Ma jimpurtax fejn tinsab fid-dinja, il-Professur Karl Linden iridek tkun tista' tixgħel vit u tirċievi ilma tax-xorb nadif. Hija neċessità bażika, iżda vitali, li għadha nieqsa minn meded kbar tal-pajjiżi tal-Istati Uniti u bi dħul baxx u medju.
"In-nies jistħoqqilhom teknoloġija affidabbli u fdata f'dak li għandu x'jaqsam ma 'xi ħaġa essenzjali daqs l-ilma," qal Linden, il-Professur Mogħni Mortenson fl-Iżvilupp Sostenibbli f'CU Boulder. "Ir-riżorsi tal-ilma qed isiru aktar skarsi u jeħtieġ li nkunu qed naħsbu dwar il-ġenerazzjoni li jmiss ta' għażliet ta' trattament effiċjenti u affordabbli."
L-Organizzazzjoni Dinjija tas-Saħħa tistma li madwar 785 miljun persuna m'għandhomx aċċess għal filtrazzjoni bażika tal-ilma tax-xorb, u jħalluhom vulnerabbli għal patoġeni bħall-kolera u d-disenterija. Il-problema hija mistennija li tikber fid-deċennji li ġejjin minħabba t-tkabbir tal-popolazzjoni u ż-żieda fl-istress fuq id-disponibbiltà tal-ilma.
It-teknoloġija tat-trattament, sadanittant, ma nbidlitx ħafna f'aktar minn seklu. Il-filtrazzjoni u s-sustanzi kimiċi diżinfettanti bbażati fuq ir-ramel jew il-karbonju huma komunement impjegati kemm fil-faċilitajiet muniċipali kif ukoll fil-ħajja ta' kuljum, minn filtri Brittaniċi domestiċi għal pilloli tal-kloru. Iż-żewġ metodi għandhom il-limitazzjonijiet tagħhom, madankollu: Il-filtrazzjoni hija għalja biex twassal lill-komunitajiet rurali fuq skala kbira u s-sustanzi kimiċi jistgħu jżidu togħma spjaċevoli.
Karl Linden iħares lejn kultura batterika fil-laboratorju tiegħu. Karl Linden jispezzjona t-tagħmir għad-diżinfettar tal-waterTop tax-xorb: Karl Linden (xellug) jispezzjona kultura batterika mal-istudent gradwat Tara Randall u l-assoċjat tar-riċerka postdottorali Ben Ma fil-laboratorju tiegħu; qiegħ: Linden u Randall jiċċekkjaw l-għodod għad-diżinfettar tal-ilma tax-xorb. (Kredti: Casey Cass)
Linden, membru tad-Dipartiment tal-Inġinerija Ċivili, Ambjentali u Arkitettonika li ilu jirriċerka t-trattament tal-ilma għal għexieren ta 'snin, huwa ffokat fuq soluzzjoni differenti: diżinfezzjoni ultravjola. Ir-raġġi UV jistgħu jeliminaw patoġeni ta' ħsara bħal E. coli u Giardia fuq skala ta' sekondi meta mqabbla ma' minuti, mingħajr effetti sekondarji ta' ħsara. U filwaqt li mhijiex idea ġdida—bliet kbar bħal New York diġà jużaw l-UV fl-utilitajiet tagħhom—hija waħda li storikament kienet diffiċli biex tinżel għal-livell individwali tal-konsumatur.
"L-UV ilha madwar għexieren ta' snin, u tintuża fit-trattament tal-ilma muniċipali u industrijali madwar id-dinja, iżda l-potenzjal tagħha għal aktar innovazzjoni u applikazzjoni naqas minħabba l-użu ta' bozoz tal-fwar tal-merkurju perikolużi u goffi," qal Linden. "Iżda aħna interessati f'sorsi ġodda tal-UV b'arkitetturi uniċi li jippermettulna navvanzaw din it-teknoloġija promettenti."
Ilma rurali
F'dawn l-aħħar snin, Linden u l-kollegi tiegħu ffukaw riċerka fuq id-dijodi li jarmu d-dawl UV, li huma iżgħar (millimetri wiesgħa), nimbler u aktar durabbli. LEDs UV jistgħu jiġu armati b'mod parallel, b'dijodi wavelength li jarmu ħafna biex jippermettu firxa ta 'applikazzjonijiet issimplifikati.
Benefiċċju ieħor: L-LEDs tal-UV huma "instant-on" u ma jeħtieġu l-ebda ħin ta 'tisħin qabel ma jibdew zapping kontaminanti, li jippermettu lill-utenti jiffrankaw il-flus billi jħaddmu biss l-apparati meta jkollhom bżonn. L-ilma miġbud minn bir, pereżempju, ikun jista' jixrob immedjatament wara trattament ta' UV malajr mingħajr it-togħma off-putting tal-kloru.
Linden u l-istudenti tiegħu reċentement lestew studju ta 'l-ewwel tat-tip tiegħu sena f'Jamestown, Colorado, li jqabbel diżinfezzjoni UV LED ma' trattament kloru stabbilit tal-belt. Huma sabu li għal belt ta 'madwar 500 persuna mingħajr impjant kbir tal-ilma, it-teknoloġija UV ipprovdiet kapaċitajiet ta' diżinfezzjoni ugwalment effettivi mingħajr is-sustanzi kimiċi miżjuda. It-teknoloġija l-ġdida tiswa biss ftit dollari fix-xahar fl-elettriku u tista 'taħdem direttament mill-enerġija solari.
"Sistemi rurali fuq skala żgħira huma post naturali biex nibdew b'dan," qal Linden. "Huma għandhom il-maġġoranza tal-ksur tas-saħħa minħabba li tipikament m'għandhomx inġiniera u persunal iddedikat għat-trattament tal-ilma. Jistgħu jkunu qed jiddependu fuq sistema li mhux dejjem taħdem b'mod korrett. Għalhekk inħossu li din it-teknoloġija hija soluzzjoni kbira għaliex tista 'titħaddem mill-bogħod, b'mod awtonomu u mħaddma mix-xemx biex tnaqqas it-tlugħ tal-enerġija."
Aktar kmieni din is-sena, Linden kiseb il-Premju għall-Innovazzjoni fir-Riċerka dr. Pankaj Parekh għall-kisbiet tiegħu fl-avvanz tax-xjenza tal-ilma.
Kura li ddum
Fis-snin li ġejjin, il-passi li jmiss jistgħu jinvolvu l-integrazzjoni tal-LEDs tal-UV direttament fl-infrastruttura. Linden tipprevedi faucets bid-dijodi mibnija dritt fil-viti, jattivaw istantanjament meta tixgħel l-ilma. Il-grupp tal-laboratorju tiegħu beda jħares lejn modi kif jibni d-dijodi f'pajpijiet biex joħloq netwerk ta 'punti diżinfettanti fis-sistema kollha, li jtaffu t-tkabbir tal-bijofilm f'ambjenti ta' riskju għoli bħall-isptarijiet.
"Aħna verament inħossu li din it-teknoloġija hija sostenibbli u lesta li tirrivoluzzjona dan il-qasam," qal Linden. "Irridu naħdmu direttament ma' aktar maniġers tal-ilma biex naħsbu dwar dan it-titjib, nippruvaw affarijiet ġodda u ngħerrru r-riċerka mal-applikazzjonijiet prattiċi."
Madwar il-pajjiż kollu, qed jibni momentum madwar il-kwistjoni. Din il-waqgħa, id-Dipartiment tal-Enerġija tal-Istati Uniti ħabbar il-ħolqien taċ-Ċentru ta' Desalinizzazzjoni tal-Enerġija u l-Ilma ta' $100 miljun, sħubija interdixxiplinari li se tiffoka fuq ir-riċerka u l-iżvilupp fi stadju bikri għal trattament tal-ilma effiċjenti fl-użu tal-enerġija u kostkompetittiv. L-isforz se jitmexxa mill-Alleanza Nazzjonali għall-Innovazzjoni fl-Ilma, li TAGĦHA CU Boulder huwa sieħeb akkademiku fundatur.
Linden, li se jmexxi l-isforzi tal-CU Boulder taħt iċ-Ċentru, jgħid li l-premju prestiġjuż jenfasizza interess imġedded fl-indirizzar tas-sigurtà tal-ilma, li minn dejjem kien is-sejħa tiegħu.
"Inħoss li ninsab fuq missjoni biex nimbutta lis-soċjetà fil-ġenerazzjoni li jmiss ta' approċċi ta' trattament," huwa qal. "Xi innovazzjonijiet diġà ħadu l-istiva u kisbu trazzjoni. Iżda kellna tant avvanzi fis-soċjetà u t-teknoloġija bħat-telerilevament, l-analitika tad-data u l-monitoraġġ f'ħin reali li għadna ma ħadniex vantaġġ sħiħ għas-sigurtà tal-ilma."
Linden huwa wkoll l-investigatur prinċipali għaċ-Ċentru mortenson ta 'CU Boulder fl-Inġinerija Globali fuq il-proġett 5-sena, $ 15.3 miljun Sħubija ta' Tagħlim ta 'Sistemi TA' WASH Sostenibbli, li tiffoka fuq iż-żamma tal-implimentazzjoni b'suċċess tas-sistemi tal-ilma minn organizzazzjonijiet bħall-USAID fuq medda twila ta 'żmien.
"F'ħafna pajjiżi b'riżorsi baxxi naraw handpump jew sistema tal-ilma jidħlu u t-trattament jiġi stabbilit u jaħdem għal xi żmien, iżda mbagħad eventwalment jinkiser u jintilef il-progress," qal Linden. "Allura għaliex dan huwa, u x'jista 'jsir dwar dan? Dan huwa meta jkollna bżonn naħsbu b'mod aktar olistiku dwar is-sistema li hija disponibbli biex tappoġġja servizzi tal-ilma sostenibbli fit-tul, u teknoloġija mtejba, integrata u innovattiva, bħal dak li qed naħdmu fuqha fiċ-Ċentru Mortenson, hija aspett wieħed tas-soluzzjoni."
L-għan aħħari? Inġibu s-soluzzjonijiet tal-ilma fil-ħajja ta ' kuljum mingħajr xkiel madwar id-dinja.
"Tixgħel il-vit u l-ilma joħroġ u diġà ġie ttrattat u lanqas biss għandek taħseb dwarha," huwa qal. "Dak hu l-grail qaddis."
