Ett team av forskare som leds av ingenjörer vid Tufts University's School of Engineering och Stanford University's Program on Water, Hälsa och utveckling har utvecklat en ny och billig klordispenseringsanordning som kan förbättra säkerheten för dricksvatten i regioner i världen som saknar ekonomiska resurser och tillräcklig infrastruktur. Utan rörliga delar, inget behov av el, och lite underhållsbehov, enheten släpper ut uppmätta mängder klor i vattnet strax innan det lämnar kranen. Det ger ett snabbt och enkelt sätt att eliminera vattenburna patogener och minska spridningen av sjukdomar med hög dödlighet som kolera, tyfus och diarré.

Enligt CDC, mer än 1,6 miljoner människor dör av diarrésjukdomar varje år och hälften av dem är barn. Författarna föreslår att lösningen på detta problem kan vara relativt enkel.

I samhällen och regioner som inte har resurser att bygga vattenreningsverk och distributionsinfrastruktur, forskarna fann att enheten kan ge en effektiv, alternativa metoder för vattenrening vid insamlingsplatsen. Enheten installerades och testades vid flera vatteninsamlingsstationer, eller kiosker, på landsbygden i Kenya.

Studien, som också tittar på den ekonomiska genomförbarheten och den lokala efterfrågan på systemet, publicerades idag i tidningen NPJ rent vatten .

"Tanken vi strävade efter var att minimera användarens börda genom att automatisera vattenrening vid insamlingsplatsen, "sa Amy J. Pickering, tidigare professor i civil- och miljöteknik vid Tufts (nu i Stanford) och motsvarande författare till studien. "Rent vatten är centralt för att förbättra människors hälsa och lindra fattigdom. Vårt mål var att designa en klordosare som kunde passa på vilken kran som helst, möjliggör omfattande implementering och ökad tillgänglighet till en högre nivå av säkert vattentjänst. "

Vatten är en enkel substans, men en komplex global hälsofråga i både dess tillgänglighet och kvalitet. Även om det länge varit ett fokus för Världshälsoorganisationen och andra icke -statliga organisationer, 2,1 miljarder människor saknar fortfarande tillgång till säkert vatten hemma (WHO). I områden i världen där ekonomi och infrastruktur är knappa, vatten kan levereras till samhällen med rör, borrhål eller rörbrunnar, grävde brunnar, och fjädrar. Tyvärr, 29 procent av den globala befolkningen använder en källa som inte uppfyller kriterierna för hållbar utveckling (SDG) för säkert hanterat vatten - tillgängligt och tillgängligt vid behov, och fri från avföring och kemisk kontaminering. På många ställen, tillgång till rent vatten är utom räckhåll på grund av bristen på tillgängliga medel för att skapa och stödja vattenreningsanläggningar.

Enheten fungerar enligt principen om ett fysiskt fenomen i vätskedynamik som kallas Venturi -effekten, i vilken en icke-komprimerbar vätska flödar snabbare när den löper från en bredare till en smalare passage. I enheten, vattnet passerar genom en så kallad nypventil. Den snabbt rörliga vattenströmmen drar in klor från ett rör som är fäst vid klämventilen. En nålventil styr hastigheten och därmed mängden klor som strömmar in i vattenströmmen. Den enkla designen kan göra att enheten kan tillverkas för 35 USD i stor skala.

"Istället för att bara anta att vi gjorde något som var lättare att använda, vi genomförde användarundersökningar och spårade enheternas prestanda över tid, "säger studieförfattaren Jenna Davis, professor i civil- och miljöteknik vid Stanford, chef för Stanford's Program on Water, Hälsa och utveckling, och co-PI för Lotus Water-projektet. Denna forskning är en förlängning av Lotus Water, som syftar till att tillhandahålla tillförlitliga och prisvärda desinfektionstjänster för samhällen som är mest utsatta för vattenburna sjukdomar.

En sex månaders utvärdering i Kenya avslöjade stabil drift av sex av sju installerade enheter; en funktionsfel på grund av ackumulering av järnavlagringar, ett problem som sannolikt kan lösas med ett förfilter. Sex av de sju sajterna kunde behålla betalningen för och underhåll av enheten, och 86,2 procent av 167 prover tagna från enheterna under hela perioden visade klor över WHO:s rekommenderade lägsta nivå för att säkerställa säkert vatten, och under en tröskel bestämd för acceptabel smak. Tekniska justeringar krävdes i mindre än 5 procent av besöken av cheferna för kioskerna. I en undersökning, mer än 90 procent av användarna sa att de var nöjda med vattenkvaliteten och enhetens funktion.

"Andra anordningar och metoder har använts för att behandla vatten vid insamlingsstället, "sa Julie Powers, Ph.D. student vid Tufts School of Engineering och första författare till studien. "men Venturi har flera fördelar. Kanske viktigast av allt, det förändrar inte hur människor samlar in sitt vatten eller hur lång tid det tar- det behövs inga användare för att bestämma rätt dosering eller spendera extra tid- det är bara att slå på kranen. Vår förhoppning är den låga kostnaden och den höga bekvämligheten kommer att uppmuntra till omfattande adoption som kan leda till förbättrad folkhälsa. "

Framtida arbete med att undersöka effekten av den in-line kloreringsanordningen på diarré, enteriska infektioner, och barnadödlighet kan ytterligare katalysera investeringar och öka denna teknik, sa Powers.