Banyak sistem air kecil di Amerika Syarikat bergelut dengan pematuhan pembasmian kuman, satu kajian baru oleh profesor kejuruteraan Ohio State, Natalie Hull ditemui. Kredit: Universiti Negeri Ohio
Orang yang mendapat air mereka dari luar bandar, sistem air kecil berada pada risiko kesihatan yang lebih besar pendedahan kepada bakteria dan patogen berbahaya yang lain, menurut kajian baru-baru ini dalam jurnal AWWA Water Science.
"Banyak sistem air kecil di Amerika Syarikat bergelut dengan pematuhan pembasmian kuman," kata Natalie Hull, penulis utama kajian dan penolong profesor di Jabatan Kejuruteraan Awam, Alam Sekitar dan Geodetik Ohio State. "Pelanggaran pembasmian kuman berkaitan kesihatan ini tidak seimbang menjejaskan sistem kecil, jadi kami berminat untuk mencari penyelesaian rawatan air yang lebih mampan."
Pada tahun 2015 sahaja, hampir 21 juta rakyat Amerika bergantung kepada sistem air komuniti yang melanggar piawaian kualiti berasaskan kesihatan.
Kajian yang diterbitkan pada bulan Julai, mendapati bahawa pembasmian kuman oleh cahaya ultraviolet (UV) melalui diod pemancing cahaya (LED) mungkin menjadi pilihan rawatan yang mampan untuk sistem air kecil.
"LED yang kami kaji benar-benar kecil, sama seperti yang ada dalam telefon anda atau elektronik lain, kecuali mereka mengeluarkan irradiation UVC, yang germicidal dan benar-benar berkesan pada pembasmian kuman," kata Hull. "Oleh kerana saiz mereka yang kecil dan keperluan kuasa yang rendah, kami dapat mereka bentuk reaktor semua bentuk dan saiz, termasuk untuk sistem kecil."
Tidak seperti proses klorinasi tradisional yang banyak digunakan oleh sistem hari ini, pembasmian kuman UV tidak memerlukan penambahan kimia, menyebabkan tiada isu rasa atau bau, tidak mempunyai kesan berbahaya daripada keterlaluan dan tidak menyebabkan kakisan paip.
Untuk kajian itu, pasukan itu menjalankan pelaksanaan selama setahun reaktor rawatan air UV LED yang pertama tersedia secara komersial dalam sistem kecil di pergunungan di Colorado. Mengukur bakteria penunjuk utama, penyelidik membandingkan keputusan daripada LED UV kepada pembasmian kuman klorin tradisional. Reaktor UV dilakukan sama rata serta sistem klorinasi untuk pembasmian kuman organisma penunjuk, bermakna ia boleh menjadi pilihan yang berdaya maju untuk rawatan air perbandaran.
Natalie Hull bekerja di makmal dengan pembantu penyelidik siswazah Judith Straathof. Kredit: Universiti Negeri Ohio
"Ia benar-benar menarik kerana ia berharga kurang daripada $ 25 dalam elektrik untuk menjalankan unit ini sepanjang tahun," kata Hull. "Ia merawat setengah liter seminit—pada kadar aliran itu, itu tidak mencukupi untuk membekalkan air untuk seluruh bandar lagi, tetapi ia lebih daripada air yang mencukupi untuk membekalkan keseluruhan isi rumah selama setahun."
Menurut Hull, proses rawatan air dalam komuniti perindustrian tidak banyak berubah sejak awal 1900-an.
"Kami mengoptimumkan rawatan kami kerana kami lebih memahami pencemar kimia yang baru muncul, seperti bahan kimia farmaseutikal, logam berat, racun perosak dan plastik, dan kesan yang mereka boleh ada pada kesihatan kita," katanya. "Kami telah membangunkan rawatan yang lebih maju, tetapi mereka banyak memberi tumpuan untuk memerangi bahan kimia di dalam air kita. Kawasan yang kami ketinggalan adalah melihat mikrobiom rawatan air minuman dan sistem pengedaran kami."
Langkah seterusnya akan merangkumi analisis terperinci air dan sampel tiub. Menggunakan teknik penjujukan DNA canggih, pasukannya akan membandingkan komuniti mikrob dalam sampel air dan biofilm antara kedua-dua amalan pembasmian kuman: UV berbanding klorin.
"Walaupun ada yang diketahui tentang bagaimana klorin menjejaskan komuniti mikrob, sedikit yang diketahui tentang bagaimana UV mempengaruhi komuniti mikrob," katanya.
Pasukan ini juga akan menentukan bagaimana komuniti mikrob terjejas dari masa ke masa oleh faktor-faktor seperti suhu dan kekeruhan, atau awan, dan bagaimana keputusan mereka sejajar dengan ukuran bakteria penunjuk, seperti coliforms dan E. coli, dan aktiviti mikrob keseluruhan. Di samping itu, mereka akan membandingkan data penjujukan kendalaan tinggi biasanya disediakan oleh makmal komersial kepada data dari penjujukan DNA lapuk di makmal mereka.
"Bukan sahaja kita melihat teknologi rawatan air yang lebih mudah diakses, tetapi kami melihat teknologi pemantauan yang lebih mudah diakses juga," katanya.
