Оценка состояния водоемов — одна из важнейших задач экологического мониторинга. Для ее решения ученые разработали специальный материал и создали на его основе проточную ячейку, которая впервые в мире позволила провести прямое сравнение конкурирующих методов измерения концентрации кислорода в биосенсорах. Над научным проектом работали специалисты МИРЭА — Российского технологического университета (РТУ МИРЭА) совместно с коллегами из Тульского государственного университета (ТулГУ).
Уровень чистоты сточных вод, а также устойчивость водоемов к токсическому воздействию попадающих в них стоков и загрязняющих веществ определяется по скорости процессов гидролиза и окисления. Эти показатели напрямую зависят от того, насколько быстро жидкость насыщается кислородом.
Основными параметрами чистоты сточных вод считаются уровни химического и биохимического потребления кислорода. Если первый параметр демонстрирует количество кислорода, необходимое для окисления всей органики в пробе воды, то во втором за основу берется потребление кислорода аэробными видами микроорганизмов. Есть такое понятие, как легко окисляющаяся органика, которую и съедают эти микроорганизмы. Соответственно, чем больше ее в стоках, тем выше показатель биохимического потребления кислорода.
Равенство уровня химического и биохимического потребления кислорода говорит о способности природной экосистемы самостоятельно справиться с органическим загрязнением. Если химическое потребление кислорода превышает биохимическое, то без специальных методов очистки не обойтись. Основная проблема связана с тем, что для оценки биохимических процессов нужно время: от пяти суток в условиях лаборатории. При этом используются определенные штаммы микроорганизмов, и полученный результат не всегда релевантен по отношению к сообществу микроорганизмов конкретного водоема.
Описанные недостатки побудили ученых искать способы адресной оценки этих параметров. Сотрудники МИРЭА — Российского технологического университета — совместно с коллегами из Тульского государственного университета разработали специальный композитный материал, который позволил сформировать устойчивый биосенсор. На его поверхность ученые предложили закрепить штаммы конкретного водоема, чтобы быстро оценивать изменения дыхательной активности микроорганизмов в случае загрязнений.
