Живут же люди

В очередной раз любопытство разобрало, вот, делюсь.

Дезинфекция с помощью солнечного света

Дезинфекция с помощью солнечного света (англ. Solar water disinfection SODIS^[1]) — метод дезинфекции воды, с использованием только солнечного света и пластиковых бутылок. SODIS является доступным и эффективным способом для децентрализованной очистки воды, как правило, применяется на бытовом уровне и рекомендован Всемирной организацией здравоохранения как реальный способ для очистки и безопасного хранения воды в домашних условиях^[2]. В настоящее время SODIS применяется во многих развивающихся странах. Брошюры знакомящие с данным методом доступны на многих языках^[3].

Принцип действия

Установлено, что солнечный свет является губительным для микроорганизмов, содержащихся в питьевой воде^[4]. Считается, что три основных компоненты света способствуют умерщвлению болезнетворных организмов:

• Ультрафиолетовое излучение (UVB) влияет непосредственно на метаболизм и разрушает клеточную структуру бактерий.
• Излучение с длиной волны 320—400 нм. (UVA) вступает в реакцию с кислородом, растворенным в воде, и производит высокоактивные формы кислорода (свободные радикалы кислорода и перекись водорода), которые также уничтожают патогенные организмы.
• Суммарная солнечная энергия (в том числе инфракрасная компонента излучения) нагревает воду. Если температура воды поднимается выше 50°С, процесс дезинфекции проходит в три раза быстрее.

При температуре воды около 30 °C (86 °F), и пороге солнечной радиации не менее 500 Вт/м² (полный спектр) требуется около 6 часов облучения, чтобы добиться эффекта. Это соответствует примерно 6 часов обработки в средних широтах в солнечный летний день^[4].

Применение

SODIS является эффективным методом для очистки воды, в тех местах где топливо или другие источники тепла недоступны либо слишком дороги. Даже там, где топливо имеется, SODIS является более экономичным и экологически чистым вариантом. Применение SODIS ограничивается только в том случае, если емкостей недостаточно или если вода очень мутная. Впрочем, если вода загрязнена механическими примесями, то перед обработкой SODIS её необходимо только дополнительно профильтровать, например, через песок^[4].

Теоретически, этот метод может быть использован в случае стихийных бедствий или в лагерях беженцев. Тем не менее, доставка бутылок может оказаться более сложной, чем предоставление эквивалентного количества дезинфицирующих таблеток, содержащих хлор, бром или йод. Кроме того, в некоторых случаях, трудно гарантировать, что вода будет находиться на солнце в течение необходимого времени.

Другими методами очистки воды в домашних условиях являются хлорирование, различные методы фильтрации или флокуляции/дезинфекции. Выбор необходимого метода должен быть основан на критерии эффективности, и наличия других видов загрязнения (мутность, химическое загрязнение), расходы на обработку, трудоемкость, удобство, и предпочтение пользователей.

Предостережение

Если бутылки с водой не пробыли на солнце в течение нужного периода времени, вода может оказаться небезопасной и её употребление может привести к заболеванию. Если солнечный свет не достаточно силён в зависимости от погоды, либо в регионах с менее солнечным климатом, необходимо большее время держать бутылки с водой на солнце.

При использовании обеззараживания SODIS необходимо учитывать следующие факторы:

• Материал бутылки: Некоторые виды стёкол или поливинилхлоридных материалов могут задерживать ультрафиолетовое излучение, поэтому рекомендуется использовать общедоступные бутылки из полиэстера^[5]. Поликарбонат блокирует все виды UVA и UVB лучей, и поэтому не должен использоваться.
• Износ пластиковых бутылок: эффективность SODIS зависит от физического состояния пластиковых бутылок, царапины и друге признаки износа снижают эффективность SODIS.
• Форма ёмкости: интенсивность ультрафиолетового излучения быстро убывает с увеличением глубины. На глубине 10 см и умеренной мутности ультрафиолетовое излучение снижается на 50 %.
• Содержание кислорода: Солнечный свет производит высокоактивные формы кислорода (свободные радикалы кислорода и перекись водорода) в воде. Эти вещества вносят свой вклад в процесс уничтожения микроорганизмов. При нормальных условиях (реки, ручьи, колодцы, пруды, водопровод) вода содержит достаточное количество кислорода (более 3 мг кислорода на литр) и не должны быть газирована перед обработкой.
• Выщелачивание материала ёмкости: Есть предположение, что, пластиковые бутылки для могут выпускать токсичные химические компоненты в воду и этот процесс становится более интенсивным под действием тепла. Швейцарские федеральные лаборатории для испытания материалов и исследований изучили выделение ионов адипиновой кислоты и фталатов (DEHA и DEHP) из новых и повторно использованных пластиковых бутылок в воду во время солнечного облучения. Концентрация этих веществ в воде, после экспозиции на солнце в течение 17 часов при температуре 60°C, было намного ниже предельно допустимых концентраций, установленных ВОЗ по питьевой воде, и в тех же количествах, что содержится в качественной водопроводной воде.

Опасения по поводу использования пластиковой тары были также высказаны после доклада, опубликованного исследователями из Гейдельбергского университета о выходе сурьмы из бутылок для безалкогольных напитков и минеральной воды, хранящихся в течение нескольких месяцев в супермаркетах. Тем не менее, содержание сурьмы в бутылках на несколько порядков ниже требований ВОЗ^[6] и национальных норм по концентрации сурьмы в питьевой воде^[7][8][9]. Кроме того, после обработки SODIS вода не хранится длительное время.

• Восстановление бактерий: После прекращения экспозиции солнечным светом, оставшиеся бактерии могут снова начать размножаться в темноте. Исследование в 2010 году установило, что добавление перекиси водорода в отношении 10 частей на миллион является эффективным средством для предотвращения размножения сальмонеллы^[10].

• Токсичные химикаты: Солнечная дезинфекция воды не удаляет токсичные химические вещества, которые могут присутствовать в воде в связи с попаданием в водоёмы промышленных отходов.

Воздействие на здоровье

Было установлено, что метод SODIS (и другие методы очистки воды в домашних условиях) могут эффективно удалять из воды патогенные организмы. Тем не менее, инфекционные заболевания также передаются другими путями: в связи с общим отсутствием санитарии и гигиены. Изучение динамики заболеваемости диареей среди пользователей SODIS показывает снижение заболеваемости на 30—80 %^{[11][12][13][14]}.

Эффективность SODIS был впервые обнаружена профессором Афтимом Акра Американскго университета в Бейруте в начале 1980 года. В дальнейшем, исследования проводились в группой Мартина Вегелина в Швейцарском федеральном институте водных наук и технологий (EAWAG), доктором Кевином Макгиганом в Королевском хирургическом колледже в Ирландии (RCSI). Клинические испытания были проведены впервые профессором Ронаном Конрой из RCSI в сотрудничестве с Майклом Элмором-Миганом.

В настоящее время совместный проект по исследованию SODIS осуществляется следующими организациями:

• Королевский хирургический колледж Ирландии (RCSI), Ирландия
• Университет Ольстера (UU), Соединенное Королевство
• Институт развития водоснабжения и санитарии (IWSD), Зимбабве
• Plataforma Solar de Almería (CIEMAT-PSA), Испания
• Университета Лестера (UL), Соединенное Королевство
• Международная комиссия по оказанию помощи голодающим (ICROSS), Кения
• Университет Сантьяго-де-Компостела (ОСК), Испания
• Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (EAWAG), Швейцария

Проект проводит исследования на территории нескольких стран, таких как Зимбабве, Южно-Африканская Республика и Кения.

Другие исследования включают в себя разработку системы непрерывного обеззараживания потока^[15] и солнечной дезинфекции с применением покрытия из диоксида титана, которое предотвращает размножение колиморфных бактерий после SODIS^[16]. Исследования показали, что применение недорогих добавок способно увеличить эффективность SODIS и сделать его более быстрым и эффективным в солнечную и пасмурную погоду^[17]. В 2008 году было установлено, что возможно использование природных коагулянтов. Порошки из нескольких сортов бобовых(горох, фасоль и чечевица), а также арахисовых — были испытаны для удаления мутности. Эффективность оказалась на уровне промышленных квасцов и даже превзошла её поскольку оптимальная доза оказалось низкой, флокуляция была быстрой (7-25 минут, в зависимости от используемых семян) и жесткости воды и рН^[18]. Позже изучалось использование каштанов, желудей дуба и семян моринги для той же цели^[19][20].

Другим направлением исследования стало изучение применения полупроводников, чтобы увеличить выделение кислородных радикалов под воздействием ультрафиолета^[21]. Исследователи из Национального центра по изучению датчиков и Института биомедицинской диагностики из университета Дублина разработали новый дозиметр ультрафиолета, данные с которого можно прочитать с камеры мобильного телефона. Камера в телефоне используется для получения изображения с датчиков и с помощью специализированного программного обеспечения, работающего на телефоне анализирует датчик цвета для обеспечения количественного измерения дозы облучения^[22].

Применение в мире

Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий через Департамент по водным ресурсам и санитарии в развивающихся странах (Sandec), координирует продвижение проекта SODIS в 33 странах, включая Бутан, Боливия, Буркина-Фасо, Камбоджа, Камерун, Конго, Эквадор, Сальвадор, Эфиопия, Гана, Гватемала, Гвинея, Гондурас, Индия, Индонезия, Кения, Лаос, Малави, Мозамбик, Непал, Никарагуа, Пакистан, Перу, Филиппины, Сенегал, Сьерра-Леоне, Шри-Ланка, Того, Уганда, Узбекистан, Вьетнам, Замбия и Зимбабве^[23].

Проект SODIS финансируется, в частности, фондом SOLAQUA, клубами Lions Clubs International, Ротари Интернешнл и Водяным фондом Мишеля Контэ.

SODIS также используется в нескольких общинах Бразилии, в частности в Беберибе в западной части Форталеза. Применение солнечной дезинфекции в этих районах весьма успешно, поскольку температура воздуха поднимается выше 40°C.

Примечания

↑ Показывать компактно

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%B5%D0%BA%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D1%81_%D0%BF%D0%BE%D0%BC%D0%BE%D1%89%D1%8C%D1%8E_%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%81%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0