Прозрачная вода, стремительно бегущая по камням, в некоторых участках горного ручья может содержать меньше живых микроорганизмов, чем вода из кухонного крана. Причина не в очистных сооружениях и не в дезинфекции, а в том, как одновременно работают законы физики, особенности горных пород и конкуренция между микробами прямо в потоке.
Быстрый и мелкий поток создает сильную турбулентность и высокие сдвиговые нагрузки, которые повреждают хрупкие клетки и разрушают биопленки. Постоянное перемешивание усиливает контакт воды с воздухом и солнечным светом, повышает содержание растворенного кислорода и обнажает микробы под действием ультрафиолета. Такое естественное сочетание аэрации и ультрафиолетового обеззараживания меняет микробную нагрузку еще до того, как вода уходит далеко вниз по течению.
Под видимым руслом вода многократно уходит в слои гравия и песка и снова выходит наружу. Этот гипорейный обмен работает как непрерывная мягкая фильтрация: за счет адсорбции и осаждения удаляются частицы и многие возбудители заболеваний. Микробное сообщество в осадках формируется борьбой и хищничеством: простейшие и бактериофаги сокращают численность бактерий и повышают «энтропию» внутри сообщества. Водопроводная вода, напротив, движется по длинным закрытым сетям. Даже после хлорирования и коагуляции остаточные питательные вещества, шероховатость труб и биопленки позволяют части микроорганизмов снова разрастаться. Время пребывания воды в трубах дает выжившим микробам устойчивую поверхность и предсказуемую среду, и этот эффект иногда сводит на нет часть того, что было достигнуто на станции очистки.
