Biosensor kiirendab reovee analüüsi

Vastse Tartu Ülikooli doktori Siiri Vellingu sõnul on biosensori meetodi tootearenduseni veel pikk tee minna. Foto: Margus Ansu

Vastne Tartu Ülikooli doktor Siiri Velling tõestas oma doktoritöös, et traditsiooniliselt nädal aega vältava reoveeanalüüsi saab rahuldava mõõtmisveaga teha üle 150 korra kiiremini, võttes appi biosensori.

Vee reostusastme oluline indikaator on biokeemiline hapnikutarve (BHT), mis näitab bioloogiliselt lagunevate orgaaniliste ühendite summaarset koondumust. Mida rohkem kulutavad vees leiduvat orgaanilist ainet lagundavad bakterid ajaühikus oma elutegevuseks hapnikku, seda saastatum  on vesi.

Siiri Vellingu sõnul on BHT taseme määramise kiirus oluline avariiolukordades, kui reoveepuhasti puhastusprotsess on rikutud kas reostuse hüppelise kasvu või vastupidi, liiga lahja reovee pealevoolu tõttu. Viimast põhjustavad valingvihmad, aga ka hoogne lume sulamine.

«Kui puhasti korralikult ei tööta, kuid see selgub alles päevi hiljem, tuleb vee-ettevõtjal maksta suuri summasid heitvee ülemäärase saastatuse eest,» selgitas Siiri Velling. «Biosensor võimaldab aga avarii kiiresti avastada ja tegutseda.»

Talutav mõõtmisviga

Ehkki biosensor pole reoveevallas midagi revolutsioonilist, ei ole seda praktikas rakendatud väheusaldusväärsete tulemuste tõttu.

Velling aga töötas koos matemaatiku ja inseneri Aleksei Maširiniga välja spetsiaalse matemaatilise mudeli biosensori signaali tõlgendamiseks ning tõestas, et biosensori mõõtmisviga jääb kümne protsendi piiresse.

Siiri Velling tarvitas oma mõõteseadmes aktiivse elemendina hapnikuanduri otsa käivasse membraani püütud baktereid, mida leidub igas harilikus olmereovee puhastis. Tema doktoritöös olid kasutusel veeproovid Tartu, Jõgeva, Kääriku ja Tallinna puhastitest.

Tartu Veevärgi laborijuhataja Jüri Haller leidis, et biosensori meetodi kasutussevõtt puhastusjaamades tuleb kõne alla siiski alles pärast rahvusvahelist sertifitseerimist.

«Uusi meetodeid on püütud välja töötada pidevalt, siiski on see vana ja klassikaline meetod osutunud kõige täpsemaks,» selgitas Haller. «Biosensori meetod muutub oluliseks, kui saab ISO-sertifikaadi. Kuni meetod pole rahvusvaheliselt tunnustatud, pole see meile aktuaalne.»

Tartu Veevärk võtab oma laboris testimiseks iga päev proove nii puhastisse sisenevast reoveest kui ka pärast puhastust Emajõkke suunatavast heitveest.

Kiire tulemuse, kas puhasti töötab rahuldavalt või mitte, võimaldab saada keemilise hapnikutarbe meetod, kuid see ei asenda BHT-analüüsi.

Tootearendus peab ootama

Siiri Velling tunnistas traditsioonilise meetodi väiksemat mõõtmisviga.

Samas rõhutas ta, et ka biosensori meetod on piisavalt täpne, saamaks selgeks põhilist: kas puhasti on korrast ära või mitte.

«Kuid laboriuuringutest tootearenduseni on minna veel pikk tee,» sedastas Vel­­ling.

Jüri Haller arvas, et biosensori meetod väärib kahtlemata edasiarendust, sest kuigi see võib kujuneda traditsioonilisest nädala vältavast analüüsist kallimaks, võib mõnes olukorras kiirus hinna kuhjaga üles kaaluda.
«Ja alati oleks hea ühe meetodi usaldusväärsust kontrollida teise meetodiga,» lisas Haller.

BIOSENSOR
• Biokeemilise hapnikutarbe (BHT) biosensor koosneb mikroorganisme sisaldavast sõrmeotsasuurusest õhukesest membraanist ja signaali lugevast hapnikuandurist.
• Siiri Vellingu biosensoris on kasutusel harilikus olmereovees leiduvad bakterid, mis on võetud Tartu, Jõgeva, Kääriku ja Tallinna reoveepuhastusjaamade reoveest.
• Biosensor võimaldab määrata reovee kanguse vastavuse puhasti normidele vähem kui tunniga. Traditsiooniline meetod BHT7 nõuab tervet nädalat.
Allikad: Siiri Velling, Universitas Tartuensis