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“研究性课题”范例一
信息来源:时间:2020/1/10 13:35:07
 

开题报告

 

研究性课题开题报告                      班级:高二(8)

课题名称:延安中学教学区饮用水系统的研究

组长:徐一凡

课题成员:乐如姣,毛渊铭,王宇骏,吴珏轲,李锐,范杨

课题申报日期2006.10

课题完成日期2007.4

研究的目的及研究价值

目的:对延安中学教学区饮用水有异味、颜色、出水量过小的原因进行调查并提出可行的改进措施。

      设计一个更为合理的接水台。

价值:提高延安中学的饮用水口感、品质,所有学生更放心。节约饮用水,提倡节约资源观念。

研究的主要内容1.延安中学内过滤水水质

                2.水处理设备的处理原理、适用性及维护

                3.接水台的设计

创新之处1.学生通过自己的发现和研究取得改善学校设计中的不足

          2.在研究同时了解日常饮用水的质量标准及饮用水的处理方法,提高饮水安全意识。

          3.在设计,改进接水台时,提倡和维护从身边做起节约每一滴水的环保、节约理念。

研究方法:实地查看,采样分析,数据对比,综合分析,找出原因,提出解决方案

实施步骤1.水质的调查

          (1).水的取样:周日晚,周一、三、五早晨,中午及晚上分别进行采样。

             早上和晚上的取样尽量取第一瓶水。

             样品在一楼、三楼前后两处接水点共取四份。

             注:周日晚的水样是针对较长时间(2天)内管道内存留水的取样。(十月七日晚为七天)

                 周一、三、五晚为较短时间内的管道内存留水。以上三组水样研究管道材质及留存时间对水的影响。同时每天早晨为学生盛水高峰,所以管道内留存水影响很大。

                 周一、三、五为流动状态下的过滤水(经管道)

                 希望-能对处理完的水(不经过管道)进行一份取样

                     -能对现在在使用的滤芯进行一份取样

                     -能得到一份学校更换滤芯的日期表

          (2).水样送检

            请较为专业的机构进行调查

          (3).实地考察

             在水样的送检过程中,对教学区内各处饮用水终端处理设备、位置、处理水的方式、管道铺设、管道

材质进行调查记录。同时对设备现状、维护情况进行调查。

          (4).对比与分析

             将所有的水样结果与规定的饮用水标准对应项进行对比

将三组管道内留存水的水样结果进行对比,以得出留存时间与水质的关系及变化趋势。

             将中午的水样与不经过管道的水样进行对比。找出主要问题是管道还是处理设备。

             将周一、三、五三组水样对应对比,找出一周内水质是否变化,水质与设备使用频率是否有关。

          2.对接水台设计的调查

        对同学日常使用的水壶的高度,瓶口内径进行调查,取一个适中的值来设计对应的接水台。

3.出水量小的原因探究

        了解终端处理器能处理水的最大流量,压力等。通过试验寻找出使水流增大的方法。

        假想:在保证水质的情况下加压以增加水量。

 


 

结题报告

 

关于延安中学学生饮水系统的调研与建议

 

高二(8)班

组长:徐一凡

组员:毛渊铭、乐如姣、李锐、王宇俊、吴珏轲、范杨

 

选题背景:

 

延安中学是上海市首批实验性示范性高中之一,是一所有着60年历史的名校。作为这样一所学校的学生,我感到十分的荣幸。可是在延安中学学习生活一年多来,我们发现延安中学教学楼的饮用水系统存在一些问题。怀着作为一个延安主人的责任心,我们对此进行了调查和研究,旨在为提高延安中学饮水系统的水平提供参考意见,从而使同学们在饮水时更为放心,提高同学们节约、节俭的观念。

这一次调查和研究我们主要分为两方面进行:

1、对于延安中学教学楼饮用水水质及其影响的调查

2、对于延安中学教学楼接水处结构的调查和研究

在研究学习的过程中,我们采取了调查问卷、采样分析、数据对比、实地查看、综合分析找出原因、提出解决方案等步骤。在其中,同学们团结合作,为调查研究各步骤的实施都作出了不懈努力。

一、延安中学学生饮用水的问题

我们小组对延安中学教学楼一楼、三楼的两处饮水点进行了抽样检测。取样的时间分别为1013(周五)、16(周一)日早自习前、中午午休时以及晚上晚自习前。样品被送出校外请专业公司进行了浑浊度、耗氧量(指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的氧气量,可反映水中有机物含量)、酸碱度、铁、余氯等5项指标的检测,检测结果见附件1

从检测结果中我们发现水样酸碱度、余氯指标合格。但耗氧量指标部分超标,铁的含量更是均大于0.6mg/L(标准值 0.3mg/L),有的甚至到了1mg/L,为标准值的3倍多(注:检测标准参照GB5749-85《生活饮用水卫生标准》)。并且由此造成了浑浊度有部分超标,水泛黄等。

我们将铁含量的检测数据进行了横向和纵向的比较,发现每天铁的含量基本都是早上中午时候的大于下午的,同时教学楼的饮水点由于使用较为频繁,其水中的铁含量明显小于使用相对较少的实验楼饮水点。同样,水的浑浊度超标的水样也均是取自早晨。

根据我们的了解,铁元素摄入过量可能会引发肝硬化和糖尿病,铁中毒表现为:头晕、恶心、呕吐、腹泻、腹痛,休克等,严重者可致昏迷、惊厥等,甚至死亡。当过多的铁沉积在心脏,心脏会变大并且跳动不规则,如果过多的铁持续沉积在心脏,最后会造成心肌病变,导致心脏衰竭而死亡。铁离子的沉积会造成各种内分泌并发症,如铁离子沉积在甲状腺,造成甲状腺破坏,甲状腺的作用是维持全身性活动力,如有甲状腺功能低下,需每日服用甲状腺素铁离子沉积在甲状旁腺中,甲状旁腺会调节血中的钙离子浓度,导致血钙下降,造成手脚刺痛或抽筋。铁沉积造成胰岛的破坏,影响胰岛素的分泌,就会形成糖尿病。

由此看出铁虽然不会马上对我们马上产生毒副作用,但是长期过量摄入还是会有一定影响。那么是什么原因造成了水中铁含量严重超标,而且同一饮水点不同时间取水,水中含铁量却有明显差异?

学校采用的是预处理只有用活性碳进行吸附,过滤的水处理方式。预处理的主要功能便是去除水中杂质及颗粒(包括铁等),活性碳则是主要吸附有机物。水处理设备均是不锈钢制成,不会增加铁杂质。所以问题可能就是发生在输水管道上。

小组成员对此进行了实地考察。我们发现,教学楼饮水系统对于饮水的处理是将自来水管接到饮水房,然后再进行过滤,紫外灯消毒,加热等处理,从而排除了饮用水在运输过程中受到了二次污染的可能性。在饮水房内的管道均为聚乙烯管,也不会对水中的铁含量造成影响。然而,我们却发现将饮用水送至龙头的埋在墙内的管道却是镀锌铁管(附件2,照片)。这也就能解释为什么晚上仅一天的使用后铁含量下降以及实验楼使用频率较少反而铁离子含量高。所以这可能就是造成铁含量均超标的最主要原因。

112日中午,我小组在教学楼一楼饮水点的热水器出水口和三楼热水器进水口进行了水样的采集(目的是为了排除铁制管道对水质的影响)。检验结果见附件3。在将两份检测报告对比后,我们发现水中的铁含量明显下降,但是耗氧量呈现了大幅上升的趋势。

对比图表:

日期

地点

对比项目

耗氧量

1013日中午

教学楼一楼

0.8

>3

112日中午

教学楼一楼

0.2

3.67

1013日中午

教学楼三楼

0.8

>3

112日中午

教学楼三楼

0.4

3.59

注:铁的指标为0.3,耗氧量的指标为≤3

由此可见,学校的饮用水中铁超标最主要的原因就是龙头前端的铁制管道。对于112日三楼的水样中铁仍然稍有超标这一现象,我们小组认为是在冬天对水进行加热的热水器上出了问题。学校使用的加热设备除了开水炉之外就是热水器。而使用的热水器只是普通的海尔家用热水器。其的加热的内胆可能是不锈钢的,但是在各个管道及接口处,使用的材料可能影响了铁的含量。所以才会导致一楼的水样(在热水器进水口取水,并没有经过热水器,且热水器较新)并没有超标,而三楼却高出了标准0.1mg/L

同样出现超标并有上升趋势的耗氧量指标的形成原因,小组成员也进行了调查、分析。耗氧量超标,说明净水器中的活性碳对于有机物的吸附性不好,可能的原因是活性碳的使用周期过长。学校所使用的净水设备是由上海市三龙环保设备有限公司生产的SL-GA6.0多级处理饮水装置,它的碳容积为0.046m3,总产水量为100000L。按照一天有250名学生使用一台净水器,每人用水2L计算,一个学年46周,共饮用水115000L,学校现在是每1年更换一次活性碳,用水量将大于总产水量。而且,活性碳吸附有机物后,有机物在活性碳中慢慢腐烂变质,也会影响耗氧量和水的质量。这正好与我们进行检测后得出的耗氧量不断升高的趋势吻合。由此我们认为活性碳使用时间较长影响了水中的耗氧量。

二、关于饮水出水量小的问题

     教学楼接水点的出水量较小,从而常常导致在饮水的高峰时段出现许多人排队放水及因为人太多,上课时间到而白跑一趟的事情。

同学之间对于去饮水房却来不及灌水的反映较大,常常会因此而去小卖部买一瓶水来代替。而学生早操退场到第一节课上课的时间间隔不是很大,所以也会出现因此而上课踏着铃声进入教室甚至是迟到的现象。

了解这一情况之后,小组成员对学生饮水的时间进行了调查,发现同学主要集中在早操与第一节课的间隙、体育课后的课间。其他的时间饮用水的需求量则较小。

学校现在采用的是水处理后直接输出的方式,如果仅仅为了满足高峰时间的需要而改变净化型号,加大水处理流量并不是十分合理。

综合以上两点后,我们发现可以在饮水房中增加一个密封水箱,在没有学生饮用水的时候,先做一个暂时的储备,以应对取水高峰时的需求来解决现有的问题。

三、关于学生对饮水的质量评价及饮水质量对学生的影响

为了了解学生心目中的饮用水质量及其对于学生的影响,我们小组于122731日进行了一次问卷调查(附件4。这次调查采取按班级抽样调查和随机抽样调查的方式,一共涉及了高一、高二及高三的同学共两百余人。调查结果如下:

被调查的学生中,经常去学校饮水点取饮用水的学生共157人(占60.85%,不经常去的学生共101人(占39.15%)。

经常去教学楼饮用点的学生中,对学校饮用水设备放心的有78人(占49.68%),不放心的为79人(占50.31%)。认为学校饮用水有异味的有119人(占75.80%,认为有颜色的共70人(占44.59%),曾经在饮水后感到不适的有32人(占20.38%)。

不常去教学楼饮水点的学生中,认为学校饮水不是很干净的有40人(占39.60%,认为喝不惯的有51人(占50.50%),只是因为喜欢喝饮料的为13人(占12.87%)。受访者中超过85%的学生会到小卖部或者自动售货机去购买饮料来解决在学校的饮水问题,从家中带水的较少。同时有约36%的学生认为不能放心饮用学校的水给自己带来了不便,39.6%的学生觉得经常在学校内买水是自己养成了校外也常常购买饮料的习惯。饮水消费方面68.69%的学生低于5元,24.24%的学生为610元,分别有3.03%4.04%的受访者为1115元和15元以上。

学生购买的饮料主要为矿泉水、酸奶、碳酸饮料、果汁等。

 

通过调查我们发现,大部分的学生感觉到了学校的饮用水有一定的问题,并且有相当一部分的学生选择了其他饮料来替代学校提供的饮用水。如果学校能提供更安全的饮水,便可以通过宣传来引导他们从小卖部回到学校的饮水点边。

 

学生每天的饮料消费大约在5元左右,一个, 月约为100元;一学年约为4000元(按40月计算);延安中学全体学生一年饮料的消费就高达170万。学生都没有独立的经济来源,这些费用主要还是由家庭提供,无疑会是给家庭一个额外的负担。同时也容易使学生养成一些不好的消费习惯;更多的饮用碳酸饮料等,摄入过多糖份会对身体造成负面影响。

四、关于学生饮水台的问题

在日常的饮水过程中,我们发现用小口径的塑料瓶灌水时,水瓶总是不能竖直置于水龙头的下方,而存在一定的倾角,导致灌水时有相当一部分的水没用能被装入瓶中就直接流失。虽然每灌一瓶水浪费的量并不是很大,但是学校使用小口瓶灌水的人较多,积少成多便成为了一个不小的数字。

现在全国正在提倡建设节约型社会,水是宝贵资源,更是重中之重。作为一所市实验性示范高中,学校也一直很重视这方面的宣传和教育,使同学们在青少年时期就能养成从小做起,从身边做起节约资源的良好习惯。

所以,我们希望教学区内的饮水台能做一些改进,增加龙头与水斗底部间的距离,使水瓶都能直立在龙头之下,从而解决水被白白浪费的情况。

龙头的外径也同样存在问题,其外径为17.3mm,与小口瓶的内径(约为22mm)过于接近,致使学生在灌水的过程中,瓶口极易触碰到龙头。由于龙头的外壁一直暴露在空气中,而学生又是直接将嘴贴在瓶口饮水,就可能造成交叉感染等不安全的卫生隐患。故龙头也应该更换外径更小的。

五、结论及改进意见

    通过这次调查和研究,我们小组发现影响延安中学水质的主要因素是铁含量和耗氧量超标,这影响了延安中学教学区的饮水口感和色度。这些都是由于滤芯更换周期过长和设备老化造成的影响。

在教学楼的饮水系统中对于水处理设备的水处理能力的分配、储备并不是很合理,与学生的作息时间不吻合。导致在学生饮水高峰时段,水量不能满足学生的需求,而在非高峰时期却又基本处于停机状态。

以上两点导致延安中学教学区内饮水系统在学生中的认可度和信任度下降,对于同学的日常学习生活及行为习惯也产生了影响。部分同学在日常消费中,饮料及饮水的消费增加。有36%的学生感到不能放心饮用学校饮水带来了不便,有39.6%的学生因常在学校内购买饮料而养成了在校外也购买饮料的习惯。

同时,教学区内的饮水台设计也存在一定的问题。龙头与水斗底部的间距太小及龙头外径过大,使我们在饮水过程中无意间浪费了大量的水资源,也给我们带来了一些卫生隐患。

对此,我们设计了以下改进方案,希望能给学校提供一些相关的参考意见。

 

方案一:

1、对延安中学的现有饮水设备进行一次全面的,系统的检查和维护。使其能够更好地发挥作用。并在将来建立起长效的维护和管理机制,为学生提供更安全、卫生、健康的饮水。

2、缩短滤芯更换周期,改为一个学期更换一次。

3、在每个饮水房增加一个密封压力水箱(避免空气进入水箱造成二次污染),用于在饮水用量较少的时段储备一定量的水,以应对饮水高峰时的需求。

4、改造原有埋在墙内的管道,安装新的聚乙烯卫生管道。

5、改造同时提高龙头与水斗底部的间距,使其达到300mm(可乐、雪碧、激浪等瓶的高度约为240mm~250mm)。

6、更换新的直径约为12mm的小口径龙头(小口瓶内径一般为22mm)。

 

方案二:

1、更新全部老化的设备,采用水处理技术更先进,性能更安全可靠的饮水系统。

2、新设备在水处理方面应具备饮用水厂预处理、活性碳吸附、精密过滤、超滤等更先进的水处理工艺技术。

3、滤芯的使用寿命能够通过微电脑监测、显示,及时提示滤芯更换信息。

4、新设备内部具备储备水的功能,能够均衡利用设备的水处理资源。

5、新设备内部管道应是与大气隔绝的全封闭系统,这样就避免了水的二次污染。

 

方案比较:

 

方案一

方案二

优点

1、能解决现有的主要问题

2、较为节约成本                    

1、设备性能更安全、卫生、先进、可靠,维护更为简便

2、能防止二次污染,提高学生对饮水系统的信心和安全感

缺点

1、管道暴露在外,易受到损坏

2、墙面受到一定程度的影响,不够整洁美观

3、无法解决开水器老化、需要更新的问题

1、成本较高

 

小组意见:

为解决镀锌铁管、外置热水器对水质影响,开水箱陈旧老化(附件5,照片)等现状。学校若采用方案一进行改造,虽然成本较低,但属治标不治本之举。重新凿开墙面进行布管,还要增加密封压力水箱,工作繁琐且影响美观,也未彻底解决现有问题。

延安中学建成已有近九年的时间,饮水设备也是在建成时安装至今的,现已较为陈旧,而设备的折旧和更新是必然要经历的一个过程。虽然更换新的,技术更加成熟、性能更加可靠的饮水设备成本较高,但从师生饮水安全的角度考虑,早些更新也是值得的。在选取新的饮水系统时,首先应该关注设备的整体性,即设备需集水处理、水加热和水储备于一体。这样可以避免过多的布管及二次污染问题,整体饮水系统外观更为整洁,节约空间,便于日常维护,整体性的系统将加热器,储水器等内置,易于保护设备,增加系统的安全性。

所以我们小组更主张方案二。

六、研究性课题过程小结

在这次研究性学习的过程中,我们小组的成员都收获了不少。首先,团结合作精神在我们之间得到了体现和加深,如研究的初期取水样时,一个人不可能在同一时间取到不同地点的水样,我们小组成员进行了仔细的分工,一人负责一个时段一个地点的取样工作,从而使每个人都投入到了研究学习中,也尽可能及时地取到了样品。其次,小组成员们体验到了要做成一件事情并不容易,从课题的开题到设计实施方案,分工,实施等一步一步,都要我们全身心的投入,考虑得尽可能周全。当然,我们也通过自己的研究和学习,发现了教学楼饮水系统的不足之处并提出了一些改进方案,学习到了和饮水安全有关的一些知识,提高了组员的环保、节水意识,达到了研究学习的目的。

七、感谢:

地理组华老师、施老师,总务处藤老师等在课题进行中提出了宝贵建议和帮助。我们小组全体成员对以上诸位老师及所有配合和支持我们调查研究的老师、同学们表示感谢。祝愿我们在将来的学习生活中,共同将学校建设得更好。

高二(8)班  研究性学习小组

                                           2007127日星期六

                                   

 

附件1

地点:教学楼

取样日期

        和地点

检验项目

1013日早晨

一楼

1013日中午

一楼

1013日下午

一楼

1016

早晨

一楼

1016

中午

一楼

1016

下午

一楼

浑浊度(度)

>1

0.56

0.38

0.55

0.33

0.39

耗氧量(mg/L

3.00

>3

2.98

2.55

2.44

2.96

酸碱度(Ph

6.93

6.85

6.85

6.85

6.87

6.85

铁(mg/L

0.80

0.80

0.60

0.80

0.60

0.60

余氯(mg/L

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

备注

一楼水样有明显沉淀物

 

地点:教学楼

取样日期

        和地点

检验项目

1013日早晨

三楼

1013日中午

三楼

1013日下午

三楼

1016

早晨

三楼

1016

中午

三楼

1016

下午

三楼

浑浊度(度)

0.73

0.57

0.38

>1

0.33

0.39

耗氧量(mg/L

>3

>3

2.98

2.99

2.44

2.31

酸碱度(Ph

6.85

6.85

6.85

6.93

6.87

6.85

铁(mg/L

0.60

0.80

0.60

0.60

0.60

0.80

余氯(mg/L

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

备注

三楼水样有明显沉淀物

 

地点:实验楼

取样日期

        和地点

检验项目

1013日早晨

一楼

1013日中午

一楼

1013日下午

一楼

1016

早晨

一楼

1016

中午

一楼

1016

下午

一楼

浑浊度(度)

>1

0.456

0.63

0.65

0.71

0.56

耗氧量(mg/L

2.43

2.50

2.51

2.74

2.45

3.03

酸碱度(Ph

6.92

6.88

6.89

6.91

6.90

6.90

铁(mg/L

1.00

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

余氯(mg/L

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

备注

一楼水样有明显沉淀物

 

地点:实验楼

取样日期

        和地点

检验项目

1013日早晨

三楼

1013日中午

三楼

1013日下午

三楼

1016

早晨

三楼

1016

中午

三楼

1016

下午

三楼

浑浊度(度)

>1

0.63

0.56

0.52

0.71

0.65

耗氧量(mg/L

3.51

2.51

3.03

2.48

2.45

2.72

酸碱度(Ph

6.86

6.89

6.90

6.88

6.90

6.91

铁(mg/L

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

0.80

余氯(mg/L

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

0.05

备注

三楼水样有明显沉淀物

附件2 照片

附件2

附件22

附件3

 

序号

 

检验项目

 

技术要求

检测结果

 

备注

取样地点

一楼

三楼

1

余氯(mg/L

 

0.05

0.05

 

2

浑浊度(度)

1

0.45

0.49

 

3

耗氧量(mg/L

3

3.67

3.59

 

4

pH

6.5~8.5

6.8

6.8

 

5

铁(mg/L

0.3

0.2

0.4

 

 

附件4

对于延安中学学生对于饮用的使用情况、评价及其影响的调查

您是否经常饮用学校饮水处的水?(如果不是请转至第2套题)

A.          B.不是

①如果是

1、您认为学校的水是否能够给你安全感?对学校的饮用水设备和净水系统是否放心? 

A.          B.不是 

2、您是否觉得学校饮用处的水喝起来有异味?

A.          B.不是 

3、您是否觉得学校饮用处的水有颜色?

A.          B.不是 

4、您是否曾经因饮用学校饮水处的水而突然感到不适?

A.          B.不是

②如果不是

1、您不选择学校的饮用水的原因是什么?

A.觉得学校的水不干净      B.相比矿泉水,喝不惯学校的水   

C.喜欢喝饮料不喜欢喝水        D.其他原因_________________________________ 

2、若不饮用学校提供的饮用水,您如何解决在学校期间的饮用水问题?

A.去超市购买饮料或矿泉水    B.自动贩卖机处购买饮料      C.从家里带来

D.其他________________________________________________

3、不使用教学区内的水是否会给您带来不便?会带来何种不便? 

4、若您是通过在小卖部或售货机买水来解决饮水问题,一般会选择何种饮料? 

________________________________________________ 

5、经常性地在小卖部买水是否会使您有习惯性去买饮料的习惯?

A.          B.不是

 

6、若您在小卖部买水一般一个天在饮料上的消费是多少元?

A.5元以下      B.6~10     C.11~15     D.15元以上

附件5 照片

附件51

附件52