这个少年设计了一个过滤器来保存流
17岁的佩吉·布朗(Paige Brown)小时候经常在缅因州班戈(Bangor)当地的溪流中或附近玩耍。她想它们一定很干净。毕竟，她参加了比赛，没有生病。但班戈高中科学课上的一项实验表明，水可能不像她想象的那么纯净。这促使佩吉研究了这些溪流，并设计了一个过滤器来去除其中的严重污染物。
这个项目给许多人留下了深刻的印象。佩吉的工作为她赢得了首先他将于3月15日在华盛顿举行的颁奖典礼上获得15万美元的奖金英特尔科学人才搜索。每年有40名高中毕业生参加比赛，与公众分享他们的项目，并争夺奖项。(今年，总金额超过了100万美元。)
两年前，佩吉参加了大学预修化学课程。她的班级做了一个实验，测量水中溶解的磷。作为测试的一部分，学生们被要求携带水样。佩吉从当地小溪里收集了一个小瓶。当她测试时，她说，“我被震撼了。”它的磷含量极高。
这种元素是一种重要的植物营养物。当土壤中没有足够的氮使作物茁壮成长时，农民和园丁可以将氮作为一种肥料添加进去。然而，并不是所有的肥料最终都进入了植物体内。有些在下雨时被冲走了。然后它可以流入附近的溪流，给藻类和水生植物一个突然的营养自助餐。水生绿色植物将以爆发式增长作为回应。
佩奇在当地的溪流中发现了高浓度的磷，这让她很担心。
不过，这些绿色植物不久就会死去。而它们腐烂的残骸将为细菌的生长提供燃料。当它们进食时，这些细菌会消耗掉水中的大部分氧气。没有氧气，鱼和其他生物会窒息。这整个过程——从大量营养物质到水中缺氧——被称为富营养化。
佩奇在当地的溪流中发现了高浓度的磷，这让她很担心。她想知道附近的水域里还潜伏着什么。为了找到答案，她开始与缅因州奥罗诺大学的研究人员合作。他们的雨水管理研究小组帮助本地学生参与水质研究。
佩奇在九个月的时间里监测了班戈的七条当地溪流。她测量了磷、溪流的pH值(或酸度)以及水中溶解了多少氧气。她还从这些溪流中收集细菌，然后在她高中的实验室里培养菌落。
根据缅因州环境保护局制定的标准，她发现磷含量使她的五条溪流“受损”。这意味着它们的磷含量过高，使它们面临富营养化的风险。
佩吉研究的所有7条溪流也都有高水平的细菌大肠杆菌．当她计算细菌数量时，一条溪流中的细菌水平“破了表”。她说。高浓度的这种细菌可以表明水是危险的在里面游泳或玩耍
磷和大肠杆菌佩奇发现，雨后两种物质的含量都出现了飙升。被建筑物和停车场包围的溪流受到的影响最大。在这些地方，雨水直接流入水中，而不是通过植被的过滤。
佩吉决定试着去除暴风雨后在水中积聚的额外磷。为了做到这一点，她设计了一个过滤器，每个大约有25美分大小。她从海藻酸钙开始研究，海藻酸钙是一种通常存在于海藻中的分子，它会形成凝胶。佩奇在里面植入了镁和铝。这些金属与磷碰撞时会结合在一起。然后形成的新化学物质从水中沉淀出来，成为一种可以很容易去除的固体。
“它们很小，但很强大，”佩奇谈到她的滤镜时说。“每个都能吸收127毫克(0.0044盎司)的磷。”
她用一块泡沫块和两个发卡做了一个过滤器的外壳。她用一件t恤把包裹包裹起来，以防饥饿的鱼上钩。整套设备的成本约为3美元。
“它们很小，但很强大，”佩奇谈到她的滤镜时说。
佩奇最终计划将过滤器放置在蓄水池中，蓄水池是为了收集雨水而建造的，这样它就不会淹没周围地区。雨后，径流可以停留很短的时间，然后被小心地释放到天然河流或湖泊中。通过在这些池塘中添加过滤器，佩吉希望在磷污染当地溪流之前将其捕获。
她还没说完。现在她有了一个过滤磷的过滤器，佩奇想通过添加银纳米颗粒来改善它。这种微小的银片可以杀死细菌，比如那些大肠杆菌．通过减少当地溪流中额外的营养物质和细菌，佩奇希望最终能得到和看起来一样干净的水。
