南乌拉尔国立大学的科学家开发出一种电化学检测方法,用于测定水中的有机和无机物质。我们谈论的是任何水体:饮用水水库、工业废水、处理设施。
“也就是说,与水有关的一切:干净的和脏的,出水口前和出水口后,”后工业集聚环境问题实验室的研究员罗曼·莫罗佐夫评论道。“目前,色谱法用于检测溶液中的有机和无机物质,这有许多缺点:设备昂贵、人员培训过程复杂、采样过程长。此外,它不能便携,也就是说,专家必须到现场取水样并将其带到固定实验室。我们提供了一种根本不同的方法。”
车里雅宾斯克的科学家开发了一种快速方法:专家将电极浸入现场水中,接收信号并立即计算溶解物质的浓度。这项工作中使用了一个小型恒电位仪。这项发明在于,南乌拉尔国立大学的科学家选择了旨在检测溶液中特定物质的组件,例如三氯苯酚和硝基苯酚——一些最常见的工业污染物。
“俄罗斯生产大量的苯酚及其衍生物,”罗曼·莫罗佐夫说。- 它们用于生产各种塑料、染料、农药——几乎所有化学工业产品都与苯酚有关。这是一种相当有害的物质,当释放到环境中时,它会继续发生反应并形成新的、更有毒的化合物。例如,在氯化水中,它会形成氯苯酚。”
南乌拉尔国立大学的化学家们也在选择能够检测水中药物和抗生素的试剂。目前,他们正在研究广泛使用的阿莫西林,这种药物用于治疗人和动物。首先,科学家选择一种与抗生素发生反应的复合材料,将其“植入”电极,并优化信号频率、幅度和范围。结果,该设备即使在最低浓度下也能显示所需的污染物。
选择每种污染物的指标需要三到六个月的时间。研究由教授维亚切斯拉夫·阿夫丁和塞尔维亚科学家达利博尔·斯坦科维奇领导的10人团队在三个实验室进行。目前,化学家们的努力集中在识别某些类别污染物的方法上。
“首先,这些是卤素芳香族化合物,因为它们在环境中分解不良,”罗曼·莫罗佐夫说。“它们被称为微污染物,处理设施无法处理它们,因为它们在水中的浓度很低,但它们会在体内或自然界中积累并造成伤害。”
有毒物质可以通过不同的方式进入水中:从排水管、地下水甚至空气中,南乌拉尔国立大学的化学家可以在它们开始危害人类之前检测到低于阈值的浓度。使用车里雅宾斯克科学家的方法进行持续的环境监测是方便、廉价和快速的。目前还没有类似的方法,因为它还没有得到广泛的实际应用。重要的是,这项工作的所有组件——从试剂到设备——都可以在俄罗斯轻松制造。
这项工作是在“空气和水净化创新、碳足迹减少:纳米材料和纳米复合材料、光催化和电化学方法”巨额拨款框架内开展的。该研究由俄罗斯联邦科学和高等教育部和南乌拉尔国立大学资助,并在国家项目“科学和大学”框架内开展。