Detekce znečištění “přírodní” cestou?3 min čtení

Je všeobecně známým faktem, že jsou rostliny schopné detekovat a reagovat na chemické látky v prostředí. Čínští vědci nyní přišli s novými poznatky, které shrnuli v nedávném čísle časopisu Analytical Chemistry.

Nedávno publikovaná studie čínských výzkumníků se zabývala reakcí mechů (Atrichum undulatum, bezvláska vlnkatá) na koncentrace oxidu siřičitého (SO₂). Mechy patří k nejstarším rostlinám na zemi a podle výsledků studie by mohly sloužit jako levná forma přibližné detekce koncentrací SO₂ v ovzduší. Mechy jako takové se již dříve používaly jako forma bioindikátorů stavu prostředí, překvapila však rychlost reakce na změny v prostředí.

Ve své studii vědci vystavili rostliny různým koncentracím SO₂ v uzavřené místnosti v kontrolovaných podmínkách. K analýze využili vysoce citlivou, levnou webkameru, která snímala změny mechů v reakci na změny koncentrací SO₂.

Tým výzkumníků zjistil, že v reakci na zvýšené koncentrace SO₂ docházelo k rolování, zmenšování či zežloutnutí listů mechů. Některé z těchto změn se navíc začaly projevovat již přibližně 10 vteřin po změně prostředí. Po opětovném snížení koncentrací SO₂ došlo opět k postupnému návratu listů do původního stavu.

Listy mechů sestávají z jedné vrstvy buněk, což zaručuje vysoký poměr plochy k objemu a tedy vysokou citlivost k detekci chemických látek v prostředí. Z výsledků studie vyplývá, že rostliny reagují lineárně na koncentraci SO₂ v relativně širokém spektru koncentrací od 0 do 180 ppm (přibližně 0 až 470 μg/m³). Jsou navíc schopné tolerovat široký rozsah vlhkosti vzduchu od 15 do 85 %.

Vystavení SO₂ vede ke snížení pH listů, což vede k vylučování hořečnatých iontů z chlorofylu, což má za následek změnu barvy ze zelené na žlutou. Protože je chlorofyl v rostlinách neustále vytvářen, dochází po snížení koncentrací k relativně rychlému návratu do původního stavu. Toto je velkou výhodou oproti standardním kolorimetrickým senzorům, které již není po zbarvení možné vrátit do původního stavu a znovu použít.

Je jasné, že tento způsob detekce nemůže nahradit exaktní měření. Vědci se však domnívají, že by tato forma mohla sloužit jako levná, orientační detekce koncentrací SO₂ závislá pouze na přirozené reakci rostlin, levné webkameře a softwaru s algoritmem pro obrazovou analýzu. V budoucnu by pak mohla existovat teoretická možnost zpřesnění detekce pomocí genového inženýrství.

Jáchym Brzezina

vedoucí oddělení kvality ovzduší

Rád si hraji s daty, tvořím webové aplikace a hledám cesty, jak věci někam posunout. Na ČHMÚ pracuji na pozici vedoucího oddělení kvality ovzduší, vytvořil jsem a spravuji tento blog, jsem administrátorem Facebook, Instagram a Twitter účtu ČHMÚ, jsem členem skupiny mobilní aplikace ČHMÚ a mám na starost anglickou větev našeho Facebook účtu. Podílím se na projektech napříč různými odděleními ČHMÚ a jsem project manager kontroly dat Evropské databáze emisí na čemž spolupracuji s Evropskou agenturou pro životní prostředí v Kodani.

Na ČHMÚ pracuji od roku 2014, práce mě moc baví a to nejen díky náplni, ale i skvělým kolegyním a kolegům.

Jsem také autorem nejpoužívanější šablony stránek pro uživatele meteostanic, používané ve více než 65 zemích ve více než 30 jazycích.