Науковці Інституту загальної та неорганічної хімії імені В.І.Вернадського НАН України розробили швидкодійний і чутливий амперометричний сенсор на основі композиційних шаруватих наноматеріалів і рослинної сировини, призначений для контролю рухливої форми іону свинцю (Pb) у ґрунтах. Це науково-технічне рішення дасть змогу моніторити вміст свинцю в довкіллі, не залучаючи фахівців-хіміків, а в майбутньому – перевести контроль стану довкілля в зонах бойових дій на територіях, що зазнали бомбардування чи ракетного обстрілу, в онлайн-режим без використання стаціонарних аналітичних лабораторій.
Активні бойові дії на території України становлять величезний ризик для здоров’я не лише військовослужбовців, а й мешканців регіонів, що потерпають від будь-яких обстрілів із використанням бойової зброї, бомбардувань або ракет. Це пов’язано з чималою кількістю свинцю (від 0,3 до 50% маси залежно від типу кулі чи снаряду), яку ця зброя містить як у вигляді металу чи його сплавів (корпуси куль або снарядів мінометів, артилерії та ракет), так і в складі ракетного палива. За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я, у районах бойових дій на території Боснії та Герцоговини (припинилися 1995 року) станом на 2021 рік концентрація Pb у ґрунтах перевищує гранично допустимі концентрації (35 г/кг) утричі. З огляду на інтенсивність бойових дій, в Україні очікується різке підвищення вмісту свинцю на багатьох ділянках – не тільки у воді, а й в ґрунтах, – унаслідок чого зросте ймовірність поглинання свинцю організмом людини. Це призводить до його накопичення у кістках, печінці, нирках та інших частинах організму, що, своєю чергою, впливає на кровотворну, нервову й репродуктивну системи. Немовлята і діти раннього віку особливо вразливі до несприятливого впливу свинцю на здоров’я: свинець погіршує фізичний і розумовий розвиток дітей, і навіть низький рівень свинцю у крові дітей може спричинити зниження коефіцієнту інтелекту (IQ) і розвиток аутизму. Тож постійний моніторинг умісту свинцю нині вкрай потрібен.
У відділі хімічного та інформаційного аналізу Інституту загальної та неорганічної хімії ім.В.І.Вернадського НАН України під керівництвом завідувачки відділу доктора хімічних наук Катерини Першиної розробили концепцію отримання чутливих і селективних елементів сенсорів (органо-неорганічних композиційних наноматеріалів) на основі рослинної сировини, що утворюють плівки Ленгмюр-Блоджетт на поверхні наноматеріалу.
Використання цієї концепції дало змогу хімікам Академії за короткий термін отримати і протестувати прототип сенсору для визначення рухливого свинцю – швидкодійний (час відгуку – до 5 секунд, час релаксації – до 9 секунд) і чутливий (мінімальна концентрація речовини, необхідна для встановлення її вмісту, – 0,1–2,0 мг/л).
Сенсори протестовано відносно стандартного атомно-адсорбційного методу визначення йонів плюмбуму.
* * *
Дослідження виконали:
- завідувачка відділу хімічного та інформаційного аналізу Інституту загальної та неорганічної хімії ім.В.І.Вернадського НАН України доктор хімічних наук Катерина Першина;
- провідний інженер-технолог цього відділу Єлизавета Плетинець;
- аспірант 3-го року Радислав Пантелеймонов;
- аспірант 3-го року Олександр Бойчук.
За інформацією Інституту загальної та неорганічної хімії імені В.І.Вернадського НАН України