III Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2011

Из-за роста загрязнения источников водоснабжения сточными водами возникает необходимость постоянного контроля качества питьевой воды. Так как вода является одним из лучших растворителей, то в ней может находиться любое химическое вещество. Определение таких веществ крайне затруднительно, потому что без априорной информации не может быть измерения (необходимо знать, что искать в воде), что и обуславливает отсутствие приборов, которые были бы одинаково чувствительны ко всем химическим элементам и их соединениям.

ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая регламентирует общие требования к организации и методам контроля качества водной среды по 53 различным показателям. При этом в СанПиН 2.1.4.1074-2001 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству питьевой воды центральных систем питьевого водоснабжения» показателей для оценке выделяют уже около 703, каждый из которых имеет свой класс опасности, а следовательно и ПДК.

Для реализации контроля этих показателей необходимо огромное количество дорогостоящего оборудования и приборов начиная от обычных весов, хроматографов, до радиометров. Кроме того расширение исследований водных источников неизбежно потребует больших дополнительных финансовых вложений.

Однако на сегодняшний день уже есть достаточно дешевые примеры альтернативных методов измерения токсичности водных растворов, например, биодатчики. Они позволяют осуществлять биотестирование и простейший химический анализ, так как биодатчик обладает интегральным восприятием, то есть он воспринимает не какое-то отдельное вещество в водном растворе, а совокупность химических элементов. Если по результатам биотестирования обнаружены отклонения, то аналитическим путем можно установить причины этого отклонения. Биодатчик, способен воспринимать малейшие изменения в составе водной среды. Поэтому применение биотестирования может  существенно удешевить мониторинг водных источников.

Существующие на сегодняшний день результаты биотестирования оцениваются количественно, что служит причиной субъективной оценки (погрешность оператора). В связи с этим был разработан новый массовый метод определения токсичности водных растворов, позволяющий качественно оценить воздействие водного раствора на биоиндикатор.

В основу массового метода определения токсичности водных растворов, положено изменение веса биодатчика за счет испарения биоиндикатором воды. Чем сильнее развит биоиндикатор, тем более интенсивно он испаряет воду, что вызывает уменьшение веса биодатчика. В качестве биоиндикатора используются зерна пшеницы I класса (однако данный метод позволяет использовать семена практически любых растений), расположенные на специальной матрице из пенополиуретана с отверстиями.

Полученная таким образом система биоиндикаторов располагается в плотно закрытом сосуде. Что бы исключить влияние на результат измерения химических реакций, сосуд должен быть выполнен из пластмасс.  В сосуде обязательно должно быть сделано калиброванное отверстие для аспирации.

Для исключения влияния внешних факторов используется дифференциальная схема. Одна группа биодатчиков должна быть контрольной, вторая - опытной. Контрольную партию заливаем дистиллированной водой (считая, что токсичность ее равна нулю), другую - исследуемым раствором. Оба датчика поместим в пассивный термостат (диапазон рабочих температур от 15 ºС до 28 ºС).

При прорастании и росте семена пшеницы, являясь  полимерами, интенсивно испаряют воду, причем, чем сильнее рост, тем интенсивнее это испарение. При этом присутствие негативного влияния на водный раствор (наличие химических веществ выше ПДК) приводит к замедлению или прекращению роста семян пшеницы.

Все выше перечисленные факторы, являются качественными показателями жизнедеятельности биоиндикатора, поэтому будут воздействовать на уменьшение массы биодатчика, путем вытеснения воздушно водяной смеси из сосуда через калиброванное отверстие, которое будет являться некоторым сопротивлением, для него.

По уменьшению массы биодатчика, относительно контрольного образца можно судить о токсичности водного раствора. В настоящее время проводятся экспериментальные исследования разработанного метода контроля на предмет обнаружения химических веществ различных классов и групп.

Таким образом, разработан чувствительный метод контроля водных сред на основе биодатчиков, пригодный к качественной оценке токсичности и биологической активности водных растворов. При этом простота и дешевизна его конструкции позволяют выпускать такие датчики одноразовыми.

Код для цитирования: Скопировать