Daugelis mažų vandens sistemų Jungtinėse Amerikos Valstijose kovoja su dezinfekcijos atitikties, naujas tyrimas Ohajo valstijos inžinerijos profesorius Natalie Hull rasti. Kreditas: Ohajo valstijos universitetas
Žmonės, kurie gauna savo vandenį iš kaimo, mažų vandens sistemų yra didesnė rizika sveikatai sąlyčio su bakterijomis ir kitais kenksmingais patogenais, atsižvelgiant į neseniai atliktą tyrimą žurnale AWWA Vandens mokslas.
"Daug mažų vandens sistemų Jungtinėse Amerikos Valstijose kovoja su dezinfekcijos atitikties," sakė Natalie Hull, švino autorius tyrimo ir asistentas profesorius Ohajo valstijos universiteto civilinės, aplinkos ir geodezinės inžinerijos katedra. "Šie su sveikata susiję dezinfekcijos pažeidimai neproporcingai veikia mažas sistemas, todėl esame suinteresuoti rasti prieinamesnį, tvaresnį vandens valymo sprendimą."
Vien 2015 m. beveik 21 milijonas amerikiečių rėmėsi bendruomenės vandens sistemomis, kurios pažeidė sveikata pagrįstus kokybės standartus.
Liepos mėnesį paskelbtame tyrime nustatyta, kad dezinfekcija ultravioletine (UV) šviesa per šviesą spinduliuojamus diodus (LED) gali būti tvari mažų vandens sistemų valymo galimybė.
"Šie LED mes studijavome yra tikrai mažas, kaip ir jūsų telefone ar kitos elektronikos tie, išskyrus tai, kad jie skleidžia UVC švitinimo, kuris yra daigumas ir tikrai veiksmingas dezinfekcijos," Hull pasakė. "Dėl savo mažo dydžio ir mažos galios reikalavimus, mes galime projektuoti reaktorių visų formų ir dydžių, įskaitant mažų sistemų."
Skirtingai nuo tradicinio chloravimo proceso, kurį šiandien naudoja daugelis sistemų, UV dezinfekcijai nereikia jokių cheminių papildymų, nesukelia skonio ar kvapo problemų, neturi kenksmingo perdozavimo poveikio ir nesukelia vamzdžių korozijos.
Tyrimui komanda atliko metus įgyvendinimą pirmojo komerciškai prieinamo UV LED vandens valymo reaktoriaus mažoje sistemoje Kolorado kalnuose. Matuodami pagrindinių indikatorių bakterijas, mokslininkai palygino UV šviesos diodų rezultatus su tradicine chloro dezinfekcija. UV reaktorius buvo atliekamas vienodai, taip pat chloravimo sistema indikatorinių organizmų dezinfekcijai, o tai reiškia, kad tai galėtų būti perspektyvi galimybė komunaliniam vandens valymui.
Natalie Hull dirba laboratorijoje su absolventų tyrimų asistente Judith Straathof. Kreditas: Ohajo valstijos universitetas
"Tai tikrai įdomu, nes tai kainuoja mažiau nei $ 25 elektros paleisti šį vienetą už visus metus," sakė Hull. "Tai buvo gydyti pusę litro per minutę, kad srautas, tai nėra pakankamai tiekti vandenį visam miestui dar, bet tai daugiau nei pakankamai vandens tiekti visą namų ūkį per metus."
Pagal Hull, vandens valymo procesus pramoninėse bendruomenėse nepasikeitė daug nuo 1900-ųjų pradžioje.
"Mes optimizuoti mūsų gydymo, kaip mes geriau suprasti naujų cheminių teršalų, tokių kaip farmacinių cheminių medžiagų, sunkiųjų metalų, pesticidų ir plastikų, ir poveikį jie gali turėti mūsų sveikatai," sakė ji. "Mes sukūrėme pažangesnį gydymą, tačiau jie daug dėmesio skiria kovai su cheminėmis medžiagomis mūsų vandenyje. Sritis, kurioje atsiliekame, žiūri į mūsų geriamojo vandens valymo ir paskirstymo sistemų mikrobiomą."
Kiti veiksmai apims išsamią vandens ir vamzdžių mėginių analizę. Naudodama state-of-the-art DNR sekos metodus, jos komanda palygins mikrobų bendruomenes vandenyje ir biofilmų mėginius tarp dviejų dezinfekcijos praktikų: UV ir chloro.
"Nors kai kurie yra žinomi apie tai, kaip chloras veikia mikrobų bendruomenes, mažai žinoma apie tai, kaip UV veikia mikrobų bendruomenes," sakė ji.
Komanda taip pat nustatys, kaip mikrobų bendruomenes laikui bėgant paveikė tokie veiksniai kaip temperatūra ir drumstumas arba drumstumas, ir kaip jų rezultatai atitinka indikatorių bakterijų, tokių kaip koliforminės bakterijos ir E. coli, ir bendro mikrobų aktyvumo priemones. Be to, jie palygins didelio našumo sekos duomenis, kuriuos paprastai pateikia komercinės laboratorijos, su duomenimis iš rankinio DNR sekos įrenginio savo laboratorijoje.
"Mes ne tik žiūrime į prieinamesnę vandens valymo technologiją, bet ir žiūrime į prieinamesnę stebėjimo technologiją", – sakė ji.
