Хлор уже давно используется в качестве главного инструмента для очистки питьевой воды. Он эффективно убивает бактерии и другие микроорганизмы, но и для человека он не очень полезен. Ученые обнаружили, что безвредные «хищные» бактерии, могут очищать воду без хлора, просто пожирая болезнетворные организмы.
Отказ от хлора
Стакан чистой питьевой воды содержит около 10 миллионов бактерий, но они безвредны благодаря процессам очистки, которым подвергается вода до попадания в водопровод.
Очистка воды предполагает несколько этапов. Сперва применяются фильтры для физического удаления частиц и микроорганизмов. Затем ультрафиолетовый свет выступает в качестве дальнейшего дезинфицирующего средства. Но последний этап очистки - это почти всегда добавление хлора.
Хлор - в виде монохлорамина - является эффективным дезинфицирующим средством, но он не лишен проблем. Монохлорамин не так активно, как свободный хлор, превращает органические материалы в канцерогенные побочные продукты, но риск все равно сохраняется.
В 2020 году в городе Варберг на западном побережье Швеции установили новую систему ультрафильтрации для предотвращения попадания микроорганизмов в питьевую воду из озер и грунтовых вод. Они перестали использовать хлор в качестве дезинфицирующего средства. Исследователи из Лундского университета (Швеция) воспользовались ситуацией, чтобы проверить, как отказ от хлора повлияла на бактерии, которые распространились по водопроводу Варберга за эти несколько лет.
Варбергский эксперимент
Внутренняя часть труб, транспортирующих питьевую воду, подобна слизистой оболочке кишечника человека. Они покрыты биопленкой, которая содержит и хорошие, и плохие бактерии. Это своеобразный микробиом водопровода. Предыдущие исследования показали, что состав бактерий, которые содержатся в питьевой воде, соответствует составу бактерий в микробиоме труб. Многие из этих бактерий безвредны для людей.
Исследователи проанализировали пробы, взятые из разных точек водораспределительной сети Варберга за шесть месяцев до отказа от хлора и через шесть месяцев после него. Используя секвенирование ДНК, они идентифицировали бактерии, которые они собрали из микробиома водопровода. Через год после удаления хлора ученые снова собрали образцы, чтобы проверить, изменился ли микробиом.
По словам ученых, микробиом водопровода менялся кардинально.
На третий месяц после удаления хлора из водной системы исследователи обнаружили, что число некоторых бактерий значительно сократилось, но увеличилось число бактерий вида Bdellovibrio. Это хищная бактерия, которая питается другими бактериями, включая болезнетворные патогены, устойчивые к антибиотикам. Для человека и животных бактерия Bdellovibrio абсолютно безвредна.
«Мы не видели этого вида бактерий в ходе предыдущих исследований этого водопровода. Вероятно, они были скрыты в биопленке. Но отказ от хлора позволил им выйти наружу и начать очищать воду своими силами. Они совершенно безвредны для нас, людей. Таким образом, мы пришли к выводу, что можно иметь безопасную и чистую питьевую воду без хлора. Мы не наблюдали повышенного риска, что, конечно, очень важно для водопроводной компании и её клиентов», - говорит Кэтрин Пол, автор исследования.
Потенциальная замена хлору
Теперь, когда исследователи знают о бактериях, которые могут размножаться в питьевой воде после удаления хлора, они хотят лучше понять влияние этих бактерий на людей.
«Необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше понять, как природа работает в городской среде. Я действительно хотела бы знать, как бактерии в питьевой воде влияют на нас. Они не вредны, но могут ли они быть полезны для нас?», - говорит Кэтрин Пол.
По мнению исследователей, использование бактерий в качестве альтернативы хлору может быть выгодно и с экономической точки зрения. Это дешевый и энергоэффективный способ очистки питьевой воды.
«Каждый метод очистки имеет свои преимущества и недостатки. УФ-свет эффективен, но его недостаток заключается в том, что лампы потребляют много энергии. Биофильтры вообще не требуют энергии, но занимают много места. Ультрафильтры стоят дорого. Многие предприятия по очистке питьевой воды в Швеции очищают воду, используя комбинацию методов. Тем не менее, наше исследование показывает, что хлор не нужен, если у вас есть другие стратегии для борьбы с бактериями», - говорит Пол.
Исследование опубликовано в журнале NPJ Clean Water.
