惠州市青少年科技实践活动(西枝江水浮莲利用研究）

 

1、发现问题：从网络上发现西枝江河上水浮莲的大量繁殖，引发新闻热点

                    环保小组继续从网络上搜素发现全国很多地方亦出同类问题并引发严重的生态问，应当予于重视。

2、小组织讨论：危害性：阻塞航道，水体富营养化，缺氧等，

                     但也有优点：可做造纸、食材、制造沼气、酒精等

4、解决问题：先进行制造沼气实验

5、实地考察、采集实验样本、购买基本的器材、自制器材等

6、实验观测与数据处理

7、书写报告

  

惠州市青少年科技实践活动

西枝江水浮莲利用

调查研究报告

广东省惠州市仲恺中学

环保实践活动小组

成员：李澳鹏 徐力 刘立科 黄文

指导老师：徐建平

2011-12-10

一.发现问题及问题提出

近日来发现惠州西枝江的水浮莲泛滥成灾，水浮莲的危害极大：水浮莲覆盖在水面上，限制了水的流动，使水中的溶解氧减少，抑制了浮游生物生长，限制了鱼虾贝壳类的活动和觅食．同时，为脑炎和血吸虫病菌提供了滋生地，为蚊子的幼虫提供了呼吸的机会。水浮莲覆盖水面也加大了水的蒸发量，比敞开水面的蒸发量高出8至9倍，造成水源损失。还有一点是对淡水水质的影响，大量水浮莲覆盖水面会使水的PH值降低，CO2浓度增高，水的嗅值、浊度、色度增高；水中酸度、木质素的量也增加，使水资源的使用价值大大降低，直至不能饮用。但是，当我们看见水浮莲被一车一车的运往垃圾场进行填埋时，又觉得有点儿怪可惜的。于是我们心想：水浮莲有什么利用价值呢？要怎样才能更好的利用水浮莲，使它变废为宝呢？

二.调查

经过我们小组的讨论，我们发现水浮莲有清热解暑，散风发汁，利尿消肿；治皮肤湿疹，风疹，中暑烦渴，肾炎水肿，小便不利的作用，还能将水浮莲制出沼气；也能造出纸, 水葫芦是很好的造纸原料。20世纪80年代，印度海得拉巴地区研究所就开始用水葫芦的叶片生产出写字纸、广告纸和卡片纸等。变废为宝。这样，就解决了贫困农村煮饭、炒菜及农作物的肥料问题；也能用来发电；还可以用来制作沙发，我国上海某沙发制作沙发厂家已经用水浮莲制作出了沙发，用经过特殊加工的水葫芦编制成的各种家具及装饰品，不仅成本低于藤制和木制家具，而且不含甲醛，价格也不贵。经过处理后的水葫芦家具还能将室内多种有害气体分解成水和二氧化碳，起到净化环境的作用；能制成胶黏剂，武汉一生物公司利用水葫芦制成无毒的生物胶黏剂，广泛用于复合地板；能做成功能饮料和蔬菜，水葫芦的花和嫩叶可以直接食用，其味道清香爽口，并有润肠通便的功效，马来西亚等地的土著居民常以水葫芦的嫩叶和花作为蔬菜，此外，湖北一家公司已生产出首批17万瓶水葫芦功能饮料，并销售一空；能饲养獭兔，上海青浦区将水葫芦加工成草粉饲料饲养獭兔，并把兔粪和水葫芦的压滤液作为沼气发生源使用。结果该工程一年可收集水葫芦12万吨，饲养獭兔25万只；能制出酒精。并且，在适宜条件下，一公顷水浮莲能将800人当天排放的氮、磷元素当天吸收掉，水浮莲还能从污水中除去镉、铅、汞、铊、银、钴、锶等重金属元素，说不定还能从水浮莲的根系里提取重金属；水浮莲对As敏感，当水中含As（砷）0.06ppm，经2小时叶片即出现伤害症状，可用来监测水中是否有As（砷）存在；水浮莲还可以用来净化水体中的Zn（锌）、As（砷）、Hg（汞）、Cd（镉）、Pb（铅）等有毒物质。

三.试验过程及数据整理

在老师的带领下我们小组一起在西枝江亲身体验了打捞水浮莲的乐趣。走时，我们还带了一大袋水浮莲用来做第一组沼气试验。在学校里，开始了我们的试验:1.我们先把拿回来的水浮莲剁碎；2.然后再在学校的下水道里捞了两个塑料杯的发酵剂量（淤泥）； 3.我们又找来了一些瓶子，先将一个瓶子里注入二分之一的水，然后用胶管把这些瓶子连接起来，做成了一个发酵装置。4.之后再在原先装了水的瓶子内再加入二分之一的发酵物，将发酵剂也加进去。5.最后就只要把胶管的连接处用胶水及胶布封闭起来，使它不漏水、不漏气。

    

完成了这些之后就每天进行观察，记录下各种数据，以便做更深的科学探究。

  

 

经过一段时间后，我们测量了一些数据，制沼气图表如下：

制沼气图表：

日期	出气量（ml）	气温	水温	其它
2011.11.18	0	20℃	18℃
2011.11.24	221	20℃	20℃
2011.12.02	356	19℃	21℃
2011.12.06	923	22℃	20℃

三、结论

   我们发现水浮莲中含有十分丰富的有机生物质，在经过粉碎、打浆后将很容易生产出沼气，不过要注意一个问题，一定要在一定的气温下才能发酵出沼气，否则就是让它发酵几十天也发酵不出沼气来。在等它发酵完成后就可以把发酵物取出来，做成农家有机肥料，使土地肥沃，让农作物长的更好。

四、建议

为了解决西枝江水浮莲或其它地区的水浮莲生态问题，可以利用河蟹控制，当4月～5月份水温达到15 ℃时，水葫芦将开始繁殖。这时利用河蟹对水葫芦新根、新茎的喜食性，在水葫芦较多的池塘投放一定量的扣蟹或大眼幼体，能有效控制水葫芦的生长，又可提高蟹的产量和成活率。也建议政府采用机械化大量采收水浮莲并进行工厂化生产沼气和有机沼肥，也可以用来做造纸的原材料，可以用来进行发电

五、活动体会

    通过对水浮莲的生态问题研究，进一步了解了水浮莲，一方面是吸收污水的好助手，但同时因为它繁殖速度太快，容易引发严重的生态的问题，不过只要我们将水浮莲控制在一定的区域里，就能使它变废为宝；其实水浮莲全身都是宝，因为可以利用它造沼气、沼肥、造纸、做沙发。能否从水浮莲的根系里提取重金属就成为了我们环保小组下一步准备研究的课题。

附一：参考文献

附二：西枝江水浮莲利用调查研究报告日记

惠州市青少年科技实践活动

                                                         

西枝江水浮莲利用调查研究报告

日记记录

广东省惠州市仲恺中学环保实践活动小组

2011.11.16        天气晴        室内气温27℃

今日开始了水浮莲制沼气，一开始就觉得一定会成功。但愿我的美好愿望会实现，否则就会前功尽弃。这样的话就麻烦了。

2011.11.18        天气晴         室内气温23℃

       今天的发酵瓶内气温20℃，水温18℃。一切正常，只不过未发现有沼气。但愿过俩天会有一点沼气。

2011.11.19        天气晴       室内气温27℃

         今天我们发现了一个非常严重的问题：在装满水的那个瓶子的口竟然漏水、漏气了。漏气的地方如下图所示:

我们先用水胶布把漏气的那里缠了好几圈，它才不漏气，不过我们为了预防万一，      还在那里涂上了许多的PVC胶水。完成了这紧张的补救后，我们终于松了一口气。还好我们发现的及时，不然的话，就算生产出了很多的沼气，那也会漏掉。如果我们没有发现这个问题的话，那就惨了，我们一个星期的努力就会付诸东流了！

2011.11.20        天气晴       室内气温30℃

啊!还好还好，经过昨天的补救，今天的发酵情况一切正常。而且，今天在原先什么东西都没有装的瓶子里面出了大概有一百多毫升的水，如图所示：在这里我觉得我有必要说明一下发酵的过程或者是原理。发酵时，发酵瓶内的发酵物发酵出来的沼气通过胶管到达储气瓶，再通过气体的压力把水往下压，使水从另一条插入储气瓶内的胶管中流到第三个瓶子里，然后就可以用量杯量水有多少毫升，水的体积也就是气体的体积。不过我又觉得有点儿奇怪，前几天一直没有气体，怎么今天就一下子又有了怎么多气体呢？我把这个问题告诉了我们的小组成员们，在我们的讨论后决定从多方面去观察。

2011.11.21~23      天气晴       室内气温23℃~27℃

      一切正常，发酵正常，不过发酵出的气体就比较少，看看24号情况如何吧。

2011.11.24         天气晴        室内气温30℃

       今天发现了新的情况，很令人惊讶，这是一个非常好is every Good的消息：今天又发酵出了大概一百二十毫升的沼气，真是令人兴奋啊！对照了一下前几天的各种数据，特别是室内气温，经过我们的细心观察后发现：发酵量是不是与室内的气温有关呢？前几天比较凉，室内气温低，没有发酵出沼气；但是20号和今天比较热，室内气温高，有发酵出沼气；但是我们还是有点儿怀疑，觉得存在偶然性。为了解决它，于是，我们带着这个问题去观察了以后几天的情况。

2011.11.25         天气晴        室内气温27℃

       

2011.12.09        天气晴       室内气温27℃

至今日，我们的西枝江水浮莲沼气实验算是成功了，我们已经确认水浮莲可以制出沼气。并且，我们还解决了一个问题：发酵量是不是与室内的气温有关呢？经过对比发现，室内气温越高越热，发酵量就越多；室内气温越低越凉，发酵量就越少。还增长了许多的知识，这次的活动是我们受益非浅。