Група дослідників з Відділу наукових досліджень PML' є частиною проекту, який матиме прямий вплив на поліпшення безпеки питної води'
Нещодавні зміни в Агентстві з охорони навколишнього середовища' s (EPA) правила обробки поверхневих вод вимагають, серед іншого, більш агресивного моніторингу та контролю різних патогенних мікроорганізмів, зокрема, зокрема, Cryptosporidium. Цей мікроб, який може спричинити важкі захворювання або смерть, є високостійким до дезінфекції на основі хлору. Як один із способів зменшити загрозу, EPA закликав очищати воду ультрафіолетовим (УФ) випромінюванням, яке також виконує функцію GG; вторинний бар'єр GG; для інактивації (запобігання розмноженню) інших ключових патогенів, таких як аденовірус та інші віруси, а також бактерій та паразитів, таких як лямблії.
Вода обробляється циліндричними УФ-лампами, підвішеними до труб, а освітлення контролюється сусідніми датчиками. Кожен патоген має різну реакцію інактивації на різну довжину хвилі, і тепер виявляється, що певні патогени найбільш сприйнятливі до довжин хвиль, коротших, ніж найкоротший у спектрі, який виробляють звичайні лампи. Однак недавні досягнення ультрафіолетової лампи середнього тиску (МП) призвели до збільшення випромінювання УФ-світла на довжинах хвиль менше 240 нм, що змусило дослідників звернутися до численних невирішених питань.
Ці питання включають: Які довжини хвиль або комбінації довжин хвиль (названі" спектри дії") є найбільш ефективними щодо яких збудників? Скільки опромінення потрібно для досягнення" 4-log" (99,99%) інактивація для різних мікробів? Як можна надійно відкалібрувати та перевірити нове покоління джерел ультрафіолетових променів та датчиків у водогонах усіх розмірів по всій Америці? І наскільки точно доброякісні мікроби, що використовуються в якості сурогатів збудників на випробувальних установках, представляють ефективність інактивації у мікроорганізмів-мішеней на різних довжинах хвиль?
Всі ці питання та інше розглядається спільним проектом, який організовує багато організацій, очолюваний Карлом Лінденом з Університету Колорадо та фінансується Фондом досліджень води *, з метою врешті-решт розробки керівних принципів для випробування майбутніх систем із використанням ламп ртутної пари MP як джерела УФ.
GG Quot; Більшість даних спектральної реакції для різних патогенних мікроорганізмів була встановлена для ртутних ламп низького тиску (LP) як джерела ультрафіолетового світла всередині водопровідних труб," говорить Томас Ларасон з групи оптичного випромінювання NIST' s, який очолює внесок ПМЛ у водний проект. GG; Ці лампи виробляють відносно вузький УФ-спектр із центром на 254 нм, які іноді називають' бактерицидні УФ' лампи. Але нові правила EPA вимагають вищих доз, і увага переключена на джерела середнього тиску, які виробляють набагато ширший УФ-спектр, включаючи довжини хвиль нижче 240 нм, і пропонують потенційну економію енергії. Але вплив коротшої довжини хвилі на патогени недостатньо добре охарактеризований. Для деяких мікробів до цього часу було проведено лише одне дослідження."
Ці дані свідчать про те, що існує різка різниця в інактивації різних мікробів при різних довжинах хвиль до 250 нм. На початку цього року дослідницька група з водних проектів, яка займалася вивченням цих ефектів, запитала Ларасона, чи може ПМЛ забезпечувати точні дози ультрафіолету від каліброваних NIST пристроїв різним бактеріям та вірусам для визначення спектрів їх дії. Ларасон звернувся з цим запитом до установи SIRCUS (Спектральне опромінення та відповідальність за випромінювання, що використовує уніфіковані джерела) PML&# 39, де в якості джерел опромінення використовуються постійно регульовані лазери. За короткий час співробітники SIRCUS доставили переносний лазер та відповідний апарат до випробувальної лабораторії проекту у Вермонті для проведення досліджень, які планували завершити наприкінці цього року.
Устаткування SIRCUS випромінює випромінювання від 210 нм протягом усього експериментального діапазону, що нас цікавить, у вигляді майже колімітованого пучка, який вражає мікробні зразки, які зберігаються в чашках Петрі, розміщених нижче виходу променя.
GG quot; На цьому етапі" Ларасон каже, GG; ми' ми надаємо обладнання та досвід, щоб допомогти проекту знайти реальні характеристики реакції на дозу для різних мікробів на коротких хвилях. Крім усього іншого, це визначатиме, скільки енергії вам потрібно в лампі MP, що, в свою чергу, впливає на витрати енергії. Після цього ми можемо в підсумку взяти участь у розробці стандартів калібрування та перевірки джерел та датчиків в діапазоні від 200 нм до 300 нм. Але' занадто рано говорити, куди все це призведе."
Однак Американській асоціації водних заводів ще не рано висловити свою вдячність. У листі до директора ПМЛ Кетрін Геббі у вересні 2012 року асоціація високо оцінила" унікальний досвід та інструменти" залучений до проекту Ларасоном разом із Кітом Лікке, Стівеном Брауном, Пінг-Шайн Шоу та Майком Ліном із SIRCUS. Їхня робота&надає інформацію, що має вирішальне значення для нашого розуміння інактивації патогенів ультрафіолетовим спектром&низької довжини; що визначатиме GG; визначатиме схему очищення ультрафіолетового очищення середнього тиску в питній воді по всій території Сполучених Штатів," - говорилося в листі.
Завдяки внеску дослідників NIST та обладнання SIRCUS, співпраця з більшою точністю визначила чутливість до довжини хвилі конкретних патогенів та пов'язаних із ними сурогатів.
GG Quot; Використовуючи регульований УФ-лазер NIST' ми розробили золотий стандарт щодо вимірювання реакції довжини хвилі досліджуваних мікробів та патогенів, що передаються через воду, для УФ-дезінфекції в США," говорить Гарольд Райт з компанії Carollo Engineers, Inc., в місті Бойсе, штат Айдахо, який є автором дослідницького проекту.&Quot; Я працював з Томом Ларасоном та людьми з NIST у двох проектах дезінфекції УФ, що фінансуються Фондом досліджень води. З обома проектами вони представили на рівні досвід у застосуванні та вимірюванні ультрафіолетового світла, що не має аналогів у нашій галузі."
Співпраця також може мати наслідки не лише щодо безпеки питної води.&Quot; Він розширює поточні галузі досліджень з мінімальними інвестиціями в нове обладнання та робочу силу," - каже Ларасон.&Quot; Але це також застосовується за межами мікробіології в інших технологічних областях, таких як обробка матеріалів (затвердіння ультрафіолетовим випромінюванням), медичні (випробувальні прилади, що вимірюють вплив УФ) і розширені калібрувальні можливості для опромінення та дози."
