Смартфон против яда
Ученые нашли простой способ проверять воду на опасную химию
Химики Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) разработали новую методику для быстрого и точного обнаружения в воде вредного химиката, используемого при очистке. Их подход основан на использовании камеры обычного смартфона и безопасных «зеленых» растворителей, что делает анализ дешевле, точнее и экологичнее существующих методов. Результаты работы опубликованы в авторитетном журнале Analytica Chimica Acta.
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Фото: Евгений Павленко, Коммерсантъ
Для очистки воды от мелких частиц используются специальные вещества — флокулянты. Один из них, полиДАДМАХ, эффективно связывает загрязнения. Однако если его доза превышена, остатки полимера могут попасть в питьевую воду, что потенциально опасно для здоровья. Кроме того, он способен засорять фильтры, увеличивая стоимость очистки.
Существующие способы контроля этого реагента требуют сложного дорогого оборудования и токсичных химикатов, а их чувствительности часто недостаточно.
Исследователи из СПбГУ предложили портативный тест-метод, который позволяет проводить анализ прямо на месте — у источника воды. Это дает возможность быстро реагировать на превышение норм, не дожидаясь результатов из лаборатории.
Как работает инновационный метод?
Методика включает несколько последовательных этапов. Сначала образец воды пропускают через специальный картридж, где происходит очистка от мешающих примесей, в то время как целевой полимер задерживается на ватном фильтре. Затем через картридж с задержанным веществом пропускают безопасный краситель, который вступает с полимером в реакцию, образуя окрашенное соединение. На следующем этапе с помощью экологичного растворителя на основе природных компонентов это окрашенное соединение извлекается и концентрируется для повышения точности измерений. Завершающей стадией является анализ полученного образца с помощью камеры смартфона: интенсивность окраски измеряется и сравнивается с калибровочными данными, что позволяет точно определить концентрацию определяемого вещества.
Разработанный метод обладает рядом существенных преимуществ. Его высокая чувствительность позволяет обнаруживать следы полиДАДМАХ даже ниже официально установленного норматива. Благодаря портативности анализ можно проводить непосредственно в полевых условиях, без использования громоздкого лабораторного оборудования.
Методика отличается доступностью, поскольку основным инструментом для детекции служит обычная камера смартфона. Кроме того, подход является экологичным — вместо традиционных токсичных реагентов в нем применяются безопасные «зеленые» растворители.
Метод уже успешно протестирован на реальных образцах питьевой, водопроводной и сточной воды. Эта разработка открывает возможности для простого и эффективного мониторинга качества воды как в бытовых, так и в промышленных масштабах.