你的飲用水裡到底有什麼?

快速家用汙染物檢測即將到來

Person holding up a glass that's being filled by tap water against gray background.

當飲用水安全時,沒有比它更好的飲品了。它對牙齒、皮膚、體重控制甚至清晰的思維能力都有益。但是,飲用被病原菌、重金屬或其他有害物質汙染的水會導致腹瀉、腦損傷不孕不育癌症

瓶裝水並不能保證飲用水安全。它不僅並非總是安全;瓶裝水比自來水貴成千上萬倍,而且塑膠包裝和運輸會帶來沉重的環境成本

儘管人們需要安全的飲用水,而且有無數汙染物可能汙染水源,但目前還沒有一種廣泛普及的方法,讓每個人都能快速、廉價、準確地檢測飲用水的安全性。


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大約 50 年前,懷孕測試也是如此。早期家用妊娠測試的廣告宣稱,女性有“權知道”她們是否懷孕,“並且儘可能在最短的時間內,以最少的麻煩和困擾得知結果”。 這也應該適用於飲用水質量。

由於目前的水安全測試對於大多數人來說仍然使用起來很麻煩,因此目標是使它們像妊娠測試一樣易於使用,以便可以輕鬆地在家中、日託中心和學校部署。

作為西北大學研究如何確保所有人用水安全的教授,我們正在努力普及飲用水檢測,方法是開發一種快速、廉價且準確的新型飲用水測試;並在全球範圍內量化用水不安全狀況

我們的目的是將這種新型水質測試實施成非科學家可以輕鬆使用的形式;這種形式價格實惠,並且可以在一小時內為最需要的人提供結果。該技術遠未達到可以銷售的程度;為了確保鉛測試儘可能使用者友好,仍然有很多工作要做。

這些測試之所以與眾不同,是因為它們利用了生物學中天然存在的感測器的力量。利用新興領域合成生物學的工具,可以對感測器進行程式設計,使其在水中存在目標化學物質時改變顏色。

由於這些感測器在細胞外工作,因此可以將它們冷凍乾燥成微小的白色團塊,從而具有貨架穩定性。這些感測器只需一滴水即可指示水汙染,因此無需任何複雜的實驗室裝置即可使用它們。

這些測試可用於快速檢測水中鉛、銅、砷和氟化物,並且未來還將檢測更多分析物。西北大學和我們其中一位共同創立的衍生公司正在合作檢測汙水中的 COVID-19

潛在用途包括為數百萬居住在使用鉛製輸水管道將城市供水輸送到家中的美國人進行鉛檢測。這一點很重要,因為許多兒童在不知不覺中暴露於鉛中毒的終身危害之中。

砷測試對於全球數百萬面臨地下水中天然存在的砷的人們來說將非常寶貴。大腸桿菌測試在緊急情況下將非常有用,例如二月份在得克薩斯州數百萬生活在沸水通知下的人們,或者最近在密西西比州面臨日常用水危機的人們。

可以肯定的是,美國大多數飲用水是安全的。市政水處理廠通常在檢測和處理標準汙染物(如大腸桿菌)方面做得很好,但有時這還不夠。例如,環境保護署已經確定了 100 多種“新出現的受關注汙染物”,這些汙染物是潛在的有害汙染物,其中大多數根本沒有經過篩查。

汙染物也可能在水離開處理廠後被引入,例如當存在從城市供水管道通往家庭的鉛製輸水管道時,華盛頓特區芝加哥的許多住宅就是這種情況。此外,4200 萬美國人依賴井水,而井水通常未經檢測。*

由於這些原因,重要的是在飲用之前瞭解水質,以瞭解是否需要過濾,如果需要,則瞭解要使用哪種型別的過濾器。

快速水質診斷領域仍處於早期階段,但在普及關於美國和全球健康和福祉不可或缺的物質的安全知識方面大有希望。知識帶來力量和變革;密歇根州弗林特市鉛汙染的經驗證據是使那裡的不公正現象受到全球關注的關鍵。

全球水質受到了各種看不見和顯而易見的災難的威脅:基礎設施故障、大規模火災、汙水溢流、農業徑流和在意外地點噴灑的永久性化學物質

鑑於飲用受汙染的水存在非常真實的風險,關於水質的準確知識對於行動和宣傳都至關重要。這就需要每個人都可以使用的廉價、快速且可靠的家庭測試方法。

*編者注(2021 年 4 月 19 日):這句話在釋出後進行了更改,以糾正關於井水檢測頻率的描述。

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