Ученые ЛЭТИ – за чистоту воды: вчера, сегодня, завтра

Ученые ЛЭТИ – за чистоту воды: вчера, сегодня, завтра

22 марта жители планеты отмечают Всемирный день воды, учрежденный ООН в 1993 году с целью привлечения внимания людей к проблемам освоения, рационального использования и обеспечения чистоты водных ресурсов.

22.03.2017

Ухудшение качества пресной воды в результате загрязнения ее химическими веществами, в том числе удобрениями и канализационными стоками превратилось в глобальную экологическую проблему современности, решением которой наряду с органами власти активно занимаются ученые. В ЛЭТИ научные исследования в сфере мониторинга водных ресурсов и аппаратурного контроля качества воды, а также подготовку специалистов в области практической природоохранной деятельности осуществляет кафедра инженерной защиты окружающей среды (заведующий кафедрой – кандидат технических наук Кустов Т.В.).

Со дня основания в 1996 г. по инициативе организатора и первого заведующего кафедрой, кандидата технических наук, доцента Анатолия Васильевича Пожарова коллектив кафедры, основу которой составила часть сотрудников кафедры биомедицинской электроники и охраны среды, проводил экологические исследования в области биологического тестирования природных вод. Активно развиваемым направлением научной деятельности стало исследование двигательной активности микроорганизмов и их внутрипопуляционного взаимодействия в водной среде с различной токсичностью.

Под руководством ведущих специалистов в области биологического контроля Анатолия Васильевича Пожарова и Игоря Сергеевича Захарова на протяжении ряда лет на кафедре успешно ведутся разработки в области аппаратурного биотестирования. Коллективом ученых совместно со студентами и аспирантами кафедры был разработан и введен в практику набор методов и средств аппаратурного биотестового контроля на базе тест-реакций инфузорий.Эти микроорганизмы были выбраны в качестве тест-объектов по причине их высокой чувствительности к загрязняющим факторам среды: их поведение отражает состояние воды, а специфическая реакция на присутствие химических веществ различной природы проявляется целым рядом физиологических и биохимических изменений.

С целью инструментального обеспечения биотестовых методик впервые в России на кафедре был разработан прибор БИОТЕСТЕР-2, в основу действия которого положена фоторегистрация хемотаксиса – специфической реакции инфузории-туфельки на присутствие опасного химического вещества. С помощью прибора впервые стало возможным осуществлять аппаратурными средствами контроль таких параметров движения клеток, как их скорость и траектория.

В 2005 году концентратомер БИОТЕСТЕР-2 (с 2010 года – его новая модификация БИОТЕСТЕР-2М) внесен в Госреестр измерительных средств РФ, методики его применения аттестованы Госстандартом и внесены в Федеральный реестр методик выполнения измерений.Прибор запущен в серийное производство. В настоящее время его используют службы Водоканала, Газпром, заводские лаборатории, органы исполнительной власти и многие другие. Он эффективно применяется для оперативного контроля токсичности поверхностных, пресных, грунтовых, питьевых, сточных вод; водных вытяжек из почвы и донных осадков; производственных и бытовых отходов.

За последующие годы силами студентов и аспирантов кафедры под руководством доцента кафедры ИЗОС А.В. Завгороднего были проведены разработки по усовершенствованию и модификации разработанного прибора. За это время было защищено 6 кандидатских диссертаций по проблемам использования метода биотестирования и усовершенствования методов для контроля состояния водных объектов, выполненных под руководством доцента кафедры И.С. Захарова.

В настоящее время прибор используется в учебном процессе для обучения студентов направлений подготовки «Техносферная безопасность» и «Приборостроение» основам разработки электронной аппаратуры контроля качества окружающей среды, а также с целью формированию и отработки навыков аппаратурного измерения токсичности воды в рамках лабораторных работ по профильным дисциплинам.

О том, как работает прибор, рассказала ассистент кафедры ИЗОС, к.т.н. Мария Юрьевна Панкратова: «На кафедре ИЗОС метод биотестирования применяется в учебном процессе и в рамках научных исследований. Мы оцениваем воздействие какого-либо загрязняющего вещества на водную среду – это можно сделать с помощью биотестирования. Прибор позволяет определить токсичность пробы. С помощью прибора определяется концентрация тест-объектов (в данном случае инфузорий) в контрольной (не содержащей загрязнителя) и анализируемой пробах. Метод определения основан на способности инфузорий перемещаться в зону с меньшей концентрацией загрязняющего вещества, избегая их вредного воздействия. При наличии загрязняющих веществ инфузории будут перемещаться в нижнюю зону, а в чистой воде будет наблюдаться концентрирование клеток инфузорий в верхней зоне. Количественная оценка токсичности производится путем расчета соотношения числа клеток инфузорий, наблюдаемых в контрольной и анализируемой пробах. Следует отметить, что метод биотестирования не позволяет выявить, чем именно загрязнена вода – это интегральный показатель».

В числе новых направлений научных исследований кафедры – актуальные проблемы рационального использования водных ресурсов, вопросы совершенствования законодательства в части разработки детальных рекомендаций по проведению мониторинга и производственного экологического контроля водных объектов и другие.

В целях дальнейшего развития научно-исследовательской и образовательной деятельности кафедры в ближайшее время будет подписан договор о сотрудничестве с университетом города Кадис – одним из ведущих университетов Испании. В рамках договора планируются обмены бакалаврами, магистрантами и аспирантами ФИБС ЛЭТИ и факультета морских наук и защиты окружающей среды Университета Кадиса, а также предусмотрены длительные стажировки преподавателей с целью обмена опытом и проведения совместных исследований.

Сегодня выпускники кафедры успешно работают в органах государственного управления, организациях и предприятиях отрасли. Среди них: Страхов Михаил (выпуск 2004 г.) – исполняющий обязанности заместителя председателя Комитета по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Санкт-Петербурга; Гурская Татьяна (выпуск 2001 г.) – начальник БООС ФГУП НИИ «Вектор»; Логинова Анна (выпуск 2015 г.) – руководитель отдела экологической безопасности ООО «Геотехнологии»; Старун Роман (выпуск 2014 г.) – ведущий специалист-эксперт отдела инженерно-технических мероприятий, радиационной, химической, биологической и медицинской защиты Главного управления МЧС России по Ленинградской области.

Роман Старун

О том, что попал именно сюда, нисколько не пожалел. Кафедра дала отличное, широко применимое образование. Преподаватели кафедры не только дают необходимые знания, они делятся богатым профессиональным и научным опытом, что делает обучение и полезным, и интересным. В отличие от многих других, на этой кафедре хорошо организовано устройство студентов на практику в сторонние профильные организации, что способствует получению необходимого опыта во время обучения и дальнейшему трудоустройству.