Удаление патогенов из воды

Необходимость удаления патогенов из источников питьевой воды давно признана. В этой статье характеристики групп патогенов изложены вместе с обзором подходов, используемых для удаления или иной дезактивации патогенов из воды. Также рассматривается эффективность этих подходов и существенные недостатки.

В этой статье мы очерчиваем характеристики групп патогенов и даем обзор подходов, используемых для удаления или иной дезактивации патогенов из воды, суммируя эффективность этих подходов и подчеркивая их существенные недостатки. Мы уделяем особое внимание эффективности усовершенствованных современных технологий удаления патогенов, включая мембранную фильтрацию, которые в настоящее время применяются по множеству причин во всем мире. Исследована эффективность фильтрационного удаления болезнетворных микроорганизмов из сточных вод и для подачи питьевой воды.

Патогены, микроскопические биологические организмы, способные вызывать заболевания, включают вирусы (содержащие ДНК или РНК с белковой оболочкой), бактерии (одноклеточные организмы), простейшие (также одноклеточные, но с отчетливым мембраносвязанным ядром) и высвобождаемые токсины. водорослями (водными фотосинтезирующими одноклеточными или многоклеточными видами).

Вредное воздействие патогенов варьируется от легких острых заболеваний до тяжелых хронических заболеваний и летального исхода. Важны водный (передача через потребление загрязненной воды), водопромывной (где качество используемой очищающей воды имеет меньшее значение, само по себе выступает источником возбудителя) и водный (возбудитель или промежуточный хозяин проводит часть своей жизни). цикл в воде) болезни ежегодно убивают миллионы людей. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), в 2004 году во всем мире от диарейных заболеваний умерло 2,16 миллиона человек, более 80% из которых были выходцами из стран с низким уровнем дохода. Холера, лямблиоз, инфекционный гепатит, брюшной тиф, амебная и бактериальная дизентерия и бильгарциоз являются одними из наиболее распространенных заболеваний, ответственных за это заболевание.

Безусловно, наиболее распространенным путем передачи является пероральное употребление патогенов, полученных из человеческих фекалий или мочи, находящихся в загрязненной воде, включая воду для очистки/промывки. Хотя многие патогены могут жить вне организма человека лишь короткое время, передача устойчивых бактериальных цист и ооцист через воду вместе с прямым переносом патогенов является ключевым механизмом инфекции. Фекалии и моча животных также содержат важные патогенные виды (например, лептоспироз), тогда как дополнительные риски, особенно для домашнего скота, связаны с выделением токсинов в воду водорослями и другими микробами (например, цианобактериями). В последние годы потенциальное загрязнение патогенами из-за увеличения количества осадков сточных вод, распространяющихся по суше, потребовало большего внимания к обработке осадков для снижения риска.

Ряд подходов к очистке воды может повысить безопасность питьевой воды в отношении патогенного загрязнения. Эффективность лечения широко измеряется с помощью значения удаления журнала (LRV):

LRV=log10(Cin/Cout)

Где Cin — концентрация входящего патогена, а Cout — концентрация выходящего патогена.

Следовательно, для данного патогена LRV 2 отражает удаление 99%, тогда как LRV 4 отражает удаление 99,99%.

Важность эффективного лечения патогенов, особенно некоторых индикаторных патогенов с низкой инфицирующей дозой, отражена в высоких стандартах качества, установленных в промышленно развитых странах. Положения Великобритании о водоснабжении (качество воды) (2000 г.), которые сами по себе являются национальной реализацией Европейской директивы о питьевой воде, требуют нулевой концентрации E. Coli и энтерококков, а также отсутствия аномальных изменений в микробных культивируемых колониях в воде из-под кранов пользователей, в то время как национальные правила США Положения о первичной питьевой воде устанавливают нулевой максимальный уровень концентрации криптоспоридий, лямблий лямблий и общих колиформ.

Лечение патогена осуществляется двумя способами: процессами удаления и/или процессами инактивации (дезинфекции). Эти процессы в идеале являются частью всеобъемлющей «многобарьерной» стратегии очистки, которая обеспечивает защиту источника воды (с использованием воды максимально возможного исходного качества), за которой следует соответствующее удаление патогенов, последующая дезинфекция и стратегия окончательной защиты воды от загрязнения. распределительная система.