Источник воды "Зам-Зам" имеет глубокую историю, восходящую ко временам пророка Ибрахима (мир ему). После того, как он, по велению Господа, оставил свою жену Хаджар и младенца в пустыне на Аравийском полуострове, ангел Джибриль (Гавриил) ударил своим крылом по этому месту и там образовался благословенный родник. Свое название он получил из-за действий Хаджар, которая, пытаясь остановить воду, сказала "зам-зам", что в переводе означает "остановись". Съемочная группа АлифТВ обратилась с просьбой провести детальный анализ Зам-Зам в Главный испытательный центр питьевой воды. При этом, для объективности эксперимента, ничего не сообщила экспертам о производителе. Результаты исследования - в этом сюжете. 

Ученые придумали, как очистить непригодную для питья воду с помощью бактерий

По данным Организации Объединенных Наций, около одной пятой населения мира живет в районах, где не хватает воды. Поэтому срочно необходимы технологии для получения чистой воды из непригодных для питья источников — таких как морская, речная или озерная вода, а также загрязненная вода. Ученые разработали парогенератор на древесной основе, который с помощью наноматериалов, производимых бактериями, использует солнечную энергию для очистки воды. Исследование публикует журнал Nano Letters.

Солнечный парогенератор — это устройство, которое использует изобилие солнечной энергии для отделения чистой воды от загрязняющих веществ путем испарения. Ранее уже было придумано много разных версий этих устройств с различной эффективностью. Чтобы разработать лучшие солнечные парогенераторы, исследователи должны найти способы улучшить поглощение света, управление теплом, перенос воды и испарение.

Профессор Шу-Хонг Ю и его коллеги из Университета науки и технологии Китая хотели объединить все четыре улучшения в одном устройстве. Они выбрали древесину в качестве основы для своего генератора из-за его устойчивости и пористой структуры, которая обеспечивает быстрый водный транспорт.

Ученые сделали свое устройство с помощью бактерий, которые производили длинные целлюлозные нановолокна. Они же и связывали слои устройства вместе. Команда исследователей добавила бактерии на поверхность деревянного блока и позволила им бродить.

Затем ученые распыляли аэрозоль стеклянных пузырьков — крошечных полых сфер, которые обеспечивают отличную теплоизоляцию — на поверхность. Сферы стали внедряться в целлюлозные нановолокна, вырабатываемые бактериями, образуя гидрогель. Наконец, исследователи добавили углеродные нанотрубки, которые перепутались с целлюлозными нановолокнами, образовав испаряющийся верхний слой, поглощающий свет.

Солнечный парогенератор имеет верхний слой (черный) из светопоглощающих углеродных нанотрубок, средний слой (серый) из теплоизоляционных стеклянных пузырьков и нижний слой (коричневый) из древесины, переносящей воду. Предоставлено: Nano Letters

Устройство работает, транспортируя воду вверх через древесину к светопоглощающему слою, который нагревается солнцем. Вода испаряется, а пар собирается и конденсируется для получения чистой воды. Изолирующий слой стеклянных сфер предотвращает передачу тепла вниз через устройство и его потерю. А в это время наноразмерные структуры снижают энергию, необходимую для испарения воды. В результате, новое устройство имеет более высокую скорость испарения и эффективность, чем большинство существующих солнечных парогенераторов.

Ученые придумали быстрый способ определить загрязнение воды опасными бактериями

Болезни, передаваемые через воду, поражают более 2 миллиардов человек во всем мире, что вызывает экономические сложности: на лечение всех этих заболевших требуются ресурсы. Например, в США болезней, передающихся через воду, обходится более чем в $2 млрд долларов в год, ежегодно регистрируется 90 миллионов случаев. На традиционные методы обнаружения бактерий в воде уходит слишком много времени и ученые решили исправить ситуацию. Подробности об их разработке публикует журнал Light: Science & Applications.

Среди связанных с водой патогенов одной из наиболее распространенных проблем общественного здравоохранения является наличие бактерий кишечной палочки в питьевой воде.

Традиционные методы обнаружения бактерий, основанные на культуре, часто занимают 24-48 часов с последующим визуальным осмотром и подсчетом колоний экспертом в соответствии с руководящими принципами Агентства по охране окружающей среды США (EPA).

В качестве альтернативы, методы молекулярного обнаружения, основанные, например, на амплификации нуклеиновых кислот, могут сократить время обнаружения до нескольких часов. Однако им, как правило, не хватает чувствительности для обнаружения бактерий при очень низких концентрациях. Также они не способны различать живые и мертвые микроорганизмы. Кроме того, не существует одобренного EPA метода на основе нуклеиновых кислот для обнаружения колиподобных бактерий в пробах воды.

Поэтому существует острая необходимость в автоматизированном методе с высокой чувствительностью, который может обеспечить быстрое и высокопроизводительное обнаружение бактериальных колоний. Это даст альтернативу доступным в настоящее время одобренным EPA методам, которые занимают не менее 24 часов и требуют эксперта по подсчету колоний.

В итоге, группа ученых под руководством профессора Айдогана Озкана из Отдела электротехники и вычислительной техники Калифорнийского университета, Лос-Анджелес (UCLA), США, и их коллеги разработали интеллектуальную систему визуализации на базе ИИ для раннего обнаружения и классификации живых бактерий в пробах воды.

Раннее обнаружение и классификация живых бактерий на основе глубокого обучения. а, схема устройства. б) изображение целой пластины колоний кишечной палочки и кишечной палочки. c, примеры изображений отдельных растущих бактериальных колоний, обнаруженных с помощью обученной глубокой нейронной сети. Временные точки обнаружения и классификации растущих колоний отмечены синими стрелками. Масштабная линейка составляет 0,1 мм. Предоставлено: UCLA Инженерный институт технологического развития.

Основываясь на голографии, исследователи разработали высокочувствительную и высокопроизводительную систему визуализации. Она захватывает микроскопические изображения всей чаши с культурой бактерий. Это необходимо для быстрого обнаружения роста колоний путем анализа замедленных изображений нейронной сетью. После обнаружения роста каждой колонии, вторая нейронная сеть используется для классификации типа бактерий.

Эффективность этой уникальной платформы была продемонстрирована путем раннего выявления и классификации трех типов бактерий, а именно E. coli , Klebsiella aerogenes и Klebsiella pneumoniae. Исследователи UCLA достигли предела обнаружения 1 колониеобразующей бактерии на 1 литр пробы воды в течение 9 часов общего времени тестирования. Тем самым они продемонстрировали экономию времени для обнаружения бактерий более 12 часов по сравнению со стандартным методом EPA.

Эти результаты подчеркивают потенциал новой платформы для голографической визуализации на базе ИИ, которая не только обеспечивает высокочувствительное, быстрое и экономически эффективное обнаружение живых бактерий, но также предоставляет мощный и универсальный инструмент для исследований в области микробиологии.

Проекты по опреснению воды в Иране больше не будут проблемой для окружающей среды

Министр энергетики Ирана Реза Ардаканян рассказал, что масштабные проекты по опреснению воды, расположенные на юге страны, больше не будут проблемой для окружающей среды, поскольку они будут полагаться на отработанное тепло, полученное от электростанций, в качестве основного источника энергии.

Ардаканян сказал, что электростанции в Иране обеспечат энергию, необходимую для запуска крупных проектов по опреснению воды вдоль побережья Персидского залива и Оманского залива, сообщает Press TV.

Опреснение, процесс фильтрации и испарения морской воды, является очень энергоемким и приводит к высоким уровням загрязнения из-за выбросов парниковых газов.

Тем не менее, Ардаканян сказал, что использование Ираном современных технологий повысит эффективность и окончательные затраты на опреснение.

«Подача энергии на опреснительную установку с использованием выхлопных газов газовых электростанций и электростанций с комбинированным циклом увеличит эффективность на тепловых электростанциях и поможет снабжать питьевой водой большую часть прибрежных провинций», - сказал он.

Иран, засушливая страна, сталкивающаяся с засухой и нехваткой воды, работает над двумя крупными проектами по опреснению воды для передачи воды из южных морей в провинции, расположенные на иранском плато.

«Проводятся исследования для подачи воды в 17 провинций с использованием соленой морской воды и установок опреснения ...», - сказал Ардаканян агентству Fars News.

Министр также добавил, что вторая очередь крупнейшего в стране опреснительного завода, открытого два года назад в южном портовом городе Бандар-Аббас, будет запущена в течение следующих нескольких недель.

«Это обеспечит более чем достаточное количество воды для Бандар-Аббаса и близлежащих городов», - сказал он.

В апреле, иранские специалисты впервые изготовили насос высокого давления для системы опреснения морской воды методом обратного осмоса.

Инженеры Ирана добились прорыва, опираясь на свои внутренние достижения. Теперь этот продукт производится внутри страны под брендом Ирана.

Помимо удовлетворения одной из основных потребностей инфраструктурных отраслей страны, у нее прекратилась зависимость от зарубежных стран.

Обратный осмос - это процесс очистки воды, в котором используется частично проницаемая мембрана для удаления ионов, нежелательных молекул и более крупных частиц из питьевой воды.

Руководитель проекта Али Рагимян сказал, что продукт может конкурировать с европейскими версиями с точки зрения качества и эффективности.

«Это сэкономит более 5 миллионов долларов в год», - добавил он.

Он отметил, что благодаря своей специальной технологии этот насос может использоваться в системах опреснения морской воды с общей примесью 70 000 промилле и диапазоном выходного давления до 70 бар и пропускной способностью 10 000 кубометров пресной воды в день.

Насосная система высокого давления будет использоваться поставщиками питьевой воды, сельскохозяйственным сектором и такими отраслями, как стальная, горнодобывающая, нефтяная и газовая, а также нефтехимическая.