Više od 2 milijarde ljudi širom sveta nema pristup bezbednoj, nekontaminiranoj vodi za piće. Oko 418 miliona njih živi u afričkim zemljama.
Problem je najakutniji u ruralnim zajednicama, gde su primarni izvori vode ljudi reke, jezera i ručno iskopani bunari, koji su često kontaminirani štetnim patogenima. Ova kontaminacija je uzrokovana neadekvatnim sanitarnim objektima, otvorenim praksama defekacije i poljoprivrednim oticanjima, i ima strašne posledice.
Bolesti koje se prenose vodom, kao što su kolera, tifus i dijareja, odnose stotine hiljada života Afrikanaca svake godine. Deca su posebno osetljiva na ove bolesti zbog njihovog razvoja imunološkog sistema. A ciklus bolesti koje se prenose vodom ne utiče samo na zdravlje: on takođe održava siromaštvo, jer bolesna deca ne mogu da pohađaju školu, a odrasli ne mogu da rade, što ometa ekonomski napredak.
Postojeća rešenja za tretman vode često ne uspevaju. Konvencionalne metode, kao što su kuvanje ili hlorisanje, mogu biti dugotrajne, zahtevaju gorivo ili hemikalije i mogu promeniti ukus vode, zbog čega je manje verovatno da će ljudi preduzeti mere predostrožnosti.
Sistemi za filtriranje, iako su dokazano efikasni, mogu biti skupi i zahtevaju redovno održavanje. To ih čini nedostupnim mnogim ruralnim zajednicama.
Potreba za jednostavnim, pristupačnim i održivim rešenjem je jasna. Šta ako deo tog rešenja trenutno leži u vašoj kuhinjskoj fioci, u obliku rolne aluminijumske folije?
Ja sam inženjer zaštite životne sredine. Sa svojim kolegama sam razvio foliju obloženu posebnim materijalom koji se zove slojeviti dvostruki hidroksid (LDH). Ovaj materijal deluje kao magnet, privlači i hvata mikrobe.
U laboratorijskim testovima otkrili smo da je LDH folija izuzetno efikasna, uklanjajući preko 99% bakterija E. coli, uobičajenog indikatora kontaminacije vode, iz uzoraka vode u roku od nekoliko sati. Otkrili smo da se njegova efikasnost takođe proteže izvan E. coli, ciljajući širok spektar patogena koji se prenose vodom, uključujući bakterije, viruse i parazite. To znači da LDH folija nudi sveobuhvatnu zaštitu od raznih bolesti.
Naš pronalazak nije zamišljen kao samostalno rešenje, i naravno biće potrebno dalje testiranje, posebno na terenu. Međutim, verujemo da može postati vredan dodatak postojećim praksama tretmana vode. Može se koristiti zajedno sa tradicionalnim metodama kao što su ključanje ili filtriranje, pružajući dodatni sloj zaštite i osiguravajući sveobuhvatnu sigurnost vode.
Ovo nije potpuno nova ideja; već je bilo poznato da slojeviti dvostruki hidroksid može uhvatiti zagađivače. Naša inovacija je bila pretvaranje u jednostavnu foliju laku za upotrebu.
Magija LDH folije leži u njenoj sposobnosti da adsorbuje ili uhvati štetne patogene iz vode. Zamislite sunđer koji upija vodu – to je apsorpcija, gde se jedna supstanca unosi u drugu. Adsorpcija je, s druge strane, kao lepljenje magneta za frižider; supstance se lepe za površinu drugog materijala.
Nauka koja stoji iza ovog procesa je fascinantna. Površina LDH je pozitivno naelektrisana, dok većina mikroba ima negativno naelektrisanje na svojoj površini. Ovo stvara elektrostatičku privlačnost, privlačeći mikrobe ka LDH foliji poput gvozdenih strugotina na magnet. Druge hemijske i fizičke sile doprinose tome da se patogeni vežu za površinu LDH, obezbeđujući njihovo efikasno uklanjanje iz vode.
Testirali smo LDH foliju u laboratoriji tako što smo dodali bakterije u čistu vodu, a zatim umočili foliju da vidimo koliko bakterija može da ukloni. Ispostavilo se da je folija zaista bila dobra u svom poslu – uklonila je više od 99% bakterija u roku od 3 do 24 sata, u zavisnosti od specifične vrste korišćene LDH folije, pošto su različite formulacije pokazivale neznatno različite stope adsorpcije.
Postoji nekoliko razloga zbog kojih verujemo da je LDH folija idealna za upotrebu u afričkim zemljama.
Prvi je da je jednostavan i pristupačan. Proces proizvodnje je izuzetno jednostavan i jeftin. Procijenili smo da je cijena proizvodnje LDH folije za jednogodišnju upotrebu približno 6,93 USD po osobi. To ga čini pogodnim za lokalnu proizvodnju čak iu udaljenim oblastima sa ograničenim resursima. Ne samo da obezbeđuje pristupačnost, već i osnažuje zajednice da preuzmu vlasništvo nad svojom bezbednošću vode, podstičući samodovoljnost i smanjujući oslanjanje na spoljnu pomoć.
Drugo, jednostavan je za upotrebu. To je ključna prednost u kontekstima u kojima tehnička stručnost i složena uputstva mogu biti prepreke za usvajanje. Njegov jednostavan dizajn i rad čine ga dostupnim svima, bez obzira na njihov nivo obrazovanja ili poreklo.
Takođe je za višekratnu upotrebu, što je važno u okruženjima sa ograničenim resursima. Nakon upotrebe, folija se može regenerisati više puta ponovnim potapanjem u jednostavne alkalne rastvore kao što je rastvor natrijum karbonata, obično poznat kao soda za pranje ili soda pepeo, koja je lako dostupna i jeftina alkalna so. Ovo promoviše održivost i smanjuje uticaj na životnu sredinu povezan sa rešenjima za tretman vode za jednokratnu upotrebu.
Takođe smo uzeli u obzir kulturnu osetljivost i prilagodljivost. Dizajn i implementacija LDH folije mogu se prilagoditi kulturnom kontekstu i specifičnim potrebama različitih afričkih zajednica.
Jedan praktičan primer za to je upotreba morske vode kao alkalnog rastvora u njenoj proizvodnji, posebno za priobalne zajednice sa lakim pristupom ovom resursu. Ovo je prvenstveno pitanje geografije i raspoloživih resursa – ali je takođe povezano sa kulturnom prilagodljivošću. Obalne zajednice često imaju jaku vezu sa morem i njegovim resursima. Slično tome, korišćenje đubriva kao izvora magnezijuma (magnezijum je ključna komponenta proizvodnje LDH folije) imaće odjek u poljoprivrednim zajednicama gde su ovi materijali uobičajeni i poznati.
Dok LDH folija ima ogromno obećanje, njeno široko usvajanje će zahtevati zajednički napor.
Potrebna su dalja istraživanja i razvoj da bi se optimizovao njegov učinak, rešila sva potencijalna ograničenja i osigurala njegova dugoročna efikasnost u različitim afričkim okruženjima. Objavili smo našu studiju u formatu otvorenog pristupa koristeći licencu Creative Commons (CC BI 4.0) kako bismo osigurali da su svi naši podaci javno dostupni i da drugi mogu testirati LDH foliju u određenim postavkama, replicirati naše nalaze i nadograđivati naše postojeće istraživanja.
Terenska ispitivanja u različitim zajednicama biće od ključnog značaja za prikupljanje povratnih informacija korisnika, procenu njihove praktičnosti i identifikovanje bilo kakvih kulturnih ili logističkih razloga. Štaviše, partnerstvo sa lokalnim organizacijama, vladama i nevladinim organizacijama biće od suštinskog značaja za proizvodnju, distribuciju i edukaciju o njegovoj pravilnoj upotrebi. Put ka čistoj vodi za sve je zajednička odgovornost. Verujemo da LDH folija predstavlja moćno oruđe u ovom poduhvatu.
