科学家利用电子设备改造软体动物以用来监测水污染
滤食性软体动物对水污染的反应是非常可探测和测量的。有鉴于此,科学家们创建了一种商业水质监测系统,该系统使用电子增强活体软体动物作为传感器。牡蛎、贻贝、扇贝和蛤蜊靠过滤水中的浮游生物为生。为了完成这项任务,它们必须张开壳。然而,水中污染物的存在会影响它们张开壳的方式。这就是molluSCAN-eye系统的用武之地。
这项技术源于法国国家科学研究中心(CNRS)和波尔多大学科学家在2006年进行的一项研究。此后,该技术被衍生公司molluSCAN商业化。下面是它的工作原理。
每个molluSCAN-eye装置都有一个笼子,里面有16只本地区的滤食性软体动物。它被放置在被监测地点的水中。监测点可以是船埠、排污口、油井平台或其他任何地方。
每只软体动物的外壳两侧都粘有两块小电磁铁--一块磁铁位于一侧的边缘,另一块磁铁位于另一侧的边缘,这样当外壳闭合时,两块磁铁就会相遇。因此,外壳越宽打开,磁铁相互接收到的信号就越弱。
当动物全天进食时,电磁铁就能测量持续时间、最大宽度、闭合速度和开壳总数等因素。
这些数据被传送到相邻的硬接线防水电子模块,由基于Linux的微型计算机进行处理。开壳行为是软体动物生物节律、日常生长、产卵周期、日常搅拌和其他因素的指标,这些因素在不同程度上受到污染物的影响。
处理后的数据会被转发到另一个通过电缆连接的基于地表的模块,该模块会将数据传输到基于云的服务器。通过智能手机或平板电脑访问该服务器,客户可以看到所在位置水质的实时评估。
据molluSCAN称,该系统采用的非侵入式高频气门测量(HFNI)技术比传统的现场水质传感器灵敏度高10到100倍,而且成本更低。由于软体动物会不断进行自我清洁,因此安装后几乎不需要维护。
目前,全球约有90个客户正在使用molluSCAN-eye系统。该系统的新改进版本最近荣获了CES2025创新奖。
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