«Сейчас предприятия берут пробы и отправляют на химический анализ, который длится до 7-10 дней, и только после этого могут оперировать результатами. За неделю, сами понимаете, может произойти все что угодно», — поясняет аспирант кафедры экологии и природопользования СФУ, ведущий инженер НОЦ экотоксикологии и экологической безопасности Алексей Вишняков.
Разработка началась в 2013 году. Два года шло доведение научной части, а в 2016-ом было запущено тестирование технологии в сотрудничестве с красноярским «Водоканалом». В течение года-двух методика будет внедрена в производство.
Проблема сточных вод
«Дело в том, что на водоканалах идут смешанные стоки: и промышленные, и бытовые, — говорит Алексей Вишняков. — Бытовые стоки маскируют стоки промышленных мероприятий: органика, которой много в первых, связывает тяжелые металлы из вторых. Эти соединения получаются нетоксичными, и поэтому при проверке мы не видим всю опасность химических загрязнителей».
Настоящая опасность проявляется позднее: попадая в реки, стоки разбавляются. Через некоторое время соединения распадаются и тяжелые металлы оказываются на свободе, отравляя все вокруг.
«Например, в Енисее вода чистая — там очень высокий коэффициент разбавления. Изначально нетоксичные стоки, содержащие связанные тяжелые металлы, сброшенные в районе Красноярска, доходят до Железногорска и Лесосибирска и становятся токсичными. Другой пример — Москва-река. Все знают, что вода там грязная. По многим старым методикам биотестирования, применяемым Роспотребнадзором, она может оказываться не токсичной, несмотря на очень большое содержание токсичных элементов».
Решение
Для решения проблемы красноярские ученые и разработали уникальный метод контроля качества очистки сточных вод. Самое важное его преимущество — результат в течение полутора часов, включая подготовку проб. Ведь используемые сегодня технологии требуют двух суток: пробы разбавляют, как это происходит в природе, заселяют в них водоросли или дафнии и ждут, пока токсиканты высвободятся и подействуют на подопытных.
Что сегодня изобретают красноярские ученые?В основе метода лежит та самая способность органических молекул связывать тяжелые металлы. В лаборатории в сточную воду добавляется дополнительный токсикант четко выявленных концентраций — раствор сульфата меди. Если там есть органические вещества, они нейтрализуют его.
Понять, произошло ли это, ученым помогает хлорелла — одноклеточная водоросль. Та самая, которая живет в каждой луже и вызывает «цветение» воды. Суть проста: если водоросль выживает — токсикант связан, органика есть. Если гибнет — не связан, органики нет.
Метод
«Ионы тяжелых металлов связываются с органическими веществами, например, гуминовыми кислотами и различными фосфатами. Тем самым возникают соединения, которые не проникают через мембрану водоросли. Поэтому связанные токсиканты не наносят ей вреда. „Чистые“ же беспрепятственно проникают в клетку водоросли, и она погибает».
Чтобы не просто говорить о наличии органики, но и назвать степень ее содержания в стоках, ученые разбавляют пробы дистиллированной водой в классической пропорции — один к одному, потом снова, и так 24 раза.
«Так как производится разбавление, мы можем понять, в какой момент происходит ослабление токсического эффекта — так мы выявляем относительный показатель связующей способности вод».
Определить этот момент помогает прибор под названием флуориметр. Он облучает пробы светом и замеряет свечение водорослей. Если говорить совсем просто, живые, ослабленные и мертвые водоросли светятся по-разному.
Лучшая и единственная
Сейчас исследования и разработки в данном вопросе проводятся только в биолаборатории СФУ. Но ученые работают над тем, чтобы эту технологию могла использовать любая заинтересованная организация и самостоятельно проводить контроль очистки стоков. В настоящее время методики и оборудование внедрены более чем в 400 лабораторий по всей стране.
«У технологии есть особенность: для работы с ней нужна квалификация. К сожалению, в России к такой работе готовы только СФУ и МГУ. Даже если человека научить всему и посадить на рабочее место, этого мало — он не всегда сможет правильно анализировать информацию. Поэтому наш научный коллектив постоянно занимается консультированием пользователей, объясняя острые моменты».
Контактное лицо: Гардер Кристина Александровна
Тел.: (391) 201-77-77 (приемная)
e-mail: garder.kristin@gmail.com
Сайт: kritbi.ru
Поддержка разработок молодых сотрудников осуществляется в том числе и Фондом содействия инновациям — по грантовой системе. Проект по контролю очистки сточных вод победил в 2013 году по программе «УМНИК». На его реализацию было выделено 400 тысяч рублей. Оператором «УМНИК» в Красноярском крае является Красноярский региональный инновационно-технологический бизнес-инкубатор (КРИТБИ).
Беседовал Григорий Денисенко специально для интернет-газеты Newslab.ru,
фото Алины Ковригиной
