Mensen die hun water van het platteland halen, kleine watersystemen lopen een groter gezondheidsrisico door blootstelling aan bacteriën en andere schadelijke ziekteverwekkers, volgens een recente studie in het tijdschrift AWWA Waterwetenschappen .

"Veel kleine watersystemen in de Verenigde Staten worstelen met de naleving van desinfectie, " zei Natalie Hull, hoofdauteur van de studie en assistent-professor in de Ohio State University Department of Civil, Milieu- en geodetische techniek. "Deze gezondheidsgerelateerde desinfectieovertredingen treffen onevenredig kleine systemen, dus we zijn geïnteresseerd in het vinden van een meer toegankelijke, duurzame waterbehandelingsoplossing."

Alleen al in 2015 bijna 21 miljoen Amerikanen vertrouwden op gemeenschapswatersystemen die gezondheidsnormen schonden.

De studie, gepubliceerd in juli, ontdekte dat desinfectie door ultraviolet (UV) licht via light-emitting diodes (LED's) een duurzame behandelingsoptie kan zijn voor kleine watersystemen.

"Deze LED's die we hebben bestudeerd, zijn erg klein, net als die in je telefoon of andere elektronica, behalve dat ze UVC-straling uitstralen, die kiemdodend is en echt effectief is bij desinfectie, Hull zei. "Vanwege hun kleine formaat en lage stroomvereisten, we kunnen reactoren in alle soorten en maten ontwerpen, ook voor kleine systemen."

In tegenstelling tot het traditionele chloreringsproces dat tegenwoordig door veel systemen wordt gebruikt, UV-desinfectie vereist geen chemische toevoegingen, veroorzaakt geen smaak- of geurproblemen, heeft geen schadelijk effect door overdosering en veroorzaakt geen leidingcorrosie.

Voor de studie, het team voerde een jaar lang implementatie uit van de eerste commercieel beschikbare UV-LED-waterbehandelingsreactor in een klein systeem in de bergen in Colorado. Het meten van sleutelindicatorbacteriën, onderzoekers vergeleken de resultaten van de UV-LED's met traditionele chloordesinfectie. De UV-reactor presteerde even goed als het chloreringssysteem voor desinfectie van de indicatororganismen, wat betekent dat het een haalbare optie kan zijn voor gemeentelijke waterbehandeling.

"Het is echt spannend omdat het minder dan $ 25 aan elektriciteit kost om dit apparaat het hele jaar door te laten werken, "zei Hull. "Het behandelde een halve liter per minuut - bij die stroomsnelheid, dat is nog niet genoeg om een ​​hele stad van water te voorzien, maar het is meer dan genoeg water om een ​​heel huishouden een jaar lang van te voorzien."

Volgens Hull, waterbehandelingsprocessen in geïndustrialiseerde gemeenschappen zijn niet veel veranderd sinds het begin van de 20e eeuw.

"We optimaliseren onze behandelingen naarmate we opkomende chemische verontreinigende stoffen beter begrijpen, zoals farmaceutische chemicaliën, zware metalen, pesticiden en plastic, en de gevolgen die ze kunnen hebben voor onze gezondheid, " zei ze. "We hebben geavanceerdere behandelingen ontwikkeld, maar ze richten zich veel op het bestrijden van de chemicaliën in ons water. Een gebied waar we achterlopen, is kijken naar het microbioom van onze drinkwaterbehandelings- en distributiesystemen."

De volgende stappen omvatten een gedetailleerde analyse van water- en slangmonsters. Met behulp van state-of-the-art DNA-sequencing technieken, haar team zal microbiële gemeenschappen in water- en biofilmmonsters vergelijken tussen de twee desinfectiepraktijken:UV versus chloor.

"Hoewel sommigen bekend zijn over de invloed van chloor op microbiële gemeenschappen, er is weinig bekend over de invloed van UV op microbiële gemeenschappen, " ze zei.

Het team zal ook bepalen hoe de microbiële gemeenschappen in de loop van de tijd werden beïnvloed door factoren zoals temperatuur en troebelheid, of bewolking, en hoe hun resultaten overeenkomen met metingen van indicatorbacteriën, zoals coliformen en E coli , en algemene microbiële activiteit. Aanvullend, ze zullen de high-throughput sequencing-gegevens die doorgaans door commerciële laboratoria worden geleverd, vergelijken met de gegevens van een draagbare DNA-sequencer in hun laboratorium.

"We kijken niet alleen naar een meer toegankelijke waterbehandelingstechnologie, maar we kijken ook naar een meer toegankelijke bewakingstechnologie, " ze zei.