Списание ХИ&Т

Изследователи от Университета в Делауеър, САЩ, са разработили евтина, небазирана на хлора технология, която успешно отстранява вредните микроорганизми, включително вируси от водата за пиене. Патентованата технология е създадена съвместно с учени от Колежа по земеделие и естествени ресурси и Колежа по инженерни науки. Тя използва високореактивно желязо по време на процеса на филтриране, за да се открият опасни патогени като Е. Коли. Новата технология може значително да подобри безопасността на питейната вода навсякъде по света, особено в развиващите се страни. Според Световната здравна организация (СЗО) над милиард души – една шеста от световното население – нямат достъп до безопасни водоизточници.

Всяка година по света се регистрират над 4 млрд. случая на стомашно-чревни инфекции, отговорни за 1.8 млн. смъртни случая в развиващите се страни, предимно на възрастни хора и деца. 88% от тези епидемии се дължат на замърсени водоизточници, неадекватно пречистване и хигиена. В САЩ вирусите са проблем номер едно сред патогенните микроорганизми, според новото Правило за водата на Агенцията за опазване на околната среда и осигуряване на безопасна питейна вода.“Уникалното в нашата технология е способността й да премахва вируси – най-малките форми на патогените – от водоизточниците”, заяви Пей Чиу, професор в Делъуеърския университет към катедра “Гражданско и природно инженерство”.Чиу си е сътрудничил с проф. Ян Джин от същия университет при разработването на технологията. След това потърсили експертното мнение на вирусолога Кали Нийл, също професор в катедрата по животински и хранителни науки, която оказала съществена помощ при фазата на тестване.“Сериозно предизвикателство пред сектора на пречистване на водите е как бързо да се действа, за да се контролират микробните патогени, какво да бъде правилното количество дезинфектанти, като хлор например, за да се избегнат токсичните дезинфекционни бипродукти в питейната вода и постигането на по-ниски разходи по пречистване”, обясни Чиу.Вирусите в питейната вода са трудни за унищожение с настоящите методи, защото са значително по-малки от бактериите, много подвижни и устойчиви на хлоризация, която е най-доминиращият метод за дезинфекция, използван в САЩ.От всички обитатели на микробиологичния свят, вирусите са с най-малки размери, равняващи се понякога на 10 нанометра. Според Американското общество по микробиология, ако си представим, че вирусът е бейзболна топка, то размерът на средната бактерия е с големината на позицията, в която стои питчърът, а размерът на една човешка клетка е колкото цялото игрище.“Чрез използването на просто желязо във филтрационния процес ние успяхме да премахнем ефективно вирусните агенти от питейната вода. От четвърт милион частици, само няколко преминаха през филтрацията”, обясни Чиу.Простото “нулавалентно” желязо (Fe), използвано в технологията, е широкоразпространен бипродукт от производството на желязо и стомана и е евтино – около 750 долара/тон. Вирусите успешно биват химически дезактивирани и абсорбирани от желязото, твърдят изследователите.

ТЕХНОЛОГИЯТА УНИЩОЖАВА 99.999% ОТ ВИРУСИТЕ

От присъединяването си към Университета в Делауеър през 1995 г., изследванията на Джин са насочени към оцеляването, прикрепянето и придвижването на вирусите в почвата и естествените водоизточници. Един от предходните проекти, финансиран от Американската изследователска фондация по водите, включва тестване потенциала на придвижване на вируси в почви, събрани от различни части на САЩ. Джин и колегите й откриват, че богатите на желязо и алуминиеви оксиди почви премахват вирусите далеч по-ефективно, от останалите типове. Учените са знаели, че желязото може да се използва за пречистване на редица замърсители във водоемите и подпочвените води, но не са подозирали, че то е ефикасно и срещу биологични агенти. Отчасти с подкрепата на Американския департамент по земеделие и Центъра за водни ресурси в Делауеър и тяхната програма, учените и студентите предприели оценка на ефективността на железните гранули при отстраняването на вируси във водата при непрекъснати поточни условия и големи времеви периоди. Два бактериофага (вируси, унищожаващи бактериите) били използвани при проучванията.Оттогава досега Нийл документира ефективността на технологията срещу човешки патогени, включваща Е. коли 0157:Н7, хепатит А, норовирус и ротавирус.За 20 минути се премахват 99.99% от вирусите във водата, а при по-дълъг период се достига ефективност 99.999%. Желязото спомага и за отстраняване на органични вещества като хумусна киселина, която естествено се среща във водоемите. По време на пречистващия процес този естествен органичен материал може да влезе в реакция с хлора и се получават разнообразни токсични химикали, наречени дезинфекционни бипродукти. “Нашата технология, базирана на използването на желязо, може да повиши значително безопасността на водата, чрез намаляване на микробните патогени и отстраняване на дезинфекциозните бипродукти”, заяви Чиу.

ПРИЛОЖЕНИЕ В ЗЕМЕДЕЛИЕТО И БЕЗОПАСНОСТТА НА ХРАНИТЕ

Освен пречистване на питейната вода, новата технология има множество приложения в земеделието. Когато се интегрира в системата за измиване на плодове и зеленчуци, тя значително повишава безопасността, особено при маруля и спанак, а също и при някои плодове. В повечето ферми водата за миене рециркулира, затова тази технология може да предотврати попадането на патогените от едно предприятие в друго.Това изследване подчертава значението на интердисциплинарните проучвания при решаването на проблеми.“Има множество вълнуващи неща, които можеш да откриеш, когато работиш в екип”, заяви Джин. “При този проект ние всички се нуждаехме един от друг. Имаме инженер, който определя всяка стъпка и нейната важност. Аз изучавах как вирусите и другите типове колоидални частици се транспортират от водата. Надяваме се, че технологията, която сме разработили ще помогне не само на обществото в нашата страна, но и навсякъде по света, и по-специално в развиващите се страни”.

По материали на Университета в Делауеър