Transcript 跟著水去旅行
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~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&fea
ture=related
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大綱
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摘要
研究動機
研究背景
研究目的
研究流程
特性分析
•
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•
•
•
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
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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
下 水性，研究並量測出DIY濾水器的濁度與出水量，讓
一 大家都能製作出適地適性的簡易濾水器。
頁
Slide 4
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
何不試看看
就地取材來
DIY淨水器幫助別人吧
1.便宜
2.材料好取得
3.好製作
4.好操作
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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。
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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。
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泰國水災
Slide 8
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)
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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。
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印度水污染
Slide 11
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~~
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非洲水污染
Slide 13
全球問題 - 垃圾過多
Slide 14
愛地球 - 回收再利用
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前人智慧-天然環保淨水器
汲水機
第二層
第三層
下一頁!
第一層
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。
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!
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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)
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研究流程
研究
動機
研究
目的
背
景
與
動
機
研究
設備
及器
材
期
望
達
成
目
標
研究
過程
和方
法
尋
找
簡
易
取
得
的
日
用
材
料
研究
結果
不
同
系
統
組
合
並
加
以
實
驗
研究
討論
實
驗
過
程
與
結
果
的
完
整
紀
錄
結論
解
釋
結
果
與
原
理
等
步
驟
之
問
題
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特性分析
過濾
材料
天
然
天然
加工
粗 細 活 竹 紗 麻
石 石 性 炭 布 布
碳
下一頁!♥
特性
分析
化
工
海
綿
顆 孔 吸
粒 隙 水
粗
細 率 性
系統
組合
效能
比較
濁
度
出
水
量
不同
材料
及組
合方
式，
製作
不同
過濾
器。
研究
結果
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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) 。
濁度測試器
二、設備：濁度測試器、放大功能的照相機、
一般照相機。
購自水族館
的活性碳包
自製竹炭包
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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。
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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。
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準備數個寶特瓶，將尾部剪開，利用釘子和斧頭把瓶蓋出大洞。
準備活性碳、磅秤、咖啡濾布袋、濁水。
把大、小石子洗乾淨。
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系統組合素材
A
黑海綿+紗布
大石
B
黑海綿+紗布+大石
C
大石
D
黑海綿+紗布
小石
活性碳(X3)
E
黑海綿+紗布
小石
竹炭(X2一大一小)
F
小石
濾布
黑海綿+紗布
小石
小石
活性碳
竹炭
小石
黑海綿+紗布+濾布(X2)
濾布
小石
小石
活性碳(X2)
小石
小竹炭
大石
大石
紗布
紗布
大石
紗布
紗布
濾布
小石
小活性碳
紗布
紗布
紗布
紗布
濾布
濾布
大活性碳
濾布
紗布
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研究結果
濾水前濁度
A
259NTU
B
352NTU
測量前重量 通過濾水器速率 濾完後重量 濾完後濁度
120g
70秒
110g
52.5NTU
135g
80秒
90g
196NTU
C
206NTU
130g
55秒
90g
40.9NTU
D
202NTU
105g
100秒
100g
9.33NTU
E
261NTU
140g
110秒
115g
45.7NTU
F
250NTU
130g
120秒
120g
1.18NTU
Ps. G
家用水
0.00NTU
自來水
0.20NTU
自來水經BRITA濾水壺
0.57NTU
下一頁
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實驗照片
下一頁!
Slide 26
實驗照片-2
下一頁~
Slide 27
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^^
Slide 28
過濾材料孔隙密度比一比 －2
濾茶袋放大六十倍。
咖啡濾布袋(麻布材質)放
大六十倍。
下一頁^^
Slide 29
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(<50 NTU)比A、B、C(>40 NTU)感覺上好的多
A
黑海綿
紗布
大石
小石
活性碳
小石
大石
紗布
紗布
B
黑海綿
紗布
大石
小石
竹炭
小石
大石
紗布
紗布
C
大石
黑海綿 紗布
小石
活性碳(X2) 大石
紗布
紗布
D
黑海綿 紗布
小石 活性碳(X3) 小石
紗布
濾布
濾布
E
黑海綿 紗布
小石
紗布
濾布
濾布
竹炭
小石
孔洞
較大
孔洞
較小
(X2一大一小)
F
小石 黑海綿 紗布+濾布(X2) 小竹炭 小活性碳 大活性碳 紗布 濾布 濾布
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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% [(352196)/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。
A
黑海綿
紗布
大石
小石
活性碳
小石
大石
紗布
紗布
B
黑海綿
紗布
大石
小石
竹炭
小石
大石
紗布
紗布
活性碳
竹炭
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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。
D
黑海綿 紗布
小石 活性碳(X3) 小石
紗布
濾布
濾布
E
黑海綿 紗布
小石
紗布
濾布
濾布
竹炭
小石
(X2一大一小)
活性碳
竹炭
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淨水速度跟淨水效能的關聯
下
頁
• 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。
濁度去除率 通過濾水器速率
A
79.7 %
70秒
B
44.3 %
80秒
C
80.1 %
55秒
D
95.4 %
100秒
E
82.5 %
110秒
F
99.5 %
120秒
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。
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•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
Slide 34
結論
1. 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。
2. 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。
3. 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&
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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^^
Slide 36
參考資料及其他
1. 台灣環境保護協會 http://www.earthday.org.tw/
2. 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=WA
TER
3. 大紀元 –我們的水問題 http://www.epochtw.com/013/1570.htm
4. Youtube –汙水過濾器 http://www.youtube.com/watch?v=XNZBQ_jgyNw
5. 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
6. Youtube - 20121005《覺醒年代》慈悲科技
http://www.youtube.com/watch?v=OPuuXsvnNXM
7. Youtube - 野外求生？－－戶外濾水器 DIY！(資源再利用)
http://www.youtube.com/watch?v=HnQyxh0ZLaw
8. Youtube - 簡易雨傘濾水器 污水變飲用水!
http://www.youtube.com/watch?v=V2kQxaCkZiM
9. 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
10.Youtube - 你喝的水安全嗎_中天新聞_淨水器
http://www.youtube.com/watch?v=zWLYBtTYw6w
11.Youtube - 淨水器的選擇.MP4
http://www.youtube.com/watch?v=XFH8My6FT9c
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Slide 37
THE END
祝福，感恩!
~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&fea
ture=related
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大綱
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摘要
研究動機
研究背景
研究目的
研究流程
特性分析
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研究設備及器材
研究過程和方法
研究結果
研究討論
結論
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心得
參考資料及其他
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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
下 水性，研究並量測出DIY濾水器的濁度與出水量，讓
一 大家都能製作出適地適性的簡易濾水器。
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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
何不試看看
就地取材來
DIY淨水器幫助別人吧
1.便宜
2.材料好取得
3.好製作
4.好操作
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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。
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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。
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泰國水災
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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)
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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。
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印度水污染
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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。
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非洲水污染
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全球問題 - 垃圾過多
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愛地球 - 回收再利用
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前人智慧-天然環保淨水器
汲水機
第二層
第三層
下一頁!
第一層
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。
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!
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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)
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研究流程
研究
動機
研究
目的
背
景
與
動
機
研究
設備
及器
材
期
望
達
成
目
標
研究
過程
和方
法
尋
找
簡
易
取
得
的
日
用
材
料
研究
結果
不
同
系
統
組
合
並
加
以
實
驗
研究
討論
實
驗
過
程
與
結
果
的
完
整
紀
錄
結論
解
釋
結
果
與
原
理
等
步
驟
之
問
題
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特性分析
過濾
材料
天
然
天然
加工
粗 細 活 竹 紗 麻
石 石 性 炭 布 布
碳
下一頁!♥
特性
分析
化
工
海
綿
顆 孔 吸
粒 隙 水
粗
細 率 性
系統
組合
效能
比較
濁
度
出
水
量
不同
材料
及組
合方
式，
製作
不同
過濾
器。
研究
結果
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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) 。
濁度測試器
二、設備：濁度測試器、放大功能的照相機、
一般照相機。
購自水族館
的活性碳包
自製竹炭包
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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。
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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。
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準備數個寶特瓶，將尾部剪開，利用釘子和斧頭把瓶蓋出大洞。
準備活性碳、磅秤、咖啡濾布袋、濁水。
把大、小石子洗乾淨。
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系統組合素材
A
黑海綿+紗布
大石
B
黑海綿+紗布+大石
C
大石
D
黑海綿+紗布
小石
活性碳(X3)
E
黑海綿+紗布
小石
竹炭(X2一大一小)
F
小石
濾布
黑海綿+紗布
小石
小石
活性碳
竹炭
小石
黑海綿+紗布+濾布(X2)
濾布
小石
小石
活性碳(X2)
小石
小竹炭
大石
大石
紗布
紗布
大石
紗布
紗布
濾布
小石
小活性碳
紗布
紗布
紗布
紗布
濾布
濾布
大活性碳
濾布
紗布
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研究結果
濾水前濁度
A
259NTU
B
352NTU
測量前重量 通過濾水器速率 濾完後重量 濾完後濁度
120g
70秒
110g
52.5NTU
135g
80秒
90g
196NTU
C
206NTU
130g
55秒
90g
40.9NTU
D
202NTU
105g
100秒
100g
9.33NTU
E
261NTU
140g
110秒
115g
45.7NTU
F
250NTU
130g
120秒
120g
1.18NTU
Ps. G
家用水
0.00NTU
自來水
0.20NTU
自來水經BRITA濾水壺
0.57NTU
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實驗照片
下一頁!
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實驗照片-2
下一頁~
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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^^
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過濾材料孔隙密度比一比 －2
濾茶袋放大六十倍。
咖啡濾布袋(麻布材質)放
大六十倍。
下一頁^^
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紗布跟濾布的比較
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• 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(<50 NTU)比A、B、C(>40 NTU)感覺上好的多
A
黑海綿
紗布
大石
小石
活性碳
小石
大石
紗布
紗布
B
黑海綿
紗布
大石
小石
竹炭
小石
大石
紗布
紗布
C
大石
黑海綿 紗布
小石
活性碳(X2) 大石
紗布
紗布
D
黑海綿 紗布
小石 活性碳(X3) 小石
紗布
濾布
濾布
E
黑海綿 紗布
小石
紗布
濾布
濾布
竹炭
小石
孔洞
較大
孔洞
較小
(X2一大一小)
F
小石 黑海綿 紗布+濾布(X2) 小竹炭 小活性碳 大活性碳 紗布 濾布 濾布
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活性碳跟竹炭的比較1
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• 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% [(352196)/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。
A
黑海綿
紗布
大石
小石
活性碳
小石
大石
紗布
紗布
B
黑海綿
紗布
大石
小石
竹炭
小石
大石
紗布
紗布
活性碳
竹炭
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活性碳跟竹炭的比較2
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• 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。
D
黑海綿 紗布
小石 活性碳(X3) 小石
紗布
濾布
濾布
E
黑海綿 紗布
小石
紗布
濾布
濾布
竹炭
小石
(X2一大一小)
活性碳
竹炭
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淨水速度跟淨水效能的關聯
下
頁
• 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。
濁度去除率 通過濾水器速率
A
79.7 %
70秒
B
44.3 %
80秒
C
80.1 %
55秒
D
95.4 %
100秒
E
82.5 %
110秒
F
99.5 %
120秒
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。
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•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。
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結論
1. 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。
2. 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。
3. 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。
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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^^
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參考資料及其他
1. 台灣環境保護協會 http://www.earthday.org.tw/
2. 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=WA
TER
3. 大紀元 –我們的水問題 http://www.epochtw.com/013/1570.htm
4. Youtube –汙水過濾器 http://www.youtube.com/watch?v=XNZBQ_jgyNw
5. 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
6. Youtube - 20121005《覺醒年代》慈悲科技
http://www.youtube.com/watch?v=OPuuXsvnNXM
7. Youtube - 野外求生？－－戶外濾水器 DIY！(資源再利用)
http://www.youtube.com/watch?v=HnQyxh0ZLaw
8. Youtube - 簡易雨傘濾水器 污水變飲用水!
http://www.youtube.com/watch?v=V2kQxaCkZiM
9. 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
10.Youtube - 你喝的水安全嗎_中天新聞_淨水器
http://www.youtube.com/watch?v=zWLYBtTYw6w
11.Youtube - 淨水器的選擇.MP4
http://www.youtube.com/watch?v=XFH8My6FT9c
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THE END
祝福，感恩!