Челябинские ученые разработали метод, позволяющий обнаружить отравляющие вещества в воде даже в мизерной концентрации, сообщает пресс-служба ЮУрГУ.
Ученые Южно-Уральского государственного университета разработали электрохимические методы детекции для определения органических и неорганических веществ в воде. Речь идет о любых водных объектах: питьевых водохранилищах, промышленных стоках, очистных сооружениях.
«То есть, всё, что связано с водой: чистое и грязное, до выхода и после,– комментирует научный сотрудник лаборатории экологических проблем постиндустриальной агломерацииРоман Морозов. –Сейчас для обнаружения органических и неорганических веществ в растворе используется хроматографический метод, у которого есть ряд недостатков: дорогое оборудование, сложный процесс обучения персонала, длительный процесс отбора проб. Кроме того, его невозможно сделать портативным, то есть, специалист выезжает на место, берет пробу воды и везет в стационарную лабораторию. Мы же предлагаем принципиально иной подход».
Челябинские ученые разработали экспресс-метод: специалист на месте погружает в воду электрод, получает сигнал и сразу же рассчитывает концентрацию растворенных веществ. В работе используется небольшой прибор потенциостат. Изобретение состоит в том, что ученые ЮУрГУ подобрали компоненты, нацеленные на обнаружение конкретных веществ в растворе, например, трихлорфенола и нитрофенола – одних из самых распространенных промышленных загрязнителей.
«В России производится огромное количество фенола и его производных,– говоритРоман Морозов. –Они используются в производстве различных пластмасс, красителей, пестицидов – практически все продукты химической промышленности так или иначе связаны с фенолом. И это достаточно вредное вещество, которое, попадая в окружающую среду, продолжает вступать в реакции и образовывать новые, более ядовитые соединения. Например, в хлорированной воде он образует хлорфенол».
Химики ЮУрГУ также подбирают реактивы, способные обнаруживать в воде лекарства и антибиотики. В настоящее время исследуют широко распространенный амоксициллин, который используется для лечения людей и животных. Сначала ученые подбирают композитный материал, который вступает в реакцию с антибиотиком, «вживляют» его в электрод, оптимизируют частоту сигнала, амплитуду и диапазон. В результате прибор показывает нужный загрязнитель даже в минимальной концентрации.
На подбор индикаторов для каждого загрязнителя уходит от трех месяцев до полугода. Исследования ведутся в трех лабораториях, коллективом из 10 человек под руководством профессора Вячеслава Авдина и сербского ученого Далибора Станковича. Сейчас усилия химиков направлены на методы выявления определенных классов загрязняющих веществ.
«В первую очередь это галогено-ароматические соединения, потому что они плохо разлагаются в окружающей среде,– рассказываетРоман Морозов. –Они называются микрополитанты, с ними не справляются очистные сооружения, потому что в воде они находятся в низких концентрациях, при этом способны аккумулироваться в организме или в природе и наносить вред».
Отравляющие вещества могут попадать в воду разными способами: из стоков, вместе с подземными водами и даже по воздуху, и химики ЮУрГУ могут обнаруживать их в концентрации ниже пороговых значений, еще до того момента, когда они начнут приносить вред человеку. Постоянный мониторинг окружающей среды по методу челябинских ученых – доступный, дешевый и экспрессный. Аналогов ему пока нет, поскольку он не нашел пока широкого практического применения. Важно, что все компоненты для работы – от реактивов до приборов – без проблем могут быть изготовлены в России.
Работа ведется в рамках мегагранта «Инновации для очистки воздуха и воды, снижения углеродного следа: наноматериалы и нанокомпозиты, фотокаталитические и электрохимические подходы». Исследование профинансировано Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Южно-Уральским государственным университетом и выполняется в рамках национального проекта «Наука и университеты».
