Ученые из Сколтеха исследовали, как озон влияет на растворенные в воде органические вещества в рыбном хозяйстве с замкнутым водообменом. Работа помогла выяснить, какие достоинства и недостатки есть у озонирования как метода очистки воды, а также заложила основу для подбора методов очистки для конкретных рыбных хозяйств. Статья опубликована в журнале Science of the Total Environment.
«Хотя озонирование широко применяется в рыбных хозяйствах для очистки воды от нежелательных органических веществ, в нашей работе впервые детально исследовано влияние этого метода на качество воды и концентрации широкого спектра органических молекул. При помощи масс-спектрометрии сверхвысокого разрешения нам удалось уточнить, какие вещества успешно разлагаются озоном и какие в результате этого получаются продукты. На основе этой информации владельцы рыбных хозяйств могут сделать выводы, подходит ли озонирование конкретно для их воды. А ученые могут аналогичным образом исследовать другие методы очистки. Конечная цель — принятие эффективных научно обоснованных решений при выборе и сочетании методов водоочистки», — рассказывает один из авторов научной статьи, старший научный сотрудник Сколтеха Александр Жеребкер.
Исследователи замеряли уровни органических веществ, которые попадают в бак с рыбой из естественного водоема. С помощью анализа проб воды ученые отслеживали изменения в составе и концентрации этих соединений, в том числе после озонирования воды.
«Мы регистрируем, какая органика поступает в систему извне. Хотя дальше она смешивается с остатками корма и продуктами жизнедеятельности рыб, анализ отчетливо показывает, что на входе мы имеем сравнительно высокое содержание гуминоподобных и ненасыщенных CHO-соединений, которые связывают с цветением воды, изменениями в переносе микроэлементов и активности микроорганизмов — все это вредно для рыбы. После озонирования уровни этих соединений падают, зато появляются новые насыщенные и фульвоподобные вещества — продукты разложения. Они более инертны и, соответственно, благоприятны для роста рыбы», — объясняет Жеребкер.
Исследователи выяснили, что некоторые соединения оказались устойчивы к озону. При этом они отметили, что, вероятно, более высокая доза оказала бы это воздействие, однако слишком большое количество озона могло бы привести к нарушению естественной концентрации кислорода в воде. Это вредно для здоровья рыб.
Ученые использовали метод под названием «масс-спектрометрия ионного циклотронного резонанса с Фурье-преобразованием», для того чтобы провести подробный анализ растворенных органических веществ. С его помощью можно обнаружить присутствие и сравнить концентрации количества веществ. При этом метод позволяет проводить нетаргетный анализ, то есть не обязательно знать, какие соединения находятся в образце.
«Наш алгоритм можно использовать и при применении других методов очистки воды, а также в других системах, что позволит оценить эффективность методов очистки и выбирать их оптимальный набор для нужд конкретного хозяйства», — добавил соавтор исследования профессор Сколтеха Евгений Николаев, заведующий Лабораторией масс-спектрометрии, в которой проводилось исследование.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
