Исследователи из Университета Рицумейкан (Ritsumeikan University, Japan) сконструировали прибор для мониторинга качества воды на входе в пресноводные озера и реки, сообщается на официальном сайте университета. Результаты работы опубликованы в журнале Biochemical Engineering Journal.

Сброс органических стоков (биоразлагаемых отходов жизнедеятельности растений и животных) в пресноводные водоемы является серьезной экологической проблемой, влияющей на состояние и устойчивость водных экосистем. Доступные в настоящее время методы контроля качества воды являются сложными и дорогостоящими.

«Мы сконструировали автономный плавающий биосенсор с питанием на основе микробного топливного элемента (MFC) для раннего обнаружения органических отходов. Корпус MFC изготовлен с помощью 3D-принтера, а электроды сделаны из недорогих материалов на основе углерода», – отмечает профессор Кодзо Тагучи (Kozo Taguchi), руководитель исследования.

MFC вырабатывает электроэнергию с помощью специальных бактерий. Микроорганизмы производят электрический ток в результате биологического метаболизма. Ученые заполнили анод (электрод, на котором происходит окисление и испускаются электроны) MFC почвой, содержащей такие бактерии. Количество электроэнергии, вырабатываемой MFC, пропорционально концентрации органических отходов, которые потребляются этими микроорганизмами. Данная особенность легла в основу разработки биосенсоров на MFC.

Хотя исследователи не охарактеризовали бактериальные сообщества, присутствующие в образце почвы, они предположили, что микроорганизмы Geobacter, Shewanella и Pseudomonas могли способствовать электрической активности.

Профессор Тагучи (Taguchi) добавляет: «Поскольку биосенсор MFC вырабатывает собственную электроэнергию, он не требует внешнего источника питания. Более того, он может быть использован в системах раннего обнаружения, которые отслеживают поступление органических сточных вод в пресноводные водоемы».