يعمل نظام تطهير المياه بالطاقة الشمسية (SODIS، وفقًا للاختصار بالإنجليزية) على تنقية المياه منخفضة ال عكارة لأغراض الشرب من خلال مزيج من الإشعاع الحراري وأشعة UV وإشعاع الضوء المرئي الناتج عن الطاقة الشمسية. وهو مناسب لتطهير كميات صغيرة من المياه ذات درجة عكارة منخفضة.مقياس الوضوح النسبي للسائل، وعادةً ما يتم التعبير عنه بوحدات قياس التعكر (NTU).

يتم تنظيف قوارير البولي إيثيلين (PET، وفقًا للاختصار بالإنجليزية) المستعملة والشفافة، وتعبئتها بالمياه غير المعالجة وإغلاقها بإحكام. ثم يتم وضع القوارير أفقيًا في الشمس المتقدة لمدة 6 ساعات على الأقل. وعندما يكون الطقس غائمًا، يجب تمديد فترة التعرض للشمس إلى 48 ساعة. أو بدلًا من ذلك، يمكن استخدام الأكياس البلاستيكية القابلة للاختراق بأشعة UV أو القوارير الزجاجية أو الحاويات الأخرى المطورة من أجل عملية SODIS. ويعد السطح العاكس المكان المناسب لوضع القوارير، مثل صفائح الحديد المموجة. حيث يؤدي الانعكاس ودرجات الحرارة المرتفعة إلى تسريع عملية التطهير. في حالة عدم توفر المادة العاكسة، يمكن وضع القوارير على أي سطح، طالما تم التأكد من عدم تظليل الحاويات في أي وقت.

اعتبارات التصميم

يجب أن تكون القوارير  المستعملة في عملية التطهير عديمة اللون وشفافة، وليس بها أي خدوش/تلف، كما يجب إزالة الملصقات عنها وتنظيفها جيدًا. ويتم تقليل أشعة UV عن طريق زيادة عمق المياه، وهذا هو سبب تفضيل القوارير الصغيرة (1 - 1.5 لتر) عن الأحجام الأكبر (أكبر من 3 لترات). فعلى سبيل المثال، عند عمق المياه البالغ 10 سم (قطر زجاجة PET‏ البالغة لترين في العادة) ومستوى ال عكارة المعتدل (أقل من 30 NTU)، يتم تقليل إشعاع UV-A إلى 50%. ولا بد من استمرار الإشعاع الشمسي فوق 500 واط/متر مكعب لمدة 3-5 ساعات لتحقيق تطهير بنسبة أكبر من 99.9% للبكتيريا ونسبة 99% للفيروسات. وهذا يعتمد على كثافة الشمس، والتي تعتمد بدورها على عوامل أخرى مثل الموقع الجغرافي والارتفاع والمناخ. مما يعني أن أوقات التعرض عمليًا ينبغي أن تكون من 6 إلى 48 ساعة. لذلك عند الترويج لتقنية SODIS، في حالة عدم وضوح نقطة المياه الآمنة للمستخدمين، قد يكون من الأفضل التوصية بترك القوارير في الخارج لمدة يومين. ويجب ألا تكون الحاويات مظللة بالأشجار أو المنازل أو أي أشياء أخرى. مع العلم أن تقنية SODIS غير مناسبة للمياه ذات ال عكارة التي تزيد عن 30 NTU. حيث يلزم في هذه الحالة استخدام طرق أخرى أو معالجة مسبقة باستخدام طرق الترويق.

المواد والمستلزمات

بغض النظر عن المواد المستخدمة، يجب أن يكون لها نفاذية جيدة لأشعة UV، كما يجب أن تكون آمنة لملامسة الغذاء. لذلك تكمن الخيارات الجيدة في قوارير PET أو القوارير الزجاجية التي بحجم لا يزيد عن 3 لترات أو الأكياس القابلة للطي (على سبيل المثال الأكياس المخصصة لتقنية SODIS أو أكياس الفريزر المتوفرة تجاريًا). وتتمتع الأكياس بالعديد من المزايا مقارنة بالقوارير، مثل سهولة التخزين والنقل والتوزيع والتعبئة، فضلًا عن سهولة شرائها في معظم الأسواق في جميع أنحاء العالم. ومع ذلك تكمن مشكلة الأكياس في عدم دوامها طويلًا، وتسببها في تفاقم مشكلة النفايات البيئية. لذلك يُوصى باستبدال القوارير البلاستيكية بعد 6-12 شهرًا من الاستخدام اليومي. وعادةً ما يتم تمييز قوارير PET بعلامة إعادة التدوير PET ‏1. ويُمنع استخدام القوارير ذات اللون البني والأخضر، لأن هذه القوارير تمتص ضوء أشعة UV جزئيًا. لكن من المقبول وجود لون مسحة زرقاء خفيفة، والتي تحتويها العديد من القوارير. كما يجب عدم استخدام قوارير البولي فينيل كلوريد (PVC، وفقًا للاختصار بالإنجليزية).

القابلية للتطبيق

تناسب تقنية SODIS للاستخدام المنزلي للمياه الملوثة بالميكروبات. كما قد تكون تقنية SODIS مفيدة لبرامج التأهب للكوارث على وجه الخصوص. حيث إنه إذا تدرب الأفراد على تقنية SODIS، وتمكنوا من الحصول على المواد المناسبة، فيمكنهم البدء في معالجة مياههم قبل وصول فرق أنشطة الإغاثة إليهم. ولا يُوصى باستخدام تقنية SODIS في الاستجابة القصوى إذا لم يتمتع الأفراد بالمعرفة المسبقة بها، حيث إن الخدمات اللوجستية لتوزيع القوارير الفارغة ليست مناسبة، خاصة بالمقارنة مع الخيارات الأخرى (مثل المطهرات الكيميائية)، ومثل جميع تقنيات المعالجة المنزلية الأخرى، فمن الصعب في مثل هذه الأوضاع الإدخال السريع لتقنية جديدة تتطلب تدريبًا كبيرًا.

التشغيل والصيانة

لا غنى عن الطقس المشمس في تقنية SODIS. أما في الأيام الملبدة بالغيوم (حيث تغطي الغيوم أكثر من نصف السماء)، فيجب وضع القوارير في الشمس لمدة يومين متتاليين. وفي الأيام الممطرة، لا تعمل تقنية SODIS، مما يعني لزوم توفير الخيارات البديلة (مثل تجميع مياه الأمطار، I.1 و I.2 ). وإذا كانت الظروف الجوية غير مستقرة، يمكن لأجهزة المؤشر الإلكترونية أو أجهزة استشعار درجات الحرارة البسيطة التي تعتمد على البارافين أن تشير إلى مدى فعالية المعالجة. كما لا تناسب طريقة SODIS إلا المياه ذات ال عكارة المنخفضة بحد أقصى 30 NTU. ولتحديد شدة عكارة المياه ومدى احتياجها إلى معالجة مسبقة، يلزم وضع القارورة المملوءة على جريدة في الظل (لتجنب تداخل الضوء)، والنظر من خلال القارورة من أعلى إلى أسفل. حيث تشير القدرة على قراءة الحروف من خلال المياه إلى أن عكارة المياه أقل من 30 NTU. وإذا كانت ال عكارة مرتفعة للغاية، فيمكن تقليلها عن طريق التنديف/الترسيب (باستخدام كبريتات الألومنيوم أو بذور المورينجا أوليفيرا المسحوقة) أو عن طريق الترشيح. ولتجنب إعادة التلوث، يجب تخزين المياه المعالجة في القوارير التي يتم فيها تطهير المياه حتى الاستهلاك. ويجب شرب المياه المعالجة مباشرةً من القارورة متى كان ذلك مناسبًا لتجنب إعادة التلوث.

الصحة والسلامة

أظهرت الدراسات أن تقنية SODIS تقلل بشكل كبير من معدل الأمراض المرتبطة بشرب المياه الملوثة. يتم تحقيق ذلك بشكل أساسي من خلال نفاذية أشعة UV-A (الطول الموجي: 320-400 نانومتر) ودرجات الحرارة فوق 50 درجة مئوية. وقد أثبتت التجارب المعملية أن التطهير باستخدام تقنية SODIS يزيل ما يصل إلى 99.99% من البكتيريا وأكثر من 99% من الفيروسات بالإضافة إلى البروتوزوا (كما فقدت الجيارديا والكريبتوسبوريديوم قدرتهما على العدوى بعد أكثر من 10 ساعات من التعرض للشمس). بينما تتطلب المياه الملوثة بعوامل غير بيولوجية مثل الزرنيخ أو الفلوريد أو ال ملوثات العضوية الزراعية الصناعية أو المعادن الثقيلة خطوات إضافية لجعل المياه صالحة للشرب.

التكاليف

بمجرد توفير القوارير  المستعمل، فلا حاجة إلى تكاليف لمزيد من المواد. أما في حالة عدم توفر الزجاجات المستخدمة، فقد تكون أكياس الفريزر بديلًا منخفض التكلفة.

الاعتبارات الاجتماعية والبيئية

تتميز تقنية SODIS ببساطتها وأسعارها المعقولة وفعاليتها واستدامتها للحصول على المياه النظيفة المستخدمة على مستوى الأسرة. حيث توفر تقنية SODIS معالجة فعالة لأي مصدر مياه خالٍ من الكلور بمستوى عكارة منخفض، ويمكن تدريب أي شخص على استخدام تقنية SODIS على المستوى المحلي. إلا أن مستوى قبولها منخفض في بعض الحالات. يتوقف الناس عن استخدام تقنية SODIS بسبب الوقت والجهود اللازمين لمعالجة المياه للأسرة بأكملها، وبسبب المخاوف المتعلقة بالكفاءة ومحدودية الحصول على القوارير، وعدم الرغبة في دفع ثمن القوارير الجديدة. وقد يرفض بعض الناس المياه الدافئة، التي قد يظهر لها مذاق كريه. ويمكن أن تسبب قوارير PET الفارغة والأكياس البلاستيكية مشكلة خطيرة في إدارة النفايات الصلبة. وعندما يتم توزيع القوارير الفارغة أو الأكياس المخصصة لتقنية SODIS في أماكن لا يوجد بها نظام إدارة نفايات فعّال، يجب مراعاة تأثير الزجاجات والمنتجات الموزعة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التخلص من قوارير PET في مراحيض الحفرة إلى انسداد معدات الضخ بشاحنة الشفط، مما يؤدي إلى حدوث مشكلات لاحقة.