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據和訊網2012年2月2日訊 近來廣西龍江河段嚴重鎘污染事件備受關注，1月15日出現鎘含量超標，27日柳江上游河段鎘濃度超標已達5倍，29日糯米灘電站鎘超標達8倍，一場“柳江保衛(wèi)戰(zhàn)”正在打響；再往前溯，2011年8月，南京江寧百家湖出現大面積污染，類似牛奶的乳白色污水從某小區(qū)的雨水管道直接排入湖中；2010年4月7日，沈陽團結水庫被嚴重污染，水質變成黑色造成魚類大批死亡，水庫出現綿延兩公里的死魚帶……在我們身邊不時聽到一件件讓人揪心的水安全事件，水質問題不得不引起人們的重視；為了深入了解這一問題，北京市房山區(qū)良鄉(xiāng)電業(yè)中學徐策、王雪和同學決定制作一個裝置來檢驗一下我們身邊的水質是否安全。
他們利用課余的時間去詢問老師，上網查閱一些資料，也訪問了一些有關的專家，從而得知，水中是否含有重金屬或酸類等導電的離子是判斷水質的一個重要環(huán)節(jié)。我們知道，水是一種弱電解質，能夠電解出微量的H+和OH-，具有微弱的導電性。當水被重金屬或酸類等物質污染時，水中的導電離子含量會增加，使水的導電性增加。
他們在設計這個裝置時，考慮到了以下一些問題。第一，如何記錄水質純凈對應的電阻值；第二，如何提高測量的靈敏性；第三，如何直觀的顯示測量結果；第四，如何給裝置供電。
首先，為了提高測量的靈敏度，他們采用振蕩信號來測量被測液體的導電性。采用振蕩電路芯片與外圍的電阻、電容構成多個電路，從而產生一個振蕩的測試信號，通過測試探頭放在被測液體中。其次，為了記錄純凈水質的導電性，他們將一個電阻串接在一個探頭的輸入端，通過調節(jié)可調電阻來確定純凈水質的導電性，也為與被測試水質的導電性比較提供了依據。為了便于家庭使用，他們在設計中還特意采用了一些集成電路芯片，縮小了裝置的體積。用一塊9伏的干電池做能源，這臺鑒別器就運轉起來了。為了直觀地顯示測試結果，水質的純凈程度由高至低，用綠、黃、紅三種顏色的LED燈來表示。
根據這個思路，他們利用周末的時間到大的電子市場淘所需要的材料，在此過程中也在思考如何優(yōu)化設計。當一切準備工作做好了之后，他們開始組裝儀器。在這個過程中，也接觸到了平時課本中學習不到的內容。在老師幫助下，他們拿起了電烙鐵去焊接電路板，拿起改錐和鐵鉗不斷調整螺絲所放的位置……在調試過程中，設計中的一些不完善的地方也會表現出來，有時讓他們感到沮喪、甚至懊惱。但是作品不可能半途而廢，在情緒調整好后，他們繼續(xù)埋頭苦干，找出錯誤，終這件作品成功面世。
接下來就是拿著這個裝置去做實驗。他們來到了學校，學校的水管有兩個出水口，一個是直飲水，另一個是自來水。當把儀器的探頭放到盛有直飲水的燒杯中時，儀器上的綠燈馬上亮了起來，說明了水的安全性。而當把探頭放入盛有自來水的燒杯中時，黃燈亮了起來，說明水質還需進一步凈化。他們又測試家中的自來水，同樣是黃燈亮，而在桶裝的純凈水中，綠燈亮了起來。
在2011年舉行的第31屆北京市青少年創(chuàng)新大賽中，他們的“家用水質鑒別裝置”獲得了二等獎。 |
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