標題：Title:太陽能淨水器
主題及重點：Unit: 主題三：互聯相依的當代世界
學習重點8：國家、香港和其他地區在環境保育上的實踐
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學生版
學習技能：Learning skill:
立體打印3d printing
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學習範圍：Learning areas:
>了解蒸餾法淨水
使用立體打印機
製作淨水工具
容量計算
前言Introduction
水資源短缺是全球面臨的嚴峻問題之一，工業與科技發展迅速，全球人口持續攀升，各國對各種天然資源需求與日俱增。水資源的缺乏對經濟、社會產生了嚴重影響，如減少農作物產量、威脅飲用水質量、引發公共衞生危機等。因此，《21世紀議程》提出保護淡水資源，管理淡水資源的使用，確保人類有足夠且潔淨的水源，同時維持生態系統的平衡。
透過製作「太陽能淨水器」的活動，可嘗試把污水轉化成潔淨的食水，從而了解淨水的困難，並思考各持份者可如何應對水資源不足的問題。
基礎知識
水資源短缺一直是重大的國際議題。現時全球近四成人口面臨淡水資源不足的困境，日常生活大受影響，部分人更因飲用不潔淨的淡水而患上傳染病，引發公共衞生危機。世界衞生組織（WHO）指出目前有超過20億人生活在水資源緊張的國家，且預測情況會因氣候變化與人口增長而持續惡化。食水污染造成疾病傳播，世衞估計每年有超過80萬宗腹瀉死亡是因飲用不安全的食水造成。
發展中國家往往以發展工業刺激經濟增長，因此需要大量水資源，導致水資源漸趨緊絀。另一方面，工廠欠缺環保設備，把廢水、廢料直接排放到河道，加劇水源污染，令適合人們飲用的淡水更為缺乏。2018年，印度國家智庫指出印度約6億人受水資源危機影響，每年更有約20萬印度人因無法獲得清潔食水而死亡。
因此，印度政府於2019年設立管理水資源部門，並推行名為「Jal Shakti Abhiyan」的計劃，旨在提高水資源利用效率和減少水污染。該計劃包括推廣節水技術、加強水資源管理和保護、建立水資源監測系統等。
不少河道受廢水污染，不適合人類飲用，加劇了淡水資源不足的問題。
印度水資源部門官方網站。
科學概念
蒸餾法淨水
蒸餾法可以把污濁的水淨化。蒸餾的過程是：水受熱沸騰，變成蒸汽，蒸汽會上升，而雜質則會留在水中，因此蒸汽不含雜質。蒸汽冷卻後會凝結成水點，收集所得的水稱為餾液。蒸餾法可除去所有雜質和微生物，因此蒸餾水是純淨的，適宜飲用。
水受熱沸騰，變成蒸汽。
設計與製作
設計與製作太陽能淨水器
試應用上文介紹的淨水方法，並依照指示，利用以下的材料，製作一個簡單的太陽能淨水器，以取得潔淨食水。
建議材料及工具：
| 塑膠水樽（連樽蓋） | 2個 |
| 粗飲管 | |
| 可用於塑料的膠水 | |
| 安全手套 | |
| 油性畫筆 | |
| 剪刀或鎅刀 | |
注意：使用剪刀或鎅刀時必須注意安全和配戴安全手套，以免受傷。如老師同意，可使用其他工具，例如小型電鑽。
1. 把飲管放在樽蓋上，依飲管的粗幼，分別在兩個樽蓋上畫上圓形。
2. 使用剪刀或鎅刀，沿着樽蓋上的黑線剪出一個洞。
3. 將兩個中間有洞的樽蓋，「面對面」地放在一起，把飲管穿過中間的洞，將兩個樽蓋移到飲管的同一端，然後用膠水將樽蓋和飲管黏實。
4. 把污水放進其中一個膠樽，並把已黏實的樽蓋和飲管套在膠樽上並扭緊。留意飲管必須向上。
5. 把另一個空的膠樽倒轉，套在上方的樽蓋上並扭緊。飲管需與上方膠樽的底部留有空間， 如有需要，可裁剪飲管。
6. 淨水器已完成，把淨水器放在太陽下，或在實驗室以枱燈照射，模擬在太陽下的效果。數小時後，上方的水樽將收集到淨水。
7. 收集足夠的淨水後，可先移去下方盛了污水的膠樽。
8. 把上方膠樽倒轉並開啟樽蓋，便可倒出淨水。
注意：所使用的膠樽或飲管未必衛生；收集所得的淨水亦可能因接觸到樽蓋接口位置的膠水而受污染，故由淨水器淨化出來的水不宜飲用。
科技應用
使用立體打印機製作淨水器
你可下載預製的淨水器模型檔案。
使用流程如下：
- 打印模型（模型的扭紋與一般膠水樽的樽蓋相同，能配合一般膠水樽使用）。
- 預備兩個膠水樽。下方水樽注入污水，將打印出來的模型套在水樽上並扭緊（模型中間的通管向上）。
- 另一個空水樽放在上方並扭緊，以收集蒸餾所得的淨水。
- 把淨水器放在太陽下（或在實驗室內以枱燈照射）。待污水蒸發後，上方的水樽即可收集到淨水。
注意：所使用的膠樽未必衛生，立體打印機所使用的塑料亦未必適合盛水，故由淨水器淨化出來的水不宜飲用。
如你已學會基本的3D繪圖技能，你也可使用一些3D製圖軟件（例如
Blender），嘗試更改模型設計，以提高淨水器的效能，例如提高中間通管的長度以增加淨水的儲存量。
If you are familiar with 3D graphic tools (e.g.
Blender), you can further modify the design or personalize it by adding the name of your pet to the bowl.
在Blender載入模型檔案
Import the downloaded model.
(File > Import > Stl)
選擇中間的通管形狀
修改通管長度並列印出來
創新發明
分享與淨水相關的新發明或概念產品
世界各地有不少人、組織或企業，正在研發新穎、可靠的淨水工具。試到一些初創企業或眾籌的網站，輸入water purifier，尋找與淨水相關的新發明或概念產品。找到相關發明後，記錄該發明的淨水原理、功效、設計和實用性，並與同學分享。
我想分享有關淨水器的新發明或概念產品：
這淨水器所用的淨水方法：
我對這淨水器的意見：
眾籌網站有不少新發明。圖為眾籌網站Kickstarter中，與淨水器相關的發明項目。
多角度思考
2.
假如印度政府要興建濾水設施，以淨化污水，你認為應考慮甚麼因素？試利用你製作和使用太陽能淨水器淨水的經驗，加以解釋。
3.
除了建設濾水設施外，各持份者還可以作哪些努力，以解決全球水資源短缺的問題？試加以解釋。