Přejít na hlavní obsah

Studentský projekt dostal cenu ministerstva životního prostředí

AnotaceJarosova
Připravit vzorek vody bez toxických rozpouštědel, ale aby přitom bylo možné rozpoznat i velmi nepatrné množství škodlivých látek, které mají vliv například na chování ryb – to dokáže metoda reverzní osmózy, na které pracuje Barbora Jarošová, doktorandka na Přírodovědecké fakultě Masarykovy univerzity. Za projekt optimalizace této metody pro laboratorní podmínky získala cenu ministerstva životního prostředí.


V čem metoda reverzní osmózy spočívá?
Osmóza obecně je proces, kdy se mezi dvěma vzorky nachází polopropustná membrána, přes kterou projde jenom čistá voda. Když má některý z roztoků vyšší koncentraci rozpuštěných látek, začne do něj proudit voda z druhého roztoku, aby se koncentrace dorovnaly. Reverzní neboli obrácená osmóza potom znamená, že proti samotné osmóze působíme fyzicky tlakem, takže čistá voda se filtruje do málo koncentrovaného prostředí. Tím pádem dostaneme na jedné straně jenom vodu, která pořád přibývá, a na druhé straně zbude zhuštěný koncentrát toho vzorku. To se cyklicky opakuje, přes membránu se vytlačuje čistá voda a odpad putuje znovu do tlačicího systému, až se to zhustí na takový objem, který už neprotéká, protože již nevzniká žádný tlak.

Čím se liší reverzní osmóza od metod, které se používají v současnosti?

Dnes se používá především takzvaná extrakce na tuhé fázi. Zjednodušeně řečeno překapete vzorek vody přes speciální materiál (sorbent), na kterém se zachytí různé rozpuštěné látky. Pro naše účely konkrétně používáme takové sorbenty, abychom zachytili co nejširší spektrum látek. Po vysušení sorbentu extrahujeme zachycené látky organickými rozpouštědly, která jsou bohužel toxická. Docílíme tak zahuštění (zkoncentrování) původního vzorku.

Než se přidá zkoncentrovaný vzorek k buňkám, musí se dvěstěnásobně zředit, protože rozpouštědlo, které je nutné použít, je samo o sobě pro buňky toxické. Navíc je problém, že každým zahušťováním se změní podmínky ve vzorku. Když ale celou přípravu vzorku provedeme ve vodě, podmínky se změní minimálně a nemusíme nic zbytečně koncentrovat a znovu ředit. K tomu nám nová metoda pomůže.

Image

Reverzní osmóza má být šetrnější k životnímu prostředí. Proč jsou jiné metody nešetrné?
Nejsou nijak neúnosně environmentálně nešetrné, ale naše metoda má být zkrátka ještě šetrnější. Moduly reverzní osmózy mohou být na rozdíl od dosud využívaných metod používány opakovaně. Navíc nebude nutné užívání toxických rozpouštědel. Hlavní přínos ale stále vidím v minimálním zásahu do přirozených podmínek vzorku. Díky tomu můžeme přesněji charakterizovat zdroje znečištění.

Jak se to dá využít v praxi?
Když se chcete třeba poměrně rychle a poměrně levně dozvědět, které vzorky vody budou nejvíce ovlivňovat například hormonální systém ryb, můžete využít testy s tkáňovými kulturami. Velmi zjednodušeně řečeno, dáte své vzorky na speciálně geneticky upravené buňky. Konkrétně estrogeny se měří na lidských buňkách z nádoru prsu. Za dvacet čtyři hodin pak ukážou, jak moc látek, které se chovají podobně jako estrogenní hormony, se v nich nachází. Bohužel i takové extrémně nízké koncentrace, jako je pár nanogramů steroidních estrogenů na litr, už může negativně působit na ryby. Abychom mohli detekovat i takhle nízké hladiny látek, je potřeba vzorky vody téměř vždy zkoncentrovat a právě k tomuto účelu bude reverzní osmóza používána.

Podobný problém jako u detekce účinků estrogenů se může ukázat v testech téměř jakéhokoliv typu toxicity, třeba u adrogenního působení vzorků. Jak estrogeny, tak androgeny v prostředí mohou způsobit změny chování živočichů, a tím se naruší jejich reprodukce. Metoda se dá využít také při měření toxicity dioxinového typu, ta zase ovlivňuje takové funkce, které souvisí například s vývojem jedinců nebo se vznikem nádorů.

Čím se chcete zabývat v budoucnu?

Prozatím mám před sebou rok do dokončení doktorského studia ekotoxikologie a dalšími možnostmi nemám čas se příliš zabývat. Pravda ale je, že Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí, kde studuji, získalo loni dotaci z Evropské unie na projekt CETOCOEN, a v současné době budujeme také nový pavilon v areálu kampusu, který bude poskytovat zázemí pro vědce, kteří se zabývají ekotoxikologií a chemií životního prostředí. Proto si myslím, že v Brně bych na Masarykově univerzitě mohla dostat příležitost pokračovat ve výzkumu účinků toxických látek v životním prostředí, pokud se o to budu dostatečně snažit.

Hlavní novinky