Ученые-биофизики и экологи Псковского государственного университета (ПсковГУ) в сотрудничестве с коллегами из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (МГУ им. М.В. Ломоносова) разработали приборы для экологического мониторинга водных объектов, в первую очередь рек и озер, подверженных антропогенной нагрузке. При помощи оптического оборудования ученые смогут оценить состояние микроводорослей в водоеме с помощью высокочувствительных методов измерения флуоресценции хлорофилла.
Один из приборов помещен внутрь металлического кейса и представляет собой переносную модель для проведения измерений как в лаборатории, так и в полевых условиях. Вторая версия прибора — стационарная измерительная установка — предназначена для длительной работы в автоматическом режиме непосредственно у водоема (не менее месяца без подзарядки аккумулятора). При этом управление прибором и обмен данными происходят дистанционно посредством мобильной связи.
Фитопланктон представляет собой сообщество фотосинтезирующих микроорганизмов (микроводорослей и цианобактерий) водоема, от состояния которых (обилия и способности к размножению) зависит состояние остальных обитателей водной экосистемы. Эти микроорганизмы чрезвычайно чувствительны к воздействию негативных внешних факторов, в том числе токсическому загрязнению, поэтому состояние фитопланктона является естественным индикатором состояния водной экосистемы в целом. В связи с этим на сегодняшний день актуальна разработка эффективных методов оценки состояния фитопланктона в целях экологического мониторинга водных объектов.
«Необходимо подчеркнуть, что разработанный метод оценки фотосинтетической активности фитопланктона является экспресс-методом, позволяющим за несколько секунд получить первичную информацию о состоянии фитопланктона, наличии стрессового воздействия на водную экосистему. В процессе измерения в камеру прибора закачивается образец воды из водоема, который освещается в соответствии со специальным протоколом, при этом происходит измерение трех типов кинетических кривых флуоресценции хлорофилла высокого разрешения. После этого производится анализ кривых с помощью нейронных сетей. В случае обнаружения низкой фотосинтетической активности фитопланктона рекомендуется провести дополнительный анализ образцов воды для определения природы стрессового фактора», – отметил проректор по научной работе, возглавляющий группу разработчиков приборов, Тарас Антал.
Как отметили в ПсковГУ, данные приборы могут быть востребованы широким кругом научно-образовательных и природоохранных организаций в целях изучения экологического состояния водных систем. В первую очередь, разработанные экспресс-методы могут быть полезны для непрерывного экологического мониторинга крупных водных объектов, подверженных сукцессиям, периодическому цветению и загрязнениям токсическими веществами. Приборы для экомониторинга водных объектов созданы в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет 2030» (национальный проект «Наука и университеты») при поддержке Российского научного фонда (№ 20-64-46018, ведущие ученые).
