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基于辣木籽仁关于农村池塘水域的净水效果的研究(以万州部分池塘为研究对象)
摘要:本研究以万州主城周边部分池塘水域作为研究对象,利用辣木籽仁对于水体的净化效果为基础,对辣木籽去壳、研磨、过筛、预处理得到实验样品,通过实验在同等质量下对于辣木籽仁不同粒径在水体当中对PH、硬度的影响以及通过干燥之后,不同含水率对于水体澄清度的影响程度的研究,我们发现辣木籽仁对于池塘水净化确实有显著的影响效果,这对于治理农村区域的水污染,提高农村居民的用水质量有着重要的意义。
关键词:辣木籽仁;池塘水域;净化效果
0 引言
在十九五中全会中通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中严格提出近五年要达到“主要污染物排放总量持续减少,生态环境持续改善,生态安全屏障更加牢固,城乡人居环境明显改善”的目标。在十九届五中全会后,生态环境部也提出全面推进落实2035年美丽中国建设目标基本实现的远景目标,明确“推动绿色发展,促进人与自然和谐共生”的工作部署[1],生态环境的重要性不言而喻,其中特别是农村地区尤为重要。
[2]辣木为多年生木本植物,原产于印度西北部的地区,是具有高经济价值的热带植物,同时也被西方科学家称赞为神奇之树。辣木几乎全株都是宝,辣木枝干、叶、种子营养非常的丰富,富含维生素、蛋白质、脂质、Ca、K、Fe等矿物质。同时辣木籽仁在净水方面的研究在国内外都有一定的趋势,因此本研究团队使用辣木籽仁对农村池塘水域进行研究,为农村用水保驾护航打下坚实的理论基础。
1 不同径粒辣木籽仁对于农村池塘水PH、硬度的影响
1.1 水样制取
取重庆三峡学院莲花广场人工造景中的水(水面m2,平均水深1m)作为预实验,后期实验取万州区大周镇漳州中心小学后面50m处的池塘的水作为水样。
1.2 关于不同径粒辣木籽仁对于农村池塘水PH的影响
实验使用产自印度的辣木籽。实验仪器包括PH计、研钵、筛子(10目、20目、60目)及其他实验室基础仪器。
将辣木籽去壳,研磨,过筛(筛孔从小到大)之后,各目各取4g置于200mL水样当中,并设置一个对照组(测其PH为7.71),以1rad/s的速度搅拌10min,静置24h,测其PH分别为6.82、6.44、6.57。
以上我们发现辣木籽仁净化后的水样出现了PH降低的现象,说明将辣木籽投入水中可适当降低水体的酸碱度使水体处于正常的PH范围,这也给农村池塘水生生物研究和水体富营养化研究提供了坚实的基础。
1.3 关于不同径粒辣木籽仁对于农村池塘水硬度的影响
实验使用产自印度的辣木籽。实验仪器包括50mL滴定管配套、研钵、筛子(10目、20目、60目)及其他实验室基础仪器。
水样总硬度的测定[3]。将辣木籽用研钵粉碎后→依次用10目、20目、60目筛子过筛→依次称取4g辣木籽置于装有200ml污水水样的3个烧杯中→设置一个原水样进行对比→用摇床摇晃10分钟后取出→静置24h→吸取上清液50.00mL水样3份,分别放人250mL锥形瓶中→加1mL三乙醇胺溶液,掩蔽Fe3+、Al3+等干扰→加5滴盐酸羟胺溶液,掩蔽Mn2+干扰→加5ml缓冲溶液,此时水样的PH应为10→加1mlNa2S溶液,掩蔽Cu2+、Zn2+等重金属离子→加铬黑T指示剂,溶液呈明显的紫红色→立即用EDTA标准溶液滴定至蓝色,即为终点,记录数据,通过数据整理得到图2。
式中 CEDTA标准溶液物质的量浓度,mmmol/L;
VEDTA—水样消耗EDTA标准溶液的体积,mL;
V0—水样的体积,mL;
100.1—CaC03的摩尔质量,g/moL。
通过对比,我们不难发现用辣木籽仁净化过的水质硬度表示水中所含有Ca、Mg、Fe、Al、Zn等离子含量的多少,通常以Ca2+、Mg2+含量计算。而研究表明辣木籽中蛋白质含量为36.2%至38.7%,脂肪含量为33.8%至38.2%,钾的含量是515.3至617.6mg/100g,钙含量为95至135.3mg/100g,铁含量为2.9至3.5mg/100g。因此将辣木籽投入水中会使水中钙、铁离子的含量大大增加,导致水样的硬度增加,但对于池塘水来说硬度在30-80mg/L为宜[4],本实验测得的硬度在此范围内因此将辣木籽投入池塘水中不会因为硬度变大些许而产生较大影响。
2 不同含水率的辣木籽仁对水体净化效果的影响
辣木籽的含水率是用来表示辣木籽中水分多少的物理量,定义为辣木籽中水的质量与辣木籽固体颗粒质量的比值,使用百分数表示。烘干法是实验室测定含水率的常用方法,一般先称量原样的质量,再将原样在105℃-110℃温度下送至电热烘箱烘干至质量不再改变,称量烘干后样品质量,最后计算出原样失去水的质量与烘干后样品质量的比值。
将辣木籽用研钵捣碎→先用20目过筛,再用10目筛子过筛→依次称取5份2g辣木籽粉末置于烧杯中,然后将5份辣木籽同时放入电热烘干箱内→温度设置为90oC,然后分别烘干1h、2h、3h、4h、5h后取出→每份称取1g烘干后的辣木籽粉末测定其含水率→取水样,将5份辣木籽粉末分别投入到5份相同溶液中,与原水样(浊度为93.00NTU)样进行对比,并用浊度仪测其浊度分别为7.83、4.32、5.02、6.37、6.29。
以上我们发现通过对烘干时间和温度的控制,使辣木籽粉末的含水率在一定范围内呈线性变化,同时我们了解到烘干0.5-3.0h控制辣木籽含水率为7.51-7.59为最佳净水效果的情况。
3 结论
本研究基于辣木籽的絮凝效果特性对万州周边的池塘水域进行严密的实验研究,通过使用不同径粒的辣木籽研究对水体的PH、硬度的影响以及改变辣木籽本身材料的特性控制其含水率测定其净水效果的影响。目前国家层面、社会层面、个人都越来越注重用水安全,国内外每年因为饮用水而导致生病的情况更是数不胜数。同时党的十八大以来,习近平总书记多次因治水而发表重要讲话、作出重要指示,深刻洞察我国水情、针对我国水安全严峻形势提出了重要的策略。在推进生态文明建设的过程中,关注水资源水生态水环境,已逐渐成为人们的共识。为此,寻找一种对人类和环境安全、无毒 、环保、价低的天然絮凝剂来替代化学絮凝剂显得十分迫切。同时基于本研究为基础,这也为辣木籽运用于净水剂、鱼饲料、其他复合产品打下了坚实的理论基础。
参考文献
[1] 巴喜荣.推动绿色发展促进人与自然和谐共生[N].平山日报,2021-03-10.
[2] 张饮江,王聪,刘晓培,董悦,李岩,文晓峰,马海峰.天然植物辣木籽对水体净化作用的研究[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2012,35(02):262-267.
[3] 王辉,丁昌华,赵永梅,韩靖.水的总硬度测定实验改进研究[J].应用化工,2021,50(05):1452-1453.
[4] 余芳,杨爱萍,石雪萍,葛伟丽,王娇,蒋彩云.辣木籽营养成分测定及多糖提取工艺[J].食品工业,2020,41(11):82-85.
[基金项目] 重庆三峡学院学生工作部(处)家庭经济困难学生绿色资助项目“基于辣木籽对于农村池塘水源净化效果的研究”
[作者简介] 钱正莹(2001-)女,重庆璧山人,环境科学本科生。
*通讯作者,宋明亮(19)男,湖北利川,硕士,从事行政教学研究工作。