นาโนซิลเวอร์ สำหรับบำบัดน้ำในเขตเมือง
ประสิทธิภาพของไอออนเงิน (ไอออนเงิน) (ที่ผลิตจากเกลือเงิน [ซิลเวอร์ไนเตรต, ซิลเวอร์คลอไรด์ (AgCl)] หรือผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิส) ได้รับการทดสอบกับแบคทีเรียหลายชนิดแล้ว การหยุดการทำงานนั้นได้รับการประเมินโดยหลักแล้วด้วยการลดจำนวนแบคทีเรียลง log10 ความเข้มข้นของแบคทีเรียเริ่มต้นมีตั้งแต่ 3.5 เซลล์/มล. ถึง 1.5 x 107 เซลล์/มล. การศึกษาเดี่ยวได้ตรวจสอบผลกระทบของซิลเวอร์ไนเตรตต่อแบคทีเรียโฟจ (De Gusseme et al., 2010) และโอโอซิสต์ของคริปโตสปอริเดียม (Abebe et al., 2015)
ฮวางและคณะ (2007) ตรวจสอบประสิทธิภาพของไอออนเงิน (สูงถึง 100 µg/L) ที่ได้จากซิลเวอร์ไนเตรต ต่อแบคทีเรีย Legionella pneumophila, Pseudomonas aeruginosa และ Escherichia coli (ทั้งหมดที่ 1.5 x 107 เซลล์/มล.) ในน้ำดื่มสังเคราะห์ (pH) 7 อุณหภูมิ 25 ᵒC – องค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดตามที่ระบุไว้ใน Hwang et al., 2006) หลังจากได้รับความเข้มข้นของเงินสูงสุดเป็นเวลาสามชั่วโมง มีรายงานการลดลง log10 ดังต่อไปนี้:
2.4 การลด log10 – L. pneumophila;
การลด 4 log10 – P. aeruginosa;
การลด 7 log10 – E. coli
งานที่คล้ายกันนี้ทำโดย Huang et al. (2008) ซึ่งศึกษาประสิทธิภาพของไอออนเงินที่ได้จากซิลเวอร์คลอไรด์ต่อ 3 x 106 หน่วยสร้างโคโลนี (cfu)/มล. ของ P. aeruginosa, Stenotrophomonas maltophilia และ Acinetobacter baumannii พบว่า P. aeruginosa ลดลง 5 log10 เมื่อใช้ Ag 80 µg/L (ความเข้มข้นสูงสุดที่ใช้) หลังจากผ่านไป 12 ชั่วโมง S. maltophilia มีความไวต่อ Ag มากขึ้น โดยมีการลดลง 5 log10 หลังจากสัมผัสกับ 80 µg/L เป็นเวลา 6 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม สำหรับ A. baumannii การลดลง 5 log10 นั้นเห็นได้หลังจากการสัมผัสกับ Ag 80 µg/L เป็นเวลา 72 ชั่วโมงเท่านั้น
ซิลเวสทรี-โรดริเกซ และคณะ (2007) ศึกษาการทำให้ P. aeruginosa และ Aeromonas hydrophila ไม่ทำงานโดยใช้เงินในน้ำประปา เพื่อประเมินศักยภาพการใช้เงินเป็นสารฆ่าเชื้อรองเพื่อทดแทนหรือลดระดับคลอรีน น้ำประปาที่ผ่านการกำจัดคลอรีนแล้ว (จากแหล่งน้ำใต้ดิน) ได้รับการเติมแบคทีเรีย 106 cfu/mL และเติมซิลเวอร์ไนเตรตในความเข้มข้น 100 µg/L (0.1 ppm) การทดลองดำเนินการที่ pH 7 และ pH 9 ที่อุณหภูมิ 24 ᵒC สำหรับแบคทีเรียทั้งสองชนิดและที่อุณหภูมิ 4 ᵒC สำหรับ P. aeruginosa นอกจากนี้ ยังได้เติมกรดฮิวมิก 3 มก./ล. ลงในน้ำประปาที่ปราศจากคลอรีน (เพื่อจำลองน้ำผิวดิน) การทำให้แบคทีเรียไม่ทำงานนั้นขึ้นอยู่กับเวลาและอุณหภูมิ เมื่อสัมผัสกับเงิน 100 µg/L ที่อุณหภูมิ 24 ᵒC เป็นเวลา 8 ถึง 9 ชั่วโมง แบคทีเรียทั้งสองชนิดลดลงมากกว่า 6 log10 (ที่อุณหภูมิ 4 ᵒC แบคทีเรีย P. aeruginosa ลดลง 4.5 log10 หลังจากผ่านไปเพียง 24 ชั่วโมงเท่านั้น) พบว่าเงินมีประสิทธิภาพเกือบเท่ากันในการลดแบคทีเรียในสภาพที่มีกรดฮิวมิก (การลด 5.5 log10 สำหรับ P. aeruginosa ที่ pH 7, 24 ᵒC หลังจาก 8 ชั่วโมงในสภาพที่มีกรดฮิวมิก 3 มก./ล.) กลุ่มนี้ยังพิจารณาถึงศักยภาพในการสัมผัสกับเงิน (100 µg/L) เพื่อลดการก่อตัวของไบโอฟิล์มในระบบจ่ายน้ำดื่ม (Silvestry-Rodriguez et al., 2008) ในบทบาทนี้ พบว่าเงินไม่มีประสิทธิภาพ และไม่มีความแตกต่างระหว่างการบำบัดด้วยเงินและการควบคุม
นาโนซิลเวอร์ สำหรับบำบัดน้ำในโรงพยาบาล
การแตกตัวของเงินมักใช้เพื่อควบคุมแบคทีเรีย Legionella ในระบบจ่ายน้ำร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมของโรงพยาบาล การศึกษาที่รายงานในหัวข้อย่อยนี้โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับระบบที่ใช้งานและมีแนวโน้มที่จะประเมินตัวอย่างเพื่อดูการมีอยู่/ไม่มีอยู่ของสิ่งมีชีวิตที่สนใจ แทนที่จะใช้การวิเคราะห์เชิงปริมาณเพื่อกำหนดการลดลงของ log10 โดยทั่วไปยอมรับกันว่าควรตรวจสอบระดับไอออนเป็นประจำและรักษาระดับในความเข้มข้นที่กำหนด (USEPA, 2015; WHO, 2007) งานวิจัยที่ตีพิมพ์แสดงให้เห็นว่าต้องใช้เงินในระดับ 0.01 ถึง 0.08 มก./ล. เพื่อให้มีประสิทธิภาพสูงสุด (Cachafeiro et al., 2007; Lin et al., 2011) หลิว และคณะ (พ.ศ. 2541) ตรวจสอบการใช้งานเป็นระยะๆ ของระบบไอออไนเซชันเงินตัวเดียวในระบบน้ำร้อนของอาคาร 2 หลัง สถานที่ห่างไกล 20 แห่งในแต่ละอาคารได้รับการทดสอบเชื้อ Legionella ก่อนเริ่มการแตกตัวเป็นไอออน และทุกเดือนหลังการติดตั้ง การกำจัดเชื้อแบคทีเรีย Legionella จะใช้เวลา 4 ถึง 12 สัปดาห์ ภายหลังหยุดการฆ่าเชื้อ (16 สัปดาห์) การสร้างอาณานิคมใหม่จะไม่เกิดขึ้นอีกเป็นเวลา 6 ถึง 12 สัปดาห์ (ขึ้นอยู่กับสถานที่เก็บตัวอย่าง) ในอาคารแรกและ 8 ถึง 12 สัปดาห์ในอาคารที่สอง อาคารควบคุม (ที่ไม่แตกตัวเป็นไอออน) ยังคงเป็นบวกสำหรับ Legionella ตลอดช่วงการศึกษา
ในปี พ.ศ. 2546 Stout & Yu (2003) รายงานการสำรวจโรงพยาบาล 16 แห่งแรกในสหรัฐอเมริกาที่ติดตั้งระบบไอออไนเซชันเงินเพื่อควบคุมแบคทีเรีย Legionella ก่อนการติดตั้ง โรงพยาบาลทุกแห่งรายงานกรณีโรคเลจิโอแนร์ที่เกิดขึ้นในโรงพยาบาล และ 75% ได้ลองใช้วิธีการฆ่าเชื้อแบบอื่นแล้ว การสำรวจทางไปรษณีย์ 2 ครั้ง (พ.ศ. 2538 และ พ.ศ. 2543) รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการติดตามสิ่งแวดล้อมของ
เลจิโอเนลลา การระบุโรคเลจิโอเนลลาที่เกิดขึ้นในโรงพยาบาล การติดตาม และการบำรุงรักษาระบบการแตกตัวของเงิน มีการเฝ้าระวังเชื้อ Legionella ในโรงพยาบาล 15 แห่งจากทั้งหมด 16 แห่งในทั้งสองช่วงเวลา แม้ว่าความถี่ของการเฝ้าระวังจะลดลงอย่างเห็นได้ชัดในการสำรวจครั้งที่สอง (โรงพยาบาล 9 ใน 16 แห่งรายงานการเฝ้าระวังรายเดือนหรือรายไตรมาสในปี 1995 เมื่อเปรียบเทียบกับโรงพยาบาลเพียง 4 ใน 16 แห่งที่รายงานการเฝ้าระวังรายไตรมาสในปี 2000) โรงพยาบาล 15/16 แห่งรายงานการตรวจติดตามความเข้มข้นของเงินตามปกติ (ไม่ระบุรายละเอียด) ในปี 2538 ไม่มีการนำเสนอข้อมูลสำหรับการสำรวจในปี 2543 การตั้งรกรากของแบคทีเรีย Legionella ในพื้นที่น้ำห่างไกลเกิดขึ้นน้อยลงหลังจากติดตั้งเครื่องสร้างไอออนเงิน (โรงพยาบาล 7 ถึง 8 แห่งรายงานว่าไม่มีผลบวกในพื้นที่เฝ้าระวัง และโรงพยาบาลที่เหลือรายงานว่ามีระดับผลบวก 30% หรือต่ำกว่า) มีรายงานกรณีเดียว (ทันทีหลังการติดตั้ง) ของโรคเลจิโอแนร์ที่เกิดขึ้นในโรงพยาบาลจากโรงพยาบาลที่สำรวจหลังจากการแตกตัวของเงิน
ศักยภาพของ นาโนซิลเวอร์ สำหรับการบำบัดน้ำดื่มในครัวเรือน
ขณะนี้มีการสำรวจศักยภาพของอนุภาคนาโนเงินในการฆ่าเชื้อน้ำดื่ม POU ในครัวเรือนอย่างกว้างขวาง โดยส่วนใหญ่ใช้ร่วมกับกระบวนการกรอง สื่อหรือสารตั้งต้นที่ใช้สำหรับอนุภาคนาโนมีความแตกต่างกันอย่างมากและรวมไปถึงการเคลือบโฟมโพลียูรีเทน (Jain & Pradeep, 2005), เส้นใยแก้ว (Nangmenyi et al., 2009), ลูกปัดโคพอลิเมอร์ (Gangadharan et al., 2010), กระดาษ (Dankovich & Gray, 2011), ลูกปัดโพลีสไตรีน (Mthombeni et al., 2012), ลูกปัดอัลจิเนตคอมโพสิต (Lin et al., 2013), เซรามิกส์ (Lv et al., 2009), ทิเชียนเนีย (Liu et al., 2012), คาร์บอนกัมมันต์สังเคราะห์ที่ผสมแมกนีไทต์ (Valušová et al., 2012) และตัวพาแบคทีเรีย (De Gusseme et al., 2010; 2011) เนื่องจากจุดเน้นที่นี่อยู่ที่ประสิทธิภาพของเงินในการฆ่าเชื้อในน้ำ ดังนั้นด้านล่างจะพิจารณาเฉพาะการศึกษาที่สามารถแยกแยะประสิทธิภาพการกรองจากประสิทธิภาพการกรองเท่านั้น นอกเหนือจากการพิจารณาค่า LRV ของจุลินทรีย์ที่สัมผัสกับวัสดุทดสอบแล้ว การศึกษาบางกรณียังกำหนดโซนของการยับยั้งด้วย
Jain & Pradeep (2005) โฟมโพลียูรีเทนเคลือบด้วยอนุภาคนาโนเงินที่ทำให้คงตัวด้วยไตรโซเดียมซิเตรต ประสิทธิภาพในการต่อต้านเชื้อแบคทีเรียได้รับการประเมินโดยการเติมฟองน้ำที่ได้รับการบำบัดด้วย นาโนซิลเวอร์ หรือไม่ได้รับการบำบัดลงในสารแขวนลอยของ E. coli (105–106 cfu/mL) และประเมินการเจริญเติบโตของแบคทีเรียหลังจากเวลาสัมผัส 5 หรือ 10 นาที ไม่มีการสังเกตการเจริญเติบโตของแบคทีเรียในตัวอย่างที่สัมผัสกับโพลียูรีเทนที่ผ่านการบำบัดด้วย นาโนซิลเวอร์ ในขณะที่ตัวอย่างโพลียูรีเทนที่ไม่ได้รับการบำบัดนั้นแสดงให้เห็นถึง “การเจริญเติบโตอย่างมีนัยสำคัญ” นอกจากนี้ ไม่พบการเติบโตของ E. coli บนแผ่นวุ้นใต้ฟองน้ำที่ผ่านการบำบัดด้วยอนุภาคนาโนเงินในโซนทดสอบการยับยั้ง ตัวกรองต้นแบบได้ถูกสร้างขึ้นโดยใช้โฟมที่ผ่านการบำบัด ซึ่งพบว่ามีประสิทธิผลในการกำจัดการเติบโตของเชื้อ E. coli แต่ไม่มีข้อมูลเทียบเท่าสำหรับโฟมที่ไม่ได้รับการบำบัด ซึ่งทำให้ยากต่อการระบุส่วนสนับสนุนของการบำบัดด้วยเงิน
ผู้เขียนหลักของสิ่งพิมพ์นี้คือ:
ลอร์นา ฟิวเทรลล์ มหาวิทยาลัยอาเบอริสวิธ สหราชอาณาจักร (UK)
Ruth Bevan, IEH Consulting, สหราชอาณาจักร
บุคคลหลายรายมีส่วนร่วมในการพัฒนาเอกสารนี้ผ่านการมีส่วนร่วมในการประชุม การตรวจสอบโดยเพื่อนร่วมงาน และ/หรือการให้ข้อมูลเชิงลึกและการเขียน รวมถึง:
———-
- มาริ อาซามิ สถาบันสุขภาพสาธารณะแห่งชาติ ประเทศญี่ปุ่น
โซฟี บัวซอง องค์การอนามัยโลก สวิตเซอร์แลนด์
จูลี บอร์ดอน-ลาคอมบ์ กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา แคนาดา
โจ บราวน์ ที่ปรึกษา สถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย สหรัฐอเมริกา (USA)
Enrique Calderon, Agua และ Saneamientos อาร์เจนตินา อาร์เจนตินา
ฟิลิป คัลแลน ที่ปรึกษา ออสเตรเลีย
Joesph Cotruvo, Joseph Cotruvo and Associates LLC, สหรัฐอเมริกา
เดวิด คันลิฟฟ์, เซาท์ออสเตรเลีย เฮลธ์, ออสเตรเลีย
Lesley D’Anglada สำนักงานปกป้องสิ่งแวดล้อมแห่งสหรัฐอเมริกา (USEPA) สหรัฐอเมริกา
Ana Maria de Roda Husman สถาบันสุขภาพสาธารณะและสิ่งแวดล้อมแห่งชาติ (RIVM) ประเทศเนเธอร์แลนด์
Alexander Eckhardt, Umweltbundesamt (หน่วยงานสิ่งแวดล้อมแห่งสหพันธ์) ประเทศเยอรมนี
จอห์น ฟาเวลล์ ศาสตราจารย์รับเชิญ มหาวิทยาลัยแครนฟิลด์ สหราชอาณาจักร
ชาร์ลส์ เกอร์บา มหาวิทยาลัยอริโซนา สหรัฐอเมริกา
มิเชล กิดดิงส์ กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา แคนาดา
อากิฮิโกะ ฮิโรเสะ สถาบันวิทยาศาสตร์สุขภาพแห่งชาติ ประเทศญี่ปุ่น
พอล ฮันเตอร์ มหาวิทยาลัยอีสต์แองเกลีย สหราชอาณาจักร
Daniel Lantagne, มหาวิทยาลัยทัฟท์ส สหรัฐอเมริกา
ฝรั่งเศส เลอมิเออซ์ กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา แคนาดา
บัตซิไร มาจูรู องค์การอนามัยโลก สวิตเซอร์แลนด์
โยชิฮิโกะ มัตสึอิ มหาวิทยาลัยฮอกไกโด ประเทศญี่ปุ่น
ปีเตอร์ มาร์สเดน ผู้ตรวจสอบน้ำดื่ม สหราชอาณาจักร
Rory Moses McKeown, WHO, สวิตเซอร์แลนด์
Gertjan Medema สถาบันวิจัยวงจรน้ำ KWR และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเดลฟต์ ประเทศเนเธอร์แลนด์
เบตต์ มีค มหาวิทยาลัยออตตาวา ประเทศแคนาดา
แม็กกี้ มอนต์โกเมอรี องค์การอนามัยโลก สวิตเซอร์แลนด์
ชุน นัม ออง มหาวิทยาลัยแห่งชาติสิงคโปร์ สิงคโปร์
Santhini Ramasamy, USEPA, สหรัฐอเมริกา
วิลเลียม โรเบิร์ตสัน ที่ปรึกษา Watermicrobe ประเทศแคนาดา
สตีฟ ชิร่า ลิควิเทค สหรัฐอเมริกา
Shane Snyder, มหาวิทยาลัยอริโซนา สหรัฐอเมริกา
Mark Sobsey มหาวิทยาลัยนอร์ธแคโรไลนาที่ Chapel Hill สหรัฐอเมริกา
เดวิด สไวเดอร์สกี้, Aquor/Global Water Council, สหรัฐอเมริกา
Anca-Maria Tugulea, กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา, แคนาดา
กอร์ดอน ยาสวินสกี้ กระทรวงสาธารณสุขแคนาดา แคนาดา
อ้างอิง: Silver as a drinking-water disinfectant
