Sentinel-østers og andre muslinger overvåker nå havvannkvaliteten og miljøforringelsen mange steder rundt om i verden. Ifølge det franske selskapet som laget programvaren og maskinvaren for å koble disse bløtdyrene til et miljøvarslingssystem, gjør de det med større følsomhet, bedre levetid og til en lavere kostnad enn ikke-biologiske systemer.
«Det vi gjør er kalt biomonitorering,» forklarte Ludovic Quinault, administrerende direktør i Molluscan, nylig til meg på TechFirst-podcasten. «Vi kontrollerer vannkvaliteten gjennom muslinger, som østers, blåskjell eller muslinger.
Det er ingen lett oppgave. For å bruke biologiske eller dyresystemer som tidlige forurensningsdetektorer, er det nødvendig å vite hva uvanlig atferd er. For å oppdage uvanlig atferd, er det nødvendig å kjenne den vanlige oppførselen i dybden. Med andre ord, du må i hovedsak bygge en simulering eller digital tvilling av det virkelige dyret og modellere dets normale, sunne oppførsel, og du må bygge et sensorsystem som oppdager og overfører unormal atferd.
Molluscan oppnådde dette takket være mer enn 20 års forskning ved Arcachon marinestasjon ved University of Bordeaux. Ved å bruke disse dataene utviklet selskapet det det kaller ikke-invasiv høyfrekvent valvometri, en fancy måte å beskrive sin utrolig sensitive teknologi for å overvåke de minste bevegelsene til muslinger. Når disse bevegelsene følger uregelmessige eller unormale mønstre, varsler systemet forskerne om at noe er galt.
Et typisk oppsett inkluderer 16 bløtdyr, hver utstyrt med en liten sensor og et batteri som varer flere år. Sensorene, som måler dyrenes oppførsel 10 ganger i sekundet, er koblet til en elektronisk kontrollboks i nærheten, som fanger opp data fra hvert dyr og overfører det til forskere eller teknikere.
16 er minimumsantallet av bløtdyr for å garantere den statistiske påliteligheten til de fangede signalene.
«Vi bruker veldig lette mikroelektroder, i størrelsesorden et gram utenfor vann eller noen få tideler av et gram inne i vann,» forklarer Quinault. «Derfor føler ikke dyrene noe, og vi måler hver av bevegelsene deres, det vil si måten de åpner eller lukker på, med svært høy presisjon, til nærmeste mikrometer. »
En mikrometer er en milliondels meter (en meter er omtrent tre fot). Et menneskehår kan ha en diameter på omtrent 50 mikrometer. Dermed overvåker sensorene bevegelser 50 ganger mindre enn bredden til et hårstrå.
Nøyaktigheten til sensorene kan bare sammenlignes med østers, muslinger og blåskjell, som er mer følsomme og holdbare enn tradisjonelle teknologier for prøvetaking av forurensninger i vann.
«Vi testet dem i kunstige elver som inneholder olje, bare for å se hvordan de reagerer ved forskjellige konsentrasjonsnivåer,» forklarer Quinault. – Dyrenes følsomhet når det gjelder reaksjon og reaksjonshastighet (og det er et spørsmål om konsentrasjon) er veldig høy, og vi kunne oppdage konsentrasjoner som var for lave til å kunne observeres i laboratoriet.
I tillegg har instrumenter basert på kunstig teknologi en tendens til å tette seg i sjøvann etter bare tre uker og må rengjøres. Dette krever et dyrt besøk av en båt og en dykker. Bløtdyrene som brukes av Molluscan, lever derimot tre år eller mer og renser seg selv.
Denne biomonitoreringsløsningen er økonomisk, ifølge Quinault, for situasjoner som krever hyppige kontroller. For eksempel kan oljerigger og petrokjemiske prosessanlegg være pålagt å overvåke vannkvaliteten på daglig basis.
Et pilotprosjekt utført med TotalEnergies, det store franske energiselskapet, sparte flere millioner dollar årlig. Der løsningen ikke er billigere er når det gjelder sporadiske testing, for eksempel en gang i kvartalet.
Den virkelige besparelsen ligger imidlertid i å oppdage problemer tidlig før de blir alvorlige.
«Når du ikke kan se forurensningen, må du rense den,» sier Quinault. «Hva er konsekvensen, vet du, når du må rense en elv eller en innsjø og innvirkningen på helsen til befolkningen?
Han sier det er mye billigere og bedre for miljøet å se problemer umiddelbart og reagere raskt enn å vente til problemene blir større.
Bioovervåking med ekte dyr er ikke bløtdyrenes privilegium. En Singapore-finansiert studie publisert i 2017 undersøkte dyrestudier for beskyttelse mot miljøskader og bioterrorisme, og konkluderte med at «i tillegg til å gi tidlig advarsel om naturfarer, kan dyr også gi tidlig advarsel om sosiale risikoer som bioterrorisme.» «.
Følg meg inn Twitter eller LinkedIn. Rådføre nettstedet mitt eller noe av mitt andre arbeid her.
«Gamer. Faller mye ned. Ivrig baconfan. Webaholic. Ølgørd. Tenker. Musikkutøver.»