Очистка питьевой воды: бытовые методы и способы очистки воды для питья

Содержание

бытовые методы и способы очистки воды для питья

Чистая питьевая вода – ежедневная потребность человека, важная составляющая каждой живой клетки. Она необходима для совершения гигиенических процедур, приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд. Вода утоляет жажду и бодрит, но только при условии, что ее качественный и количественный состав соответствует санитарно-гигиеническим нормам.

КАЧЕСТВО СОВРЕМЕННОЙ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Независимо от того, пользуется человек централизованным водопроводом или автономным источником, состав воды почти всегда бывает далек от идеального. Подземные водные ресурсы, реки и озера, из которых осуществляется водозабор, содержат минеральные, микробиологические и органические примеси, которые изменяют вкус пищи, придают потоку неприятный запах. Кроме того, в почву и водоносные слои попадает масса химических загрязнений: удобрений, смывов горюче-смазочных материалов, канализационных стоков. Все это требует тщательной и грамотной очистки воды перед употреблением в пищу, причем даже городские станции водоподготовки не всегда справляются с поставленной задачей на 100 %.

Например, обеззараживая воду и удаляя растворенные газы, установки насыщают ее хлором, придающим потоку характерный запах и привкус. Многим известна и такая проблема, как известковый налет, появляющийся из-за повышенной жесткости, или ржавые потеки на сантехнике – прямое следствие избыточного содержания железа.

Еще одна проблема – сезонное подтопление водных источников. Весной и осенью в период дождей уровень воды в реках и колодцах повышается, она приобретает желтоватый цвет и становится мутной. Если при выборе системы очистки не была учтена данная особенность, то в межсезонье это будет доставлять массу хлопот жильцам дома или квартиры.

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ ЧИСТОЙ ВОДЫ В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ

Установка бытовых фильтров.  Привести показатели питьевой воды в соответствие со стандартами можно с помощью проточных или накопительных систем, которые продаются в обычных магазинах. Это простой и относительно недорогой способ очистки, требующий только периодической замены картриджей.

Проточные фильтры можно встраивать непосредственно в водопровод. Современные системы автоматического контроля и управления сообщают пользователю о загрязнении картриджа или включают механизм очистки для восстановления фильтрующей способности. Бытовые установки удаляют соли жесткости, избыточный хлор, железо, марганец, растворенные газы, тяжелые металлы, некоторые микроорганизмы.

Кипячение. Простой и доступный способ очистки питьевой воды, который поможет избавиться от ионов кальция и магния, двухвалентного железа, сероводорода, опасных бактерий. Кипячение проводят в эмалированной или стеклянной посуде в течение 15 минут. После этого воде дают отстояться и остыть естественным образом. Примеси при нагревании переходят в нерастворимые соединения и образуют осадок, который следует слить. Хранить кипяченую питьевую воду необходимо в закрытой посуде для защиты от пыли.

Простое отстаивание. Воду наливают в небольшую чистую емкость и оставляют на несколько часов. Крышку не используют, чтобы хлор мог свободно улетучиться. После верхние слои воды можно использовать для приготовления пищи, а нижние лучше слить. Такой метод очистки позволяет удалить нерастворимые соли железа, твердые примеси, песок, частицы ржавчины. Длительно отстаивать воду нельзя, так как в ней начинают размножаться бактерии, поэтому способ применяется только в случае слабой загрязненности источника.

Покупка бутилированного продукта. Если точно не известно, какие примеси есть в водопроводной воде, и подобрать оборудование для очистки сложно, можно купить продукцию в пластиковых бутылках. Производитель должен указывать на упаковке состав продукта и стандарт, по которому он изготавливался. Гарантировать безопасность такой продукции сложно: невозможно сказать, из какого источника осуществлялся водозабор и как проводилась очистка питьевой воды. Но для периодического использования такой вариант подойдет. Необходимо обращать внимание на срок годности и не нарушать условия хранения.

ЭТАПЫ ВОДОПОДГОТОВКИ

На городских станциях водоподготовки питьевая вода подвергается комплексной многоступенчатой очистке. В целом процесс можно разделить на два этапа:

Механическая фильтрация – удаление твердых примесей, хлопьев, волокнистых включений с помощью фильтрационных решеток.

 

Химическая очистка – воду пропускают через отстойники, подвергают коагуляции, осветлению, деминерализации, дозируют реагенты для умягчения и обеззараживания.

МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

Осветление. Это начальный этап очистки, который часто требуется при заборе из колодцев, озер, других открытых источников. Мутность и взвеси в воде говорят о наличии органических примесей: гуминовых и фульвокислот, колоний микроорганизмов. На этапе осветления в поток добавляют хлорсодержащие соли и коагулянты. Активный окислитель разрушает органические соединения в воде и провоцирует выпадение осадка. Нерастворимые агломераты впоследствии легче задерживаются фильтрами механической очистки.

Коагуляция. Технология направлена на удаление из воды коллоидных взвесей, которые не всегда видны невооруженным глазом. В качестве коагулянтов используют соли алюминия, которые вызывают слипание органических молекул, разрушают оболочки микроорганизмов, образуя с примесями тяжелые хлопья. Далее поток направляется в отстойники.

Отстаивание. На станциях водоподготовки предусмотрены специальные емкости, внутри которых с небольшой скоростью переливается вода. Нижние слои движутся медленнее, чем верхние, поэтому загрязняющие твердые частицы и хлопья коагулированных соединений успевают выпасть в осадок. Со дна резервуара отстоявшиеся массы удаляют через сливное отверстие.

Фильтрация. Для очистки питьевой воды используют фильтры с сорбирующей загрузкой. Раньше повсеместно применялись активированные угольные картриджи, но сегодня их постепенно заменяют порошкообразные и гранулированные засыпки. Основное отличие в том, что не вода проходит через загрузку, а сорбент высыпают в нее и перемешивают. Такой метод водоподготовки проще и эффективнее традиционной фильтрации, позволяет удалять химические примеси, тяжелые металлы, органические взвеси и поверхностно-активные вещества.

Обеззараживание. Специальная обработка необходима для устранения эпидемической опасности воды. Очистка от болезнетворных бактерий может проводиться химическими и физическими методами, но по-прежнему наиболее эффективной технологией обеззараживания является хлор. Атомы окислителя сохраняют свою активность по мере движения потока, дезинфицируя внутренние стенки трубопровода.

Деминерализация. Удаление марганца и железа из воды актуально для подземных источников, особенно расположенных вблизи рудных залежей. Деминерализацию проводят методом аэрации – насыщения потока кислородом воздуха. Вода подается в специальные колонны, где барботируется или распыляется через форсунки. В результате нежелательные примеси окисляются и образуют нерастворимые соединения. Далее происходит очистка воды на механических фильтрах.

Умягчение. Жесткость обусловлена высокой концентрацией солей кальция и магния. Для умягчения воды используют фильтры с ионообменной смолой, при прохождении через которую металлы замещаются ионами водорода или натрия, безопасными для здоровья человека. Метод дорогостоящий, поэтому используется не на всех станциях водоподготовки. В большинстве городских квартир для питьевой воды характерна повышенная жесткость, требующая установки локальных ионообменных фильтров.

По завершении комплекса водоподготовки и анализа основных параметров поток подается в распределительную сеть. Стоит понимать, что даже в случае полного соответствия санитарных показателей питьевой воды нормативным значениям при движении в старых трубопроводах происходит ее повторное загрязнение. Поэтому рекомендуется проводить анализ в аккредитованных лабораториях и обращаться за помощью в подборе фильтров в специализированные компании.

Крупные города, где можно купить фильтры для очистки воды БАРЬЕР

Варианты очистки питьевой воды | статьи на сайте Экомастер

В природной воде содержатся бактерии, примеси песка и глины, токсины и органические вещества. Сделать ее безопасной для употребления можно путем применения различных методов очистки. Современные фильтрующие установки позволяют удалить вредные компоненты и обогатить воду необходимыми полезными веществами.

Вода из скважин и натуральных источников содержит всевозможные растворенные компоненты и взвеси. Для того чтобы ее можно было пить, использовать для промышленных целей и в быту, требуется качественная очистка от основных видов загрязнений:

  • физические — ил, ржавчина, песок, мусор;
  • химические — специфические вещества, используемые на производстве, и в сельском хозяйстве: нефтепродукты, тяжелые металлы, нитраты.
  • биологические — органические соединения и микроорганизмы.
  • тепловые — загрязнения, возникающие из-за изменения состава воды вследствие дополнительного подогрева водоема.

Способы очистки воды

Современные способы очистки классифицируются на группы в соответствии с особенностями протекающих процессов. На основании существующих методов разрабатываются приспособления, обеспечивающие оптимальную водоподготовку. Нередко для достижения высокого качества воды существующие методы используются в комплексе. Очищающие установки, основанные на одном способе, как правило, применяются при условии наличия одного или нескольких типов загрязнений, удаление которых возможно посредством одного метода. Как правило, это распространенный подход при обработке сточных вод предприятий, когда состав загрязнителей уже определен. В целом способы очистки можно разделить на четыре группы по принципу их действия:

  • физические;
  • химические;
  • физико-химические;
  • биологические.

Физические способы

Эти методы предназначены для удаления нерастворимых частиц на предварительном этапе очистки, для того чтобы уменьшить нагрузку на модули тонкой очистки. Основными считаются следующие физические способы очистки воды.

  • Процеживание. Нерастворимые компоненты задерживаются на фильтрующих поверхностях сит и решеток, через которые пропускается вода.
  • Отстаивание. Часть механических загрязнений отделяется из воды под действием гравитации, в результате чего элементы опускаются на дно в виде осадка. Метод подходит для применения на стадии предварительной очистки или на промежуточных этапах.
  • Фильтрование. Жидкость проходит через поры фильтрующего материала, на котором задерживаются ил, песок, трубная окалина и другие частицы размером, исчисляемым в несколько микрон. В процессе улучшаются органолептические свойства воды. Метод подходит и для грубой, и для тонкой очистки.
  • Воздействие ультрафиолетом. Обработка воды ультрафиолетовым излучением применяется для ее дезинфекции после очистки. Способ обеспечивает уничтожение живых организмов с сохранением состава воды.

Химические способы

В основе методов данной группы лежит химическое взаимодействие реагентов с загрязнителями с их последующим распадом на безопасные элементы или преобразованием в отделяемый осадок. Выделяют следующие способы химической очистки:

  • Нейтрализация. Восстановление баланса кислот и щелочей за счет их взаимодействия друг с другом, что в дальнейшем приводит к образованию соответствующих солей и воды. Нейтрализация может осуществляться двумя путями: очищаемую воду смешивают с кислотной и щелочной средой или в жидкость, которой необходима очистка, помещают реагенты, обеспечивающие формирование в воде кислотной или щелочной среды.c
  • Окисление и восстановление. В рамках метода используются гораздо более сильные окислители и восстановители, чем при нейтрализации. Они служат для обезвреживания различных токсичных компонентов и веществ, которые сложно извлечь из воды другими способами. Кроме того, в процессе воздействия происходит уничтожение микроорганизмов за счет окисления их клеточных структур. Для окисления применяются, главным образом, газообразный хлор, хлористые соединения, перекись водорода, озон, перманганат калия и кислород. Хлор обеспечивает пролонгированный антибактериальный эффект, но в некоторых случаях он участвует в образовании побочных соединений, не менее ядовитых, чем он сам. Избежать этого можно, лишь тщательно соблюдая дозировку хлора.

Физико-химические способы

В ходе применения методов данной группы происходит химическое и физическое воздействие на следующие виды загрязнений:

  • растворенные газы;
  • тонкодисперсные жидкие или твердые частицы;
  • ионы тяжелых металлов;
  • другие растворенные вещества.

Физико-химические методы эффективны на этапах предварительной водоподготовки и глубокой очистки на более поздних этапах очистки. Существуют следующие распространенные способы, относящиеся к этой категории.

  • Флотация. Происходит отделение гидрофобных компонентов за счет прохождения через воду множества воздушных пузырьков. Вместе с пузырьками частицы оказываются на поверхности в виде пены, которая подлежит удалению. Способ пригоден для выделения из воды масел, нефтепродуктов и твердых примесей, от которых невозможно избавиться другими методами.
  • Сорбция. В процессе очистки воды проводится адсорбция — избирательное поглощение загрязнителей в поверхностном слое сорбента. Эффективность методов данной группы позволяет применять их в качестве методов доочистки на финальных стадиях водоочистки и водоподготовки для удаления поверхностно-активных веществ, гербицидов, фенолов и пестицидов.
  • Экстракция. В воду добавляется специальная жидкость (экстрагент), которая не смешивается или мало смешивается с водой. В полученной смеси растворенные загрязняющие компоненты перераспределяются, и большая часть из них переходит в экстрагент. Метод помогает удалять из воды органические кислоты и фенолы.
  • Ионообмен. Целью применения метода является умягчение воды, то есть устранение солей жесткости в результате обмена ионами между водой и ионитом. Существуют натуральные иониты, например, сульфоугли или цеолиты, но сейчас особой популярностью пользуются искусственные ионообменные смолы, обладающие более высокой ионообменной способностью. Метод стал востребованным благодаря возможности применения как в быту, так и промышленной сфере для очистки сильнозагрязненных вод.
  • Электродиализ. Комплексный метод, объединяющий мембранный и электрический процессы. С его помощью можно выделить из воды соли и удалить из них различные ионы. В процессе образуются концентрированные растворы вещества, которое требуется отделить, что позволяет повторно использовать его на производственных предприятиях.
  • Обратный осмос. Это мембранный процесс, проводимый под давлением, превышающим избыточное гидростатическое давление. Обратный переход растворителя из раствора в ходе процесса увеличивает концентрацию растворенного вещества. Данным способом можно избавиться от растворенных газов, солей, коллоидных соединений, бактерий и вирусов.
  • Термические методы. Вода очищается под влиянием низких или высоких температур. Концентрирование примесей осуществляется за счет выпаривания или вымораживания воды. Чтобы нейтрализовать токсичные или трудно разлагаемые загрязнители прибегают к термическому окислению: вода подвергается распылению под влиянием высокотемпературных продуктов сгорающего топлива.

Бытовые системы очистки воды

Как сделать воду пригодной для питья доступным бытовым способом? Ответ на данный вопрос будет зависеть от типа вашего жилья. В частных домах чаще всего применяются магистральные фильтры, которые встраиваются непосредственно в трубопровод. Они могут быть предназначены для удаления следующих компонентов:

  • крупные нерастворимые элементы;
  • органические соединения;
  • патогенные микроорганизмы.

Также магистральные фильтры используют для обезжелезивания и умягчения воды. Данные системы состоят из нескольких модулей, количество и назначение которых определяется наличием загрязнений в вашей воде. Для того чтобы сформировать наиболее эффективную очищающую установку, необходимо сдать пробы воды на анализ в лабораторию и определить ее точный состав.

Для того чтобы сделать питьевой водопроводную воду в квартирах, используются следующие фильтрующие приспособления.

  • Фильтры-кувшины — пригодятся, если чистой воды требуется совсем немного.
  • Проточные фильтры — устанавливаются под мойку, рядом с ней или монтируются на кран. Их эффективность зависит от количества ступеней очистки и качества применяемых материалов. Существуют также обратноосмотические проточные фильтры, которые необходимо дополнять блоками минерализации для сохранения пользы воды.
  • Пурифайеры для воды — новейшие аппараты с многоступенчатой системой водоочистки, оснащенные комплексом ультрафиолетового обеззараживания для обеспечения абсолютной микробиологической безопасности. Устройства подключаются напрямую к водопроводу и помимо очистки воды обладают функциями нагрева, охлаждения, газации и даже насыщения кислородом.

При выборе метода очистки питьевой воды целесообразно руководствоваться достоверной информацией о ее химическом составе. Анализ проб в аккредитованной лаборатории позволит вам правильно выбрать установку для эффективного удаления из воды всех нежелательных элементов и получения качественного продукта для утоления жажды.

Способы очистки воды

Для того, чтобы очистить воду в городской квартире, не обязательно отдавать ее на анализ в лабораторию. Состав важен, однако «букет» водопроводной воды, как правило, предсказуем: предельные значения уровня вредных веществ не превышены, соответствие СанПиН соблюдено. Но пить воду прямо из крана мы вам все же не советуем: вредные вещества, хоть и в небольших концентрациях, там присутствуют и в долгосрочной перспективе могут обернуться головной болью.

Фильтрация — это комплексный процесс, сочетающий в себе несколько способов очистки. Познакомимся с основными из них.

Механическая (предварительная) фильтрация

Самый простой способ очистки воды: она проходит через своеобразное «сито», и все частицы крупнее его ячеек задерживаются. Один из самых распространенных материалов для картриджей механической фильтрации — полипропилен: химически инертный, безвредный и бюджетный материал, поры которого можно «подогнать» под разный (так или иначе достаточно крупный) диаметр.

Механическая фильтрация активно используется на городских водоканалах, особенно при заборе воды из открытых источников — рек, озер, водохранилищ. Вода очищается от песка, глины, растений и прочих нежелательных «добавок». Вот только поры фильтрующего материала достаточно велики, и растворенные загрязнители (активный хлор, нитраты и т.д.) или микроорганизмы через предфильтры пройдут совершенно спокойно. Но для их устранения предусмотрены совсем другие фильтры.

Это не значит, что эти «другие» более продвинутые: просто у предфильтров и фильтров тонкой очистки разные цели. Механическая фильтрация, например, позволяет быстро и без удара по карману очистить воду от механических и видимых глазу примесей во всей квартире или даже во всем доме — но с растворенными вредными веществами этот номер не пройдет. Впрочем, обо всем по порядку.

Сорбция

Если механический фильтр — это сито, то сорбционный — это губка, которая впитывает растворенные в воде примеси. По такому же принципу работают противогазы — только загрязнители они извлекают не из жидкости, а из воздуха. Впитывающие материалы называют сорбентами, самый популярный из них — активированный уголь.

Что значит активированный?

Сырье (в случае АКВАФОР это кокосовая скорлупа) превращают в уголь, нагревая без доступа кислорода — этот процесс называется «пиролиз». Полученный уголь обрабатывают водяным паром при температуре около 1000°C. В результате получается очень чистый материал с отличными сорбционными качествами: площадь поверхности составляет около 1000–1500 квадратных метров на 1 грамм угля.

Еще одна небольшая деталь: не любой активированный уголь позволяет хорошо очистить воду. Значение имеет и размер гранул, и его происхождение: березовый, а тем более каменный уголь по качеству не сравнятся с кокосовым. Он лучше активируется, и получаемая площадь поверхности во много раз превосходит все ожидания от угля другого типа.

Современные фильтрующие смеси содержат не только уголь, но и дополнительные сорбенты, которые придают материалам синергетический эффект. В качестве такого элемента АКВАФОР использует микроволокно AКВАЛЕН™: это не только «ловушка» для тяжелых металлов, но и гидрофильный («любящий воду») агент, который позволяет использовать мельчайшие гранулы угля, а значит увеличивать площадь контакта с водой и глубину очистки.

Ионный обмен

В водоочистке это процесс, при котором ионы кальция и магния (солей жесткости, содержание которых определяет мягкость или жесткость воды) замещаются ионами натрия — то есть вода становится мягкой. Как правило, для этого применяют ионообменные смолы. В умягчителях они действуют сами по себе, выполняя свою основную функцию — умягчение, — а в сорбционных фильтрах сочетаются в тех или иных пропорциях с активированным углем и прочими фильтрующими средами.

Одно из главных и весьма полезных свойств ионообменных смол — это способность к регенерации: смолу можно «воскресить» обычной поваренной солью.

Ионообменные материалы (иониты) также для служат для очистки от тяжелых металлов — например, свинца. Но их эффективность в этом не так уж впечатляет, поскольку отсутствует селективность (избирательность): допустим, что на тысячу ионов кальция приходится один ион свинца, и в условиях такого количественного превосходства свинец чаще всего «проскользнет незамеченным». Чтобы исправить возможные недочеты, специалисты АКВАФОР разработали особое ионообменное микроволокно АКВАЛЕНТМ, которое «специализируется» именно на тяжелых металлах.

Человеческий организм не «оборудован» никакими защитными «противометаллическими» механизмами, и, скажем, мышьяк, ртуть и прочие незваные гости там просто накапливаются, приводя к непрогнозируемым последствиям — скорее всего, неприятным.

Полое волокно

Продвинутая технология мембранной очистки, отсеивающая мельчайшие примеси, включая бактерии и цисты (микрофильтрационная мембрана с порами до 0,1 мкм), а в некоторых случаях и вирусы (ультрафильтрационная мембрана с порами до 0,01 мкм, — поскольку вирусы относятся к самым мелким из возможных примесей).

Да, полое волокно это тоже мембрана: в фильтре ее можно расположить и в виде рулона, как в случае обратноосмотической, но для удобства и минимизации занимаемого пространства из нее делают тонкие «ниточки», стенки которых состоят из супермелких полых ячеек, через которые как раз и пытаются вместе с потоком воды пройти загрязнители — впрочем, безуспешно. Это гарантия антибактериальной защиты — исключительно механической, без всяких химических добавок, что особенно актуально для семей с маленькими детьми.

Обратный осмос

Очистка происходит за счет обратноосмотической мембраны, которая разделяет поток на чистую и дренажную воду. Никакие примеси — ни растворенные, ни нерастворенные — она не пропускает, и на сегодняшний день это самый эффективный способ фильтрации.

Перед обратноосмотической мембраной обязательно должны быть установлены предфильтрационные модули, чтобы избежать ее повреждения. А еще вода после очистки обратным осмосом требует минерализации, поскольку полезные минералы удаляются мембраной так же эффективно, как и вредные вещества.

Современные обратноосмотические системы прошли многочисленные этапы технологической «эволюции», стали менее дорогостоящими и занимают меньше места: не всем из них даже требуется отдельный накопительный бак.

Линейка современных обратноосмотических систем АКВАФОР DWM обеспечивает максимально возможную в домашних условиях степень очистки: в сравнении с традиционными системами у них более высокая скорость фильтрации, небольшие габариты и оптимальное соотношение чистой воды и дренажа — его намного меньше, чем в стандартных системах.

Сейчас качество жизни и здоровье напрямую зависят от интеграции технологий в жизнь. Так пусть это будут самые лучшие технологии, которые фундаментально меняют мир к лучшему. Выбирайте себя и своих близких — а АКВАФОР вас в этом поддержит.

Промышленная водоподготовка, система очистки питьевой воды

Технологии подготовки питьевой воды, применяемые водоканалами для питьевого водоснабжения городов и поселков, во многом схожи с методами, применяемыми в малой водоочистке, но они имеют и ряд существенных особенностей. Эти особенности обусловлены масштабами систем, необходимостью транспортировки очищенной воды по протяженным сетям и историческими особенностями создания и модернизации подобных объектов. Во многих случаях речь идет о промышленной очистке воды из поверхностных источников: рек, озер водохранилищ и т.п.

Промышленная очистка воды из поверхностных источников обычно включает в себя несколько стадий, определяемых составом исходной воды. В большинстве случаев в эти стадии, как правило, входит первичное хлорирование, коагуляция, осветление воды при помощи фильтрующей загрузки, дезинфекция и вторичное хлорирование для консервации воды перед подачей потребителю. Популярность такой технологии обусловлена тем, что длительное время она была самой выгодной с экономической точки зрения и достаточно эффективной. Сейчас ситуация изменилась по многим причинам: вследствие ухудшения качества исходной воды и появления большого количества загрязнений антропогенной природы, из-за появления новых технологий и ужесточения экологических требований к очищенной воде, особенно, по ПДК хлорорганических соединений, неизбежно образующихся при хлорировании.

              

Для мощных водопроводных станций, отвечающих за снабжение водой крупных городов, мы предлагаем установки на базе озонаторов с концентраторами кислорода, которые заменяют первичное хлорирование на первичное озонирование воды. При этом вода, поступающая в проточную контактную емкость, созданную на базе имеющихся бетонных резервуаров, насыщается озоном. Озоно-кислородная смесь подается в воду напорным образом с заданной концентрацией озона в зависимости от расхода воды. Во время контакта исходной воды с озоном происходит обесцвечивание, стерилизация исходной воды и окисление всех способных окисляться растворенных в ней соединений. При озонировании воды уменьшается количество органических соединений, что в свою очередь ведет к уменьшению доз хлора, добавляемого в воду перед подачей ее потребителю, а значит и понижение хлоропоглащаемости воды.

Озонирование воды предотвращает биообрастание фильтрующей загрузки фильтров- осветлителей.

Другая перспективная технология, которая, может радикально изменить подходы к промышленной очистке воды из поверхностных и артезианских источников — это применение ультрафильтрации. Развитие новых технологий и удешевление производства мембран, а также появление новых подходов к их эксплуатации, делают ультрафильрационный метод промышленной очистки воды все более конкурентоспособным, особенно, в сочетании с озонированием. Применение этих двух методов имеет ярко выраженный синергетический эффект. Эти подходы реализованы в установках серии Pozitron-1 (UF)

Конструкция энергосберегающих кислородных озонаторов непосредственно связана с выбором используемого источника. Эта связь обусловлена двумя моментами:

— конструкция озонатора должна быть согласована с качеством используемого кислорода;;

— оптимизация энергопотребления не отдельно взятого озонатора, а всей системы в целом.

С точки зрения потребления электроэнергии, затрачиваемой непосредственно на генерацию озона, применение кислородных озонаторов существенно эффективнее воздушных. Сейчас в Европе широко распространены озонаторы, использующие кислород, испаренный из сжиженного (LOX). Такой подход, очевидно, наиболее энергетически эффективен, но имеет один недостаток. Требуется инфраструктура доставки и хранения жидкого кислорода, к которой предъявляются жесткие требования для организации и безопасности этих процедур. В России и многих других странах гораздо более предпочтительным решением является автономное производство кислорода при помощи короткоциклового концентратора кислорода. Энергопотребление короткоциклового концентратора кислорода или осушителя воздуха, почти целиком определяется энергозатратами компрессора, нагнетающего воздух в адсорберы. Это энергопотребление составляет существенную, а иногда и большую часть всех энергозатрат на производство озона. Часто существуют и другие непрямые затраты энергии, увеличивающие энергопортебление озонаторной установки. Например, энергозатраты на дополнительную подготовку охлаждающей воды озонатора, ее дополнительное охлаждение и т.п. Существенную роль играет технологическая простота системы озонирования, исключающая все этапы подготовки и охлаждения воды, воздуха и пр. Данные дополнительные технологические процессы значительно влияют на надежность, стоимость и сложность обслуживания озонаторов.

Основную концепцию, заложенную при разработке наших кислородных озонаторов нового поколения серии *** К со встроенным концентратором кислорода можно сформулировать следующим образом:

— максимальная энергетическая эффективность системы озонирования в целом, а не отдельно взятого озонатора;

— максимальная надежность;

— простота конструкции;

— минимизация обслуживания;

Для достижения этого результата с самого начала оптимизировалась вся система озонирования в целом, полностью исключающая подготовку воздуха перед подачей на концентратор кислорода, специальную водоподготовку для охлаждения разрядной камеры и т.д. Применение специального типа цеолита и конструкции концентратора кислорода позволило значительно понизить рабочее давление концентратора кислорода до 1,2 атм. Это позволило не только понизить энергозатраты на получение кислорода, но и применить современные новые типы безмасляных пластинчато-роторных компрессоров. Применение этих компрессоров позволило полностью исключить системы конденсато-маслоотделения, автоматизировать процедуру пуска и остановки системы и минимизировать её обслуживание. Специально разработанная конструкция озонатора на импульсном барьерном разряде сделала его экономичным, что значительно снизило энергетические затраты всей системы (озонатор + концентратор кислорода + компрессор). При оптимальном выборе компрессора для производства 1 кг озона необходимо 20 кВт/час электроэнергии.

Описанный выше подход позволил достичь высоких концентраций озона (выше 100 г/м³), достаточных для минимизации потерь при его использовании. Это позволяет полностью исключить все косвенные затраты энергии. Уменьшение энергетических затрат системы, а не отдельного озонатора, приводит к реальной экономии энергопотребления и позволяет расширить сферу применения озонаторных установок в областях, где это было невозможно по энергетическим соображениям.

Озонаторы серии К предназначены для объектов с малой и большой производительностью (объекты водоснабжения, водоотведения, очистки и обеззараживания воздуха в помещениях и вент. выбросов, большие плавательные бассейны, водоканалы и пр.) требующих высокой концентрации озона, надежности оборудования и высокой степени автоматизации. Модельный ряд озонаторов серии ***К включает озонаторы с производительностью от 10 г/час до 1 кг/час. Возможно объединение нескольких озонаторов в единый модуль с общим управлением для получения генераторов озона большей производительности.

Так же, по заказу, мы производим установки озоновой очистки воды Pozitron-1 в утепленных контейнерах.

                         


Принципы очистки воды в квартире — Фильтры для воды Prio® Новая Вода®

Как выбрать фильтр для воды?

Имеются различные виды фильтров для воды. Но как правильно организовать очистку воды в квартире? Какие фильтры выбрать и куда их установить? Давайте разбираться.

Вода, подающаяся в городскую квартиру, по действующим в России правилам уже прошла стадию водоподготовки на городской станции водоснабжения.

Поэтому системы очистки воды, предназначенные для данного сектора рынка, обычно называют системами доочистки воды. Они предназначены для удаления примесей и загрязнений, которые либо не удаляются на муниципальной станции полностью, либо появляются в воде уже на пути к месту потребления (например, ржавчина из-за применения металлических труб).

Перед системами доочистки воды, как правило, ставятся следующие задачи:

  • очистка от механических примесей (ржавчина, мутность, цветность и т.п.)
  • умягчение (снижение содержания солей жесткости)
  • обезжелезивание (снижение содержания растворенного железа)
  • дезодорирование и дехлорирование воды, очистка от органических примесей, улучшение вкуса

Как правило, перед такими системами очистки воды не ставится задача обеззараживания воды, т.к. эта проблема решается санитарными службами на станциях водоподготовки (в России обычно применяется хлорирование).

Поставленные задачи в условиях городской квартиры решаются однотипно. Т.е. принципиальная схема очистки воды в квартире не будет отличаться, даже если будут применяться фильтры совершенно разных производителей и даже совершенно разного принципа действия.

Наиболее рационально организовать очистку воды в квартире следует следующим образом.

1. Очистка на точке входа

В каждую квартиру подается холодная и горячая вода (индивидуальный отвод от общего стояка). При этом в самом начальном участке входящих труб (как говорят, «на входе») прямо в водопровод устанавливаются так называемые магистральные (In-Line) фильтры очистки воды. Для горячей воды — фильтры на горячую воду (из специального пластика или нержавеющей стали), для холодной воды — фильтры на холодную воду.

При этом соблюдают порядок тонкости фильтрования: сначала ставят сетчатые фильтры грубой очистки (как правило с промывкой и тонкостью фильтрования 100 мкм, такие фильтры имеются и для холодной, и для горячей воды), затем — фильтры механической очистки полипропиленовыми (для холодной воды) или полиэстровыми (для горячей воды) картриджами с тонкостью фильтрования 5 мкм. И, наконец, для холодной воды возможна установка магистральных фильтров тонкой химической очистки и ультрафильтрации.

Для холодной воды имеются магистральные фильтры и увеличенных габаритов и производительности, например, форм-фактора Big Blue 10″ и Big Blue 20″, в которые можно устанавливать не только картриджи механической очистки, но и картриджи тонкой химической очистки.

Таким образом магистральные фильтры устанавливают в точке входа, и, соответственно, эти фильтры фильтруют всю воду, поступающую в квартиру. Это позволяет защитить бытовую технику и сантехническое оборудование от повреждения и отложений, а также продлить ресурс других фильтров, установленных далее по магистрали у точек потребления.

На этом этапе очистка горячей воды, как правило, заканчивается. (Если же к горячей воде предъявляются повышенные требования по степени ее очистки, то тогда входящую горячую воду не используют, а фильтруют входящую холодную воду до нужной степени, а затем ее разогревают. Типичный пример — современные стиральные машины сами разогревают для себя воду и подключаются только к линии подготовленной холодной воды.)

Дальнейшая очистка холодной воды уже осуществляется, как правило, в точках ее потребления.

2. Очистка на точке потребления

Так, на кухне под мойку устанавливается классический трёх- или четырёхступенчатый фильтр, либо более современный фильтр с быстросъемными картриджами, либо система обратного осмоса для доочистки питьевой воды с отдельным краном для очищенной воды. Такой фильтр, в зависимости от конкретных условий, решает задачи умягчения, обезжелезивания, дезодорирования и глубокой химической очистки питьевой воды. При этом поставленная задача может быть решена простым комбинированием различных картриджей, предназаначенных для очистки воды в тех или иных условиях. При выборе следует учитывать также габариты фильтра, простоту его обслуживания (замены картриджей), стоимость замены комплекта картриджей и срок их службы и др. Если предъявляется дополнительное требование обеззараживания воды, то выбирайте либо многоступенчатый фильтр, включающий ступень ультрафильтрации, либо фильтр обратного осмоса. Если приоритетом является борьба с накипью, ваш выбор однозначен — фильтр обратного осмоса.

Стоит отдельно заметить, что фильтры обратного осмоса являются в данном сегменте (фильтры для точки потребления) лучшим выбором практически во всех случаях, т.к. обеспечивают универсальную очистку от всех типов загрязнений (вам даже не нужно знать, что именно содержится в воде), обеззараживание и полностью решают проблему накипи. Также фильтры обратного осмоса обязательны в точке потребления, если вода на точке входа подвергается ионообменному умягчению с помощью кабинетного умягчителя и т.п., так как вода на выходе из последнего является технической, не питьевой, поскольку содержит избыток ионов натрия.

О преимуществах и особенностях фильтров обратного осмоса расскажет наш подробный буклет о системах обратного осмоса Prio®.

Умягчающий магистральный фильтр устанавливается перед стиральной, посудомоечной машиной или перед другой сложной бытовой техникой. Полифосфатные умягчители рекомендуются для стиральных и посудомоечных машин, фильтр на основе технической ионообменной смолы рекомендуется в первую очередь для душевых кабин, гидромассажных ванн. Магнитный умягчитель рекомендуется устанавливать для защиты от отложений нагревательных элементов перед электрическим или газовым водонагревателем/бойлером, либо для защиты гидромассажного оборудования.

В душевой кабине или ванной используют фильтр-насадку для душа для защиты кожи и волос от разрушающего действия хлора, устранения неприятных запахов в ванной комнате.

А на кухонный стол ставится фильтр-кувшин для финишной очистки воды или финишного умягчения либо фильтр рядом с мойкой, подсоединяемый к кухонному крану.

Для специфических применений имеются и другие фильтры. Например, при необходимости получать небольшое количество воды, но очень высокой степени очистки, можно использовать фильтр, обычно применяемый для аквариумов.

Приведенная ниже схема иллюстрирует сказанное (на изображения фильтров можно «кликать»).

  1. Сетчатый магистральный фильтр механической очистки горячей воды, с промывкой, тонкость фильтрования 100 мкм
  2. Магистральный фильтр механической очистки горячей воды, тонкость фильтрования 5 мкм
  3. Сетчатый магистральный фильтр механической очистки холодной воды, с промывкой, тонкость фильтрования 100 мкм
  4. Магистральный фильтр механической очистки холодной воды, тонкость фильтрования 5 мкм
  5. Магистральный фильтр тонкой химической очистки холодной воды и ультрафильтрации, с промывкой, тонкость фильтрования 0,05 мкм
  6. Безреагентный магнитный умягчитель
  7. Полифосфатный технический умягчитель увеличенного объёма
  8. Компактный полифосфатный технический умягчитель
  9. Классическая многоступенчатая система под мойку, с отдельным краном
  10. Компактная многоступенчатая система под мойку, с отдельным краном, с быстросъемными картриджами
  11. Система обратного осмоса под мойку, с отдельным краном, с баком
  12. Прямоточная система обратного осмоса, с отдельным краном, без бака
  13. Фильтр на кран рядом с мойкой
  14. Фильтр для душа
  15. Фильтр-кувшин

Как очистить воду для питья в городской квартире Экодар

Несмотря на усилия городских властей модернизация коммунальных предприятий, которые обеспечивают доставку воды через централизованный водопровод, ее качество продолжает не соответствовать требованиям санитарных норм в большинстве регионов России. Поэтому потребители сами должны беспокоиться о том, чтобы обеспечить себя и своих близких качественной водой. 

Наиболее частые проблемы водопроводной воды — наличие в ней окалины и оксида железа, повышенная жесткость, хлорирование, опасные микроорганизмы. Удалить их можно с использованием фильтровальных систем водоподготовки. Они устанавливаются под мойку или в ванной и врезаются в водяную трубу. 

Какие загрязнения встречаются воде 

Для функционирования внутренних органов нужна вода. От ее качества и микроэлементного состава, зависит состояние здоровья. Вода нужна для переноса веществ в организме и протекания биохимических реакций. Люди должны употреблять только чистую воду, в которой количество растворенных веществ не превышает предельно допустимых концентраций. 

При лабораторном анализе образцов воды, отобранных из централизованного водопровода, обнаруживаются такие виды загрязнений:

  • Повышенная жесткость. Этот параметр зависит от солей кальция и магния. Чем больше жесткость воды, тем выше вероятность появления камней в печени и почках. Минус жесткой воды еще и в том, что она приводит к накоплению накипи на нагревательных приборах, портит вкус блюд, снижает эффективность моющих средств. 
  • Железо. Если количество общего железа в воде больше установленной нормы, оно накапливается в организме и вызывает аллергию. Кроме того, высокая концентрация металла приводит к нарушению работы сердечно-сосудистой системы, провоцирует заболевания крови. 
  • Хлор. Это вещество вводится в воду на станциях централизованной очистки для уничтожения микроорганизмов. Если технология обеззараживания нарушена, избыток хлора и его соединений может привести к возникновению аллергии, нарушениям пищеварительной системы, другим негативным последствиям. 
  • Микроорганизмы. Биологическое загрязнение воды может вызвать инфекционные заболевания. Наиболее опасными являются инфекции дыхательных путей, грипп, конъюнктивит и другие. 
  • Магний. Количество этого химического вещества в воде не должно превышать установленную норму. Превышение ПДК магния приводит к нарушению работы центральной нервной системы, сказывается на психологическом состоянии человека. 
  • Сероводород. Этот газ находится в воде в растворенном виде и придает ей тухлый запах. Такую воду неприятно употреблять, а сам газ при попадании в организм в большом количестве приводит к нарушению работы дыхательной системы. 
  • Марганец. Присутствует в воде вместе с большим содержанием железа. Если постоянно пить воду с большим количеством марганца, может разрушиться костная ткань и ухудшится работа опорно-двигательного аппарата. 
  • Углеводороды. Соединения этого типа оказывают канцерогенное воздействие на организм. Необходимо удалять их из воды в процессе фильтрации для предотвращения появления злокачественных опухолей. 

Некоторые потребители отказываются от установки фильтров, употребляя для питья и приготовления пищи кипяченую воду. Длительный нагрев до высокой температуры может уменьшить количество солей жесткости и полностью уничтожить большинство микроорганизмов. Но другие загрязнения не просто остаются, но становятся более опасными. Это связано с уменьшением объема воды, которая теряется при испарении во время нагрева.

Выбор фильтров для очистки воды для питья

Эффективно очистить воду можно только с помощью фильтров. Производители выпускают различные устройства, они отличаются друг от друга производительностью, назначением и эффективностью работы. 

Можно использовать такие виды:

1. Кувшинные. 

Подходят только для периодического применения. Их используют для фильтрования небольшого количества воды в экстренных случаях или как устройство, которое можно носить с собой. Для постоянного использования не подходят, так как имеют низкую производительность. Картридж не рассчитан на очистку большого объема воды, поэтому требует частой замены (через 300 циклов чистки). Из-за этого стоимость 1 литра очищенной воды будет достаточно высокой. Производительность фильтра — 2 л за 10 мин. 

Такой фильтр имеет вид пластиковой емкости-кувшина, на которой установлена дополнительная чаша. Вода из верхней емкости перетекает в нижнюю через картридж. В нем находится сорбент — активированный уголь, который поглощает загрязнения и очищает воду от хлора, удаляет неприятный запах. 

2. Для кранов. 

Устройство предназначено для фильтрования небольшого количества воды, которая поступает из-под крана. Не предназначен для интенсивного постоянного использования и не может удалить из воды некоторые виды загрязнений. 

Имеет форму цилиндра из пластика с резьбовым патрубком. С его помощью он накручивается на кран, поэтому отдельно монтировать его на водопровод не нужно. Внутри вставлен сорбционный фильтр, который можно менять по мере загрязнения. 

Минус этого фильтра — малая производительность. Он может очистить около 0,2 л воды за минуту. Кроме того, ее можно использовать только для питья и приготовления пищи. Не получится фильтровать воду для работы бытовых приборов.  

3. Проточного типа. 

Распространенный тип фильтра, с помощью которого можно очистить воду в городском квартирном водопроводе практически от всех типов загрязнений. Установка водоподготовки состоит из нескольких элементов, через которые протекает вода. В них установлены разные типы загрузок. Они подбираются по результатам лабораторного анализа образцов. 

Проточный фильтр имеет небольшие размеры и врезается в водопровод на кухне под раковиной или в ванной комнате. Его производительность — не менее 3 литров за минуту. Ресурс загрузки рассчитан на очистку 10 тыс. литров воды. Менять загрузки нужно не реже 1 раза в полгода. 

Для уменьшения затрат от фильтра идет отдельный кран, через который поступает чистая вода. Благодаря этому можно очищать воду только для питья и приготовления пищи, оставляя техническую без фильтрации. 

4. Обратноосмотические. 

Это устройство применяется в случае, когда вода из-под крана очень сильно загрязнена различными веществами. В качестве основного фильтрующего элемента используется полупроницаемая молекулярная мембрана. Благодаря особому строению мембраны через нее могут пройти только молекулы воды. Следовательно, все загрязнения остаются и сливаются в канализацию. 

Обратноосмотические фильтры для квартир также имеют компактные габариты и помещаются под мойку. В комплекте идет насос для повышения давления при необходимости и емкость, где хранится отфильтрованная вода. 

У обратного осмоса есть один недостаток. Вода во время молекулярной фильтрации лишается природных минералов и микроэлементов. Поэтому при ее постоянном употреблении существует риск недополучения нужных для человека веществ. Для предотвращения этого в состав фильтра включен модуль-минерализатор.  

Советы по выбору фильтра

Доверить выбор фильтровального оборудования лучше сотрудникам специализированной компании, которая производит эти устройства. Они делают анализ воды, определяют виды и концентрацию загрязнений. После этого дают советы по выбору устройств. 

Несколько нюансов:

  • Кувшины используются только как резервный вариант и для очистки воды на даче. Из-за малой производительности и ресурса картриджей применять их постоянно нельзя. 
  • Насадки применяются для очистки небольшого количества воды или в случаях, когда устанавливать стационарный фильтр нельзя. Например, в съемных квартирах. 
  • Проточный фильтр подходит практически для всех потребителей. Он качественно очищает воду независимо от ее начального состава. Плюс — большой ресурс работы и производительность, минус — высокая стоимость. 
  • Обратный осмос применяется в том случае, если нужно получить практически дистиллированную воду или другие технологии не подходят из-за слишком больших концентраций загрязняющих веществ. Минус — деминерализация воды, вследствие чего необходимо ее повторное насыщение минералами. 

Смягчение воды

Если потребитель не использует обратный осмос, он может столкнуться с дополнительной проблемой — слишком высокой жесткостью воды. Она вызвана высоким содержанием солей кальция и магния в жидкости. Подобные проблемы характерны для Москвы и области, других регионов России. Мягкая вода в водопровод подается только в Карелии и некоторых районах Ленинградской области. 

Опасность постоянного употребления жесткой воды очевидна:

  • При питье минералы в воде остаются в организме и скапливаются в виде камней в почках и печени;
  • При кипячении и нагреве жесткой воды она образует накипь в теплообменниках и на ТЭНах, что приводит к поломке бытовых приборов и сантехнических устройств;
  • Приготовленная на жесткой воде пища имеет неприятный привкус из-за большого количества кальция и магния в ней;
  • Минералы из жесткой воды накапливаются в суставах и приводят к появлению болей в коленях, кистях, стопах. 

Смягчить воду можно обратным осмосом и фильтром, в котором для очистки используется ионообменная смола. В ней проходит реакция замещения, в результате чего соли жесткости заменяются натрием. Обменный фильтр имеет ограниченную емкость, но ее можно восстанавливать с помощью солевого раствора. Этот процесс автоматизирован благодаря использованию автоматических клапанов. 

Куда обратиться 

Хотите иметь в квартире чистую и безопасную воду? Приобретайте фильтры производства компании «Экодар» для индивидуального использования. Менеджеры отдела продаж предоставят всю необходимую информацию и примут заявку на подбор оборудования. Связаться с ними можно через форму обратной связи или по телефону.

Читайте также:

Способы очистки воды в быту: предлагаем лучшие — BWT

Вода в быту используется постоянно, но не всегда безопасно то, что течет из-под крана, поэтому чтобы избавить воду от вредных примесей существуют определенные способы очистки воды в быту, например, кипячение, отстаивание, вымораживание и фильтрация с применением различных современных технологий.

Кипячение

Самый доступный и распространенный способ водоочистки в быту — это, конечно, кипячение. Ее необходимо кипятить не менее 15 минут, затем дать время отстоятся и остыть перед употреблением. Вследствие длительного кипячения в воде погибают многие бактерии и микроорганизмы, но все же существуют и такие, которые выдерживают и длительное кипячение. Такой способ очистки делает воду мягче, потому что соли жесткости переходят в нерастворимое состояние и оседают на стенках чайника, улетучивается хлор и другие растворенные газы, но долго хранить такую воду невозможно, потому что в ней быстро начинают размножаться бактерии. Данный способ очистки воды несовершенен, потому что в воде практически отсутствует кислород, а под действием высокой температуры хлор может образовывать токсичные соединения, опасные для здоровья человека, ну и, конечно же, кипячение не может избавить воду от таких механических примесей как песок, ржавчина и прочие.

Решения BWT для ультрафиолетовой дезинфекции воды:


Отстаивание

Очистить воду в быту способом отстаивания тоже довольно проблематично, потому что отстаивать воду следует не меньше 7 часов, но если отстаивать больше, то в ней активно размножаются бактерии. Использовать можно только верхние слои отстоянной воды, а в оставшейся содержатся вредные вещества, хлор и другие примеси. Помимо всего такая вода обязательно нуждается в дополнительной обработке, например, кипячении или вымораживании.

Вымораживание

Еще одним способом очистки воды в быту является вымораживание и считается, что чистая вода без примесей замерзает первой, именно ее и следует употреблять людям. Та жидкость, которая не замерзает, содержит примеси и ее необходимо выливать. Вымораживание неплохой способ очистки, смягчения, но достаточно трудоемкий и дорогостоящий процесс.

Фильтрование

Фильтрование считается самым эффективным и современным способом очистки воды. Опытные специалисты подбирают фильтры исходя из качества исходной воды для достижения необходимой степени очистки. Прогрессивные инновационные технологии позволяют снизить концентрацию загрязнений и вредных веществ, удалить полностью патогенные микроорганизмы, бактерии и вирусы. Очистить воду от механических примесей – песка, окалины и прочего механического мусора, позволяют механические фильтры. Смягчить и удалить все ненужные примеси позволяют фильтры с системой обратного осмоса.

Большой выбор максимально эффективных систем фильтрования, где используются самые современные способы очистки воды в быту, позволит получать качественную чистую воду, которая не сравнится с вымораживанием, а тем более с простым отстаиванием и длительным кипячением.

На рынке широко представлены различные фильтры: автономные кувшинного типа, проточные с несколькими ступенями очистки, фильтрующие насадки на кран и фильтры мембранного типа. Проточные фильтры водоочистки отличаются от автономных кувшинных тем, что их встраивают в водопроводную систему. Еще они отличаются большим ресурсом использования сменных картриджей и наличием отдельного крана для чистой воды.

Разделение фильтров используемых в быту по принципу работы

  • Электрохимические – очистка воды происходит под действием электрического поля, которое обеспечивает прохождение окислительно-восстановительных реакций, в результате которых уничтожаются микроорганизмы, токсические соединения, органические вещества и ионы тяжелых металлов. Преимущества – не требуется замена фильтрующих материалов. Недостатки – высокая стоимость и воду нельзя пить несколько часов после очистки, потому что повышается ее кислотность.
  • Механические – микрофильтры (для очистки от крупных примесей) и ультрафильтры, которые способны задерживать совсем мелкие бактерии. Стоят они недорого, но эффективность очистки воды недостаточна.
  • На основе обратного осмоса — использование полупроницаемых тонкопленочных мембран позволяет пропускать только молекулы воды и проводит очистку ото всех примесей.
  • Сорбционные – работают чаще на активированном угле, уменьшают цветность, убирают запахи, но не обеспечивают очистку от тяжелых и радиоактивных металлов.

Очистка воды | Системы общественного водоснабжения | Питьевая вода | Здоровая вода

Общественная очистка воды

Источники питьевой воды в США считаются одними из самых безопасных в мире. Однако даже в США источники питьевой воды могут загрязняться, вызывая недомогание и заболевания, вызванные передающимися через воду микробами, такими как Cryptosporidium , E. coli , гепатит А, Giardia кишечная и другими патогенами.

Источники питьевой воды подвержены загрязнению и требуют соответствующей обработки для удаления болезнетворных агентов.В общественных системах питьевой воды используются различные методы очистки воды, чтобы обеспечить население безопасной питьевой водой. Сегодня наиболее распространенные этапы очистки воды, используемые общественными системами водоснабжения (в основном, очистка поверхностных вод), включают:

  • Коагуляция и флокуляция

    Коагуляция и флокуляция часто являются первыми этапами очистки воды. В воду добавляют химические вещества с положительным зарядом. Положительный заряд этих химических веществ нейтрализует отрицательный заряд грязи и других растворенных в воде частиц.Когда это происходит, частицы связываются с химическими веществами и образуют более крупные частицы, называемые хлопьями.

  • Седиментация

    Во время осаждения хлопья оседают на дно водопровода из-за своего веса. Этот процесс осаждения называется седиментацией.

  • Фильтрация

    После того, как хлопья осядут на дно водопровода, чистая вода сверху будет проходить через фильтры с различным составом (песок, гравий и древесный уголь) и размером пор для удаления растворенных частиц, таких как пыль, паразиты. , бактерии, вирусы и химические вещества.

  • Дезинфекция

    После фильтрации воды можно добавить дезинфицирующее средство (например, хлор, хлорамин) для уничтожения оставшихся паразитов, бактерий и вирусов, а также для защиты воды от микробов при ее подаче в дома и на предприятия.

Узнайте больше о дезинфекции воды хлорамином и хлором на странице Дезинфекция.  

Вода может обрабатываться по-разному в разных сообществах в зависимости от качества воды, поступающей на очистные сооружения.Как правило, поверхностные воды требуют большей очистки и фильтрации, чем грунтовые воды, потому что озера, реки и ручьи содержат больше отложений и загрязняющих веществ и с большей вероятностью будут загрязнены, чем грунтовые воды.

Некоторые источники воды могут также содержать побочные продукты дезинфекции, неорганические химикаты, органические химикаты и радионуклиды. Специализированные методы контроля образования или их удаления также могут быть частью водоподготовки. Чтобы узнать больше о различных способах обработки питьевой воды, см. серию информационных бюллетеней Национального информационного центра по вопросам питьевой воды, посвященную методам обработки питьевой воды.

Чтобы узнать больше о шагах, которые предпринимаются для того, чтобы сделать нашу воду безопасной для питья, посетите веб-страницу Общественных систем питьевой воды Агентства по охране окружающей среды США (EPA)External. Чтобы узнать больше о более чем 90 загрязняющих веществах, которые регулируются Агентством по охране окружающей среды, и о том, почему, посетите страницу EPA «Загрязнители питьевой воды».

Фторирование воды

Фторирование воды в общественных местах безопасно и эффективно предотвращает кариес. Фторирование воды было названо одним из 10 великих достижений общественного здравоохранения 20-го века 1 .Для получения дополнительной информации о процессе фторирования и подробной информации о фторировании вашей системы водоснабжения посетите страницу Центра по контролю и профилактике заболеваний, посвященную фторированию воды.

 В начало страницы

Отчеты о доверии потребителей

Каждый коммунальный поставщик воды должен предоставлять своим клиентам ежегодный отчет, иногда называемый Отчетом о доверии потребителей, или «CCR». В отчете содержится информация о качестве питьевой воды в вашем районе, в том числе об источнике воды, обнаруженных в воде загрязняющих веществах и о том, как потребители могут участвовать в защите питьевой воды.

Бытовая очистка воды

Несмотря на то, что EPA регулирует и устанавливает стандарты для питьевой воды в общественных местах, многие американцы используют домашнюю установку для очистки воды, чтобы:

  • Удаление определенных загрязнений
  • Примите дополнительные меры предосторожности, поскольку у члена семьи ослаблена иммунная система
  • Улучшение вкуса питьевой воды

Бытовые системы очистки воды состоят из двух категорий: точки использования и точки входаВнешние (NSF).Системы точек входа обычно устанавливаются после счетчика воды и обрабатывают большую часть воды, поступающей в жилое помещение. Системы в месте использования — это системы, которые обрабатывают воду партиями и подают воду в кран, например, в раковину на кухне или в ванной, или во вспомогательный кран, установленный рядом с краном.

Наиболее распространенные типы бытовых систем очистки воды состоят из:

  • Системы фильтрации
    Фильтр для воды представляет собой устройство, удаляющее примеси из воды с помощью физического барьера, химического и/или биологического процесса.
  • Умягчители воды
    Умягчитель воды — это устройство, снижающее жесткость воды. Умягчитель воды обычно использует ионы натрия или калия для замены ионов кальция и магния, ионов, которые создают «жесткость».
  • Системы дистилляции
    Дистилляция — это процесс, при котором загрязненная вода кипятится, а пар собирается и конденсируется в отдельном контейнере, оставляя после себя многие твердые примеси.
  • Дезинфекция
    Дезинфекция – это физический или химический процесс, при котором патогенные микроорганизмы дезактивируются или уничтожаются.Примерами химических дезинфицирующих средств являются хлор, диоксид хлора и озон. Примеры физических дезинфицирующих средств включают ультрафиолетовое излучение, электронное излучение и тепло.

Руководство по очистке и санитарии питьевой воды для использования в удаленных районах и в поездках | Кемпинг, Туризм, Путешествия | Питьевая вода | Здоровая вода

Что нужно помнить

 

  • Кипячение можно использовать как метод уменьшения количества патогенов, который должен уничтожить все патогены. Воду следует довести до кипения в течение 1 минуты.На высоте более 6562 футов (более 2000 метров) воду следует кипятить в течение 3 минут.
  • Фильтрация может использоваться в качестве метода снижения патогенности большинства микроорганизмов в зависимости от размера пор фильтра, количества загрязняющего вещества, размера частиц загрязняющего вещества и заряда загрязняющей частицы. Необходимо соблюдать инструкции производителя. Дополнительную информацию о выборе подходящего фильтра для воды можно найти на странице Руководства CDC по фильтрам для воды. Только фильтры, содержащие матрицу химического дезинфицирующего средства, будут эффективны против некоторых вирусов.
  • Дезинфекцию можно использовать в качестве метода снижения патогенности микроорганизмов. Однако время контакта, концентрация дезинфицирующего средства, температура воды, мутность воды (облачность), pH воды и многие другие факторы могут влиять на эффективность химической дезинфекции. Продолжительность действия и концентрация дезинфицирующего средства зависят от производителя, а эффективность снижения количества патогенов зависит от продукта. В зависимости от этих факторов 100% эффективность может быть не достигнута. Необходимо соблюдать инструкции производителя.
  • Если кипячение воды невозможно, сочетание фильтрации и химической дезинфекции является наиболее эффективным методом снижения количества патогенов в питьевой воде для использования в отдаленных районах или в поездках. Необходимо соблюдать инструкции производителя.

Другие методы лечения могут быть эффективны против некоторых из перечисленных выше патогенов:

  • Ультрафиолетовый свет (ультрафиолетовый свет) можно использовать в качестве метода снижения патогенности некоторых микроорганизмов. Технология требует эффективной предварительной фильтрации из-за ее зависимости от низкой мутности воды (облачности), правильной подачи энергии и правильного времени контакта для достижения максимального снижения количества патогенов.УФ-излучение может быть эффективным методом снижения количества патогенов в захолустной воде; отсутствуют данные независимых испытаний конкретных систем. Необходимо соблюдать инструкции производителя.
  • В системах
  • MIOX® используется солевой раствор для создания смешанных окислителей, в первую очередь хлора. Хлор обладает низкой или умеренной эффективностью в уничтожении Giardia и высокой эффективностью в уничтожении бактерий и вирусов. Необходимо соблюдать инструкции производителя.

Внимание: вода, продезинфицированная йодом, НЕ рекомендуется беременным женщинам, людям с проблемами щитовидной железы, лицам с известной гиперчувствительностью к йоду или постоянному использованию более нескольких недель подряд.

Очистка питьевой воды – обзор

3.4 Фильтрация

При очистке питьевой воды наиболее широко используется гранулированная фильтрация. Это процесс, при котором вода проходит через фильтры, состоящие из гранулированных материалов, осаждающих микробы или частицы, связанные с микробами. Гранулированные фильтры могут быть сконструированы как моносреда, двойная среда и трисреда. На рис. 16.2 представлены режимы работы гранулированной фильтрации в зависимости от качества исходной воды. По данным ВОЗ (2004 г.), обычная очистка подходит для большинства исходных вод, в то время как встроенная и прямая фильтрация используются для сырых вод постоянного качества (вода без цвета и мутности).

Рисунок 16.2. Режимы гранулированной фильтрации в зависимости от качества исходной воды (ВОЗ, 2004 г.).

Для очистки поверхностных вод от различных биологических, физических и химических загрязнений также применяется береговая фильтрация (ББФ). Этот метод считается эффективной предварительной очисткой реки от вирусов и бактерий (Sasidharan et al., 2017). Технология RBF широко используется в Европе уже более 100 лет; другие страны, такие как Китай и Индия, недавно начали внедрять RBF в качестве основного источника питьевой воды (Tufenkji et al., 2002). Сандху и соавт. (2011) показывают, что большинство участков RBF в Европе оптимизированы для удаления микроэлементов, в то время как в Соединенных Штатах RBF чаще используется для удаления патогенных микроорганизмов, таких как Cryptosporidium .

Надлежащее функционирование RBF будет зависеть от множества факторов, включая форму водоносного горизонта, минералогию водоносного горизонта, типы органических веществ в поверхностных и подземных водах, концентрации нитратов и кислорода в среде поверхностных вод, градиент загрязняющих веществ и их сток в реки, и температура поверхностных вод (Thakur et al., 2013). На этапе фильтрации большое значение имеет и расход речной воды через фильтры. Такие воды могут потребовать дополнительной обработки для удаления частиц, что может быть достигнуто в результате таких процессов, как флокуляция, осаждение и фильтрация (Jaramillo, 2012).

Как указано Sandhu et al. (2011), инфильтрация может быть прямым результатом впадающей реки в естественных условиях или может быть вызвана специально построенными колодцами для извлечения подземных вод (трубчатыми колодцами).Кроме того, расположение добывающих скважин в непосредственной близости от берега реки или озера устраняет необходимость строительства инфильтрационных прудов, и вода течет непосредственно из реки через донный материал и отложения, а затем через водоносный горизонт в скважину (Tandoi et al., 2012). ). После этого процесса дальнейшая очистка, как правило, включает использование гранулированного активированного угля для удаления органических микрозагрязнителей и, возможно, аэрацию или озонирование воды для удаления железа и марганца (Sidhu et al., 2015).

Исследования, проведенные Thakur и Ojha (2005), которые анализировали качество воды в реке Ганга в предмуссонные и муссонные сезоны, подтвердили, что RBF полезен для удаления E. coli и мутности из реки. В период 2005–2006 годов были проведены гидрогеологические исследования и исследования качества воды для оценки шести существующих RBF (Prasad et al., 2009; Sandhu et al., 2006). Было показано, что основные преимущества RBF в Патне заключаются в удалении тотальных и фекальных колиформных бактерий.Кроме того, было обнаружено, что скважины RBF в Патне обеспечивают стабильное качество и количество питьевой воды в течение всего года. Вайс и соавт. (2005) продемонстрировали снижение количества бактериофагов под действием RBF в трех местах исследования, в то же время продемонстрировав потенциал RBF для контроля концентрации вируса в воде.

Другим методом фильтрации, используемым для удаления патогенов из воды, является медленная фильтрация через песок. В своем исследовании по удалению патогенов из воды Ojha и Graham (1996) использовали кинетику Моно для удаления бактерий и вирусов при медленной фильтрации через песок.Благодаря значительному сходству с RBF этот процесс позволяет использовать модель медленной фильтрации для имитации изменения параметров качества воды в RBF. Как в случае медленной фильтрации песка, так и в процессе RBF может происходить засорение пластов. В дальнейшем при фильтрации происходит образование биопленки на границе с речной водой. Кроме того, как предположили Ojha and Thakur (2011), в случае фильтров засорение пористого слоя может привести к изменению скорости фильтрации и, соответственно, времени потока, что влияет на качество воды.Более того, изучение полевых опытов показало, что применение РБФ приводило к засорению верхних пластов, в то время как остальные пласты могли оставаться чистыми (Thakur, 2007). Сактивадивел и Эйнштейн (1970) описали механизмы, контролирующие засорение пористой среды. Они предположили, что этот механизм зависит от отношения размера пор к размеру потока, скорости подачи жидкости и скорости потока жидкости.

Основным ограничением, связанным с технологией RBF, является закупорка или засорение пористой среды, что может быть вызвано захватом газа и/или образованием биопленки (Mucha et al., 2006). Кроме того, изменение температуры воды ограничивает гидравлическую проводимость из-за снижения вязкости воды, а также из-за скорости биогеохимических процессов и микробной активности, что может ухудшать конечное качество отфильтрованной воды и влиять на рост переносимых через воду патогенов ( Аронино и др., 2009). Следующее ограничение связано с изменениями гидравлического градиента от водоносного горизонта к реке и гидропроводности аллювиальных отложений. Это приводит к изменениям скорости поровой воды, а также времени удерживания, что может ограничивать или модифицировать биогеохимическую активность, происходящую в гипорейной зоне (Jaramillo, 2012).Наконец, недостатком этой технологии является возможность загрязнения воды возбудителями и другими загрязняющими веществами из донных отложений или водоносных горизонтов, а также отсутствие возможности противотока русла.

Преимуществом систем RBF является отсутствие необходимости добавления химикатов, простота управления и контроля процесса. RBF ограничивает концентрацию многих загрязняющих веществ за счет комбинации процессов фильтрации, биодеградации и разбавления. Кроме того, он смягчает последствия случайного загрязнения и периодического значительного увеличения концентрации загрязнителей в поверхностных водах.Кроме того, этот метод компенсирует изменения температуры воды.

Очистка питьевой воды – обзор

9.3.3 Сочетание с адсорбцией

Другим широко используемым методом очистки питьевой воды является гибридный адсорбционно-мембранный процесс. Суспендированные порошки широко используются для удаления органических соединений, которые почти не удаляются мембранными процессами УФ и МФ. Подобно процессу гибридной коагуляции, мембранная фильтрация может выполняться с осветлением в качестве предварительной обработки или без осветления в качестве комбинированного процесса адсорбент/мембрана.Адсорбенты обычно требуют длительного времени контакта или высоких концентраций, чтобы сделать процесс эффективным. Поэтому во многих случаях требуется регенерация адсорбента, чтобы сделать процесс возможным. Мембрана обеспечивает физический барьер, удерживающий адсорбент и адсорбированные на нем органические соединения. Существуют две конфигурации: внешний контур и погружной мембранный бак. В последнем мембранный модуль погружается в адсорбционный бак, что значительно уменьшает габариты и пространство оборудования по сравнению с традиционной конфигурацией.

Было показано, что эффективность гибридного адсорбционно-мембранного процесса зависит от дозировки адсорбента, свойств мембраны, частоты обратной промывки, размера и конфигурации реактора, режима фильтрации, концентрации и характеристик NOM (Campos et al., 1998; Campinas and Rosa , 2010a; Мавров и др., 1998; Лебо и др., 1998; О и др., 2006).

Наиболее широко изученным адсорбентом для МФ и УФ является ПАЦ. Сообщалось об удалении небольших (> 500 Да) и неполярных молекул NOM (Zhang et al., 2011а). Системы PAC/UF продемонстрировали удаление около 90 % гуминовой кислоты и 100 % фенола (Tomaszewska and Mozia, 2002), а также очень эффективное удаление мелких загрязнителей, таких как трихлорэтилен, тетрахлорэтан и атразин (Pianta et al., 1998). Тем не менее, удаление NOM из питьевой воды не было таким успешным, как удаление вышеупомянутых небольших суррогатных соединений (Xia et al., 2007). Усиленное удаление NOM из микромолекул размером до 17 кДа наблюдалось при сочетании УФ с ПАЦ (Kang and Choo, 2010; Lin et al., 1999; Лохвачарин и др., 2010).

PAC также оказывает меньшее влияние на удаление органического вещества водорослей. PAC усиливал отторжение ТОС альгогенного органического вещества в УФ (35% против 55%), но не оказывал существенного влияния на отторжение высокогидрофильных соединений внеклеточного органического вещества (Campinas, Rosa, 2010b). Было высказано предположение, что ПАЦ не способен адсорбировать высокогидрофильные соединения полисахаридоподобных веществ и, как таковые, не снижает обратимое обрастание мембраны.Это согласуется с выводами о том, что гидрофильная фракция демонстрирует наихудшее снижение потока во время ультрафильтрации, независимо от того, применялась ли обработка PAC (Lin et al., 2000). В последнем исследовании как предварительно обработанный ПАУ UF, так и комбинированная система ПАУ/УФ отбраковывали 35% DOC гидрофильной фракции. Гидрофобная фракция демонстрировала примерно 55% и примерно 40% удаления DOC при предварительной обработке PAC и комбинированной системе PAC/UF соответственно.

В большинстве вышеупомянутых исследований использовались мембраны с предельным значением 100 кДа.Тем не менее, сравнение различных мембран с отсечкой в ​​диапазоне 1–100 кДа показало, что мембрана с самой высокой отсечкой показала самое высокое снижение потока (60%) и самое низкое удаление УФ- 254 (21%) гуминовых кислоты в процессе PAC/UF (Li and Chen, 2004). Самое высокое удаление (89%) и самое низкое снижение потока (<5%) наблюдались при использовании мембраны с отсечкой 1 кДа. Эти данные свидетельствуют в пользу использования более тонких УФ-мембран в интегрированных мембранных системах на основе адсорбентов.

Сообщалось, что GAC эффективен при удалении низших MM и гидрофильных фракций NOM (Yee et al., 2009). Другие исследователи сообщают, что основные удаленные соединения были в основном гидрофобными (Kim et al., 2009a,b; Gur-Reznik et al., 2008; Tsujimoto et al., 1998).

Нерегенерированные фильтры GAC содержат микробиологические сообщества, которые делают их эффективными при удалении биоразлагаемых соединений и, следовательно, снижают BDOC и AOC. Биологическая фильтрация ГАУ — это высокопроизводительный, экономичный и не содержащий химикатов метод, который широко используется для предварительной обработки питьевой воды (Hallé et al., 2009). Он удаляет крупные фракции полисахаридов и белков (Hallé et al., 2009; Huang et al., 2011) и коллоидный NOM (Kwon et al., 2005). Хуанг и др. (2011) обнаружили, что биодеградация NOM зависит не только от его химического состава, но также зависит от размера молекулы и гидрофобности. Адсорбция ГАУ более удобна после предварительной обработки для удаления крупных молекул или уменьшения их размера, достаточного для проникновения в поры адсорбента (например, коагуляция или озонирование). Как биологический процесс, на него влияют условия окружающей среды и время контакта, так что более высокая температура может ускорить удаление биополимера (Hallé et al., 2009).

Другие адсорбирующие частицы, которые были испытаны в гибридных системах, включают свежеосажденные частицы железа и оксида алюминия, нагретые частицы алюминия и оксида железа, ферригидрит и наночастицы сажи. Постоянно сообщалось, что нагретые частицы оксида алюминия и железа уменьшают загрязнение, вызванное NOM (Zhang et al., 2003; Shi and Benjamin, 2008; Kim et al., 2008). Они адсорбируют загрязняющие вещества преимущественно по сравнению с незагрязняющими частицами, в то время как для ПАУ верно обратное.В результате с этими оксидными частицами было достигнуто более высокое удаление загрязняющих веществ, чем с ПАУ, даже несмотря на то, что с помощью ПАУ было достигнуто максимальное удаление NOM (Kim et al., 2008). Отклонение NOM на 79–92%, 64–72% и 46–65% наблюдалось с PAC, нагретыми частицами алюминия и оксида железа соответственно (Kim et al., 2008).

Более высокая эффективность удаления NOM наблюдалась, когда частицы оксида были предварительно осаждены на поверхность мембраны, чем когда частицы адсорбента были взвешены в сырой воде (Kim et al., 2008; Ха и др., 2004; Яо и др., 2009). Было высказано предположение, что образование слоев адсорбентной корки на мембране будет способствовать дальнейшему отторжению NOM из-за эффекта просеивания во время ультрафильтрации. Было замечено, что нагретые частицы оксида алюминия, нанесенные на поверхность мембраны, эффективно удаляют NOM и загрязнения, такие как полисахариды и белки (Cai and Benjamin, 2011).

Сообщалось, что ферригидрит (Kang and Choo, 2010) и наночастицы сажи (Lohwacharin et al., 2010) уменьшают загрязнение более эффективно, чем PAC.Они удаляют больше макромолекулярного NOM, чем ПАУ, и образуют более пористые слои осадка, которые легче отделить обратной промывкой, чем слой осадка ПАУ.

Как получить питьевую воду в США? : NPR

Прежде чем сделать глоток воды, попробуйте мысленно проследить, где была вода, которая только что хлынула из ваших кранов: как она превратилась из той дождевой капли со странным вкусом в чистую воду без запаха, которая сейчас находится в вашем стакане?

Безопасная питьевая вода — это привилегия, которую американцы часто считают само собой разумеющейся, пока не наступит кризис со здоровьем, подобный тому, что произошел во Флинте, штат Мичиган., случается такое, что заставляет задуматься, откуда оно берется и как мы его получаем.

Наша питьевая вода поступает из озер, рек и грунтовых вод. Для большинства американцев вода затем поступает из точек водозабора на очистные сооружения, в резервуар для хранения, а затем в наши дома по различным системам трубопроводов.

Наиболее распространенные операции по очистке воды, используемые почти всеми коммунальными предприятиями:

    Типичный процесс очистки воды. Аннет Элизабет Аллен для NPR скрыть заголовок

    переключить заголовок Аннет Элизабет Аллен для NPR

    Типовой процесс очистки воды.

    Аннет Элизабет Аллен для NPR
    1. Коагуляция и флокуляция — Химические вещества добавляются в воду.Они связываются с грязью и растворенными частицами, образуя более крупные частицы, называемые хлопьями.
    2. Осаждение — Флок тяжелый, поэтому он оседает на дно резервуара.
    3. Фильтрация — Чистая вода проходит через фильтры, состоящие из песка, гравия и древесного угля, для удаления растворенных частиц, таких как пыль, паразиты, бактерии, вирусы и химические вещества.
    4. Дезинфекция — Хлор или хлорамин добавляются для уничтожения паразитов, бактерий, вирусов и микробов. Фтор добавляется для предотвращения кариеса.

    Различные другие химические вещества могут быть добавлены для регулирования уровней жесткости и pH или для предотвращения коррозии в зависимости от источника воды. Но в зависимости от того, где вы находитесь в Соединенных Штатах, могут быть разные проблемы и соответствующие методы очистки питьевой воды. Например:

    (Вверху) Старые трубы можно обработать химическим веществом, чтобы предотвратить коррозию и загрязнение системы водоснабжения.(Внизу) Когда Флинт, штат Мичиган, сменил источник воды, он не обрабатывал воду, чтобы предотвратить коррозию труб, что способствовало высокому уровню содержания свинца в воде. Аннет Элизабет Аллен для NPR скрыть заголовок

    переключить заголовок Аннет Элизабет Аллен для NPR

    (Вверху) Старые трубы можно обработать химическим веществом, чтобы предотвратить коррозию и загрязнение системы водоснабжения.(Внизу) Когда Флинт, штат Мичиган, сменил источник воды, он не обрабатывал воду, чтобы предотвратить коррозию труб, что способствовало высокому уровню содержания свинца в воде.

    Аннет Элизабет Аллен для NPR

    Свинцовые трубы широко распространены на Северо-Востоке и Среднем Западе

    Свинцовые трубы или фитинги являются причиной текущих кризисов с водой во Флинте, Балтиморе и других городах. Многие старые водопроводные трубы сделаны из свинца, который может попасть в водопровод, если не принять профилактических мер.По данным EPA, даже низкий уровень свинца может вызвать проблемы с поведением, замедлить рост и повлиять на уровень IQ.

    Хотя наиболее эффективным решением может быть полная замена свинцовых труб, водоканалы обычно добавляют в воду фосфаты в той или иной форме. Это образует защитную пленку между свинцовой трубой и протекающей по ней водой.

    Флинту не удалось добавить ортофосфат для контроля коррозии, когда он переключил источники воды из города Детройт на реку Флинт; вода из реки Флинт содержит в восемь раз больше хлоридов, чем вода Детройта, что вызывает сильную коррозию трубы.

    Сельскохозяйственные штаты могут страдать от высокого уровня нитратов

    В фермерских общинах по всей стране вода может быть загрязнена удобрениями и домашним скотом. Аннет Элизабет Аллен для NPR скрыть заголовок

    переключить заголовок Аннет Элизабет Аллен для NPR

    В фермерских общинах по всей стране вода может быть загрязнена удобрениями и домашним скотом.

    Аннет Элизабет Аллен для NPR

    Сток нитратов с реками и грунтовыми водами может быть обычным явлением в местах с высоким уровнем сельскохозяйственной деятельности. Источниками этого загрязнения являются удобрения, хранилища навоза и септические системы. Высокий уровень нитратов в питьевой воде может вызвать «синдром синего ребенка», при котором младенцы в возрасте до 6 месяцев страдают от одышки. Если не лечить, это может привести к смерти.

    Де-Мойну часто приходится иметь дело с очисткой рек от высокого уровня нитратов.Коммунальное предприятие Des Moines Water Works удаляет его с помощью процесса ионного обмена на одной из своих очистных сооружений.

    Многие западные штаты пьют более соленую воду

    В западной части Соединенных Штатов преобладает вода с высоким содержанием соли. В некоторых местах вода может быть слишком соленой для питья или других целей, и ее необходимо опреснять. Эти источники соленой воды включают морскую воду и солоноватые подземные воды.

    Превращение морской воды в питьевую воду — относительно новая концепция.Завод в Карлсбаде в Калифорнии, открывшийся в прошлом году, является крупнейшим заводом по опреснению морской воды, и некоторые видят в нем возможное решение проблемы засухи в штате.

    Солоноватые грунтовые воды имеют высокий уровень соли, но не такой, как морская вода. Техас в значительной степени зависит от солоноватых грунтовых вод как источника воды.

    Существует два метода опреснения растений. Один из них, используемый Карловыми Варами, называется обратным осмосом; он проталкивает воду через полупроницаемые мембраны под очень высоким давлением.

    Другой процесс представляет собой термический процесс, при котором вода нагревается с образованием водяного пара, который затем конденсируется и собирается в виде пресной воды, оставляя после себя соль.

    Болезни, передающиеся через воду, могут возникнуть где угодно

    По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, в период с 2011 по 2012 гг. было зарегистрировано 32 случая вспышек заболеваний, связанных с употреблением питьевой воды, т.е. самый последний период времени, за который они были зарегистрированы.

    В основном это был легионеллез, болезнь, обычно распространяемая воздушно-капельным путем.Остальные случаи были связаны с бактериями и вирусами, которые можно убить хлором. Чтобы предотвратить такие вспышки, CDC подчеркнул важность обеспечения достаточного уровня дезинфицирующего средства, такого как хлор, в воде с момента, когда она покидает лечебный центр, до того, как она поступает в наши трубы.

    Некоторые коммунальные службы используют озон в качестве дезинфицирующего средства для уничтожения бактерий и вирусов, этот метод, по мнению некоторых, более эффективен, чем обычный способ использования хлора.Озон барботируется в воду в огромных резервуарах, уничтожая болезнетворные микроорганизмы. Он также избавляет воду от вкуса и запаха.

    Милуоки, штат Висконсин, начали использовать озонирование после вспышки Cryptosporidium в 1993 году, убившей 69 человек и заразившей до 403 000 жителей. По данным CDC, это была одна из крупнейших вспышек, вызванных загрязнением общественного источника воды.

    Некоторые штаты пытаются защитить свои источники воды

    Водосборные бассейны — это области, в которые впадают реки, озера и пруды, и они являются источником питьевой воды.Некоторые города, такие как Сиэтл и Нью-Йорк, известны правилами и программами, которые они внедряют для защиты своих водосборных бассейнов.

    Нью-Йорк получает воду из нескольких водоразделов, которые хорошо защищены. Качество воды настолько хорошее, что ее не нужно фильтровать на очистных сооружениях. Фрэнк Уитни / Выбор фотографа / Getty Images скрыть заголовок

    переключить заголовок Фрэнк Уитни / Выбор фотографа / Getty Images

    Нью-Йорк получает воду из нескольких водоразделов, которые хорошо защищены.Качество воды настолько хорошее, что ее не нужно фильтровать на очистных сооружениях.

    Фрэнк Уитни / Выбор фотографа / Getty Images

    На самом деле, защита водосборных бассейнов Нью-Йорка настолько хороша, что это один из пяти крупных городов страны, где питьевая вода не нуждается в фильтрации.

    Город работает с фермерами и землевладельцами вверх по течению, чтобы уменьшить загрязнение и управлять землей.Программа Conservation Easement Program продает или передает землю в дар природоохранным организациям, ограничивая тип застройки, которая может происходить на ней постоянно.

    Хотя вода не проходит фильтрацию, она все равно дезинфицируется хлором и ультрафиолетовым светом, с добавлением обычного осадка химикатов для контроля pH и предотвращения коррозии.

    Агентство по охране окружающей среды регулирует примерно 155 000 систем общественного водоснабжения в стране, требуя от коммунальных предприятий проведения тестов в соответствии с графиком и представления данных о качестве воды.С другой стороны, более 15 миллионов американцев полагаются на частные колодцы — качество воды из этого источника не регулируется Агентством по охране окружающей среды, но может соответствовать правилам штата.

    От озера до крана вода проходит множество ступеней, чтобы стать безопасной для питья. Это важнейший процесс, требующий постоянного наблюдения, и, как показывают история и текущие события, ему могут легко угрожать бактериальные вспышки, стихийные бедствия и деятельность человека.

    Чжай Юнь Тан — стажер отдела цифровых новостей.

    Экстренная дезинфекция питьевой воды

    В чрезвычайной ситуации, когда регулярная подача воды была прервана — например, ураган, наводнение или поломка водопровода — местные власти могут рекомендовать использовать только бутилированную, кипяченую или дезинфицированную воду до тех пор, пока не будет восстановлена ​​регулярная подача воды. В приведенных ниже инструкциях показано, как кипятить и дезинфицировать воду, чтобы убить большинство болезнетворных микроорганизмов, которые могут присутствовать в воде.Однако кипячение или дезинфекция не уничтожит другие загрязняющие вещества, такие как тяжелые металлы, соли и большинство других химических веществ.

    Распечатать документ «Экстренная дезинфекция питьевой воды».

    ИСПОЛЬЗУЙТЕ ТОЛЬКО ТОЛЬКО ДЕЗИНФЕКЦИОННУЮ ВОДУ ДЛЯ ПИТЬЯ, ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛЮБОГО ПРИГОТОВЛЕННОГО НАПИТКА, МЫТЬЯ ПОСУДЫ И ЧИСТКИ ЗУБОВ.

    • Используйте бутилированную воду или правильно приготовленную и хранящуюся воду в качестве аварийного запаса воды.
    • Вскипятите воду , если у вас нет бутилированной воды. Кипячения достаточно для уничтожения патогенных бактерий, вирусов и простейших (ВОЗ, 2015).
      • Если вода мутная, дайте ей отстояться и профильтруйте ее через чистую ткань, бумажное полотенце или кофейный фильтр.
      • Доведите воду до кипения в течение не менее одной минуты. На высоте более 5000 футов (1000 метров) кипятите воду в течение трех минут.
      • Дайте воде остыть естественным образом и храните ее в чистых контейнерах с крышками.
      • Для улучшения пресного вкуса кипяченой воды добавьте одну щепотку соли на каждый литр или литр воды или несколько раз перелейте воду из одной чистой емкости в другую.
    • Дезинфицируйте воду с помощью бытового отбеливателя , если вы не можете вскипятить воду. Используйте только обычные хлорные отбеливатели без запаха, которые подходят для дезинфекции и санитарной обработки, как указано на этикетке. На этикетке может быть написано, что активного ингредиента содержится 6 или 8.25% гипохлорита натрия. Не используйте ароматизированные, безопасные для цвета или отбеливатели с добавлением чистящих средств. Если вода мутная, дайте ей отстояться и профильтруйте ее через чистую ткань, бумажное полотенце или кофейный фильтр.
      • Найдите чистую пипетку в аптечке или в наборе для неотложной помощи.
      • Найдите свежий жидкий хлорный отбеливатель или жидкий хлорный отбеливатель, который хранится при комнатной температуре менее одного года.
      • Используйте приведенную ниже таблицу в качестве руководства для определения количества отбеливателя, которое следует добавить в воду, например, 8 капель 6% отбеливателя или 6 капель 8.25% отбеливателя на каждый галлон воды. Удвойте количество отбеливателя, если вода мутная, цветная или очень холодная.
      • Перемешать и дать постоять 30 минут. Вода должна иметь легкий запах хлора. Если это не так, повторите дозировку и дайте постоять еще 15 минут перед использованием.
      • Если вкус хлора слишком силен, перелейте воду из одной чистой емкости в другую и дайте ей отстояться в течение нескольких часов перед использованием.
    Объем воды Количество 6% отбеливателя для добавления* Количество 8.25% отбеливателя для добавления*
    1 кварта/литр 2 капли 2 капли
    1 галлон 8 капель 6 капель
    2 галлона 16 капель (1/4 чайной ложки) 12 капель (1/8 чайной ложки)
    4 галлона 1/3 чайной ложки 1/4 чайной ложки
    8 галлонов 2/3 чайной ложки 1/2 чайной ложки

    *Отбеливатель может содержать 6 или 8 штук.25% гипохлорит натрия.

    Дополнительные водные ориентиры

    • Подготовить и хранить аварийный запас воды. Посетите веб-сайт Федерального агентства по чрезвычайным ситуациям (FEMA) для получения дополнительных инструкций по подготовке и хранению аварийного запаса воды.
    • Найдите другие источники воды в вашем доме и рядом с ним. Хотя бутилированная вода — ваш лучший выбор, вы можете найти другие источники воды, растопив кубики льда или опустошив резервуар или трубы с горячей водой.Также можно использовать речную или озерную воду. Обычно лучше использовать проточную воду, чем стоячую. Однако не используйте воду с плавающим веществом или воду темного цвета или сомнительного запаха. Независимо от источника, обрабатывайте воду, следуя инструкциям на главной странице выше. Если на вашем участке есть затопленный колодец, обязательно продезинфицируйте и проверьте воду из колодца после затопления. Обратитесь за консультацией в департамент здравоохранения штата или в местный отдел или ознакомьтесь с нашим документом «Что делать с вашим частным колодцем после наводнения».
    • Подумайте, как выглядит вода и как ее фильтровать при необходимости. Дезинфекция не работает, если вода мутная или окрашена. Если вода мутная, дайте ей отстояться. Затем профильтруйте воду через чистую ткань, бумажное полотенце или кофейный фильтр. Храните отстоянную и фильтрованную воду в чистых емкостях с крышками.

    Другие методы дезинфекции

    Если у вас нет жидкого отбеливателя, вы можете использовать один из других методов дезинфекции, описанных ниже.

    • Гранулированный гипохлорит кальция. Первый шаг — приготовить раствор хлора, который вы будете использовать для дезинфекции воды. В целях безопасности делайте это в проветриваемом помещении и наденьте защитные очки. Добавьте одну чайную ложку с горкой (примерно ¼ унции) гранулированного гипохлорита кальция (HTH) с высоким содержанием тестов на два галлона воды и перемешайте, пока частицы не растворятся. Смесь будет производить раствор хлора примерно 500 миллиграммов на литр. Для дезинфекции воды добавьте одну часть раствора хлора на каждые 100 частей обрабатываемой воды.Это примерно то же самое, что добавить 1 пинту (16 унций) раствора хлора на 12,5 галлонов воды. Если вкус хлора слишком силен, перелейте воду из одной чистой емкости в другую и дайте ей отстояться в течение нескольких часов перед использованием. ОСТОРОЖНО: HTH является очень сильным окислителем. Следуйте инструкциям на этикетке для безопасного обращения с этим химическим веществом и его хранения.
    • Йод обыкновенный бытовой (или «настойка йода»). В вашей аптечке или аптечке может быть йод.Добавьте пять капель 2%-ной настойки йода на каждый литр или литр воды, которую вы дезинфицируете. Если вода мутная или окрашенная, добавьте 10 капель йода. Перемешайте и дайте воде отстояться не менее 30 минут перед использованием.
    • Таблетки для дезинфекции воды. Вы можете дезинфицировать воду таблетками, содержащими хлор, йод, диоксид хлора или другие дезинфицирующие средства. Эти таблетки доступны в Интернете или в аптеках и магазинах спортивных товаров. Следуйте инструкциям на этикетке продукта, так как каждый продукт может иметь различную силу действия.

    Дополнительная информация

    границ | Микробные сообщества, формируемые процессами очистки на очистных сооружениях питьевой воды, и их вклад и угроза безопасности питьевой воды

    Введение

    Бактерии играют важную роль в очистке воды. С одной стороны, бактерии из неочищенной воды могут использовать органические и неорганические вещества в качестве субстрата для роста, что приводит к повышению биологической стабильности и снижению уровня микрозагрязнителей в воде (Lautenschlager et al., 2013; Hedegaard and Albrechtsen, 2014). С другой стороны, некоторые из них могут быть потенциальными патогенами человека, например некоторые виды Legionella (Berjeaud et al., 2016) и видов Mycobacterium (Vaerewijck et al., 2005). Таким образом, полное использование бактериального биоразложения и борьба с патогенами являются двумя основными целями при очистке питьевой воды.

    Биофильтрация, один из старейших методов очистки воды, предназначена для стимулирования роста бактерий на гранулированных материалах для обеспечения биоразложения (Proctor and Hammes, 2015).Процессы биофильтрации (например, быстрая фильтрация через песок, гранулированный активированный уголь (ГАУ) и медленная фильтрация через песок) подразделяются на категории в зависимости от их вспомогательных материалов и режимов работы. Песчаная и GAC-фильтрация являются наиболее популярными методами и считаются традиционными и передовыми методами обработки соответственно. Эффективность биофильтрации зависит от стабильных структур бактериального сообщества и высокой микробной активности (Fonseca et al., 2001; Kim et al., 2014), но процессы очистки и их конфигурации обычно вызывают изменения в бактериальном сообществе (Zeng et al., 2013; Перст и др., 2016). Бактериальные сообщества, присутствующие в системах очистки, в основном были занесены с исходной водой (Yang et al., 2011). Как правило, первые две обработки, применяемые к исходной воде, представляют собой флокуляцию и осаждение, которые существенно не изменяют структуру микробного сообщества (Lin et al., 2014). Далее следует песчаная фильтрация. Бактериальное сообщество, обнаруженное в песчаных фильтрах, регулируется бактериями, присутствующими в сточных водах отложений (Xu et al., 2017).Затем обычно следует фильтрация GAC, в большинстве случаев в сочетании с озоном, который представляет собой процесс обработки озоно-биологическим активированным углем (O 3 -BAC). Озон окисляет естественные органические вещества, образуя легко биоразлагаемые низкомолекулярные побочные продукты и увеличивает концентрацию растворенного кислорода (DO). Таким образом, озон положительно коррелирует с ростом микроорганизмов на GAC (Yang et al., 2016). Однако озон, как мощный окислитель, также может эффективно инактивировать бактерии (Hunt and Marinas, 1999).Таким образом, влияние озонирования на бактериальные сообщества заслуживает дальнейшего изучения, что облегчит оценку влияния озонирования на фильтрацию BAC.

    Биофильтрация эффективно удаляет биоразлагаемые соединения. Однако биопленки, колонизированные на фильтрующих материалах, могут отслаиваться, формируя последующее бактериальное сообщество (Pinto et al., 2012; Lautenschlager et al., 2014) и увеличивая популяцию бактерий в сточных водах (Stewart et al., 1990; Zhang et al. , 2015). Бактерии, выделяемые фильтрами BAC, чрезвычайно устойчивы к дезинфекции (Camper et al., 1986; Ю и др., 2014). Дезинфекция, заключительный этап очистки воды, имеет решающее значение для контроля микробиома, попадающего в очищенную воду, и подавления микробного роста во время распределения. Однако дезинфекция не может полностью уничтожить микробиом на очистных сооружениях и, таким образом, потенциально действует как селективное давление, основанное на стрессе (Gomez-Alvarez et al., 2012; Holinger et al., 2014; Wang et al., 2014). Бактерии, отобранные дезинфицирующими средствами, должны получить больше внимания.

    Некоторые физико-химические параметры воды, такие как pH, температура, растворенный органический углерод и т. д., было описано влияние на динамику бактериального сообщества (Lindstrom, 2000; Li et al., 2010; Pinto et al., 2012; Kim et al., 2014; Staley et al., 2015). Понимание корреляции между параметрами качества воды и бактериальными сообществами может помочь отследить изменения в микробиоме путем мониторинга параметров качества воды. Сезонные изменения вызывают большие колебания показателей качества воды (Li et al., 2014; Feng et al., 2016). Однако лишь в нескольких исследованиях изучалась структура бактериального сообщества на очистных сооружениях в течение четырех сезонов (Pinto et al., 2012). Для изучения структуры и разнообразия микробиома независимые от культуры методы позволяют проводить более глубокий анализ, чем методы, зависящие от культуры. Преимущество его длинных прочтений однажды привело к тому, что пиросеквенирование 454 стало широко использоваться для проб питьевой воды (Pinto et al., 2012; Zeng et al., 2013; Kim et al., 2014; Lautenschlager et al., 2014; Lin et al. ., 2014). Однако пиросеквенирование 454 имеет более высокую частоту ошибок на основе и подвержено ошибкам делеции в гомополимерных отрезках (Loman et al., 2012). Таким образом, пиросеквенирование 454 было прекращено с развитием секвенирования нового поколения (NGS) (Tan et al., 2015). Технология Illumina MiSeq становится все более популярной благодаря ее преимуществам, заключающимся в более низкой стоимости, большей пропускной способности и более высокой точности (Hirai et al., 2017). Однако применение Illumina MiSeq для секвенирования питьевой воды остается немногочисленным (LaPara et al., 2015). Поскольку различные платформы секвенирования, как правило, различаются (Smith and Peay, 2014; Sinclair et al., 2015), принятие новых платформ секвенирования для образцов питьевой воды имеет первостепенное значение. Кроме того, филогенетическое исследование сообществ путем реконструкции ненаблюдаемых состояний (PICRUSt), новый вычислительный подход, позволяет прогнозировать функциональный состав бактериальных сообществ с использованием последовательностей маркерных генов 16S рРНК (Langille et al., 2013). В отличие от качественного анализа высокопроизводительного секвенирования количественная полимеразная цепная реакция (КПЦР) в реальном времени является полезным инструментом для количественного отслеживания конкретных бактериальных штаммов (Brinkman et al., 2003). Таким образом, интеграция высокопроизводительного секвенирования с количественной ПЦР полезна для оценки состава микробных сообществ, особенно для обнаружения конкретных бактерий.

    Основная цель этого исследования состояла в том, чтобы проанализировать изменения в бактериальных сообществах и функциональных профилях во время процессов очистки, чтобы определить роль бактерий в очистке воды.Секвенирование Illumina MiSeq применялось для идентификации и характеристики бактериальных сообществ на очистных сооружениях питьевой воды, использующих традиционные и усовершенствованные процессы биофильтрации. Для уточнения сезонного влияния на структуру бактериального сообщества отбор проб проводился на каждом этапе процесса в течение года. Полученные данные 16S обрабатывали с помощью PICRUSt 1.0.0 для прогнозирования функций микробных сообществ. Бактерии из родов Mycobacterium и Legionella , которые включают патогены человека, количественно определяли с помощью количественной ПЦР.Кроме того, параметры качества воды измерялись в течение года отбора проб для оценки их влияния на бактериальные сообщества. Правильная настройка параметров качества воды позволит лучше контролировать и управлять структурами бактериального сообщества в системах очистки питьевой воды.

    Материалы и методы

    Процессы очистки питьевой воды

    Завод по очистке питьевой воды расположен в районе Уцзян, Сучжоу, провинция Цзянсу, Китай (31.11° с.ш., 120,62° в.д.). Исходная вода была взята из восточного озера Тайху, третьего по величине пресноводного озера в Китае. Озеро Тайху уже несколько десятилетий испытывает проблемы эвтрофикации. Среднее качество воды в озере Тайху относится к классу IV (класс I-V, от лучшего к худшему) в соответствии со Стандартом качества окружающей среды для поверхностных вод Китая. Пробы были взяты из восточной части озера Тайху, где качество воды самое лучшее в озере. Этот завод производит около 300 000 м 3 питьевой воды в день.Исходную воду последовательно обрабатывали предозонированием, флокуляцией, осаждением, фильтрацией через песок, постозонированием, фильтрацией БАС и обеззараживанием хлором (рис. 1). Соответствующее количество свободного хлора было добавлено к стокам BAC, чтобы обеспечить уровень свободного остаточного хлора выше 0,4 мг/л после 30 минут контакта. На этапе предварительного озонирования добавляют 0,5 мг/л озона с временем контакта 5 мин, а 1 мг/л озона добавляют с временем контакта 12 мин для постозонирования.

    Рисунок 1 .Принципиальная схема установки очистки питьевой воды (ПАС, полиалюминий сульфат).

    Отбор проб, обработка проб и физико-химический анализ

    Отбор проб проводился в течение 4 месяцев (ноябрь, январь, май и июль) с 2015 по 2016 гг. Каждый из 4 месяцев относился к разным временам года (осень, зима, весна и лето соответственно). Пробы воды отбирали трижды с каждого этапа водоподготовки в стерильные бутыли емкостью 1 л. ВАС и песчаную среду собирали с верхней и средней частей фильтрующего слоя в стерильные пробирки для образцов объемом 5 мл.При каждом отборе проб фильтров случайным образом выбирались три точки отбора проб. Образцы верхней биопленки отбирали с поверхности фильтров. Образцы средней биопленки отбирали на глубине 0,5–0,8 м. Все образцы были доставлены на льду в лабораторию и обработаны в течение 12 часов. Каждая проба воды была тщательно объединена с тремя повторностями. Затем 0,5 л поверхностной воды, 2 л обеззараженной воды и по 1 л для остальных проб воды фильтровали через 0.Нитроцеллюлозные мембраны 22 мкм (диаметр 50 мм, Millipore, США). Тщательно объединяли по три повторных образца биопленки из каждой части фильтров. Мембраны фильтров и смешанные биопленочные среды хранили при температуре -80°C до выделения ДНК.

    Температуру, рН и DO измеряли сразу после отбора проб воды на каждом участке отбора проб с помощью портативного многопараметрического анализатора качества воды HQ30d (Hach, США). Аммиачный азот, нитриты и нитраты анализировали в соответствии со стандартными протоколами (APHA, 2011).Мутность определяли с помощью анализатора мутности 2100N (HACH, США). Общий органический углерод (ОСО) измеряли с помощью анализатора ООУ Aurora 1030W (OI, США).

    Экстракция ДНК, ПЦР-амплификация и секвенирование

    Отфильтрованные мембраны с собранной биомассой разрезали на кусочки стерилизованными ножницами и выделяли тотальную ДНК с помощью набора E.Z.N.ATM Mag-Bind Soil DNA Kit (OMEGA, США) в соответствии с протоколом производителя. Соответствующие образцы биопленки (0,5 г образцов BAC и 2 г образцов песка) подвергали экстракции ДНК с использованием этого набора.Бактериальную область V3-V4 гена 16S рРНК амплифицировали с использованием прямого праймера 341F (5′-CCCTACACGACGCTCTTCCGATCTG-3′) и обратного праймера 805R (5′-GACTGGAGTTCCTTGGCACCCGAGAATTCCA-3′). ПЦР-амплификацию проводили на термоциклере T100™ (BIO-RAD, США). Все реакции ПЦР проводили в трех повторностях с 20 мкл конечной реакционной смеси, которая содержала 4 мкл 5 × Fast Pfu Buffer, 2 мкл 2,5 мМ dNTP, 0,8 мкл каждого праймера (5 мкМ), 0,4 мкл ДНК-полимеразы Taq. (Thermo Scientific, США), 0.2 мкл BSA и 10 нг матричной ДНК. Условия термоциклирования были следующими: начальная стадия денатурации при 95°С в течение 3 мин, затем 28 циклов при 95°С в течение 30 с, 55°С в течение 30 с, 72°С в течение 45 с, затем конечная денатурация. удлинение при 72°C в течение 10 мин (Shu et al., 2016). Продукты ПЦР первоначально подвергали скринингу с использованием 2% агарозных гелей и очищали с использованием Agencourt AMPure XP (Beckman, США) в соответствии с инструкциями. Очищенные продукты ПЦР секвенировали парные концы на платформе Illumina MiSeq (Illumina, США) при длине считывания 2 × 300 п.н.Всего в Sangon Biotech (Shanghai) Co. Ltd.

    было секвенировано 44 образца.

    Последовательности гена 16S рРНК были депонированы в архиве NCBI Sequence Read Archive под регистрационным номером SRP106506.

    Количественная ПЦР в реальном времени (кПЦР) для выявления потенциальных патогенов и общего количества бактерий

    Legionella spp. Mycobacterium spp. общее количество бактерий подсчитывали методом количественной ПЦР с использованием системы ПЦР в реальном времени ABI7500 (Life Technologies, США). Для Legionella spp.была разработана стратегия ПЦР для амплификации родоспецифичного гена 23S рРНК Legionella с использованием прямого праймера 5′-CCCATGAAGCCCGTTGAA-3′ и обратного праймера 5′-ACAATCAGCCAATTAGTACGAGTTAGC-3′ с 5′-HEX-TCCACACCTCGCCTATCAACGTCGTAGT. Зонд -TAMRA-3′ TaqMan (Назарян и др., 2008). Программа ПЦР была следующей: 95°С 30 с, 40 циклов при 95°С 5 с и 58,5°С 34 с.

    Mycobacterium spp. количественно определяли путем нацеливания на ген 16S рРНК с использованием прямого праймера (5′-CCTGGGAAACTGGGTCTAAT-3′), обратного праймера (5′-CGCACGCTCACAGTTA-3′) и зонда (5′-FAM-TTTCACGAACAACGCGACAAACT-TAMRA-3′) (Radomski и другие., 2010). Программа ПЦР была следующей: 95°С 30 с, 45 циклов при 95°С 5 с, 55°С 15 с и 72°С 34 с. Общее количество бактерий определяли с использованием прямого праймера (1369F: CGGTGAATACGTTCYCGG) и обратного праймера (1492R: GGWTACCTTGTTACGACTT) при температуре отжига 55°C (Suzuki et al., 2000).

    реакции количественной ПЦР проводили в трех повторностях с каждым 10 мкл реакционной смеси, содержащей 5 мкл 2 × Premix Ex Taq, 200 нМ каждого праймера, 100 нМ зонда, 0,1 мкл 50 × ROX в качестве эталонного красителя и 1 мкл ДНК-матрицы.Контрольные реакции содержали те же смеси, но с заменой ДНК-матрицы 1 мкл стерильной воды. Стандартную ДНК готовили и анализировали во время каждой количественной ПЦР для получения стандартных кривых ( r 2 > 0,99). Эффективность амплификации отслеживалась, и стандарты амплифицирулись с аналогичной эффективностью (91–99%, в зависимости от анализа).

    Обработка последовательности и анализ данных

    Данные последовательности были обработаны для обрезки прочтений с оценкой Q phred ниже 20 с использованием QIIME (Caporaso et al., 2010). Адаптеры удаляли с помощью cutadapt (Chen et al., 2014). Обрезанные чтения с парными концами были объединены с максимальной частотой несоответствия 1 несоответствие на 10 оснований с использованием PEAR (Unno, 2015). Затем последовательности демультиплексировали с помощью QIIME. И фильтрация качества была выполнена с использованием Prinseq (Schmieder and Edwards, 2011) для удаления гомополимеров длиной более 8 п.н. и последовательностей менее 200 п.н., показывающих неоднозначное основание «N» или со средним показателем качества основания менее 20. Программное обеспечение UCHIME использовалось для выявлять и удалять химеры (Edgar et al., 2011). Все образцы были нормализованы для обеспечения равного количества последовательностей в каждом образце путем случайной подвыборки для дальнейшего анализа. Операционные таксономические единицы (OTU) были сгруппированы с порогом сходства 97% с использованием Usearch (Edgar, 2010) и классифицированы по набору данных Ribosomal Database Project (RDP) с порогом достоверности 80% (Cole et al., 2009). Последовательности, отмеченные как хлоропласты, митохондрии или эукариоты (составляющие 1,8% всех последовательностей), были исключены. Мотур вер. 1.30.1 (Schloss et al., 2009) использовали для расчета индексов бактериального разнообразия (Шеннон, Симпсон, оценка охвата на основе численности (ACE), Chao1 и охват). Тепловая карта была реализована с помощью тепловой карты пакетов R (http://www.r-projet.org/) (Lin et al., 2014). Пакет R vegan использовался для оценки взвешенной метрики UniFrac и выполнения анализа главных координат (PCoA) (Noyce et al., 2016). Анализ избыточности (RDA) был использован для изучения взаимосвязи между факторами окружающей среды и бактериальными сообществами.Тесты одностороннего дисперсионного анализа (ANOVA) были выполнены для оценки статистически значимой разницы индексов разнообразия между образцами. Различия считали достоверными при p < 0,05. Диаграммы Венна были построены с использованием онлайн-инструмента «Draw Venn Diagram» (http://bioinformatics.psb.ugent.be/webtools/Venn) для анализа перекрывающихся и уникальных OTU в процессе лечения. Односторонний пермутационный дисперсионный анализ (PERMANOVA) был выполнен с использованием пакета R vegan для оценки статистически значимого воздействия процессов обработки на бактериальные сообщества (Anderson and Walsh, 2013).

    Прогнозирование функциональных профилей

    Для прогнозирования функционального состава таблицы OTU, совместимые с PICRUSt, были созданы с использованием стратегии выбора OTU с закрытыми ссылками (pick_closed_ referencefence _otus.py, отсечение подобия uclust на уровне 0,97, Greengene v13_8) в QIIME 1.8.0 (Langille et al., 2013 ). Полученная таблица OTU была загружена в PICRUSt 1.0.0 на сервере Galaxy (http://huttenhower.sph.harvard.edu/galaxy/). Функциональная информация была аннотирована в соответствии с базой данных Киотской энциклопедии генов и геномов (KEGG).Значения индекса ближайших секвенированных таксонов (NSTI) для всех образцов находились в пределах от 0,10 до 0,24, что указывает на относительно точные прогнозы. График неметрического многомерного масштабирования (NMDS) был построен с использованием пакета R vegan на основе анализа PICRUSt.

    Результаты и обсуждение

    Физико-химические свойства воды

    Параметры качества исходной и очищенной воды в каждый момент отбора проб показаны в таблице 1. Все параметры качества воды варьировались, но очищенная вода всегда соответствовала стандарту качества воды (GB5749-2006).Скорость удаления TOC в процессе обработки показана на рисунке 2A. Флокуляция-осаждение, фильтрация песком и фильтрация BAC были важными процессами удаления ТОС, и их скорость удаления ТОС относительно стабилизировалась на уровне 10–15%, 20% и более 20% соответственно. Скорость удаления мутности и аммиачного азота в каждом процессе очистки показана на рисунке 2B. Более 90% мути было удалено флокуляционно-осаждающим методом. Мутность всех проб после флокуляционно-седиментационного осаждения была ниже 1 NTU.Песчаная фильтрация и ВАС-фильтрация впоследствии удалили примерно 60 и 20% мутности соответственно. Все процессы очистки, кроме доозонирования, способствовали удалению аммиачного азота. Постозонирование увеличило концентрацию аммиачного азота примерно на 30%, что может быть связано с продуктами разложения азотистого органического вещества (LeLacheur, Glaze, 1996). Дезинфекция хлором показала самый высокий уровень (47–66%) удаления аммиачного азота из-за реакции хлора и аммиачного азота (Hayes-Larson and Mitch, 2010).Скорость удаления всех параметров существенно не отличалась среди разных сезонных выборок ( p > 0,05).

    Таблица 1 . Параметры качества воды исходной и очищенной воды в каждый момент отбора проб.

    Рисунок 2 . Изменения скорости удаления TOC (A) , мутности (левая ось, гистограмма) и аммиачного азота (правая ось, линейный график) (B) в процессе очистки в разное время.Стрелками на рисунке указаны соответствующие вертикальные координаты разных данных.

    Влияние процессов обработки на бактериальные сообщества

    Показатели богатства и разнообразия сообщества на каждом этапе обработки во время сезонного отбора проб показаны в таблице 2. С порогом сходства 97% в ноябре, январе, мае и июле было получено 22 522, 10 142, 12 345 и 17 132 OTU соответственно. После озонирования индексы Чао1 и Шеннона увеличились соответственно с 1335–3133 до 1428–4258 и с 3.от 74–4,59 до 4,54–6,37 ( p > 0,05). Дезинфекция хлором снизила индексы богатства и разнообразия (индексы Chao1 и Шеннона) с 2469–5231 до 1300–4237 и с 5,62–6,91 до 4,15–6,13 ( p > 0,05) соответственно. Влияние лечебных процессов на богатство и разнообразие бактериального сообщества было незначительным. Богатство и разнообразие бактериального сообщества менялись на каждом этапе процесса в зависимости от времени отбора проб. Однако связи между этими переменными не обнаружено.

    Таблица 2 . Показатели богатства и разнообразия бактериального сообщества на каждом этапе обработки и в течение четырех периодов отбора проб.

    Влияние основных этапов обработки на бактериальные сообщества исследовали с помощью диаграмм Венна (рис. S1). В общей сложности от сырой воды до обеззараженной воды в разное время отбора проб повсеместно присутствовало 54–193 OTU. Процент от общего количества OTU, которые встречаются в процессе лечения, составил 1.5, 1,1, 1,0 и 1,1% в ноябре, январе, мае и июле соответственно, что указывает на то, что на обычные OTU приходится очень небольшая часть обнаруженных OTU. Образцы с каждого основного этапа, а именно фильтрации через песок, постозонирования, фильтрации BAC и дезинфекции хлором, содержали 22–67% уникальных OTU (рис. S1). Процент уникальных OTU был самым большим в сточных водах фильтра BAC и дезинфицированной воде (40–53% и 36–67% соответственно), что указывает на то, что фильтрация и дезинфекция BAC могут влиять на формирование микробиома.В стоках от песчаной фильтрации была наименьшая доля уникальных OTU (22–27%), что свидетельствует о том, что песчаная фильтрация оказывала более слабое влияние на бактериальное сообщество, чем другие основные этапы процесса.

    PERMANOVA показало, что не существует существенных различий между структурами бактериального сообщества в двух последовательных точках отбора проб, а именно: исходная вода и стоки предварительного озонирования ( F = 0,32, P = 0,836), стоки предварительного озонирования и осаждения ( F = 2.03, P = 0,069), стоки осаждения и песчаной фильтрации ( F = 0,44, P = 0,791), песчаные фильтры и стоки после озонирования ( F = 1,16, P = 0,791), и стоки после озонирования и фильтрации БАК ( F = 1,26, P = 0,163). Точно так же различия структур бактериального сообщества между предварительным озонированием и песчаной фильтрацией, а также между седиментацией и постозонированием не были значительными ( P > 0.05). За исключением упомянутого выше, различия между структурами бактериального сообщества двух случайных выборок были достоверными ( P < 0,05). Для последовательных проб воды только сточные воды BAC и обеззараженная вода демонстрировали значительную разницу ( F = 1,73, P = 0,027), что указывает на то, что все отдельные процессы очистки, кроме дезинфекции, не оказали существенного влияния на бактериальное сообщество. И наоборот, бактериальное сообщество было сформировано комбинацией многоступенчатых процессов.

    Изменения в составе бактериального сообщества в процессе лечения

    На рис. 3А показаны 20 наиболее распространенных типов бактериального сообщества, обнаруженные в 11 точках отбора проб и в течение четырех периодов отбора проб. Состав бактериального сообщества в исходной воде, сточных водах предозонирования, сточных водах седиментации, сточных водах песчаной фильтрации и образцах биопленки оставался относительно стабильным, несмотря на колебания пропорций Proteobacteria и Actinobacteria во время сезонного отбора проб.Тем не менее, состав бактериального сообщества в пробах после озонирования, фильтрационных сточных вод и обеззараженной воды варьировался в разное время. Преобладающие типы, кроме Proteobacteria (38,54–64,96%), в образцах после озонирования различались в разных сезонных образцах. Это были Firmicutes (5,73%), Planctomycetes (5,29%) и Acidobacteria (4,7%) в ноябре, Proteobacteria (38,54%), Actinobacteria (11.46%) и Cyanobacteria (34,14%) в январе, Actinobacteria (32,26%) в мае и Actinobacteria (9,64%), Firmicutes (7,44%) и Bacteroidetes (5,73%) в июле. Преобладающие бактерии в фильтрационных стоках BAC также варьировались и составляли Firmicutes (8,38%) и Bacteroidetes (7,66%) в ноябре; Cyanobacteria (18,65%) и Actinobacteria (9,08%) в январе; Актинобактерии (11.47%) и Bacteroidetes (4,87%) в мае и Acidobacteria (5,13%) и Actinobacteria (4,64%) в июле, в дополнение к наиболее преобладающему типу в целом ( Proteobacteria , 47,64–64,01%) . По сравнению с группами в сточных водах после озонирования и фильтрации BAC преобладающие бактериальные группы в обеззараженной воде были относительно постоянными ( Proteobacteria при 32,19–55,3%, Firmicutes при 14,07–34,56%), за исключением высокого уровня . Дейнококк-термус (11.71%) в мае и Actinobacteria (30,14%) в июле.

    Рисунок 3 . Относительная численность бактерий типов (A) и классов (B) на каждом этапе обработки. Показаны 20 наиболее распространенных типов или классов. Сокращения те же, что и в таблице 2.

    В разных образцах доминировали Proteobacteria

    , Actinobacteria и Firmicutes . Actinobacteria и Proteobacteria доминировали в сырой воде, составляя 37.7–61,4% и 17,3–34,9% от общего количества последовательностей соответственно. Доля Actinobacteria постепенно уменьшалась на последовательных стадиях предварительного озонирования, флокуляции, осаждения и фильтрации через песок, тогда как доля Proteobacteria соответственно увеличивалась. Численность Actinobacteria резко снизилась с 14,3–52,7% до 3,4–32,3% после постозонирования, что привело к абсолютному преобладанию Proteobacteria . В отличие от Actinobacteria, Proteobacteria доминировали во всех пробах, в том числе воды и биопленок.Дезинфекция хлором снизила долю Proteobacteria с 47,6–64,0% до 32,19–55,3%. Напротив, доля Firmicutes увеличилась с 3,4–8,4% до 14,1–34,6% после дезинфекции.

    20 наиболее распространенных классов бактериального сообщества во всех точках отбора проб представлены на рисунке 3B. Подобно различиям в типах, бактериальный состав после озонирования, фильтрационных стоков BAC и обеззараженной воды на уровне класса различался в зависимости от сезона. Proteobacteria состоит из пяти подклассов: Alpha-, Beta-, Gamma-, Delta- и Epsilonproteobacteria . Alphaproteobacteria был наиболее преобладающим подклассом в пределах Proteobacteria во всех образцах (составляя примерно 50% Proteobacteria ), за которым следовал Betaproteobacteria (примерно 30%), за исключением дезинфицированной воды. В обеззараженной воде доля Gammaproteobacteria (~30%) среди Proteobacteria приближалась к таковой для Alphaproteobacteria (~35%) в мае и июле и была в шесть-семь раз больше, чем доля Alphaproteobacteria (~15% ) в ноябре и январе.Помимо Gammaproteobacteria, в обеззараженной воде преобладали Bacilli и Clostridia . Оба они принадлежат к Firmicutes и составляют аналогичные доли (5,75–24,15% и 5,32–28,18% соответственно) классов бактерий в обеззараженной воде.

    Протеобактерии , доминирующий тип во всех образцах, являются наиболее распространенными бактериями в пресноводных озерах. Из пяти подклассов протеобактерий преобладали альфапротеобактерии из-за их конкурентных преимуществ в условиях низкой доступности питательных веществ и их способности разлагать сложные органические соединения (Eiler et al., 2003; Hutalle-Schmelzer и др., 2010). Напротив, Betaproteobacteria предпочитают размножаться в среде, богатой питательными веществами (Newton et al., 2011), что приводит к их слабой конкурентоспособности в олиготрофной среде. Хотя Gammaproteobacteria были в изобилии только в дезинфицированной воде, им следует уделить больше внимания из-за их увеличения после дезинфекции хлором. Доминирование Gammaproteobacteria в обеззараженной воде, возможно, было связано с его высокой устойчивостью к хлору (Mi et al., 2015; Белила и др., 2016; Панг и др., 2016; Стэниш и др., 2016).

    Актинобактерии обычно встречаются и часто имеют большое численное значение в различных пресноводных местообитаниях (Glöckner et al., 2000; Zwart et al., 2002). Актинобактерии составляют наибольшую долю бактериальных типов в сырой воде. Однако в процессе лечения их количество уменьшилось, что свидетельствует об их уязвимости к лечению (Servais et al., 1994). Напротив, Bacteroidetes сохранялся на постоянном уровне во всех образцах, что отражает его устойчивость к процессам обработки.Доля Firmicutes увеличилась после дезинфекции хлором, что может быть связано с большей устойчивостью грамположительных бактерий ( Firmicutes ), чем грамотрицательных бактерий ( Proteobacteria ) к хлору (Мир и др., 1997).

    Характеристики бактериальных сообществ из воды и различных фильтров

    Показатели видового богатства в пробах воды и биопленки не различались (табл. 2). Оценки бактериального разнообразия биопленок BAC были выше, чем у песчаных биопленок во время отбора проб, с большим количеством OTU (914–2167) и более высокими значениями Chao1 (1427–3375) и индексов Шеннона (4.44–6,04) в биопленках BAC, чем в песчаных биопленках [641–1185 OTU, индексы Chao1 (1047–2245) и индексы Шеннона (4,09–5,01)] (табл. 2). Однако различия не были достоверными ( p > 0,05). Как песок, так и биопленки BAC делят больше OTU с соответствующими стоками (28,6–56,3% и 25,6–59,4% образцов биопленки соответственно), чем с соответствующими входящими потоками (13,4–32% и 16,8–47,3% образцов биопленки соответственно) ( данные за ноябрь и май, показанные на рис. 4, и данные за январь и июль, показанные на рис. S2), из чего следует, что фильтрующий материал, выбранный для поверхностно-ассоциированных бактерий, влиял на последующий поток, несмотря на то, что он был засеян притоком (Данг и Ловелл, 2016).

    Рисунок 4 . Диаграммы Венна, показывающие количество общих OTU между фильтрующими биопленками и их соответствующими притоками и оттоками в ноябре (A) и мае (B) . Сокращения те же, что и в таблице 2.

    Структуры бактериального сообщества образцов биопленки значительно отличались от таковых образцов воды (PERMANOVA, P <0,05). Состав бактериального сообщества был одинаковым между верхней и средней частями каждого типа фильтра (песчаный фильтр, PERMANOVA, F = 0.20, Р = 0,823; БАК-фильтр, PERMANOVA, F = 0,37, P = 0,877). Однако наблюдалась значительная разница в бактериальных сообществах между песком и биопленками БАК (верхняя часть, PERMANOVA, F = 5,37, P = 0,029; средняя часть, PERMANOVA, F = 5,30, P = 0,024). . Популяция Actinobacteria , доминировавшая в воде, стала второстепенной группой в биопленках (менее 8%) (рис. 3А). Точно так же численность цианобактерий была выше в воде (1–15%), чем в биопленках (<0,0.1–2%). Низкая их численность на фильтрующих материалах свидетельствовала об отсутствии у них склонности к образованию биопленок (Парфенова и др., 2013). Напротив, Acidobacteria и Planctomycetes , которые присутствовали в воде в небольших количествах (не более 7% каждого), были относительно многочисленны в биопленках. Acidobacteria составляли 4,4–14,4% и 12,2–30,0% типов в песке и биопленках BAC соответственно, в то время как доли Planctomycetes составляли 6,4–27,3% и 2.8–12,1%. Среди Acidobacteria Acidobacteria_Gp4 (59,8–95,8% от Acidobacteria ) преобладали в биопленках BAC, тогда как Acidobacteria_Gp3 (54,2–69,8% от Acidobacteria ) доминировали в песчаных биопленках (рис. 3B). Преобладание Acidobacteria и Planctomycetes в биопленках может быть связано с их физиологическими и генетическими особенностями, связанными с обитанием на поверхности (Dang and Lovell, 2016), и они широко распространены в биопленках питьевой воды (Schmeisser et al., 2003; Мартини и др., 2005 г.; Цинь и др., 2007). Напротив, численность Bacteroidetes мало различалась между планктонными и сидячими формами, составляя 2,3–7,3%.

    Количественный анализ

    Mycobacterium spp. и Legionella spp.

    Род Mycobacterium , хорошо известный своей устойчивостью к дезинфицирующим средствам (Simoes and Simoes, 2013), присутствовал в более высокой доле (7,24%) в постозонированной в мае и дезинфицированной воде (8.30%) в январе (рис. S3A). Однако доля Mycobacterium spp. в дезинфицированной воде значительно варьировал в зависимости от сезонных изменений ( p < 0,05). Оба Mycobacterium spp. и Legionella spp. в биопленках было больше копий генов, чем в воде (рис. 5). Однако Mycobacterium spp. составляет довольно небольшую долю в биопленках по сравнению с водой (рис. S3A). Напротив, Legionella spp. представили накопление на фильтрах БАК (рис. S3B), что привело к увеличению их стоков БАК, что представляло потенциальную угрозу для потребителей.К счастью, дезинфекция хлором эффективно устранила Legionella spp. ( р < 0,05).

    Рисунок 5 . Результаты КПЦР для Mycobacterium spp. (A) и Legionella spp. (B) на каждом этапе обработки во время сезонного отбора проб. Сокращения образцов те же, что и в таблице 2.

    Сообщается, что озон является более мощным дезинфицирующим средством, чем свободный хлор и диоксид хлора, из-за его самого высокого окислительного потенциала 2.07 V (Тейлор и др., 2000; Чо и др., 2010). Однако исследователи обнаружили, что двухслойные грамположительные бактерии, такие как Mycobacterium , выживают и становятся преобладающими после озонирования (Lee and Deininger, 2000). В нашем исследовании количество копий и пропорций генов Mycobacterium и Legionella увеличилось после озонирования (рис. 5 и рис. S3). Следовательно, необходимо количественно определить количество потенциальных патогенов с помощью количественной ПЦР, особенно в дезинфицированной воде. Кроме того, для обеспечения безопасности питьевой воды следует использовать более эффективные методы инактивации.

    Временная и пространственная динамика микробных сообществ

    Динамика структур сообщества во всех точках отбора проб и во все моменты времени показана на рисунке 6. Основная ось 1 и основная ось 2 для РПЖ представляют 39,4 и 16,1% вариаций среди выборок соответственно. Образцы биопленки и воды занимали расходящиеся позиции. Пробы воды группировались до постозонирования, затем отчетливо разделялись во время сезонного отбора проб после постозонирования. Сезонные пробы после озонирования имели дисперсионное распределение.Результаты исследования PERMANOVA показали, что пробы, не имеющие существенных различий с двух участков отбора проб, включали сырую воду и стоки предварительного озонирования, стоки предварительного озонирования и осаждения, стоки осаждения и фильтрации песка, стоки фильтрации песка и постозонирования, стоки после озонирования и БАК и БАК. сточные и обеззараженные воды ( P > 0,05). Все эти образцы без существенных различий характеризовались тем, что по крайней мере один образец из каждого места отбора проб был близко сгруппирован (рис. 6).По данным PERMANOVA, дезинфекция была единственным отдельным этапом лечения, который значительно повлиял на бактериальное сообщество ( P < 0,05) (Kim et al., 2013). Таким образом, динамика обеззараженных проб воды отличалась от динамики остальных проб воды (рис. 6). В качестве альтернативы биопленки BAC отделялись от песчаных биопленок, но каждая из них группировалась, несмотря на разную глубину отбора проб и время. Эта динамика биопленки показала, что бактериальные сообщества биопленки были однородными от поверхности до средней части каждого фильтра с высокой стабильностью между разными периодами отбора проб.

    Рисунок 6 . Анализ основных координат (PCoA) образцов с использованием взвешенных показателей UniFrac. Сокращения образцов те же, что и в таблице 2.

    Структура бактериального сообщества на каждом этапе очистки (за исключением стоков после озонирования и фильтрации БАК) была относительно стабильной во время сезонного отбора проб. Разумным объяснением было то, что структура сообщества регулировалась более широкими условиями окружающей среды, чем только температура (Kim et al., 2013; Цвирглмайер и др., 2015). На динамику микробных сообществ больше влияли лечебные процессы, чем сезонные изменения. Предыдущее исследование также показало, что сообщества активного ила были сформированы процессами очистки (Lee et al., 2015). Восприимчивость бактериального сообщества в сточных водах после озонирования к сезонным изменениям может быть связана с сильным воздействием температуры на растворимость и распад озона (Gardoni et al., 2012). По сравнению с изменениями качества воды от высокой дозы озона при постозонировании (1 мг/л), предварительном озонировании (с меньшей дозировкой 0.5 мг/л) мало изменили качество воды, что привело к более стабильному по отношению к сезонным изменениям бактериальному сообществу в сточных водах доозонирования. Группирование образцов до постозонирования продемонстрировало незначительное влияние предварительного озонирования, флокуляции, осаждения и фильтрации песка на изменение микробиома (Li et al., 2017; Xu et al., 2017). Образцы до фильтрации BAC отделялись от образцов после фильтрации BAC, что согласуется с предыдущим выводом о том, что фильтрация сформировала бактериальное сообщество в соответствующих сточных водах (Lautenschlager et al., 2014).

    Изменения функций разложения загрязняющих веществ в процессе очистки

    Результаты анализа образцов с помощью NMDS на основе прогностических функциональных генов показаны на рисунке 7. Образцы воды были диспергированы без явного скопления. Эти функциональные профили не отображали сезонных ассоциаций. Функции образцов биопленки были более стабильными, чем функции образцов воды. Кроме того, кластеризация биопленок песка и ВАС предполагала сходство их функций, несмотря на различия в составе сообществ, что может быть связано с функциональной избыточностью внутри сообществ (Allison and Martiny, 2008). ).

    Рисунок 7 . Анализ NMDS на основе прогностических функциональных генов. Сокращения образцов те же, что и в таблице 2.

    Функциональные профили, связанные с путем KEGG, которые были предсказаны с помощью PICRUSt, можно разделить на несколько функциональных групп, включая метаболизм, обработку генетической информации, клеточные процессы и обработку информации об окружающей среде. Некоторые функции, связанные с разложением загрязняющих веществ, такие как разложение атразина, разложение бисфенола и разложение нафталина, были выявлены в профилях разложения и метаболизма ксенобиотиков в образцах.Изменения функций разложения загрязняющих веществ в процессах очистки в ноябре и мае показаны на рисунке 8. Число последовательностей, отнесенных к разложению загрязняющих веществ, было самым низким и самым высоким в ноябре и мае соответственно. Способность разлагать каждый вид загрязняющих веществ различалась в изобилии. Высокий процент последовательностей был отнесен к разложению аминобензоата, бензоата, капролактама, хлоралкана и нафталина, тогда как низкий процент последовательностей был отнесен к разложению 2,2-бис(4-хлорфенил)-1,1,1-трихлорэтана (ДДТ).Обилие генов, участвующих в биодеградации загрязняющих веществ, в целом снижалось в процессе очистки. Эти функциональные профили, за исключением деградации ДДТ, были наиболее распространены на песчаном фильтре. Эти результаты показали, что микробы в процессах очистки, возможно, участвовали в разложении различных органических загрязнителей и что роль песчаной фильтрации в разложении загрязнителей может быть недооценена. Предыдущее исследование показало, что токсичные химические вещества увеличивают количество микробных метаболических ферментов и метаболических путей (Lu et al., 2017). Корреляция между функциями деградации загрязняющих веществ и концентрацией соответствующих загрязняющих веществ требует дальнейшего изучения.

    Рисунок 8 . Тепловая карта функциональных генов, связанных с разложением загрязняющих веществ, спрогнозированная с помощью PICRUSt в процессе очистки в ноябре и мае. Относительная распространенность каждого функционального гена обозначена интенсивностью цвета с легендой вверху. Верхняя и левая панели показывают иерархическую кластеризацию. Сокращения образцов те же, что и в таблице 2.ДДТ — это сокращение от 2,2-бис(4-хлорфенил)-1,1,1-трихлорэтан.

    Взаимосвязь между бактериальными сообществами и параметрами качества воды

    RDA использовали для анализа взаимосвязей между параметрами окружающей среды и структурами бактериального сообщества (рис. 9). RDA показал, что мутность, аммиачный азот и TOC оказали значительное влияние на профили сообщества ( p <0,01). Аммиачный азот и TOC были связаны с условиями питания (Zhang et al., 2009; Liao et al., 2013). Мутность скорректировала пропорции связанных с частицами и свободноживущих микробных сообществ (Dang and Lovell, 2016). Структура бактериального сообщества в пробах сырой воды и стоков доозонирования положительно коррелирует с рН, мутностью, аммиачным азотом и ООУ с сезонными изменениями. Сила корреляции стоков предозонирования особенно варьировала во время сезонного отбора проб. Бактериальное сообщество в обеззараженной воде положительно коррелировало с DO.

    Рисунок 9 .Анализ избыточности (RDA) основных типов бактерий и параметров окружающей среды. Сокращения образцов те же, что и в таблице 2.

    Таблица 3 показывает, что относительная численность типов бактерий и классов протеобактерий коррелирует с параметрами качества воды. Более высокие температуры были более благоприятны для Alphaproteobacteria, Nitrospirae и Gemmatimonadetes ( p < 0,05 или 0,01), но более вредны для Cyanobacteria ( p < 0.01). Относительные в изобилии актинобактерий, цианобактерии и плоскими образованиями . ( р < 0,05). Actinobacteria, Planctomycetes и Verrucomicrobia были сильными конкурентами в сильно мутной воде ( p < 0.05), но Alphaproteobacteria нет ( p < 0,05). Actinobacteria, Planctomycetes и Verrucomicrobia положительно коррелировали с аммиачным азотом ( p <0,05). И наоборот, Firmicutes, Gammaproteobacteria, Deltaproteobacteria и Euryarchaeota отрицательно коррелировали с аммиачным азотом ( p <0,05). Высокие уровни DO способствовали росту Cyanobacteria ( p <0.01), но ингибировал Actinobacteria и Gemmatimonadetes . Actinobacteria и Verrucomicrobia присутствовали в более высокой относительной численности в средах с высоким содержанием TOC ( p <0,01), тогда как Firmicutes, Euryarchaeota, Gammaproteobacteria и Deltaproteobacteria были более конкурентоспособными в средах с низким содержанием TOC (607 p9TOC4). < 0,05).

    Таблица 3 . Корреляции между параметрами качества воды и относительной численностью преобладающих типов бактерий и классов протеобактерий.

    Alphaproteobacteria относительно более многочисленны при высоких температурах и низкой мутности. Более высокий TOC и мутность в сырой воде благоприятствовали Actinobacteria (Glöckner et al., 2000; Wu et al., 2007), что привело к большему количеству Actinobacteria , чем Alphaproteobacteria . Снижение ТОС и мутности во время обработки уменьшило популяцию Actinobacteria . Точно так же Verrucomicrobia относительно много содержалось в сырой воде и фильтре BAC, где концентрации TOC были выше.Напротив, Firmicutes, Euryarchaeota, Gammaproteobacteria и Deltaproteobacteria адаптировались к средам с низким содержанием общего органического углерода и стали очень многочисленными в очищенной воде. Кроме того, низкие температуры способствовали росту Cyanobacteria , что не согласуется с предыдущими сообщениями о потеплении озера, стимулирующем рост Cyanobacteria (Thomas and Litchman, 2016). Несоответствие может быть результатом различий в оптимальных температурах роста различных Cyanobacteria (Lurling et al., 2013).

    Выводы

    Процессы очистки питьевой воды содержат большое разнообразие бактерий. Proteobacteria, Actinobacteria, Acidobacteria, Planctomycetes и Firmicutes были доминирующими бактериальными типами. Дезинфекция значительно повлияла на структуру бактериального сообщества, в то время как другие процессы обработки, синергетически с их последовательными процессами, повлияли на сообщества. Состав бактериального сообщества в сточных водах после озонирования, сточных водах БАК и обеззараженной воде менялся в зависимости от сезонных изменений.Бактериальные сообщества в воде и биопленках различались, причем последние в основном зависели от фильтрующих материалов. Напротив, биопленки на разных фильтрах имеют схожий функциональный состав и одинаково высокую стабильность. Хотя параметры качества исходной воды сильно различались в разные сезоны, качество очищенной воды оставалось относительно стабильным. Песчаная и BAC-фильтрация эффективно удаляла растворенные органические вещества. Анализ PICRUSt показал, что функциональные гены, связанные с разложением некоторых загрязняющих веществ, широко распространены в процессах очистки, особенно на песочных и BAC-фильтрах.Два рода, Mycobacterium и Legionella , были количественно определены в процессах лечения. Хлор эффективно удалял большинство бактерий, включая некоторые потенциальные патогены, за исключением Mycobacterium . Бактериальный состав определялся взаимодействием всех показателей качества воды, среди которых наиболее важными факторами были мутность, аммиачный азот и ООУ. Это исследование представляло собой всестороннее исследование изменений микробных сообществ на полномасштабной установке по очистке питьевой воды в течение четырех репрезентативных месяцев.В целом, бактерии в процессах очистки составляли относительно стабильную структуру бактериального сообщества, которая способствовала очистке воды. Однако потенциальные патогены, особенно резистентные к дезинфицирующим средствам, представляют угрозу для здоровья населения.

    Вклад авторов

    SY и LL разработали и руководили исследованием. QL и GL разработали эксперименты. QL, ZG и YY провели эксперименты. QL, ZL и GL проанализировали данные. QL написал статью. LR, QX и ML пересмотрели документ.

    Финансирование

    Эта работа финансировалась в рамках крупного национального проекта Министерства науки и технологий Китая (№ 2012ZX07403-001).

    Заявление о конфликте интересов

    Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

    Благодарности

    Благодарим компанию Huayan за помощь в отборе проб.

    Дополнительный материал

    Дополнительный материал к этой статье можно найти в Интернете по адресу: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2017.02465/full#supplementary-material

    Сокращения

    BAC, Биологически активированный уголь; кПЦР, количественная полимеразная цепная реакция; RDA, анализ избыточности; TOC, общий органический углерод; O 3 -BAC, озоно-биологический активированный уголь; DO, растворенный кислород; NGS, секвенирование нового поколения; PICRUSt, Филогенетическое исследование сообществ путем реконструкции ненаблюдаемых состояний; OTU, оперативные таксономические единицы; ACE, оценщик охвата на основе изобилия; PCoA, анализ основных координат; ANOVA, дисперсионный анализ; KEGG, Киотская энциклопедия генов и геномов; NSTI, Индекс ближайших секвенированных таксонов; NMDS, неметрическое многомерное масштабирование; ПЕРМАНОВА, Пермутационный многомерный дисперсионный анализ.

    Ссылки

    Эллисон, С. Д., и Мартини, Дж. Б. (2008). Устойчивость, устойчивость и избыточность в микробных сообществах. Проц. Натл. акад. науч. США 105 (Приложение 1), 11512–11519. doi: 10.1073/pnas.0801925105

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Андерсон, М.Дж., и Уолш, округ Колумбия (2013). PERMANOVA, ANOSIM и тест Мантеля в условиях неоднородных дисперсий: какую нулевую гипотезу вы проверяете? Экол.Моногр . 83, 557–574. дои: 10.1890/12-2010.1

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    АПНА (2011 г.). Стандартные методы исследования воды и сточных вод . Вашингтон, округ Колумбия: Американская ассоциация общественного здравоохранения.

    Белила, А., Эль-Чахтура, Дж., Отаиби, Н., Муйзер, Г., Гонсалес-Гил, Г., Сайкали, П.Е., и др. (2016). Структура бактериального сообщества и вариации в полномасштабной установке по опреснению морской воды для производства питьевой воды. Вода Res .94, 62–72. doi: 10.1016/j.waters.2016.02.039

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Berjeaud, J.M., Chevalier, S., Schlusselhuber, M., Portier, E., Loiseau, C., Aucher, W., et al. (2016). Legionella pneumophila : парадокс высокочувствительного условно-патогенного микроорганизма, передающегося через воду, способного сохраняться в окружающей среде. Фронт. микробиол. 7:486. doi: 10.3389/fmicb.2016.00486.

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Бринкман, Н.E., Haugland, R.A., Wymer, L.J., Byappanahalli, M., Whitman, R.L., and Vesper, S.J. (2003). Оценка экспресс-метода количественной ПЦР в реальном времени для подсчета патогенных клеток Candida в воде. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 69, 1775–1782 гг. doi: 10.1128/AEM.69.3.1775-1782.2003

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Кампер А.К., ЛеШевалье М., Бродэуэй С. и МакФетерс Г. (1986). Бактерии, связанные с частицами гранулированного активированного угля в питьевой воде. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 52, 434–438.

    Реферат PubMed | Академия Google

    Caporaso, J.G., Kuczynski, J., Stombaugh, J., Bittinger, K., Bushman, F.D., Costello, E.K., et al. (2010). QIIME позволяет анализировать данные секвенирования с высокой пропускной способностью. Нац. Методы 7, 335–336. doi: 10.1038/nmeth.f.303

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чен К., Халил С. С., Хуанг Х. и Ву С. Х. (2014).Программное обеспечение для предварительной обработки коротких последовательностей чтения Illumina для секвенирования следующего поколения. Исходный код биол. Мед . 9:8. дои: 10.1186/1751-0473-9-8

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чо, М., Ким, Дж., Ким, Дж. Ю., Юн, Дж., и Ким, Дж. Х. (2010). Механизмы инактивации кишечной палочки некоторыми дезинфицирующими средствами. Вода Res. 44, 3410–3418. doi: 10.1016/j.waters.2010.03.017

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Коул, Дж.R., Wang, Q., Cardenas, E., Fish, J., Chai, B., Farris, R.J., et al. (2009). Проект базы данных рибосом: улучшенное выравнивание и новые инструменты для анализа рРНК. Рез. нуклеиновых кислот . 37, Д141–Д145. doi: 10.1093/nar/gkn879

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Данг, Х.Ю., и Ловелл, Ч.Р. (2016). Микробная колонизация поверхности и развитие биопленки в морской среде. Микробиолог. Мол. биол. Версия . 80, 91–138. doi: 10.1128/ммбр.00037-15

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эдгар, Р. К., Хаас, Б. Дж., Клементе, Дж. К., Айва, К., и Найт, Р. (2011). UCHIME повышает чувствительность и скорость обнаружения химер. Биоинформатика 27, 2194–2200. doi: 10.1093/биоинформатика/btr381

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Эйлер А., Лангенхедер С., Бертилссон С. и Транвик Л. Дж. (2003). Эффективность роста гетеротрофных бактерий и структура сообщества при различных концентрациях природного органического углерода. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 69, 3701–3709. doi: 10.1128/aem.69.7.3701-3709.2003

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Фэн Л., Лю С., Ву В., Ма Дж., Ли П., Сюй Х. и др. (2016). Доминирующие роды цианобактерий в озере Тайху и их связь с факторами окружающей среды. Дж. Микробиол . 54, 468–476. doi: 10.1007/s12275-016-6037-4

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Фонсека, А.C., Саммерс, Р.С., и Эрнандес, М.Т. (2001). Сравнительные измерения микробной активности в биофильтрах питьевой воды. Вода Res . 35, 3817–3824. doi: 10.1016/s0043-1354(01)00104-x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Гардони, Д., Вайлати, А., и Канциани, Р. (2012). Распад озона в воде: обзор. Научный озон. Eng . 34, 233–242. дои: 10.1080/01919512.2012.686354

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Глекнер, Ф.О., Зайчиков Е., Белькова Н., Денисова Л., Пернталер Дж., Пернталер А. и др. (2000). Сравнительный анализ 16S рРНК озерного бактериопланктона выявляет глобально распределенные филогенетические кластеры, включающие многочисленную группу актинобактерий. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 66, 5053–5065. doi: 10.1128/aem.66.11.5053-5065.2000

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Гомес-Альварес, В., Реветта, Р. П., и Доминго, Дж. В. С. (2012). Метагеномный анализ питьевой воды, подвергнутой различным видам дезинфекции. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 78, 6095–6102. doi: 10.1128/aem.01018-12

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хейс-Ларсон, Э. Л., и Митч, В. А. (2010). Влияние способа добавления реагентов на образование дихлорацетонитрила при хлораминировании. Окружающая среда. науч. Технол . 44, 700–706. дои: 10.1021/es

    12

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хедегаард, М. Дж., и Альбрехтсен, Х.Дж. (2014). Удаление микробных пестицидов в быстрых песчаных фильтрах для очистки питьевой воды – потенциал и кинетика. Вода Res . 48, 71–81. doi: 10.1016/j.waters.2013.09.024

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хираи Дж., Нагаи С. и Хидака К. (2017). Оценка метагенетического анализа сообщества планктонных копепод с использованием Illumina MiSeq: сравнение с морфологической классификацией и метагенетическим анализом с использованием Roche 454. PLoS ONE 12:e0181452.doi: 10.1371/journal.pone.0181452

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Холинджер, Э. П., Росс, К. А., Робертсон, К. Э., Стивенс, М. Дж., Харрис, Дж. К., и Пейс, Н. Р. (2014). Молекулярный анализ микробиологических свойств питьевой воды в точках потребления. Вода Res . 49, 225–235. doi: 10.1016/j.waters.2013.11.027

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Хант, Н.К., и Маринас, Б.Дж. (1999). Инактивация кишечной палочки озоном: химическая и кинетика инактивации. Вода Res . 33, 2633–2641. doi: 10.1016/s0043-1354(99)00115-3

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Hutalle-Schmelzer, K.M., Zwirnmann, E., Krueger, A., and Grossart, H.P. (2010). Обогащение и культивирование пелагических бактерий из гумусового озера с использованием добавок фенола и гуминовых веществ. FEMS Microbiol. Экол . 72, 58–73. doi: 10.1111/j.1574-6941.2009.00831.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ким, Т.Г., Юн Дж., Хонг С.Х. и Чо К.С. (2014). Влияние температуры воды и обратной промывки на бактериальную популяцию и сообщество в биологическом процессе с активированным углем на водоочистных сооружениях. Заяв. микробиол. Биотехнолог . 98, 1417–1427. doi: 10.1007/s00253-013-5057-9

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ким, Т. С., Чон, Дж. Ю., Уэллс, Г. Ф., и Парк, Х. Д. (2013). Общие и редкие таксоны бактерий, демонстрирующие различные временные динамические модели в биореакторе с активным илом. Заяв. микробиол. Биотехнолог . 97, 1755–1765. doi: 10.1007/s00253-012-4002-7

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Langille, M.G., Zaneveld, J., Caporaso, J.G., McDonald, D., Knights, D., Reyes, J.A., et al. (2013). Прогностическое функциональное профилирование микробных сообществ с использованием последовательностей маркерных генов 16S рРНК. Нац. Биотехнолог . 31, 814–821. doi: 10.1038/nbt.2676

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    ЛаПара, Т.М., Уилкинсон К., Стрейт Дж. М., Хозальский Р. М., Садовски М. Дж. и Гамильтон М. Дж. (2015). Бактериальные сообщества полномасштабных биологически активных гранулированных фильтров с активированным углем стабильны и разнообразны и потенциально содержат новые микроорганизмы, окисляющие аммиак. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 81, 6864–6872. doi: 10.1128/aem.01692-15

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лаутеншлагер К., Хван К., Линг Ф., Лю В. Т., Бун Н., Köster, O., et al. (2014). Численность и состав аборигенных бактериальных сообществ в многоступенчатой ​​биофильтрационной установке очистки питьевой воды. Вода Res . 62, 40–52. doi: 10.1016/j.waters.2014.05.035

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Lautenschlager, K., Hwang, C., Liu, W.T., Boon, N., Köster, O., Vrouwenvelder, H., et al. (2013). Основанный на микробиологии многопараметрический подход к оценке биологической стабильности в сетях распределения питьевой воды. Вода Res . 47, 3015–3025. doi: 10.1016/j.waters.2013.03.002

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ли, Дж., и Дайнингер, Р.А. (2000). Выживаемость бактерий после озонирования. Научный озон. Eng . 22, 65–75. дои: 10.1080/01919510008547229

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ли, С. Х., Канг, Х. Дж., и Парк, Х. Д. (2015). Влияние сообществ поступающих сточных вод на изменение во времени сообществ активного ила. Вода Res . 73, 132–144. doi: 10.1016/j.waters.2015.01.014

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    LeLacheur, R.M., and Glaze, WH (1996). Реакции озона и гидроксильных радикалов с серином. Окружающая среда. науч. Технол . 30, 1072–1080. дои: 10.1021/es940544z

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ли К., Линг Ф., Чжан М., Лю В. Т., Ли Ю. и Лю В. (2017). Характеристика динамики бактериального сообщества в полномасштабной установке очистки питьевой воды. Дж. Окружающая среда. Наука . 51, 21–30. doi: 10.1016/j.jes.2016.05.042

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ли, X., Упадхьяя, Г., Юэн, В., Браун, Дж., Моргенрот, Э., и Раскин, Л. (2010). Изменение структуры и функции микробных сообществ в биореакторах очистки питьевой воды при добавлении фосфора. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 76, 7473–7481. doi: 10.1128/aem.01232-10.

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ли, Ю.П., Тан, С.Ю., Ю, З.Б., и Ачарья, К. (2014). Взаимосвязь между водорослями и качеством воды: факторы, вызывающие эвтрофикацию в озере Тайху, Китай. Междунар. Дж. Окружающая среда. науч. Технол . 11, 169–182. doi: 10.1007/s13762-013-0436-4.

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ляо, X., Чен, С., Ван, З., Ван, Р., Чанг, С.-Х., Чжан, X., и соавт. (2013). Пиросеквенирование бактериальных сообществ в биофильтрах питьевой воды, получающих разнотипные стоки. Процесс Биохим . 48, 703–707. doi: 10.1016/j.procbio.2013.02.033

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Лин, В., Ю, З., Чжан, Х., и Томпсон, И. П. (2014). Разнообразие и динамика микробных сообществ на каждой ступени очистных сооружений для получения питьевой воды. Вода Res . 52, 218–230. doi: 10.1016/j.waters.2013.10.071

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ломан, Нью-Джерси, Мисра, Р.В., Даллман, Т.J., Constantinidou, C., Gharbia, S.E., Wain, J., et al. (2012). Сравнение производительности настольных высокопроизводительных платформ для секвенирования. Нац. Биотехнолог . 30, 434–439. doi: 10.1038/nbt.2198

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лу, Х.М., Чен, К., и Чжэн, Т.Л. (2017). Метагеномное понимание влияния химических загрязнителей на состав и функции микробного сообщества в эстуарных отложениях, получающих загрязненную речную воду. Микроб.Экол . 73, 791–800. doi: 10.1007/s00248-016-0868-8

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Лурлинг М., Эшету Ф., Фаассен Э. Дж., Костен С. и Хузар В. Л. М. (2013). Сравнение скорости роста цианобактерий и зеленых водорослей при разных температурах. Свежесть. Биол . 58, 552–559. doi: 10.1111/j.1365-2427.2012.02866.x

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Мартини А.С., Альбрехтсен Х.Дж., Арвин Э. и Молин С.(2005). Идентификация бактерий в пробах биопленки и объемной воды из нехлорированной модельной системы распределения питьевой воды: обнаружение большой популяции, окисляющей нитрит, связанной с Nitrospira spp. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 71, 8611–8617. doi: 10.1128/aem.71.12.8611-8617.2005

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ми, З., Дай, Ю., Се, С., Чен, К., и Чжан, X. (2015). Влияние дезинфекции на биопленочное бактериальное сообщество питьевой воды. Дж. Окружающая среда. Наука . 37, 200–205. doi: 10.1016/j.jes.2015.04.008

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Назарян, Э. Дж., Бопп, Д. Дж., Сэйлорс, А., Лимбергер, Р. Дж., и Массер, К. А. (2008). Разработка и внедрение протокола для обнаружения Legionella в клинических образцах и образцах из окружающей среды. Диагн. микробиол. Заразить. Дис . 62, 125–132. doi: 10.1016/j.diagmicrobio.2008.05.004

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ньютон, Р.Дж., Джонс, С.Э., Эйлер, А., МакМахон, К.Д., и Бертилссон, С. (2011). Путеводитель по естественной истории бактерий пресноводных озер. Микробиолог. Мол. биол. Версия . 75, 14–49. doi: 10.1128/mmbr.00028-10

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Нойс Г.Л., Фулторп Р., Горголевски А., Хазлетт П., Хонги Т. и Базилико Н. (2016). Микробная реакция почвы на добавление древесной золы и лесной пожар в управляемых лесах Онтарио. Заяв. Грунт Экол .107, 368–380. doi: 10.1016/j.apsoil.2016.07.006

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Панг, Ю. К., Си, Дж. Ю., Сюй, Ю., Хуо, З. Ю. и Ху, Х. Ю. (2016). Сдвиги живых бактериальных сообществ во вторичных сточных водах при дезинфекции хлором, выявленные с помощью высокопроизводительного секвенирования Miseq в сочетании с обработкой моноазидом пропидия. Заяв. микробиол. Биотехнолог . 100, 6435–6446. doi: 10.1007/s00253-016-7452-5

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Парфенова В.В., Гладких А.С., Белых О.И. (2013). Сравнительный анализ биоразнообразия планктонных и биопленочных бактериальных сообществ оз. Байкал. Микробиология 82, 91–101. дои: 10.1134/s0026261713010128

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Пинто, А. Дж., Си, К., и Раскин, Л. (2012). Структура бактериального сообщества в микробиоме питьевой воды регулируется процессами фильтрации. Окружающая среда. науч. Технол . 46, 8851–8859. дои: 10.1021/es302042t

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Прест, Э.I., Hammes, F., van Loosdrecht, M.C., и Vrouwenvelder, JS (2016). Биологическая стабильность питьевой воды: контролирующие факторы, методы и проблемы. Фронт. микробиол. 7:45. doi: 10.3389/fmicb.2016.00045

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Цинь, Ю.Ю., Ли, Д.Т., и Ян, Х. (2007). Исследование общего состава бактериального и аммиакокисляющего бактериального сообщества в полномасштабном аэрируемом погружном биопленочном реакторе для предварительной обработки питьевой воды в Китае. FEMS Microbiol. Письмо . 268, 126–134. doi: 10.1111/j.1574-6968.2006.00571.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Радомски, Н., Лукас, Ф.С., Мойлерон, Р., Камбау, Э., Хенн, С., и Мулен, Л. (2010). Разработка метода количественной ПЦР в реальном времени для обнаружения и подсчета Mycobacterium spp. в поверхностных водах. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 76, 7348–7351. doi: 10.1128/AEM.00942-10

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Шлосс, П.D., Westcott, S.L., Ryabin, T., Hall, J.R., Hartmann, M., Hollister, E.B., et al. (2009). Представляем mothur: открытое, независимое от платформы, поддерживаемое сообществом программное обеспечение для описания и сравнения микробных сообществ. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 75, 7537–7541. doi: 10.1128/aem.01541-09

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Schmeisser, C., Stöckigt, C., Raasch, C., Wingender, J., Timmis, K.N., Wenderoth, D.F., et al. (2003). Обзор метагенома биопленок в сетях питьевой воды. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 69, 7298–7309. doi: 10.1128/aem.69.12.7298-7309.2003

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Серве П., Биллен Г. и Буйо П. (1994). Биологическая колонизация гранулированных фильтров с активированным углем при очистке питьевой воды. Дж. Окружающая среда. англ. 120, 888–899. doi: 10.1061/(начало)0733-9372(1994)120:4(888)

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Шу, Д., Хе, Ю., Юэ, Х., и Ван, К.(2016). Метагеномный и количественный анализ микробных сообществ и функциональных генов круговорота азота и железа в двенадцати системах очистки сточных вод. Хим. англ. Дж . 290, 21–30. doi: 10.1016/j.cej.2016.01.024

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Simoes, L.C., и Simoes, M. (2013). Биопленки в питьевой воде: проблемы и решения. RSC Adv . 3, 2520–2533. дои: 10.1039/c2ra22243d

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Синклер, Л., Осман, О.А., Бертилссон, С., и Эйлер, А. (2015). Состав и разнообразие микробного сообщества через ампликоны гена 16S рРНК: оценка платформы Illumina. PLoS ONE 10:116955. doi: 10.1371/journal.pone.0116955

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Смит, Д. П., и Пи, К. Г. (2014). Глубина последовательности, а не репликация с помощью ПЦР, улучшает экологические выводы из секвенирования ДНК следующего поколения. PLoS ONE 9:

    . doi: 10.1371/журнал.пон.00

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Стейли, К., Гулд, Т.Дж., Ван, П., Филлипс, Дж., Котнер, Дж.Б., и Садовски, М.Дж. (2015). Сортировка видов и сезонная динамика в первую очередь формируют бактериальные сообщества в верхнем течении реки Миссисипи. науч. Всего окружающей среды . 505, 435–445. doi: 10.1016/j.scitotenv.2014.10.012

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Стэниш, Л. Ф., Халл, Н. М., Робертсон, К. Э., Харрис, Дж.К., Стивенс, М.Дж., Спир, Дж.Р., и соавт. (2016). Факторы, влияющие на бактериальное разнообразие и состав сообществ в городских питьевых водах в бассейне реки Огайо, США. PLoS ONE 11:e157966. doi: 10.1371/journal.pone.0157966

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Stewart, M.H., Wolfe, R.L., and Means, E.G. (1990). Оценка бактериологической активности при обработке питьевой воды гранулированным активированным углем. Заяв.Окружающая среда. Микробиол . 56, 3822–3829.

    Реферат PubMed | Академия Google

    Судзуки, М.Т., Тейлор, Л.Т., и Делонг, Э.Ф. (2000). Количественный анализ генов рРНК малых субъединиц в смешанных микробных популяциях с помощью анализа 5′-нуклеазы. Заяв. Окружающая среда. Микробиол . 66, 4605–4614. doi: 10.1128/aem.66.11.4605-4614.2000

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Тан Б., Нг К., Ншимимана Дж. П., Лох Л. Л., Джин К. Ю.Х. и Томпсон, Дж. Р. (2015). Секвенирование следующего поколения (NGS) для оценки микробного качества воды: текущий прогресс, проблемы и будущие возможности. Фронт. микробиол. 6:1027. doi: 10.3389/fmicb.2015.01027

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Taylor, R.H., Falkinham, J.O., Norton, C.D., and LeChevallier, M.W. (2000). Чувствительность Mycobacterium avium к хлору, хлорамину, диоксиду хлора и озону. Заяв. Окружающая среда.Микробиол . 66, 1702–1705 гг. doi: 10.1128/aem.66.4.1702-1705.2000

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Томас, М.К., и Личман, Э. (2016). Влияние температуры и доступности азота на рост инвазивных и местных цианобактерий. Гидробиология 763, 357–369. doi: 10.1007/s10750-015-2390-2

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Варевийк, М. Дж., Хайс, Г., Паломино, Дж. К., Свингс, Дж., и Портаэлс, Ф.(2005). Микобактерии в системах питьевого водоснабжения: экология и значение для здоровья человека. Женский микробиол. Версия . 29, 911–934. doi: 10.1016/j.femsre.2005.02.001

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ван, Х., Мастерс, С., Эдвардс, М. А., Фолкинхэм, Дж. О. III., и Пруден, А. (2014). Влияние дезинфицирующих средств, возраста воды и материалов труб на структуру бактериального и эукариотического сообщества в биопленке питьевой воды. Окружающая среда. науч.Технол . 48, 1426–1435. дои: 10.1021/es402636u

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Wu, X., Xi, W.Y., Ye, W.J. и Yang, H. (2007). Состав бактериального сообщества неглубокого гипертрофированного пресноводного озера в Китае, выявленный с помощью последовательностей гена 16S рРНК. FEMS Microbiol. Экол . 61, 85–96. doi: 10.1111/j.1574-6941.2007.00326.x

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Сюй, Дж., Тан, В., Ма, Дж.и Ван, Х. (2017). Сравнение изменений микробного сообщества в двух параллельных многоступенчатых процессах очистки питьевой воды. Заяв. микробиол. Биотехнолог . 101, 5531–5541. doi: 10.1007/s00253-017-8258-9

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Ян, Б.М., Лю, Дж.К., Чиен, К.С., Сурампалли, Р.Ю., и Као, К.М. (2011). Вариации AOC и микробного разнообразия на передовых водоочистных сооружениях. Дж. Гидрол . 409, 225–235. дои: 10.1016/ж.жгидрол.2011.08.022

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ян, Дж. Х., Ма, Дж., Сонг, Д., Чжай, X. Д., и Конг, X. Дж. (2016). Влияние предварительного озонирования на биоактивность и биоразнообразие последующих биофильтров в условиях низких температур. Экспериментальное исследование. Фронт. Окруж. науч. Eng . 10:5. doi: 10.1007/s11783-016-0844-z

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Ю, С., Лин, Т., и Чен, В. (2014). Фотокаталитическая инактивация ассоциированных с частицами Escherichia coli с использованием УФ/TiO 2 . RSC Adv . 4, 31370–31377. дои: 10.1039/C4RA04061A

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цзэн, Д. Н., Фань, З. Ю., Чи, Л., Ван, X., Цюй, В. Д., и Цюань, З. Х. (2013). Анализ бактериальных сообществ, связанных с различными процессами очистки питьевой воды. World J. Microbiol. Биотехнолог . 29, 1573–1584. doi: 10.1007/s11274-013-1321-5

    Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

    Чжан Ю., Ли П.и Чжоу, Л. (2015). Исследование высвобождения HPC и частиц в процессах озонирования и биологического активированного угля. Хим. англ. Дж . 276, 37–43. doi: 10.1016/j.cej.2015.04.062

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Чжан Ю., Лав Н. и Эдвардс М. (2009). Нитрификация в системах питьевого водоснабжения. Крит. Преподобный Окружающая среда. науч. Технол . 39, 153–208. дои: 10.1080/10643380701631739

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цварт, Г., Крамп Б.С., Агтервельд М., Хаген Ф. и Хан С.К. (2002). Типичные пресноводные бактерии: анализ доступных последовательностей генов 16S рРНК из планктона озер и рек. Аква. микроб. Экол . 28, 141–155. дои: 10.3354/ame028141

    Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

    Цвирглмайер К.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.