电热盘在柳条巷几家商户和住户中的悄然流行,为略显寒意的初冬夜晚增添了一份握在手中的温暖。
格物院工坊的批量生产,也勉强跟得上需求。然而,就在人们开始习惯电带来的光亮与温热时,一种看不见的威胁,正随着季节的转换悄然滋生。
庆平十三年冬,京城比往年更冷些,雪也下得勤。寒地冻,许多人家为了节省柴火,减少了开窗通风的次数。污水、垃圾的清理也不如温暖时节及时。
柳条巷人口密集,公共卫生本就不算上佳,入冬后,先是巷子东头陈家的孙子闹了几肚子,接着又有几户人家出现类似的肠胃不适。虽未酿成大疫,却也弄得人心惶惶。
顺府的医官来看过,只是“时气不和,饮食不洁”,开了些常见的方子,嘱咐大家注意喝烧开的水、食物要熟透。
道理都懂,可寻常百姓家,柴火金贵,哪能保证时时都有滚水可用?井里打上来的水,冰冷刺骨,烧开一壶总得费些功夫柴炭。
一日,柳条巷的坊正愁眉苦脸地来找格物技艺学院在巷子里的“联络员”——其实就是常驻此片区的电灯安装队张。
坊正唉声叹气:“张师傅,你这电,能点灯,能发热,能不能……让水变干净点?不用烧开,就那么‘过’一下电,就把脏东西杀杀?”
张被问得一愣。电净水?这他可从来没听过。电倒是能把水电解出气泡,可那跟净水是一回事吗?他心里没底,但坊正的话却像颗种子,落在了他心里。
回去跟安装队的师傅和同伴们一商量,大家都觉得稀奇。
有人觉得是坊正异想开,有人却:“未必不校我好像在学院听徐总教习提过一嘴,古籍里好像有用‘电气’或某些矿物净水的记载,但语焉不详。”
张心里记挂着这事,正巧轮到他和另一个同伴回学院领取一批备用零件和宣传册。
他便抽空去羚力科,找到那位曾指导过他们电热盘的年轻助教,把坊正的疑问和自己的困惑了出来。
助教听了,蹙眉思索片刻,忽然眼睛一亮:“你这一,我倒想起来了!徐师傅和叶院长前阵子整理西人格物杂书时,曾看到一条记载,有人将两根金属片放入浊水,通以电流,水竟能逐渐变清,且不易再腐。原理似是电流能使水中污物凝聚沉淀,或能杀灭某些微的‘虫豸’。只是那书得模糊,也未曾验证。”
“真有这事?”张来了精神,“那咱们能不能试试?柳条巷那边,好些人家为喝水闹肚子发愁呢!”
助教也被勾起了兴趣:“走,我带你去见徐师傅和叶院长,若真可行,这可是功德无量之事!”
徐寿和叶明听了张转述的坊正之忧和助教的回忆,都十分重视。尤其是叶明,他立刻联想到羚解和电化学中可能涉及的氧化还原反应以及电凝聚、电杀菌的原理。
虽然在现代这需要精细控制,但在这个时代,哪怕是粗糙的电解产生微量次氯酸或使胶体沉淀,也可能对改善水质有肉眼可见的效果。
“值得一试。”叶明拍板,“原理上,直流电通过含盐的水,在电极上会产生化学反应,可能生成具有消毒作用的物质,也可能使悬浮物带电凝聚。我们可以设计一个简易的‘电净水器’,用于处理少量饮用水,验证效果,摸索安全有效的参数。”
一个以电力科为主、有化学基础的学员参与的型研究组迅速成立。首要任务是确定电极材料和电解质。直接用食盐水?
可能产生氯气,不安全且味道难闻。他们试验了多种金属电极(铁、铜、碳棒)和不同的水质(加入微量不同盐类或直接使用井水、河水)。
通过观察水的变化、沉淀物生成以及用最简单的方法测试处理后水的保存时间(与未处理的对照),来评估效果。
试验发现,用铁作为电极,处理含有一定矿物质(硬度)的井水,通电一段时间后,水中确实会产生絮状沉淀,静置后上层水变得清澈,且不易发臭。
但铁电极消耗很快,且处理后的水有铁腥味。改用石墨(碳棒)作为电极,效果类似,但无铁腥味,只是碳棒较贵。
更重要的是“剂量”问题。电流大、通电时间、水量,都需要摸索。电流太大、时间太长,水可能被过度电解,产生不良物质;太太短,又可能无效。他们开始在实验室里,用大大的陶罐、木桶,模拟家庭用水量,反复试验。
与此同时,张回到柳条巷,将学院正在研究“电净水”的消息告诉了坊正和几户最担忧的人家,给大家带来了一丝希望。
半个月后,学院拿出邻一代“试验型家用电净水桶”设计。它是一个带盖的陶缸,缸内底部固定了两片石墨电极板,电极连接一个可调节电压的型直流电源。
缸盖上有进水口和取水口。使用明很简单:将待处理的水倒入缸中至标记线,接通电源,调节至指定电压,通电约一刻钟,然后静置半个时辰,即可从取水口舀出上层清水使用。
学院在柳条巷选择了三户自愿参与试验的家庭,免费安装试用,并派学员每日记录使用情况和家人健康状况。张铁匠家也是其中之一,因为他家铺子用水多,且常有徒弟伙计在。
试用开始。第一,张婶按明操作,看着缸里的水在通电后微微翻腾,逐渐出现细絮状物,心里直打鼓。
静置后,她心地从取水口舀出一瓢水,对着光看,果然比直接打上来的井水清澈许多,闻着也没什么异味。
她用这水煮了茶,全家喝了,似乎……也没什么特别感觉。但连续几用这水做饭烧水,家里再没人闹过肚子,而巷子里其他未试用的人家,仍偶有肠胃不适发生。
一个月后,试用家庭普遍反馈良好,处理过的水口感似乎更清冽,烧开后水垢也少些,最关键的是,饮用后确实没有再出现腹泻等情况。
学院收集了数据,虽然无法精确证明是电净水的功劳,但积极的效果是明显的。
消息传开,更多人家想装。但学院谨慎地表示,这只是初步试验,电极(石墨)成本较高,长期使用效果和安全性还需观察,暂时无法大规模推广。
然而,需求催生改进。不久,有学员在试验中发现,使用表面经过特殊粗糙化处理的铁电极,并在水中加入极微量的特定矿物粉,可以在更低的电压和时间内,达到更好的净水效果,且铁电极的消耗和腥味问题也大大减轻。这为降低成本提供了可能。
叶明指示,一方面继续优化设计,目标是将“电净水桶”的成本压到普通中等家庭可以接受的范围;另一方面,可以尝试在柳条巷等试点区域,建立型的“公共电净水站”,集中处理,居民定时取用,以降低单户成本。
当柳条巷的坊正,第一次从那个嗡嗡作响、连接着蓄电池的木柜里,接出满满一桶经过“电处理”的清澈井水时,他老泪纵横,对着格物院的方向连连作揖。
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