Пестициды, ароматические углеводороды, тяжелые металлы, а также гормоны и многие другие биологически активные компоненты лекарственных препаратов в той или иной концентрации обязательно присутствуют в морях, реках и прочих открытых водоемах.

Причем эта проблема стоит весьма остро и в промышленно развитых странах - пусть там имеются эффективные водоочистные сооружения и разного рода программы по защите окружающей среды, зато объемы выбросов всевозможных вредных химикатов там значительно выше, чем в слаборазвитых странах.

В Германии целая армия экспертов следит за тем, чтобы концентрации опасных примесей в водоемах - в том числе в прибрежных зонах Балтийского и Северного морей - всегда оставались ниже предельно допустимых значений, установленных в соответствующих нормативно-правовых документах.

Выходить в море нужно, но этого недостаточно

Норберт Теобальд (Norbert Theobald) и его коллеги, сотрудники Федерального ведомства морского судоходства и гидрографии в Гамбурге и Ростоке, регулярно выезжают на катере в открытое море и берут пробы воды на специально оборудованных там станциях. Затем эти пробы анализируются в лаборатории.

Казалось бы, все замечательно, но у такого метода есть один существенный недостаток, - говорит Норберт Теобальд: "До сих пор в нашем распоряжении оказывались только пробы, взятые во время отдельных выходов в море, так что мы могли лишь утверждать, что в такой-то момент времени в воде имелись такие-то и такие-то примеси в такой-то и такой-то концентрации. А вот проследить динамику процесса, получить данные о том, как менялась ситуация в промежутке между отбором проб, мы не могли".

Теперь эксперты предложили в дополнение к выходам в море использовать еще и специальные сенсоры. Главные их достоинства - надежность, простота и дешевизна: Норберт Теобальд поясняет: "Мы подвесим полимерные пластинки так, чтобы они на протяжении 4-6 недель омывались морской водой. За это время в них накопятся вредные примеси. Затем мы заменим эти пластинки на новые, а старые доставим в лабораторию и подвергнем стандартному анализу".

Высокочистый пакет из супермаркета

Полимерные пластинки - разработчики именует их пассивными накопителями вредных веществ - формой напоминают кредитную карточку, только размером раза в полтора больше. Что же касается материала, то "наилучшее представление о нем вы получите, взяв в руки обычный пластиковый пакет из ближайшего супермаркета, - говорит Норберт Теобальд. - Конечно, для наших сенсоров нам необходим высокочистый полимер, и еще мы подвергаем его дополнительной обработке, но в принципе это простой, вполне доступный и очень недорогой материал".

Но при этом он эффективно впитывает растворенные в воде вредные вещества. Так что же - просто погрузить эту полимерную пластинку в воду, выждать месяц и отвезти ее в лабораторию? Почти так, но все же не совсем, - говорит Норберт Теобальд: "Конечно, все дело - в деталях. Очень серьезные проблемы связаны со стандартизацией метода. Ведь поначалу мы получаем лишь данные о количестве накопленных вредных субстанций - в нано- или пикограммах, но в каком объеме воды эти примеси содержались, не знаем".

Покрытие с контролируемой скоростью растворения в морской воде

Между тем, экспертов интересуют не абсолютные значения массы той или иной примеси, а концентрации растворов, содержание примесей в одном литре воды. То есть ученым нужно знать, сколько воды успело омыть сенсор за то время, что он был погружен в море. Исследователи надеются получить эту информацию с помощью специального маркера - нанесенного на сенсор особого покрытия, которое постепенно смывается морским течением.

Поскольку этот процесс идет со строго определенной, заранее известной скоростью, ученые могут по толщине остаточного слоя этого покрытия после извлечения сенсора из моря рассчитать, каким количеством воды он был за это время омыт. Насколько надежен такой метод, покажут полевые - вернее, морские - испытания. В случае успеха ученые получат в свое распоряжение новый метод измерения уровня загрязнения воды, который позволит им заменить выборочные пробы постоянным мониторингом.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева