Chemical and microbiological assessment of house-filtered water produced by household water filtration systems

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Chemical characteristics and microbiological quality of filtered water generated from municipal water using mono-, di- and penta-stage (5-stage) filters, as well as disposed drain water were investigated. With the application of the household water penta filters, the total dissolved solids (TDS) of the filtered water were highly reduced (0.04–0.07 g/L) and, consequently, electrical conductivity also decreased. Furthermore, total hardness was completely removed (0–2 mg CaCO3/L), as well as the chloride content. In the same manner, the nitrate content in the filtered water resulted from the household water penta filters decreased significantly (0.5–0.9 mg/L). Cations, such as Na+ and K+, in the filtered water were greatly affected and were 18–28 and 2 mg/L, respectively. Filtered water generated from the house-water penta filters was not in compliance with the daily amounts of F, Na and K necessary for teenagers and kids, and it might cause a risk of deficiencies. From the microbiological point of view, the penta-stage filter effectively removed total bacterial counts and total coliforms from water making it completely safe for potable and other domestic uses. The home water mono- and di- filters had low effectiveness of contaminant removal.

About the authors

A. S. Ammar

Cairo University; College of Agriculture and Veterinary Medicine, Qassim University

Author for correspondence.
Email: abdallaammar@agr.cu.edu.eg
A. S. Ammar is affiliated with the Faculty of Agriculture at Cairo University and the College of Agriculture and Veterinary Medicine at Qassim University.

M. G. El-Ziney

Alexandria University; College of Agriculture and Veterinary Medicine, Qassim University

Email: abdallaammar@agr.cu.edu.eg

A. I. Al-Turki

College of Agriculture and Veterinary Medicine, Qassim University

Email: abdallaammar@agr.cu.edu.eg

References

  1. EPA: United States Environmental Protection Agency (2006). Investigation of the Capability of Point-of-Use/Point-of-Entry Treatment Devices as a Means of Providing Water Security. EPA/600/R-06/012. Retrieved from http://www.aquanetto.ch/data/documents/ressources/EPA_PointofUsePointofEntry.pdf Accessed August 19, 2023
  2. Wu J., Cao M., Tong D., Finkelstein Z., Hoek E. M.V. (2021). A critical review of point-of-use drinking water treatment in the United States. npj Clean Water, 4, Article 40. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00128-z
  3. Królak, E., Raczuk, J., Biardzka, E. (2015). Do water filters improve the quality of potable water? Journal of Elementology, 20(1), 149–159. https://doi.org/10.5601/jelem.2013.18.4.541
  4. Daschner, F.D., Rtiden, H., Simon R., Clotten, J. (1996). Microbiological contamination of drinking water in a commercial household water filter system. European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases, 15(3), 233–237. https://doi.org/10.1007/BF01591360
  5. March H., Garcia X., Domene E., Sauri D. (2020). Tap water, bottled water or in home water treatment systems: Insights on household perceptions and choices. Water, 12(5), Article 1310. https://doi.org/10.3390/w12051310
  6. Bosscher, V., Lytle, D.A., Schock, M.R., Porter, A., Del Toral, M. (2019). POU water filters effectively reduce lead in drinking water: A demonstration field study in flint, Michigan. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 54(5), 484– 493. https://doi.org/10.1080/10934529.2019.1611141
  7. Eftekhar, B., Skini, M., Shamohammadi, M., Ghaffaripour, J., Nilchian, F. (2015). The effectiveness of home water purification systems on the amount of fluoride in drinking water. Journal of Dentistry, Shiraz University of Medical Science, 16(3 Suppl), 278–281.
  8. Smith, S.C., Rodrigues, D.F. (2015). Carbon-based nanomaterials for removal of chemical and biological contaminants from water: A review of mechanisms and applications. Carbon, 91, 122–143. http://doi.org/10.1016/j.carbon.2015.04.043
  9. Sangkarak, S., Phetrak, A., Kittipongvises, S., Kitkaew, D., Phihusut, D., Lohwacharin, J. (2020). Adsorptive performance of activated carbon reused from household drinking water filter for hexavalent chromium-contaminated water. Journal of Environmental Management, 272, Article 111085. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2020.111085
  10. Singh, S.P., Agarwal, A.K., Gupta, T., Maliyekkal, S.M. (2022). New trends in emerging environmental contaminants. Springer Nature Singapore, 2022. https://doi.org/10.1007/978-981-16-8367-1
  11. Alsulaili, A, Al-Harbi, M., Elsayed, K. (2020). The influence of household filter types on quality of drinking water. Process Safety and Environmental Protection, 143, 204–211. https://doi.org/10.1016/j.psep.2020.06.051
  12. Wright, J., Gundry, S., Conroy, R. (2004). Household drinking water in developing countries: A systematic review of microbiological contamination between source and point-of-use. Tropical Medicine and International Health, 9(1), 106– 117. https://doi.org/10.1046/j.1365-3156.2003.01160.x
  13. Mecha, C. A., Pillay, V. L. (2014). Development and evaluation of woven fabric microfiltration membranes impregnated with silver nanoparticles for potable water treatment. Journal of Membrane Science, 458, 149–156. https://doi.org/10.1016/j.memsci.2014.02.001
  14. Masoumi, S.J., Haghkhah, M., Mehrabani, D., Ghasempour, H.R., Esmaeelnejad, Z., Ghafari, N. et al. (2013). Quality of drinking water of household filter systems in Shiraz, Southern Iran. Middle-East Journal of Scientific Research, 17(3), 270–274. https://doi.org/10.5829/idosi.mejsr.2013.17.03.74121
  15. Pourjamali, R, Sadrabad, E.K., Hashemi S. A., Shekofteh, H., Mokhtari, M., Heydariet, A. et al. (2018). Evaluation of point-of-use drinking water treatment systems efficiency in reducing or removing physicochemical parameters and heavy metals. Journal of Environmental Health and Sustainable Development, 3(4), 557–566. https://doi.org/10.18502/jehsd.v4i1.490
  16. APHA, AWWA, WPCF (1985). Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. Sixteenth Edition. Port city press, Baltimore, Maryland, USA, 1985.
  17. ISO 6222 Water quality — Enumeration of culturable micro-organisms — Colony count by inoculation in a nutrient agar culture medium (DS/EN ISO 6222:1999)
  18. ISO 9308–1:2000 Standard. Water Quality — Detection and enumeration of Escherichia coli and coliform bacteria — Part 1: Membrane filtration method.
  19. APHA (1998). Standard methods for examination of water and wastewater 20th ed., American Public Health Association Water Works Association, Water Environmental Federation Washington, DC.
  20. Rao, V. N. M., Blane, K. (1985). PC-STAT, statistical programs for microcomputers. Version 1A. Department of Food Science and Technology, University of Georgia, Athens, GA, USA, 1985.
  21. Khanal, S., Kazama, S., Benyapa, S., Takizawa, S. (2023). Performance assessment of household water treatment and safe storage in Kathmandu Valley, Nepal. Water, 15(12), Article 2305. https://doi.org/10.3390/w15122305
  22. Egyptian Standards: ES:190–1(2007). Drinking water and ice standards. Part 1: Drinking water. Egyptian Organization for Standardization and Quality.
  23. Rahman, I.M.M., Barua, S., Barua, R., Mutsuddi, R., Alamgir, M., Islam, F. et al. (2017). Quality assessment of the non-carbonated bottled drinking water marketed in Bangladesh and comparison with tap water. Food Control, 73, 1149– 1158. http://doi.org/10.1016/j.foodcont.2016.10.032
  24. Al-Oud, S.S., El-Nadi, A.H., Salad, S. (2000). Detection of organic aromatic polycyclic hydrocarbons in underground water of Al-Qassim region, central of Saudi Arabia. The Journal of Agricultural Science, Mansoura University, 25(7), 4709–4715.
  25. Jaafari-Ashkavandi, Z., Kheirmand, M. (2013). Effect of home-used water purifier on fluoride concentration of drinking water in Southern Iran. Dental Research Journal, 10(4), 489–492.
  26. Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives (JECFA). (2003). Nitrate and potential endogenous formation of N-nitroso compounds. Chapter in Safety evaluation of certain food additives and contaminants. Geneva. Retrieved from https://inchem.org/documents/jecfa/jecmono/v50je01.htm Accessed August 25, 2023
  27. EEA (2011). Commission Regulation (EU) No. 1258/2011 of 2 December 2011 amending Regulation (EC) No. 1881/2006 as regards maximum levels for nitrates in foodstuffs. Official Journal of the European Union, L 320, 15–17. Retrieved from https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX:32011R1258&from=EN Accessed August 10, 2023
  28. WHO (World Health Organization). (2017). Guidelines for Drinking-water Quality. 4th edition. Incorporating the first addendum. World Health Organization, Geneva.
  29. Al-Redhaiman, K.N., Abdel-Magid, H.M. (2002). The applicability of the local and international water quality guidelines to Al-Gassim region of central Saudi Arabia. Water, Air, and Soil Pollution, 137(1), 235–246. https://doi.org/10.1023/A:1015550417199
  30. Islam, M., Nasrin, T., Islam, M. (2021). Determination of surface water quality for irrigation in Dinajpur. Turkish Journal of Agriculture — Food Science and Technology, 9(10), 1782–1791. https://doi.org/10.24925/turjaf.v9i10.1782-1791.4208
  31. Abd Rahim, N.S., Othman, N. (March 31, 2019). Home water purification system in Malaysia: Qualitative and quantitative study. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Volume 601, Postgraduate Symposium in Civil and Environmental Engineering, Universiti Tun Hussein Onn Malaysia, 2019. https://doi.org/10.1088/1757-899X/601/1/012011

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Ammar A.S., El-Ziney M.G., Al-Turki A.I.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».