Зачем в Питерском водоканале нужны раки?


ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» обеспечивает питьевой водой 5,2 млн человек и десятки тысяч предприятий и организаций. Еще одна задача Водоканала – собрать и очистить сточные воды.. С 2013 года на территории очистных сооружений поселка Репино в Курортном районе Санкт-Петербурга проходят реабилитацию ластоногие, попавшие в беду, – серые тюлени и кольчатые нерпы (балтийские и ладожские).. 10 октября 2013 года завершен крупнейший экологический проект — строительство Главного канализационного коллектора северной части Санкт-Петербурга.
С 28 июня 2011 года Санкт-Петербург полностью выполняет рекомендации Хельсинкской комиссии по защите Балтийского моря. В июне 2009 года с территории петербургского «Водоканала» был вывезен последний баллон с жидким хлором. Эту систему специально для петербургского «Водоканала» разработали ученые из Российской академии наук. Системы биомониторинга качества воды есть на всех водопроводных станциях города и ближайших пригородов. Их главная задача – следить за уровнем токсичности источника питьевого водоснабжения Санкт-Петербурга – невской воды. Представители аборигенных узкопалых раков, обитающих в Неве и Невской губе, живут в аквариумах на каждом водозаборе Петербургского Водоканала.. Вода из Невы, прежде чем попасть на очистные сооружения и стать водопроводной, контролируется помимо лабораторий такими «сотрудниками».
Технологам необходимо знать, не поступает ли на очистные сооружения вода, загрязненная токсическими веществами и в концентрациях, которые не могут быть удалены из воды с помощью имеющихся технологий и оборудования. Существующие физико-химические методы анализа по экономическим причинам могут обеспечивать контроль только ограниченного числа загрязняющих воду веществ и требуют времени, а технологам важно получить сигнал о поступлении на водозабор подобной воды как можно раньше. Оперативно, в реальном времени «сообщить» об опасности могут только живые водные организмы, в частности, раки, которые очень чувствительны к загрязнениям среды их обитания.. К панцирю рака, сидящего в аквариуме, приклеивается волоконно-оптический датчик, который позволяет незаметно для животного в течение длительного времени регистрировать его сердцебиение. На экран компьютера диспетчера смены непрерывно выводятся уже обработанные результаты показателей сердечного ритма и стресс-индекса раков в виде системы «светофор»: красный, желтый или зеленый световые сигналы. Нормальный сердечный ритм ничем не обеспокоенного рака (соответствующий зеленому сигналу), колеблется в зависимости от температуры воды от 30 до 60 ударов в минуту, а стресс-индекс обычно близок к нулю. В случае опасности частота сердечных сокращений резко повышается не менее чем на 50%, а стресс-индекс возрастает до нескольких тысяч.

При попадании в воду токсичных веществ раки реагируют в течение 1,5-2 минут (это время с учетом обработки данных). Их кардиоритм учащается – приборы дают сигнал тревоги (красный сигнал на мониторе диспетчера смены), по которому автоматически отбираются пробы воды для последующего подробного лабораторного анализа воды химическими и биологическими методами, и оповещаются все службы водопроводной станции. К счастью, за все время работы раков в Водоканале нештатных ситуаций не возникало, а столь «высокие стрессовые показатели» специалисты Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН, разработавшие этот метод биомониторинга качества воды, фиксируют только при еженедельных профилактических тест-обследованиях раков.. Кроме станции биомониторинга, на Главной водопроводной станции есть еще и ферма, основная задача которой – разведение своих, адаптированных к производственному шуму и людям раков. Так животные с рождения привыкают к общению с людьми, природным колебаниям качества невской воды, шуму насосов станции. Раки реагируют и на раздражители, не связанные с загрязнением воды, – например, на шум включаемого оборудования. Чтобы отсечь ложные срабатывания системы (ложные с точки зрения токсикологической опасности воды), ученые создали специальную аналитическую станцию, которая измеряет ряд характеристик воды – щелочность, температуру, мутность, а также снабжена датчиками шума и вибрации.
Если аппаратура зарегистрирует вибрацию, то сигнал опасности в диспетчерскую не поступит, потому что датчики фиксируют момент, когда учащение сердцебиения рака совпадает с шумовым эффектом, и отсекают его как не связанного с токсикологической опасностью. На службу в Водоканал принимают самых обычных раков. Это достаточно хорошо изученные животные с точки зрения физиологии и токсикологии. Однако для того, чтобы попасть на службу в Водоканал, раки проходят тщательное биохимическое и физиологическое обследование здоровья. Работают только самцы в возрасте 3-5 лет, три дня через шесть. Срок их службы составляет примерно год. Дело в том, что по своей физиологии раки должны зимовать, впадая в этот холодный период в состояние «спячки», а лишение их того, что придумано природой, естественно, ослабляет животное.
А к дежурству допускаются только здоровые особи в хорошем функциональном состоянии.. В конце 2010 года система биомониторинга с использованием раков была усовершенствована. Если раньше на рабочую смену «выходили» по два рака, то теперь их  шесть. Однако модернизация системы биомониторинга заключается не только в количественных изменениях. С момента запуска биомониторинга у ученых из Санкт-Петербургского научно-исследовательского центра экологической безопасности РАН появились новые разработки. И в 2010 году эти разработки Водоканал внедрил на водопроводных станциях. Модернизация системы биомониторинга включает новые алгоритмы обработки сигналов.