Живой датчик может потенциально предотвратить экологические катастрофы от разлива топлива

Ученые разрабатывают технологию, способную предупредить оператором трубопровода об утечке топлива сразу после ее начала. Это позволит избежать экологических катастроф, вроде прошлогоднего инцидента в Алабаме.

Тогда, осенью 2017-го, произошел прорыв Колониального трубопровода (Colonial Pipeline), передающего топливо из Техаса в Нью-Йорк. В Алабаме вылилось около 250 000 галлонов бензина. К моменту обнаружения утечки при плановом осмотре, испарения были настолько сильными, что отсрочили ремонт на несколько дней, сообщает phys.org.

«Преимущество нашего датчика в том, что он может выявлять даже маленькие утечки, позволяя операторам быстро принимать меры по их устранению, — объяснил лидер проекта, доктор Вира Гнанесвар Гуде из Университета штата Миссисипи. – Больше не нужно ждать, пока они выйдут из-под контроля. Плюс, если удастся создать систему в большом масштабе, тот же блок сможет устранять последствия утечки, включая очистку воды и почвы».

Сейчас трубопроводы инспектируются устройством, называемом «умной свиньей». Электронный датчик движется по веткам, выявляя трещины и дефекты сварки. Но протечки появляются, несмотря на регулярные проверки. Разработка Гуде призвана улучшить процесс инспекции, предоставляя дополнительную информацию о целостности труб. Датчик крепится к их внешней поверхности, используя метаболические процессы бактерий для выявления утечек топлива в реальном времени.

В прошлой работе Гуде изучал использование микроорганизмов в очистке сточных вод. Теперь он переключился на создание биодатчиков из тех же штаммов. В этом исследование специалист протестировал бактерий, вызывающих измеряемое катодное напряжение и способных выжить в морской экосистеме, для выявления прибрежных разливов нефти. Для этого организмы должны выдерживать условия с разной щелочностью, давлением и рН. Гуде создал анод из «электрогенных» бактерий, потребляющих углеродные материалы (бензин или нефть) и выделяющих электроны. Они потом переходят через резистор в катод. Здесь находятся жаждущие электронов бактерии, стимулирующие их поток. Усиление метаболических процессов анодных микробов соответствует увеличению напряжения в датчике, что может предупреждать техников о потенциальной утечке.

Сейчас автор ищет среду, в которой можно обездвижить бактерии. Он тестирует пластики с большой пористостью и биопленки, оптимизирующие поверхности, которые могут покрыть электрогенные микробы. Как только удастся обездвижить бактерии, их можно будет использовать в роли датчиков.