Watersystemen met een laag debiet die zijn ontworpen om water te besparen, vormen potentiële gevaren voor de gezondheid, omdat ze een toename van ziekteverwekkende organismen en schadelijke chemicaliën kunnen veroorzaken.

Een nieuw EPA-gefinancierd project onder leiding van Purdue University streeft ernaar het probleem op te lossen.

"Het toenemende voorkomen van lage stromen in waterdistributiesystemen en sanitair in gebouwen vormt een opkomend gezondheidsprobleem. Opportunistische ziekteverwekkers vermenigvuldigen zich gemakkelijker onder omstandigheden met een laag debiet, " zei Andrew Whelton, een assistent-professor in milieu- en ecologische engineering en de Lyles School of Civil Engineering. "Gebouw ontwerpers, managers, en gezondheidsfunctionarissen hebben betere informatie en modellen nodig om gezondheidsrisico's te voorspellen in sanitaire systemen die in allerlei soorten gebouwen worden aangetroffen, van scholen, naar huizen, naar zorginstellingen."

Tot de organismen behoren de bacterie Legionella pneumophila, die de veteranenziekte veroorzaakt; de hersenetende amoebe Naegleria fowleri; Pseudomonas aeruginosa, een antibioticum-resistent pathogeen geassocieerd met ernstige ziekten; en Mycobacterium avium, die luchtwegaandoeningen veroorzaken, vooral bij immuungecompromitteerde mensen.

"Deze opportunistische ziekteverwekkers veroorzaken nog steeds uitbraken van door water overgedragen ziekten in het hele land, " zei Whelton. "In feite, Legionella blijft de meest herkenbare oorzaak van door water overgedragen ziekten in de Verenigde Staten."

Purdue zal samenwerken met onderzoekers van de Michigan State University en de San Jose State University om de waterkwaliteit en gezondheidsrisico's van afnemend watergebruik en lage stromen beter te begrijpen en te voorspellen. De groep wordt gefinancierd met een subsidie ​​van $ 2 miljoen van de Environmental Protection Agency. Het driejarige project, die deze maand begint, zal ook worden gefinancierd met $ 1,1 miljoen uit niet-federale bronnen, waaronder Whirlpool Corp., Burgers Energiegroep, en de Avon Community School Corporation.

"Het vandaag aangekondigde onderzoek zal besluitvormers begeleiden bij het ontwerpen, renoveren, of leidingsystemen beheren om veilig en schoon drinkwater te leveren, " zei Thomas Burke, wetenschappelijk adviseur en plaatsvervangend assistent-beheerder van EPA's Office of Research and Development.

Het bouwen van sanitair in de Verenigde Staten neigt naar lage stroomsnelheden om water te besparen, gaande van 4 gallons per minuut in 1994 tot 0,5 gpm in de huidige systemen. Echter, terwijl de stroomsnelheden zijn verminderd, de diameter van de afvoerleidingen niet heeft, waardoor water in de leidingen veroudert.

"In systemen met een laag debiet, we hebben ontdekt dat het water dat uw kraan bereikt veel ouder zal zijn tegen de tijd dat het u bereikt, " zei Whelton, die het probleem beschreef tijdens een recente conferentie, Dageraad of Doom '16, bij Purdu.

Whelton, hoofdonderzoeker van het project, zal werken met een team dat bestaat uit Jade Mitchell, een assistent-professor in MSU's Department of Biosystems and Agricultural Engineering; Janice Beecher, directeur van het Institute of Public Utilities Policy Research &Education bij MSU; Joan Roos, de Homer Nowlin-leerstoel in Water Research aan de MSU en de 2016 Stockholm Water Prize Laureate; Amirpouyan Nejadhashemi, een universitair hoofddocent bij de afdeling Biosystems and Agricultural Engineering van MSU; en Juneseok Lee, een universitair hoofddocent en California Water Service Co. Chair Professor in San Jose State's Department of Civil and Environmental Engineering.

"Een lager verbruik en lagere stromen in watersystemen verhogen de techniek, economisch, en volksgezondheidskwesties, dus een interdisciplinaire aanpak is nodig, " Zei Beecher. "Dit onderzoek komt vooral op het juiste moment in termen van de urgentie van optimale infrastructuurinvesteringen met een focus op het waarborgen van veilig drinkwater."

Het team bestaat uit Purdue-promovendus Maryam Salehi en Amisha Shah, een assistent-professor civiele techniek en milieu- en ecologische engineering aan Purdue.

"Dit project is innovatief omdat het een breed scala aan belanghebbenden in staat zal stellen, die worden vertegenwoordigd door onze uitgebreide onderzoekspartnerschappen, om voorrang te geven aan bemonstering van bestaande gebouwen. We zullen ook omstandigheden identificeren die moeten worden vermeden tijdens de aanleg van sanitair of die moeten worden bevorderd tijdens renovatie, " zei Whelton. "De resultaten zullen waternutsbedrijven en overheidsinstanties in staat stellen om veranderingen in de kwaliteit van het leidingwater beter te voorspellen op basis van de waterkwaliteit en -operaties van het distributiesysteem."

Whelton's bestaande testfaciliteit voor sanitairtechnologie zal in Purdue worden uitgebreid om de effecten van sanitaire componenten op de veiligheid van drinkwater te onderzoeken. Zijn team heeft eerder op bewijs gebaseerde methoden geïdentificeerd om chemisch verontreinigd sanitair in gebouwen te ontsmetten

"We zullen de kennis ontwikkelen die het ontwerp van het leidingnetwerk en de operationele omstandigheden identificeert die microbiële en chemische risico's kunnen verminderen, ' zei Whelton.

Er zal ook een webgebaseerd "beslissingsondersteunend systeem" worden gecreëerd.

"Gezondheidsrisico's in woon- en bedrijfsgebouwen, veroorzaakt door de verspreiding van ziekteverwekkers, moeten worden geminimaliseerd door het ontwerp van waterinfrastructuur, exploitatie- en onderhoudsbeslissingen, en codes, " hij zei.

Het team zal hypothesen testen met behulp van verschillende systemen, inclusief die in een woonhuis dat door experts van Purdue en Whirlpool Corp. is omgebouwd tot de meest efficiënte woning die mogelijk is - een "netto-nul"-structuur genaamd het ReNEWW-huis; het Efroymson Conservation Center van de National Conservancy in Indianapolis, beschouwd als het meest duurzame kantoorgebouw in de staat; Avon Middle School North in Avon, Ind., en twee kantoorgebouwen in Michigan.

"Mijn collega's en ik hebben het project ontworpen om de drinkwaterkwaliteit te onderzoeken waar mensen wonen, waar ze werken en waar ze hun kinderen naar school sturen. Dit werd gestimuleerd door input die we ontvingen van verschillende belanghebbenden, inclusief huiseigenaren, ouders, en overheidsfunctionarissen die in het verleden contact met ons hebben opgenomen voor hulp, ' zei Whelton.

De ReNEWW woning is voorzien van energie- en waterbesparende voorzieningen en zonnepanelen die zowel elektriciteit als warm water produceren.

"Het is het perfecte laboratorium omdat we alle sanitaircomponenten kennen, de debieten en andere systeemkenmerken, en Whirlpool Corporation is een geweldige partner geweest."

De gegevens van het onderzoek zullen worden gebruikt om "voorspellende modellen voor waterkwaliteit voor sanitaire voorzieningen" te produceren.

De subsidieaanvraag van Purdue-Michigan State-San Jose State omvatte talrijke brieven van mensen die hebben geprofiteerd van het advies van onderzoekers. Brieven van deelname en ondersteuning werden ingediend door de American Society of Plumbing Engineers, de Green Building Council van de Verenigde Staten, Indiana Rural Water Association, water nutsbedrijven, architecten- en ingenieursbureaus, en onderzoekers uit Canada, Denemarken, Israël, en de Verenigde Staten. De steun werd ook uitgesproken door de American Water Works Association, Gezond Bouwen Netwerk, National Institute of Standards and Technology en de National Environmental Health Association.

"We hebben ons project ontworpen op basis van zorgen over de veiligheid van drinkwater van het publiek, industrie, en overheidsinstanties. Onze aanpak maakt gebruik van expertise van wereldklasse van de industrie en andere academici, " zei Whelton. "We hebben een geweldig team en staan ​​te popelen om nauwer samen te werken met onze projectmedewerkers en supporters."