圖像:WaterSpy系統(tǒng)使用激光,光電探測(cè)器和超聲波技術(shù)在數(shù)小時(shí)內(nèi)識(shí)別水中的致命細(xì)菌,而不是幾天。 (圖片來源:WaterSpy.eu)
由Photonics PPP Horizo??n 2020資助的水安全項(xiàng)目“WaterSpy”開發(fā)了一種便攜式激光水質(zhì)分析儀,用于水分配網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵點(diǎn),在數(shù)小時(shí)內(nèi)提供關(guān)于致命細(xì)菌的讀數(shù),而不是天。 根據(jù)2017年世界衛(wèi)生組織(WHO)的報(bào)告,盡管歐洲各水公司對(duì)合規(guī)性進(jìn)行高度監(jiān)測(cè),但致命的疾病暴發(fā)是常見事件。 監(jiān)測(cè)三種最致命的細(xì)菌 - 大腸桿菌,沙門氏菌和銅綠假單胞菌 - 在飲用水中可能需要3天,結(jié)果通常在暴露后發(fā)生。
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隨著其原型準(zhǔn)備就緒,WaterSpy團(tuán)隊(duì)將在Genova的兩個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備測(cè)試:普拉托水處理廠和Genova配水管網(wǎng)的入口點(diǎn)。 由于污染物濃度可能非常低,這種致命的三重奏往往難以發(fā)現(xiàn)。 目前的過程涉及采集水樣并將其送到遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室,并且細(xì)菌痕跡通常非常小,需要24小時(shí)的時(shí)間來讓病原體培養(yǎng)。
“大多數(shù)水務(wù)公司,”協(xié)調(diào)組織經(jīng)理Alessandro Giusti(博士)解釋說:“如果他們現(xiàn)在就像現(xiàn)在一樣繼續(xù)進(jìn)行,將難以滿足這些新的嚴(yán)格法律。 目前用于細(xì)菌診斷的技術(shù)非常緩慢,而且一些更快的仍然不夠精確,因此需要新的技術(shù),比如WaterSpy。“
采用最新的光子學(xué)技術(shù),該設(shè)備 - 結(jié)合了新型光電探測(cè)器和超聲波粒子操縱的激光配置 - 適用于在線,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。 “盡管從您的水龍頭出來的水在達(dá)到您之前是安全的,但水務(wù)公共事業(yè)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)非常依賴頻繁的采樣和實(shí)驗(yàn)室分析,這既耗時(shí)又昂貴,WaterSpy打算加速這一過程,我們的設(shè)備速度是史無前例的:完整的樣品分析需要6個(gè)小時(shí)才能完成,因此將其與現(xiàn)有方法所需的2-3天進(jìn)行比較,我們預(yù)計(jì)結(jié)果為12比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)快了許多倍,WaterSpy相對(duì)便宜,并且在特異性和靈敏度方面將符合新的監(jiān)管要求。“
它首先收集細(xì)菌的微量痕跡,然后用激光檢測(cè)它們。 “不幸的是,”Giusti說,“水本身是一種非常強(qiáng)烈的紅外光吸收劑,必須采用特殊技術(shù)。” 同樣,當(dāng)應(yīng)用聲波時(shí),沙子會(huì)在聚集的瓷磚表面形成共鳴圖案,超聲波用于聚集水樣中的細(xì)菌,以提高檢測(cè)和靈敏度。 然后,WaterSpy設(shè)備通過采用稱為衰減全反射(ATR)的測(cè)量技術(shù)來檢測(cè)細(xì)菌,使樣品能夠直接以液態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
紅外光束被送入水流過的鉆石中。 然后,IR光在與水樣接觸的內(nèi)表面上反射,然后由檢測(cè)器在離開晶體時(shí)收集。
由塞浦路斯研究與創(chuàng)新中心有限公司CyRIC協(xié)調(diào),WATERSPY聯(lián)盟根據(jù)H2020資助計(jì)劃獲得了歐盟委員會(huì)的資助。 Waterspy由9個(gè)合作伙伴組成,參與者來自7個(gè)不同的歐洲國(guó)家:(意大利)Consiglio Nazionale Delle Ricerche; IREN SPA; (瑞士)Alpes Lasers SA; (希臘)雅典國(guó)立技術(shù)大學(xué); AUG Signals Hellas技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用; (奧地利)維也納技術(shù)大學(xué); (波蘭)Vigo Systems SA; (德國(guó))弗里德里希 - 亞歷山大大學(xué)埃爾蘭根紐倫堡。
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