Waeth ble rydych chi yn y byd, mae'r Athro Karl Linden eisiau i chi allu troi tap ymlaen a chael dŵr yfed glân. Mae'n anghenraid sylfaenol, ond hanfodol, sy'n dal ar goll o rannau helaeth o'r DU a gwledydd incwm isel a chanolig.
"Mae pobl yn haeddu technoleg ddibynadwy y gellir ymddiried ynddi o ran rhywbeth mor hanfodol â dŵr," meddai Linden, Athro Mortenson endowed mewn Datblygu Cynaliadwy yn CU Boulder. "Mae adnoddau dŵr yn mynd yn brinnach ac mae angen i ni fod yn meddwl am y genhedlaeth nesaf o opsiynau triniaeth effeithlon a fforddiadwy."
Mae Sefydliad Iechyd y Byd yn amcangyfrif nad oes gan tua 785 miliwn o bobl fynediad i hidlo dŵr yfed sylfaenol hyd yn oed, gan eu gadael yn agored i bathogenau fel coleera a dysentery. Disgwylir i'r broblem dyfu yn y degawdau i ddod oherwydd twf y boblogaeth a mwy o straen ar argaeledd dŵr.
Nid yw technoleg triniaeth, yn y cyfamser, wedi newid llawer mewn dros ganrif. Cyflogir hidlo tywod neu garbon a chemegau diheintio yn gyffredin mewn cyfleusterau trefol a bywyd bob dydd, o hidlyddion Brita cartref i dabledi clorin. Mae cyfyngiadau ar y ddau ddull, fodd bynnag: Mae hidlo'n ddrud i'w ddarparu i gymunedau gwledig ar raddfa a gall cemegion ychwanegu blas annymunol.
Karl Linden sy'n edrych ar ddiwylliant bacteriol yn ei labordy. Karl Linden sy'n archwilio offer ar gyfer diheintio dŵr yfedTop: Karl Linden (chwith) sy'n archwilio diwylliant bacteriol gyda'r myfyriwr graddedig Tara Randall a'r cyswllt ymchwil ôl-ddoethurol Ben Ma yn ei labordy; gwaelod: Linden a Randall yn edrych ar offer ar gyfer diheintio dŵr yfed. (Credydau: Casau Achos)
Mae Linden, aelod o'r Adran Peirianneg Sifil, Amgylcheddol a Phensaernïol sydd wedi bod yn ymchwilio i driniaeth dŵr ers degawdau, yn canolbwyntio ar ateb gwahanol: diheintio uwchfioled. Gall hyrddod UV gael gwared ar bathogenau niweidiol fel E. coli a Giardia ar raddfa o eiliadau o'i gymharu â munudau, heb sgil-effeithiau niweidiol. Ac er nad yw'n syniad newydd—mae dinasoedd mawr fel Efrog Newydd eisoes yn defnyddio UV yn eu cyfleustodau—mae'n un sydd wedi bod yn anodd ei ddwyn i lawr i lefel y defnyddiwr unigol.
"Mae UV wedi bod o gwmpas ers degawdau, ac mae'n cael ei ddefnyddio mewn triniaeth dŵr trefol a diwydiannol ledled y byd, ond mae ei botensial ar gyfer arloesi a chymhwyso pellach wedi'i arafu oherwydd y defnydd o lampau claddu mercwri peryglus, swmpus," meddai Linden. "Ond mae gennym ddiddordeb mewn ffynonellau UV newydd gyda phensaernïaeth unigryw a fydd yn ein galluogi i ddatblygu'r dechnoleg addawol hon."
Dŵr gwledig
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae Linden a'i gydweithwyr wedi canolbwyntio ymchwil ar esgobadau allyrru golau UV, sy'n llai (milimetrau o led), nimbler ac yn fwy gwydn. Gellir rigio LEDs UV ochr yn ochr, gydag esgobadau donfedd sy'n gollwng sawl gwaith i ganiatáu ar gyfer amrywiaeth o geisiadau symlach.
Budd arall: Mae'r LEDs UV yn "syth ymlaen" ac nid oes angen unrhyw amser cynhesu cyn iddynt ddechrau zapio halogyddion, gan ganiatáu i ddefnyddwyr arbed arian drwy redeg y dyfeisiau dim ond pan fydd angen iddynt wneud hynny. Byddai dŵr a dynnwyd o ffynnon, er enghraifft, yn yfed yn syth ar ôl triniaeth UV gyflym heb flas oddi ar y clorin.
Cwblhaodd Linden a'i fyfyrwyr astudiaeth flwyddyn gyntaf o'i bath yn Jamestown, Colorado, gan gymharu diheintio LED UV â thriniaeth clorin sefydledig y dref. Canfuwyd, ar gyfer tref o tua 500 o bobl heb waith dŵr mawr, fod y dechnoleg UV yn darparu galluoedd diheintio yr un mor effeithiol heb y cemegion ychwanegol. Dim ond ychydig o ddoleri y mis y mae'r dechnoleg newydd yn ei gostio mewn trydan a gall redeg yn uniongyrchol oddi ar bŵer solar.
"Mae systemau gwledig ar raddfa fach yn lle naturiol i ddechrau gyda hyn," meddai Linden. "Maen nhw'n cael y rhan fwyaf o achosion o dorri iechyd gan nad oes ganddynt beirianwyr a staff trin dŵr penodedig fel arfer. Efallai eu bod yn dibynnu ar system nad yw bob amser yn gweithredu'n iawn. Felly, teimlwn fod y dechnoleg hon yn ateb gwych oherwydd gellir ei gweithredu o bell, yn annibynnol ac yn cael ei phweru gan solar i leihau'r defnydd o ynni."
Yn gynharach eleni, enillodd Linden Wobr Arloesedd Ymchwil Dr Pankaj Parekh y Sefydliad Ymchwil Dŵr am ei gyflawniadau o ran hyrwyddo gwyddoniaeth dŵr.
Triniaeth sy'n para
Yn y blynyddoedd i ddod, gallai'r camau nesaf olygu integreiddio LEDs UV yn uniongyrchol i seilwaith. Linden yn rhagweld ffawna gyda'r esgobadau wedi'u hadeiladu i mewn i'r tapiau, gan actifadu ar unwaith pan fyddwch yn troi'r dŵr ymlaen. Mae ei grŵp labordy wedi dechrau edrych ar ffyrdd o adeiladu esgobadau mewn pibellau i greu rhwydwaith o bwyntiau diheintio ar draws y system, gan liniaru twf bioffilmiau mewn lleoliadau risg uchel fel ysbytai.
"Rydyn ni'n teimlo bod y dechnoleg hon yn gynaliadwy ac yn barod i chwyldroi'r maes hwn," meddai Linden. "Rydyn ni eisiau gweithio'n uniongyrchol gyda mwy o reolwyr dŵr i feddwl am y gwelliannau hyn, rhoi cynnig ar bethau newydd a phontio'r ymchwil i'r ceisiadau ymarferol yn y pen draw."
Ledled y wlad, mae momentwm o amgylch y mater yn adeiladu. Mae hyn yn gostwng, cyhoeddodd Adran Ynni'r DU y byddai'r $100 miliwn o Ganolfan Desalination Ynni-Dŵr yn cael ei chreu, partneriaeth ryngddisgyblaethol a fydd yn canolbwyntio ar ymchwil a datblygu cyfnod cynnar ar gyfer trin dŵr sy'n effeithlon o ran ynni a chost-gystadleuol. Arweinir yr ymdrech gan y Gynghrair Genedlaethol ar gyfer Arloesi dŵr, y mae CU Boulder yn bartner academaidd sy'n sefydlu o'r gwaith.
Dywed Linden, a fydd yn arwain ymdrechion CU Boulder o dan y Ganolfan, fod y wobr fawreddog yn tanlinellu diddordeb o'r newydd mewn mynd i'r afael â diogelwch dŵr, sef ei alw erioed.
"Rwy'n teimlo fy mod ar daith i wthio cymdeithas i'r genhedlaeth nesaf o ddulliau trin," meddai. "Mae rhai datblygiadau arloesol eisoes wedi'u dal a'u tynnu'n gotten. Ond rydym wedi cael cymaint o ddatblygiadau mewn cymdeithas a thechnoleg fel synhwyro o bell, dadansoddi data a monitro amser real nad ydym wedi manteisio'n llawn arno eto ar gyfer diogelwch dŵr."
Linden hefyd yw'r prif ymchwilydd ar gyfer Canolfan Mortenson CU Boulder mewn Peirianneg Fyd-eang ar y 5 mlynedd, $15. 3 miliwn prosiect Partneriaeth Dysgu Systemau WASH Cynaliadwy, sy'n canolbwyntio ar gynnal gweithrediad llwyddiannus systemau dŵr gan sefydliadau fel USAID dros y tymor hir.
"Mewn llawer o wledydd ag adnoddau isel, gwelwn system dwylo neu ddŵr yn cael ei rhoi i mewn ac mae'r driniaeth yn cael ei sefydlu ac mae'n gweithio am gyfnod, ond yna yn y pen draw mae'n torri ac mae'r cynnydd yn cael ei golli," meddai Linden. "Felly pam mae hynny, a beth y gellir ei wneud am hynny? Dyna pryd y mae angen i ni feddwl yn fwy cyfannol am y system sydd ar gael i gefnogi gwasanaethau dŵr cynaliadwy hirdymor, ac mae technoleg well, integredig ac arloesol, fel yr hyn rydym yn gweithio arno yng Nghanolfan Mortenson, yn un agwedd ar yr ateb."
Y nod terfynol? Dod ag atebion dŵr i fywyd bob dydd yn ddi-dor ledled y byd.
"Rydych chi'n troi'r tap ymlaen ac mae'r dŵr yn dod allan ac mae eisoes wedi cael ei drin a does dim rhaid i chi hyd yn oed feddwl amdano," meddai. "Dyna'r graen sanctaidd."
