Monitorowanie skażenia oceanów w czasie rzeczywistym
Zanieczyszczenie mórz stanowi zagrożenie dla środowiska i gospodarki, wystawiając na niebezpieczeństwo bioróżnorodność, zakłócając łańcuch pokarmowy oraz dotykając rybołówstwo, akwakulturę oraz turystykę. Jakkolwiek naukowcy od dawna pracują nad dostrojeniem metod monitorowania w celu ostrzegania organów publicznych, instytucji branżowych oraz obywateli, samo nadawanie ostrzeżeń może być czasochłonne. Próbki należy wysłać do analizy do laboratorium, a monitorowanie niekiedy wymaga wykwalifikowanych pracowników, ciężkiego sprzętu oraz kosztownych wizji lokalnych. Aby zmierzyć się z wymienionymi wyzwaniami, w finansowanym ze środków unijnych projekcie SMS (Sensing toxicants in marine waters makes sense using biosensors) siły połączyli naukowcy, małe i średnie przedsiębiorstwa oraz organy ochrony środowiska w opracowaniu niskokosztowego, łatwego w obsłudze urządzenia monitorującego, które dostarcza wyniki w czasie rzeczywistym. W ramach projektu sporządzono instrument, nadający się do montażu na boi oceanicznej, skąd może analizować jakość wody morskiej i dostarczać ostrzeżenia za pośrednictwem połączenia bezprzewodowego w przeciągu około dwóch godzin. Analiza jakości wody w czasie rzeczywistym „Naszym głównym osiągnięciem jest prototyp urządzenia, zdolnego monitorować różne gatunki alg oraz powiązane substancje toksyczne z poziomu jednej platformy detekcyjnej” mówi koordynator projektu, profesor Konstantinos Petropoulos z uniwersytetu University of Roma II we Włoszech. „Jesteśmy przekonani, że branża produktów żywnościowych pochodzących z morza oraz kontrolne organy ochrony środowiska otrzymały teraz narzędzie, które pozwoli im wykorzystać nową technologię w celu zapewnienia zdrowia i bezpieczeństwa ludzi”. W szczególności, urządzenie jest wyposażone w czujniki, pozwalające wykrywać substancje toksyczne glonów morskich, toksyczne gatunki glonów, obecność środków farmaceutycznych, jak również związki chemiczne, takie jak pestycydy, środki chwastobójcze oraz środki opóźniające palność. „Udało nam się wbudować wszystkie te funkcje i platformy detekcyjne w jeden prototyp” mówi Petropoulos. „Odnieśliśmy także sukces, ustalając sposób połączenia WIFI w celu przesyłu danych”. Wszystkie zgromadzone dane są przechowywane lokalnie w bojach przybrzeżnych oraz na platformach przed przesyłem do zdalnego węzła centralnego. Dzięki temu, właściwe organy i eksperci mogą podejmować świadome, uzasadnione i szybkie decyzje dotyczące zarządzania zasobami oceanicznymi. „Toksyny wytwarzane przez glony powodują skażenie mięczaków i dlatego stanowią realne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego” mówi Petropoulos. „Z tego powodu tak ważny jest system wczesnego ostrzegania”. Akumulacja toksyn w mięczakach, takich jak omułki, ostrygi i małże może poważnie odbić się na zdrowiu ludzi. Zatrucie toksyną paralityczną PSP wskutek spożycia mięczaka, zawierającego toksyny, może mieć zagrażające życiu skutki. Uwzględniono środki opóźniające palność, gdyż są często składnikiem farb, wykorzystywanych do malowania łodzi i statków, natomiast pestycydy oraz antybiotyki trafiają do oceanu w wyniku nieskutecznego zarządzania odpadami przemysłowymi. Istotną funkcją urządzenia jest umiejętność wykrywania zanieczyszczeń w bardzo niskich stężeniach. Zdrowe korzyści ekonomiczne Projekt SMS właśnie dobiegł końca, lecz Petropoulos jest przeświadczony o tym, że oprócz korzyści dla środowiska i zdrowia, powodzenie projektu przyniesie wiele szans rozwoju komercyjnego dla małych i średnich przedsiębiorstw, działających w sektorze czujników i urządzeń monitorujących. „Dostawcy zestawów komercyjnych powinni być zainteresowani technologią, gdyż opracowany przez nas prototyp urządzenia może pomieścić wiele spośród odczynników, które i tak są w nich wykorzystywane” mówi Petropoulos. „Oczywiście, nasze urządzenie może przeprowadzić analizę w czasie rzeczywistym na oceanie, zamiast dostarczać próbki do przebadania w laboratorium”. Następny krok, zdaniem Petropoulosa, będzie polegał na miniaturyzacji urządzenia w trosce o zwiększenie elastyczności i opłacalności rozwiązania. Petropoulos wraz z zespołem są również zainteresowani opracowaniem jeszcze czulszych i wydajniejszych czujników za pomocą nanotechnologii.
Słowa kluczowe
SMS, ocean, skażenie, morze, akwakultura, morski, woda morska, pestycydy, algi, mięczaki, czujniki, urządzenia do monitorowania, substancje toksyczne
