Unikátní zařízení na sběr vzorků z vodních toků a ploch, které pracuje samostatně a dokáže sbírat požadované objemy a koncentrace vody po delší dobu, patentovala koncem ledna Masarykova univerzita.
Za vznikem přístroje pro vakuový odběr vzorků kapaliny stojí italský vědec Luca Nizzetto, který přišel do Brna díky programu SoMoPro, jehož cílem je přivést do Jihomoravského kraje špičkové zahraniční vědce. Nizzetto pak pracuje v Centru pro výzkum toxických látek v prostředí Přírodovědecké fakulty MU (Recetox) na matematickém modelu pro předpovídání znečištění řek.
„Environmentální chemie udělala v posledních deseti letech velký pokrok v měření znečišťujících látek ve vodě včetně těch, které se vyskytují jen ve stopových množstvích. Interpretace dat ze vzorkovacích zařízení je ale stále složitá, protože látky se do vodních toků a nádrží dostávají různou cestou, usazují se na rozdílných místech nebo podléhají rozkladu. Proto se vytvářejí matematické modely, které tyto procesy zahrnují a dokážou předpovídat výskyt různých kontaminantů v místě i čase,“ vysvětlil základy svého projektu Nizzetto.
Model s názvem INCA neboli Integrated Catchment Contaminants je navržený tak, aby zobrazoval reálné povodí konkrétní řeky včetně informací o charakteru krajiny či typu půd. „Povodí je rozvrženo na menší části, pro něž je vytvořena kalkulace biochemických procesů, které ovlivňují konečný výskyt sledovaných láek ve vodě. Zahrnuje také kaskádu rozkladných procesů, takže díky němu můžeme odhadovat i to, jak konkrétní kontaminanty ve vodě díky rozkladu ubývají nebo zda se naopak kvůli reakci některých látek neobjeví dál po proudu něco ještě mnohem jedovatějšího,“ podotkl vědec.
Jeho model může předpovídat, kde a kolik se bude v řece vyskytovat například pesticidů nebo léků, jako jsou antibiotika, antidepresiva či paracetamol. Stejně se dá modelovat třeba i přítomnost kofeinu, který patří mezi nejtypičtější produkty společnosti, jež se dostávají do vodních toků. „Právě tady ale vznikají velké požadavky na způsob a přesnost měření. Zbytky léčiv se typicky projevují ve vodě ráno, ale když budu odebírat vzorky večer, tuto informaci nezjistím. Proto jsme hledali zařízení, které umožňuje sbírat vzorky vody, z nichž vyčteme průměrné koncentrace látek během dne,“ uvedl Nizzetto.
I když ve světě podobná zařízení existují, jsou podle Nizzetta příliš veliká a závislá na přívodu elektrické energie. „Proto jsme si vytvořili vlastní přístroj, který pro odběr vzorků využívá vakuum, a dá se díky tomu umístit třeba i doprostřed řeky. Jeho největším přínosem je ale mikroprocesor, který nám umožňuje naprogramovat, jak velké vzorky vody a v jakou dobu bude odebírat,“ popsal patentované zařízení, které vyvinul ve spolupráci s firmou Baghirra.
Zařízení může zůstat ve vodě i týden či dva. Stačí mu k tomu jen malá baterie, která kontroluje ventily. Je vyrobeno z nerezové oceli, s níž odebírané vzorky nereagují a dají se i po delší době v laboratoři rozpoznat.
„Patentovali jsme ale i možnosti dalších úprav zařízení, do kterého se dá například vložit substance, která sledované látky absorbuje, nebo s nimi reaguje, a zabrání tak jejich samovolnému rozkladu,“ dodal Nizzetto, který doufá, že se podaří patent uplatnit i na trhu. S případnou komercializací vynálezu bude vědcům pomáhat Centrum pro transfer technologií MU.
Momentálně se zařízení, ale také přesnost matematického modelu, testují. Na jaře pak začnou ověřovat komplexní model při monitoringu povodí Moravy.
