天然材料能成功过滤灰水

来自加州萨克拉门托的两名高中生Akshara Legala和Suditi Bhatt开发并测试了带有天然过滤器的灰水过滤系统。灰水是一种回收使用过的水的方法，也是环保人士吹捧的一种方法，可以节省饮用的淡水资源，而灰水可以用于家用电器和农业。

培养下一代科学家——就像这些年轻女性——是我们科学与公众学会的主要目标之一。为了帮助我们实现这一目标，学会表彰了20名在全国各地的科学博览会上竞争的学生，以表彰他们在STEM方面的努力。这些社区创新奖，是协会的一部分STEM行动补助金，表彰杰出的年轻科学家。

阅读以下内容，了解他们的设备是如何工作的，以及他们是如何对科学产生兴趣的。

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他们的灰水过滤方法是如何工作的:地球上只有3%的水是淡水，可以被生物消耗。根据美国环保署的数据，一个美国家庭平均每年要用21,900加仑淡水来灌溉草坪和花园，而家用电器每年要用102,200加仑淡水。美国80%的供水用于灌溉农作物。

天然纤维成分，如活性炭粉、辣木种子和碾碎的玉米芯，都有净化灰水的潜力。

灰水处理是一种重新利用使用过的水，节约淡水资源供饮用的方法。灰水是用于家用电器或作为洒水车排出的水。虽然灰水不适合人类饮用，但它是一种潜在的农业资源。灰水处理也比海水淡化便宜。

灰水可以去除水中的大型污染物，如头发、污垢和草。标准过滤器的一个障碍是，它们无法过滤出可能污染水的过量盐、化学物质和矿物质。可在水中添加氯和消毒添加剂;然而，理想的做法是尽量减少在用于农业的灰水处理中添加人工化学物质。

灰水处理是一种重新利用使用过的水，节约淡水资源供饮用的方法。

在拉丁美洲和非洲，天然过滤器用于灰水过滤系统。我们研究了椰子壳、玉米和种子等纤维是否能去除水中的化学毒素，以及它们是否能像过滤灰水一样过滤受污染的淡水。通过研究，我们发现了具有净化灰水潜力的天然纤维成分:活性炭粉、辣木籽和玉米棒碎。木炭粉以前曾用于灰水处理，它可以取代氯作为天然消毒剂;种子含有一种蛋白质，在水过滤中具有抗菌作用;玉米有能力将化学物质困在毛孔中，并吸收过量的盐，如钙和镁。

在拉丁美洲和非洲，天然过滤器用于灰水过滤系统。

首先，我们建造了一个标准过滤器，可以去除灰水中的大型污染物。在一个2升的塑料瓶里，有四分之一装满了潮湿的沙子，可以有效地吸收细菌和污垢。中间层含有鹅卵石，可以捕获大颗粒。最上层含有潮湿的木屑，其特性有助于去除水中的油脂。每一层之间都放置了粗棉布，以保持过滤器中的内容有组织。然后，向过滤器中倒入12杯灰水(pH值为7.7)。将四杯这种水与木炭、种子和玉米棒分别放入三个容器中。我们让纤维在灰水中浸泡至少48小时;然后处理过的水通过砂过滤器。然后，我们分析了过滤后的灰水的pH值、氯、硝酸盐、亚硝酸盐、铁、硬度和铜水平。

地球上只有3%的水是淡水，可以被生物消耗。

这三种天然添加剂都成功地精炼了灰水的某些特性。用玉米芯过滤的水过滤了氯、硝酸盐以及钙和镁的浓度;然而，残留的铁含量(0.3 ppm)对饮用和灌溉有害。如果铁含量超过0.1 ppm，就会导致植物变色，并可能对植物组织有毒。农业灌溉的理想pH值在5.0-7.0之间。用种子过滤的水将氯、铜、硝酸盐和铁的含量降低到0 ppm, pH值变得更酸，硬度从100 ppm增加到250 ppm。尽管这种浓度的矿物质不适合饮用，但它对农作物的健康有益(只要不超过250 ppm)。用木炭过滤的水产生了与种子相似的结果:所有测试的化学性质都是0 ppm, pH值变成5.0，硬度增加到250 ppm。

活性炭过滤灰水的效果最好，但这种种子有可能成功过滤农业用水。

社区创新奖对他们意味着什么:获得这种认可是一种荣誉，它确实激励我们继续研究STEM主题。这个奖项是一种奖励，鼓励我们不断学习新思想，努力工作。

他们是如何开始对stem感兴趣的:

我想更多地了解技术及其对社会的影响……(所以)我加入了乐高机器人团队。

Akshara:我第一次对STEM感兴趣是在四年级。我想更多地了解技术及其对社会的影响。为了了解更多，我加入了一个乐高机器人团队。这段经历进一步激发了我对STEM的热情，它使我能够使用批判性思维技能来解决我们社区中的问题。我对STEM感兴趣的另一个原因是我父母的职业。我的父母都是软件工程师，他们鼓励我参加STEM相关的课程。他们的背景激励我去学习更多关于科学和技术的知识。

我对STEM的兴趣是在我参观印度一家盲人设施时产生的，那里的电脑被设计成有盲文键盘和声控功能。

Suditi:我对STEM领域的兴趣是在参观印度一家盲人机构时产生的。在这个设施里，电脑和设备都被设计成有盲文键盘和声控功能。许多孩子与我分享了这些技术如何使他们能够为了教育目的访问互联网，克服视觉障碍的挑战，并充分发挥他们的潜力。这段经历让我认识到科学进步和技术对社会的积极影响。通过亲身见证技术如何应用于改善生活，我的盲人协会之行真正激发了我对STEM的兴趣。

关于科学展览的重要性:科学博览会很重要，因为它们鼓励学生将自己的技能应用于STEM主题，并分享他们的想法和研究。学生们不仅可以通过科学博览会学习如何进行项目研究和实验，还可以获得动力，让自己接触STEM领域的各种主题和机会。

他们目前的目标是:

Akshara:我目前的STEM目标是继续学习更多关于STEM的不同领域，并将我的学习用于帮助社区。我也想成为一名医生，在未来提高医疗技术。

Suditi:我的STEM目标是继续研究课题，让自己置身于能够理解如何利用科学和技术改善他人生活的环境中。

一定要追随你的激情，并且总是乐在其中!

Akshara对其他对stem感兴趣的人的建议是:一定要追随你的激情，并且总是乐在其中!对你学到的东西保持好奇和开放的心态。阅读更多社区创新奖获奖者管理员头衔:cta