طور العلماء في جامعة جنوب الأورال الحكومية طرق الكشف الكهروكيميائية لتحديد المواد العضوية وغير العضوية في الماء. نحن نتحدث عن أي مسطحات مائية: خزانات الشرب ومياه الصرف الصناعي ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي.
«أي كل ما يتعلق بالمياه: نظيف وقذر، قبل وبعد إطلاقه, – يعلق رومان موروزوف، الباحث في مختبر المشاكل البيئية للتكتل ما بعد الصناعي: حاليًا، للكشف عن المواد العضوية وغير العضوية في المحلول، يتم استخدام الطريقة الكروماتوغرافية، والتي لها عدد من العيوب: المعدات باهظة الثمن، وعملية معقدة لتدريب الموظفين، وعملية أخذ العينات الطويلة. بالإضافة إلى ذلك، لا يمكن جعلها محمولة، أي أن متخصصًا يذهب إلى الموقع ويأخذ عينة من المياه ويأخذها إلى مختبر ثابت. نحن نقترح نهجا مختلفا جذريا».
طور علماء تشيليابينسك طريقة سريعة: يقوم أحد المتخصصين في الموقع بغمر قطب كهربائي في الماء، ويستقبل إشارة ويحسب على الفور تركيز المواد المذابة. يستخدم العمل جهاز الجهد الصغير. يتكون الاختراع من حقيقة أن علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية اختاروا مكونات تهدف إلى اكتشاف مواد معينة في المحلول، على سبيل المثال، ثلاثي كلوروفينول ونيتروفينول - أحد أكثر الملوثات الصناعية شيوعًا.
«يقول رومان موروزوف: تنتج روسيا كمية هائلة من الفينول ومشتقاته. يتم استخدامها في إنتاج العديد من المواد البلاستيكية والأصباغ والمبيدات الحشرية - ترتبط جميع منتجات الصناعة الكيميائية تقريبًا بطريقة أو بأخرى بالفينول. وهذه مادة ضارة إلى حد ما، والتي، عند إطلاقها في البيئة، تستمر في التفاعل وتكوين مركبات جديدة أكثر سمية. على سبيل المثال، في المياه المكلورة يشكل الكلوروفينول».
يقوم الكيميائيون في جامعة جنوب الأورال الحكومية أيضًا باختيار الكواشف التي يمكنها اكتشاف الأدوية والمضادات الحيوية في الماء. أموكسيسيلين، وهو دواء يستخدم على نطاق واسع لعلاج البشر والحيوانات، قيد الدراسة حاليا. أولاً، يختار العلماء مادة مركبة تتفاعل مع المضاد الحيوي، ثم "يزرعونها" في القطب الكهربائي، ويحسنون تردد الإشارة وسعتها ومداها. ونتيجة لذلك، يظهر الجهاز الملوث المطلوب حتى في الحد الأدنى من التركيز.
يستغرق اختيار المؤشرات لكل ملوث من ثلاثة إلى ستة أشهر. يتم إجراء الأبحاث في ثلاثة مختبرات من قبل فريق مكون من 10 أشخاص تحت قيادة البروفيسور فياتشيسلاف أفدين والعالم الصربي داليبور ستانكوفيتش. الآن تهدف جهود الكيميائيين إلى طرق تحديد فئات معينة من الملوثات.
«يقول رومان موروزوف: بادئ ذي بدء، هذه مركبات الهالوجين العطرية، لأنها تتحلل بشكل سيء في البيئة، إنها تسمى ميكروبوليتانات، ولا تستطيع محطات المعالجة التعامل معها لأنها توجد بتركيزات منخفضة في الماء، ولكنها يمكن أن تتراكم في الجسم أو في الطبيعة وتسبب الضرر».
يمكن للمواد السامة أن تدخل المياه بطرق مختلفة: من مياه الصرف الصحي، إلى جانب المياه الجوفية، وحتى عن طريق الهواء، ويمكن للكيميائيين في جامعة جنوب الأورال الحكومية اكتشافها بتركيزات أقل من القيم العتبية، حتى قبل أن تبدأ في إلحاق الضرر بالبشر. المراقبة البيئية المستمرة باستخدام طريقة علماء تشيليابينسك متاحة ورخيصة وسريعة. لا توجد نظائرها حتى الآن، لأنها لم تجد بعد تطبيقًا عمليًا واسعًا. من المهم أن يتم تصنيع جميع مكونات العمل - من الكواشف إلى الأدوات - في روسيا دون أي مشاكل.
يتم تنفيذ العمل في إطار المنحة الضخمة «ابتكارات لتنقية الهواء والماء، والحد من آثار الكربون: المواد النانوية والمركبات النانوية، وأساليب التحفيز الضوئي والكهروكيميائية». تم تمويل البحث من قبل وزارة العلوم والتعليم العالي في الاتحاد الروسي وجامعة جنوب الأورال الحكومية ، يتم تنفيذه في إطار المشروع الوطني «العلوم والجامعات».