Опасните багрила

Пречистването на води от фармацевтични лекарства е глобален проблем, казва доц. д-р Нина Кънева-Добревска

Нина Кънева-Добревска е една от тазгодишните победителки в стипендиантската програма „За жените в науката“. Тя е доцент в катедра „Неорганична химия“ във Факултета по химия и фармация на Софийския университет „Св. Климент Охридски“. Завършва магистърска програма по „Медицинска химия“, през 2016 г. защитава докторска дисертация. По време на обучението си специализира в Чехия, Япония и Израел. Проектът, с който печели стипендията, е на тема „Пречистване на води от фармацевтични лекарства“. Изследователската Ӝ дейност е насочена към хетерогенната фотокатализа, в частност синтез и характеризиране на полупроводникови катализатори (цинков оксид). Съавтор е на 76 научни публикации. Участвала е в над 100 научни и международни конференции.

Доц. д-р Нина Кънева-Добревска е сред тазгодишните победителки
в програмата „За жените в науката“

Зина СОКОЛОВА

Интересът ѝ към химията се заражда още в VII клас. Затова и отива да учи в Националната природо-математическа гимназия „Академик Любомир Чакалов“ с профил химия. После кандидатства в Химическия факултет, специалност „Компютърна химия“.
„Бях вторият випуск в тази нова за времето си специалност, 28 души – спомня си Нина Кънева. – Сега са само 5, от тях 3 идват на упражненията, които им водя. Много са намалели студентите и това е тъжно, защото от три групи преди, сега едва се формира една. От т.г. почнах да чета лекции по молекулярна биология в Биологическия факултет на Университета – там са 90 души в курса. Но и те се оплакват, че студентите рязко са намалели.“
Нина Кънева се насочва към компютърната химия, тъй като иска нещо по-различно. Още в гимназията са им преподавали университетски преподаватели, упражненията им са били в Химическия факултет. „Гимназията ми даде много добра основа и исках да науча нещо ново, по-различно. Тогава специалността „Компютърна химия“ ми се стори много интересна. При нея освен основните има и допълнителни курсове по програмиране, изчислителна химия – с помощта на определени програми се визуализират и моделират молекули, изчисляват се определени ъгли, връзки. Интересно е. Могат да се сравняват данните, получени с компютъра, с експериментални резултати.
Но съвсем друго е човек да влезе в лабораторията, да проследи дадена реакция, да види със собствените си очи какво се получава – казва доц. Кънева. – Да, имало е неуспешни опити и експерименти, но без тях не може. Несполучливите опити карат човек да мисли повече какъв е проблемът, защо е възникнал, как може да го разреши. Моят научен ръководител, светла му памет, казваше: „И лошите резултати са добри, защото показват къде човек трябва да спре.“
Нина започва да се занимава с научна работа още в I курс в Лабораторията по технология на наночастиците към Катедрата по неорганична химия. Навремето неин ръководител е доц. Цецо Душкин.
„Той, за съжаление, почина, но беше невероятен човек и професионалист, правеше всичко за лабораторията и колегите си – спомня си Нина Кънева. – Над 30 души работеха в нея в различни области – фотокатализа, с което се занимавам аз, квантови точки, златни наночастици. Бяхме като голямо семейство, през две седмици се събирахме и показвахме един на друг получените резултати – къде има грешки, с какво може да се похвалим. Бях много щастлива, защото той ми гласува доверие да работя сама в лабораторията. Показа ми пътя, който трябва да извърви един учен. От преглед на литературата, за да се види какво са направили в тази област други учени, до самостоятелни експерименти и изследвания – приготвяне на проби, тяхното охарактеризиране. И най-важното, фотокаталитичните свойства – дали един катализатор е достатъчно добър да разгради дадено багрило, което е канцерогенно и влияе на здравето на хора и животни, попадайки в питейната вода. Това беше и първият ми проект, с него започнах през 2008 г.
– за синтез и охарактеризиране на цинков оксид за разграждане на багрилото малахитово зелено. Това багрило е много популярно. Преди са го използвали в развитите страни като вещество с бактерицидни свойства – например в аквариуми за прочистването им от бактерии. Но се оказва, че багрилото има една форма, която е канцерогенна. И макар и в ниски концентрации, то попада в рибите, а оттам – в човешкия организъм. Това води до забрана на малахитовото зелено. Чела съм, че дори и познатият ни зелен гранофурин дължи цвета си на малахитово зелено. В резултат на множество изследвания и проучвания, свързани с багрилото, гранофуринът е спрян от производство.“
Това е първата тема на младата изследователка, но тя и до днес я надгражда. Модифицира цинковия оксид с различни вещества, за да проследи влиянието им върху катализаторите – т.е. дали ще подобрят свойствата им, или ще намалят действието им. Изследва основно багрила. Започва с малахитово зелено, после с оранжево, което се използва в боите за коси. И двете багрила може да попаднат в питейните води, защото пречиствателните станции не могат да ги разградят. С тези багрила се оцветяват тъкани от вълна и памук. Заедно със свой колега работят и с брилянтно зелено, което се ползвало при оцветяването на някои консумативи в болници в САЩ. Но впоследствие е забранено, когато е открито и у пациенти.
След багрилата Нина Кънева завършва магистратура по медицинска химия и се насочва към фармацевтични лекарства, като парацетамол и хлорамфеникол, които също оказват вредно влияние върху човешкия организъм.
„Разтворих парацетамол в дестилирана вода, която е много чиста, и го забравих за 1 – 2 седмици. Като се върнах, разтворът беше черен и бяха се образували гъбички – разказва Нина. – Мога само да гадая какво се случва в стомаха ни и каква реакция предизвиква това лекарство, когато попадне в него. Оттогава не взимам чист парацетамол. Там, където е в комбинация с други вещества и в по-малки количества като в разтворимите прахчета – да.“
Темата на проекта, с който тя печели стипендията, е свързана с един от най-актуалните глобални проблеми пред човечеството – пречистването на води от фармацевтични лекарства. Тези лекарства са един от нововъзникващите замърсители, които попадат в околната среда. Те са съединения с различни функции и биологични свойства. Попадайки в околната среда, могат да причинят вреда на почти всяко ниво на биологичната йерархия както при висока, така и при ниска концентрация.
„За огромно съжаление, постоянно използваме лекарства.
И всичко, което не се е разградило в организма, се изхвърля с урината в отпадните води, проблемът не само в недоизпитите таблетки в кутийката – подчертава Нина Кънева. – А отпадните води са всички отходни води, свързани с домакинствата, със селското стопанство и много други дейности. През пречиствателните станции преминават и багрила, и лекарства и отиват в питейните води. Доклад на Световната здравна организация показва, че по-голямата част от болестите, около 90%, са свързани с консумацията на замърсена вода. От тези болести умират 12 млн. души годишно. Затова вече се обръща по-голямо внимание на тези фармацевтични лекарства, багрилата остават на по-заден план. Пречиствателните станции не могат да се справят с проблема и тези вещества, дори в ниска концентрация, попадат в природата. С ниските концентрации може да се справи методът, с който работя, както и много други учени по света – хетерогенната фотокатализа. Основната роля на катализаторите е да разградят замърсителите и да ги превърнат в безвредни вещества – въглероден диоксид и вода. Използвайки катализатори при опити с багрила с различен цвят, след
10 – 15 минути разтворът се избистря и става прозрачен. Това от пръв поглед показва, че багрилото се е разградило под влиянието на поставения катализатор.
С този нов за мен проект искам да надградя досегашните си познания за фотокаталитичните свойства на цинковия оксид и да го модифицирам с нови редкоземни елементи. Досега съм го модифицирала с лантан, церий и европий. Установила съм, че лантанът повишава действието на катализатора и по-бързо се разгражда самият органичен замърсител.“
Предстоят опити и с ципрофлоксацин, уточнява младата изследователка. Тя иска да изучава познати и често употребявани лекарства. Очаква се модифицираният цинков оксид да е с по-добри свойства. Ако чистият цинков оксид разгражда замърсителя за 2 часа, то модифицираният да го прави за един час.
„Имах възможност за докторантура в чужбина, но категорично предпочетох да остана в България – подчертава накрая Нина Кънева. – Университетите ни не отстъпват на тези в други страни. Тук човек може да получи много добра основа и да се реализира професионално. Иска ми се нашите сънародници зад граница да се върнат. Мечтата ми е да стимулирам и други млади хора да се занимават с наука.“