Daudzi mazie ūdens sistēmas Amerikas Savienotās Valstis cīnās ar dezinfekciju atbilstību, jaunu pētījumu Ohio Valsts inženierzinātņu profesors Natalie Hull atrasts. Kredīts: Ohio State University
Cilvēki, kuri saņem savu ūdeni no laukiem, mazo ūdens sistēmas ir lielāks veselības risks iedarbības baktēriju un citu kaitīgu patogēnu, saskaņā ar neseno pētījumu žurnālā AWWA Water Science.
"Daudz mazu ūdens sistēmu Amerikas cīnās ar dezinfekciju atbilstību," teica Natalie Hull, vadošais autors studiju un docents Ohio State University Department civilās, vides un ģeodēzisko Engineering. "Šie ar veselību saistītie dezinfekcijas pārkāpumi nesamērīgi ietekmē mazās sistēmas, tāpēc mēs esam ieinteresēti atrast pieejamāku, ilgtspējīgāku ūdens attīrīšanas risinājumu."
2015. gadā vien gandrīz 21 miljons amerikāņu paļāvās uz kopienas ūdens sistēmām, kas pārkāpa veselības kvalitātes standartus.
Pētījumā, kas publicēts jūlijā, konstatēts, ka dezinfekcija ar ultravioleto (UV) gaismu, izmantojot gaismas diodes (LED) var būt ilgtspējīga attīrīšanas iespēja mazām ūdens sistēmām.
"Šie LED mēs pētīta, ir patiešām maza, tāpat kā jūsu tālruni vai citu elektroniku tiem, izņemot tās izstaro UVC apstarošanu, kas ir baktericīda un patiešām efektīva dezinfekcija," Hull teica. "Sakarā ar to mazo izmēru un zemas jaudas prasībām, mēs varam izstrādāt reaktorus visu formu un izmēru, tostarp mazām sistēmām."
Atšķirībā no tradicionālāhlorēšanas procesa, ko daudzas sistēmas izmanto šodien, UV dezinfekcijai nav nepieciešami ķīmiskie papildinājumi, neizraisa garšas vai smaržas problēmas, nav kaitīgas ietekmes no pārdozēšanas un neizraisa cauruļu koroziju.
Par pētījumu, komanda veica gadu ilgu īstenošanu pirmo komerciāli pieejamo UV LED ūdens attīrīšanas reaktoru nelielā sistēmā kalnos Kolorādo. Mērot galvenos indikatorus, pētnieki salīdzināja UV GAISMAS mācijas rezultātus ar tradicionālo hlora dezinfekciju. UV reaktors, ko veic tikpat labi, kā arī hlorēšanas sistēma indikatora organismu dezinfekcijai, kas nozīmē, ka tā varētu būt dzīvotspējīga iespēja komunālo ūdeni attīrīšanai.
Natalie Hull strādā laboratorijā ar absolventa pētniecības asistentu Judith Straathof. Kredīts: Ohio State University
"Tas ir patiešām aizraujoši, jo tas maksā mazāk nekā $ 25 elektroenerģijas vadīt šo vienību visu gadu," teica Hull. "Tas bija apstrādājot puslitru minūtē, pie šī plūsmas ātrumu, tas nav pietiekami, lai piegādātu ūdeni visai pilsētai vēl, bet tas ir vairāk nekā pietiekami daudz ūdens, lai nodrošinātu visu mājsaimniecību gadā."
Saskaņā ar Hull, ūdens attīrīšanas procesus industrializētās kopienās nav mainījies daudz kopš 1900.gadu sākuma.
"Mēs optimizējam mūsu ārstēšanu, kā mēs labāk izprastu jaunās ķīmiskās piesārņotājvielas, piemēram, farmaceitiskās ķīmiskās vielas, smagos metālus, pesticīdus un plastmasu, kā arī ietekmi, ko tie var ietekmēt mūsu veselību," viņa teica. "Mēs esam izstrādājuši vairāk uzlabotas ārstēšanas, bet tie ir vērsta daudz uz cīņu pret ķimikālijām mūsu ūdenī. Teritorija, kurā mēs atpaliekam, meklē mūsu dzeramā ūdens attīrīšanas un sadales sistēmu mikrobiomu."
Nākamie soļi ietvers detalizētu analīzi par ūdens un cauruļu paraugus. Izmantojot state-of-the-art DNS sekvencēšanas metodes, viņas komanda salīdzinās mikrobu kopienām ūdens un biofilmas paraugus starp divām dezinfekcijas metodēm: UV pret hloru.
"Lai gan daži ir zināms par to, kā hlors ietekmē mikrobu kopienām, maz ir zināms par to, kā UV ietekmē mikrobu kopienām," viņa teica.
Komanda arī noteiks, kā mikrobu kopienām ietekmēja laika gaitā tādi faktori kā temperatūra un duļķainums, vai duļķainums, un kā to rezultāti saskaņot ar rādītājiem baktērijas, piemēram, koliformas un E. coli, un vispārējo mikrobu darbību. Turklāt viņi salīdzinās augstas caurlaidspējas sekvencēšanas datus, ko parasti sniedz komerciālās laboratorijas, ar datiem no rokas DNS sekvenser savā laboratorijā.
"Ne tikai mēs meklējam pieejamāku ūdens attīrīšanas tehnoloģiju, bet mēs esam meklē pieejamāku uzraudzības tehnoloģiju, kā arī," viņa teica.
