Застосування технічних біоінформаційних систем для екологічного моніторингу забруднень довкілля токсичними органічними сполуками в зоні АТО України

УДК 504.06:577.3

О. М. Ключко*, З. Ф. Ключко**
*Національний авіаційний університет, Київ, Україна, kelenaXX@rambler.ru **Уманський державний педагогічний університет ім. П. Тичини, kelenaXX@rambler.ru

E. M. Klyuchko*, Z. F. Klyuchko**
*National Aviation University, Kyiv, Ukraine **Pavlo Tychyna Uman State Pedagogical University, Uman, Ukraine

Протягом низки років автори на основі численних експериментів займалися теоретичним обґрунтуванням і розробкою нових методів досліджень впливу на організми різних екосистем речовин із шкідливих викидів промислових аварій і катастроф, що містять у своєму складі сполуки – ароматичні вуглеводні, похідні фенолу та індолу з поліаміновими радикалами різного ступеня складності, компоненти промислових забруднень. Багато з досліджених речовин виступають по суті екотоксинами, що у природі впливають на організми. Авторів особливо цікавив вплив таких речовин на нейрони організмів. Базуючись на результатах багаторічних досліджень автори розробили новітні технічні біосенсорні засоби детектування речовин-забруднювачів для контролю стану довкілля промислових об’єктів, а також технічних систем екологічного моніторингу довкілля. Такі роботи стають особливо актуальними для нашого сьогодення, коли природа України потерпає від численних осередків хімічних забруднень, таких як наслідки військових дій на території України з руйнуванням підприємств хімічного та нафтогазового комплексів, техногенні катастрофи на подібних підприємствах, як то масштабна пожежа на нафтобазі в Київській обл. в червні 2015 р. та інші. О. М. Ключко запропонована, розроблена та випробувана новітня комплексна технічна система збирання та обробки даних, що дозволяє виконувати екологічний моніторинг на різних рівнях ієрархії живого (Ключко та ін., 2014).

Для вирішення проблем екологічного природокористування у світі постійно створюють нові системи екологічного моніторингу, технічні засоби контролю за станом довкілля, проте кожен наступний рік вимагає удосконалених рішень цих задач внаслідок виникнення нових екологічних загроз; наприклад тих, що виникли на сході України внаслідок військових дій, які натепер там відбуваються. За даними на квітень 2015 р., на території Донбасу знаходяться близько декількох сотень підприємств, зруйнованих внаслідок військових дій, що спричиняють хімічне забруднення навколишнього середовища токсичними органічними сполуками; це вже призвело до хімічного ураження людей, низки організмів, хімічного забруднення навколишнього середовища – ґрунту, води (у т. ч. ріки Сіверський Донець). Запропоновано деякі новітні шляхи вирішення таких проблем: на основі удосконалення методів і технічних пристроїв, що застосовувалися у галузі біофізики створено нові системи екологічного моніторингу з біосенсорами нового типу, відповідні методики та теоретичні узагальнення на основі останніх досягнень і технологій – молекулярної біофізики, нанотехнологій, інформаційних технологій (Ключко, 2008, тощо).

Застосовані у роботі методики ґрунтуються на вже давно розроблених для галузі біофізики кількісних дослідженнях електричних сигналів у біологічних нейронах за дії різних хімічних агентів на трансмембранні електричні струми та застосування відповідних інформаційно-комп’ютерних технологій у біологічних галузях і медицині. Такі роботи започаткували ще академіки Н. М. Амосов, В. М. Глушков, П. Г. Костюк і представники їх наукових шкіл (Е. А. Шкабара, Б. Я. П’ятигорський та багато інших). Нині вже на базі сучасного рівня комп’ютерних технологій ці підходи плідно розвивають їх наступники – академік О. А. Кришталь і науковці його школи; широкий спектр таких методів представ­лений також у найрозвиненіших промислових країнах світу. Такі високодосконалі методи раніше найчастіше були застосовані для вирішення багатьох теоретичних задач біофізики та фармакології, результатом виконаної О. М. Ключко роботи стала їх модифікація та застосування для сфери екологічної безпеки. Результати багаторічних робіт із розробки системи екологічного моніторингу з технічним засобом біосенсорного контролю за станом навколишнього середовища мають як наукове, так і практичне значення для господарських об’єктів України.

Проблема, вирішенню якої автори присвятили свою роботу, полягає у необхідності розробки теоретичних основ для створення комплексної системи новітніх технічних засобів контролю стану довкілля (біосенсорів нового типу) для виявлення забруднюючих органічних сполук, екотоксинів та відповідної системи екологічного моніторингу для забезпечення екологічної безпеки навколишнього середовища. Така система моніторингу «ЕкоІС» створена на базі новітніх технічних засобів контролю стану довкілля – технічних біосенсорів нового покоління, розроблених із урахуванням новітніх досягнень біофізичних досліджень електричних хемоактивованих струмів через природні мембрани за дії на них молекул деяких токсичних речовин – забруднювачів довкілля. Тим самим закладені основи створення новітньої технічної системи екологічного моніторингу, яка включає нові технічні засоби контролю за станом навколишнього середовища (біосенсори – як комплекси діагностики наявності та якості органічних забруднювачів); а також розробки супутніх методик на основі аналізу отриманих біофізичних даних, теоретичного їх обґрунтування та експериментального підтвердження, застосування сучасних досягнень інформаційно-комп’ютерних технологій на основі баз даних, що нами розроблені на основі даних багаторічного моніторингу З. Ф. Ключко фауни Noctuidae (Lepidoptera) України.


Zoocenosis — 2015
Біорізноманіття та роль тварин в екосистемах: Матеріали VІІІ Міжнародної наукової конференції. – Дніпропетровськ: Ліра, 2015. – С. 29-31.

Розповісти колегам:

Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal
Опубликовать в Мой Мир
Опубликовать в Одноклассники