗石細石海綿下一頁!♥

研究設備及器材 一、器材(數量)：寶特瓶(6支)、透明塑膠杯(6杯)、剪刀(1)、鐵鎚(1)、鐵釘(1)、標籤紙(少許)、粗石(250g)、細石 (300g)、竹炭(130g)、活性碳(100g)、嬰兒紗布衣(一件)、濾茶袋(一包)、咖啡濾布袋(一包)、黑海綿(一片)、量杯(1)、大水桶(1)、磅秤(1) 。二、設備：濁度測試器、放大功能的照相機、一般照相機。濁度測試器下一頁~ 購自水族館的活性碳包自製竹炭包

關鍵字 • 濁度：指水混濁程度的數值，標準濁度單位為(NTU)。 • 孔隙率：係指土壤岩石內空隙體積與總體積的比值，孔隙率愈高，含水量愈高。 • 滲透度：是指岩石容許地下水通過的難易程度，滲透度愈大，地下水愈容易流動。 • 出水量：經過過濾後水流出的量。 • 吸水性：吸水性是指某些化學物質能吸收水分的性質，屬於物質的物理性質。 • 飲用水標準：水質濁度< 2 NTU，且總菌數與大腸菌數均符合飲用水水質標準。下一頁~♥

研究過程和方法 探討：濁水與過濾水的濁度。方法：取10,000cc的自來水倒入一個塑膠桶，再放入30公克的土、攪和成濁水，稍加沉澱後，利用虹吸原理，取出六次各約150公克的濁水，濁度約200~300NTU，再利用六種不同的素材組合的過濾器，過濾成幾乎可飲用的乾淨水。下一頁><

研究過程(準備材料): 下一頁^^

系統組合素材 下一頁!

研究結果 下一頁

實驗照片 B:實驗後發現，只能使352NTU的濁水降至196NTU，濾水能力較差，流動速度適中，但吸收過多的水大約45g，所以較不會去採用。下一頁! C:實驗後發現，可以使206NTU的濁水降至40.9NTU，濾水能力佳，而且流速相當迅速，但是吸收了40g的水。 A:實驗後發現，可以使259NTU的濁水降成52.5NTU，水流量較快，其使用材料吸了10g的水。

實驗照片-2 E:實驗後發現，可以使261NTU 降至45.7NTU，濾水能力佳，但是流速超慢，而且還吸收了25g的水。下一頁~ D:實驗後發現，可以使202NTU的濁水降至9.33NTU濾水能力極佳，但是流速太慢，好處還有D指吸收了5g的水。對此叫建議採用。 F:實驗後發現，可以使250NTU的濁水降至1.18NTU，濾水能力非常好，而且還只吸收了10g的水。

過濾材料孔隙密度比一比－1 紗布放大六十倍! 黑海綿放大六十倍! 下一頁^^

過濾材料孔隙密度比一比－2 咖啡濾布袋(麻布材質)放大六十倍。濾茶袋放大六十倍。下一頁^^

討論1: 紗布跟濾布的比較下一頁 • 由實驗可發現，A、B、C三組濾水速度最快(<80秒)，D、E、F濾水速度最慢(>120秒)，這兩個類別的差異，就是A、B、C有紗布沒濾布， D、E、F為含有濾布，此外，透過顯微鏡照片得知，紗布的孔洞比濾布大，所以採用濾布的過濾速度因而會比較慢。 • 孔洞愈小，去除濁度的效果更好，所以D、E、F的產水濁度(<50NTU)比A、B、C(>40 NTU)感覺上好的多孔洞較大孔洞較小

討論2: 活性碳跟竹炭的比較1 下一頁 • A跟B相比，兩者只差在活性碳跟竹炭，而A組的濁度去除率為79.7%[(259-52.5)/259*100%]，B組為44.3% [(352-196)/352*100%]，說明活性碳的濁度去除效果比竹炭較好 • A跟B相比，A的孔隙率為8.3%，B孔隙率為33.3%，從外觀上比較，發現活性碳的顆粒比較小，竹炭比較大顆，因此，小顆粒的表面積比較大，或者是說孔隙率比較小，當然攔除汙染物的能力就比較好。竹炭活性碳

討論3: 活性碳跟竹炭的比較2 下一頁 • D跟E相比，兩者只差在活性碳跟竹炭，而D組的濁度去除率為95.4%，B組為82.5%，再次說明活性碳的濁度去除效果比竹炭較好。 • D跟E相比，D的孔隙率為4.8%，E的孔隙率為17.9%，所以再次說明了，差不多的處理程序相比，孔隙率小的淨水效能佳。竹炭活性碳

下頁討論4: 淨水速度跟淨水效能的關聯 • 濁度去除率的比較，結果為 F>D>E>C>A>B • 過濾速度的比較，結果為C>A>B>D>E>F • 由上可發現一個趨勢，過濾速度較慢，水質會比較好。或者是說，A、B、C沒有濾布，過濾速度較快，但水質有較差的趨勢。 • 但是淨水速度跟淨水效能也非絕對的關係，像E組的過濾速較慢(110秒)，卻比過濾速度快的D組淨水效能差。而且A與B組相差只十秒，但去除效果就差很多，所以淨水設備的組合搭配很重要。請大家想一想! 你要喝到很乾淨的水? 還是要趕快喝到很多水呢~ 當然最好是又快又乾淨。

討論5: • 經過一連串的實驗，結果顯示，Type F過濾後的水是最乾淨的，其含有處理效果較好的活性碳跟濾布，跟過濾層數最多有關係(10層，其他實驗組為8-9層) • 大石頭的過濾效果不佳，大石頭的孔隙較大，無法過濾出較清澈的水。一層的紗布他的孔隙濾也過大，可以利用多層極小細沙或顆粒較小的活性碳，來當作過濾的材料。 • 同時孔隙率低的衣服材料，過濾效果較佳，但相對過濾的出水速度較慢，因此，未來最好能開發一種找出孔隙率低，但相對出水速度也比較快的材料來過濾。下一頁

結論本研究發現活性碳過濾的效果優於竹炭，可能是活性碳顆粒小於竹炭。本研究發現麻布的孔隙密度優於紗布及濾茶袋，孔隙密度越高過濾效果更優。本研究發現大石子的濾水能力較差，因為大石子的孔隙過大，導致水流量快而不清澈。下一頁&

心得經過本次研究與實驗，我深感能夠喝到乾淨的水是多麼的不容易，但要破壞環境是多麼的容易。自從工業革命後，全球各地不斷在新建工廠，製造商品，部分工廠排放廢水同時破壞了我們賴以維生的地球，換來的是天災連連，導致我們賴以維生的水資源都被破壞了，身為地球的一份子，拯救地球是當務之急，所以我們要好好愛惜資源，不要浪費。例如:不要經常買衣服、換手機、換電腦和買不必要的東西等。以前還以為每個地方的水都很乾淨，但是經過這次實驗後才發現原來有上萬人甚至上億人都因為喝到不乾淨的水而死亡，我們的地球只有一個，我們不能一直破壞而是要去保護它，而大地中重要的水資源更是不可少，而天災降下來的水還夾雜著泥沙，所以一定要經過過濾來使水變乾淨。本次研究與實驗，我深感能夠喝到乾淨的水是多麼的不容易，但要破壞環境是多麼的容易。下一頁^^

參考資料及其他 台灣環境保護協會 http://www.earthday.org.tw/ 中華民國行政院環保署水質檢驗所 http://www.niea.gov.tw/analysis/method/ListMethod.asp?methodtype=WATER 大紀元 –我們的水問題 http://www.epochtw.com/013/1570.htm Youtube –汙水過濾器 http://www.youtube.com/watch?v=XNZBQ_jgyNw Youtube - 新攜帶濾水器泥水過濾直接喝－民視新聞 http://www.youtube.com/watch?v=6JBlEFQG9zE&NR=1&feature=endscreen Youtube - 20121005《覺醒年代》慈悲科技 http://www.youtube.com/watch?v=OPuuXsvnNXM Youtube - 野外求生？－－戶外濾水器 DIY！(資源再利用) http://www.youtube.com/watch?v=HnQyxh0ZLaw Youtube - 簡易雨傘濾水器污水變飲用水! http://www.youtube.com/watch?v=V2kQxaCkZiM Youtube - 嘉明湖高山簡易濾水器。Tai 2008-10-11聖泰自創 http://www.youtube.com/watch?v=mmBi8hBOs6A Youtube - 你喝的水安全嗎_中天新聞_淨水器 http://www.youtube.com/watch?v=zWLYBtTYw6w Youtube - 淨水器的選擇.MP4 http://www.youtube.com/watch?v=XFH8My6FT9c 下一頁

THE END 謝謝觀賞!! ~Thank you your attention~ 祝福，感恩!

報名 組別： 國中學生組 參賽項目 ： 主題探究 組 作品名稱： 跟著水去旅行