Дезинфекция с помощью солнечного света
Дезинфекция с помощью солнечного света (
Принцип действия
Установлено, что солнечный свет является губительным для микроорганизмов, содержащихся в питьевой воде[4]. Считается, что умерщвлению болезнетворных организмов способствуют три основных фактора:
- метаболизми 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 °C, 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) для достижения эффекта требуется примерно 6 часов облучения. Это соответствует примерно 6 часам 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
Метод может быть также использован в случае
Другими методами очистки воды в домашних условиях являются хлорирование, различные методы фильтрации или флокуляции/дезинфекции. Выбор метода должен быть основан на критериях эффективности, наличия других видов загрязнения (мутность, химическое загрязнение), расходов на обработку, трудоемкости, удобства, и предпочтения 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 недостаточно силён (в зависимости от погоды), либо в регионах с не очень солнечным климатом, — необходимо большее время держать бутылки с водой на солнце.
При использовании обеззараживания SODIS следует учитывать:
- Материал бутылки: Некоторые виды Поликарбонатблокирует все виды UVA и UVB лучей, и поэтому не должен использоваться.
- Износ пластиковых бутылок: эффективность SODIS зависит от физического состояния пластиковых бутылок, — царапины и другие 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 (вода из рек, ручьев, колодцев, прудов, водопровода) в воде содержится достаточно кислорода (более 3 мг кислорода на литр) и нет необходимости аэрации перед обработкой.
- фталатов (DEHA и DEHP) из новых и повторно использованных пластиковых бутылок в воду в процессе солнечного облучения. Концентрация этих веществ в воде после экспозиции на солнце в течение 17 часов при температуре 60 °C была намного ниже предельно допустимых концентраций, установленных ВОЗ для питьевой воды, — в тех же количествах, что и в качественной водопроводной воде.
- Опасения по поводу использования пластиковой тары были также высказаны после доклада о выходе сурьмы из бутылок для безалкогольных напитков и минеральной воды, хранящихся в течение нескольких месяцев в супермаркетах, опубликованного исследователями из Гейдельбергского университета/ 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 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. Изучение динамики заболеваемости диареей среди пользователей SODIS показывает снижение заболеваемости на 30—80 %[11][12][13][14]. Однако, инфекционные заболевания также передаются и другими путями в связи с общим отсутствием санитарии и гигиены.
Эффективность SODIS был впервые обнаружена профессором Афтимом Акра из Американского университета в Бейруте в начале 1980 года. В дальнейшем, исследования проводились группой Мартина Вегелина в Швейцарском федеральном институте водных наук и технологий (EAWAG), доктором Кевином Макгиганом в Королевском хирургическом колледже Ирландии (RCSI). Первые клинические испытания были проведены 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), Соединённое Королевство
- Институт развития водоснабжения и санитарии (IWSD), Зимбабве
- Plataforma Solar de Almería (CIEMAT-PSA), Испания
- Университет Лестера(UL), Соединённое 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
Другим направлением исследования стало изучение применения полупроводников для увеличения выделения 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 посредством камеры мобильного телефона. Камера телефона используется для получения изображения с датчиков, а специальное программное обеспечение, работающее на телефоне, анализирует цвета изображения для 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, Боливию, Буркина-Фасо, Камбоджу, Камерун, Конго, Эквадор, Сальвадор, Эфиопию, Гану, Гватемалу, Гвинею, Гондурас, Индию, Индонезию, Кению, Лаос, Малави, Мозамбик, Непал, Никарагуа, Пакистан, Перу, Филиппины, Сенегал, Сьерра-Леоне, Шри-Ланку, Того, Уганду, Узбекистан, Вьетнам, Замбию 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, так как температура воздуха поднимается выше 40 °C.
Примечания
- ↑ SODIS - Safe drinking water in 6 hours . sodis.ch. Дата обращения: 30 ноября 2010. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- World Health Organization. Дата обращения: 30 ноября 2010. Архивировано25 сентября 2012 года.
- ↑ Training material . Swiss Federal Institute of Environmental Science and Technology (EAWAG) Department of Water and Sanitation in Developing Countries (SANDEC). Дата обращения: 1 февраля 2010. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- ↑ 1 2 3 Solar Water Disinfection Could Kill Even More Germs with New High-Tech Coating . // cleantechnica.com. Дата обращения: 16 июня 2012. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- ↑ SODIS Technical Note # 2 Materials: Plastic versus Glass Bottles (PDF). sodis.ch (20 октября 1998). Дата обращения: 1 февраля 2010. Архивировано 24 июня 2009 года.
- ↑ Guidelines for drinking-water quality (PDF) 304–6. World Health Organization. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- ↑ Migration of organic components from polyethylene terephthalate (PET) bottles to water Swiss Federal Institute for Materials Testing and Research (EMPA), Kohler M., Wolfensberger M.
- .
- ↑ "Bottled Waters Contaminated with Antimony from PET" (Press release). University of Heidelberg. 2006-01-26. Дата обращения: 17 июня 2012.
{{cite press release}}
:|archive-url=
требует|archive-date=
(справка) - .
- .
- 16 мая 2016 года.
- 16 мая 2016 года.
- 16 мая 2016 года.
- .
- .
- .
- ↑ Mbogo S. A. A novel technology to improve drinking water quality using natural treatment methods in rural Tanzania (англ.) // J Environ Health : journal. — 2008. — March (vol. 70, no. 7). — P. 46—50. — PMID 18348392.
- .
- .
- .
- .
- ↑ Contact addresses and case studies of the projects coordinated by the Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology (EAWAG) are available at sodis.ch Архивная копия от 1 мая 2019 на Wayback Machine.
Ссылки
- New technology uses solar UV to disinfect drinking water . // phys.org. Дата обращения: 16 июня 2012. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- Solar Water Disinfection in Household Settings: Hype or Hope? // plosmedicine.org. Дата обращения: 16 июня 2012. Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 года.
- Clean water at no cost, the SODIS way . // hindu.com. Дата обращения: 16 июня 2012. Архивировано 25 сентября 2012 года.
- Kenyans Tap Sun to Make Dirty Water Sparkle . // clpmag.org. Дата обращения: 16 июня 2012. Архивировано 25 сентября 2012 года.