V USA odstraňujú patogény v potrubiach pomocou elektrického poľa a nanočastíc

Vedci v USA vyvinuli zariadenie, ktoré zabíja patogény pomocou elektrického poľa. Rúrkovitý systém sa ľahko zmestí do rozvodnej siete a výsledkom je čistá pitná voda.

Problémy v potrubiach predstavujú takzvané biofilmy. Ide o vrstvy baktérií, ktoré sa pripájajú k vnútorným stenám rozvodov vody a nabaľujú sa jedna na druhú – najviac okolo skorodovaných povrchov potrubí.

Bakteriálna komunita zachytáva živiny, mikróby a vodné patogény, čím vytvára takmer nepreniknuteľný materiál. Bezprostredne po pripojení sa na steny potrubia sa organizmus začne nabaľovať a vytvára povlak.

Biofilmy sú teda niekoľkokrát odolnejšie voči pôsobeniu rôznych dezinfekčných prostriedkov a antibiotík ako rovnaké mikroorganizmy pestované v suspenzii.

V rámci biofilmu pôsobí skupina baktérií ako dočasný mnohobunkový organizmus, ktorý sa dokáže prispôsobiť podmienkam prostredia a dostupným živinám. Tieto rezistentné skupiny mikroorganizmov sú dôležitým zdrojom kontaminácie vody.

Práve z tohto dôvodu je mimoriadne dôležité, aby sa pri uvedení do prevádzky aj oprave nového potrubia alebo inštalačného systému vykonala dôkladná dezinfekcia a čistenie.

Dezinfekcia so sebou prináša aj problémy

Pitná voda na svojej ceste zvyčajne prechádza dvoma dezinfekčnými fázami. Prvá sa odohráva v čistiarni odpadových vôd. Druhá bojuje proti opätovnému rastu patogénu a uskutočňuje sa v potrubnom distribučnom systéme.

Chlorácia je bežnou súčasťou tohto dezinfekčného procesu. Lacný, účinný a zvyškový chlór tak pôsobí ako činiteľ sekundárnej úpravy.

Prináša však aj problémy týkajúce sa dopravy, skladovania a karcinogénnych vedľajších produktov. Medzi alternatívne dezinfekčné techniky patrí membránová filtrácia, ozonizácia a UV čistenie.

Hlavné nevýhody týchto alternatív sú však vysoké náklady, vedľajšie produkty bromičnanov a opätovný rast mikróbov v potrubiach. Ideálne riešenie kombinuje nepretržitú dezinfekciu s minimálnou údržbou, udržateľnými nárokmi na energiu a nízkymi nákladmi.

Skúmajú aj alternatívne spôsoby

S patogénmi v distribučných systémoch chce bojovať aj spoločnosť SurfPlasma, ktorá sa snaží vyvinúť technológiu čistenia potrubí pomocou plazmy.

Plazma sa vytvára z okolitého atmosférického vzduchu, nejde teda o toxické plyny. Keďže vzniká pri atmosférickom tlaku a nízkych teplotách, zvyčajne nekoroduje materiály a môže sa použiť na povrchy a predmety vyrobené z rôznych materiálov, dokonca aj na tie, ktoré sú citlivé na teplo.

Povrchová plazma je teda rovnako účinná ako bežne dostupné dekontaminačné technológie, ale je nekorozívna a kompatibilná s bežnými environmentálnymi povrchmi. Ukázalo sa tiež, že plazma eroduje bakteriálne polyméry, čo môže spôsobiť, že je zvlášť účinná práve pri biofilmoch.

Nanočastice a elektrické pole

Vedec Xing Xie a jeho tím v Georgia Institute of Technology vytvorili dezinfekčný systém, ktorý využíva lokálne vylepšenú úpravu elektrickým poľom na ničenie patogénov.

V strede systému sú elektródy zložené z vertikálne usporiadaných nanočastíc oxidu medi potiahnutých ochrannou vrstvou polydopamínu.

Komerčne dostupné hliníkové alebo medené rúrky môžu slúžiť ako vonkajšie elektródy, vďaka čomu je táto rúrková koaxiálna konfigurácia škálovateľná a kompatibilná so súčasnými potrubiami.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.