5 июня — День эколога, профессиональный праздник российских защитников окружающей среды. И сегодня рассказываем, как исследователи Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра (СПб ФИЦ) РАН создали прототип ультразвуковой установки, позволяющей предотвратить размножение сине-зеленых водорослей, опасных для здоровья человека и водных обитателей. Разработка имеет ряд преимуществ по сравнению с импортными аналогами и может использоваться для очистки водоемов в городах России.
Цианобактерии, или сине-зеленые водоросли — это микроорганизмы, которые обитают в соленых и пресных акваториях. Среди продуктов их жизнедеятельности опасные токсины, поэтому «цветение» цианобактерий — актуальная проблема для многих российских водоемов.
Цианотоксины способны оказывать серьезное негативное влияние на здоровье человека (заболевания кожи, печени и других органов, вплоть до смертельных исходов), если он купается или потребляет воду из такой акватории. Последние медицинские исследования показали, что длительное употребление воды, содержащей даже минимальное количество цианотоксинов, может спровоцировать развитие болезней Паркинсона и Альцгеймера.
Сдерживать распространение цианобактерий непросто, особенно если водоем сильно загрязнен веществами, поступающими со сточными водами промышленных, сельскохозяйственных, коммунально-бытовых и иных предприятий. Даже при прекращении хозяйственной деятельности вблизи акватории потребуется длительный период для восстановления водоема. Более того, использование химических средств, которые могут убивать цианобактерии, опасно для человека и водных жителей.
«Мы разработали несколько типов установок, которые с помощью ультразвуковых волн малой интенсивности могут препятствовать развитию в водоемах токсичных цианобактерий. Эксперименты по их использованию на городских прудах Санкт-Петербурга показали почти 10-кратное снижение массы цианобактерий в водоемах», — рассказывает руководитель Лаборатории комплексных проблем лимнологии СПб ФИЦ РАН Владимир Рыбакин.
По словам ученых, ультразвук выступает стрессовым фактором для токсичных цианобактерий. В ответ у них запускаются два защитных механизма — происходит утолщение окружающей их слизистой оболочки и клеточных стенок. Это приводит к тому, что бактерии не могут взаимодействовать с окружающей средой, и у них нарушаются обменные процессы. Результатом становится массовое их отмирание.
«Импортные аналоги устанавливаются у берега водоема, и их могут отключить или повредить проходящие мимо люди. Особенностью иностранных устройств является также то, что ультразвук распространяется только в одном направлении относительно источника. Нашу автономную ультразвуковую установку нужно размещать в центре водоема, на небольшой глубине. Она может работать около месяца за счет аккумуляторов и солнечных батарей. Кроме того, такая система создает ультразвуковые волны во всех направлениях, что позволяет увеличить площадь ее эффективной работы. Также стоимость отечественной установки будет ниже, чем импортного аналога», — поясняет Владимир Рыбакин.
Сейчас исследователи работают над новым проектом стационарной ультразвуковой установки, которая ставится в центре водоема и питается током от источника напряжения 12 вольт по кабелю, проложенному по дну водоема. Несколько макетов этого устройства прошли успешные испытания.
Технология привлекла внимание специалистов Невско-Ладожского бассейнового водного управления (входит в Федеральное агентство водных ресурсов России). Сотрудники ведомства заинтересованы во внедрении методов борьбы с «цветением» водоемов, разработанных в СПб ФИЦ РАН, на территории Северо-Запада России и, в частности, в Санкт-Петербурге.
Исследование проводилось при финансовой поддержке Минобрнауки России.
Ссылка на новость пресс-центра Минобрнауки России: https://minobrnauki.gov.ru/press-center/news/nauka/52265/