За качеством воды следят невидимые контролеры
Америка
Известная идиома miner’s canary - «канарейка в шахте» происходит от одного из самых древних способов обнаружения в шахтах взрывоопасного рудничного газа. При первых же признаках его появления в воздухе птички обрывают свое пение и начинают беспокоиться, что служит для рудокопов предупреждением об опасности. Недаром британское горное законодательство на протяжении нескольких веков в обязательном порядке предписывало держать их в шахтах.
Казалось бы, чирикающие газоанализаторы давно следовало заменить на современные электронные приборы. Между тем их продолжали спускать в шахты почти до самого конца прошлого века. Мало того, живые организмы для аналогичных целей пытаются использовать и сегодня.
На этот раз это невидимые невооруженным глазом одноклеточные существа. Как и у канареек, их поведение зависит от состояния окружающей среды. Только среда эта водная, а беспокоящие микроорганизмы примеси – попавшие в воду тем или иным путем разнообразные токсины, пестициды, тяжелые металлы и другие опасные загрязнители.
В помещенной под микроскоп капельке речной или прудовой воды видны миллионы мельчайших существ - так называемых протозоа. Несмотря на свои ничтожные размеры, они обладают практически всеми признаками животного мира, в том числе зависящими от условий жизни различными типами поведения.
Для передвижения в воде протозоа используют расположенные на поверхности их тела многочисленные тоненькие волоски-реснички. Действуют они ими так же, как спортсмены-гребцы веслами. Если вода чистая, они работают как байдарочники на какой-нибудь регате – все вместе и в едином ритме. Соответственно и одноклеточная «лодка» движется прямо и равномерно. Когда же в воде встречаются ядовитые примеси, эта согласованность нарушается. Протозоа сбиваются с курса и начинают выписывать в воде замысловатые крендели. При этом форма их траекторий каждый раз определяется составом попавших в воду загрязнителей. Вот эту зависимость и решили использовать ученые для определения чистоты и качества питьевой воды.
Идея «плавающего поведенческого спектрофотометра» (swimming behavioral spectrophotometer – SBS) пришла в голову научного сотрудника Океанографического института в штате Массачусетс Скотта Галлагера, который привлек к сотрудничеству Уэйда Макджиллиса из геофизической обсерватории Колумбийского университета. При этом для осуществления своего проекта ученые добились получения гранта от Министерства обороны.
Созданный ими прибор состоит из сосуда с водой, в который помещаются микроорганизмы. В воду подаются различные примеси, влияющие на «стиль» их плавания, а происходящие при этом изменения записываются видеокамерой с соответствующей оптикой. Полученные изображения тут же анализируются с помощью специальной компьютерной программы, оценивающей до полусотни различных особенностей поведения протозоа.
О качестве протестированной воды прибор сообщает с помощью цветных сигнальных лампочек. Зеленая загорается, когда вода безопасна, желтая требует повторных проверок, а красная запрещает использовать воду для питья.
SBS работает очень быстро, контролирует качество воды в режиме реального времени и способен обнаруживать широкий диапазон загрязнителей. В конечном счете его создатели рассчитывают миниатюризировать устройство и довести стоимость одного теста до 1-2 долларов, в отличие от 50-250 долларов за проверку с помощью существующих трудоемких методов.
Местная компания Petrel Biosensors, Inc. уже получила лицензию на новую технологию и рассчитывает через год выпустить на рынок коммерческий продукт.
«Сначала мы собираемся использовать его для анализа промышленных отходов и дождевых стоков, - говорит президент компании Роберт Куртис, – а потом займемся муниципальной питьевой водой и военными установками. Есть у нас и еще одна перспектива – экспрессное тестирование воды, используемой для гидравлического дробления скальных пород при поисках нефти и газа». Ну а изобретатель Скотт Галлагер обещает, что со временем его прибор будет контролировать качество питьевой воды во всем мире.

Казалось бы, чирикающие газоанализаторы давно следовало заменить на современные электронные приборы. Между тем их продолжали спускать в шахты почти до самого конца прошлого века. Мало того, живые организмы для аналогичных целей пытаются использовать и сегодня.
На этот раз это невидимые невооруженным глазом одноклеточные существа. Как и у канареек, их поведение зависит от состояния окружающей среды. Только среда эта водная, а беспокоящие микроорганизмы примеси – попавшие в воду тем или иным путем разнообразные токсины, пестициды, тяжелые металлы и другие опасные загрязнители.
В помещенной под микроскоп капельке речной или прудовой воды видны миллионы мельчайших существ - так называемых протозоа. Несмотря на свои ничтожные размеры, они обладают практически всеми признаками животного мира, в том числе зависящими от условий жизни различными типами поведения.
Для передвижения в воде протозоа используют расположенные на поверхности их тела многочисленные тоненькие волоски-реснички. Действуют они ими так же, как спортсмены-гребцы веслами. Если вода чистая, они работают как байдарочники на какой-нибудь регате – все вместе и в едином ритме. Соответственно и одноклеточная «лодка» движется прямо и равномерно. Когда же в воде встречаются ядовитые примеси, эта согласованность нарушается. Протозоа сбиваются с курса и начинают выписывать в воде замысловатые крендели. При этом форма их траекторий каждый раз определяется составом попавших в воду загрязнителей. Вот эту зависимость и решили использовать ученые для определения чистоты и качества питьевой воды.
Идея «плавающего поведенческого спектрофотометра» (swimming behavioral spectrophotometer – SBS) пришла в голову научного сотрудника Океанографического института в штате Массачусетс Скотта Галлагера, который привлек к сотрудничеству Уэйда Макджиллиса из геофизической обсерватории Колумбийского университета. При этом для осуществления своего проекта ученые добились получения гранта от Министерства обороны.
Созданный ими прибор состоит из сосуда с водой, в который помещаются микроорганизмы. В воду подаются различные примеси, влияющие на «стиль» их плавания, а происходящие при этом изменения записываются видеокамерой с соответствующей оптикой. Полученные изображения тут же анализируются с помощью специальной компьютерной программы, оценивающей до полусотни различных особенностей поведения протозоа.
О качестве протестированной воды прибор сообщает с помощью цветных сигнальных лампочек. Зеленая загорается, когда вода безопасна, желтая требует повторных проверок, а красная запрещает использовать воду для питья.
SBS работает очень быстро, контролирует качество воды в режиме реального времени и способен обнаруживать широкий диапазон загрязнителей. В конечном счете его создатели рассчитывают миниатюризировать устройство и довести стоимость одного теста до 1-2 долларов, в отличие от 50-250 долларов за проверку с помощью существующих трудоемких методов.
Местная компания Petrel Biosensors, Inc. уже получила лицензию на новую технологию и рассчитывает через год выпустить на рынок коммерческий продукт.
«Сначала мы собираемся использовать его для анализа промышленных отходов и дождевых стоков, - говорит президент компании Роберт Куртис, – а потом займемся муниципальной питьевой водой и военными установками. Есть у нас и еще одна перспектива – экспрессное тестирование воды, используемой для гидравлического дробления скальных пород при поисках нефти и газа». Ну а изобретатель Скотт Галлагер обещает, что со временем его прибор будет контролировать качество питьевой воды во всем мире.
Комментарии (Всего: 2)
http://ecotext.ru