Bez obzira gdje se nalazite u svijetu, profesor Karl Linden želi da možete uključiti slavinu i primiti čistu vodu za piće. To je osnovna, ali vitalna, nužnost koja još uvijek nedostaje iz velikih obloge sad-a i zemalja s niskim i srednjim prihodima.
"Ljudi zaslužuju pouzdanu, pouzdanu tehnologiju kada je riječ o nečemu bitnom kao što je voda," kaže Linden, mortensonov zadat profesor u održivom razvoju u CU Boulderu. "Vodeni resursi postaju sve oskudniji i moramo da razmišljamo o sledećoj generaciji efikasnih, pristupačnih mogućnosti tretmana."
Svetska zdravstvena organizacija procenjuje da oko 785 miliona ljudi nema pristup čak i osnovnoj filtraciji vode za piće, što ih ostavlja podložnim patogenima kao što su kolera i disenerija. Očekuje se da će problem rasti u narednim decenijama zbog rasta stanovništva i povećanog stresa na dostupnosti vode.
Tehnologija liječenja se u međuvremenu nije mnogo promijenila u više od jednog stoljeća. Kemikalije za filtriranje i dezinfekciju na bazi pijeska ili ugljika obično se zapošljavaju i u opštinskim objektima i u svakodnevnom životu, od kućnih Brita filtera do tableta hlora. Obje metode imaju svoja ograničenja, međutim: Filtriranje je skupo dostaviti ruralnim zajednicama u razmjerima i hemikalije mogu dodati neugodan ukus.
Karl Linden gleda bakterijsku kulturu u svojoj laboratoriji. Karl Linden pregleda opremu za dezinfekciju vode za pićeTop: Karl Linden (lijevo) pregleda bakterijsku kulturu sa diplomiranim studentom Tarom Randallom i postdoktoralnim istraživačkim suradnikom Benom Maom u svojoj laboratoriji; Dno: Linden i Randall provjerite alate za dezinfekciju vode za piće. (Špice: Casey Cass)
Linden, članica Odjela za građansko, ekološko i arhitektonsko inženjerstvo koja decenijama istražuje obradu vode, usmjerena je na drugačije rješenje: ultraljubičastu dezinfekciju. UV zrake mogu eliminirati štetne patogene poput E. coli i Giardia na skali sekundi u odnosu na minute, bez štetnih nuspojava. I iako to nije nova ideja — veliki gradovi poput New Yorka već koriste UV u svojim komunalijama — to je ona koja je historijski teško spustiti na pojedinačni nivo potrošača.
"UV postoji već decenijama, i koristi se u opštinskom i industrijskom tretmanu voda širom svijeta, ali je njegov potencijal za daljnje inovacije i primjenu usporen zbog upotrebe opasnih, najezlih živinih parnih svjetiljki," kaže Linden. "Ali zainteresovani smo za nove UV izvore sa jedinstvenim arhitekturama koje će nam omogućiti da unapredimo ovu obećavajuću tehnologiju."
Seoska voda
Posljednjih godina Linden i njegove kolege usredotočena su istraživanja na UV svjetlosne emitujuće diode, koje su manje (široke milimetre), nimbler i izdržljivije. UV LED diode mogu biti namještene paralelno, s više-emitujućim talasnim diodama kako bi se omogućio niz streamliniziranih aplikacija.
Još jedna korist: UV LED-ovi su "instant-on" i ne zahtijevaju nikakvo vrijeme zagrijavanja prije nego što počnu zapping kontaminanse, omogućujući korisnicima da uštede novac samo pokrećući uređaje kada je to potrebno. Voda izvuèena iz jednog, na primjer, bila bi pijava odmah nakon brzog UV tretmana bez odgajivajućeg okusa hlora.
Linden i njegovi studenti su nedavno završili prvogodišnje istraživanje u Jamestownu u Coloradu, uspoređujući UV LED dezinfekciju sa utvrđenim tretmanom hlora u gradu. Oni su otkrili da je za grad od oko 500 ljudi bez velike vodene elektrane, UV tehnologija pružila jednako efikasne mogućnosti dezinfekcije bez dodanih hemikalija. Nova tehnologija košta samo nekoliko dolara mesečno u struji i može da radi direktno sa solarne energije.
"Mali, ruralni sistemi su prirodno mjesto za početak s tim," kaže Linden. "Oni imaju većinu zdravstvenih prekršaja jer obično nemaju inženjere i predano osoblje za tretman vode. Možda se poudaju u sistem koji ne radi uvijek ispravno. Zato osjećamo da je ova tehnologija odlično rješenje jer se može upravljati na daljinu, autonomno i napajano solarnim pogonom kako bi se smanjilo vađenje energije."
Ranije ove godine Linden je zaradio nagradu za inovacije za istraživanje vode Dr. Pankaj Parekh za dostignuća u napretku nauke o vodi.
Liječenje koje traje
U narednim godinama, sljedeći koraci mogli bi uključiti integraciju UV DID-ova direktno u infrastrukturu. Linden predviđa slavine sa diodama ugrađenim pravo na slavine, aktivirajući se odmah kada uključite vodu. Njegova laboratorijska grupa je počela da traži načine za izgradnju dioda u cijevi kako bi stvorila mrežu dezinfekcijskih tačaka širom sistema, umanjujući rast biofilma u visoko rizičnim postavkama kao što su bolnice.
"Mi stvarno osjećamo da je ova tehnologija održiva i naučena da revolucionariše ovo polje," kaže Linden. "Želimo da radimo direktno sa više vodenih menadžera da razmislimo o tim poboljšanjima, probamo nove stvari i konačan premostimo istraživanje na praktične aplikacije."
Širom zemlje, zamah oko pitanja se gradi. Ove jeseni američko Ministarstvo energetike je objavilo stvaranje 100 miliona dolara vrijednog Čvorišta za desalinaciju energije i vode, interdisciplinarnog partnerstva koje će se usredotočiti na istraživanje i razvoj u ranoj fazi za energetski efikasno i troškovno konkurentno obradu vode. Napor će predvoditi Nacionalna alijansa za inovacije u vodi, od kojih je CU Boulder osnivač akademski partner.
Linden, koja će predvoditi napore CU Boulder pod Hubom, kaže da prestižna nagrada podvlači obnovljeno zanimanje za obraćanje sigurnosti vode, što je oduvijek bio njegov poziv.
"Osjećam se kao da sam na misiji da guram društvo u sljedeću generaciju pristupa liječenja," kaže on. "Neke inovacije su već zauzele i dobila trakciju. Ali imali smo toliko napretka u društvu i tehnologiji kao što su daljinsko senzorstvo, analitika podataka i praćenje u realnom vremenu da još nismo u punoj prednosti iskoristili za sigurnost vode."
Linden je također glavni istražitelj ZA CU Boulder's Mortenson Center in Global Engineering na 5-godišnjem, 15,3 miliona dolara vrijednom projektu Sustainable WASH Systems Learning Partnership, koji se fokusira na održavanje uspješne implementacije vodenih sistema od strane organizacija poput USAID-a na duge staze.
"U mnogim niskim resursima zemlje vidimo da se uvuče ruka ili vodeni sistem i da se tretman postavi i to radi neko vrijeme, ali onda na kraju pukne i napredak se izgubi," kaže Linden. "Pa zašto je to, i šta se tu može učiniti? Tada moramo holističkije razmišljati o sistemu koji je dostupan za podršku dugoročnim održivim uslugama vode, a poboljšana, integrisana i inovativna tehnologija, kao što je ono na čemu radimo u Mortenson centru, jedan je aspekt rješenja."
Krajnji cilj? Donoseći vodena rješenja u svakodvorni život bešavom širom svijeta.
"Uključiš slavinu i voda izađe i već je tretirana i ne moraš ni da razmišljaš o tome", rekao je on. "To je sveti gral."