Molti piccoli sistemi idrici negli Stati Uniti hanno difficoltà a rispettare la disinfezione, ha scoperto un nuovo studio della professoressa di ingegneria dell'Ohio State Natalie Hull. Credito:Ohio State University
Le persone che prendono l'acqua dalle campagne, i piccoli sistemi idrici sono a maggior rischio per la salute di esposizione a batteri e altri agenti patogeni nocivi, secondo un recente studio sulla rivista AWWA Water Science .
"Molti piccoli sistemi idrici negli Stati Uniti hanno difficoltà a rispettare la disinfezione, "ha detto Natalie Hull, autore principale dello studio e assistente professore presso il Dipartimento di Civiltà della Ohio State University, Ingegneria ambientale e geodetica. "Queste violazioni della disinfezione legate alla salute colpiscono in modo sproporzionato i piccoli sistemi, quindi siamo interessati a trovare un più accessibile, soluzione sostenibile per il trattamento delle acque."
Solo nel 2015 quasi 21 milioni di americani facevano affidamento su sistemi idrici comunitari che violavano gli standard di qualità basati sulla salute.
Lo studio, pubblicato a luglio, hanno scoperto che la disinfezione mediante luce ultravioletta (UV) tramite diodi a emissione di luce (LED) può essere un'opzione di trattamento sostenibile per i piccoli sistemi idrici.
"Questi LED che abbiamo studiato sono davvero piccoli, proprio come quelli del tuo telefono o di altri dispositivi elettronici, tranne che emettono radiazioni UVC, che è germicida e veramente efficace nella disinfezione, "Ha detto Hull. "A causa delle loro piccole dimensioni e dei bassi requisiti di potenza, siamo in grado di progettare reattori di ogni forma e dimensione, anche per piccoli impianti."
A differenza del tradizionale processo di clorazione che molti sistemi utilizzano oggi, La disinfezione UV non richiede aggiunte chimiche, non causa problemi di gusto o odore, non ha effetti dannosi da sovradosaggio e non provoca corrosione delle tubazioni.
Per lo studio, il team ha condotto un'implementazione di un anno del primo reattore UV LED per il trattamento dell'acqua disponibile in commercio in un piccolo sistema nelle montagne del Colorado. Misurazione dei batteri indicatori chiave, i ricercatori hanno confrontato i risultati dei LED UV con la disinfezione tradizionale con cloro. Il reattore UV ha funzionato allo stesso modo così come il sistema di clorazione per la disinfezione degli organismi indicatori, il che significa che potrebbe essere un'opzione praticabile per il trattamento delle acque municipali.
Natalie Hull lavora in laboratorio con l'assistente di ricerca laureata Judith Straathof. Credito:Ohio State University
"È davvero eccitante perché costa meno di $ 25 in elettricità per far funzionare questa unità per tutto l'anno, " disse Hull. "Si trattava di mezzo litro al minuto, a quella portata, non basta ancora per rifornire d'acqua un'intera città, ma è più che sufficiente per rifornire un'intera famiglia per un anno".
Secondo Hull, i processi di trattamento delle acque nelle comunità industrializzate non sono cambiati molto dai primi anni del 1900.
"Stiamo ottimizzando i nostri trattamenti man mano che comprendiamo meglio gli inquinanti chimici emergenti, come prodotti chimici farmaceutici, metalli pesanti, pesticidi e plastica, e gli impatti che possono avere sulla nostra salute, " ha detto. "Abbiamo sviluppato trattamenti più avanzati, ma si concentrano molto sulla lotta alle sostanze chimiche nella nostra acqua. Un'area in cui siamo in ritardo riguarda il microbioma dei nostri sistemi di trattamento e distribuzione dell'acqua potabile".
I prossimi passi includeranno l'analisi dettagliata dei campioni di acqua e tubi. Utilizzando tecniche di sequenziamento del DNA all'avanguardia, il suo team confronterà le comunità microbiche nell'acqua e nei campioni di biofilm tra le due pratiche di disinfezione:UV contro cloro.
"Sebbene si sappia come il cloro influisca sulle comunità microbiche, poco si sa su come i raggi UV influenzino le comunità microbiche, " lei disse.
Il team determinerà anche come le comunità microbiche sono state influenzate nel tempo da fattori quali temperatura e torbidità, o nuvolosità, e come i loro risultati si allineano con le misure dei batteri indicatori, come i coliformi e E. coli , e l'attività microbica complessiva. Inoltre, confronteranno i dati di sequenziamento ad alto rendimento tipicamente forniti dai laboratori commerciali con i dati di un sequenziatore di DNA portatile nel loro laboratorio.
"Non stiamo solo cercando una tecnologia di trattamento delle acque più accessibile, ma stiamo anche cercando una tecnologia di monitoraggio più accessibile, " lei disse.
