Оценка уровня загрязнения водных объектов — одна из ключевых задач экологического мониторинга. В Тульской области при поддержке Минобрнауки России в рамках программы «Приоритет 2030», научно-образовательного центра мирового уровня «ТулаТЕХ» ученые разработали композитный материал, который можно использовать в биосенсорах для более быстрых и точных измерений загрязнения.
По словам руководителя БиоХимТехЦентра ТулГУ, ведущего научного сотрудника лаборатории биологически активных соединений и биокомпозитов Вячеслава Арляпова, конкуренция между двумя методами определения концентрации растворенного кислорода продолжается в течение последних 15-20 лет.
«Вместе с коллегами из Российского технологического университета МИРЭА мы провели объективное сравнение двух методов, выявили преимущества. Также мы создали композитный материал с применением модифицированных наноалмазов, который позволяет сформировать устойчивый биосенсор в течение буквально полутора часов», — объяснил ученый.
Созданный композитный материал помещают в водоем, и за полтора часа на поверхности закрепляются микроорганизмы, формируя биосенсор. Полученный образец отправляют в анализатор – проточную ячейку, управляемую компьютером, где меняется дыхательная активность микроорганизмов. Так, если в воде есть органика, который могут питаться мироорганизмы, уровень кислорода падает. При наличии в водоеме токсинов дыхательная активность микроорганизмов падает, а концентрация кислорода растет. Таким образом, система способна за несколько часов рассчитать уровень потребления кислорода за последние пять суток, и дать оценку токсического воздействия.
Устойчивость водоемов к токсическому загрязнению и чистоту воды определяют по соотношению химического потребления кислорода и биохимических процессов. Эксперты отмечают, что при равных показателях природная экосистема способна самостоятельно справиться с органическим загрязнением.
Если показатель химического потребления кислорода превышает биохимический процесс, необходимы специальные методы очистки. Сейчас лабораторная оценка БПК занимает пять суток, в ней используются определённые типы микроорганизмов – они не всегда совпадают с населением водоёма, что может исказить результаты. Новые биосенсоры позволят решить эту проблему – мониторинг станет быстрее и точнее.
Результаты совместного исследования учёных ТулГУ и РТУ МИРЭА были опубликованы в одном из международных изданий.
«При поддержке губернатора Тульской области Алексея Дюмина и гранта Правительства региона Тульский государственный университет реализует масштабную программу развития «Приоритет 2030».
Одним из стратегических направлений преобразований является проект «БиоХимТех», включающий проведение исследований в области биотехнологий и экологического мониторинга», — отмечает председатель регионального комитета по науке и инноватике Максим Циглер.