Севастопольские ученые предложили способ спасения флоры и фауны Черного моря
В середине декабря 2024 г. в Черном море произошла катастрофа таких масштабов, каких в нашей стране еще не было. Тысячи тонн мазута попали в воду и вызвали тяжелейшие последствия – от загрязнения пострадало огромное количество птиц и морских обитателей, а уникальные пляжи Черного и Азовского морей оказались покрыты нефтяными пятнами. Окружающей среде нанесен колоссальный ущерб.
Прогрессирующая интенсивность загрязнения водной среды является глобальной проблемой современности, угрожающей безопасности человечества. Ежегодно в водоемы поступают миллионы тонн сотен тысяч веществ различного происхождения и, значительная часть из них с неизвестными токсикологическими характеристиками. Настоятельной необходимостью становится разработка автоматизированных методов и средств именно оперативного обнаружения поллютантов любого происхождения и оценки степени их опасности для водной экосистемы и человека.
О разработке сотрудников Института природно-технических систем мы беседуем с инженером-исследователем, кандидатом биологических наук Валерием Владимировичем Трусевичем (в дальнейшем, В.В.)
Корр.: Валерий Владимирович, какую помощь может оказать институт?
В.В.: Наш проект называется «Автоматизироованные системы биосенсорного мониторинга водной среды», в которых в качестве чувствительных систем используются живые организмы. Он позволяет мгновенно, оперативно получать информацию о состоянии морской или пресной воды. А значит, оперативно предотвратить опасность распространения загрязнения.
Корр.: Ваш подход развивает существующую систему мониторинга?
В.В.: В странах СНГ отсутствуют единые системы контроля водной среды регионов в целом. Контроль осуществляется только на отдельных объектах сотрудниками СЭС, МЧС и т.д. с преимущественным использованием физико-химических методов обнаружения загрязняющих веществ.
Корр.: А в чем их неудобство?
В.В.: Эти системы дорогостоящи, трудоемки, определяют узкий круг веществ в основном лабораторными методами. Сведения, которые они получают, фрагментарны. Измерения в большинстве не автоматизированы, не обеспечивают непрерывный мониторинг, не дают характеристики степени опасности водной среды для живых организмов, не способны обнаруживать краткосрочные внезапные выбросы загрязнений.
Корр.: То есть, специалист определенной службы идет к водоему, берет пробу воды, несет или отправляет ее в лабораторию, и на это уходит несколько дней?
В.В.: Практически так.
Корр.: Получается, что отсутствие непрерывного контроля делает водные системы незащищенными от внезапных выбросов загрязнений?
В.В.: Да, и именно раннее выявление ЧС позволяет резко снизить последствия его воздействия.
Корр.: Какими тогда должны быть современные системы мониторинга?
В.В.: Современные системы мониторинга должны учитывать опасность резко участившихся техногенных аварий, непредсказуемость их возникновения, массивность выбросов загрязняющих веществ и высокую скоростью развития негативных последствий для крупных регионов.
Системы мониторинга должны функционировать в непрерывном режиме, автоматически обнаруживать загрязнения и передавать сигнал в соответствующие центры слежения. Пункты автоматизированного контроля должны быть объединены в сети, охватывающие большие водные системы, с единым центром слежения (управления).
Корр.: В чем уникальность вашего проекта?
В.В: Наш метод объективной оценки состояния водных экосистем основан на использовании биологических методов экологического мониторинга. В качестве биомаркеров используются поведенческие реакции аборигенных видов двустворчатых моллюсков. Живые организмы реагируют на загрязнения четко, быстро и бесспорно.
Наша установка – современная система мониторинга, которая работает в режиме реального времени: позволяет обнаруживать общее загрязнение, определять степень экологической опасности, автоматически формировать сигнал тревоги и, в режиме on-line, передавать его в соответствующие центры слежения для принятия решения о мерах реагирования.
Корр.: Чем эта система отличается от использования только физико-химических методов мониторинга?
В.В.: Она позволяет непрерывно получать интегральную токсикологическую характеристику среды, оценивать качество воды как среды обитания гидробионтов (морских организмов).
Корр.: Для создания системы мониторинга вы используете двустворчатых моллюсков. В чем их уникальность?
В.В. Это способность двустворчатых моллюсков (мидий и устриц в морской воде, дрейссен и беззубок – в пресной) закрывать створки на продолжительное время или изменять ритмику движений при воздействии неблагоприятных факторов. Использование моллюсков предварительно тестировалось. Мидии питаются в ходе отфильтровывания планктона из воды. Для этого им приходится открывать свои раковины. Однако наличие загрязняющих веществ в воде влияет на то, как они открываются. Ученые обратили внимание на это уникальное свойство и решили использовать его в благих целях.
Корр.: А как это работает?
В.В.: Работа прибора заключается в получении в автоматическом режиме цифровой информации о движении створок моллюсков с помощью закрепленных на них датчиков Холла и магнита, регистрирующих изменения расстояния между створками. Одновременно регистрируются индивидуальные реакции 16 животных. Синхронная реакция группы моллюсков (не менее 70% от общего числа) является объективным сигналом. Специализированное программное обеспечение позволяет в режиме реального времени наблюдать за динамикой движений створок моллюсков и получать сигнал тревоги. Латентный период реагирования системы на загрязнение, в зависимости от его природы и концентрации, от нескольких секунд до нескольких минут. Такая система работает в автоматическом режиме 24 ч в сутки на протяжении нескольких лет.
Корр.: Ваш проект с 2008 года проходит испытания на водозаборах Севастопольского региона. Знаю, что опыт совместной работы с Водоканалом является успешным. Почему дальше городские службы не воспользовались столь недорогим способом мониторинга?
В.В.: Вопрос скорее всего не к нам, а к этим службам. Подобные системы можно устанавливать в районах нефтяных скважин, по течению рек, как в пресной, так и в морской воде. Институт природно-технических систем предлагает дешевый и эффективный способ мониторинга воды.
Корр.: Как я понимаю, взаимное сотрудничество примерно могло бы выглядеть так: налажено серийное производство оборудования, поэтапно развёртывается система оперативного экологического мониторинга воды, городские службы (МЧС, СЭС, Водоканал и др.) постоянно имеют возможность зайти на сайт и увидеть текущее состояние наших водоемов и вовремя прийти на помощь.
Желаю вам успехов в такой важной и актуальной работе.
