圖像：WaterSpy系統(tǒng)使用激光，光電探測(cè)器和超聲波技術(shù)在數(shù)小時(shí)內(nèi)識(shí)別水中的致命細(xì)菌，而不是幾天。 （圖片來源：WaterSpy.eu）
由Photonics PPP Horizo??n 2020資助的水安全項(xiàng)目“WaterSpy”開發(fā)了一種便攜式激光水質(zhì)分析儀，用于水分配網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵點(diǎn)，在數(shù)小時(shí)內(nèi)提供關(guān)于致命細(xì)菌的讀數(shù)，而不是天。 根據(jù)2017年世界衛(wèi)生組織（WHO）的報(bào)告，盡管歐洲各水公司對(duì)合規(guī)性進(jìn)行高度監(jiān)測(cè)，但致命的疾病暴發(fā)是常見事件。 監(jiān)測(cè)三種最致命的細(xì)菌 - 大腸桿菌，沙門氏菌和銅綠假單胞菌 - 在飲用水中可能需要3天，結(jié)果通常在暴露后發(fā)生。
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隨著其原型準(zhǔn)備就緒，WaterSpy團(tuán)隊(duì)將在Genova的兩個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備測(cè)試：普拉托水處理廠和Genova配水管網(wǎng)的入口點(diǎn)。 由于污染物濃度可能非常低，這種致命的三重奏往往難以發(fā)現(xiàn)。 目前的過程涉及采集水樣并將其送到遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)室，并且細(xì)菌痕跡通常非常小，需要24小時(shí)的時(shí)間來讓病原體培養(yǎng)。
“大多數(shù)水務(wù)公司，”協(xié)調(diào)組織經(jīng)理Alessandro Giusti（博士）解釋說：“如果他們現(xiàn)在就像現(xiàn)在一樣繼續(xù)進(jìn)行，將難以滿足這些新的嚴(yán)格法律。 目前用于細(xì)菌診斷的技術(shù)非常緩慢，而且一些更快的仍然不夠精確，因此需要新的技術(shù)，比如WaterSpy。“
采用最新的光子學(xué)技術(shù)，該設(shè)備 - 結(jié)合了新型光電探測(cè)器和超聲波粒子操縱的激光配置 - 適用于在線，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。 “盡管從您的水龍頭出來的水在達(dá)到您之前是安全的，但水務(wù)公共事業(yè)機(jī)構(gòu)和監(jiān)管機(jī)構(gòu)非常依賴頻繁的采樣和實(shí)驗(yàn)室分析，這既耗時(shí)又昂貴，WaterSpy打算加速這一過程，我們的設(shè)備速度是史無前例的：完整的樣品分析需要6個(gè)小時(shí)才能完成，因此將其與現(xiàn)有方法所需的2-3天進(jìn)行比較，我們預(yù)計(jì)結(jié)果為12比現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)快了許多倍，WaterSpy相對(duì)便宜，并且在特異性和靈敏度方面將符合新的監(jiān)管要求。“
它首先收集細(xì)菌的微量痕跡，然后用激光檢測(cè)它們。 “不幸的是，”Giusti說，“水本身是一種非常強(qiáng)烈的紅外光吸收劑，必須采用特殊技術(shù)。” 同樣，當(dāng)應(yīng)用聲波時(shí)，沙子會(huì)在聚集的瓷磚表面形成共鳴圖案，超聲波用于聚集水樣中的細(xì)菌，以提高檢測(cè)和靈敏度。 然后，WaterSpy設(shè)備通過采用稱為衰減全反射（ATR）的測(cè)量技術(shù)來檢測(cè)細(xì)菌，使樣品能夠直接以液態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。
紅外光束被送入水流過的鉆石中。 然后，IR光在與水樣接觸的內(nèi)表面上反射，然后由檢測(cè)器在離開晶體時(shí)收集。
由塞浦路斯研究與創(chuàng)新中心有限公司CyRIC協(xié)調(diào)，WATERSPY聯(lián)盟根據(jù)H2020資助計(jì)劃獲得了歐盟委員會(huì)的資助。 Waterspy由9個(gè)合作伙伴組成，參與者來自7個(gè)不同的歐洲國家：（意大利）Consiglio Nazionale Delle Ricerche; IREN SPA; （瑞士）Alpes Lasers SA; （希臘）雅典國立技術(shù)大學(xué); AUG Signals Hellas技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用; （奧地利）維也納技術(shù)大學(xué); （波蘭）Vigo Systems SA; （德國）弗里德里希 - 亞歷山大大學(xué)埃爾蘭根紐倫堡。
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