28 Січня 2022 09:58

Лікарняні стоки: «міна сповільненої дії», яку час знешкодити

У перші, сповнені невідомості, місяці пандемії COVID-19 у репортажах з інфекційних відділень особливо наголошували, що там є окремі каналізаційні системи. Потім кількість відділень почала збільшуватися, для них переобладнували цілі лікарняні поверхи. Звісно, про окрему каналізацію мова вже не йшла… Тим часом питання знезараження лікарняних стоків залишається актуальним, адже інфекційні хвороби – це не лише COVID. Та й наступна пандемія може початися будь-коли, готові ми до неї чи ні.

Створити недорогу й ефективну систему очищення лікарняних стоків вирішили науковці Українського державного хіміко-технологічного університету, Дніпровського державного медичного університету і Дніпровського національного університету ім. Олеся Гончара.  Їх проєкт «Умовно безреагентні системи обробки лікарняних стоків» переміг у конкурсі «Наука для безпеки людини і суспільства» Національного фонду досліджень України і отримав фінансування у розмірі 5,5 мільйонів гривень.

У грудні 2021 року дослідники закінчили роботу. Які ж результати отримано? Як працюватиме нова система очищення? Як швидко вона може бути впроваджена у виробництво? І, найважливіше, – чому не можна залишити все, як є? Ці питання ми поставили керівнику проєкту, завідувачеві кафедри фізичної хімії УДХТУ, члену-кореспонденту НАН України Олександру Веліченку.

Що зливають у каналізацію

– Під час пандемії навантаження на лікарні значно, а подекуди й критично зросло, – розповів Олександр Борисович. – Для лікування ускладнень від ковіду використовують велику кількість фармацевтичних препаратів, зокрема, антибіотиків. Потім ці препарати потрапляють у стічну воду й викликають численні мутації збудників хвороб. Зокрема, утворюються гени резистентності до традиційних лікарських засобів. Найбільш небезпечними є стоки, одночасно забруднені хімічними речовинами і біологічними збудниками хвороб. На жаль, спеціалізовані системи очищення стоків у більшості лікарень відсутні, їх просто зливають у каналізацію. Збудники ж хвороб у міській каналізації є «міною сповільненої дії»…

За словами вченого, в Україні майже не було комплексних досліджень шкоди від стоків фармацевтичних препаратів і біологічних забруднювачів. Не існувало й технологій, які одночасно руйнували б і фармпрепарати, і біозабруднювачі. «Ситуацію ускладнює й те, що лікарні зазвичай знаходяться у межах населених пунктів, і для будівництва окремої інфраструктури знезараження стоків та розміщення промислового обладнання немає ні вільного місця, ні грошей», – наголосив співрозмовник.

Діяти локально

Саме тому дослідники вирішили діяти локально, – створити компактну систему знезараження стоків, яку можна швидко розмістити у потрібному відділенні.

До речі, до роботи над темою команда була повністю готова. Науковці УДХТУ мають досвід розробки матеріалів та пристроїв для руйнування хімічних забруднювачів водного середовища, а також – електрохімічного синтезу сильних окисників (озону та гіпохлориту натрію) для дезінфекції води. У команді є лауреати Державної премії України в галузі науки і техніки (Олександр Веліченко та Вячеслав Проценко), премії Президента України для молодих вчених (Тетяна Лук’яненко та Валентина Книш), премії Верховної Ради України для молодих вчених (Тетяна Лук’яненко). Частина дослідників працювала в університетах США та Європейського Союзу, виконувала міжнародні гранти.

Пристрій, який створили науковці протягом виконання проєкту, дозволяє  знезаражувати лікарняні стоки без застосування хімічних реагентів.

– Ми сконструювали лабораторний прототип, не більший за системний блок стаціонарного комп’ютера, – продовжив розповідь Олександр Борисович. – У пристрої є вбудоване джерело постійного струму, насос, який прокачує рідину, електрохімічні комірки зі спеціальними електродами. Крізь ці комірки проходить вода, відбувається електроліз і небезпечні речовини руйнуються.

Резистентність – не вирок!

Система допомагає розв’язати дві проблеми одночасно. По-перше, під час проходження через комірки втрачають активність фармацевтичні препарати, які викликають мутації в біосистемах. По-друге, у водному розчині утворюються сильні окисники (гіпохлорит, озон) та перекис водню.  Якщо говорити просто – утворюється окисне середовище для ефективної дезінфекції. Окисники знешкоджують екологічно небезпечні речовини (віруси й бактерії), та допомагають руйнувати лікарські препарати.

Учені сподіваються, що така обробка стоків стане хорошим внеском у розв’язання проблеми резистентності вірусів і бактерій до лікарських препаратів. «Дослідження, які виконали всесвітньо відомі колективи з бездоганною науковою репутацією, стверджують, що після обробки гіпохлоритом чи перекисом водню (з каталізатором), небезпечні біологічні речовини втрачають резистентність до стандартних лікарських препаратів. Після цієї обробки їх можна легко знешкодити навіть препаратами першого покоління», – пояснив Олександр Борисович.

          Науковці розробили рекомендації з вибору електродів для прямого електрохімічного окиснення забруднювачів та їх модифікування, а ще – запропонували концепцію єдиного підходу до організації процесів руйнування компонентів лікарняних стоків під дією активних кисневмісних частинок. Отримані під час реалізації проєкту результати опубліковані у провідних вітчизняних та міжнародних журналах, зокрема, першого та другого квартилів), їх також представили на наукових конференціях.

Під час роботи у проєкті дослідники оновили обладнання дослідницької лабораторії кафедри фізичної хімії УДХТУ. А також – скористалися обладнанням центрів колективного користування: «Щиро вдячні партнерам з Львівського національного університету імені Івана Франка, Національної академії наук України та Університету Феррари (Італія) за цю можливість», – наголосив керівник проєкту.

Результати – не на полицю

Проєкт закінчено, але його результати аж ніяк не покладено «на поличку». Дослідники підписали угоду з приватним виробником фармацевтичних препаратів і планують створити дослідно-промисловий зразок модульної проточної системи для обробки лікарняних стоків та провести його випробування.

– Упевнений, що цим пристроєм зацікавляться заклади системи охорони здоров’я, – зазначив Олександр Борисович. – Його переваги очевидні: він ефективний, компактний, недорогий. Знайти кошти на переобладнання одразу всієї лікарні непросто, а на одне-два відділення – можна. Додатковою перевагою системи є модульність. За потреби можна швидко встановити стільки модулів, скільки потрібно.

Колегам, які планують подаватися на майбутні конкурси НФДУ, науковець радить скористатися можливістю і створити мультидисциплінарну команду: це дозволить залучити до розв’язання проблеми фахівців із різних галузей та отримати найкращі результати. «Не слід лякатися вимогливості експертів та наукової ради фонду, – з усмішкою додав він. – Вагомий науковий доробок і найуважніша підготовка конкурсної заявки – ось інгредієнти успіху».

Світлана ГАЛАТА

 

Інші новини

17 Квітня 2024

Підписано Меморандум про співпрацю між Національним фондом досліджень України та Національною академією правових наук України

17 квітня 2024 року відбулося підписання Меморандуму про співпрацю між Національним фондом досліджень України та Національною академією правових наук Ук

Можливості фінансування в новому конкурсі ERA 2024: Інформаційний день WIDERA

Цей інформаційний день має на меті проінформувати потенційних заявників про нові теми конкурсів ERA в рамках Робочої програми WIDERA на 2023-2025 роки.

16 Квітня 2024

Ідентифікаційний комітет Національного фонду досліджень України оголошує конкурс щодо обрання членів Наукової ради Національного фонду досліджень України

Ідентифікаційний комітет Національного фонду досліджень України (далі – Ідентифікаційний комітет) відповідно до статті 54 Закону України «Про науков

08 Квітня 2024

Українські мігранти на ринку праці ЄС: що змінилося за час війни?

Нещодавно 13 українських учених приєдналися до проєктів, які започаткували наукові команди з Нідерландів. Науковці перемогли у «Конкурсному відборі на д

04 Квітня 2024

«Інфо-Дей» та захід із розповсюдження інформації 26-27 березня у Львові: підсумки

Команда «Офісу Горизонт Європа в Україні» НФДУ провела 26-27 березня інформаційний захід «Інфо-Дей» та захід із розповсюдження інформації для інших ціль