ไม่ว่าคุณจะอยู่ที่ไหนในโลกศาสตราจารย์คาร์ลลินเดนต้องการให้คุณสามารถเปิดก๊อกและรับน้ําดื่มที่สะอาด มันเป็นพื้นฐาน, แต่ที่สําคัญ, ความจําเป็นที่ยังคงหายไปจาก swathes ขนาดใหญ่ของสหรัฐฯและประเทศที่มีรายได้ต่ําและปานกลาง.
"ผู้คนสมควรได้รับเทคโนโลยีที่เชื่อถือได้และเชื่อถือได้เมื่อพูดถึงสิ่งที่จําเป็นพอ ๆ กับน้ํา" Linden "แหล่งน้ําเริ่มขาดแคลนและเราต้องคิดเกี่ยวกับตัวเลือกการรักษาที่มีประสิทธิภาพและราคาไม่แพงรุ่นต่อไป"
องค์การอนามัยโลกประเมินว่าบางคน 785 ล้านคนขาดการเข้าถึงแม้แต่การกรองน้ําดื่มขั้นพื้นฐานทําให้พวกเขามีความเสี่ยงต่อเชื้อโรคเช่นอหิวาตกโรคและโรคบิด ปัญหาคาดว่าจะเติบโตในทศวรรษที่ผ่านมาเนื่องจากการเติบโตของประชากรและความเครียดที่เพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความพร้อมของน้ํา
ในขณะเดียวกันเทคโนโลยีการรักษาก็ไม่ได้เปลี่ยนแปลงมากนักในศตวรรษ การกรองทรายหรือคาร์บอนและสารเคมีฆ่าเชื้อมักใช้ทั้งในสิ่งอํานวยความสะดวกของเทศบาลและชีวิตประจําวันตั้งแต่ตัวกรอง Brita ในครัวเรือนไปยังเม็ดคลอรีน อย่างไรก็ตามทั้งสองวิธีมีข้อ จํากัด ของพวกเขา: การกรองมีราคาแพงในการส่งมอบให้กับชุมชนในชนบทในระดับและสารเคมีสามารถเพิ่มรสชาติที่ไม่พึงประสงค์
คาร์ล ลินเดนมองไปที่วัฒนธรรมแบคทีเรียในห้องแล็บของเขา คาร์ลลินเดนตรวจสอบอุปกรณ์สําหรับการฆ่าเชื้อน้ําดื่มTop: คาร์ลลินเดน (ซ้าย) ตรวจสอบวัฒนธรรมแบคทีเรียกับนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา Tara Randall และผู้ร่วมวิจัยหลังปริญญา Ben Ma ในห้องปฏิบัติการของเขา; ด้านล่าง: ลินเดนและแรนดอลตรวจสอบเครื่องมือสําหรับฆ่าเชื้อน้ําดื่ม (รายชื่อผู้เป็นหน่วยกิต: เคซี่ย์ แคส)
ลินเดนเป็นสมาชิกของภาควิชาวิศวกรรมโยธาสิ่งแวดล้อมและสถาปัตยกรรมที่ได้รับการวิจัยการบําบัดน้ํามานานหลายทศวรรษมุ่งเน้นไปที่การแก้ปัญหาที่แตกต่างกัน: การฆ่าเชื้อโรคอัลตราไวโอเลต รังสียูวีสามารถกําจัดเชื้อโรคที่เป็นอันตรายเช่น. coli และ Giardia ในระดับวินาทีเมื่อเทียบกับนาทีโดยไม่มีผลข้างเคียงที่เป็นอันตราย และแม้ว่าจะไม่ใช่แนวคิดใหม่ แต่เมืองใหญ่อย่างนิวยอร์กก็ใช้ UV ในสาธารณูปโภคของพวกเขาอยู่แล้ว
"รังสียูวีมีมานานหลายทศวรรษและใช้ในการบําบัดน้ําในเขตเทศบาลและอุตสาหกรรมทั่วโลก แต่ศักยภาพในการสร้างสรรค์นวัตกรรมและการประยุกต์ใช้ต่อไปได้ชะลอตัวลงเนื่องจากการใช้หลอดไฟไอปรอทที่เป็นอันตรายและมีขนาดใหญ่" ลินเดนกล่าว "แต่เราสนใจแหล่ง UV ใหม่ที่มีสถาปัตยกรรมที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งจะช่วยให้เราสามารถพัฒนาเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มนี้"
น้ําในชนบท
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา Linden และเพื่อนร่วมงานของเขาได้มุ่งเน้นการวิจัยเกี่ยวกับไดโอดเปล่งแสง UV ซึ่งมีขนาดเล็กกว่า (กว้างมิลลิเมตร) ว่องไวและทนทานมากขึ้น ไฟ LED UV สามารถ rigged ในแบบคู่ขนานกับไดโอดความยาวคลื่นหลายเปล่งเพื่อให้ช่วงของการใช้งานคล่องตัว
ข้อดีอีกข้อหนึ่ง: ไฟ LED UV คือ "เปิดทันที" และไม่ต้องการเวลาอุ่นเครื่องใด ๆ ก่อนที่พวกเขาจะเริ่มตบสารปนเปื้อนช่วยให้ผู้ใช้สามารถประหยัดเงินได้โดยใช้งานอุปกรณ์เมื่อจําเป็นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นน้ําที่ดึงมาจากบ่อน้ําจะดื่มได้ทันทีหลังจากการรักษาด้วยรังสียูวีอย่างรวดเร็วโดยไม่มีรสชาติของคลอรีน
ลินเดนและนักเรียนของเขาเพิ่งเสร็จสิ้นการศึกษาครั้งแรกในปีในเจมส์ทาวน์โคโลราโดเปรียบเทียบการฆ่าเชื้อโรค UV LED กับการรักษาคลอรีนที่จัดตั้งขึ้นของเมือง พวกเขาพบว่าสําหรับเมืองที่มีประมาณ 500 คนที่ไม่มีโรงงานน้ําขนาดใหญ่เทคโนโลยี UV ให้ความสามารถในการฆ่าเชื้อที่มีประสิทธิภาพเท่าเทียมกันโดยไม่ต้องใช้สารเคมีเพิ่มเติม เทคโนโลยีใหม่นี้มีค่าใช้จ่ายเพียงไม่กี่ดอลลาร์ต่อเดือนในการผลิตไฟฟ้าและสามารถวิ่งออกจากพลังงานแสงอาทิตย์ได้โดยตรง
"ระบบชนบทขนาดเล็กเป็นสถานที่ธรรมชาติที่จะเริ่มต้นด้วยสิ่งนี้" ลินเดนกล่าว "พวกเขามีการละเมิดสุขภาพส่วนใหญ่เพราะพวกเขามักจะไม่มีวิศวกรและเจ้าหน้าที่บําบัดน้ําโดยเฉพาะ พวกเขาอาจพึ่งพาระบบที่ทํางานไม่ถูกต้องเสมอไป ดังนั้นเราจึงรู้สึกว่าเทคโนโลยีนี้เป็นทางออกที่ดีเพราะสามารถใช้งานได้จากระยะไกลเป็นอิสระและใช้พลังงานจากพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อลดการดึงพลังงาน"
เมื่อต้นปีที่ผ่านมา Linden ได้รับรางวัล Dr. Pankaj Parekh Research Innovation Award ของมูลนิธิวิจัยน้ําสําหรับความสําเร็จของเขาในความก้าวหน้าของวิทยาศาสตร์น้ํา
การรักษาที่กินเวลา
ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าขั้นตอนต่อไปอาจเกี่ยวข้องกับการรวมไฟ LED UV เข้ากับโครงสร้างพื้นฐานโดยตรง ลินเดนจินตนาการถึงก๊อกน้ําที่มีไดโอดในตัวก๊อกน้ําเปิดใช้งานทันทีเมื่อคุณเปิดน้ํา กลุ่มห้องปฏิบัติการของเขาเริ่มมองหาวิธีการสร้างไดโอดลงในท่อเพื่อสร้างเครือข่ายระบบของจุดฆ่าเชื้อลดการเจริญเติบโตของไบโอฟิล์มในการตั้งค่าที่มีความเสี่ยงสูงเช่นโรงพยาบาล
"เรารู้สึกว่าเทคโนโลยีนี้ยั่งยืนและพร้อมที่จะปฏิวัติสาขานี้" ลินเดนกล่าว "เราต้องการทํางานร่วมกับผู้จัดการน้ํามากขึ้นเพื่อคิดเกี่ยวกับการปรับปรุงเหล่านี้ลองสิ่งใหม่ ๆ และเชื่อมโยงการวิจัยที่ดีที่สุดกับการใช้งานจริง"
ทั่วประเทศโมเมนตัมรอบปัญหาคือการสร้าง เมื่อฤดูใบไม้ร่วงที่ผ่านมา กระทรวงพลังงานสหรัฐฯ ได้ประกาศสร้างศูนย์กลั่นน้ําทะเลพลังงานมูลค่า 100 ล้านเหรียญสหรัฐ ซึ่งเป็นความร่วมมือระหว่างสหวิทยาการที่จะมุ่งเน้นการวิจัยและพัฒนาในระยะแรกเพื่อการบําบัดน้ําอย่างประหยัดพลังงานและคุ้มค่า ความพยายามนี้จะนําโดยพันธมิตรแห่งชาติเพื่อนวัตกรรมน้ําซึ่ง CU Boulder เป็นพันธมิตรทางวิชาการผู้ก่อตั้ง
ลินเดนซึ่งจะเป็นผู้นําความพยายามของ CU Boulder ภายใต้ฮับกล่าวว่ารางวัลอันทรงเกียรตินี้ตอกย้ําความสนใจใหม่ในการจัดการกับความมั่นคงทางน้ําซึ่งเป็นการเรียกของเขาเสมอ
"ผมรู้สึกว่าผมอยู่ในภารกิจที่จะผลักดันสังคมไปสู่แนวทางการรักษารุ่นต่อไป" "นวัตกรรมบางอย่างได้ถือแล้วและได้รับแรงฉุด. แต่เรามีความก้าวหน้ามากมายในสังคมและเทคโนโลยีเช่นการรับรู้จากระยะไกลการวิเคราะห์ข้อมูลและการตรวจสอบแบบเรียลไทม์ที่เรายังไม่ได้ใช้ประโยชน์จากความปลอดภัยทางน้ําอย่างเต็มที่"
ลินเดนยังเป็นผู้ตรวจสอบหลักสําหรับศูนย์มอร์เทนสันของ CU Boulder ในวิศวกรรมทั่วโลกในโครงการ 5 ปีมูลค่า 15.3 ล้านเหรียญสหรัฐ Sustainable WASH Systems Learning Partnership ซึ่งมุ่งเน้นไปที่การรักษาการดําเนินงานที่ประสบความสําเร็จของระบบน้ําโดยองค์กรเช่น USAID ในระยะยาว
"ในหลายประเทศที่มีทรัพยากรต่ําเราจะเห็น handpump หรือระบบน้ําได้รับการใส่ในและการรักษาได้รับการตั้งค่าและมันทํางานในขณะที่, แต่แล้วในที่สุดก็แบ่งและความคืบหน้าจะหายไป," Linden "แล้วทําไมถึงเป็นอย่างนั้น แล้วจะทําอะไรได้บ้าง? นั่นคือเมื่อเราต้องคิดแบบองค์รวมมากขึ้นเกี่ยวกับระบบที่มีอยู่เพื่อสนับสนุนบริการน้ําที่ยั่งยืนในระยะยาวและเทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุงแบบบูรณาการและนวัตกรรมเช่นสิ่งที่เรากําลังทํางานอยู่ในศูนย์มอร์เทนสันเป็นหนึ่งในแง่มุมของการแก้ปัญหา"
เป้าหมายสุดท้าย? นําโซลูชั่นน้ําเข้าสู่ชีวิตประจําวันได้อย่างราบรื่นทั่วโลก
"คุณเปิดก๊อกน้ําและน้ําออกมาและมันได้รับการรักษาแล้วและคุณไม่ต้องคิดเกี่ยวกับมัน" "นั่นคือจอกศักดิ์สิทธิ์"
