Войти
Приложение SODIS в Индонезии с использованием прозрачных пластиковых бутылок для напитков из ПЭТ Солнечная дезинфекция воды, вкратце SODIS - это тип портативной системы очистки воды, в которой используется солнечная энергия для обеспечения безопасности биологически загрязненной воды (например, бактерий, вирусов, простейших и червей) пить. Вода, загрязненная небиологическими агентами, такими как токсичные химические вещества или тяжелые металлы, требует дополнительных мер, чтобы сделать воду безопасной для питья.
Солнечная дезинфекция воды обычно выполняется с использованием некоторого сочетания электроэнергии, вырабатываемой фотоэлектрическими панелями (солнечные фотоэлектрические панели), тепла (солнечная тепловая энергия ) и солнечного ультрафиолета. свет коллекция.
Солнечная дезинфекция с использованием эффектов электричества, генерируемого фотоэлектрическими элементами, обычно использует электрический ток для обеспечения электролитических процессов, которые дезинфицируют воду, например, путем образования окислительных свободных радикалов, которые убивают патогены, повреждая их химическую структуру. Второй подход использует накопленное солнечное электричество от батареи и работает ночью или при слабом освещении для питания ультрафиолетовой лампы для вторичной солнечной ультрафиолетовой дезинфекции воды.
Гелиотермальная дезинфекция воды использует солнечное тепло для нагрева воды до 70–100 ° C в течение короткого периода времени. Существует несколько подходов. Солнечные коллекторы тепла могут иметь линзы перед собой или использовать отражатели. Они также могут использовать различные уровни изоляции или остекления. Кроме того, некоторые процессы солнечной термальной дезинфекции воды являются периодическими, в то время как другие (проточная солнечная термическая дезинфекция) работают почти непрерывно, пока светит солнце. Вода, нагретая до температуры ниже 100 ° C, обычно называется пастеризованной водой.
Ультрафиолетовая часть солнечного света также может убивать болезнетворные микроорганизмы в воде. В методе SODIS для дезинфекции воды используется комбинация ультрафиолетового излучения и повышенной температуры (солнечной тепловой) с использованием только солнечного света и переработанного ПЭТ пластика. бутылки. SODIS - это бесплатный и эффективный метод децентрализованной очистки воды, обычно применяемый на уровне домашних хозяйств и рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения в качестве жизнеспособного метода очистки воды в домашних условиях и безопасного хранения. SODIS уже применяется во многих развивающихся странах. Обучающие брошюры по методу доступны на многих языках, каждый эквивалент английской версии.
Инструкции SODIS по использованию солнечной дезинфекции воды Руководства по домашнее использование SODIS описывает процесс.
Для использования выбираются бесцветные прозрачные ПЭТ бутылки для воды или газированной воды объемом 2 литра или меньше с небольшим количеством царапин на поверхности. Также подойдут стеклянные бутылки. Все этикетки удаляются, а бутылки моются перед первым использованием. В бутылки наливают воду из возможно загрязненных источников, используя как можно более чистую воду. Если мутность превышает 30 NTU, необходимо отфильтровать или осаждать твердые частицы перед воздействием солнечного света. Фильтры локально изготавливаются из ткани, натянутой на перевернутые бутылки с отрезанным дном. Чтобы улучшить насыщение кислородом, руководства рекомендуют наполнить бутылки на три четверти, встряхивать в течение 20 секунд (с закрытой крышкой), затем полностью наполнить, закрыть крышкой и проверить на прозрачность.
Алюминий хорошо отражает ультрафиолет. Наполненные бутылки затем подвергаются максимально возможному воздействию солнечного света. Бутылки нагреваются быстрее и горячее, если их поставить на наклонную, обращенную к солнцу, отражающую металлическую поверхность. Рифленая металлическая крыша (по сравнению с соломенной крышей) или слегка изогнутый лист алюминиевой фольги увеличивает свет внутри бутылки. Следует избегать нависающих конструкций или растений, которые затеняют бутылки, поскольку они уменьшают как освещение, так и нагрев. По прошествии достаточного времени очищенную воду можно употреблять прямо из бутылки или разливать в чистые чашки для питья. Риск повторного заражения сводится к минимуму, если вода хранится в бутылках. Повторное наполнение и хранение в других контейнерах увеличивает риск заражения.
| Погодные условия | Минимальная продолжительность лечения |
|---|---|
| Солнечно (облачность менее 50%) | 6 часов |
| Облачно (50–100% облачность), почти нет дождя) | 2 дня |
| Непрерывные осадки | Неудовлетворительные характеристики;. использовать сбор дождевой воды |
Наиболее благоприятные регионы для применения метода SODIS расположены между 15 ° и 35 ° северной широты, а также 15 ° и 35 ° южной широты. Эти регионы имеют высокий уровень солнечной радиации, ограниченный облачный покров и осадки, а более 90% солнечного света достигает поверхности Земли в виде прямого излучения. Второй наиболее благоприятный регион находится между 15 ° северной широты и 15 ° южной широты. в этих регионах наблюдается высокий уровень рассеянного излучения, около 2500 часов солнечного света в год из-за высокой влажности и частой облачности.
Местное обучение использованию SODIS важно, чтобы избежать путаницы между ПЭТ и другими материалами для бутылок. Применение SODIS без надлежащей оценки (или с ложной оценкой) существующих правил гигиены и заболеваемости диареей может не устранить другие пути заражения. Сначала должны пройти обучение местные инструкторы.
SODIS - это эффективный метод очистки воды, где топливо или кухонные плиты недоступны или слишком дороги. Даже там, где есть топливо, SODIS является более экономичным и экологически чистым вариантом. Применение SODIS ограничено, если недостаточно бутылок или вода очень мутная. Фактически, если вода очень мутная, SODIS нельзя использовать отдельно; в этом случае необходима дополнительная фильтрация.
Базовым полевым тестом для определения того, является ли вода слишком мутной для правильной работы метода SODIS, является газетный тест. Для газетного теста пользователь должен поставить наполненную бутылку вертикально поверх заголовка газеты и посмотреть вниз через отверстие для бутылки. Если буквы заголовка читаются, воду можно использовать для метода SODIS. Если буквы не читаются, то мутность воды, вероятно, превышает 30 NTU, и воду необходимо предварительно обработать.
Теоретически этот метод можно было бы использовать при ликвидации последствий стихийных бедствий или в лагерях беженцев. Однако доставка бутылок может быть более сложной, чем предоставление эквивалентных дезинфицирующих таблеток, содержащих хлор, бром или йод. Кроме того, в некоторых случаях может быть трудно гарантировать, что вода будет оставаться на солнце в течение необходимого времени.
Существуют и другие методы очистки и безопасного хранения воды в домашних условиях (например, хлорирование), различные процедуры фильтрации или флокуляции / дезинфекции. Выбор подходящего метода должен основываться на критериях эффективности, одновременном возникновении других типов загрязнения (мутность, химические загрязнители), стоимости обработки, трудозатратах и удобстве, а также предпочтениях пользователя.
Когда вода очень мутная, SODIS нельзя использовать отдельно; в этом случае необходима дополнительная фильтрация или флокуляция для очистки воды перед обработкой SODIS. Недавняя работа показала, что поваренная соль (NaCl) является эффективным флокулянтом для уменьшения мутности при использовании метода SODIS в некоторых типах почв. Этот метод может быть использован для увеличения географических областей, для которых может использоваться метод SODIS, поскольку регионы с очень мутной водой можно обрабатывать с небольшими затратами.
SODIS может быть альтернативно реализован с использованием пластиковых пакетов. Было обнаружено, что пакеты SODIS обеспечивают на 74% более высокую эффективность обработки, чем бутылки SODIS, что может быть связано с тем, что пакеты могут достигать повышенных температур, вызывающих ускоренную обработку. Пакеты SODIS со слоем воды приблизительно от 1 см до 6 см легче достигают более высоких температур, чем бутылки SODIS, и более эффективно лечат холерный вибрион. Предполагается, что это связано с улучшенным соотношением площади поверхности к объему в мешках SODIS. В отдаленных регионах пластиковые бутылки не доступны на местном уровне, и их необходимо доставлять из городских центров, что может быть дорогостоящим и неэффективным, поскольку бутылки нельзя упаковать очень плотно. Пакеты могут быть упакованы более плотно, чем бутылки, и могут быть доставлены с меньшими затратами, что представляет собой экономически предпочтительную альтернативу бутылкам SODIS в отдаленных районах. Недостатки использования пакетов заключаются в том, что они могут придавать воде запах пластика, с ними труднее обращаться, когда они наполнены водой, и они обычно требуют переливания воды во второй контейнер для питья.
Еще одно важное преимущество использования бутылок SODIS по сравнению с мешками или другими методами, требующими переливания воды в меньшую емкость для потребления, заключается в том, что бутылки представляют собой метод очистки воды в домашних условиях. Место использования означает, что вода обрабатывается в том же удобном в обращении контейнере, из которого она будет подаваться, что снижает риск вторичного загрязнения воды.
Знак утилизации ПЭТ показывает, что бутылка сделана из полиэтилентерефталата, что делает ее пригодной для дезинфекции воды с помощью солнечной энергии. Если бутылки с водой не оставляют на солнце в течение надлежащего периода времени, вода может быть небезопасной для питья и может вызвать болезнь. Если солнечный свет менее сильный из-за пасмурной погоды или менее солнечного климата, необходимо более длительное время пребывания на солнце.
Следует также учитывать следующие факторы:
Только 46% людей в Африке имеют безопасную питьевую воду Согласно Всемирной организации здравоохранения, более двух миллионов человек в год умирают от болезней, передаваемых через воду, которые можно предотвратить, и один миллиард человек не имеет доступа к источнику улучшенной питьевой воды.
Было показано, что метод SODIS (и другие методы бытовой очистки воды) могут очень эффективно удалять из воды патогенные загрязнения. Однако инфекционные заболевания также передаются другими путями, то есть из-за общего отсутствия санитарии и гигиены. Исследования по снижению диареи среди пользователей SODIS показывают значения снижения на 30–80%.
Эффективность SODIS была впервые обнаружена Афтимом Акрой из Американского университета Бейрута в начале 1980-х гг. Последующие наблюдения проводились исследовательскими группами Швейцарского федерального института водных наук и технологий (EAWAG) и Королевского колледжа хирургов в Ирландии. Клинические контрольные испытания были инициированы Ронаном Конроем из группы RCSI в сотрудничестве с Майклом Элмором-Миганом. ICROSS
Совместный исследовательский проект по SODIS был реализован следующими учреждениями:
В рамках проекта началось исследование в нескольких странах, включая области исследования в Зимбабве, Южной Африке и Кении.
Другие разработки включают разработка установки непрерывной дезинфекции и т. Обычная дезинфекция пленкой диоксида титана на стеклянных цилиндрах, которая предотвращает повторный рост бактерий колиформ после SODIS.
Исследования показали, что ряд недорогих добавок способны ускорить SODIS и что добавки могут сделать SODIS более быстрым и эффективным как в солнечную, так и в пасмурную погоду, разработки, которые могут помочь сделать технологию более эффективной и приемлемой для пользователей. Исследование 2008 года показало, что измельченные в порошок семена пяти натуральных бобовых (горох, фасоль и чечевица) - Vigna unguiculata (вигна), Phaseolus mungo (черная чечевица), Glycine max (соя), Pisum sativum (зеленый горошек) и Arachis hypogaea (арахис) - при оценке как естественные флокулянты для удаления мутности, были так же эффективны, как коммерческие квасцы и даже лучше для осветления, поскольку оптимальная дозировка была низкой (1 г / л), флокуляция была быстрой (7–25 минут, в зависимости от используемых семян), а жесткость воды и pH практически не изменились. В более поздних исследованиях с той же целью использовались каштаны, дуб желуди и Moringa oleifera (голень).
В других исследованиях изучались использование легированных полупроводников для увеличения производства кислородных радикалов под солнечным УФ-А. Недавно исследователи из Дублинского городского университета разработали недорогой печатный УФ-дозиметр для приложений SODIS, который можно считывать с помощью мобильного телефона. Камера телефона используется для получения изображения датчика, а настраиваемое программное обеспечение, работающее на телефоне, анализирует цвет датчика, чтобы обеспечить количественное измерение дозы УФ-излучения.
В изолированных регионах эффект древесного дыма усиливает заболевание легких из-за постоянной необходимости разводить костры, чтобы вскипятить воду и приготовить пищу. Исследовательские группы обнаружили, что кипячением воды пренебрегают из-за сложности сбора дров, которых не хватает во многих областях. При представлении основных вариантов очистки воды в домашних условиях жители отдаленных регионов Африки отдали предпочтение методу SODIS перед кипячением или другими основными методами очистки воды.
Был разработан очень простой солнечный водоочиститель для сельских домашних хозяйств, в котором используются 4 слоя сари и трубчатые солнечные коллекторы для удаления всех кишечных бактерий.
В июле 2020 года исследователи сообщают о разработке многоразовой алюминиевой поверхности для эффективной очистки воды на основе солнечной энергии в соответствии со стандартами ВОЗ и EPA для питьевой воды.
Швейцарский федеральный институт водных наук и технологий (EAWAG) через Департамент водных ресурсов и Санитария в развивающихся странах (Sandec), координирует проекты продвижения SODIS в 33 странах, включая Бутан, Боливию, Буркина-Фасо, Камбоджу, Камерун, Демократическую Республику Конго, Эквадор, Сальвадор, Эфиопию, Гану, Гватемалу, Гвинею, Гондурас, Индию, Индонезию, Кению., Лаос, Малави, Мозамбик, Непал, Никарагуа, Пакистан, Перу, Филиппины, Сенегал, Сьерра-Леоне, Шри-Ланка, Того, Уганда, Узбекистан, Вьетнам, Замбия и Зимбабве.
Проекты SODIS финансируются: среди прочего, несколько клубов львов, Rotary Clubs, Migros и Фонд Мишеля Конта Уотер.
SODIS также применялся в нескольких общинах Бразилии, одним из которых является Праинья-ду-Канту-Верде, Беберибе к западу от Форталеза. Сельские жители, использующие метод SODIS, добились больших успехов, так как температура в течение дня может превышать 40 ° C (104 ° F) и есть ограниченное количество тени.
Одна из самых важных вещей для Обращение работников общественного здравоохранения к сообществам, нуждающимся в подходящих, рентабельных и устойчивых методах очистки воды, учитывает важность качества воды в контексте укрепления здоровья и профилактики заболеваний, одновременно обучая самих методах. Хотя в некоторых сообществах возникла проблема со скептицизмом в отношении принятия SODIS и других методов очистки воды в домашних условиях для повседневного использования, распространение знаний о важных преимуществах для здоровья, связанных с этими методами, вероятно, увеличит количество их внедрения.
 | В Викиучебнике есть книга по темам: Питьевая вода |
