World

การจุ่มน้ำที่ไม่ผ่านการบำบัดจะกำจัดไวรัสที่เกิดจากน้ำได้มากขึ้น

ไมโครกราฟอิเล็กตรอนแบบส่งผ่านของไวรัสที่ไม่ห่อหุ้ม MS2 bacteriophage ก่อนการแข็งตัวของเลือด (ซ้าย) และหลัง (ขวา) เครดิต: Texas A&M Engineering/Shankar Chellam และ Anindito Sen นักวิจัยของ Texas A&M University ได้ใช้กล้องจุลทรรศน์และการวิเคราะห์เชิงคำนวณขั้นสูงได้ตรวจสอบข้อดีของเทคโนโลยีการทำน้ำให้บริสุทธิ์ซึ่งใช้ไฟฟ้าเพื่อกำจัดและหยุดการทำงานของไวรัสในน้ำหลายชนิด พวกเขากล่าวว่ากลยุทธ์การทำน้ำให้บริสุทธิ์ที่ยังไม่ได้ดำเนินการสามารถเพิ่มระดับความปลอดภัยต่อเชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคทางเดินอาหารและการติดเชื้ออื่น ๆ ในมนุษย์อีกระดับหนึ่ง Shankar Chellam ศาสตราจารย์จาก Zachry Department of Civil and Environmental Engineering กล่าวว่า “จำเป็นต้องมีเทคนิคใหม่ๆ ที่ดีกว่า ถูกกว่า และมีประสิทธิภาพมากกว่าในการปกป้องประชาชนจากจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดโรค “เทคนิคการทำน้ำให้บริสุทธิ์ที่ได้รับการศึกษาในการศึกษานี้เป็นกลยุทธ์ที่มีแนวโน้มว่าจะฆ่าไวรัสได้มากขึ้นในช่วงแรกของการทำน้ำให้บริสุทธิ์” นักวิจัยได้ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาในวารสาร Environmental Science & Technology ก่อนที่น้ำจะถึงบ้าน จะต้องผ่านขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์หลายขั้นตอน ได้แก่ การแข็งตัว การตกตะกอน การกรอง และการฆ่าเชื้อ วิธีการจับตัวเป็นก้อนแบบทั่วไปใช้สารเคมีเพื่อกระตุ้นการรวมตัวของอนุภาคและจุลินทรีย์ในน้ำที่ไม่ผ่านการบำบัด มวลรวมเหล่านี้สามารถลบออกได้เมื่อตกตะกอนเป็นตะกอน ในขณะที่มีประสิทธิภาพ Chellam ตั้งข้อสังเกตว่าสารเคมีที่ใช้ในการจับตัวเป็นก้อนอาจมีสภาพเป็นกรดมาก ทำให้การขนส่งไปยังโรงบำบัดและการเก็บรักษาเป็นเรื่องที่ท้าทาย แทนที่จะใช้การแข็งตัวของสารเคมี นักวิจัยได้ตรวจสอบว่าวิธีการจับตัวเป็นก้อนที่กำลังมาแรงซึ่งใช้ไฟฟ้ามีประสิทธิภาพในการกำจัดจุลินทรีย์ออกจากน้ำหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาใช้ตัวแทนของไวรัสที่ไม่ห่อหุ้มที่เรียกว่า MS2 bacteriophage สำหรับการศึกษา การเลือกจุลินทรีย์เหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากความจริงที่ว่า MS2 bacteriophage มีความคล้ายคลึงกันทางโครงสร้างกับไวรัสที่ไม่ห่อหุ้มจำนวนมากซึ่งสามารถคงอยู่ในน้ำหลังการบำบัดและทำให้เกิดโรคในมนุษย์ สำหรับการทดลอง นักวิจัยได้ใส่อิเล็กโทรดเหล็กลงในตัวอย่างน้ำที่ไม่ผ่านการบำบัดซึ่งเต็มไปด้วยไวรัส เมื่อพวกเขาผ่านกระแสไฟฟ้า แอโนดออกซิไดซ์ ปล่อยไอออนของเหล็กเข้าไปในสารละลาย ไอออนเหล่านี้รวมกับออกซิเจนละลายน้ำเพื่อผลิตอนุมูลไฮดรอกซิลและตกตะกอนที่อุดมด้วยธาตุเหล็ก ในกระบวนการ พวกเขาพบว่าเมื่อเหล็กตกตะกอน ไวรัสจะเกาะติดกับกระจุกเหล่านี้เพื่อสร้างมวลรวมที่ใหญ่ขึ้น ซึ่งสามารถกำจัดออกจากน้ำได้ง่าย ต่อไป พวกเขาตรวจสอบว่ากระบวนการนี้หยุดการทำงานของไวรัสด้วยหรือไม่ แต่ในขณะที่มวลรวมของเหล็กช่วยในการจับไวรัส พวกเขามีปัญหาในการแสดงภาพการหยุดทำงานโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน “การจับตัวเป็นก้อนทำให้เกิดความท้าทายอย่างมากเพราะไม่มีวิธีง่าย ๆ ในการแยกไวรัสออกจากมวลรวมที่อุดมด้วยธาตุเหล็ก ทำให้ยากต่อการมองเห็นความเสียหายของไวรัสและวิเคราะห์ว่าการแข็งตัวของเลือดด้วยไฟฟ้าเป็นสาเหตุของความเสียหายของไวรัสหรือการสกัดไวรัสออกจากที่อุดมด้วยธาตุเหล็กหรือไม่ กระจุก” Anindito Sen นักวิทยาศาสตร์การวิจัยของ Texas A&M Microscopy and Imaging Center กล่าว เพื่อแก้ไขปัญหานี้ Kyungho Kim นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Chellam พร้อมคำแนะนำของ Sen ได้พัฒนาเทคนิคการคำนวณแบบใหม่เพื่อถ่ายภาพไวรัสที่รวมเข้าด้วยกันโดยตรงพร้อมกับธาตุเหล็ก กล่าวโดยสังเขป พวกเขาสร้างความเสียหายแบบดิจิทัลบนภาพ 3 มิติของแบคทีเรีย MS2 ที่ไม่เสียหาย จากนั้นพวกเขาก็สร้างแบบจำลอง 3 มิติที่เสียหายในเวอร์ชัน 2 มิติ สุดท้าย พวกเขาเปรียบเทียบภาพเหล่านี้กับภาพ 2 มิติของไวรัสที่ได้รับหลังการแข็งตัวของเลือดด้วยไฟฟ้า นักวิจัยพบว่าความเสียหายของไวรัสด้วยไฟฟ้ามีตั้งแต่ 10% ถึงมากกว่า 60% นอกจากนี้ จากการวิเคราะห์แบบเดียวกันกับแบคทีเรียที่แยกได้จากการแข็งตัวของเลือดแบบปกติ พวกเขาสังเกตเห็นว่าไวรัสไม่ได้ถูกปิดใช้งาน “กระบวนการทำน้ำให้บริสุทธิ์แบบหลายขั้นตอนแบบดั้งเดิมนั้นมีไว้เพื่อให้แน่ใจว่าแม้ว่าขั้นตอนหนึ่งจะล้มเหลว แต่ขั้นตอนที่ตามมาก็สามารถประกันตัวคุณได้ – วิธีการพูดแบบหลายอุปสรรค” Chellam กล่าว “สิ่งที่เรานำเสนอด้วยการใช้ไฟฟ้าจับเป็นก้อนคือการทำให้กระบวนการเข้มข้นขึ้น โดยที่การแข็งตัวของเลือดและการฆ่าเชื้อจะรวมกันภายในขั้นตอนเดียวก่อนขั้นตอนการทำให้บริสุทธิ์ที่ตามมา เพื่อให้แน่ใจว่าสามารถป้องกันเชื้อโรคที่เกิดจากน้ำได้ดียิ่งขึ้น” ข้อมูลเพิ่มเติม: Kyungho Kim et al, กลไกการกำจัดไวรัสและกลไกการปิดใช้งานในระหว่างการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าของเหล็ก: ความเสียหายของ Capsid และ Genome และปฏิกิริยา Electro-Fenton, วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสิ่งแวดล้อม (2021) DOI: 10.1021/acs.est.0c04438 การอ้างอิง: Zapping น้ำที่ไม่ผ่านการบำบัดช่วยกำจัดไวรัสที่เกิดจากน้ำได้มากขึ้น (2021, 20 ตุลาคม) ดึงข้อมูล 20 ตุลาคม 2564 จาก https://phys.org/news/2021-10-zapping-untreated-waterborne -viruses.html เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Back to top button