En bärbar vattenkvalitetsmonitor skapad av ett team av studenter från University of Bath kan hjälpa till att snabbt upptäcka och kartlägga säkra vattenkällor för samhällen runt om i världen.
OASIS-enheten, skapad av Team Bath Biodevices without Borders, kombinerar innovativ vattendiagnostik och GPS-teknik för att utföra snabba vattenkvalitetsanalyser och rita upp resultaten på en global karta.
När den doppas i vatten bestämmer enheten vattnets kvalitet och säkerhet genom att använda en serie små elektrokemiska sensorer för att detektera en rad föroreningar, inklusive klorider, fluorider och nitrater, såväl som dess pH-nivå, temperatur och grumlighet (eller klarhet).
Resultaten visas sedan på enheten, och om en smartphone är ansluten kan den laddas upp och delas online.
OASIS – en förkortning för On-site Aquatic Safety Inspection System – har skapats av studentteamet, en Vertically Integrated Project (VIP) grupp. VIPs på Bath gör det möjligt för studenter från alla årskurser och från alla universitetsdiscipliner att samarbeta med personal i långsiktiga verkliga frågor.
Teamet använde nyligen Baths långvariga kopplingar till Sydafrikas Stellenbosch University för att fälttesta OASIS och sedan utforska hur enheten kan integreras i lokala samhällen för att möjliggöra säker vattenförbrukning och övervakning.
Teamledare Alexz Farrall säger att projektet syftar till att informera och ge möjligheter till dem som kanske inte är medvetna om förorenade vattenkällor, samtidigt som det gör det möjligt för eleverna att bygga praktiska färdigheter som kan gynna globala samhällen. Han tillägger, "Vi skapar en innovativ och genuint användbar enhet som, med viss vidareutveckling, verkligen kan påverka vattensäkerhet och vattenbrist.
"OASIS använder prisvärda sensorer för att möjliggöra snabb detektering av flera kemiska markörer, gör analyser som annars skulle ta timmar i ett labb. När du dränker enheten i vatten kan den omedelbart ge feedback om hur ren och drickbar en vattenkälla är. Kombinerad med GPS-teknik kan den ge användarna möjlighet att vara medvetna om hur skadlig eller säker en vattenkälla är och dela den med sitt samhälle.
"Detta kan fungera i områden där vattnet är ont om, potentiellt förorenat eller där jordbruksarbete kan orsaka ganska snabba förändringar av vattenkvaliteten. Det kan ge en form av omedelbar upptäckt av risker, eller för situationer som ett kolerautbrott."
OASIS-enheten fungerar genom att använda en rad elektrokemiska sensorer. När dessa sensorer kommer i kontakt med vatten initierar de en serie elektrokemiska reaktioner, som påverkas av förekomsten, koncentrationen och typen av föroreningar i vattnet. Genom att analysera resultatet av dessa reaktioner kan enheten upptäcka och kvantifiera olika rentvattenindikatorer.
Medan bärbara vattensensorer tidigare har utvecklats, ligger OASIS-enhetens utmärkelse i dess prisvärdhet och innovativa integrering av teknologier. Genom att designa billiga och pålitliga sensorer och göra deras projekt öppen källkod, strävar teamet efter att arbeta med icke-statliga organisationer för att få enheten i full produktion och göra den tillgänglig i områden där de är verksamma.
Dr. Despina Moschou, universitetslektor vid Baths avdelning för elektronik- och elektroteknik och medlem av CBio Center for Bioengineering &Biomedical Technologies, är teamets akademiska chef. Hennes forskning inkluderar liknande, kompakt testutrustning inklusive "lab on chip"-enheter som kan användas för att upptäcka en rad tillstånd inklusive covid-19.
Dr. Moschou säger:"Enheten är sofistikerad och löser ett stort globalt problem på ett enkelt och potentiellt mycket prisvärt sätt.
"Arbetet som teamet har gjort för att ta reda på hur de kan tillämpa sina kunskaper på detta problem, bygga upp sina färdigheter och lösa problem i den verkliga världen är verkligen imponerande."
Farrall tillägger, "En av nyckelfrågorna vi fokuserar på är hur man tillhandahåller en användbar och användbar datainfrastruktur tillsammans med stark kapacitet och detaljer.
"Långsiktigt kan du använda olika tillbehör för att låta sensorerna övervaka varje kran, rör eller flod för att öka medvetenheten och snabbare fastställa utbrott eller föroreningskällor."
Arbetet med enheten började strax efter bildandet av laget för två år sedan. Farrall, som avslutade en magisterexamen i människa-datorinteraktion vid Bath och arbetar för närvarande på en doktorsexamen. i utvecklingen av ny teknik för mental hälsa, förklarar, "Vi kom samman som en grupp och frågade "Vad anser vi vara en viktig fråga att fokusera vår uppmärksamhet på?" Vattenbrist når över hela världen och är en fråga som kommer att påverka fler människor i takt med att ökningen av föroreningar ökar. Vi ville stödja nuvarande och framtida frågor som är i linje med allas grundläggande mänskliga rättigheter."
Nästa steg för teamet är att göra enheten mer effektiv och prisvärd och lägga till större känslighet och detektion mot en rad föroreningar. Dessutom syftar de till att utforska dess potential att ta itu med socioekonomiska utmaningar som syftar till att skapa arbetstillfällen för övervakning av vattenkvalitet för lokalbefolkningen och att ta sig an andra projekt, som att hjälpa till att skapa byggmaterial från plastavfall.
Tillhandahålls av University of Bath
