Трубопровідна вода стане безпечнішою: вчені знайшли спосіб легко виявляти її забруднення

Мільйони людей у всьому світі наражаються на серйозний ризик для здоров'я через питну воду, що містить токсичний свинець у великих кількостях. Це забруднення, яке може порушити розвиток мозку в дітей, спричинити вроджені дефекти та призвести до різних неврологічних і серцевих захворювань, залишається найважливішою проблемою громадської охорони здоров'я. У багатьох країнах світу мільйони родин досі отримують питну воду через свинцеві труби, проте вчені знайшли спосіб заздалегідь виявити небезпечні дози металу в ній, пише ScienceDaily.

У Фокус.Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки!

"Це не подолана криза громадської охорони здоров'я, яка призводить до понад 1 мільйона смертей щороку", — стверджує Цзя Сюй, Браян Сіа, постдок Массачусетського технологічного інституту і старший автор нового дослідження, присвяченого передовій технології виявлення свинцю.

Традиційні методи тестування на вміст свинцю у воді або дорогі та громіздкі, або дають лише базові результати "так-ні", не вказуючи його концентрацію. Згідно з чинними нормами EPA, питна вода повинна містити не більше 15 частин на мільярд свинцю — рівень, який складно виявити за допомогою наявних технологій.

Але дослідники з Массачусетського технологічного інституту розробили нову систему, яка може зробити революцію в галузі виявлення свинцю. Ця інноваційна технологія, яка може стати комерційно доступною вже за кілька років, дає змогу з високою точністю визначати концентрацію свинцю до 1 частини на мільярд за допомогою простого портативного детектора на основі чіпа. Вона забезпечує практично миттєві кількісні вимірювання за допомогою всього лише краплі води.

Команда розробила метод виявлення за допомогою фотонних чипів, які використовують світло для проведення вимірювань. Значною проблемою було хімічне приєднання краун-ефірів, кільцеподібних молекул, здатних захоплювати певні іони, такі як свинець, до поверхні фотонних чіпів. За словами Сіа, це було зроблено за допомогою процесу, відомого як етерифікація Фішера, що стало найважливішим проривом у їхньому дослідженні.

Випробування засвідчили, що чип може виявляти свинець у дуже низьких концентраціях і залишається точним навіть за їхніх підвищень, що актуально для забруднення довкілля, наприклад, хвостів шахт. Пристрій працює у воді з різним рівнем pH, від 6 до 8, що охоплює більшість зразків навколишнього середовища. Він був успішно протестований як з морською, так і з водопровідною водою.

Традиційні методи досягнення подібної точності вимагають використання мас-спектрометрів з індуктивно-зв'язаною плазмою, які є великими, дорогими і потребують кількох днів для обробки. На відміну від них, нова система на чипі компактна і призначена для практичного використання в ручному режимі, що в перспективі може змінити процес тестування води на місці. Автори зазначають, що, хоча основну технологію вже розроблено, її перетворення на продукт, готовий до продажу і масового використання, передбачає інтеграцію лазера на чипі та вдосконалення механічної й оптичної конструкцій, що займе час.

Ця система також може бути адаптована для виявлення інших забруднювальних речовин, таких як кадмій, мідь, літій, барій, цезій і радій, з використанням різних краун-ефірів. Потенціал технології для повсюдного регулярного тестування, особливо в країнах, що розвиваються, досить значний. Як пояснюють автори, компактний і недорогий пристрій, яким може користуватися ненавчений персонал, може значно підвищити рівень контролю безпеки води.

Професор Цзюецзюнь Ху виокремив потенційну користь цієї технології для суспільства, висловлюючи сподівання на її якнайшвидше впровадження для поліпшення здоров'я населення та регуляції споживання шкідливих речовин у питній воді.

Раніше Фокус писав про те, що вчені виявили вміст кадмію і свинцю в шоколадних продуктах. Провівши останнє дослідження, некомерційна організація Consumer Reports вже зажадала від великого виробника шоколаду надати план зі зниження вмісту небезпечних металів у своїй продукції.

Також Фокус писав про справжні терміни придатності бутильованої води. Цікавитеся, чи можна пити воду з пляшки, яку ви відкопали у себе зі старих запасів? Ось що вам потрібно знати перед тим як її відкрити.

Цей матеріал має виключно інформаційний характер і не містить порад, які можуть вплинути на ваше здоров'я. Якщо ви відчуваєте проблеми, зверніться до фахівця.