难以获得安全饮用水是世界三分之一人口，特别是生活在农村地区的人口的主要问题。由于其中许多地区阳光充足，太阳能消毒技术有很大的前景。然而，目前尚不清楚哪种形式的太阳能消毒效果最好。
由化学与环境工程系工程学高级教授Henry P. Becton Kim领导的一组研究人员研究了在其使用点应用的五种最常见的太阳能消毒技术的优缺点：半导体光催化产生羟基自由基，染料光敏化产生单线态氧， 使用由光伏板供电的LED进行紫外线照射，使用太阳能蒸馏器进行蒸馏，通过将散装水温提高到75°C进行太阳能巴氏杀菌。 研究结果发表在《自然可持续性》杂志上。
“这实际上是基于全球有多少阳光，以及我们如何利用阳光进行水消毒的第一次分析，”Kim说。“在许多情况下，消毒是最重要的治疗目标，因为水传播疾病是全球死亡和发病的主要原因之一。
作为他们分析的一部分，研究人员得出结论，太阳能巴氏杀菌可能最有希望。它对材料突破的依赖性较小，受病原体类型的影响较小，并且平均而言，它实现了更大的消毒能力。
“它有效的原因是，如果温度高于75摄氏度几分钟，每个微生物都会死亡，”Kim说。“也许这可以归结为简单地提高水温 - 一个简单但有效的解决方案。
Kim说，比较不同的方法可能很棘手，因为全球的条件差异很大 - 这些包括病原体类型，太阳强度和水质。
“我们决定通过进行测试模拟来全面了解我们解决这个问题的方法，所以整篇论文都是基于计算机模拟的，”他说。“我们进行了广泛的灵敏度分析，并更改了变量，以了解性能如何取决于某些参数的变化。
研究人员专注于使用点技术，因为他们研究的许多地区的基础设施非常差，并且已经脱离了电网。因此，由于涉及高昂的投资和维护成本，集中式水处理和分配不是一个可行的解决方案。然而，使用点水处理技术的成本相对较低，并且操作简单。
这篇论文可以作为太阳能水处理领域其他研究人员的指南。
“这篇论文首次批判性地比较了人们在过去几十年中一直在研究的技术，”Kim说。“我希望它能成为任何研究和练习太阳能消毒水处理的人的重要参考和指南。
该论文的共同作者是耶鲁大学的仁兴全和埃里克·里伯格，以及莱斯大学的佩德罗·阿尔瓦雷斯。
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