التقدم في تكنولوجيا الكشف عن الكائنات الحية الدقيقة الترشيح هو دفع معايير سلامة المياه من " رد فعل سلبي " إلى " الوقاية الفعالة " . من خلال تحسين دقة الكشف ، وتحقيق الرصد الحيوي وتحسين المعايير القانونية ، هذه التكنولوجيا يمكن أن تقلل من خطر الأمراض التي تنقلها المياه في جميع أنحاء العالم ، وتوفير ضمانة قوية لصحة الإنسان والتنمية المستدامة . في المستقبل ، جنبا إلى جنب مع الابتكار المستمر للعلوم والتكنولوجيا ، وسلامة المياه سوف تتحرك نحو مستوى أعلى .
1 - تحديد نوعية المياه التقليدية
الأساليب التقليدية للكشف عن نوعية المياه تشمل التحليل الكيميائي و الثقافة . على الرغم من أن طريقة التحليل الكيميائي يمكن الكشف عن المعادن الثقيلة والملوثات العضوية ، كفاءة الكشف عن التلوث الميكروبي منخفضة . ومع ذلك ، فإنه يأخذ وقتا طويلا ( عادة 24-48 ساعة ) للحصول على النتائج ، لا يمكن رصد في الوقت الحقيقي . وبالإضافة إلى ذلك ، فإن الأساليب التقليدية لا يمكن الكشف عن تركيزات منخفضة من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ، مثل الفيروسات ، البكتيريا المقاومة للعقاقير ، وما إلى ذلك ، هناك بعض المخاطر الأمنية .
2 - مزايا تكنولوجيا الكشف
من خلال كفاءة عالية الترشيح ، الكشف عن البيولوجيا الجزيئية ( على سبيل المثال ، بكر ، تسلسل الجينات ) و جهاز الاستشعار البيولوجي ، يمكن الكشف عن التلوث الميكروبي في المياه بسرعة وبدقة . وتشمل مزاياها الرئيسية :
- حساسية عالية : يمكن الكشف عن تركيزات منخفضة جدا من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض ، مثل كولاي ، الفيلقية ، نوروفيروس ، وهلم جرا .
- الاستجابة السريعة : بالمقارنة مع أساليب الزراعة التقليدية ، يمكن الانتهاء من الكشف في غضون ساعات ، وحتى تحقيق الرصد في الوقت الحقيقي .
- التحليل الذكي : يجمع بين الذكاء الاصطناعي والبيانات الكبيرة ، ويمكن التنبؤ بالاتجاهات المتغيرة في نوعية المياه ، والإنذار المبكر بمخاطر التلوث .
3 - كيفية تحسين نوعية المياه معايير السلامة ؟
( 1 ) تحسين دقة الكشف والحد من المخاطر الصحية
يمكن التعرف على مسببات الأمراض التي يصعب الكشف عنها بواسطة الأساليب التقليدية ، مثل مقاومة المضادات الحيوية ( ARGS ) الجينات والفيروسات . على سبيل المثال ، من خلال تسلسل الجينوم الكلي التكنولوجيا ، يمكننا تحليل بنية المجتمع الميكروبية في المياه ، وتحديد البكتيريا المسببة للأمراض المحتملة ، وبالتالي وضع معايير أكثر صرامة لنوعية المياه .
( 2 ) تحقيق الرصد الحيوي ، وتحسين عملية معالجة المياه
الكشف عن نوعية المياه التقليدية عادة ما تكون عينات التفتيش ، والتي يمكن أن تكون جنبا إلى جنب مع نظام الرصد على الانترنت لتتبع التغيرات في نوعية المياه في الوقت الحقيقي . على سبيل المثال ، في محطات المياه ، واستخدام أجهزة الاستشعار لرصد التلوث الميكروبي ، ودينامية ضبط جرعة من المطهرات ( مثل الكلور والأوزون ) لضمان فعالية التعقيم ، والحد من إنتاج المنتجات .
( 3 ) تشجيع رفع مستوى المعايير التنظيمية
في الوقت الحاضر ، معايير نوعية المياه في العديد من البلدان لا تزال تعتمد أساسا على المؤشرات التقليدية ( مثل العكارة ، مجموع القولونية ) . ومع تطور تقنيات الكشف ، يمكن للمنظمين إدخال قيود أكثر صرامة على الكائنات الحية الدقيقة ، مثل :
- زيادة على مسببات الأمراض المحددة ( مثل الكريبتوسبوريديوم أو الفيلقيه ) .
- استخدام الاختبارات الميكروبيولوجية السريعة كوسيلة لتقييم الامتثال والاستعاضة عن أساليب الزراعة الجزئية .
( 4 ) تعزيز تنمية المياه الذكية
جنبا إلى جنب مع تكنولوجيا الإنترنت من الأمور ( IOT ) ، بيانات الاختبار يمكن تحميلها إلى سحابة ، ونوعية المياه تحليل البيانات يمكن أن تتحقق . على سبيل المثال ، من خلال آلة التعلم نموذج للتنبؤ حوادث التلوث ، ومساعدة قطاع المياه لتحسين استراتيجية إمدادات المياه ، وتعزيز القدرة على الاستجابة في حالات الطوارئ .
4 - التوقعات المستقبلية
مع تطبيق المواد متناهية الصغر ، رقاقة ميكروفلويديك ، ميكروب الترشيح الكشف سوف تصبح أكثر المحمولة وأكثر اقتصادا . في المستقبل ، معدات الكشف عن المياه المنزلية قد تكون شعبية مثل الجلوكوز متر ، حتى أن الجميع يمكن أن يكون في الوقت الحقيقي السيطرة على سلامة المياه . وفي الوقت نفسه ، فإن تشديد معايير الجودة العالمية سوف تدفع البلدان إلى اعتماد أكثر تقدما تكنولوجيا الكشف عن الكائنات الحية الدقيقة لضمان سلامة مياه الشرب .