Российские экологи обнаружили, что от концентрации тяжелых металлов в почве зависит скорость обмена веществ у микробов. Следовательно, микрофлору грунта можно использовать для оценки уровня его загрязнения. Статью с результатами исследования опубликовал научный журнал Ecotoxicology and Environmental Safety, кратко об этом пишет пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
К тяжелым металлам относят свинец, медь, ртуть, олово, цинк и другие элементы таблицы Менделеева с металлическими свойствами, большой плотностью или атомной массой. Их соединения токсичны как для животных, так и для растений и многих микроорганизмов. Как правило, в природе эти соединения почти не встречаются. В окружающую среду они попадают с отходами промышленных предприятий и выхлопными газами автомобилей.
В последние годы ученые активно ищут новые методики, с помощью которых можно быстро и дешево оценивать уровень загрязнения тяжелыми металлами, а также разрабатывают новые подходы для их извлечения из почвы и воды, в том числе при помощи бактерий.
Сотрудник Южного федерального университета Татьяна Минкина и ее коллеги нашли еще одно применение для микробов, связанное с тяжелыми металлами. Они изучали, как токсичные соединения этих элементов влияют на жизнедеятельность почвенной микрофлоры, а также на количество присутствующей в ней органики.
"Микроорганизмы - важнейший участник цикла питательных веществ в почве и один из факторов ее функциональной устойчивости. Увеличение их активности может служить хорошим индикатором загрязнений тяжелыми металлами. Результаты нашей работы носят фундаментальный характер, но вместе с тем они позволят оценить экологические риски и разработать новые способы очищения почв", – отметила Минкина.
В ходе исследования ученые анализировали образцы почвы с берегов и бывлего дна озера Атаманское, которое расположено расположено в окрестностях города Каменска-Шахтинского в Ростовской области. В советское время в него сбрасывали отходы производства местных химических заводов.
В середине 1990 годов эти выбросы прекратили. Но к тому времени природные экосистемы этого водоема, а также соседних озер, оказались полностью уничтожены. Само Атаманское частично пересохло и превратилось в один из самых опасных источников тяжелых металлов и других токсичных веществ. По окрестным полям они распространялись через грунтовые воды.
Измерив концентрацию цинка, меди, ртути, мышьяка и других опасных веществ в образцах высохшего ила со дна озера и в образцах почвы, ученые сопоставили доли этих веществ с тем, как различался метаболизм почвенных микробов, найденных в тех же участках дна водоема или его окрестностей.
Оказалось, что тяжелые металлы негативно влияют на свойства почв, так как связываются с определенными группами белков и блокируют синтез ферментов почвенными микроорганизмами, растениями и животными. Особенно чувствительной к таким загрязнениям оказалась уреаза – фермент микробов, который играет важную роль в круговороте азота в почве, а также белки, участвующие в разложении органических веществ.
Благодаря этим особеностям можно определять концентрацию подобных веществ, замеряя долю органики и соединений азота в почве. Это должно значительно удешевить и ускорить оценку экологической обстановки в промышленных регионах страны.
Кроме того, ученые открыли потенциальный способ очистки почвы от токсичных соединений тяжелых металлов, обнаружив, что микробы пытаются избавляться от них, формируя нерастворимые в воде карбонаты этих веществ. Открытие способов ускорения этого процесса позволит создать новые методы нейтрализации подобных загрязнений, подытожили авторы статьи.
