Брюхоногие – секретная служба

Юго-Западные очистные сооружения. Целый город

Россия и ее северная столица опять впереди: впервые в мире в секьюрити зачислены бентосные (то есть обитающие на дне) беспозвоночные животные. Не насмешим ли мы с такой вот службой безопасности мировое сообщество? Корреспондент «Новой» задала этот вопрос автору разработки – завлабораторией экспериментальной экологии водных систем Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН, доктору физико-математических наук Сергею Холодкевичу.
– Несмотря на то, что анализ воды в водоканалах делается несколько раз в течение суток или даже часа, всегда остается временной промежуток, в который содержимое забираемых масс жидкости оказывается бесконтрольным, – объясняет ученый. – А вдруг именно в такой момент разместят перед заборной трубой мешок с ядом?..
Наша лаборатория издавна занималась разработкой методов и средств непрерывного контроля качества воды, но поначалу – физико-химических. А лет десять назад мы начали эксперименты по использованию в качестве датчиков гидробионтов – подводных обитателей. Старались выбирать не быстрых и стремительных, а малоподвижных или вовсе статичных. Мидия, улитка, рак, краб... Главное, чтобы они не ощущали дискомфорта в ограниченном пространстве, где за ними можно было бы наблюдать.
– Не совсем понятно, как это улитка может стать прибором?
– Гидробионты, как и все живое, реагируют на качество среды обитания, в данном случае воды. И как только вы научитесь контролировать их самочувствие, вы получите самый настоящий биодатчик. Кстати, дафнии, мухи-дрозофилы, виноградные улитки, некоторые другие существа давно используются в качестве биотестов.

1 – приклеенная к наружной поверхности панциря втулка — держатель зонда,
2 – волоконно-оптический зонд

– А как справиться у рака о его самочувствии?
– Это и оказалось самой трудной задачей. Требовался нетрадиционный ход. А поскольку исследования велись на голом энтузиазме...
И все-таки нам повезло. Нашли информацию о разработках английских коллег, изучавших кардиоактивность крабов. Меня как будто пронзило: именно сердечный ритм и является ключом! В момент интоксикации живой организм начинает бороться за выживание. А сердце – биться с феноменальной точностью до тысячной доли секунды. Как кварцевый генератор. И если кардиограмму вывести на экран компьютера, задача будет решена! Скажу больше, если англичане использовали довольно громоздкие оптоэлектронные датчики, закрепляемые на панцирь животного, мы изготовили миниатюрные оптоволоконные. Удобнее и легче оказались и наши оптоволоконные кабели, связывающие объект наблюдения с разработанным позже прибором фотоплетизмографом. Кроме того, мы использовали уникальное отечественное космическое ноу-хау – программу обработки сердечных ритмов. В итоге, как нам кажется, наша система получилась лучше, чем у англичан, хотя они начали на 12 лет раньше.
Наш метод позволяет передать данные биоиндикации на любые расстояния. Те же раки могут находиться в Питере, а данные о качестве невской воды – контролироваться в Москве или, скажем, Лондоне.
Кстати, недавно нам написали те самые англичане – заинтересовались нашей методикой.
– И все-таки – чем моллюск лучше электронного прибора?
– Дело в том, что не так уж редки случаи, когда «железо» свидетельствовало о безопасности воды, на самом же деле она содержала яд. Количество каждой из вредных примесей – нитратов, тяжелых металлов, фосфатов и других – может не превышать предельно допустимых концентраций. Однако, смешавшись «в одном флаконе», токсины создают среду, в которой гибнет все живое, – возникает так называемый синергический эффект. Полтора года назад именно при таких обстоятельствах на городских очистных сооружениях погибли наши экспериментальные раки. Они буквально полегли в своих аквариумах, хотя до этого ЧП (которое не удалось обнаружить стандартными методами физико-химического анализа) данная микропопуляция чувствовала себя превосходно и за два года дала три потомства.
– Любопытно, где вы берете раков?
– Привозили псковских, армянских, донских, алтайских. Но самыми подходящими оказались местные, привыкшие к невской воде. Так что теперь зачисляем на службу исключительно аборигенов, которых, к слову, в красавице-Неве много. Но опять-таки отбор в службу безопасности выдерживает лишь каждый третий. Нам не нужны меланхолики и холерики, отбираем исключительно сангвиников. Не удивляйтесь! У раков тоже есть эмоции, мы это зафиксировали на своих приборах. Попробуйте показать голодному животному кусочек еды. Оно испытывает самую бурную радость! К тому же им снятся сны, это тоже научный факт. Только вот пока не знаем о чем...
– Возможно, вы торите дорогу новым научным направлениям...
– Не исключено, хотя одним из наиболее перспективных для нас по-прежнему остается мониторинг качества воды. И не только на городских водозаборах. Представьте себе нефте- или газопровод, идущий по морскому или океаническому дну. Прежде чем приборы зарегистрируют прорыв, а ремонтники обнаружат конкретный участок, в воду будут выброшены сотни, а то и тысячи тонн нефтепродуктов. Но если вдоль трубопровода разместить клетки, к примеру, с крабами, мидиями или морскими гребешками, операторы тут же получат информацию о точном месте аварии.
Побывавшие недавно в нашей лаборатории норвежцы (которых относят к мировым лидерам развития и эксплуатации подводных нефтегазовых месторождений) по достоинству оценили широчайшие возможности нашей технологии биомониторинга. Сейчас ведутся переговоры о ее совместных испытаниях и внедрении, например, на Штокмановском месторождении. Норвегия участвует в разработке этого крупнейшего мирового газового гиганта, расположенного в российской части Баренцева моря, в рамках межправительственного соглашения.
– Не боитесь нападок со стороны защитников фауны?
– Ни брюхоногие, ни членистоногие, ни моллюски даже не догадаются, что служат секьюрити. Датчики к панцирям приклеиваются так, что процедура эта для них безболезненна. В клетки, где они будут жить, морские течения доставят пищу. К тому же решетка защитит от хищников. А вы знаете, как тестируют воду, к примеру, в рыбных хозяйствах? Убивают рыб, потрошат и берут на анализ печень. Так что наш метод в плане этики, я считаю, безукоризнен.
Кстати, очень может быть, что биотестирование применят и для обеспечения экологической безопасности экосистем Балтийского моря, по дну которого будет прокладываться Североевропейский газопровод.
P.S. Учитывая долгосрочность проекта, ученые посоветовали Водоканалу Санкт-Петербурга обзавестись собственным хозяйством по выращиванию раков.

Беседовала Лина ЗЕРНОВА
Фото ИНТЕРПРЕСС