Vyprodukovat pitnou vodu stejným způsobem, který vidíme u rostlin a stromů. Prvotní myšlenka, stromy a rostliny nasávají vodu z půdy a dále filtrují způsobem, kdy je nepravděpodobné, aby plody obsahovaly bakterie a jiné škodlivé látky ...
Každá dřevina (velmi zjednodušeně) je porézní tkáň (pletivo), která přivádí mimo jiné i vodu. Stonek rostliny vytváří válec (kambium), který tloustne do šířky (kmen stromu). U dřevin vytváří letokruhy - u nichž je patrná pouze vrstva dřeva, liší se od sebe buňky jarní a letní. Kambium obnovuje činnost každé vegetační období. Směrem do středu jsou cévy (tracheje), směrem od středu jsou sítkovice.
Cévy (též tracheje) jsou v botanice vedle cévic základními vodivými prvky v dřevní části. Jsou to poměrně široké rourky a vznikají z řady protáhlých buněk, jejichž příčné přepážky se rozpustí. Cévní buňky rostou paralelně a mají uzavřené konce. Voda přechází z jednoho kanálku do druhého otvory, které jsou pokryty membránou s póry v nanostupnici, které fungují jako jakési síto.
Cokoliv většího než tyto póry nemůže tedy projít. Pánové zjistili, že kupříkladu u jehličnanů jsou to v podstatě duté trubky o průměru do 80 nm (0,08 µm) a délce až 10 mm. Takže teoreticky, dřevina z jehličnatých stromů by mohla být efektivním vodním filtrem.
Aby to zjistili, uřízli palec dlouhý kolík z větve borovice (Pinus strobus) a po odstranění kůry vsunuli kolík do dvoumetrové hadičky, kterou ještě kolem kolíku utěsnili. Poté hadičku naplnili vodou a čekali, co se stane. Použití borovice v tomto experimentu nebylo náhodné, větší procento jeho hmoty se skládá z dřeviny, což bylo prozatím nejvhodnější volbou. Voda se přefiltrovala rychlostí 0,05 ml za sekundu. Naměřený průtok odpovídá více než 4 l denně, což je dostatek pitné vody pro jednu osobu.
Dále studovali vlastnosti filtrovaného materiálů. Do vody přidali červené barvivo a změřili velikost těchto částic, které byly v rozmezí od přibližně 70 - 500 nm.
Filtrovaná voda byla čistá, nicméně. Po přeměření velikosti přefiltrovaných částic, nalezli částice o velikosti asi 80 nm.
Bylo nesporné, že všechny ostatní dřevěný filtr zachytil. Při dalším samostatném experimentu, přidali fluorescenční nanočástice o velikosti 20 nm získané z polystyrenu a následně zjistili, že filtr všechny zadržel. Závěr byl jasný. "Zjistili jsme, že dřevěný filtr vykazuje vynikající schopnosti pro zachycení částic větších než 100 nm," říkají.
Testovali schopnost materiálu filtrovat bakterie. Přidali proto do filtrované vody bakterie Escherichia coli. E. coli jsou válcovitého tvaru o průměru asi 1 mikrometr (1000 nm). I zde filtr každého překvapil. "Filtrování pomocí tří různých dřevěných materiálů prokázal téměř úplné zachycení bakterií (nejméně 99,9%)" prohlásili.
Chtěli zjistit, jak přesně filtr funguje, proto dřevěný kolík podélně rozřezali a studovali vnitřní strukturu a hlavně stěny buněk elektronovým mikroskopem. Zjistili, že většina zachycených částic se vyskytuje v počátečních dvou až 3 mm filtru, což odpovídá délce tracheje buněk. Na základě těchto poznatků může být dřevěný filtr i kratší, přesto neztrácí svou účinnost.
Určitá omezení tohoto jednoduchého filtru ale existují:
Pár borců již tento Xylemový filtr vyzkoušelo, včetně mě a zde jsou některé poznatky:
Chcete-li zvýšit výkon, stačí např. 8 hadic připojit k nádržce, kterou lze snadno naplnit a svést do zakryté sběrné nádoby. Kolík jsem ručně opracoval a zbavil kůry, konec upravil do kužele velkým ořezávátkem. Je neproduktivní pouze jedna hadice...
Filtr lze snadno vyměnit bez pracného utěsňování. Přesto doporučuji při použití v přírodě umístit hrubý filtr (papír?), aby se zabránilo zanesení.
Každá dřevina (velmi zjednodušeně) je porézní tkáň (pletivo), která přivádí mimo jiné i vodu. Stonek rostliny vytváří válec (kambium), který tloustne do šířky (kmen stromu). U dřevin vytváří letokruhy - u nichž je patrná pouze vrstva dřeva, liší se od sebe buňky jarní a letní. Kambium obnovuje činnost každé vegetační období. Směrem do středu jsou cévy (tracheje), směrem od středu jsou sítkovice.
Cévy (též tracheje) jsou v botanice vedle cévic základními vodivými prvky v dřevní části. Jsou to poměrně široké rourky a vznikají z řady protáhlých buněk, jejichž příčné přepážky se rozpustí. Cévní buňky rostou paralelně a mají uzavřené konce. Voda přechází z jednoho kanálku do druhého otvory, které jsou pokryty membránou s póry v nanostupnici, které fungují jako jakési síto.
Cokoliv většího než tyto póry nemůže tedy projít. Pánové zjistili, že kupříkladu u jehličnanů jsou to v podstatě duté trubky o průměru do 80 nm (0,08 µm) a délce až 10 mm. Takže teoreticky, dřevina z jehličnatých stromů by mohla být efektivním vodním filtrem.
Aby to zjistili, uřízli palec dlouhý kolík z větve borovice (Pinus strobus) a po odstranění kůry vsunuli kolík do dvoumetrové hadičky, kterou ještě kolem kolíku utěsnili. Poté hadičku naplnili vodou a čekali, co se stane. Použití borovice v tomto experimentu nebylo náhodné, větší procento jeho hmoty se skládá z dřeviny, což bylo prozatím nejvhodnější volbou. Voda se přefiltrovala rychlostí 0,05 ml za sekundu. Naměřený průtok odpovídá více než 4 l denně, což je dostatek pitné vody pro jednu osobu.
Dále studovali vlastnosti filtrovaného materiálů. Do vody přidali červené barvivo a změřili velikost těchto částic, které byly v rozmezí od přibližně 70 - 500 nm.
Filtrovaná voda byla čistá, nicméně. Po přeměření velikosti přefiltrovaných částic, nalezli částice o velikosti asi 80 nm.
Bylo nesporné, že všechny ostatní dřevěný filtr zachytil. Při dalším samostatném experimentu, přidali fluorescenční nanočástice o velikosti 20 nm získané z polystyrenu a následně zjistili, že filtr všechny zadržel. Závěr byl jasný. "Zjistili jsme, že dřevěný filtr vykazuje vynikající schopnosti pro zachycení částic větších než 100 nm," říkají.
Testovali schopnost materiálu filtrovat bakterie. Přidali proto do filtrované vody bakterie Escherichia coli. E. coli jsou válcovitého tvaru o průměru asi 1 mikrometr (1000 nm). I zde filtr každého překvapil. "Filtrování pomocí tří různých dřevěných materiálů prokázal téměř úplné zachycení bakterií (nejméně 99,9%)" prohlásili.
Určitá omezení tohoto jednoduchého filtru ale existují:
- za prvé, limit 100 nm je dosud příliš velký, aby zachytil všechny viry, což vytyčuje cestu budoucího výzkumu. Nemůže účinně filtrovat patogeny obsažené ve vodě, jako je hepatitida, rotaviry, adenoviry a tak dále. Ale může mít velký význam při odstranění bakterií a patogenů prvoků, jako je E. coli, Salmonella typhi, Vibrio cholera, Cryptosporidium a Giardia.
- za druhé, aby fungoval jako účinný filtr, musí být kolík zhotoven z čerstvého dřeva. V opačném případě, mrtvé dřevo má snahu k ucpávání a snižuje průchodnost.
Pár borců již tento Xylemový filtr vyzkoušelo, včetně mě a zde jsou některé poznatky:
Chcete-li zvýšit výkon, stačí např. 8 hadic připojit k nádržce, kterou lze snadno naplnit a svést do zakryté sběrné nádoby. Kolík jsem ručně opracoval a zbavil kůry, konec upravil do kužele velkým ořezávátkem. Je neproduktivní pouze jedna hadice...
Filtr lze snadno vyměnit bez pracného utěsňování. Přesto doporučuji při použití v přírodě umístit hrubý filtr (papír?), aby se zabránilo zanesení.
