Sama hvar þú ert í heiminum, Karl Linden prófessor vill að þú getir opnað krana og fengið hreint drykkjarvatn. Það er grundvallar nauðsyn, en lífsnauðsynleg, sem enn vantar í stórum sviðum Bandaríkjanna og lág- og meðaltekjulanda.
„Fólk á skilið áreiðanlega, áreiðanlega tækni þegar kemur að jafn nauðsynlegu vatni og vatn,“ sagði Linden, Mortenson gáfaði prófessor í sjálfbærri þróun við CU Boulder. „Vatnsauðlindir verða skárri og við þurfum að hugsa um næstu kynslóð af skilvirkum, hagkvæmum meðferðarúrræðum.“
Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin áætlar að um 785 milljónir manna skorti aðgang að jafnvel síun neysluvatns, sem gerir þeim viðkvæmt fyrir sýkla eins og kóleru og krabbamein í meltingarvegi. Gert er ráð fyrir að vandamálið muni vaxa á næstu áratugum vegna fólksfjölgunar og aukinnar streitu vegna framboðs vatns.
Meðferðartækni hefur á meðan ekki breyst mikið í rúma öld. Sand- eða kolefnisbundin síun og sótthreinsiefni eru almennt notuð bæði í aðstöðu sveitarfélaga og í daglegu lífi, allt frá Brita síum til klórtaflna. Báðar aðferðirnar hafa þó takmarkanir sínar: Síun er dýr í dreifbýlinu í stórum stíl og efni geta bætt við óþægilegum smekk.
Karl Linden lítur á bakteríurækt í rannsóknarstofu sinni.Karl Linden skoðar búnað til að sótthreinsa drykkjarvatn Efst: Karl Linden (til vinstri) skoðar bakteríurækt með framhaldsnemanum Tara Randall og eftir doktorsrannsóknarfélaga Ben Ma í rannsóknarstofu sinni; neðst: Linden og Randall skoða verkfæri til að sótthreinsa drykkjarvatn. (Einingar: Casey Cass)
Linden, sem er meðlimur í byggingar-, umhverfis- og byggingarverkfræðideild sem hefur rannsakað vatnsmeðferð í áratugi, leggur áherslu á aðra lausn: útfjólubláa sótthreinsun. UV geislar geta útrýmt skaðlegum sýkla eins og E. coli og Giardia á nokkrum sekúndum samanborið við mínútur án skaðlegra aukaverkana. Og þó að það sé ekki ný hugmynd - stórar borgir eins og New York nota nú þegar UV í veitum sínum - þá hefur það verið sögulega erfitt að ná niður á einstök neytendastig.
„UV hefur verið til í áratugi og er notað í vatnsmeðferð sveitarfélaga og iðnaðar um allan heim, en hægt hefur verið á möguleikum þess til frekari nýsköpunar og notkunar vegna notkunar hættulegra, fyrirferðarmikilla gufulampa kvikasilfurs,“ sagði Linden. „En við höfum áhuga á nýjum útfjólubláum uppruna með einstökum arkitektúrum sem gera okkur kleift að efla þessa efnilegu tækni.“
Sveita vatn
Undanfarin ár hafa Linden og samstarfsmenn hans einbeitt sér að rannsóknum á útfjólubláum ljósdíóðum, sem eru minni (millimetrar að breidd), fimlegri og endingarbetri. UV ljósdíóða er hægt að stilla samhliða, með bylgjulengd díóðum sem senda frá sér margar sinnum til að gera kleift að bjóða upp á fjölda straumlínulagaðra forrita.
Annar ávinningur: UV-ljósdíóðurnar eru „samstundis“ og þurfa ekki upphitunartíma áður en þeir byrja að zappa mengunarefni og leyfa notendum að spara peninga með því að keyra aðeins tækin þegar þeir þurfa. Vatn sem dregið er úr brunni væri til dæmis drykkjarhæft strax eftir fljótlega UV-meðferð án þess að klór bragðist.
Linden og nemendur hans luku nýlega fyrsta sinnar tegundar rannsóknar í Jamestown í Colorado þar sem UV LED sótthreinsun var borin saman við klór meðferð í bænum. Þeir komust að því að fyrir um 500 manna bæ án stórrar vatnsverksmiðju veitti UV-tæknin jafn áhrifaríka sótthreinsunargetu án efnanna sem bætt var við. Nýja tæknin kostaði aðeins nokkra dollara á mánuði í rafmagni og getur hlaupið beint af sólarorku.
"Smástærð, dreifbýli kerfi eru náttúrulegur staður til að byrja með þetta," sagði Linden. „Þeir hafa meirihluta heilsubrota vegna þess að þeir eru yfirleitt ekki með verkfræðinga og hollur starfsfólk í vatnsmeðferð. Þeir gætu reitt sig á kerfi sem virkar ekki alltaf rétt. Þannig að okkur finnst þessi tækni frábær lausn vegna þess að hægt er að stjórna henni lítillega, sjálfstætt og knýja með sól til að draga úr orkuútdrætti. “
Fyrr á þessu ári hlaut Linden Dr. Pankaj Parekh rannsóknarnýsköpunarverðlaun Water Research Foundation fyrir afrek sín í framgangi vatnavísinda.
Meðferð sem endist
Næstu ár gætu næstu skref falið í sér að samþætta UV-ljósdíóða beint í innviði. Linden sér fyrir sér blöndunartæki með díóðunum innbyggðum í kranana og virkjast þegar í stað þegar þú kveikir á vatninu. Rannsóknarstofuhópur hans hefur byrjað að skoða leiðir til að byggja díóða í rör til að búa til kerfisbreitt net sótthreinsiefna, sem draga úr vexti líffilms í áhættusömum stillingum eins og sjúkrahúsum.
„Okkur finnst þessi tækni vera sjálfbær og til þess fallin að gjörbylta þessu sviði,“ sagði Linden. „Við viljum vinna beint með fleiri vatnsstjórnendum til að hugsa um þessar endurbætur, prófa nýja hluti og brýna rannsóknirnar að hagnýtum forritum.“
Á landsvísu byggist skriðþungi í kringum málið. Í haust tilkynnti bandaríska orkumálaráðuneytið stofnun 100 milljóna dollara orku-vatns afsöltunarstöðvar, þverfaglegt samstarf sem mun einbeita sér að rannsóknum og þróun á frumstigi til orkusparandi og kostnaðarhæfrar vatnsmeðferðar. Átakið verður leitt af National Alliance for Water Innovation, þar sem CU Boulder er stofnandi fræðilegur samstarfsaðili.
Linden, sem mun leiða CU Boulder viðleitni undir Hub, segir að virtu verðlaun undirstriki endurnýjaðan áhuga á að takast á við vatnsöryggi, sem hefur alltaf verið köllun hans.
„Mér líður eins og ég hafi það verkefni að ýta samfélaginu inn í næstu kynslóð meðferðaraðferða,“ sagði hann. „Sumar nýjungar hafa þegar náð tökum og fengið grip. En við höfum náð svo mörgum framförum í samfélaginu og tækninni eins og fjarkönnun, gagnagreining og rauntímavöktun sem við höfum ekki nýtt okkur til fulls vegna vatnsöryggis. “
Linden er einnig aðalrannsakandi fyrir Mortenson Center CU Boulders í alþjóðlegri verkfræði á 5 ára $ 15,3 milljón verkefninu Sustainable WASH Systems Learning Partnership, sem leggur áherslu á að viðhalda farsælri innleiðingu vatnakerfa af samtökum eins og USAID til lengri tíma litið.
„Í mörgum löndum með lítið fjármagn sjáum við handdælu eða vatnakerfi verða sett upp og meðferðin sett upp og hún virkar um stund, en að lokum brotnar hún og framfarirnar tapast,“ sagði Linden. „Svo hvers vegna er það og hvað er hægt að gera í því? Það er þegar við þurfum að hugsa heildrænt um kerfið sem er í boði til að styðja við langtíma sjálfbæra vatnsþjónustu og bætt, samþætt og nýstárleg tækni, eins og það sem við erum að vinna að í Mortenson Center, er einn liður í lausninni. “
Lokamarkið? Að koma vatnslausnum í daglegt líf óaðfinnanlega um allan heim.
„Þú kveikir á krananum og vatnið kemur út og það hefur þegar verið meðhöndlað og þú þarft ekki einu sinni að hugsa um það,“ sagði hann. „Það er hin heilaga gral.“
