Mae grŵp o ymchwilwyr o Is-adran Gwyddoniaeth Synhwyrydd PML' s yn rhan o brosiect a fydd yn cael effaith uniongyrchol ar well diogelwch dŵr yfed y genedl' s.
Newidiadau diweddar ym mandad rheolau trin dŵr wyneb Asiantaeth Diogelu'r Amgylchedd' s (EPA), ymhlith pethau eraill, monitro a rheoli mwy ymosodol ar amrywiol bathogenau, gan gynnwys Cryptosporidium yn benodol. Mae'r microbe hwnnw, a all achosi salwch difrifol neu farwolaeth, yn gallu gwrthsefyll arferion diheintio ar sail clorin yn fawr. Fel un ffordd o leihau’r bygythiad, mae’r EPA wedi galw am drin dŵr ag ymbelydredd uwchfioled (UV), sydd hefyd yn gweithredu fel dyfynbris GG; rhwystr eilaidd" i anactifadu (atal atgenhedlu) pathogenau allweddol eraill fel adenofirws a firysau eraill, yn ogystal â bacteria a pharasitiaid fel Giardia.
Mae'r dŵr yn cael ei drin gan lampau UV silindrog sydd wedi'u hatal mewn pibellau, ac mae'r goleuo'n cael ei fonitro gan unedau synhwyrydd cyfagos. Mae gan bob pathogen ymateb anactifadu gwahanol i donfeddi gwahanol, ac erbyn hyn mae'n ymddangos bod rhai pathogenau yn fwyaf agored i donfeddi sy'n fyrrach na'r byrraf yn y sbectrwm a gynhyrchir gan lampau confensiynol. Fodd bynnag, mae datblygiadau diweddar mewn technoleg lamp UV pwysau canolig (MP) wedi arwain at fwy o allbwn golau UV ar donfeddi llai na 240 nm, gan annog ymchwilwyr i fynd i'r afael â nifer o gwestiynau heb eu datrys.
Mae'r cwestiynau hynny'n cynnwys: Pa donfeddi neu gyfuniadau o donfeddi (a elwir yn quot GG; gweithredu sbectra") sydd fwyaf effeithiol ar ba bathogenau? Faint o arbelydru sydd ei angen i gyflawni dyfynbris GG; quot&4-log; (99.99%) anactifadu ar gyfer gwahanol ficrobau? Sut y gellir graddnodi a dilysu cenhedlaeth newydd o ffynonellau a synwyryddion UV yn ddibynadwy mewn cyfleusterau dŵr o bob maint ledled America? A pha mor gywir y mae microbau anfalaen, a ddefnyddir fel surrogates pathogen trwy gyfleusterau profi, yn cynrychioli perfformiad anactifadu mewn micro-organebau targed ar wahanol donfeddau?
Mae'r holl gwestiynau hynny a mwy yn destun ymchwiliad gan brosiect cydweithredol aml-sefydliad, dan arweiniad Karl Linden ym Mhrifysgol Colorado ac a ariennir gan y Sefydliad Ymchwil Dŵr *, gyda'r nod o ddatblygu canllawiau yn y pen draw ar gyfer profi systemau'r dyfodol gan ddefnyddio lampau anwedd mercwri AS fel ffynonellau UV.
GG quot; Sefydlwyd y rhan fwyaf o'r data ymateb sbectrol ar gyfer gwahanol bathogenau ar gyfer lampau anwedd mercwri pwysedd isel (LP) fel ffynonellau UV y tu mewn i bibellau dŵr," meddai Thomas Larason o NIST' s Optical Radiation Group, sy'n arwain cyfraniad PML i'r prosiect dŵr." Mae'r lampau hynny'n cynhyrchu sbectrwm UV cymharol gul wedi'i ganoli ar 254 nm, ac weithiau cyfeirir ato fel' UV&# 39 germladdol; lampau. Ond mae rheolau newydd yr EPA yn galw am ddosau uwch, ac mae sylw wedi symud i ffynonellau pwysau canolig, sy'n cynhyrchu sbectrwm UV llawer ehangach, gan gynnwys tonfeddi o dan 240 nm, ac sy'n cynnig arbedion ynni posibl. Ond nid yw effeithiau'r tonfeddi byrrach ar bathogenau wedi'u nodweddu'n dda. Ar gyfer rhai microbau, dim ond un astudiaeth sydd wedi'i gwneud hyd yn hyn. Quot GG;
Mae'r data hynny'n awgrymu bod gwahaniaeth dramatig yn anactifadu amrywiol ficrobau ar wahanol donfeddi is-250 nm. Yn gynharach eleni, gofynnodd grŵp ymchwil prosiect dŵr a oedd yn gyfrifol am astudio’r effeithiau hynny i Larason a allai PML ddarparu dosau UV manwl gywir o ddyfeisiau sydd wedi’u graddnodi gan NIST i amrywiol facteria a firysau i bennu eu sbectra gweithredu. Aeth Larason â'r cais hwnnw i gyfleuster PML' s SIRCUS (Arbelydru Sbectrol ac Ymatebion Radiance gan Ddefnyddio Ffynonellau Unffurf), sy'n cyflogi laserau tiwniadwy yn barhaus fel ffynonellau arbelydru. O fewn dim, aeth staff SIRCUS â laser cludadwy a chyfarpar cysylltiedig i labordy prawf y prosiect yn Vermont ar gyfer astudiaethau y bwriedir iddynt ddod i ben ar ddiwedd y flwyddyn hon.
Mae'r offer SIRCUS yn allyrru ymbelydredd o 210 nm trwy gydol yr ystod arbrofol o ddiddordeb ar ffurf trawst sydd bron â chyd-daro sy'n taro'r samplau microbaidd, sy'n cael eu cadw mewn seigiau Petri sydd wedi'u gosod o dan allanfa'r trawst.
Quot GG; Ar hyn o bryd, quot GG; Dywed Larason," rydym' ail ddarparu'r offer a'r arbenigedd i helpu'r prosiect i ddod o hyd i'r nodweddion ymateb dos go iawn ar gyfer gwahanol ficrobau ar donfeddi byr. Ymhlith pethau eraill, bydd hynny'n penderfynu faint o bŵer sydd ei angen arnoch chi yn y lamp AS, sydd yn ei dro yn dylanwadu ar gostau ynni. Ar ôl hynny, efallai y byddwn yn y pen draw yn cymryd rhan mewn dyfeisio safonau graddnodi a dilysu ar gyfer ffynonellau a synwyryddion yn yr ystod o 200 nm i 300 nm. Ond mae'n' s yn rhy fuan i ddweud lle bydd hyn i gyd yn arwain. Quot GG;
Fodd bynnag, nid yw'n rhy fuan i Gymdeithas Gwaith Dŵr America fynegi ei gwerthfawrogiad. Mewn llythyr ym mis Medi 2012 at Gyfarwyddwr PML, Katharine Gebbie, canmolodd y gymdeithas y dyfyniad GG; arbenigedd ac offer unigryw" daeth Larason i'r prosiect ynghyd â Keith Lykke, Steven Brown, Ping-Shine Shaw, a Mike Lin o SIRCUS. Mae eu gwaith" yn darparu gwybodaeth sy'n hanfodol i'n dealltwriaeth o anactifadu pathogen yn ôl sbectrwm UV tonfedd isel" a fydd yn dyfynnu GG; diffinio dyluniad triniaeth ar gyfer triniaeth UV pwysedd canolig mewn dŵr yfed ar draws yr Unol Daleithiau," meddai'r llythyr.
Diolch i gyfraniad ymchwilwyr NIST ac offer SIRCUS, mae'r cydweithrediad wedi pennu cyfrifoldeb tonfedd pathogenau penodol a dirprwyon cysylltiedig yn fwy cywir.
GG quot; Gan ddefnyddio laser UV tunadwy NIST' s, rydym wedi datblygu'r safon aur ar fesur ymateb tonfedd microbau prawf a phathogenau a gludir mewn dŵr ar gyfer cymwysiadau diheintio UV ledled yr UD," meddai Harold Wright o Carollo Engineers, Inc. yn Boise, ID, a gyfrannodd at y prosiect ymchwil." Rwyf wedi gweithio gyda Tom Larason a'r bobl o NIST ar ddau brosiect diheintio UV a noddir gan y Sefydliad Ymchwil Dŵr. Gyda'r ddau brosiect, daethant â lefel o arbenigedd i'r bwrdd wrth gymhwyso a mesur golau uwchfioled sy'n ddigyffelyb yn ein diwydiant. Quot GG;
Efallai y bydd gan y cydweithredu ôl-effeithiau y tu hwnt i fater diogelwch dŵr yfed." Mae'n ehangu meysydd ymchwil cyfredol heb fawr o fuddsoddiad mewn offer a gweithlu newydd," Meddai Larason." Ond mae hefyd yn berthnasol y tu hwnt i ficrobioleg i feysydd technolegol eraill fel prosesu deunydd (halltu UV), meddygol (dyfeisiau profi sy'n mesur amlygiad UV), a galluoedd graddnodi estynedig ar gyfer arbelydru a dos. Quot GG;
