Water scarcity
Water scarcity is the lack of sufficient available water resources to meet the demands of water usage within a region.
It already affects every continent and around 2.8 billion people around the world at least one month out of every year.
More than 1.2 billion people lack access to clean drinking water.
Water scarcity involves water stress, water shortage or deficits, and water crisis.
While the concept of water stress is relatively new, it is the difficulty of obtaining sources of fresh water for use during a period of time and may result in further depletion and deterioration of available water resources.Water shortages may be caused by climate change, such as altered weather patterns including droughts or floods, increased pollution, and increased human demand and overuse of water.
A water crisis is a situation where the available potable, unpolluted water within a region is less than that region's demand.
Water scarcity is being driven by two converging phenomena: growing freshwater use and depletion of usable freshwater resources.
Water scarcity can be a result of two mechanisms: physical (absolute) water scarcity and economic water scarcity, where physical water scarcity is a result of inadequate natural water resources to supply a region's demand, and economic water scarcity is a result of poor management of the sufficient available water resources.
According to the United Nations Development Programme, the latter is found more often to be the cause of countries or regions experiencing water scarcity, as most countries or regions have enough water to meet household, industrial, agricultural, and environmental needs, but lack the means to provide it in an accessible manner.
The reduction of water scarcity is a goal of many countries and governments.
The UN recognizes the importance of reducing the number of people without sustainable access to clean water and sanitation.
The Millennium Development Goals within the United Nations Millennium Declaration state that by 2015 they resolve to "halve the proportion of people who are unable to reach or to afford safe drinking water."
Tuesday, October 30, 2018
Monday, October 29, 2018
The average person engaged in average activity in a temperate climate can live for three days without water. No exceptions. It’s also a fact that the average person requires at least a half-gallon of water a day to maintain functional health. This can vary depending on age, weight and activity but stands as a viable average. Any less begins to compromise certain biological systems.
Friday, October 26, 2018
Keadaan untuk hidup yang masih hidup di planet-planet yang diliputi dalam air lebih cecair daripada yang difikirkan sebelum ini, membuka kemungkinan bahawa dunia air boleh didiami, menurut satu kertas baru dari University of Chicago dan Pennsylvania State University.
Komuniti saintifik sebahagian besarnya mengandaikan bahawa planet-planet yang diliputi dalam lautan yang dalam tidak akan menyokong berbasikal mineral dan gas yang membuat iklim stabil di Bumi, dan dengan itu tidak akan menjadi mesra kepada kehidupan. Tetapi kajian yang diterbitkan pada 30 Ogos di The Astrophysical Journal mendapati bahawa planet-planet lautan boleh tinggal di "tempat yang manis" untuk kebiasaan lebih lama daripada yang diandaikan sebelumnya. Penulis berdasarkan penemuan mereka pada lebih daripada seribu simulasi.
"Ini benar-benar menolak idea yang anda perlukan klon bumi - iaitu planet dengan beberapa daratan dan lautan yang cetek," kata Edwin Kite, penolong profesor geofizik di UChicago dan pengarang utama kajian itu.
Oleh kerana teleskop menjadi lebih baik, para saintis mencari lebih banyak planet yang mengorbit bintang-bintang dalam sistem solar lain. Penemuan sedemikian menghasilkan penyelidikan baru tentang bagaimana kehidupan boleh berpotensi bertahan di planet lain, yang sebahagiannya sangat berbeza dari Bumi - ada yang boleh diliputi sepenuhnya dalam air ratusan batu dalam.
Kerana kehidupan memerlukan masa yang panjang untuk berkembang, dan kerana cahaya dan haba pada planet dapat berubah sebagai bintang bintang mereka, saintis biasanya mencari planet yang mempunyai kedua-dua air dan beberapa cara untuk menjaga iklim mereka stabil dari waktu ke waktu. Kaedah utama yang kita ketahui adalah bagaimana Bumi melakukannya. Sepanjang masa yang panjang, planet kita menyejukkan diri sendiri dengan melepaskan gas rumah hijau ke dalam mineral dan menghangatkan diri dengan melepaskannya melalui gunung berapi.
Tetapi model ini tidak berfungsi di dunia air, dengan air mendalam meliputi batu dan menindas gunung berapi.
Kite, dan pengarang Penn State, Eric Ford, ingin tahu sama ada terdapat cara lain. Mereka menubuhkan simulasi dengan beribu-ribu planet yang dijana secara rawak, dan mengesan evolusi iklim mereka selama berbilion tahun.
"Kejutannya adalah bahawa kebanyakan daripada mereka kekal stabil selama lebih daripada satu bilion tahun, hanya dengan nasib malang," kata Kite. "Tebakan terbaik kami adalah bahawa ia adalah atas 10 peratus daripada mereka."
Planet bertuah ini duduk di lokasi yang betul di sekeliling bintang mereka. Mereka berlaku mempunyai jumlah karbon yang sesuai, dan mereka tidak mempunyai terlalu banyak mineral dan unsur dari kerak yang dibubarkan di lautan yang akan menarik karbon dari atmosfera. Mereka mempunyai air yang mencukupi dari permulaan, dan mereka menumpahkan karbon di antara atmosfera dan lautan sahaja, yang dalam kepekatan yang betul cukup untuk menjaga keadaan stabil.
"Berapa banyak masa yang ada planet pada dasarnya bergantung kepada karbon dioksida dan bagaimana ia dibahagikan antara lautan, atmosfer dan batu pada tahun-tahun awalnya," kata Kite. "Ia seolah-olah ada cara untuk mengekalkan sebuah planet yang boleh dihuni jangka panjang tanpa berbasikal geokimia yang kita lihat di Bumi."
Simulasi menganggap bintang-bintang yang seperti kita sendiri, tetapi hasilnya optimis untuk bintang kerdil merah, kata Kite. Planet-planet dalam sistem kerdil merah difikirkan sebagai calon yang menjanjikan untuk memupuk kehidupan kerana bintang-bintang ini menjadi lebih cerah dari matahari kita - memberikan kehidupan masa yang lebih lama untuk bermula. Keadaan yang sama yang dimuatkan dalam kertas ini boleh digunakan untuk planet-planet di sekitar kerdil merah, mereka berkata: Secara teorinya, semua yang anda perlukan adalah cahaya bintang yang mantap.
Komuniti saintifik sebahagian besarnya mengandaikan bahawa planet-planet yang diliputi dalam lautan yang dalam tidak akan menyokong berbasikal mineral dan gas yang membuat iklim stabil di Bumi, dan dengan itu tidak akan menjadi mesra kepada kehidupan. Tetapi kajian yang diterbitkan pada 30 Ogos di The Astrophysical Journal mendapati bahawa planet-planet lautan boleh tinggal di "tempat yang manis" untuk kebiasaan lebih lama daripada yang diandaikan sebelumnya. Penulis berdasarkan penemuan mereka pada lebih daripada seribu simulasi.
"Ini benar-benar menolak idea yang anda perlukan klon bumi - iaitu planet dengan beberapa daratan dan lautan yang cetek," kata Edwin Kite, penolong profesor geofizik di UChicago dan pengarang utama kajian itu.
Oleh kerana teleskop menjadi lebih baik, para saintis mencari lebih banyak planet yang mengorbit bintang-bintang dalam sistem solar lain. Penemuan sedemikian menghasilkan penyelidikan baru tentang bagaimana kehidupan boleh berpotensi bertahan di planet lain, yang sebahagiannya sangat berbeza dari Bumi - ada yang boleh diliputi sepenuhnya dalam air ratusan batu dalam.
Kerana kehidupan memerlukan masa yang panjang untuk berkembang, dan kerana cahaya dan haba pada planet dapat berubah sebagai bintang bintang mereka, saintis biasanya mencari planet yang mempunyai kedua-dua air dan beberapa cara untuk menjaga iklim mereka stabil dari waktu ke waktu. Kaedah utama yang kita ketahui adalah bagaimana Bumi melakukannya. Sepanjang masa yang panjang, planet kita menyejukkan diri sendiri dengan melepaskan gas rumah hijau ke dalam mineral dan menghangatkan diri dengan melepaskannya melalui gunung berapi.
Tetapi model ini tidak berfungsi di dunia air, dengan air mendalam meliputi batu dan menindas gunung berapi.
Kite, dan pengarang Penn State, Eric Ford, ingin tahu sama ada terdapat cara lain. Mereka menubuhkan simulasi dengan beribu-ribu planet yang dijana secara rawak, dan mengesan evolusi iklim mereka selama berbilion tahun.
"Kejutannya adalah bahawa kebanyakan daripada mereka kekal stabil selama lebih daripada satu bilion tahun, hanya dengan nasib malang," kata Kite. "Tebakan terbaik kami adalah bahawa ia adalah atas 10 peratus daripada mereka."
Planet bertuah ini duduk di lokasi yang betul di sekeliling bintang mereka. Mereka berlaku mempunyai jumlah karbon yang sesuai, dan mereka tidak mempunyai terlalu banyak mineral dan unsur dari kerak yang dibubarkan di lautan yang akan menarik karbon dari atmosfera. Mereka mempunyai air yang mencukupi dari permulaan, dan mereka menumpahkan karbon di antara atmosfera dan lautan sahaja, yang dalam kepekatan yang betul cukup untuk menjaga keadaan stabil.
"Berapa banyak masa yang ada planet pada dasarnya bergantung kepada karbon dioksida dan bagaimana ia dibahagikan antara lautan, atmosfer dan batu pada tahun-tahun awalnya," kata Kite. "Ia seolah-olah ada cara untuk mengekalkan sebuah planet yang boleh dihuni jangka panjang tanpa berbasikal geokimia yang kita lihat di Bumi."
Simulasi menganggap bintang-bintang yang seperti kita sendiri, tetapi hasilnya optimis untuk bintang kerdil merah, kata Kite. Planet-planet dalam sistem kerdil merah difikirkan sebagai calon yang menjanjikan untuk memupuk kehidupan kerana bintang-bintang ini menjadi lebih cerah dari matahari kita - memberikan kehidupan masa yang lebih lama untuk bermula. Keadaan yang sama yang dimuatkan dalam kertas ini boleh digunakan untuk planet-planet di sekitar kerdil merah, mereka berkata: Secara teorinya, semua yang anda perlukan adalah cahaya bintang yang mantap.
Tuesday, October 9, 2018
Water scarcity is the lack of sufficient available water resources to meet the demands of water usage within a region.
It already affects every continent and around 2.8 billion people around the world at least one month out of every year.
More than 1.2 billion people lack access to clean drinking water.
Water scarcity involves water stress, water shortage or deficits, and water crisis.
While the concept of water stress is relatively new, it is the difficulty of obtaining sources of fresh water for use during a period of time and may result in further depletion and deterioration of available water resources.Water shortages may be caused by climate change, such as altered weather patterns including droughts or floods, increased pollution, and increased human demand and overuse of water.
A water crisis is a situation where the available potable, unpolluted water within a region is less than that region's demand.
Water scarcity is being driven by two converging phenomena: growing freshwater use and depletion of usable freshwater resources.
Water scarcity can be a result of two mechanisms: physical (absolute) water scarcity and economic water scarcity, where physical water scarcity is a result of inadequate natural water resources to supply a region's demand, and economic water scarcity is a result of poor management of the sufficient available water resources.
According to the United Nations Development Programme, the latter is found more often to be the cause of countries or regions experiencing water scarcity, as most countries or regions have enough water to meet household, industrial, agricultural, and environmental needs, but lack the means to provide it in an accessible manner.
The reduction of water scarcity is a goal of many countries and governments.
The UN recognizes the importance of reducing the number of people without sustainable access to clean water and sanitation.
The Millennium Development Goals within the United Nations Millennium Declaration state that by 2015 they resolve to "halve the proportion of people who are unable to reach or to afford safe drinking water."
It already affects every continent and around 2.8 billion people around the world at least one month out of every year.
More than 1.2 billion people lack access to clean drinking water.
Water scarcity involves water stress, water shortage or deficits, and water crisis.
While the concept of water stress is relatively new, it is the difficulty of obtaining sources of fresh water for use during a period of time and may result in further depletion and deterioration of available water resources.Water shortages may be caused by climate change, such as altered weather patterns including droughts or floods, increased pollution, and increased human demand and overuse of water.
A water crisis is a situation where the available potable, unpolluted water within a region is less than that region's demand.
Water scarcity is being driven by two converging phenomena: growing freshwater use and depletion of usable freshwater resources.
Water scarcity can be a result of two mechanisms: physical (absolute) water scarcity and economic water scarcity, where physical water scarcity is a result of inadequate natural water resources to supply a region's demand, and economic water scarcity is a result of poor management of the sufficient available water resources.
According to the United Nations Development Programme, the latter is found more often to be the cause of countries or regions experiencing water scarcity, as most countries or regions have enough water to meet household, industrial, agricultural, and environmental needs, but lack the means to provide it in an accessible manner.
The reduction of water scarcity is a goal of many countries and governments.
The UN recognizes the importance of reducing the number of people without sustainable access to clean water and sanitation.
The Millennium Development Goals within the United Nations Millennium Declaration state that by 2015 they resolve to "halve the proportion of people who are unable to reach or to afford safe drinking water."
Monday, October 8, 2018
Hubungan dengan udara biasa cukup untuk melapisi sebarang bahan dengan lapisan molekul nipis. Ini "kotoran molekul" boleh mengubah sifat-sifat bahan dengan ketara, namun molekul itu sendiri sukar untuk dipelajari. Ada yang membuat spekulasi bahawa "kotoran" ini hanyalah satu lapisan molekul air. Untuk menguji idea ini, satu kaedah penyiasatan baru telah dibangunkan di TU Wien: dengan membuat ais ultra-tulen dalam ruang vakum, dan kemudian mencairkannya, para penyelidik dapat mencipta titisan air bersih dunia, yang kemudiannya digunakan pada permukaan titanium dioksida.
Dengan kaedah ini, penyelidik telah menunjukkan bahawa "kotoran" yang mengubah sifat permukaan titanium dioksida adalah lapisan tunggal molekul dua asid organik: asid asetik (yang menjadikan masam cair) dan asid formiknya yang relatif dekat. Ini menghairankan, kerana hanya jejak kecil asid-asid ini ditemui di udara. Keputusan ini dan butiran kaedah baru baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science.
Struktur yang tidak dapat dijelaskan
Titanium dioksida (TiO2) adalah mineral berlimpah yang memainkan peranan penting dalam pelbagai aplikasi teknikal, termasuk permukaan pembersihan diri. Sebagai contoh, lapisan tipis titanium dioksida menghalang cermin daripada menyembur dalam udara lembap. Menggunakan mikroskop yang sangat berkuasa, para penyelidik di seluruh dunia mengamati molekul yang tidak jelas yang melekat pada permukaan titanium dioksida apabila mereka bersentuhan dengan air.
Idea ini telah dicadangkan bahawa molekul-molekul ini adalah jenis baru air ais atau mungkin air soda yang terbentuk daripada karbon dioksida di udara. Jawapan yang betul adalah lebih menarik: sebagai pasukan penyelidik mendapati, struktur ini sebenarnya dua asid organik, asid asetik dan asid formik. Asid ini adalah hasil sampingan pertumbuhan tumbuhan. Terutama hanya kesan kecil asid ini berlaku di udara - beberapa molekul asid per bilion molekul udara. Walaupun banyak molekul lain yang lebih biasa di udara, ia adalah dua asid yang melekat pada permukaan oksida logam dan mengubah kelakuannya.
Air ultra-tulen dalam vakum
"Untuk mengelakkan kekotoran, percubaan seperti ini perlu dilakukan dalam vakum," kata Ulrike Diebold. "Oleh itu, kita perlu mencipta kejatuhan air yang tidak pernah bersentuhan dengan udara, kemudian letakkan titisan pada permukaan titanium dioksida yang telah dibersihkan dengan teliti ke skala atom." Tugas ini dibuat lebih sukar oleh kenyataan bahawa air jatuh menguap sangat cepat dalam vakum, tanpa mengira suhu.
Para penyelidik memikirkan kaedah penyiasatan baru yang bijak. Penyelesaiannya adalah untuk membuat 'jari sejuk' dalam vakum mereka. Hujung jari logam ini disejukkan ke sekitar -140 ° C dan wap air ultra-tulen kemudiannya dibenarkan mengalir ke dalam ruang. Air membeku pada hujung jari sejuk, menghasilkan aisis yang kecil dan bersih. Sampel titanium dioksida kemudian diletakkan di bawah jari. Apabila kepingan ais cair, air ultrapure jatuh ke dalam sampel.
Asid organik adalah untuk disalahkan
Permukaan kemudiannya diselidiki menggunakan mikroskop berkuasa tinggi, tetapi saintis tidak melihat jejak molekul yang tidak diketahui menggunakan air ultrapure. Walaupun mereka membuat air soda dengan karbon dioksida, "lapisan kotoran" yang aneh tidak dijumpai. Ini bermakna molekul mesti datang daripada sesuatu selain daripada air atau karbon dioksida.
Hanya apabila sampel disentuh dengan udara, molekul pelik kelihatan. Menariknya, molekul-molekul yang sama diperhatikan di bahagian-bahagian yang berlainan di dunia - di bandar Vienna dan di luar bandar di Amerika Syarikat. Analisis kimia menunjukkan bahawa ia adalah asid organik mudah yang biasanya dihasilkan oleh tumbuhan.
"Hasil ini menunjukkan kepada kita betapa berhati-hati kita perlu melakukan percubaan seperti ini," kata Ulrike Diebold. "Walaupun kesan kecil di udara, yang sebenarnya boleh dianggap tidak penting, kadang-kadang tegas."
Hasil kerja penyelidikan telah diterbitkan dalam jurnal Sains berprestij. Sebagai tambahan kepada TU Wien, Universiti Cornell (New York, Amerika Syarikat) juga terlibat dalam projek itu.
Dengan kaedah ini, penyelidik telah menunjukkan bahawa "kotoran" yang mengubah sifat permukaan titanium dioksida adalah lapisan tunggal molekul dua asid organik: asid asetik (yang menjadikan masam cair) dan asid formiknya yang relatif dekat. Ini menghairankan, kerana hanya jejak kecil asid-asid ini ditemui di udara. Keputusan ini dan butiran kaedah baru baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Science.
Struktur yang tidak dapat dijelaskan
Titanium dioksida (TiO2) adalah mineral berlimpah yang memainkan peranan penting dalam pelbagai aplikasi teknikal, termasuk permukaan pembersihan diri. Sebagai contoh, lapisan tipis titanium dioksida menghalang cermin daripada menyembur dalam udara lembap. Menggunakan mikroskop yang sangat berkuasa, para penyelidik di seluruh dunia mengamati molekul yang tidak jelas yang melekat pada permukaan titanium dioksida apabila mereka bersentuhan dengan air.
Idea ini telah dicadangkan bahawa molekul-molekul ini adalah jenis baru air ais atau mungkin air soda yang terbentuk daripada karbon dioksida di udara. Jawapan yang betul adalah lebih menarik: sebagai pasukan penyelidik mendapati, struktur ini sebenarnya dua asid organik, asid asetik dan asid formik. Asid ini adalah hasil sampingan pertumbuhan tumbuhan. Terutama hanya kesan kecil asid ini berlaku di udara - beberapa molekul asid per bilion molekul udara. Walaupun banyak molekul lain yang lebih biasa di udara, ia adalah dua asid yang melekat pada permukaan oksida logam dan mengubah kelakuannya.
Air ultra-tulen dalam vakum
"Untuk mengelakkan kekotoran, percubaan seperti ini perlu dilakukan dalam vakum," kata Ulrike Diebold. "Oleh itu, kita perlu mencipta kejatuhan air yang tidak pernah bersentuhan dengan udara, kemudian letakkan titisan pada permukaan titanium dioksida yang telah dibersihkan dengan teliti ke skala atom." Tugas ini dibuat lebih sukar oleh kenyataan bahawa air jatuh menguap sangat cepat dalam vakum, tanpa mengira suhu.
Para penyelidik memikirkan kaedah penyiasatan baru yang bijak. Penyelesaiannya adalah untuk membuat 'jari sejuk' dalam vakum mereka. Hujung jari logam ini disejukkan ke sekitar -140 ° C dan wap air ultra-tulen kemudiannya dibenarkan mengalir ke dalam ruang. Air membeku pada hujung jari sejuk, menghasilkan aisis yang kecil dan bersih. Sampel titanium dioksida kemudian diletakkan di bawah jari. Apabila kepingan ais cair, air ultrapure jatuh ke dalam sampel.
Asid organik adalah untuk disalahkan
Permukaan kemudiannya diselidiki menggunakan mikroskop berkuasa tinggi, tetapi saintis tidak melihat jejak molekul yang tidak diketahui menggunakan air ultrapure. Walaupun mereka membuat air soda dengan karbon dioksida, "lapisan kotoran" yang aneh tidak dijumpai. Ini bermakna molekul mesti datang daripada sesuatu selain daripada air atau karbon dioksida.
Hanya apabila sampel disentuh dengan udara, molekul pelik kelihatan. Menariknya, molekul-molekul yang sama diperhatikan di bahagian-bahagian yang berlainan di dunia - di bandar Vienna dan di luar bandar di Amerika Syarikat. Analisis kimia menunjukkan bahawa ia adalah asid organik mudah yang biasanya dihasilkan oleh tumbuhan.
"Hasil ini menunjukkan kepada kita betapa berhati-hati kita perlu melakukan percubaan seperti ini," kata Ulrike Diebold. "Walaupun kesan kecil di udara, yang sebenarnya boleh dianggap tidak penting, kadang-kadang tegas."
Hasil kerja penyelidikan telah diterbitkan dalam jurnal Sains berprestij. Sebagai tambahan kepada TU Wien, Universiti Cornell (New York, Amerika Syarikat) juga terlibat dalam projek itu.
Saturday, October 6, 2018
Dirty Water Causes Millions of People At Risky Attacked Diseases
The United Nations Environment Program (UNEP) says more than 300 million people in Asia, Africa and Latin America are at risk of disease due to increased water pollution in rivers and lakes. According to the UNEP report, between 1990 and 2010 there was an increase in pollution of the river that caused the development of the virus to bacteria. Population growth, agricultural expansion, and the increased amount of waste disposed to the river and are the main factors in increasing water pollution. "Water quality issues on a global scale and the number of people affected by bad water quality are far worse than we think," UNEP author Dietrich Borchardt told Thomson Reuters Foundation. In the report it is also revealed, the Asian region has the largest pollution of the river, which is about 50 percent of the river has been polluted. Meanwhile, river pollution in Latin America is 10 percent and 25 percent in Africa. UNEP data shows that at least 3.5 million people die each year due to cholera, typhoid, polio, and diarrhea due to bacterial infections from dirty water. UNEP estimates that currently there are 164 million people in Africa, 134 million in Asia and 25 million in Latin America who are at risk of illness due to poor water or sanitation. According to UNEP, river pollution is a serious problem that can not be realized to be deadly. UNEP recommends good waste treatment. In addition, clean streams should be completely protected from pollution.
The United Nations Environment Program (UNEP) says more than 300 million people in Asia, Africa and Latin America are at risk of disease due to increased water pollution in rivers and lakes. According to the UNEP report, between 1990 and 2010 there was an increase in pollution of the river that caused the development of the virus to bacteria. Population growth, agricultural expansion, and the increased amount of waste disposed to the river and are the main factors in increasing water pollution. "Water quality issues on a global scale and the number of people affected by bad water quality are far worse than we think," UNEP author Dietrich Borchardt told Thomson Reuters Foundation. In the report it is also revealed, the Asian region has the largest pollution of the river, which is about 50 percent of the river has been polluted. Meanwhile, river pollution in Latin America is 10 percent and 25 percent in Africa. UNEP data shows that at least 3.5 million people die each year due to cholera, typhoid, polio, and diarrhea due to bacterial infections from dirty water. UNEP estimates that currently there are 164 million people in Africa, 134 million in Asia and 25 million in Latin America who are at risk of illness due to poor water or sanitation. According to UNEP, river pollution is a serious problem that can not be realized to be deadly. UNEP recommends good waste treatment. In addition, clean streams should be completely protected from pollution.
Thursday, October 4, 2018
Pitcher air yang direka untuk menghilangkan air pencemar berbahaya tidak dicipta sama, penyelidikan baru telah
Pitcher air yang direka untuk menghilangkan air pencemar berbahaya tidak dicipta sama, penyelidikan baru telah dijumpai.
Para saintis dari The Ohio State University membandingkan tiga jenama periuk yang popular untuk membersihkan microcystins berbahaya dari air paip. Mereka mendapati bahawa walaupun seseorang melakukan pekerjaan yang sangat baik, pitchers lain membenarkan toksin - yang muncul semasa mekar alga berbahaya (HABs) - untuk melepaskan penapis dan jatuh ke dalam air minuman.
Pembersih yang disaring air terpantas, dan yang dibuat sepenuhnya dari karbon diaktifkan berasaskan kelapa, mengeluarkan 50 peratus atau kurang dari mikrofonin dari air. Tetapi penulen yang ditapis air paling lambat - dan yang dibuat dari campuran karbon aktif - menjadikan mikrocystin tidak dapat dikesan dalam air minuman. Kajian ini muncul dalam jurnal Teknologi Sains Air: Bekalan Air.
"Oleh kerana tumbuh-tumbuhan rawatan air minum juga menggunakan karbon diaktifkan, saya fikir penapis rumah ini mungkin juga mengeluarkan beberapa microcystins, tetapi saya tidak menjangkakan keputusan ini baik dan perbezaan besar di kalangan pitcher," kata Justin Chaffin, penulis utama kajian dan penyelidik kanan dan penyelaras penyelidikan di Makmal Batu Ohio State. Batu Lab terletak di Tasik Erie dan berfungsi sebagai hab penyelidik di seluruh Midwest yang bekerja pada isu-isu yang dihadapi Great Lakes.
Molekul alga berbahaya yang menghasilkan toksin (HABs) telah menjadi ancaman global untuk minum air. Microcystins adalah antara toksin yang paling biasa yang timbul daripada bunga cyanobacterial ini, yang menimbulkan risiko yang besar kepada kesihatan haiwan dan manusia. Reaksi buruk terhadap toksin boleh berkisar dari ruam kulit ringan kepada penyakit atau kematian yang serius akibat kerosakan pada hati atau buah pinggang.
Di Ohio, microcystins di bekalan air Toledo meninggalkan lebih daripada 400,000 penduduk tanpa air paip selama beberapa hari pada tahun 2014.
"Sejak itu, ramai penduduk minum air botol dan yang lain bergantung pada penster penapis ini sebagai sandaran, sekiranya tumbuhan rawatan air terlepas kembalinya microcystins," kata Chaffin. Tidak ada ancaman seperti itu untuk dikesan sejak kejadian 2014, katanya.
"Pada majlis-majlis awam, penduduk terus bertanya kepada saya 'Adakah periuk air saya mengeluarkan mikroben?' dan jawapan saya selalu, 'Saya tidak tahu,' "kata Chaffin.
Jadi dia membuat kajian untuk menjawab soalan itu.
Para penyelidik tidak menamakan jenama dalam kajian itu, tetapi mereka biasanya dijumpai di kedai-kedai runcit dan harga antara $ 15 hingga kira-kira $ 50, kata Chaffin. Pengguna yang berminat boleh membandingkan penemuan kajian dengan ciri-ciri kendi individu untuk memaklumkan keputusan pembelian mereka, katanya.
"Secara umum, lebih murah periuk, kerja lebih buruk ia menapis toksin," kata Chaffin.
Chaffin dan rakan-rakannya menggunakan air Lake Erie yang tercemar, yang mereka dicairkan ke pelbagai kepekatan microcystins, dan kemudian berlari melalui tiga pitcher biasa yang direka untuk membersihkan air. Secara konsisten, penapisan perlahan dan kombinasi pelbagai jenis karbon diaktifkan terbukti sangat membantu.
Idea di belakang pitcher adalah bahawa karbon diaktifkan dalam penapis "meraih" perkara-perkara buruk dari air paip kerana mereka mengikat kepada molekul karbon.
Apabila air dengan konsentrasi mikrocystin 3.3 mikrogram seliter dijalankan melalui tiga penapis, kepekatannya menurun dalam semua kes, tetapi hanya tidak dapat dikesan dalam satu kendi - model penapisan yang paling perlahan. Para penyelidik memilih kepekatan untuk meniru kepekatan yang dilaporkan semasa nasihat do-not-drink 2014 di Toledo.
"Waktu hubungan benar-benar nampaknya, jika anda menjalankan air dengan cepat, microcystins dan molekul organik lain tidak mempunyai masa untuk mengikat molekul karbon dan melekat pada penapis," kata Chaffin.
Waktu kenalan berbeza dari lebih kurang dua minit seliter (untuk periuk yang paling buruk) hingga lebih dari enam minit seliter (untuk yang terbaik). Pitcher tengah-tengah-jalan menapis air pada kadar hampir empat minit seliter.
Dua pitcher paling berkesan mempunyai penapis yang dibuat daripada gabungan sumber karbon yang diaktifkan. Penapis periuk paling berkesan dibuat sepenuhnya daripada karbon aktif berasaskan kelapa.
Pasukan penyelidik juga menguji sama ada mikrofon kekal tinggal memakai penapis yang sudah tamat tempoh dengan menjalankan air berair yang sangat bersih melalui pembersih.
"Kami tidak menemui microcystins dalam air yang ditapis sama sekali, jadi ada peluang yang baik bahawa apa yang dibuang terjejas ke penapis untuk kebaikan," kata Chaffin.
Katanya, beliau mencadangkan bahawa pitcher pembersih ini dilihat sebagai jaring keselamatan bagi mereka yang bimbang tentang microcystins yang tidak dapat dikesan di loji rawatan air minum - tidak dalam kes-kes di mana terdapat amaran dan orang telah diberitahu untuk berpegang pada botol air.
"Tetapi apabila tidak ada amaran, penapis ini jauh lebih murah dan lebih baik untuk alam sekitar dalam jangka masa panjang berbanding air botol. Anda tidak membuat gunung kosong," kata Chaffin.
Para saintis dari The Ohio State University membandingkan tiga jenama periuk yang popular untuk membersihkan microcystins berbahaya dari air paip. Mereka mendapati bahawa walaupun seseorang melakukan pekerjaan yang sangat baik, pitchers lain membenarkan toksin - yang muncul semasa mekar alga berbahaya (HABs) - untuk melepaskan penapis dan jatuh ke dalam air minuman.
Pembersih yang disaring air terpantas, dan yang dibuat sepenuhnya dari karbon diaktifkan berasaskan kelapa, mengeluarkan 50 peratus atau kurang dari mikrofonin dari air. Tetapi penulen yang ditapis air paling lambat - dan yang dibuat dari campuran karbon aktif - menjadikan mikrocystin tidak dapat dikesan dalam air minuman. Kajian ini muncul dalam jurnal Teknologi Sains Air: Bekalan Air.
"Oleh kerana tumbuh-tumbuhan rawatan air minum juga menggunakan karbon diaktifkan, saya fikir penapis rumah ini mungkin juga mengeluarkan beberapa microcystins, tetapi saya tidak menjangkakan keputusan ini baik dan perbezaan besar di kalangan pitcher," kata Justin Chaffin, penulis utama kajian dan penyelidik kanan dan penyelaras penyelidikan di Makmal Batu Ohio State. Batu Lab terletak di Tasik Erie dan berfungsi sebagai hab penyelidik di seluruh Midwest yang bekerja pada isu-isu yang dihadapi Great Lakes.
Molekul alga berbahaya yang menghasilkan toksin (HABs) telah menjadi ancaman global untuk minum air. Microcystins adalah antara toksin yang paling biasa yang timbul daripada bunga cyanobacterial ini, yang menimbulkan risiko yang besar kepada kesihatan haiwan dan manusia. Reaksi buruk terhadap toksin boleh berkisar dari ruam kulit ringan kepada penyakit atau kematian yang serius akibat kerosakan pada hati atau buah pinggang.
Di Ohio, microcystins di bekalan air Toledo meninggalkan lebih daripada 400,000 penduduk tanpa air paip selama beberapa hari pada tahun 2014.
"Sejak itu, ramai penduduk minum air botol dan yang lain bergantung pada penster penapis ini sebagai sandaran, sekiranya tumbuhan rawatan air terlepas kembalinya microcystins," kata Chaffin. Tidak ada ancaman seperti itu untuk dikesan sejak kejadian 2014, katanya.
"Pada majlis-majlis awam, penduduk terus bertanya kepada saya 'Adakah periuk air saya mengeluarkan mikroben?' dan jawapan saya selalu, 'Saya tidak tahu,' "kata Chaffin.
Jadi dia membuat kajian untuk menjawab soalan itu.
Para penyelidik tidak menamakan jenama dalam kajian itu, tetapi mereka biasanya dijumpai di kedai-kedai runcit dan harga antara $ 15 hingga kira-kira $ 50, kata Chaffin. Pengguna yang berminat boleh membandingkan penemuan kajian dengan ciri-ciri kendi individu untuk memaklumkan keputusan pembelian mereka, katanya.
"Secara umum, lebih murah periuk, kerja lebih buruk ia menapis toksin," kata Chaffin.
Chaffin dan rakan-rakannya menggunakan air Lake Erie yang tercemar, yang mereka dicairkan ke pelbagai kepekatan microcystins, dan kemudian berlari melalui tiga pitcher biasa yang direka untuk membersihkan air. Secara konsisten, penapisan perlahan dan kombinasi pelbagai jenis karbon diaktifkan terbukti sangat membantu.
Idea di belakang pitcher adalah bahawa karbon diaktifkan dalam penapis "meraih" perkara-perkara buruk dari air paip kerana mereka mengikat kepada molekul karbon.
Apabila air dengan konsentrasi mikrocystin 3.3 mikrogram seliter dijalankan melalui tiga penapis, kepekatannya menurun dalam semua kes, tetapi hanya tidak dapat dikesan dalam satu kendi - model penapisan yang paling perlahan. Para penyelidik memilih kepekatan untuk meniru kepekatan yang dilaporkan semasa nasihat do-not-drink 2014 di Toledo.
"Waktu hubungan benar-benar nampaknya, jika anda menjalankan air dengan cepat, microcystins dan molekul organik lain tidak mempunyai masa untuk mengikat molekul karbon dan melekat pada penapis," kata Chaffin.
Waktu kenalan berbeza dari lebih kurang dua minit seliter (untuk periuk yang paling buruk) hingga lebih dari enam minit seliter (untuk yang terbaik). Pitcher tengah-tengah-jalan menapis air pada kadar hampir empat minit seliter.
Dua pitcher paling berkesan mempunyai penapis yang dibuat daripada gabungan sumber karbon yang diaktifkan. Penapis periuk paling berkesan dibuat sepenuhnya daripada karbon aktif berasaskan kelapa.
Pasukan penyelidik juga menguji sama ada mikrofon kekal tinggal memakai penapis yang sudah tamat tempoh dengan menjalankan air berair yang sangat bersih melalui pembersih.
"Kami tidak menemui microcystins dalam air yang ditapis sama sekali, jadi ada peluang yang baik bahawa apa yang dibuang terjejas ke penapis untuk kebaikan," kata Chaffin.
Katanya, beliau mencadangkan bahawa pitcher pembersih ini dilihat sebagai jaring keselamatan bagi mereka yang bimbang tentang microcystins yang tidak dapat dikesan di loji rawatan air minum - tidak dalam kes-kes di mana terdapat amaran dan orang telah diberitahu untuk berpegang pada botol air.
"Tetapi apabila tidak ada amaran, penapis ini jauh lebih murah dan lebih baik untuk alam sekitar dalam jangka masa panjang berbanding air botol. Anda tidak membuat gunung kosong," kata Chaffin.
Wednesday, October 3, 2018
Water pitchers designed to rid water of harmful contaminants are not created equal,
Water pitchers designed to rid water of harmful contaminants are not created equal, new research has found.
Scientists from The Ohio State University compared three popular pitcher brands' ability to clear dangerous microcystins from tap water. They found that while one did an excellent job, other pitchers allowed the toxins -- which appear during harmful algal blooms (HABs) -- to escape the filter and drop into the drinking water.
The purifier that filtered water fastest, and which was made entirely of coconut-based activated carbon, removed 50 percent or less of the microcystins from the water. But the purifier that filtered water slowest -- and which was made from a blend of active carbon -- rendered the microcystins undetectable in drinking water. The study appears in the journal Water Science Technology: Water Supply.
"Because drinking-water treatment plants also use activated carbon, I figured that these home filters might also remove some microcystins, but I wasn't expecting results this good and such big differences among the pitchers," said Justin Chaffin, the study's lead author and a senior researcher and research coordinator at Ohio State's Stone Laboratory. Stone Lab is located on Lake Erie and serves as a hub for researchers throughout the Midwest working on issues facing the Great Lakes.
Toxin-producing harmful algal blooms (HABs) have become a global threat to drinking water. Microcystins are among the most common toxins that arise from these cyanobacterial blooms, posing a significant risk to animal and human health. Adverse reactions to the toxins can range from a mild skin rash to serious illness or death as a result of damage to the liver or kidneys.
In Ohio, microcystins in Toledo's water supply left more than 400,000 residents without tap water for several days in 2014.
"Since then, many residents drink bottled water and others rely on these filtration pitchers as backup, in case the water treatment plants miss a return of the microcystins," Chaffin said. No such threats to the water have been detected since the 2014 incident, he said.
"At public events, residents kept asking me 'Does my water pitcher remove microcystins?' and my answer was always, 'I don't know,'" Chaffin said.
So he designed a study to answer the question.
The researchers do not name the brands in the study, but they are commonly found in retail outlets and ranged in price from about $15 to about $50, Chaffin said. Interested consumers can compare the study findings to the features of an individual pitcher to inform their purchasing decisions, he suggested.
"In general, the cheaper the pitcher, the worse job it did filtering out the toxins," Chaffin said.
Chaffin and his collaborators used contaminated Lake Erie water, which they diluted to various concentrations of microcystins, and then ran through three common pitchers designed to purify water. Consistently, slow filtration and a combination of different types of activated carbon proved most helpful.
The idea behind the pitchers is that the activated carbon in the filter "grabs" bad things from the tap water as they bind to the carbon molecules.
When water with a microcystin concentration of 3.3 micrograms per liter was run through the three filters, its concentration dipped in all cases, but was only undetectable in one pitcher -- the slowest-filtering model. The researchers chose that concentration to mimic the concentration reported during the 2014 do-not-drink advisory in Toledo.
"Contact time really seems to matter. If you run the water through really fast, the microcystins and other organic molecules don't have time to bind to the carbon molecule and stick to the filter," Chaffin said.
Contact time varied from a little more than two minutes per liter (for the worst-performing pitcher) to more than six minutes per liter (for the best). The middle-of-the-road pitcher filtered water at a rate of almost four minutes per liter.
The two most-effective pitchers had filters made of a blend of activated carbon sources. The least-effective pitcher's filter was made entirely of coconut-based active carbon.
The research team also tested whether the microcystins stayed put on expired filters by running ultra-clean deionized water through the purifier.
"We didn't find the microcystins in that filtered water at all, so there's a pretty good chance that what's being removed is stuck to the filter for good," Chaffin said.
That said, he suggested that these purifying pitchers be viewed as a safety net for those who are worried about microcystins going undetected at the drinking-water treatment plants -- not in cases where there's been a warning and people have been told to stick to bottled water.
"But when there isn't a warning, these filters are much cheaper and better for the environment in the long run than bottled water. You aren't creating mountains of empty bottles," Chaffin said.
Scientists from The Ohio State University compared three popular pitcher brands' ability to clear dangerous microcystins from tap water. They found that while one did an excellent job, other pitchers allowed the toxins -- which appear during harmful algal blooms (HABs) -- to escape the filter and drop into the drinking water.
The purifier that filtered water fastest, and which was made entirely of coconut-based activated carbon, removed 50 percent or less of the microcystins from the water. But the purifier that filtered water slowest -- and which was made from a blend of active carbon -- rendered the microcystins undetectable in drinking water. The study appears in the journal Water Science Technology: Water Supply.
"Because drinking-water treatment plants also use activated carbon, I figured that these home filters might also remove some microcystins, but I wasn't expecting results this good and such big differences among the pitchers," said Justin Chaffin, the study's lead author and a senior researcher and research coordinator at Ohio State's Stone Laboratory. Stone Lab is located on Lake Erie and serves as a hub for researchers throughout the Midwest working on issues facing the Great Lakes.
Toxin-producing harmful algal blooms (HABs) have become a global threat to drinking water. Microcystins are among the most common toxins that arise from these cyanobacterial blooms, posing a significant risk to animal and human health. Adverse reactions to the toxins can range from a mild skin rash to serious illness or death as a result of damage to the liver or kidneys.
In Ohio, microcystins in Toledo's water supply left more than 400,000 residents without tap water for several days in 2014.
"Since then, many residents drink bottled water and others rely on these filtration pitchers as backup, in case the water treatment plants miss a return of the microcystins," Chaffin said. No such threats to the water have been detected since the 2014 incident, he said.
"At public events, residents kept asking me 'Does my water pitcher remove microcystins?' and my answer was always, 'I don't know,'" Chaffin said.
So he designed a study to answer the question.
The researchers do not name the brands in the study, but they are commonly found in retail outlets and ranged in price from about $15 to about $50, Chaffin said. Interested consumers can compare the study findings to the features of an individual pitcher to inform their purchasing decisions, he suggested.
"In general, the cheaper the pitcher, the worse job it did filtering out the toxins," Chaffin said.
Chaffin and his collaborators used contaminated Lake Erie water, which they diluted to various concentrations of microcystins, and then ran through three common pitchers designed to purify water. Consistently, slow filtration and a combination of different types of activated carbon proved most helpful.
The idea behind the pitchers is that the activated carbon in the filter "grabs" bad things from the tap water as they bind to the carbon molecules.
When water with a microcystin concentration of 3.3 micrograms per liter was run through the three filters, its concentration dipped in all cases, but was only undetectable in one pitcher -- the slowest-filtering model. The researchers chose that concentration to mimic the concentration reported during the 2014 do-not-drink advisory in Toledo.
"Contact time really seems to matter. If you run the water through really fast, the microcystins and other organic molecules don't have time to bind to the carbon molecule and stick to the filter," Chaffin said.
Contact time varied from a little more than two minutes per liter (for the worst-performing pitcher) to more than six minutes per liter (for the best). The middle-of-the-road pitcher filtered water at a rate of almost four minutes per liter.
The two most-effective pitchers had filters made of a blend of activated carbon sources. The least-effective pitcher's filter was made entirely of coconut-based active carbon.
The research team also tested whether the microcystins stayed put on expired filters by running ultra-clean deionized water through the purifier.
"We didn't find the microcystins in that filtered water at all, so there's a pretty good chance that what's being removed is stuck to the filter for good," Chaffin said.
That said, he suggested that these purifying pitchers be viewed as a safety net for those who are worried about microcystins going undetected at the drinking-water treatment plants -- not in cases where there's been a warning and people have been told to stick to bottled water.
"But when there isn't a warning, these filters are much cheaper and better for the environment in the long run than bottled water. You aren't creating mountains of empty bottles," Chaffin said.
Kunci untuk mencapai kepekatan yang betul adalah memastikan
Profesor Kejuruteraan Bioperubatan dan Kejuruteraan Kimia Universiti Carnegie Mellon Bob Tilton dan Todd Przybycien baru-baru ini mengarang kertas kerja dengan Ph.D. pelajar Brittany Nordmark dan Toni Bechtel, dan alumnus John Riley, terus menyempurnakan proses yang tidak lama lagi boleh membantu menyediakan air bersih kepada ramai di kawasan-kawasan yang jarang air. Proses yang dicipta oleh bekas pelajar dan pengarang Tilton, Stephanie Velegol, menggunakan bahan pasir dan tumbuhan yang sedia ada di banyak negara membangun untuk menghasilkan medium penapisan air yang murah dan berkesan, yang disebut "pasir."
"F-pasir" menggunakan protein dari kilang Moringa oleifera, pokok asli India yang tumbuh dengan baik di iklim tropika dan subtropika. Pokok ini ditanam untuk makanan dan minyak semulajadi, dan benih telah digunakan untuk jenis pembersihan air asas. Walau bagaimanapun, cara penyucian tradisional ini meninggalkan jumlah karbon organik terlarut (DOC) yang tinggi dari benih, yang membolehkan bakteria diperbaharui selepas hanya 24 jam. Ini hanya meninggalkan tingkap pendek di mana air boleh diminum.
Velegol, yang kini seorang profesor kejuruteraan kimia di Penn State University, mempunyai ide untuk menggabungkan kaedah pemurnian air ini dengan kaedah penapisan pasir yang biasa berlaku di kawasan-kawasan yang sedang membangun. Dengan mengeluarkan protein benih dan menyerap (mematuhi) mereka ke permukaan zarah silika, komponen utama pasir, dia mencipta f-pasir. Pasir pasir kedua membunuh mikroorganisma dan mengurangkan kekeruhan, mematuhi zarah dan bahan organik. Ini pencemar yang tidak diingini dan DOC kemudiannya boleh dicuci, meninggalkan air bersih untuk lebih lama, dan pasir f sedia untuk digunakan semula.
Walaupun proses asas terbukti dan berkesan, masih terdapat banyak persoalan tentang penciptaan dan penggunaan f-pasir - soalan Tilton dan Przybycien memutuskan untuk menjawab.
Adakah mengasingkan protein tertentu dari benih M. oleifera meningkatkan keberkesanan f-pasir? Adakah asid lemak dan minyak yang terdapat dalam benih penting untuk proses penjerapan? Apakah kesannya keadaan air? Apakah kepekatan protein yang diperlukan untuk menghasilkan produk yang berkesan?
Jawapan kepada soalan-soalan ini boleh memberi implikasi besar pada masa depan f-pasir.
Fraksionasi
Biji M. oleifera mengandungi sekurang-kurangnya lapan protein yang berlainan. Memisahkan protein ini, satu proses yang dikenali sebagai fraksionasi, akan memperkenalkan satu lagi langkah untuk proses itu. Sebelum penyelidikan mereka, penulis berteori bahawa mengasingkan protein tertentu mungkin menyediakan produk siap yang lebih cekap.
Walau bagaimanapun, melalui ujian, Tilton dan Przybycien mendapati bahawa ini tidak berlaku. Fraksiat protein tidak banyak memberi kesan ke atas keupayaan protein untuk menyerap ke dalam zarah silika, bermakna langkah ini tidak diperlukan untuk proses penciptaan f-pasir.
Penemuan bahawa fraksionan tidak perlu adalah sangat berfaedah kepada senario scarce sumber di mana f-pasir dimaksudkan untuk digunakan. Meninggalkan langkah ini daripada proses membantu mengurangkan kos, mengurangkan keperluan pemprosesan, dan memudahkan proses keseluruhan.
Asid lemak
Salah satu sebab utama M. oleifera ditanam pada masa ini adalah untuk asid lemak dan minyak yang terdapat dalam benih. Ini diekstrak dan dijual secara komersial. Tilton dan Przybycien berminat untuk mengetahui sama ada asid lemak ini mempunyai kesan terhadap proses penjerapan protein juga.
Mereka mendapati bahawa fraksinasi seperti itu, menghilangkan asid lemak tidak memberi kesan ke atas keupayaan protein untuk menyerap. Temuan ini juga mempunyai implikasi yang berguna bagi mereka yang ingin melaksanakan proses ini dalam membangunkan wilayah. Oleh kerana kehadiran atau ketiadaan asid lemak dalam benih mempunyai sedikit kesan ke atas penciptaan atau fungsi f-pasir, orang di rantau ini boleh mengeluarkan dan menjual minyak berharga secara komersial, dan masih dapat mengekstrak protein dari benih yang tersisa untuk penapisan air.
Kepekatan
Satu lagi parameter proses pengeluaran f-pasir yang diuji oleh Tilton dan Przybycien adalah kepekatan protein benih yang diperlukan untuk menghasilkan produk yang berkesan. Kepekatan yang diperlukan mempunyai kesan besar ke atas jumlah benih yang diperlukan, yang seterusnya memberi kesan langsung kepada kecekapan keseluruhan dan keberkesanan kos.
Kunci untuk mencapai kepekatan yang betul adalah memastikan terdapat protein yang cukup positif untuk mengatasi cas negatif zarah-zarah silika di mana ia dilampirkan, mewujudkan cas positif positif. Tuduhan positif ini adalah penting untuk menarik bahan organik, partikel, dan mikrob yang mencemarkan air.
"F-pasir" menggunakan protein dari kilang Moringa oleifera, pokok asli India yang tumbuh dengan baik di iklim tropika dan subtropika. Pokok ini ditanam untuk makanan dan minyak semulajadi, dan benih telah digunakan untuk jenis pembersihan air asas. Walau bagaimanapun, cara penyucian tradisional ini meninggalkan jumlah karbon organik terlarut (DOC) yang tinggi dari benih, yang membolehkan bakteria diperbaharui selepas hanya 24 jam. Ini hanya meninggalkan tingkap pendek di mana air boleh diminum.
Velegol, yang kini seorang profesor kejuruteraan kimia di Penn State University, mempunyai ide untuk menggabungkan kaedah pemurnian air ini dengan kaedah penapisan pasir yang biasa berlaku di kawasan-kawasan yang sedang membangun. Dengan mengeluarkan protein benih dan menyerap (mematuhi) mereka ke permukaan zarah silika, komponen utama pasir, dia mencipta f-pasir. Pasir pasir kedua membunuh mikroorganisma dan mengurangkan kekeruhan, mematuhi zarah dan bahan organik. Ini pencemar yang tidak diingini dan DOC kemudiannya boleh dicuci, meninggalkan air bersih untuk lebih lama, dan pasir f sedia untuk digunakan semula.
Walaupun proses asas terbukti dan berkesan, masih terdapat banyak persoalan tentang penciptaan dan penggunaan f-pasir - soalan Tilton dan Przybycien memutuskan untuk menjawab.
Adakah mengasingkan protein tertentu dari benih M. oleifera meningkatkan keberkesanan f-pasir? Adakah asid lemak dan minyak yang terdapat dalam benih penting untuk proses penjerapan? Apakah kesannya keadaan air? Apakah kepekatan protein yang diperlukan untuk menghasilkan produk yang berkesan?
Jawapan kepada soalan-soalan ini boleh memberi implikasi besar pada masa depan f-pasir.
Fraksionasi
Biji M. oleifera mengandungi sekurang-kurangnya lapan protein yang berlainan. Memisahkan protein ini, satu proses yang dikenali sebagai fraksionasi, akan memperkenalkan satu lagi langkah untuk proses itu. Sebelum penyelidikan mereka, penulis berteori bahawa mengasingkan protein tertentu mungkin menyediakan produk siap yang lebih cekap.
Walau bagaimanapun, melalui ujian, Tilton dan Przybycien mendapati bahawa ini tidak berlaku. Fraksiat protein tidak banyak memberi kesan ke atas keupayaan protein untuk menyerap ke dalam zarah silika, bermakna langkah ini tidak diperlukan untuk proses penciptaan f-pasir.
Penemuan bahawa fraksionan tidak perlu adalah sangat berfaedah kepada senario scarce sumber di mana f-pasir dimaksudkan untuk digunakan. Meninggalkan langkah ini daripada proses membantu mengurangkan kos, mengurangkan keperluan pemprosesan, dan memudahkan proses keseluruhan.
Asid lemak
Salah satu sebab utama M. oleifera ditanam pada masa ini adalah untuk asid lemak dan minyak yang terdapat dalam benih. Ini diekstrak dan dijual secara komersial. Tilton dan Przybycien berminat untuk mengetahui sama ada asid lemak ini mempunyai kesan terhadap proses penjerapan protein juga.
Mereka mendapati bahawa fraksinasi seperti itu, menghilangkan asid lemak tidak memberi kesan ke atas keupayaan protein untuk menyerap. Temuan ini juga mempunyai implikasi yang berguna bagi mereka yang ingin melaksanakan proses ini dalam membangunkan wilayah. Oleh kerana kehadiran atau ketiadaan asid lemak dalam benih mempunyai sedikit kesan ke atas penciptaan atau fungsi f-pasir, orang di rantau ini boleh mengeluarkan dan menjual minyak berharga secara komersial, dan masih dapat mengekstrak protein dari benih yang tersisa untuk penapisan air.
Kepekatan
Satu lagi parameter proses pengeluaran f-pasir yang diuji oleh Tilton dan Przybycien adalah kepekatan protein benih yang diperlukan untuk menghasilkan produk yang berkesan. Kepekatan yang diperlukan mempunyai kesan besar ke atas jumlah benih yang diperlukan, yang seterusnya memberi kesan langsung kepada kecekapan keseluruhan dan keberkesanan kos.
Kunci untuk mencapai kepekatan yang betul adalah memastikan terdapat protein yang cukup positif untuk mengatasi cas negatif zarah-zarah silika di mana ia dilampirkan, mewujudkan cas positif positif. Tuduhan positif ini adalah penting untuk menarik bahan organik, partikel, dan mikrob yang mencemarkan air.
Monday, October 1, 2018
PureMadi, organisasi bukan organisasi Universiti Virginia, telah mencipta tablet pembersihan air seramik mudah. Disebut MadiDrop, tablet - dibangunkan dan diuji secara ekstensif di U.Va. - dilembutkan dengan nanopartikel perak atau tembaga. Ia boleh berulang kali membasmi air selama enam bulan dengan hanya berehat di dalam sebuah kapal di mana air dituangkan. Ia sedang dibangunkan untuk digunakan dalam komuniti di Afrika Selatan yang mempunyai sedikit atau tiada akses kepada air bersih.
"Madi" ialah perkataan Afrika Selatan Tshivenda untuk air. PureMadi membawa bersama U.Va. profesor dan pelajar untuk meningkatkan mutu air, kesihatan manusia, perusahaan tempatan dan kualiti hidup di negara membangun. Organisasi ini terdiri daripada pelajar dan ahli fakulti dari kejuruteraan, seni bina, perubatan, kejururawatan, perniagaan, perdagangan, ekonomi, antropologi dan urusan luar negeri.
Pada tahun lalu, PureMadi telah menubuhkan sebuah kilang penapis air di wilayah Limpopo, Afrika Selatan, yang menggaji pekerja tempatan. Kilang menghasilkan beberapa ratus penapis air seperti bunga, menurut James Smith, seorang U.Va. jurutera sivil dan alam sekitar yang bersama-sama mengetuai projek itu dengan Dr. Rebecca Dillingham, pengarah Pusat Kesihatan Global U.Va.
"Akhirnya, kilang itu mampu menghasilkan kira-kira 500 hingga 1,000 penapis sebulan, dan rancangan 10 tahun kami adalah untuk membina 10 hingga 12 kilang di Afrika Selatan dan negara lain," kata Smith. "Setiap penapis boleh berkhidmat untuk keluarga lima atau enam selama dua hingga lima tahun, jadi kami merancang untuk berkhidmat sekurang-kurangnya 500,000 orang setahun dengan penapis baru."
Idea ini adalah untuk mewujudkan perniagaan yang mampan yang berkhidmat kepada komuniti mereka dan menggaji pekerja tempatan. Sebilangan kecil keuntungan kembali kepada PureMadi dan akan digunakan untuk membantu mewujudkan lebih banyak kilang.
Penapis yang dihasilkan di kilang diperbuat daripada reka bentuk seramik yang ditapis dan diuji secara ekstensif di U.Va. Penapis dibuat daripada tanah liat tempatan, habuk papan dan air. Bahan-bahan tersebut dicampur dan ditekan ke dalam acuan. Hasilnya adalah penapis berbentuk bunga potong, yang kemudian dipecat dalam satu tanur. Tembakan membakar habuk papan, meninggalkan seramik dengan liang-liang yang halus. Penapis kemudian dicat dengan penyelesaian tipis nanopartikel perak atau tembaga yang berfungsi sebagai pembasmi kuman yang sangat berkesan untuk patogen air, jenis yang boleh menyebabkan cirit-birit yang teruk, muntah dan dehidrasi.
Reka bentuk ini membolehkan pengguna mencurahkan air dari sumber yang tidak dirawat, seperti sungai atau telaga, ke dalam periuk dan biarkan ia menyaring melalui baldi lima galon di bawahnya. Pot ini mempunyai kadar aliran satu hingga tiga liter sejam, cukup untuk minum dan memasak. Air yang ditapis dapat diakses melalui spigot dalam baldi.
U.Va. kajian sekolah perubatan menunjukkan bahawa penggunaan penapis itu dapat meningkatkan hasil kesihatan pengguna dan memberi manfaat kepada mereka yang mempunyai sistem imun yang terjejas, seperti orang yang hidup dengan AIDS. Kelaziman HIV adalah lebih daripada 17 peratus di kalangan penduduk umum di Afrika Selatan, dan berjuta-juta menderita setiap tahun daripada penyakit air. Smith berkata ujian menunjukkan bahawa 99.9 peratus patogen dalam air boleh dikeluarkan atau dibunuh oleh penapis.
MadiDrop adalah alternatif kepada penapis bunga, tetapi idealnya akan digunakan bersempena dengannya. Rancangan itu adalah untuk menghasilkan produk secara besar-besaran di kilang-kilang yang sama di mana penapis PureMadi dihasilkan.
"MadiDrop lebih murah, lebih mudah digunakan, dan lebih mudah diangkut daripada penapis PureMadi, tetapi kerana ia diletakkan ke dalam air, dan bukannya mempunyai penapis air melaluinya, MadiDrop tidak berkesan untuk menghilangkan sedimen dalam air yang menyebabkan perubahan warna atau kerosakan rasa, "kata Smith. "Tetapi kemudahan penggunaannya, keberkesanan kos dan proses pembuatan mudah harus membolehkan kami menjadikannya mudah tersedia untuk penduduk pengguna yang banyak, lebih daripada penapis PureMadi yang lebih mahal."
Ujian menunjukkan bahawa penapis selamat untuk digunakan dan melepaskan hanya jumlah surih zarah perak atau tembaga, dalam piawaian air yang selamat di dunia maju. Penapis juga berguna di kawasan luar bandar negara-negara maju seperti Amerika Syarikat di mana orang bergantung kepada air sumur yang tidak dirawat.
"Madi" ialah perkataan Afrika Selatan Tshivenda untuk air. PureMadi membawa bersama U.Va. profesor dan pelajar untuk meningkatkan mutu air, kesihatan manusia, perusahaan tempatan dan kualiti hidup di negara membangun. Organisasi ini terdiri daripada pelajar dan ahli fakulti dari kejuruteraan, seni bina, perubatan, kejururawatan, perniagaan, perdagangan, ekonomi, antropologi dan urusan luar negeri.
Pada tahun lalu, PureMadi telah menubuhkan sebuah kilang penapis air di wilayah Limpopo, Afrika Selatan, yang menggaji pekerja tempatan. Kilang menghasilkan beberapa ratus penapis air seperti bunga, menurut James Smith, seorang U.Va. jurutera sivil dan alam sekitar yang bersama-sama mengetuai projek itu dengan Dr. Rebecca Dillingham, pengarah Pusat Kesihatan Global U.Va.
"Akhirnya, kilang itu mampu menghasilkan kira-kira 500 hingga 1,000 penapis sebulan, dan rancangan 10 tahun kami adalah untuk membina 10 hingga 12 kilang di Afrika Selatan dan negara lain," kata Smith. "Setiap penapis boleh berkhidmat untuk keluarga lima atau enam selama dua hingga lima tahun, jadi kami merancang untuk berkhidmat sekurang-kurangnya 500,000 orang setahun dengan penapis baru."
Idea ini adalah untuk mewujudkan perniagaan yang mampan yang berkhidmat kepada komuniti mereka dan menggaji pekerja tempatan. Sebilangan kecil keuntungan kembali kepada PureMadi dan akan digunakan untuk membantu mewujudkan lebih banyak kilang.
Penapis yang dihasilkan di kilang diperbuat daripada reka bentuk seramik yang ditapis dan diuji secara ekstensif di U.Va. Penapis dibuat daripada tanah liat tempatan, habuk papan dan air. Bahan-bahan tersebut dicampur dan ditekan ke dalam acuan. Hasilnya adalah penapis berbentuk bunga potong, yang kemudian dipecat dalam satu tanur. Tembakan membakar habuk papan, meninggalkan seramik dengan liang-liang yang halus. Penapis kemudian dicat dengan penyelesaian tipis nanopartikel perak atau tembaga yang berfungsi sebagai pembasmi kuman yang sangat berkesan untuk patogen air, jenis yang boleh menyebabkan cirit-birit yang teruk, muntah dan dehidrasi.
Reka bentuk ini membolehkan pengguna mencurahkan air dari sumber yang tidak dirawat, seperti sungai atau telaga, ke dalam periuk dan biarkan ia menyaring melalui baldi lima galon di bawahnya. Pot ini mempunyai kadar aliran satu hingga tiga liter sejam, cukup untuk minum dan memasak. Air yang ditapis dapat diakses melalui spigot dalam baldi.
U.Va. kajian sekolah perubatan menunjukkan bahawa penggunaan penapis itu dapat meningkatkan hasil kesihatan pengguna dan memberi manfaat kepada mereka yang mempunyai sistem imun yang terjejas, seperti orang yang hidup dengan AIDS. Kelaziman HIV adalah lebih daripada 17 peratus di kalangan penduduk umum di Afrika Selatan, dan berjuta-juta menderita setiap tahun daripada penyakit air. Smith berkata ujian menunjukkan bahawa 99.9 peratus patogen dalam air boleh dikeluarkan atau dibunuh oleh penapis.
MadiDrop adalah alternatif kepada penapis bunga, tetapi idealnya akan digunakan bersempena dengannya. Rancangan itu adalah untuk menghasilkan produk secara besar-besaran di kilang-kilang yang sama di mana penapis PureMadi dihasilkan.
"MadiDrop lebih murah, lebih mudah digunakan, dan lebih mudah diangkut daripada penapis PureMadi, tetapi kerana ia diletakkan ke dalam air, dan bukannya mempunyai penapis air melaluinya, MadiDrop tidak berkesan untuk menghilangkan sedimen dalam air yang menyebabkan perubahan warna atau kerosakan rasa, "kata Smith. "Tetapi kemudahan penggunaannya, keberkesanan kos dan proses pembuatan mudah harus membolehkan kami menjadikannya mudah tersedia untuk penduduk pengguna yang banyak, lebih daripada penapis PureMadi yang lebih mahal."
Ujian menunjukkan bahawa penapis selamat untuk digunakan dan melepaskan hanya jumlah surih zarah perak atau tembaga, dalam piawaian air yang selamat di dunia maju. Penapis juga berguna di kawasan luar bandar negara-negara maju seperti Amerika Syarikat di mana orang bergantung kepada air sumur yang tidak dirawat.
Carnegie Mellon University's Biomedical Engineering and Chemical Engineering Professors Bob Tilton and Todd Przybycien recently co-authored a paper with Ph.D.
Carnegie Mellon University's Biomedical Engineering and Chemical Engineering Professors Bob Tilton and Todd Przybycien recently co-authored a paper with Ph.D. students Brittany Nordmark and Toni Bechtel, and alumnus John Riley, further refining a process that could soon help provide clean water to many in water-scarce regions. The process, created by Tilton's former student and co-author Stephanie Velegol, uses sand and plant materials readily available in many developing nations to create a cheap and effective water filtration medium, termed "f-sand."
"F-sand" uses proteins from the Moringa oleifera plant, a tree native to India that grows well in tropical and subtropical climates. The tree is cultivated for food and natural oils, and the seeds are already used for a type of rudimentary water purification. However, this traditional means of purification leaves behind high amounts of dissolved organic carbon (DOC) from the seeds, allowing bacteria to regrow after just 24 hours. This leaves only a short window in which the water is drinkable.
Velegol, who is now a professor of chemical engineering at Penn State University, had the idea to combine this method of water purification with sand filtration methods common in developing areas. By extracting the seed proteins and adsorbing (adhering) them to the surface of silica particles, the principal component of sand, she created f-sand. F-sand both kills microorganisms and reduces turbidity, adhering to particulate and organic matter. These undesirable contaminants and DOC can then be washed out, leaving the water clean for longer, and the f-sand ready for reuse.
While the basic process was proven and effective, there were still many questions surrounding f-sand's creation and use -- questions Tilton and Przybycien resolved to answer.
Would isolating certain proteins from the M. oleifera seeds increase f-sand's effectiveness? Are the fatty acids and oils found in the seeds important to the adsorption process? What effect would water conditions have? What concentration of proteins is necessary to create an effective product?
The answers to these questions could have big implications on the future of f-sand.
Fractionation
The seed of M. oleifera contains at least eight different proteins. Separating these proteins, a process known as fractionation, would introduce another step to the process. Prior to their research, the authors theorized that isolating certain proteins might provide a more efficient finished product.
However, through the course of testing, Tilton and Przybycien found that this was not the case. Fractionating the proteins had little discernible effect on the proteins' ability to adsorb to the silica particles, meaning this step was unnecessary to the f-sand creation process.
The finding that fractionation is unnecessary is particularly advantageous to the resource-scarce scenario in which f-sand is intended to be utilized. Leaving this step out of the process helps cut costs, lower processing requirements, and simplify the overall process.
Fatty Acids
One of the major reasons M. oleifera is cultivated currently is for the fatty acids and oils found in the seeds. These are extracted and sold commercially. Tilton and Przybycien were interested to know if these fatty acids had an effect on the protein adsorption process as well.
They found that much like fractionation, removing the fatty acids had little effect on the ability of the proteins to adsorb. This finding also has beneficial implications for those wishing to implement this process in developing regions. Since the presence or absence of fatty acids in the seeds has little effect on the creation or function of f-sand, people in the region can remove and sell the commercially valuable oil, and still be able to extract the proteins from the remaining seeds for water filtration.
Concentration
Another parameter of the f-sand manufacturing process that Tilton and Przybycien tested was the concentration of seed proteins needed to create an effective product. The necessary concentration has a major impact on the amount of seeds required, which in turn has a direct effect on overall efficiency and cost effectiveness.
The key to achieving the proper concentration is ensuring that there are enough positively charged proteins to overcome the negative charge of the silica particles to which they are attached, creating a net positive charge. This positive charge is crucial to attract the negatively charged organic matter, particulates, and microbes contaminating the water.
"F-sand" uses proteins from the Moringa oleifera plant, a tree native to India that grows well in tropical and subtropical climates. The tree is cultivated for food and natural oils, and the seeds are already used for a type of rudimentary water purification. However, this traditional means of purification leaves behind high amounts of dissolved organic carbon (DOC) from the seeds, allowing bacteria to regrow after just 24 hours. This leaves only a short window in which the water is drinkable.
Velegol, who is now a professor of chemical engineering at Penn State University, had the idea to combine this method of water purification with sand filtration methods common in developing areas. By extracting the seed proteins and adsorbing (adhering) them to the surface of silica particles, the principal component of sand, she created f-sand. F-sand both kills microorganisms and reduces turbidity, adhering to particulate and organic matter. These undesirable contaminants and DOC can then be washed out, leaving the water clean for longer, and the f-sand ready for reuse.
While the basic process was proven and effective, there were still many questions surrounding f-sand's creation and use -- questions Tilton and Przybycien resolved to answer.
Would isolating certain proteins from the M. oleifera seeds increase f-sand's effectiveness? Are the fatty acids and oils found in the seeds important to the adsorption process? What effect would water conditions have? What concentration of proteins is necessary to create an effective product?
The answers to these questions could have big implications on the future of f-sand.
Fractionation
The seed of M. oleifera contains at least eight different proteins. Separating these proteins, a process known as fractionation, would introduce another step to the process. Prior to their research, the authors theorized that isolating certain proteins might provide a more efficient finished product.
However, through the course of testing, Tilton and Przybycien found that this was not the case. Fractionating the proteins had little discernible effect on the proteins' ability to adsorb to the silica particles, meaning this step was unnecessary to the f-sand creation process.
The finding that fractionation is unnecessary is particularly advantageous to the resource-scarce scenario in which f-sand is intended to be utilized. Leaving this step out of the process helps cut costs, lower processing requirements, and simplify the overall process.
Fatty Acids
One of the major reasons M. oleifera is cultivated currently is for the fatty acids and oils found in the seeds. These are extracted and sold commercially. Tilton and Przybycien were interested to know if these fatty acids had an effect on the protein adsorption process as well.
They found that much like fractionation, removing the fatty acids had little effect on the ability of the proteins to adsorb. This finding also has beneficial implications for those wishing to implement this process in developing regions. Since the presence or absence of fatty acids in the seeds has little effect on the creation or function of f-sand, people in the region can remove and sell the commercially valuable oil, and still be able to extract the proteins from the remaining seeds for water filtration.
Concentration
Another parameter of the f-sand manufacturing process that Tilton and Przybycien tested was the concentration of seed proteins needed to create an effective product. The necessary concentration has a major impact on the amount of seeds required, which in turn has a direct effect on overall efficiency and cost effectiveness.
The key to achieving the proper concentration is ensuring that there are enough positively charged proteins to overcome the negative charge of the silica particles to which they are attached, creating a net positive charge. This positive charge is crucial to attract the negatively charged organic matter, particulates, and microbes contaminating the water.
Subscribe to:
Posts (Atom)